сайты - меню - вход - но­во­сти


Задания
Версия для печати и копирования в MS Word

С ка­те­ра, дви­жу­ще­го­ся со ско­ро­стью υ  =  15 м/с, ис­сле­ду­ют мор­ское дно при по­мо­щи эхо­ло­ка­то­ра, по­сы­лая уль­тра­зву­ко­вые сиг­на­лы в на­прав­ле­нии дна под углом α к вер­ти­ка­ли, и при­ни­мая отражённые сиг­на­лы. Уль­тра­зву­ко­вые лучи от­ра­жа­ют­ся от дна так же как све­то­вые от зер­ка­ла: угол па­де­ния равен углу от­ра­же­ния. Ско­рость c уль­тра­зву­ка в воде равна 1500 м/с и не за­ви­сит от ско­ро­сти ис­точ­ни­ка.

В от­ве­те на во­прос лю­бо­го пунк­та за­да­чи сле­ду­ет ука­зы­вать номер столб­ца таб­ли­цы, в ко­то­ром стоит зна­че­ние, наи­бо­лее близ­кое к най­ден­но­му вами.

а)  Если плос­кость дна го­ри­зон­таль­на (см. рис. слева), то чему долж­но быть равно зна­че­ние угла α для того, чтобы отражённый дном уль­тра­зву­ко­вой сиг­нал был при­нят на ка­те­ре?

 

123456
α, 10−3 рад1,02,05,07,510,020,0

 

б)  Най­ди­те угол α в слу­чае, если глу­би­на водоёма уве­ли­чи­ва­ет­ся в на­прав­ле­нии ско­ро­сти ка­те­ра, так что плос­кость дна со­став­ля­ет малый угол  гамма =5 в сте­пе­ни левая круг­лая скоб­ка \circ пра­вая круг­лая скоб­ка с го­ри­зон­та­лью (см. рис. спра­ва).

 

123456
α, 10−2 рад10,08,06,04,02,01,0

 

в)  Ка­ко­во зна­че­ние ча­сто­ты при­ни­ма­е­мо­го сиг­на­ла от­но­си­тель­но ча­сто­ты из­лу­ча­е­мо­го (мень­ше, равно, боль­ше) в слу­чае, опи­сан­ном в пунк­те б) за­да­чи?

 

123
Мень­шеРаноБоль­ше
Спрятать решение

Ре­ше­ние.

При­рав­ни­вая время рас­про­стра­не­ния звука и время дви­же­ния ка­те­ра, а также ис­поль­зуя ма­лость угла α по­лу­чим со­от­но­ше­ние

 альфа \approx синус альфа = дробь: чис­ли­тель: v , зна­ме­на­тель: c конец дроби =10 в сте­пе­ни левая круг­лая скоб­ка минус 2 пра­вая круг­лая скоб­ка рад.

Най­ден­ное зна­че­ние угла α сов­па­да­ет со зна­че­ни­ем, сто­я­щим в столб­це номер 5.

В слу­чае, если дно со­став­ля­ет малый угол γ с го­ри­зон­та­лью, ис­ко­мый угол α так же можно счи­тать малым. Легко ви­деть, что в этом слу­чае пря­мая, вдоль ко­то­рой рас­про­стра­ня­ют­ся уль­тра­зву­ко­вые им­пуль­сы, ис­пус­ка­е­мые эхо­ло­ка­то­ром, от­кло­ня­ет­ся от вер­ти­ка­ли в на­прав­ле­нии по ча­со­вой стрел­ке (а не про­тив, как в пер­вом слу­чае). Ис­поль­зуя ма­лость углов α и γ, на­хо­дим ответ:

 альфа \approx гамма минус дробь: чис­ли­тель: v , зна­ме­на­тель: c конец дроби \approx левая круг­лая скоб­ка 8,7 минус 1,0 пра­вая круг­лая скоб­ка умно­жить на 10 в сте­пе­ни левая круг­лая скоб­ка минус 2 пра­вая круг­лая скоб­ка =7,7 умно­жить на 10 в сте­пе­ни левая круг­лая скоб­ка минус 2 пра­вая круг­лая скоб­ка .

Зна­че­ние, наи­бо­лее близ­кое к най­ден­но­му, стоит в столб­це номер 2.

При­ни­ма­е­мые на ка­те­ре им­пуль­сы могут рас­смат­ри­вать­ся как из­лу­ча­е­мые дви­жу­щим­ся фик­тив­ным ис­точ­ни­ком, ко­то­рый уда­ля­ет­ся от ка­те­ра. Ча­сто­та волн, при­ни­ма­е­мых от уда­ля­ю­ще­го­ся из­лу­ча­те­ля, умень­ша­ет­ся по срав­не­нию со слу­ча­ем, кода из­лу­ча­тель не­по­дви­жен (эф­фект До­пле­ра), по­это­му пра­виль­ный ответ стоит в столб­це номер 1.

 

Ответ: а) 5; б) 2; в) 1.

Спрятать критерии
Критерии проверки:

Верно вы­пол­нен пункт а)  — 2 балла.

Верно вы­пол­нен пункт б)  — 4 балла.

Верно вы­пол­нен пункт в)  — 1 балл.