Megoldott gyakorlatok Hullámmozgás
Tesztelje a Hullámmozgás témában tanultakat ezzel a gyakorlatsorral és a megfelelő megoldásokkal.
Mechanikus hullámok
Hullámimpulzus terjedése
A hullámot az x tengely mentén terjedő impulzus generálja az egyenlet szerint:
Ahol xВ és yВ cm-ben és t másodpercben mérhető. Határozza meg:
- Az impulzus mozgásának sebessége és iránya
- Szélessége
- Készítsen grafikont, amelynek alakja t = 0s, t = 1s és t = 2s
A keresztirányú hullám terjedési sebessége akkordban
Határozza meg a keresztirányú hullám terjedési sebességét egy 7 m-es húrban, amelyet 250 N feszültségnek tesznek ki, tudva, hogy a tömege 12 kg.
Harmonikus hullámok
A harmonikus hullámegyenlet nagysága
A hullámmozgást aВ egyenlet írja le
- A hullám amplitúdója
- Hullámhossz
- Hullámidőszak
- Hullámszám
- Frekvencia
- A terjedés sebessége
- Bármely részecske rezgési sebessége
Fáziskülönbség és a pontok közötti minimális távolság
A harmonikus hullám 120 m/s sebességgel és 40 Hz frekvenciával terjed. Meghatározza a minimális távolságot két olyan pont között, amelyek egy adott pillanatban 60 ° fáziskülönbséggel ingadoznak.
Hullámegyenlet a jellemző nagyságokból
David megfigyeli a hullámok terjedését egy húrban és ellenőrzi, hogy 10 másodpercenként 30 25 cm széles kréta halad-e balra. Ezenkívül észreveszi, hogy két egymást követő gerinc közötti távolság 80 cm. Meg tudná mondani Davidnek, hogy mi a hullám terjedési egyenlete?
Egy húr feszültsége a frekvenciától és a hullámhossztól
Határozza meg azt a feszültséget, amelyhez 5 kg és 10 m hosszú kötelet kell leadnia, ha azt szeretné, hogy időszakosan, másodpercenként 2-szeres sebességgel rázva a karját, 0,5 m hullámhosszú hullámok jelennek meg.
Hullámegyenlet a lineáris sűrűségből és egyéb nagyságokból
Egy 40 gr/m lineáris sűrűségű kötelet 5N feszültségnek teszünk ki. Ebben egy szinusz hullámot generál egy harmonikus oszcillátor, amely az origón 12 Hz frekvenciával és 4 cm amplitúdóval működik. Határozza meg a hullám egyenletét x és t függvényében, tudván, hogy t = 0-nál az oszcillátor a maximális amplitúdó helyzetében van.
Hullámegyenlet a grafikonokból
Határozza meg azt az egyenletet, amely megfelel a következő grafikonok által leírt hullámnak:
Energia, teljesítmény és hullámintenzitás
Egyik amplitúdó a másik amplitúdójától
Vonós hullámerő
Határozza meg azt az erőt, amelyet egy 50 N állandó feszültségnek kitett kötélnek kell ellátnunk, hogy a keletkező harmonikus hullámok amplitúdója 15 cm, frekvenciájuk pedig 40 Hz legyen, tudva, hogy lineáris sűrűségük 200 g/m.
A hullám fókuszának ereje
Határozza meg azt a teljesítményt, amelynek egy harmonikus oszcillátornak rendelkeznie kell ahhoz, hogy hullámot generáljon az egyenlet által szabályozott 9 m hosszú húrban:
Ne feledje, hogy a feszes kötél súlya 7 N.
Csillapítás és abszorpció a szabályozatlan mozgásban
Intenzitás és amplitúdó a fókusztávolság szerint
A hullámok visszaverődése és fénytörése
Visszaverődés a tükrökben
Reflektálás fázis inverzióval
Egy kötél, amelyet egyik végeВ rögzít egy karóhoz, támaszként szolgál egy olyan hullám terjedéséhez, amelynek egyenletét a Nemzetközi Rendszer (S.I.) egységeiben adja meg:
Határozza meg a visszavert hullám egyenletét.
A hullám fénytörésének gyakorisága, indexe és szöge
A 45 cm hullámhosszú hullám egy közegben terjed, 1,2 m/s sebességgel. Bizonyos idő elteltével eléri a fél másodpercet 35 є beesési szöggel, és hullámhosszát 10,2 cm-re változtatja. Határozza meg a hullám frekvenciáját, a fénytörési szöget és a második közeg törésmutatóját az elsőhez képest.
Hulláminterferenciák
Interferencia és hangok
Két hangszóró van elválasztva egy magnó mikrofonjától, amely a középpontjában helyezkedik el, 2,459 m és 1,3 m. Feltételezve, hogy mindkét hangszóró ugyanazt a hangot bocsátja ki, egy hangjegy a (440 Hz), a mikrofon felvesz valamilyen hangot? Ne feledje, hogy a hang sebessége a levegőben 340 m/s.
Harmonikus hullám interferencia egy pontban a hullámegyenletekből
Adott egyenlő harmonikus hullámok, az egyenletből:
Az interferencia típusa a frekvencia, a sebesség és a távolság alapján
Két fény 20 Hz frekvenciájú koherens hullámokat generál ugyanabban a közegben. Tudva, hogy a hullámok terjedési sebessége 40 cm/s, jelzi a következő pontokban fellépő interferencia típusát:
- Az 1. pont az első fókusztól 15 cm-re, a másodiktól 10 cm-re helyezkedik el
- A 2В pont az első fókusztól 20 cm-re, a másodiktól 16 cm-re helyezkedik el
- A 3. pont az első fókusztól 21 cm-re, a másodiktól 18 cm-re helyezkedik el
Fázison kívüli koherens hulláminterferencia
Az azonos amplitúdójú és fázisú koherens hullámok fejlesztése alapján határozza meg két azonos amplitúdójú, de különböző fázisú koherens hullám interferenciájának kifejeződését.
A fázison kívüli koherens hullámok összege
Legyen két harmonikus egyenlethullám.
• intézkedések a Nemzetközi Rendszer egységeiben. Ha mindkét hullám ugyanazon a vonalon terjed, határozza meg:
- Az interferenciából adódó hullám amplitúdója
- Az interferencia gyakorisága
- Az interferencia egyenlet
Állandó hullámok
Állandó hullámmagasságok az egyenletükből
Határozza meg azoknak a hullámoknak a frekvenciáját, amplitúdóját és hullámhosszát, amelyek egy sztringre állítva generálnak egy álló hullámot, amelynek kifejezése a Nemzetközi Rendszer egységeiben:
Állandó hullám a koszinusz függvényében
Egy húrban egyenlethullám terjed jobbról balra
В m. A szélsőség elérésekor a hullám visszaverődik. Számítsa ki az akkor keletkező állóhullám egyenletét, ha:
- Reflexióban nem történik fázisinverzió
- Van egy inverzió a rezgés értelmében
A csomópontok és a hasak helyzete különböző állóhullámokban
Határozza meg a következő állóhullámok csomópontjainak és hasának helyzetét, valamint a köztük lévő távolságot:
Szaporítási sebesség és frekvenciák rögzített kötélen két végén
Mindkét végén 40 m-es kötelet rögzítenek. Amikor a 90 Hz-es frekvencia keresztirányú zavarával gerjesztjük, 3 hasú állóhullám alakul ki. Meghatározza a húrokban terjedő hullámok terjedési sebességét, valamint egy másik alacsonyabb frekvenciát, amely szintén egy másik álló hullámot eredményez.
Grafikon, állóhullám elmozdulása és sebessége
Az állóhullámot a következő funkció írja le
- Készítsen grafikont az állóhullámról.
- Mekkora a maximális elmozdulás egy olyan pontnál, amely 5/12V m-re van az eredettől? És amelyik 0,35 m?
- Mekkora a maximális sebesség egy olyan ponthoz, amely 5/12V m-re van az eredettől? És amelyik 0,35 m?
Állandó hullámok a légcsövekben
Az üreges cső belsejében a levegőben előforduló nyomásváltozások állóhullámokat idézhetnek elő, amit a legtöbb fúvós hangszer is bizonyít. Ezek a hullámok nem több, mint egy másik példa a mechanikus hullámokra, amelyekben a hullámok hosszirányú elmozdulása miatt a légnyomás harmonikusan változik.
Doppler effektus
Doppler effektus
A mentő 550 Hz-en bocsát ki hangot. Határozza meg, hogy a megfigyelő milyen frekvenciát érzékel:
- Amikor a megfigyelő nyugalomban van, és a mentő 25 m/s-hoz közelít
- Amikor a megfigyelő 15 m/s sebességgel eltávolodik a pihent mentőautótól
- Amikor a megfigyelő 10 m/s sebességgel közelít a mentőhöz, figyelembe véve, hogy az 20 m/s sebességgel halad a megfigyelő felé
Tény: A hang sebessége a levegőben 340 m/s
Az autó sebessége a Doppler-effektustól
- A kapott frekvencia 13000001565,2, és az autó megközelíti a radart
- A kapott frekvencia 12999998916,6В, és az autó eltávolodik a radartól
Tény: Tekintsük a hullámok sebességét a levegőben 3В10 8 m/s-nak