Задание 4 ЕГЭ, физика: Волны

ЕГЭ ФизикаЗадание 41.5.5 Звук. Скорость звука

Диапазон длин звуковых волн женского голоса сопрано составляет интервал от \lambda_1=30см до \lambda _2=1,35м. Каково отношение граничных частот звуковых волн  дробь: числитель: \nu _1, знаменатель: \nu _2 конец дроби этого интервала?

В подтеме 34 задач
Разбор
Главная идея: Частота волны обратно пропорциональна её длине, поэтому отношение частот равно обратному отношению длин волн.

Связь между частотой, длиной волны и скоростью звука описывается формулой: λν=c\lambda \nu = c

Отсюда выражаем частоту через длину волны: ν=cλ\nu = \frac{c}{\lambda}

Для граничных частот: ν1=cλ1,ν2=cλ2\nu_1 = \frac{c}{\lambda_1}, \quad \nu_2 = \frac{c}{\lambda_2}

Находим отношение частот: ν1ν2=cλ1cλ2=cλ1⋅λ2c=λ2λ1\frac{\nu_1}{\nu_2} = \frac{\frac{c}{\lambda_1}}{\frac{c}{\lambda_2}} = \frac{c}{\lambda_1} \cdot \frac{\lambda_2}{c} = \frac{\lambda_2}{\lambda_1}

Скорость звука в обоих случаях одинакова (одна и та же среда), поэтому она сокращается. Отношение частот зависит только от отношения длин волн, причём в обратном порядке: чем меньше длина волны, тем выше частота.

Подставляем числовые значения (предварительно приводим к одним единицам): ν1ν2=λ2λ1=1,35 м0,3 м=1,350,3=4,5\frac{\nu_1}{\nu_2} = \frac{\lambda_2}{\lambda_1} = \frac{1,35 \text{ м}}{0,3 \text{ м}} = \frac{1,35}{0,3} = 4,5

Типичные ошибки

  • Ошибка в единицах: забыли перевести 30 см в метры (0,3 м) перед вычислением
  • Перепутали порядок: написали λ₁/λ₂ вместо λ₂/λ₁, получив 0,22 вместо 4,5
  • Попытка использовать конкретное значение скорости звука, хотя она сокращается в отношении
Непонятно?

Похожие задачи