Poprečni i uzdužni valovi – problemi i rješenja

Poprečni i uzdužni valovi – problemi i rješenja

1. val putuje niz žicu dugu 3 m tijekom 0.3 sekunde. Koliki je period vala?

Poznato:

Vremenski interval (t) = 0.3 sekundi

Traži se: Razdoblje (T)

rješenje:

1 talasna dužina = 1 vrh + 1 dolina

Razdoblje = 2 x 0.1 sekundi = 0.2 sekunde

2. Brzina vala prema slici ispod je…

Poznato:

1 valna duljina ima 1 vrh i 1 dolinu. Prema gornjoj slici, 1 valna duljina = 2 metra x 4 = 8 metara.

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

Traži se: Brzina vala (v)

rješenje:

Brzina valova:

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

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

Poznato:

Od A do B postoji ¾ valne duljine. Ako je udaljenost između A i B 30 cm, tada je udaljenost ¼ valne duljine 30 cm / 3 = 10 cm. Dakle, 1 valna duljina = 4 x 10 cm = 40 cm.

Prema gornjoj slici, period vala je 4 sekunde.

Traži se: The brzina valova (V)

rješenje:

v = d / t = λ / t

v = brzina vala, d = udaljenost, λ = valna duljina, t = vremenski interval

Brzina valova:

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

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

Poznato:

Udaljenost A i B = 5/4 valne duljine = 250 cm.

1/4 valne duljine = 250 cm / 5 = 50 cm

1 valna duljina = 4/4 valna duljina = 4 x 50 cm = 200 cm

Period (T) = 2 sekunde

Traži se: Brzina vala

rješenje:

Formula za brzinu vala:

v = d / t = λ / t

v = brzina vala, d = udaljenost λ = valna duljina, t = vremenski interval

Brzina valova:

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

5. Amplituda valova prikazana je s….

rješenje:

Amplituda vala je BB' i DD”.

1. Po čemu se transverzalni val razlikuje od longitudinalnog vala s obzirom na kretanje čestica?
   • OdgovoritiU transverzalnom valu, čestice medija gibaju se okomito na smjer širenja vala. U longitudinalnom valu, čestice se gibaju paralelno sa smjerom širenja vala.
2. Pruža uobičajeni primjer transverzalnog i longitudinalnog vala.
   • OdgovoritiUobičajeni primjer transverzalnog vala je val na žici ili vodeni valovi. Uobičajeni primjer longitudinalnog vala je zvučni val u zraku.
3. Mogu li čvrsta tijela podržavati i transverzalne i longitudinalne valove?
   • OdgovoritiDa, krute tvari mogu podržavati i transverzalne i longitudinalne valove. Međutim, fluidi (plini i tekućine) obično podržavaju samo longitudinalne valove.
4. Kakva je veza između kompresije i razrjeđivanja i longitudinalnih valova?
   • OdgovoritiU longitudinalnim valovima, kompresija se odnosi na područje gdje su čestice medija najbliže jedna drugoj, a razrjeđivanje se odnosi na područje gdje su čestice najudaljenije. Ta područja odgovaraju vrhovima i dolinama u transverzalnim valovima.
5. Zašto možemo čuti zvuk (longitudinalni val) iza uglova, ali ne možemo vidjeti svjetlost (koja se ponaša kao transverzalni val) na isti način?
   • OdgovoritiZvuk se može difrakcijski širiti oko prepreka uočljivije od svjetlosti zbog svoje dulje valne duljine u usporedbi s vidljivom svjetlošću. Iako i zvuk i svjetlost pokazuju difrakciju, kraće valne duljine vidljive svjetlosti znače da su njezini difrakcijski učinci manje izraženi u svakodnevnim scenarijima.
6. Kako se uspoređuju brzine transverzalnih i longitudinalnih valova u istom mediju?
   • OdgovoritiBrzine transverzalnih i longitudinalnih valova u istom mediju mogu biti različite. Na primjer, u čvrstim tijelima, brzina longitudinalnog (P-vala) je obično veća od brzine transverzalnog (S-vala).
7. Može li medij istovremeno pokazivati ​​i transverzalno i longitudinalno valno gibanje?
   • OdgovoritiDa, određeni poremećaji mogu istovremeno proizvesti i transverzalne i longitudinalne valove u mediju. Na primjer, potresi proizvode i P-valove (longitudinalne) i S-valove (transverzalne) koji putuju kroz Zemlju.
8. Koji tip vala bi vjerojatnije proizveo polarizirani efekt prilikom širenja?
   • OdgovoritiTransverzalni valovi mogu se polarizirati. Polarizacija uključuje ograničavanje vibracija na jednu ravninu. Longitudinalni valovi, zbog svog gibanja naprijed-natrag, ne mogu se polarizirati na ovaj način.
9. Koja je vrsta vala elektromagnetski val, poput svjetlosti ili radiovalova?
   • OdgovoritiElektromagnetski valovi su transverzalni valovi. Njihova električna i magnetska polja osciliraju okomito na smjer širenja vala.
10. Zašto se ne opaža da S-valovi (vrsta transverzalnog vala) putuju kroz Zemljinu vanjsku jezgru tijekom potresa?

• OdgovoritiS-valovi ne putuju kroz Zemljinu vanjsku jezgru jer se vjeruje da je tekuća. Transverzalni valovi zahtijevaju medij koji može podnijeti smična naprezanja, što krute tvari mogu, ali fluidi (tekućine i plinovi) ne mogu.