Задание 18

Применение информации из текста физического содержания · 63 задания

Задание №18
№18
Изменится ли и, если изменится, то как, намокание древесины, если её натереть воском? Ответ поясните.
Смачивание и капиллярные явления
Задание №18
№18
Может ли воспринимаемый человеком интервал времени между молнией и сопровождающим её громовым раскатом составлять 90 с? Ответ поясните.
Звук
Задание №18
№18
Какой оттенок (голубоватый или красноватый) будет иметь источник белого света, например уличный фонарь, если его рассматривать сквозь туманную дымку?…
Дисперсия света
Задание №18
№18
Молнии могут проходить в самих облаках (внутриоблачные молнии), а могут ударять в землю (наземные молнии). Для механизма электризации, описанного в те…
Постоянный ток. Сила тока. Напряжение
Задание №18
№18
Эффект Доплера справедлив и для звуковых волн. Изменяется ли, и если изменяется, то как, высота тона звукового сигнала поезда при его удалении от набл…
Звук
Задание №18
№18
Зависит ли, и если зависит, то как, глубина промерзания почвы от высоты снежного покрова при прочих равных условиях? Ответ поясните.
Виды теплопередачи
Задание №18
№18
Значительная часть энергии Солнца излучается в инфракрасном диапазоне. Условно различают три составляющие диапазона инфракрасного излучения: коротково…
Электромагнитные волны
Задание №18
№18
Можно ли лёд, находящийся в состоянии, соответствующем точке А на диаграмме, перевести в пар, минуя жидкое состояние? Ответ поясните.
Испарение, конденсация, кипение
Задание №18
№18
Можно ли, используя флотацию, сделать так, чтобы пустая порода всплывала вверх, а крупицы руды оседали на дно? Ответ поясните.
Смачивание и капиллярные явления
Задание №18
№18
На рисунке представлены экспериментальные данные о выбросах оксида углерода и смертности от болезней сердца и органов дыхания в течение нескольких лет…
Явления в природе
Задание №18
№18
Молнии могут проходить в самих облаках (внутриоблачные молнии), а могут ударять в землю (наземные молнии). В случае механизма электризации, описанного…
Постоянный ток. Сила тока. Напряжение
Задание №18
№18
На рисунке представлены процессы нагревания с переходом в жидкое состояние для четырёх веществ, первоначально находившихся в твёрдом состоянии. Какой…
Основные положения МКТ

Задание №18 — МЕХАНИЧЕСКИЕ ЯВЛЕНИЯ

Может ли дельфин, используя сигнал частотой 100 кГц, обнаружить проплывающую впереди маленькую рыбку с длиной тела 5 см? Скорость звука в воде принять равной 1500 $\frac{м}{с}$ . Ответ поясните.

Слух дельфинов

Среди всех систем организма дельфина одна из самых интересных – слуховая. Основные сведения об окружающей обстановке дельфин получает с помощью слуха. При этом он использует эхолокацию: анализирует эхо, возникающее при отражении издаваемых им звуков от окружающих предметов. Эхо даёт точные сведения не только о положении предметов, но и об их величине, форме, материале, т.е. позволяет дельфину создать картину окружающего мира не хуже или даже лучше, чем с помощью зрения. Дельфины воспринимают акустические колебания с частотами почти
в 10 раз более высокими, чем те, которые может различить человек (см. рисунок 1). Они способны слышать и звуки, мощность которых в 10–30 раз ниже доступных слуху человека.

Рисунок 1. Диапазоны звуковых частот, воспринимаемых различными животными и человеком

Ультразвуковые сигналы, посылаемые дельфином, представляют собой последовательность коротких импульсов (щелчков), имеющих длительность порядка 0,01–0,1 мс.

Для того, чтобы сигнал был отражён препятствием, минимальный линейный размер этого препятствия должен быть не меньше длины волны посылаемого звука. Использование ультразвука позволяет обнаружить предметы меньших размеров, чем это было бы возможно с помощью более низких звуковых частот. Кроме того, использование ультразвуковых сигналов связано с тем, что ультразвуковая волна имеет острую направленность излучения, что очень важно для эхолокации, и намного медленнее затухает при распространении в воде.

Ваше решениедо 2 баллов

Запишите решение задачи...

Решение

Решение.

Для решения задачи необходимо сравнить длину волны ультразвукового сигнала, испускаемого дельфином, с размером препятствия (рыбки). Согласно условию текста, для того чтобы сигнал отразился от объекта, минимальный линейный размер этого объекта должен быть не меньше длины волны посылаемого звука.

Дано:
$\nu = 100 \text{ кГц} = 100 \cdot 10^{3} \text{ Гц}$
$v = 1500 \text{ м/с}$
$L = 5 \text{ см} = 0,05 \text{ м}$
Найти:
Возможно ли обнаружение? (Сравнить $L$ и $\lambda$ )

Рассуждение и вычисления:
1. Длина волны $\lambda$ связана со скоростью распространения звука $v$ и его частотой $\nu$ следующей формулой:
$\lambda = \frac{v}{\nu}$
2. Подставим числовые значения из условия задачи в формулу для расчёта длины волны:
$\lambda = \frac{1500 \text{ м/с}}{100000 \text{ Гц}} = 0,015 \text{ м}$
3. Переведём полученный результат в сантиметры для удобства сравнения с размером рыбки:
$\lambda = 0,015 \text{ м} = 1,5 \text{ см}$
4. Сравним длину волны $\lambda$ и размер рыбки $L$ :
Так как $L = 5 \text{ см}$ , а $\lambda = 1,5 \text{ см}$ , то выполняется условие $L > \lambda$ .
Поскольку размер рыбки (5 см) больше длины волны ультразвука (1,5 см), звуковая волна отразится от неё, и дельфин сможет зафиксировать эхо-сигнал.

Вывод: Да, дельфин сможет обнаружить рыбку, так как её размер превышает длину волны используемого сигнала.

Ответ: Да, сможет.

Источник: ФИПИ