«Ах, эта математика – наука очень строгая.

Учебник математики всегда берёшь с тревогою.

Там функции и графики и уравнений тьма,

А модуль может запросто свести тебя с ума.

И правила и формулы – всё так легко забыть.

Но всё ж без математики нам невозможно жить.

Любите математику и вы поймёте вдруг,

Что правда, «Математика – царица всех наук»

/Гаус К. Ф./

Основные формулы и понятия

 физика 7

Чтобы сравнить различные движения, необходимо знать скорость движения.

• естественнонаучная грамотность,

Слуховая система человека

Основными объективными характеристиками звукового информационного канала являются частотный диапазон воспринимаемых звуков и динамический диапазон звукового давления воспринимаемых звуков.

Субъективным признаком частоты звука является его высота, чем больше частота звука, тем более высоким он воспринимается на слух. Нижний частотный слуховой порог органа слуха человека составляет примерно 16 Гц, верхняя граница частоты колебаний составляет 20 000 Гц, воспринимаемых ухом человека в возрасте до 20 лет. В возрасте 35 лет эта граница составляет примерно 15 000 Гц, в возрасте 50 лет – примерно 12 000 Гц. Дети воспринимают звуки с частотой до 22 000 Гц. Волны с частотой менее 16 Гц принято называть инфразвуком, а с частотой более 20 кГц – ультразвуком.

Субъективным признаком звукового давления является громкость звука. Уровень звукового давления измеряется в децибелах (дБ). Диапазон воспринимаемых уровней интенсивности звука в среднем составляет 130 дБ. Значение 0 дБ соответствует среднестатистическому порогу слышимости человека для тона частотой 1000 Гц.

Порог слышимости (минимальная интенсивность звука, воспринимаемая ухом) различен для звуковых колебаний разных частот. Органы слуха человека наиболее чувствительны к частоте 1000–3000 Гц. Верхнюю границу интенсивности звука, которую человек ещё способен воспринимать, называют порогом болевого ощущения, так как восприятие звука такой интенсивности вызывает болевое ощущение. Отдых и сон считают полноценным, когда шум не превышает 25–30 дБ. Кратковременно допустим шум 80 дБ. Здоровые барабанные перепонки без ущерба могут переносить громкость в 110 дБ максимум в течение примерно 1,5 мин. В таблице указан уровень громкости от разных источников.

Измерение скорости звука

В 1630 году французским ученым М. Марсенном был проведен опыт по определению скорости звука в воздухе. Марсенн поставил на определенном расстоянии D двух человек. Один выстрелил из мушкета (огнестрельного оружия), а другой отметил время τ, прошедшее между вспышкой от выстрела и долетевшим до него звуком. Поделив расстояние на время, Марсенн нашел, что скорость звука v равна 230 туазам в секунду, что соответствует 448 метрам в секунду (м/с). Опыты Марсенна оказались неточными (скорость звука в воздухе, на самом деле, составляет примерно 330 м/с), но впервые позволили оценить порядок величины для скорости звука. В 1738 году французская Академия наук повторила опыт по измерению скорости звука. Опыт был поставлен на холме Монмартр, близ Парижа. Было установлено, что скорость звука в воздухе равна 171 туазу в секунду.

О неслышимых звуках

Эхолокация дельфинов

Для ориентации в пространстве дельфины издают звуковые сигналы, которые, отражаясь от предметов, дают дельфину информацию об окружающих его объектах. Такой способ ориентации называется эхолокация.

В спинной стороне головы дельфинов находится дыхало – отверстие для вдоха и выдоха, соединённое с носовыми ходами и специальными воздушными мешками. Мешки при сокращении их мышц участвуют в генерации звука. Восприятие эхолокационной звуковой волны осуществляется у дельфинов очень необычно – через нижнюю челюсть. Челюсть своим задним концом вплотную подходит к ушной области дельфинов, которая имеет очень тонкие наружные костные стенки. Этот участок рассматривается учёными как «акустическое окно» для прохождения звука. Экспериментально доказано, что восприятие распространённых в воде звуков через нижнюю челюсть в 6 раз выше, чем через слуховой проход, и именно нижняя челюсть улавливает отражённые эхолокационные волны и передаёт их в ухо.

1. „Чтобы быть сильным, надо быть как вода. Нет препятствий ‒ она течёт; плотина ‒ она остановится; прорвётся плотина ‒ она снова потечёт; в четырёхугольном сосуде она четырёхугольна; в круглом ‒ кругла. Оттого, что она так уступчива, она нужнее всего и сильнее всего“. Лао-цзы, древнекитайский философ, VI‒V веков до н. э.
2. „Воду мы начинаем ценить не раньше, чем высыхает колодец“. Томас Фуллер,

Воздух и жизнь на Земле

Воздух жизненно необходим для дыхания, роста, развития, метаболизма растений, животных и человека на Земле.

У растений органами воздушного питания являются листья и корни. При дыхании растения берут из воздуха кислород, выделяя углекислый газ. В процессе фотосинтеза растения получают углекислый газ и выделяют кислород в окружающую среду (см. рисунок).

Разные животные могут дышать лёгкими (звери), трахеями (насекомые), жабрами (рыбы), кожей (земноводные).

При дыхании воздух попадает в организм животных и человека, с кровью разносится по телу. Благодаря кислороду происходят окислительные процессы в организме, в результате чего выделяется энергия. Энергия тратится на работу всех органов животных. При кислородном голодании у животных и человека меняется дыхание, изменяются окислительные процессы, повышается утомляемость, понижается температура тела и наступает смерть.

            В лёгких происходит процесс газообмена и вследствие этого пропорции веществ в выдыхаемом воздухе будут отличаться от вдыхаемого. Изменяется содержание кислорода и углекислого газа (см. таблицу), а остальные газы не усваиваются и не выводятся, поэтому их содержание меняется несущественно.