Сборник задач. Углубленный уровень. 3. Звук

          

ТВЕРДАЯ СРЕДА. 3. Звук

3.3.1. Диапазон звуковых волн, который слышит человек, простирается от 20 до 10000 Гц. Скорость звука 330 м/с. В каком диапазоне лежат длины этих волн?
3.3.2. а) Определите амплитуду скорости и относительной деформации звука на частоте $\nu$ = 1 кГц в области болевых ощущений (средняя интенсивность волны w = 1 Вт/м ) и вблизи порога слышимости (средняя интенсивность волны ~ 10-12 Вт/м2). Плотность воздуха равна $\rho$ = 1,3 кг/м3, скорость звука в воздухе с = 330 м/с. б) Чему равно максимальное смещение частиц воздуха в таких волнах и максимальное давление?
3.3.3. а) На прямом участке шоссе расположен источник звука. При приближении к нему со скоростью v приемник автомобиля регистрирует частоту колебаний давления $\nu_1$ при удалении - $\nu_2$, $\nu_2 < \nu_1$ (см. рисунок). Ветра нет. Чему равна частота звука, испускаемого источником? Чему равна скорость звуковой волны? б) Решите задачу а) для случая, когда источник вместе с ветром движется, со скоростью и в направлении движения автомобиля, u < v. в)* Какую частоту колебаний давления регистрирует приемник, установленный на автомобиле в задаче а), от того же источника, но расположенного на Н выше, в момент, когда автомобиль находился на расстоянии х от прежнего положения источника (см. рисунок).
3.3.4. Распределение скоростей в плоской звуковой волне, бегущей со скоростью с вдоль оси х в нулевой момент времени - косинусоида с амплитудой v0 и периодом $\lambda$: $v = v_0cos(2\pi x/\lambda)$ (см. рисунок). Определите распределение скоростей и относительных деформаций в этой волне в момент времени t. Какими будут эти распределения в случае, когда волна бежит в противоположную сторону?
3.3.5. а) Прибор для демонстрации интенсивности звука имеет сначала два одинаковые - верхний и нижний - воздушные звукопроводы. На какое минимальное расстояние нужно опустить нижний звукопровод, чтобы максимально ослабить звучание рупора В на частоте $\nu$ = 200 Гц (см. рисунок)? Скорость звука равна 330 м/с.