13 esimerkkiä aalto-ongelmista
1. Katso seuraavaa kuvaa!
Jos aallon kulkuaika kuvassa on 0,3 sekuntia, niin aallon jakso on...
A. 0,2 sekuntia
B. 0,9 s
C. 2,0 sekuntia
D. 5,0 sekuntia
Keskustelu
Tiedetään, että:
Matka-aika (t) = 0,3 sekuntia
Kysytty: Aaltojakso (T)
Vastaus:
Mäkiä ja aaltolaaksoja on kolme, joten yhden mäen tai yhden aaltolaakson matka-aika on 0,3 / 3 = 0,1 sekuntia.
Yhdellä aallonpituudella on yksi aallonharja ja yksi aallonpohja. Joten yhden aallonpituuden kulkuaika = aallon jakso = 2 x 0,1 sekuntia = 0,2 sekuntia.
Oikea vastaus on A.
2. Katso seuraavaa kuvaa poikittaisaallosta!
Yllä olevan poikittaisaallon etenemisnopeus on...
A. 2 m/s
B. 4 m/s
C. 6 m/s
D. 8 m/s
Keskustelu
Tiedetään, että:
Yhdellä aallonpituudella on yksi aaltomäki ja yksi aaltolaakso. Yllä olevan kuvan perusteella 1 aallonpituus (λ) on 2 metriä x 4 = 8 metriä.
Yhden aallonpituuden kulkemiseen tarvittava aikaväli = aallon jakso (T) = 0,5 x 4 = 2 sekuntia
Kysytty: Poikittaisen aallon etenemisnopeus (v)
Vastaus:
Poikittaisen aallon etenemisnopeus:
v = s / t = λ / T = 8 metriä / 2 sekuntia = 4 metriä/sekunti
Oikea vastaus on B.
3. Seuraava kaavio kuvaa kielen kuviota hetkellä, jolloin poikittainen aalto kulkee sen läpi. Jos pisteet A ja B ovat 30 cm:n etäisyydellä toisistaan, aallon nopeus on...
A. 20 cm/s
B. 15 cm/s
C. 10 cm/s
D. 7,5 cm/s
Keskustelu
Tiedetään, että:
Yhdellä aallonpituudella on yksi aaltomäki ja yksi aaltolaakso. A:sta B:hen on 3/4 aallonpituutta. Jos A:n ja B:n välinen etäisyys on 30 cm, niin 1/4 aallonpituuden etäisyys on 30 cm / 3 = 10 cm. Joten 1 aallonpituus (λ) = 4 x 10 cm = 40 cm.
Yllä olevan kuvan perusteella yhden aallonpituuden kulkemiseen kuluva aika (t) on 4 sekuntia.
Kysytty: Aallonnopeus (v)
Vastaus:
Nopea hidastamiskaava:
Tietoja:
v = etenemisnopeus, s = etäisyys, λ = aallonpituus, t = aika
Joten aallon etenemisnopeus on:
v = λ / t = 40 cm / 4 sekuntia = 10 cm / 1 sekunti = 10 cm/sekunti
Oikea vastaus on C.
4. PKatso kuvaajaa, joka esittää aallon poikkeamaa ajan funktiona seuraavasta kuvasta! Jos etäisyys AB = 250 cm, niin aallon etenemisnopeus on...
A. 100 cm/s
B. 125 cm/s
C. 400 cm/s
D. 500 cm/s
Keskustelu
Tiedetään, että:
Etäisyys AB = 5/4 aallonpituudesta = 250 cm.
1/4 aallonpituus = 250 cm / 5 = 50 cm
1 aallonpituus = 4/4 aallonpituus = 4 x 50 cm = 200 cm
Yhden aallonpituuden kulkemiseen tarvittava aikaväli = 2 sekuntia
Kysytty: Aallon etenemisnopeus
Vastaus:
Aallon etenemisnopeuden kaava:
Kuvaus: v = aallon etenemisnopeus, s = etäisyys, λ = aallonpituus, t = aikaväli
Aallon etenemisnopeus:
v = 200 cm / 2 sekuntia = 100 cm/sekunti
Oikea vastaus on A.
5. Katso kuvaa! Aallon amplitudi näkyy…
A. AC ja CE
B. AB' ja D'E
C. BB' ja DD'
D. B'C ja CD'
Keskustelu
Aaltojen amplitudi on BB' ja DD”.
Oikea vastaus on C.
6. Aaltoja, jotka koostuvat puristuksesta ja laajenemisesta, kutsutaan aalloiksi...
A. poikittainen
B. sähkömagneettinen
C. pitkittäinen
D. mekaniikka
Keskustelu
Etenemisväliaineen perusteella aallot jaetaan kahteen tyyppiin, nimittäin mekaaniset aallot dan sähkömagneettiset aallotMekaaniset aallot ovat aaltoja, jotka tarvitsevat väliaineen liikkuakseen paikasta toiseen, kun taas sähkömagneettiset aallot ovat aaltoja, jotka voivat liikkua ilman väliainetta.
Mekaanisia aaltoja on kahdenlaisia, nimittäin poikittaisaallot dan pitkittäisaallotPoikittaisaallot ovat aaltoja, joissa väliaineen värähtelysuunta on kohtisuorassa aallon etenemissuuntaan nähden. Poikittaisaalloilla on kukkuloita ja laaksoja. Esimerkkejä poikittaisaalloista ovat meriveden aallot ja säieaallot.
Pituussuuntaiset aallot ovat aaltoja, joissa väliaineen värähtelysuunta on sama kuin aallon etenemissuunta. Pituussuuntaisissa aalloissa esiintyy puristumista ja puristumista. Esimerkki pitkittäisaallosta on ääniaalto.
Oikea vastaus on C.
7. Kielen sävelkorkeus kasvaa, jos...
A. Kierteen pituutta lisätään ja sen poikkileikkauspinta-alaa pienennetään
B. Kielen kireyttä ja pituutta vähennetään.
C. Langan jännitys ja poikkileikkauspinta-ala kasvavat
D. kielen pituutta lyhennetään ja kielen kireyttä lisätään
Keskustelu
Köyden aallon etenemisnopeuden kaava:
Tietoja:
v = aallon etenemisnopeus köydessä, F = vetovoima talli, μ = köyden massatiheys = köyden massa / köyden pituusyksikkö (μ = m/l)
Useimpien soittimien, kuten kitaroiden ja viulujen, kielet on sidottu yhteen molemmista päistä. Kielet voivat tuottaa vaihtelevan sävelkorkeuden ääniä niiden luomien seisovien aaltojen vuoksi.
Kaava, joka ilmaisee säikeen pituuden (L) ja aallonpituuden (λ) tai Molemmista päistä sidotun kielen tuottama äänen taajuus (f) on:
Yhtälöiden 1 ja 2 perusteella päätellään, että kielen taajuus tai äänenkorkeus on suurempi, jos:
1. Merkkilangan pituutta lyhennetään (L pienenee) —-> Yhtälö 1
2. Kierteen kiristysvoimaa lisätään (F kasvaa) —-> Yhtälö 2
Oikea vastaus on D.
8. Katso seuraavaa aaltokuvaa! Aallonpituus on...
A. 6 cm
S. 8 cm
Noin 10 cm
S. 15 cm
Keskustelu
On olemassa 2,5 aallonpituutta (kolme mäkeä ja kaksi laaksoa), joiden pituus on 15 cm, joten yhden aallonpituuden pituus on 15 cm / 2,5 = 6 cm.
Oikea vastaus on A.
9. Alla oleva kuva näyttää poikittaisten aaltojen lukumäärän jopa….
1,5
B. 2,0
C. 2,5
D. 3,0
Keskustelu
Poikittaisaallolla on yksi kukkula ja yksi aallonpohja. Yllä olevan kuvan perusteella poikittaisaaltoja on 2,5.
Oikea vastaus on C.
10. Katso seuraavaa kuvaa! Yksi aallonpituus on...
A. a–g
B. a–d
C. c – g
D. c – f
Keskustelu
Yhdellä aallonpituudella on yksi aaltomäki ja yksi aaltolaakso.
Yksi aallonpituus = ae = bf = cg
Oikea vastaus on C.
11. Yksi aalto on…
A. A – B – C – D
B. A – B – C
C. A – C – D
D. A – B – C – D – A
Keskustelu
Yhdellä aallolla tai yhdellä aallonpituudella on yksi kukkula ja yksi laakso. Yllä olevan kuvan perusteella yksi aallonpituus on ABC ja BCD.
Oikea vastaus on B.
12. Ohut köysi on yhdistetty paksumpaan köyteen ja sidottu tukevaan seinään, kuten kuvassa näkyy. Jos ohuen köyden toiseen päähän kohdistuu häiriöitä, aalto etenee oikealle. Tällä hetkellä kohdassa A…
A. Osa aalloista läpäisee ja osa heijastuu samassa vaiheessa kuin tuleva aalto.
B. Kaikki aallot lähetetään kohti B:tä
C. Jotkut aallot läpäisevät ja jotkut heijastuvat
D. Kaikki aallot heijastuvat
E. Heijastunut ja läpäissyt aallonpituudet ovat samat
Keskustelu
Oikea vastaus on A.
13. Henkilö huutaa kovaa kahden korkean kallionkielekkeen välissä. Muutaman hetken kuluttua henkilö kuulee kaksi kaikua, toisen kolmen sekunnin ja toisen neljän sekunnin kuluttua huudosta. Äänen nopeus ilmassa on tuolloin 340 m/s.
Kahden kallion välinen etäisyys on…
A. 170 m
B. 510 metriä
Noin 1.190 metriä
D. 1.700 m
Keskustelu
Tiedetään, että:
Äänen nopeus ilmassa (v) = 340 m/s
Aika 1 (t1) = 3 sekuntia / 2 = 1,5 sekuntia
Aika 2 (t2) = 4 sekuntia / 2 = 2 sekuntia
Kokonaisaika (t) = 1,5 sekuntia + 2 sekuntia = 3,5 sekuntia
Kysytty: Kahden kallion välinen etäisyys (s)
Vastaus:
v = s / t
s = vt = (340 m/s)(3,5 s) = 1.190 metriä
Oikea vastaus on C.
Kysymyksen lähde:
Yläasteen/islamilaisen yläasteen luonnontieteiden kansalliset koekysymykset
SBMPTN:n fysiikan kysymykset
