13.1. Найти длину волны λ основного тона ля (высота ν = 435 Гц). Скорость распространения звука в воздухе c = 340 м/с.

13.2. Человеческое ухо может воспринимать звуки частотой приблизительно от ν₁ = 20 Гц до ν₂ =20000 Гц. Между какими длинами волн лежит интервал слышимости звуковых колебаний? Скорость распространения звука в воздухе c = 340 м с.

13.3. Найти скорость c распространения звука в стали.

13.4. Найти скорость с распространения звука в меди.

13.5. Скорость распространения звука в керосине с = 1330 м/с. Найти сжимаемость β керосина.

13.6. При помощи эхолота измерялась глубина моря. Какова была глубина моря, если промежуток времени между возникновением звука и его приемом оказался равным t = 2,5 с? Сжимаемость воды β = 4,6*10^-10 Па^-1, плотность морской воды ρ = 1,03*10³ кг/м³.

13.7. Найти скорость с распространения звука в воздухе при температурах t, равных: -20 , 0 и 20° С.

13.8. Во сколько раз скорость с₁ распространения звука в воздухе летом (t = 27°С) больше скорости с₂ распространения звука зимой (t = -33° С)?

13.9. Зная, что средняя квадратичная скорость молекул двухатомного газа в условиях опыта v = 461м/с, найти скорость с распространения звука в газе.

13.10. Найти скорость с распространения звука в двухтомном газе, если известно, что при давлении p = 1,01 • 10⁵ Па плотность газа ρ = 1,29 кг/м³.

13.11. Зная, что средняя молярная кинетическая энергия поступательного движения молекул азота W = 3,4 кДж моль, найти скорость с распространения звука в азоте при этих условиях.

13.12. Для определения температуры верхних слоев атмосферы нельзя пользоваться термометром, т. к. вследствие малой плотности газа термометр не придет в тепловое равновесие с окружающей средой. Для этой цели пускают ракету с гранатами, взрываемыми при достижении определенной высоты. Найти температуру t на высоте h = 20 км от поверхности Земли, если известно, что звук от взрыва, произведенного на высоте h₁ = 21 км, пришел позже на Δt =6,75 с звука от взрыва, произведенного на высоте h₂ =19 км.

13,13. Найти показатель преломления n звуковых воли на границе воздух — стекло. Модуль Юнга дпя стекла E = 6,9 • 10¹⁰Па, плотность стекла ρ = 2,6*10³ кт/м³, температура воздуха t = 20° С.

13.14. Найти предельный угол α полного внутреннего отражения звуковых волн на границе воздух — стекло. Воспользоваться необходимыми данными из предыдущей задачи.

13.15. Два звука отличаются по уровню громкости на ΔL₁ = 1 фон. Найти отношение I₂/I₁ интенсивностей этих звуков.

13.16. Два звука отличаются по уровню звукового давления на ΔL_p = 1 Дб. Найти отношение p₂/p₁ амплитуд их звукового давления.

13.17. Шум на улице с уровнем громкости L₁₁ = 70 фон слышен в комнате так, как шум с уровнем громкости L._z = 40 фон. Найти отношение I₁/I₂ интенсивностей звуков на улице и в комнате.

13.18. Интенсивность звука увеличилась в 1000 раз. 11л сколько увеличилась амплитуда звукового давления?

13.19. Интенсивность звука I = 10 мВт/м². Найти уровень громкости L₁ и амплитуду p звукового давления.

13.20. На сколько увеличился уровень громкости L₁ звука, если интенсивность звука возросла: а) в 3000 раз; б) в 30000 раз?

13.21. Найти расстояние l между соседними зубцами звуковой бороздки на граммофонной пластинке для тона ля (частота ν = 435 Гц): а) в начале записи на расстоянии r = 12 см от центра; б) в конце записи на расстоянии r = 4см от центра. Частота вращения пластинки n = 78 мин^-1.

13.22. Найти расстояние l между соседними зубцами звуковой бороздки на граммофонной пластинке для: а) ν = 100 Гц; б) ν = 2000 Гц. Среднее расстояние от центра пластинки r = 10 см. Частота вращения пластинки n = 78 мин^-1.

13.23. При образовании стоячей волны в трубке Кундта в воздушном столбе наблюдалось n = 6 пучностей. Какова была длина l₂ воздушного столба, если стальной стержень закреплен: а) посередине; б) в конце? Длина стержня l₁ = 1 м. Скорость распространения звука в стали c₁ = 5250 м/с, в воздухе с₂ = 343 м/с.

13.24. Какова длина l₁ стеклянного стержня в трубке Кундта, если при закреплении его посередине в воздушном столбе наблюдалось n = 5 пучностей? Длина воздушного столба l₂ = 0,25 м. Модуль Юнга для стекла E = 6,9*10¹⁰ Па; плотность cтекла ρ = 2,5 • 10³ кг/м³. Скорость распространения звука в воздухе с = 340 м/с.

13.25. Для каких наибольших частот применим метод Кундта определения скорости звука, если считать, что наименьшее различимое расстояние между пучностями l ≈ 4мм? Скорость распространения звука в воздухе с = 340 м/с

13.26. Два поезда идут навстречу друг другу со скоростями v₁ = 72 км/ч и v₂ = 54 км/ч. Первый поезд дает свисток с частотой ν = 600 Гц. Найти частоту ν' колебаний звука, который слышит пассажир второго поезда: а) перед встречей поездов; б) после встречи поездов. Скорость распространения звука в воздухе с = 340 м/с.

13.27. Когда поезд проходит мимо неподвижного наблюдателя частота тона гудка паровоза меняется скачком. Какой процент от истинной частоты тона составляет скачок частоты, если поезд движется со скоростью с = 60 км/ч?

13.28. Наблюдатель па берегу моря слышит звук пароходного гудка. Когда наблюдатель и пароход находятся в покое, частота воспринимаемого наблюдателем звука ν = 420 Гц. При движении парохода воспринимаемая частота ν₁ = 430 Гц, если пароход приближается к наблюдателю, и ν₂ = 415Гц, если пароход удаляется от него. Найти скорость v парохода в первом и втором случаях, если скооость распространения звука в воздухе c = 338 м/с.

13.29. Ружейная пуля летит со скоростью v = 200 м с. Во сколько раз изменится частота тона свиста пуля для неподвижного наблюдателя, мимо которого пролетает пуля? Скорость распространения звука в воздухе с = 333 м/с.

13.30. Два поезда идут навстречу друг другу с одинаковой скоростью. Какова должна быть их скорость v, чтобы частота свистка одного из них, слышимого на другом, изменялась в 9/8 раза? Скорость распространения звука в воздухе с = 335 м с.

13.31. Летучая мышь летит перпендикулярно к стене со скоростью 6,0 м/с, издавая ультразвук частотой ν = 45 кГц. Какие две частоты звука ν₁ и ν₂ слышит летучая мышь? Скорость распространения звука в воздухе с = 340 м/с.

13.32. Какую длину l должна иметь стальная струна радиусом r = 0,05 см, чтобы при силе натяжения F = 0,49 кН она издавала тон частотой ν = 320 Гц?

13.33. С какой силой F надо натянуть стальную струну, длинной l = 20 см и диаметром d = 0,2 мм. чтобы она издавала тон ля (частота ν = 435 Гц)?

13.34. Зная предел прочности для стали, найти наибольшую частоту ν , на которую можно настроить струну длиной l = 1 м.

13.35. Струна, натянутая с силой F₁ = 147 Н, дает с камертоном частоту биений ν₅ = 8 Гц. После того как эту струну натянули с силой F₂ = 156,8 Н, она стала настроена с камертоном в унисон. Найти частоту ν₂ колебаний камертона.

13.36. Камертон предыдущей задачи дает с другим камертоном частоту биений ν₃ = 2 Гц. Найти частоту колебаний втоporo камертона.

13.37. Найти частоту ν основного тона струны, натянутой с силой F = 6 кН. Длина струны l = 0.8 м, ее масса m = 30 г.

13.38. Найти частоту ν основного тона: а) открытой трубы; б) закрытой трубы.

13.39. Закрытая труба издает основной тон до (частота ν₁ = 130,5 Гц). Трубу открыли. Какую частоту ν₂ имеет основной тон теперь? Какова длина l трубы? Скорость распространения звука в воздухе v = 340 м/с.