Напречни и надлъжни вълни – проблеми и решения

Напречни и надлъжни вълни – проблеми и решения

1. Вълна се разпространява по проводник с дължина 3 м за 0.3 секунди. Какъв е периодът на вълната?

Известни:

Времеви интервал (t) = 0.3 секунди

Търси се: Период (T)

решение:

1 дължина на вълната = 1 гребен + 1 дъно

Период = 2 x 0.1 секунди = 0.2 секунди

2. Скоростта на вълната според фигурата по-долу е…

Известни:

1 дължина на вълната има 1 гребен и 1 дъно. Според фигурата по-горе, 1 дължина на вълната = 2 метра x 4 = 8 метра.

Период на вълната (T) = 0.5 x 4 = 2 секунди

Търси се: Скоростта на вълната (v)

решение:

Скоростта на вълната:

v = s / t = λ / T = 8 метра / 2 секунди = 4 метра/секунда

3. Разстоянието между точки А и Б е 30 см. Каква е скоростта на вълната според фигурата по-долу?

Известни:

От A до B има ¾ дължина на вълната. Ако разстоянието между A и B е 30 cm, тогава разстоянието от ¼ дължина на вълната е 30 cm / 3 = 10 cm. Следователно, 1 дължина на вълната = 4 x 10 cm = 40 cm.

Според фигурата по-горе, периодът на вълната е 4 секунди.

Търси се: Скоростта на вълната (v)

решение:

v = d / t = λ / t

v = скоростта на вълната, d = разстояние, λ = дължина на вълната, t = времеви интервал

Скоростта на вълната:

v = λ / t = 40 см / 4 секунди = 10 см / 1 секунда = 10 см/секунда

4. Ако разстоянието между A и B = 250 cm, тогава скоростта на вълната е…

Известни:

Разстояние между A и B = 5/4 дължина на вълната = 250 cm.

1/4 дължина на вълната = 250 см / 5 = 50 см

1 дължина на вълната = 4/4 дължина на вълната = 4 x 50 cm = 200 cm

Период (T) = 2 секунди

Търси се: Скоростта на вълната

решение:

Формула за скоростта на вълната:

v = d / t = λ / t

v = скоростта на вълната, d = разстоянието, λ = дължината на вълната, t = времевият интервал

Скоростта на вълната:

v = 200 см / 2 секунди = 100 см/секунда

5. Амплитудата на вълните е показана чрез….

решение:

Амплитудата на вълната е BB' и DD”.

1. Какво отличава напречната вълна от надлъжната вълна по отношение на движението на частиците?
   • ОтговорПри напречна вълна частиците на средата се движат перпендикулярно на посоката на разпространение на вълната. При надлъжна вълна частиците се движат успоредно на посоката на разпространение на вълната.
2. Дава често срещан пример за напречна и надлъжна вълна.
   • ОтговорЧесто срещан пример за напречна вълна е вълна върху струна или водни вълни. Често срещан пример за надлъжна вълна е звукова вълна във въздуха.
3. Могат ли твърдите тела да поддържат както напречни, така и надлъжни вълни?
   • ОтговорДа, твърдите тела могат да поддържат както напречни, така и надлъжни вълни. Флуидите (газове и течности) обаче обикновено поддържат само надлъжни вълни.
4. Как компресията и разреждането се свързват с надлъжните вълни?
   • ОтговорПри надлъжните вълни компресията се отнася до областта, където частиците на средата са най-близо една до друга, а разреждането се отнася до областта, където частиците са най-отдалечени една от друга. Тези области съответстват на гребените и падините при напречните вълни.
5. Защо можем да чуем звук (надлъжна вълна) зад ъглите, но не можем да видим светлината (която се държи като напречна вълна) по същия начин?
   • ОтговорЗвукът може да дифрагира или да се разпространява около препятствия по-забележимо от светлината, поради по-дългата си дължина на вълната в сравнение с видимата светлина. Въпреки че и звукът, и светлината проявяват дифракция, по-късите дължини на вълната на видимата светлина означават, че дифракционните ѝ ефекти са по-слабо изразени в ежедневните сценарии.
6. Как се сравняват скоростите на напречните и надлъжните вълни в една и съща среда?
   • ОтговорСкоростите на напречните и надлъжните вълни в една и съща среда могат да бъдат различни. Например, в твърдите тела скоростта на надлъжната (P-вълна) обикновено е по-бърза от тази на напречната (S-вълна).
7. Може ли една среда да проявява едновременно напречно и надлъжно вълново движение?
   • ОтговорДа, някои смущения могат да предизвикат едновременно напречни и надлъжни вълни в дадена среда. Например, земетресенията произвеждат както P-вълни (надлъжни), така и S-вълни (напречни), които преминават през Земята.
8. Кой тип вълна е по-вероятно да предизвика поляризиран ефект при разпространение?
   • ОтговорНапречните вълни могат да бъдат поляризирани. Поляризацията включва ограничаване на вибрациите до една равнина. Надлъжните вълни, поради движението им напред-назад, не могат да бъдат поляризирани по този начин.
9. Какъв вид вълна е електромагнитната вълна, като светлина или радиовълни?
   • ОтговорЕлектромагнитните вълни са напречни вълни. Техните електрически и магнитни полета осцилират перпендикулярно на посоката на разпространение на вълните.
10. Защо не се наблюдава преминаване на S-вълни (вид напречна вълна) през външното ядро ​​на Земята по време на земетресения?

• ОтговорS-вълните не преминават през външното ядро ​​на Земята, защото се смята, че то е течно. Напречните вълни изискват среда, която може да поддържа напрежения на срязване, което твърдите тела могат, но флуидите (течности и газове) не могат.