Poprečni i longitudinalni valovi – problemi i rješenja

Poprečni i longitudinalni valovi – problemi i rješenja

1. Val se širi niz žicu dugu 3 m tokom 0.3 sekunde. Koliki je period vala?

Poznato:

Vremenski interval (t) = 0.3 sekundi

Traži se: Period (T)

Rešenje:

1 talasna dužina = 1 vrh + 1 dolina

Period = 2 x 0.1 sekundi = 0.2 sekunde

2. Brzina talasa prema slici ispod je…

Poznato:

Jedna talasna dužina ima 1 vrh i 1 dolinu. Prema gornjoj slici, jedna talasna dužina = 2 metra x 4 = 8 metara.

Period talasa (T) = 0.5 x 4 = 2 sekunde

Traži se: Brzina talasa (v)

Rešenje:

Brzina talasa:

v = s / t = λ / T = 8 metara / 2 sekunde = 4 metra/sekundi

3. Udaljenost između tačaka A i B je 30 cm. Kolika je brzina talasa prema slici ispod?

Poznato:

Od A do B, postoji ¾ talasne dužine. Ako je udaljenost između A i B 30 cm, onda je udaljenost od ¼ talasne dužine 30 cm / 3 = 10 cm. Dakle, 1 talasna dužina = 4 x 10 cm = 40 cm.

Prema gornjoj slici, period talasa je 4 sekunde.

Traži se: Brzina talasa (v)

Rešenje:

v = d / t = λ / t

v = brzina talasa, d = udaljenost, λ = talasna dužina, t = vremenski interval

Brzina talasa:

v = λ / t = 40 cm / 4 sekunde = 10 cm / 1 sekunda = 10 cm/sekundi

4. Ako je udaljenost između A i B = 250 cm, tada je brzina vala…

Poznato:

Udaljenost A i B = 5/4 talasne dužine = 250 cm.

1/4 talasne dužine = 250 cm / 5 = 50 cm

1 talasna dužina = 4/4 talasna dužina = 4 x 50 cm = 200 cm

Period (T) = 2 sekunde

Traži se: Brzina talasa

Rešenje:

Formula za brzinu talasa:

v = d / t = λ / t

v = brzina talasa, d = udaljenost, λ = talasna dužina, t = vremenski interval

Brzina talasa:

v = 200 cm / 2 sekunde = 100 cm/sekundi

5. Amplituda talasa je prikazana sa….

Rešenje:

Amplituda talasa je BB' i DD”.

1. Po čemu se transverzalni talas razlikuje od longitudinalnog talasa u smislu kretanja čestica?
   • odgovorU transverzalnom talasu, čestice medija se kreću okomito na smjer širenja talasa. U longitudinalnom talasu, čestice se kreću paralelno sa smjerom širenja talasa.
2. Pruža uobičajeni primjer transverzalnog i longitudinalnog vala.
   • odgovorUobičajen primjer transverzalnog vala je val na žici ili vodeni valovi. Uobičajen primjer longitudinalnog vala je zvučni val u zraku.
3. Mogu li čvrsta tijela podržavati i transverzalne i longitudinalne valove?
   • odgovorDa, čvrste tvari mogu podržavati i transverzalne i longitudinalne valove. Međutim, fluidi (gasovi i tekućine) obično podržavaju samo longitudinalne valove.
4. Kakva je veza između kompresije i razrjeđivanja i longitudinalnih valova?
   • odgovorKod longitudinalnih valova, kompresija se odnosi na područje gdje su čestice medija najbliže jedna drugoj, a razrjeđivanje se odnosi na područje gdje su čestice najudaljenije. Ova područja odgovaraju vrhovima i dolinama kod transverzalnih valova.
5. Zašto možemo čuti zvuk (longitudinalni val) iza uglova, ali ne možemo vidjeti svjetlost (koja se ponaša kao transverzalni val) na isti način?
   • odgovorZvuk se može difrakcijski širiti oko prepreka primjetnije od svjetlosti zbog svoje duže talasne dužine u poređenju sa vidljivom svjetlošću. Iako i zvuk i svjetlost pokazuju difrakciju, kraće talasne dužine vidljive svjetlosti znače da su njeni difrakcijski efekti manje izraženi u svakodnevnim scenarijima.
6. Kako se upoređuju brzine transverzalnih i longitudinalnih talasa u istom mediju?
   • odgovorBrzine transverzalnih i longitudinalnih valova u istom mediju mogu biti različite. Na primjer, u čvrstim tijelima, brzina longitudinalnog (P-val) je obično veća od brzine transverzalnog (S-val).
7. Može li medij istovremeno pokazivati ​​i transverzalno i longitudinalno talasno kretanje?
   • odgovorDa, određeni poremećaji mogu istovremeno proizvesti i transverzalne i longitudinalne valove u mediju. Na primjer, zemljotresi proizvode i P-valove (longitudinalne) i S-valove (transverzalne) koji putuju kroz Zemlju.
8. Koji tip talasa bi vjerovatnije proizveo polarizovani efekat prilikom širenja?
   • odgovorTransverzalni talasi mogu biti polarizovani. Polarizacija uključuje ograničavanje vibracija na jednu ravan. Longitudinalni talasi, zbog svog kretanja naprijed-nazad, ne mogu biti polarizovani na ovaj način.
9. Koja vrsta talasa je elektromagnetni talas, poput svjetlosti ili radio talasa?
   • odgovorElektromagnetski valovi su transverzalni valovi. Njihova električna i magnetska polja osciliraju okomito na smjer širenja valova.
10. Zašto se ne opaža da S-talasi (vrsta transverzalnog talasa) putuju kroz Zemljino vanjsko jezgro tokom zemljotresa?

• odgovorS-talasi ne prolaze kroz Zemljino vanjsko jezgro jer se vjeruje da je ono tekućina. Transverzalni talasi zahtijevaju medij koji može podnijeti smične napone, što čvrste tvari mogu, ali tekućine (tečnosti i gasovi) ne mogu.