Zadanie 4: Fala dźwiękowa i interferencja fal
- Arkusz
- CKE Maj 2025 · Maj · 2025
- Punkty
- 5 pkt
- Dział
- Fale · Fale dźwiękowe
- Trudność
- Poziom trudności: średnie
Zadanie dotyczy rozchodzenia się fali kulistej w przestrzeni oraz zjawiska interferencji dwóch źródeł dźwięku.
Treść zadania
Mały głośnik G1 jest źródłem kulistej fali dźwiękowej w powietrzu. Przyjmij, że energia tej fali dźwiękowej rozchodzi się tak samo we wszystkich kierunkach od głośnika G1. W zadaniach 4.1.–4.2. pomijamy efekty związane z odbiciem fali dźwiękowej od przeszkód w otoczeniu oraz z pochłanianiem tej fali w ośrodku.
Zadanie 4.1. (0–2)
Energia kulistej fali dźwiękowej, którą emituje głośnik G1 w ciągu każdej sekundy, jest równa . Punkt X znajduje się w odległości rX = 10 m od głośnika G1. Oblicz IX – natężenie dźwięku w punkcie X. Zapisz obliczenia. Wskazówka: Pole powierzchni kuli o promieniu r jest równe πr2.
Zadanie 4.2. (0–3)
W pewnej odległości od głośnika G1 ustawiono taki sam głośnik G2. Oba głośniki emitują – z tą samą mocą i zgodnie w fazie – fale dźwiękowe o częstotliwości . Punkt A znajduje się w odległości r1 = 10,5 m od głośnika G1 oraz w odległości r2 = 11,5 m od głośnika G2. Wartość prędkości dźwięku w powietrzu jest równa vp = 340 m/s. Ustal, czy w punkcie A nastąpi wzmocnienie interferencyjne, czy – osłabienie interferencyjne. Wykorzystaj odpowiednie zależności fizyczne i warunki zadania oraz wykonaj niezbędne obliczenia, które doprowadzą do tego ustalenia. Następnie zapisz odpowiedź.
Odpowiedź i wynik końcowy
4.1. .
4.2. W punkcie A nastąpi osłabienie interferencyjne, ponieważ dla .