Почему в КИМ так любят вопросы про скорость звука
«Скорость звука» — фраза, которая регулярно мелькает на ЕГЭ. Автор заданий понимает: тема объединяет механику, термодинамику и волны. Один короткий расчёт проверяет сразу несколько разделов. Поэтому шанс встретить такое задание высок. Ученику выгодно заранее знать типичные ходы. Когда знаком контекст, снижается тревога и экономится драгоценное время.
Кроме того, задачи про звук легко иллюстрировать реальными ситуациями. Гром случается чаще, чем гравитационные линзы. Экзаменаторам важно, чтобы тексты выглядели жизненно. Это поддерживает интерес и снижает количество жалоб на «оторванность» заданий.
Минимальный теоретический багаж
Никакой лайфхак не спасёт, если путать базовые факты. Запомните три ключевых пункта:
- Звук — продольная упругая волна. Волны могут проявляться в газах, жидкостях и твёрдых телах.
- Его скорость зависит от среды. В воздухе при 0 °C она близка к 331 м/с. В воде уже около 1480 м/с, в стали почти 5100 м/с.
- При росте температуры воздуха скорость возрастает приблизительно на 0,6 м/с на каждый градус Цельсия.
Эти цифры стоит держать в голове. Шпаргалка нужна для проверки ответа без калькулятора. Если расчёт дал 3000 м/с в воздухе, значит, вы где-то промахнулись.
Формула «331 + 0,6 t» и откуда она берётся
В учебниках формула звучит так: v = √(γRT/μ). Она выводится из кинетической теории. Γ — показатель адиабаты, R — универсальная газовая постоянная, T — температура в кельвинах, μ — молярная масса газа. Подставляя числа для сухого воздуха, получаем приближение v ≈ 331 + 0,6 t. Вывод знать необязательно, но помнить, что формула применима только для воздуха при обычном давлении, полезно.
Если задача дана про гелий, используйте точное выражение. Не забывайте переводить температуру в кельвины. Именно на этой мелочи часто теряют баллы.
Типичные форматы заданий на ЕГЭ
Существуют четыре шаблона:
- Найти скорость по задержке между вспышкой и громом.
- Определить температуру воздуха, зная скорость.
- Сравнить времена прихода продольной и поперечной волн в твёрдом теле.
- Рассчитать частоту стоячей волны в трубе с учётом конечной скорости.
Большинство задач сводится к простому делению расстояния на время. Трудность создают нюансы: длина пути света считается бесконечно большой относительно временной шкалы, а сама вспышка считается мгновенной. Не запутайтесь, какое время к какому событию относится.
Скорость звука: скрытые ловушки проверяющих
Любимая ошибка — округление расстояния до сотых без достаточного основания. Помните: если исходные данные даны с точностью до метров, результат надо округлять до метров. Используйте правило значащих цифр. Вторая ловушка — влажность. Воду в воздухе иногда учитывают, иногда нет. Читайте условие. Если влажность упоминается, скорость нужно повысить процентов на два-три.
Третья ловушка касается труб с разными граничными условиями. В задаче про стоячие волны ученики часто путают формулы для открытого и закрытого концов. Выпишите обе на черновике именно перед экзаменом. Это предотвращает смешение.
Экспресс-проверка результата
После получения числа задайте себе три вопроса.
- Реально ли значение? Для воздуха приемлем разброс 300–350 м/с.
- Согласуется ли знак? Скорость должна быть положительной.
- Верно ли количество значащих цифр? Обычно достаточно трёх.
Если ответ не укладывается, проверьте единицы. Ошибка в километрах и метрах встречается даже у отличников. Быстрая прикидка «расстояние / время» без калькулятора помогает поймать опечатку до сдачи бланка.
Как пользоваться калькулятором и не схлопотать штраф
На ЕГЭ разрешён только простой калькулятор. Он умеет плюс, минус, умножение, деление и корень. Чтобы вычислить корень, большинство моделей требует нажать «√». Проверьте заранее, как это делается именно на вашем устройстве. Не складывайте скобки в голове, разбивайте длинную цепочку на шаги. Записывайте промежуточные цифры в черновике. Это не только снижает риск ошибки, но и служит доказательством, если придётся апеллировать.
Главное правило округления: не трогайте число после каждого действия. Оставляйте полный хвост до самого конца. Округляйте один раз, уже получив финальный результат. Так вы избежите накопления погрешностей.
Тренировка и полезные ресурсы
Самостоятельных задачников много, но практиковаться лучше по свежим вариантам ФИПИ. Освойте минимум пять полных вариантов, где есть раздел «Акустика». После этого решайте микротесты на время. Установите будильник на 90 секунд для короткого задания. Такой ритм приучает мозг принимать решения быстро.
Нужен наставник? Загляните в онлайн школу подготовки к ЕГЭ. Там тренировки проверяет реальный преподаватель, а не шаблонный скрипт.
И наконец, не забывайте про эксперименты. Замерьте скорость звука сами: хлопните в ладоши у стены и засеките задержку эха. Смартфон с функцией «диктофон» сможет показать временной интервал. Руки помнят лучше, чем глаза читают. Ваша уверенность на экзамене станет выше, когда будете опираться на личный опыт.