Решение: Колебания металлической линейки
Статья к заданиюГолосовой аппарат человека
Голосовой аппарат человека является своего рода духовым музыкальным инструментом, но не имеет себе равных по своей многогранности и возможности передачи малейших звуковых оттенков. Все способы звукоизвлечения, которые используются в духовых инструментах, используются и в процессе образования речи, однако все они перестраиваются (по приказам мозга) и имеют широчайшие возможности, недоступные ни одному инструменту.
Если рассматривать структуру голосообразующего аппарата как духового музыкального инструмента, то он состоит из трёх основных частей:
генератора
– дыхательной системы, состоящей из воздушного резервуара (лёгких), где запасается энергия избыточного давления, мускульной системы и выводного канала (трахеи) со специальным аппаратом (гортанью);
вибратора
– голосовых связок (частота колебаний связок определяет высоту голоса, амплитуда определяет его громкость);
резонатора
– разветвлённой системы резонансных полостей (глотки, ротовой и носовой полости), называемой артикуляционной системой.
В тисках закрепили металлическую линейку. При ударе по незакреплённому концу линейки был слышен звук (см. рисунок). Что изменится в издаваемом звуке, если металлическую линейку заменить на такую же, но меньшей длины?
Решение по шагам
3 шагаПосле удара незакреплённая часть линейки совершает механические колебания, создавая звуковые колебания воздуха.
При уменьшении длины свободной части металлической линейки частота её собственных колебаний увеличивается.
$$f \uparrow$$Высота звука определяется частотой колебаний: чем больше частота, тем выше звук.
$$f \uparrow \Rightarrow \text{высота звука} \uparrow$$Звук станет более высоким, так как при уменьшении длины свободной части линейки частота её колебаний увеличится.
Этот ответ получен в разборе, но не сверен с официальным ключом из банка — проверьте выкладки, прежде чем заучивать результат.
Где здесь ошибаются
Указывать, что звук станет громче, хотя в задаче изменяется прежде всего его высота.
Считать, что при уменьшении длины линейки частота колебаний уменьшается.
Не объяснять связь между частотой колебаний и высотой звука.