Разделы 
Дополнительно
Задача по физике - 6605
2018-03-10 
Почему плохо слышно против ветра?
Решение:
Данная задача имеет давнюю историю и долгое время правильное объяснение явления оставалось неизвестным. Сразу же стоит заметить, что скорость даже сильного ветра (скажем, 20 м/с) намного меньше скорости распространения звука—330 м/с, и тот факт, что по ветру звук распространяется чуть быстрее, чем против ветра, сам по себе существенной роли не играет.
Правильный ответ был получен в 1857 году английским физиком и математиком Дж. Стоксом. Суть дела состоит в том, что скорость ветра меняется с высотой: она меньше у поверхности земли и растет по мере удаления от земли. (Это связано с трением слоев воздуха о землю и внутренним трением в воздухе.) Посмотрим теперь, как это обстоятельство повлияет на распространение фронта плоской вертикальной звуковой волны, движущейся против ветра—см. рис. а.
Верхняя часть волны, наиболее удаленная от поверхности эемли, распространяется медленнее, чем нижняя, где скорость ветра меньше. В результате фронт волны перестает быть вертикальным и верхняя часть фронта наклоняется назад.
Направление распространения звуковой волны всегда перпендикулярно ее фронту, и это означает, что звуковые волны, которые распространялись бы вдоль поверхности земли, при наличии ветра отклоняются вверх—см. рис. а.
Если в отсутствие ветра земной поверхности на линии АВ достигнут звуковые волны, испущенные внутри угла $\alpha$, то при ветре этот угол уменьшается ($ \alpha^{ \prime}$ ) — см. рис. б. В результате на единицу площади земли в направлении против ветра будет приходиться меньше звуковой энергии, что и означает ослабление силы звука. В то же время в направлении по ветру, как видно из рис. б, наоборот, сила звука возрастает,
Убедительное подтверждение объяснения Стокса получило в опытах другого известного английского физика О. Рейнольдса. Рейнольде в качестве источника звука использовал электрический звонок, который можно было поднимать и опускать. Он обнаружил, что звонок был слышен против ветра на гораздо большем расстоянии, если его поднимали высоко над землей.
Довольно много внимания влиянию ветра на распространение звука уделил и блестящий лектор и популяризатор науки—Джон Тиндаль. В его опытах использовался колокол, а экспериментатор, находившийся на некотором расстоянии против ветра от колокола, отчетливо улавливал звук колокола, когда поднимался на специальную лестницу. Эксперименты Тиндаля прямо показали, что звуковые волны под действием ветра, действительно, отклонялись вверх.
Почему плохо слышно против ветра?
Решение:
Данная задача имеет давнюю историю и долгое время правильное объяснение явления оставалось неизвестным. Сразу же стоит заметить, что скорость даже сильного ветра (скажем, 20 м/с) намного меньше скорости распространения звука—330 м/с, и тот факт, что по ветру звук распространяется чуть быстрее, чем против ветра, сам по себе существенной роли не играет.
Правильный ответ был получен в 1857 году английским физиком и математиком Дж. Стоксом. Суть дела состоит в том, что скорость ветра меняется с высотой: она меньше у поверхности земли и растет по мере удаления от земли. (Это связано с трением слоев воздуха о землю и внутренним трением в воздухе.) Посмотрим теперь, как это обстоятельство повлияет на распространение фронта плоской вертикальной звуковой волны, движущейся против ветра—см. рис. а.
Верхняя часть волны, наиболее удаленная от поверхности эемли, распространяется медленнее, чем нижняя, где скорость ветра меньше. В результате фронт волны перестает быть вертикальным и верхняя часть фронта наклоняется назад.
Направление распространения звуковой волны всегда перпендикулярно ее фронту, и это означает, что звуковые волны, которые распространялись бы вдоль поверхности земли, при наличии ветра отклоняются вверх—см. рис. а.
Если в отсутствие ветра земной поверхности на линии АВ достигнут звуковые волны, испущенные внутри угла $\alpha$, то при ветре этот угол уменьшается ($ \alpha^{ \prime}$ ) — см. рис. б. В результате на единицу площади земли в направлении против ветра будет приходиться меньше звуковой энергии, что и означает ослабление силы звука. В то же время в направлении по ветру, как видно из рис. б, наоборот, сила звука возрастает,
Убедительное подтверждение объяснения Стокса получило в опытах другого известного английского физика О. Рейнольдса. Рейнольде в качестве источника звука использовал электрический звонок, который можно было поднимать и опускать. Он обнаружил, что звонок был слышен против ветра на гораздо большем расстоянии, если его поднимали высоко над землей.
Довольно много внимания влиянию ветра на распространение звука уделил и блестящий лектор и популяризатор науки—Джон Тиндаль. В его опытах использовался колокол, а экспериментатор, находившийся на некотором расстоянии против ветра от колокола, отчетливо улавливал звук колокола, когда поднимался на специальную лестницу. Эксперименты Тиндаля прямо показали, что звуковые волны под действием ветра, действительно, отклонялись вверх.
