Ones transversals i longitudinals: problemes i solucions

Ones transversals i longitudinals: problemes i solucions

1. La onada viatja per un cable de 3 m de llarg durant 0.3 segons. Quin és el període de l'ona?

Conegut:

Interval de temps (t) = 0.3 segons

Es busca: Període (T)

Solució:

1 longitud d'ona = 1 cresta + 1 conca

Període = 2 x 0.1 segons = 0.2 segons

2. La velocitat de l'ona segons la figura següent és…

Conegut:

1 longitud d'ona té 1 cresta i 1 vall. Segons la figura anterior, 1 longitud d'ona = 2 metres x 4 = 8 metres.

Període de l'ona (T) = 0.5 x 4 = 2 segons

Es busca: La velocitat de l'ona (v)

Solució:

La velocitat de l'ona:

v = s / t = λ / T = 8 metres / 2 segons = 4 metres/segon

3. La distància entre els punts A i B és de 30 cm. Quina és la velocitat de l'ona segons la figura següent?

Conegut:

De A a B, hi ha ¾ de longitud d'ona. Si la distància entre A i B és de 30 cm, aleshores la distància de ¼ de longitud d'ona és de 30 cm / 3 = 10 cm. Per tant, 1 longitud d'ona = 4 x 10 cm = 40 cm.

Segons la figura anterior, el període de l'ona és de 4 segons.

Es busca: L' velocitat de l'ona (V)

Solució:

v = d / t = λ / t

v = la velocitat de l'ona, d = distància, λ = longitud d'ona, t = interval de temps

La velocitat de l'ona:

v = λ / t = 40 cm / 4 segons = 10 cm / 1 segon = 10 cm/segon

4. Si la distància d'A i B = 250 cm, aleshores la velocitat de l'ona és…

Conegut:

Distància d'A i B = 5/4 de la longitud d'ona = 250 cm.

1/4 de longitud d'ona = 250 cm / 5 = 50 cm

1 longitud d'ona = 4/4 longitud d'ona = 4 x 50 cm = 200 cm

Període (T) = 2 segons

Es busca: La velocitat de l'ona

Solució:

Fórmula de la velocitat de l'ona:

v = d / t = λ / t

v = la velocitat de l'ona, d = distància λ = longitud d'ona, t = interval de temps

La velocitat de l'ona:

v = 200 cm / 2 segons = 100 cm/segon

5. L'amplitud de les ones es mostra mitjançant….

Solució:

L'amplitud de l'ona és BB' i DD”.

1. Què distingeix una ona transversal d'una ona longitudinal pel que fa al moviment de les partícules?
   • RespondreEn una ona transversal, les partícules del medi es mouen perpendicularment a la direcció de propagació de l'ona. En una ona longitudinal, les partícules es mouen paral·lelament a la direcció de propagació de l'ona.
2. Proporciona un exemple comú d'ona transversal i ona longitudinal.
   • RespondreUn exemple comú d'ona transversal és una ona en una corda o ones d'aigua. Un exemple comú d'ona longitudinal és una ona sonora a l'aire.
3. Els sòlids poden suportar ones transversals i longitudinals?
   • RespondreSí, els sòlids poden suportar tant ones transversals com longitudinals. Tanmateix, els fluids (gasos i líquids) normalment només suporten ones longitudinals.
4. Com es relacionen la compressió i la rarefacció amb les ones longitudinals?
   • RespondreEn les ones longitudinals, la compressió es refereix a la regió on les partícules del medi estan més juntes, i la rarefacció es refereix a la regió on les partícules estan més separades. Aquestes regions corresponen a les crestes i les valls de les ones transversals.
5. Per què podem sentir el so (una ona longitudinal) a les cantonades però no veure la llum (que es comporta com una ona transversal) de la mateixa manera?
   • RespondreEl so es pot difractar, o dispersar-se, al voltant d'obstacles de manera més notable que la llum a causa de la seva longitud d'ona més llarga en comparació amb la llum visible. Tot i que tant el so com la llum presenten difracció, les longituds d'ona més curtes de la llum visible fan que els seus efectes de difracció siguin menys pronunciats en escenaris quotidians.
6. Com es comparen les velocitats de les ones transversals i longitudinals en el mateix medi?
   • RespondreLes velocitats de les ones transversals i longitudinals en el mateix medi poden ser diferents. Per exemple, en els sòlids, la velocitat d'una ona longitudinal (ona P) sol ser més ràpida que la d'una ona transversal (ona S).
7. Pot un medi presentar moviment d'ona transversal i longitudinal simultàniament?
   • RespondreSí, certes pertorbacions poden produir ones transversals i longitudinals en un medi simultàniament. Per exemple, els terratrèmols produeixen ones P (longitudinals) i ones S (transversals) que viatgen a través de la Terra.
8. Quin tipus d'ona seria més probable que produís un efecte polaritzat durant la propagació?
   • RespondreLes ones transversals es poden polaritzar. La polarització implica la restricció de les vibracions a un sol pla. Les ones longitudinals, a causa del seu moviment d'anada i tornada, no es poden polaritzar d'aquesta manera.
9. Quin tipus d'ona és una ona electromagnètica, com la llum o les ones de ràdio?
   • RespondreLes ones electromagnètiques són ones transversals. Els seus camps elèctric i magnètic oscil·len perpendicularment a la direcció de propagació de l'ona.
10. Per què no s'observa que les ones S (un tipus d'ona transversal) viatgin a través del nucli extern de la Terra durant els terratrèmols?

• RespondreLes ones S no viatgen a través del nucli extern de la Terra perquè es creu que és líquid. Les ones transversals requereixen un medi que pugui suportar tensions de cisallament, cosa que els sòlids poden fer, però els fluids (líquids i gasos) no.