Задание 4 ЕГЭ, физика: Волны

ЕГЭ ФизикаЗадание 41.5.5 Звук. Скорость звука

Диапазон звуков скрипки занимает частотный интервал от \nu_1 = 200Гц до \nu_2 = 2000Гц. Каково отношение граничных длин звуковых волн  дробь: числитель: \lambda_1, знаменатель: \lambda_2 конец дроби этого интервала?

В подтеме 34 задач
Разбор
Главная идея: Длина волны обратно пропорциональна частоте, поэтому отношение длин волн равно обратному отношению их частот.

Любая волна описывается фундаментальным соотношением, связывающим скорость распространения, длину волны и частоту: c=λνc = \lambda \nu

Где cc — скорость звука в среде (константа для данной задачи), λ\lambda — длина волны, ν\nu — частота.

Из этого уравнения выразим длину волны через другие величины: λ=cν\lambda = \frac{c}{\nu}

Теперь составим отношение граничных длин волн для самой низкой частоты ν1=200\nu_1 = 200 Гц и самой высокой ν2=2000\nu_2 = 2000 Гц:

λ1λ2=cν1cν2=cν1⋅ν2c=ν2ν1\frac{\lambda_1}{\lambda_2} = \frac{\frac{c}{\nu_1}}{\frac{c}{\nu_2}} = \frac{c}{\nu_1} \cdot \frac{\nu_2}{c} = \frac{\nu_2}{\nu_1}

Скорость звука сокращается, и мы получаем простое отношение частот (инвертированное):

λ1λ2=2000200=10\frac{\lambda_1}{\lambda_2} = \frac{2000}{200} = 10

Длинные волны соответствуют низким частотам, короткие волны — высоким. Поэтому λ1>λ2\lambda_1 > \lambda_2, что подтверждает правильность результата.

Типичные ошибки

  • Путаница в обозначениях: забыть, что λ1\lambda_1 соответствует ν1\nu_1, а не ν2\nu_2
  • Неправильно составленное отношение: написать λ1λ2=ν1ν2\frac{\lambda_1}{\lambda_2} = \frac{\nu_1}{\nu_2} вместо инвертированного
  • Использовать конкретное значение скорости звука, забыв, что она сокращается в отношении
Непонятно?

Похожие задачи