W odpowiedziach do zadania 2012C.6.6 podane jest, że czas trwania drgań do wygaśnięcia wzrósł. Dlaczego tak się dzieje?
No to jak czas drgań wzrósł to moim zdaniem częstotliwość także powinna wzrosnąć, bo w zamkniętym pudle cząsteczki częściej uderzają o ścianki pudła. I jak wywnioskować co się dzieje z głośnością?
Częstotliwość wcale nie musi się wtedy zmieniać. Skoro energia w "mniejszym tempie" wydostaje się na zewnątrz, to drgania będą dłużej trwały, ale to nie znaczy, że muszą odbywać się ze zmienioną częstotliwością.
To, że głośność nieco zmaleje wiąże się właśnie z faktem, że ta fala nie "ucieka" teraz tak łatwo z pudełka - czyli na zewnątrz mamy mniejszy od niej wkład, przez co wypadkowa fala dźwiękowa emitowana na zewnątrz jest "słabsza" (ma nieco mniejszą amplitudę, a to wiąże się z mniejszą głośnością - ale ten związek nie jest już obowiązujący na maturze, podobnie jak obliczanie poziomu natężenia dźwięku w dB).
Ale skąd mam to wiedzieć w sumie, że ta częstotliwość się nie zmieni?
I czy ogólnie całe to pytanie bez części z głośnością obowiązuje na tegorocznej maturze? Chodzi mi np o działanie kamertonu i fakt, że fala przenosi energię.
No w zasadzie tutaj trzeba to po prostu wiedzieć, że nie ulegnie ona zmianie (a wynika to z faktu, że nie zmieniamy samego układu, który jest pierwotnym źródłem drgań, czyli samego kamertonu).
Co do możliwości pojawienia się na obecnej maturze, to podpunkty 5 i 6 raczej nie mają praktycznych szans na pojawienie się, choć ciężko to w 100% jednoznacznie określić patrząc na samą treść podstawy programowej. Ale tak z czysto praktycznego punktu widzenia po prostu nie przejmowałbym się nimi zanadto.
Natomiast podpunkty 1 - 4 jak najbardziej mogą być na naszej maturze.
I podpunkt 2 także może się pojawić, gdzie trzeba wiedzieć, że dźwięk porusza się ruchem jednostajnym?
Tak, bo to jest takie standardowe założenie, że w jednym konkretnym ośrodku prędkość dźwięku jest stała.
A czy to wydłużenie czasu trwania drgań można wyjaśnić tak: fala straci energię, przechodząc przez karton; E=P/t, jako że energia zmalała, a moc się nie zmieniła, to czas wzrósł? Jeśli tak, to jak uzasadnić, że moc się nie zmieniła?
Tak, można by było w ten sposób to tłumaczyć - a moc się nie zmieniła, ponieważ zakładamy, że mamy cały czas to samo źródło dźwięku (widełki kamertonu) i zarówno przed, jak i po zmianie wytwarzamy w nim dźwięk poprzez np. identyczne uderzenie w te widełki - to oznacza, że początkowa moc całej fali jest taka sama.
Czas ten faktycznie może w takim przypadku rosnąć, ponieważ drgania, w które wzbudzony został kamerton przenoszą się również na owo kartonowe pudełko, w związku z czym ono również będzie wytwarzało jakąś falę dźwiękową (być może bardzo słabo słyszalną, ale to nieistotne). Ta fala będzie unosić jakąś energię i jeśli teraz zamkniemy to pudełko, to nie pozwolimy tak łatwo tej fali "uciec" - w układzie ta energia będzie utrzymywana przez dłuższy czas, co przełoży się na dłuższy czas drgania kamertonu (i całego układu tak na dobrą sprawę).