Задание 4 ЕГЭ, физика: Волны

ЕГЭ ФизикаЗадание 41.5.4 Поперечные и продольные волны. Скорость распространения и длина волны

Скорость звука в воде 1,5 км/⁠с. Чему равна длина звуковой волны, распространяющейся в воде, при частоте звука 3 кГц? (Ответ дайте в метрах.)

В подтеме 34 задач
Разбор
Главная идея: Длина волны обратно пропорциональна частоте при фиксированной скорости распространения в среде: чем выше частота, тем короче волна.

Волна описывается фундаментальным соотношением между скоростью распространения, частотой и длиной волны:

λν=c\lambda \nu = c

где λ\lambda — длина волны, ν\nu — частота, cc — скорость распространения волны в среде.

Выразим длину волны:

λ=cν\lambda = \frac{c}{\nu}

Теперь переведём исходные данные в единицы СИ:

  • скорость звука в воде: c=1,5 км/с=1500 м/сc = 1{,}5 \ \text{км/с} = 1500 \ \text{м/с}
  • частота: ν=3 кГц=3000 Гц\nu = 3 \ \text{кГц} = 3000 \ \text{Гц}

Подставим в формулу:

λ=15003000=0,5 м\lambda = \frac{1500}{3000} = 0{,}5 \ \text{м}

Длина волны получилась 0,5 метра — это разумное значение для звука в жидкости, где волны короче, чем в воздухе из-за более высокой скорости распространения при одинаковой частоте.

Типичные ошибки

  • Забыли перевести километры в метры или килогерцы в герцы — неправильный перевод единиц приводит к ошибке на три порядка
  • Использовали формулу λ=c⋅ν\lambda = c \cdot \nu вместо деления — перепутали операцию и получили число в тысячи раз больше
  • Приняли частоту в килогерцах за герцы в вычислениях, не выполнив перевод в СИ
Непонятно?

Похожие задачи