ответить на вопросы теста

Решение: средняя скорость пути равна v=s/t , где s = s1 + s2 + s3 ; s1 = s2 = s3 (по условию школьник проехал «1/3 пути», затем «еще 1/3 пути» и в конце «последнюю треть пути»); t = t1 + t2 + t3 ; s1 = δr1 = υ1·t1 ; t1 = s1/υ1 ; t2 = s2/υ2 ; t3 = s3/υ3 ; υ1 = 40 км/ч; υ2 = 20 км/ч; υ3 = 10 км/ч. тогда ~\upsilon _{cp} = \frac{s_1 + s_2 + s_3}{t_1 + t_2 + t_3} = \frac{s_1 + s_2 + s_3}{\frac{s_1}{\upsilon _1} + \frac{s_2}{\upsilon _2} + \frac{s_3}{\upsilon _3}} = \frac{s_1 + s_1 + s_1}{\frac{s_1}{\upsilon _1} + \frac{s_1}{\upsilon _2} + \frac{s_1}{\upsilon _3}} = \frac{3}{\frac{1}{\upsilon _1} + \frac{1}{\upsilon _2} + \frac{1}{\upsilon _3}} ; υср ≈ 17 км/ч. ответ: примерно 17 км/ч.

волновой процесс связан с распространением энергии. количественной характеристикой перенесенной энергии является поток энергии.

поток энергии волн (ф) характеризуется средней энергией, переносимой волнами в единицу времени через некоторую поверхность. усреднение должно быть сделано за время, значительнобольшее периода колебаний.

единицей потока энергии волн является ватт (вт).

найдем связь потока энергии волн с энергией колеблющихся точек и скоростью распространения волны.

выделим объем среды, в которой распространяется волна, в виде прямоугольного параллелепипеда (рис. 5.21); площадь его основанияs, а длина ребра численно равна скоростии совпадает с направлением распространения волны. в соответствии с этим за 1с сквозь площадкуsпройдет та энергия, которой колеблющиеся частицы в объеме параллелепипедаsv. это и есть поток энергии волн:

(5.53)

где— средняя объемная плотность энергии колебательного движения (среднее значение энергии колебательного движения частиц, участвующих в волновом процессе и расположенных в 1 м3).

поток энергии волн, отнесенный к площади, ориентированной перпендикулярно направлению распространения волн, называют плотностью потока энергии волн, или интенсивностью волн:

(5.54)

единицей плотности потока энергии волн является ватт на квадратный метр (вт/м2).

энергия, переносимая волной, складывается из потенциальной энергии деформации и кинетической энергии колеблющихся частиц. без вывода выражение для средней объемной плотности энергии волн:

(5.55)

где а — амплитуда колебаний точек среды, — плотность. подставляя (5.55) в (5.54), имеем

таким образом, плотность потока энергии волн пропорциональна плотности среды, квадрату амплитуды колебаний частиц, квадрату частоты колебаний и скорости распространения волны.