Primjeri pitanja o transverzalnim valovima

12 primjera transverzalnih valova

1. Jednadžba transverzalnog vala koji se širi po žici je y = 3 sin π (120 t – 0,4 x). Ako su x i y u cm, a t u sekundama, tada je valna duljina ….
A. 1 cm
B. 2 cm
Oko 3 cm
D. 4 cm
E. 5 cm
Rasprava:
Tri oblika valna funkcija koji se širi u pozitivnom smjeru x-osi (udesno).
Informacije:
A = amplituda ili devijacija, T = frekvencija, f = period vala, = valna duljina, v = brzina vala
Poznato je :
Jednadžba transverzalnog vala
Amplituda vala (A) :
Š = 3 cm
Frekvencija vala (f) :
t / T = tf = 60 t
f = 60 herca
Valna duljina :
Pitao :
Valna duljina?
Jawab :
Valna duljina = 5 cm
Točan odgovor je E.

2. Putujući val koji se širi po fiksnom kraju strune prikazan je kao na donjem dijagramu:
Ako se udaljenost AB = 3 metra prijeđe za 1 sekundu, tada je jednadžba transverzalnog vala koji se širi udesno...
A. y= 0,4 sin π (3 t – x) m
B. y = 0,4 sin π (3t + x/2) m
C. y = 0,4 sin π (6 t – x/4) m
D. y= 0,8 sin π (4 t – x/3) m
E. y= 0,8 sin π (4 t + x/3) m
Poznato je :

Pitao :
Valna jednadžba?
Jawab :

Točan odgovor je A.

Brzina širenja transverzalnih valova na žici

3. Iz sljedećih količina,
(1) Sila napetosti užeta
(2) Masa po jedinici duljine užeta
(3) Površina poprečnog presjeka užeta
(4) Boja užeta
Veličine koje su faktori koji utječu na brzinu širenja valova po užetu su...

A. (1) i (2)
B. (1) i (4)
C. (2) i (4)
D. (3) i (4)
Samo E. (1)

Rasprava
Formula za brzinu širenja valova po užetu:
Čimbenici koji utječu na brzinu širenja valova po užetu su:
1. Sila napetosti užeta (F)
2. Masa po jedinici duljine užeta ( )
Točan odgovor je A.

Jednadžba putujućeg transverzalnog vala

4. Slika ispod prikazuje širenje valova na žici.

Ako je period vala 2 sekunde, tada je jednadžba vala...

A. y = 0,5 sin 2π (t - 0,5x)
B. y = 0,5 sin 2π (t - 0,5x)
C. y = 0,5 sin 2π (t - x)
D. y = 0,5 sin 2π (0,5t – x/4)
E. y = 0,5 sin 2π (t – x/6)

Rasprava
Poznato je da:
Amplituda (A) = 0,5 metara
Razdoblje (T) = 2 sekundi
Frekvencija (f) = 1/T = ½ = 0,5 herca
Valna duljina = λ = 4 metra
Pitanje: valna jednadžba
Odgovor:
Tri oblika valnih funkcija/jednadžbi :
y = A sin (ωt – kx) ——> 1
ω = 2π / T i k = 2π / λ
y = A sin (2π/T) t – (2π/λ) x
y = A sin 2π (t/T – x/λ) ——-> 2
T = 1/f i λ = v / f
y = A sin 2π (ft – f(x/v))
y = A sin 2πf (t – x/v) ——-> 3
Valna jednadžba je prema gornjoj slici:
y = A sin (πt – 0,5πx) ——-> 1
y = A sin π (t – 0,5x)
y = A sin 2π (0,5t – x/4) ——-> 2
Točan odgovor je D.

5.

Razmotrite transverzalni val koji se javlja na užetu kao što je prikazano na slici ispod! Ako se val širi brzinom od 30 m/s, frekvencija vala je…

A. 150 Hz
B. 90 Hz
Cca. 25 Hz
D. 10 Hz

Rasprava

Postoje 3 valna brda i 2 valna doline, pa postoje 2,5 valne duljine. Dakle, 1 valna duljina = 7,5 metara / 2,5 = 3 metra
Poznato je da:
Valna duljina (lambda) = 7,5 / 2,5 = 3 metra
Brzina širenja valova (v) = 30 m/s
Pitanje: frekvencija vala (f)
Odgovor:Točan odgovor je D.

6.

Dijete pomiče uže kako bi stvorilo val poput onog prikazanog na slici. Ako je vrijeme potrebno za putovanje od točke P do točke X 10 sekundi, tada je brzina vala...

A. 3,0 m/s
B. 1,5 m/s
C. 0,5 m/s
D. 0,3 m/s

Rasprava
– Postoje 2 vrha i 2 doline, dakle postoje 2 valne duljine. Ako 2 valne duljine putuju za 10 sekundi, tada 1 valna duljina putuje za 5 sekundi.
– Udaljenost 2 valne duljine je 3 metra, stoga je udaljenost 1 valne duljine 1,5 metara.
Poznato je da:
Valna duljina (lambda) = 3 / 2 = 1,5 metra
Period vala (T) = 5 sekundi
Frekvencija vala (f) = 1/T = 1/5 = 0,2 Hertza
Pitanje: brzina širenja valova (v)
Odgovor:
Brzina širenja valova :
Točan odgovor je D.

7.
Žica vibrira i stvara valove kao što je prikazano na sljedećoj slici! Koliko se brzo val širi?
A. 0,5 m/s
B. 1 m/s
C. 2 m/s
D. 4 m/s
Rasprava
– Postoje 2 valna brda i 1 valna dolina, tako da postoji 1,5 valnih duljina
– 1 valna duljina = udaljenost između dva susjedna vrha vala = udaljenost između dva susjedna dolina vala. Dakle, 1 valna duljina = 2,0 metra
– 1 vrh vala traje 0,25 sekundi, a 1 dno vala 0,25 sekundi, dakle 1 valna duljina traje 0,50 sekundi. Dakle, period vala = 0,50 sekundi.
Poznato je da:
Valna duljina (lambda) = 2,0 metra
Period vala (T) = 0,50 sekundi
Frekvencija vala (f) = 2 herca
Pitanje: Brzina širenja valova (v)
Odgovor:
Brzina širenja valova :
Točan odgovor je D.

8. Transverzalni val ima period od 10 sekundi, a udaljenost između dvije uzastopne točke u fazi je 10 cm. Brzina širenja vala je...
A. 1 cm/s
B. 2 cm/s
C. 3 cm/s
D. 4 cm/s
I. 5 cm/s
Rasprava:
Poznato je :
Razdoblje (T) = 10 sekundi
Valna duljina () = 10 cm
Pitao :
Brzina širenja valova (v) ?
Jawab :
Formula za brzinu širenja valova :

Točan odgovor je A.

9. Brzina transverzalnog vala na žici = 2v, a njezina napetost = 3F. Ako duljina i masa žice ostanu konstantne, dok se napetost u žici poveća na 6F, tada brzina vala na žici postaje...
A. 8v
B. 2v
C. 2√2
D. v
E. ½ v
Rasprava:
Poznato je :
Brzina transverzalnog vala 1 (v₁) = 2v
Napetost užeta 1 (T₁) = 3F
Napetost užeta 2 (T₂) = 6F
Pitao :
Brzina transverzalnog vala 2 (v₂)?
Jawab :
Formula za brzinu širenja transverzalnih valova na užetu :

Točan odgovor je C.

10. Dva čepa nalaze se na suprotnim vrhovima valova. Pomiču se gore-dolje po površini mora 20 puta u 4 sekunde, prateći valove. Ako je udaljenost između dva čepa 100 cm i postoje dvije doline i jedno brdo između njih, tada su frekvencija valova i brzina valova...

A. 0,2 Hz i 200 cm·s^-1
B. 5,0 Hz i 200 cm·s^-1
C. 0,2 Hz i 250 cm·s^-1
D. 2,5 Hz i 250 cm·s^-1
E. 5,0 Hz i 250 cm·s^-1

Rasprava
Poznato je :
Dva čepa su na vrhovima valova, a između njih su dvije doline i jedno brdo (vidi sliku). Dakle, postoje dvije valne duljine između dva čepa.
Valna duljina (λ) = 100 cm / 2 = 50 cm.
Frekvencija (f) = 20/4 = 5 herca
Pitao : frekvencija valova i brzina širenja valova
Jawab :

Frekvencija vala (f) = 5 herca
Brzina širenja valova (v) = f λ = (5)(50 cm) = 250 cm/s
Točan odgovor je E.

11. Opruga (slinky) vibrira tako da proizvodi uzdužni val s razmakom od 40 cm između dva najveća stiskanja. Ako je brzina širenja vala 20 ms ^-1 , tada su valna duljina i frekvencija vala...

A. 0,2 m i 100 Hz
B. 0,4 m i 50 Hz
C. 0,8 m i 25 Hz
D. 40 m i 0,50 Hz
E. 80 m i 0,25 Hz

Rasprava
Poznato je :
Udaljenost između dvije susjedne kompresije ili udaljenost između dva susjedna naprezanja ili udaljenost između dva susjedna vrha ili udaljenost između dvije susjedne doline = 1 valna duljina.
Valna duljina (λ) = 40 cm = 0,4 metra
Brzina širenja valova (v) = 20 m/s
Pitao Valna duljina (λ) i valna frekvencija (f)
Jawab :
Valna duljina (λ) = 0,4 metra
Valna frekvencija (f) = v / λ = 20 / 0,4 = 50 Hertza
Točan odgovor je B.

12. Na površini mora nalaze se dva čepa razmaknuta 60 cm. Oba se dižu i spuštaju s razinom mora 20 puta u 10 sekundi. Ako je jedan na vrhu vala, drugi je u dolini. Dok se između dva čepa nalazi vrh vala, tada su period vala i brzina vala...
A. 0,5 s i 20 cm·s^-1
B. 0,5 s i 30 cm·s^-1
C. 0,5 s i 80 cm·s^-1
D. 2 s i 120 cm s^-1
E. 2 s i 240 cm s^-1
Rasprava
Poznato je :
Valna duljina (λ) = 60 cm / 1,5 = 40 cm
Frekvencija (f) = 20/10 = 2 herca
Pitao Period vala i brzina širenja vala
Jawab :
Period (T) = 1/f = 1/2 = 0,5 sekundi
Brzina vala (v) = f λ = (2)(40) = 80 cm/s
Točan odgovor je C.