12 esempi di onde trasversali
1. L'equazione di un'onda trasversale che si propaga su una corda è y = 3 sin π (120 t – 0,4 x). Se x e y sono in cm e t è in secondi, allora la lunghezza d'onda è ….
A. 1 cm
B. 2 cm
C. 3 cm
D. 4 cm
E. 5 cm
Discussione:
Tre forme funzione d'onda che si propaga nella direzione positiva dell'asse x (verso destra).
Informazione :
A = ampiezza o deviazione, T = frequenza, f = periodo dell'onda, = lunghezza d'onda, v = velocità dell'onda
È conosciuto :
Equazione dell'onda trasversale
Ampiezza dell'onda (A) :
L = 3 cm
Frequenza dell'onda (f) :
t / T = tf = 60 t
f = 60 hertz
Panjang gelombang :
Chiesto :
Lunghezza d'onda?
Jawab :
Lunghezza d'onda = 5 cm
La risposta corretta è E.
2. Un'onda viaggiante che si propaga su un'estremità fissa di una corda è rappresentata come nel diagramma seguente:
Se la distanza AB = 3 metri viene percorsa in 1 secondo, allora l'equazione dell'onda trasversale che si propaga verso destra è...
A. y= 0,4 sin π (3 t – x) m
B. y = 0,4 sin π (3 t + 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
È conosciuto :
Chiesto :
Equazione delle onde?
Jawab :
La risposta corretta è A.
La velocità di propagazione delle onde trasversali su una corda
3. Dalle seguenti quantità,
(1) Forza di tensione della fune
(2) Massa per unità di lunghezza della corda
(3) Area della sezione trasversale della corda
(4) Colore della corda
Le grandezze che sono fattori che influenzano la velocità di propagazione delle onde su una corda sono...
A. (1) e (2)
B. (1) e (4)
C. (2) e (4)
D. (3) e (4)
E. (1) soltanto
Discussione
La formula per la velocità di propagazione delle onde su una corda:
I fattori che influenzano la velocità di propagazione delle onde su una corda sono:
1. Forza di tensione della fune (F)
2. Massa per unità di lunghezza della corda ( )
La risposta corretta è A.
L'equazione di un'onda trasversale viaggiante
4. L'immagine sottostante mostra la propagazione delle onde su una corda.
Se il periodo dell'onda è di 2 secondi, allora l'equazione dell'onda è...
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)
Discussione
È noto che:
Ampiezza (A) = 0,5 metri
Periodo (T) = 2 secondi
Frequenza (f) = 1/T = ½ = 0,5 hertz
Lunghezza d'onda = λ = 4 metri
Domanda: equazione d'onda
Risposta :
Tre forme di funzioni/equazioni d'onda :
y = A sin (ωt – kx) ——> 1
ω = 2π / T e k = 2π / λ
y = A sin (2π/T) t – (2π/λ) x
y = A sin 2π (t/T – x/λ) ——-> 2
T = 1/f e λ = v / f
y = A sin 2π (ft – f(x/v))
y = A sin 2πf (t – x/v) ——-> 3
L'equazione d'onda è quella mostrata nell'immagine qui sopra:
y = A sin (πt – 0,5πx) ——-> 1
y = A sin π (t – 0,5x)
y = A sin 2π (0,5t – x/4) ——-> 2
La risposta corretta è D.
5.
Consideriamo l'onda trasversale che si verifica sulla corda come mostrato nell'immagine sottostante! Se l'onda viaggia a una velocità di 30 m/s, la frequenza dell'onda è…
A. 150 Hz
B. 90 Hz
C. 25 Hz
D. 10 Hz
Discussione
Ci sono 3 creste e 2 valli d'onda, quindi ci sono 2,5 lunghezze d'onda. Pertanto 1 lunghezza d'onda = 7,5 metri / 2,5 = 3 metri
È noto che:
Lunghezza d'onda (lambda) = 7,5 / 2,5 = 3 metri
Velocità di propagazione dell'onda (v) = 30 m/s
Domanda: frequenza dell'onda (f)
Risposta :
La risposta corretta è D.
6.
Un bambino muove una corda per creare un'onda come quella mostrata in figura. Se il tempo impiegato per viaggiare da P a X è di 10 secondi, allora la velocità dell'onda è...
A. 3,0 m/s
B. 1,5 m/s
C. 0,5 m/s
D. 0,3 m/s
Discussione
– Ci sono 2 creste e 2 avvallamenti, quindi ci sono 2 lunghezze d'onda. Se 2 lunghezze d'onda viaggiano in 10 secondi, allora 1 lunghezza d'onda viaggia in 5 secondi.
– La distanza tra 2 lunghezze d'onda è di 3 metri, quindi la distanza tra 1 lunghezza d'onda è di 1,5 metri.
È noto che:
Lunghezza d'onda (lambda) = 3 / 2 = 1,5 metri
Periodo dell'onda (T) = 5 secondi
Frequenza dell'onda (f) = 1/T = 1/5 = 0,2 Hertz
Domanda: velocità di propagazione dell'onda (v)
Risposta :
velocità di propagazione dell'onda :
La risposta corretta è D.
7.
Una corda viene fatta vibrare generando delle onde, come mostrato nell'immagine seguente! A che velocità si propaga l'onda?
A. 0,5 m/s
B. 1 m/s
C. 2 m/s
D. 4 m/s
Discussione
– Ci sono 2 creste d'onda e 1 valle d'onda, quindi ci sono 1,5 lunghezze d'onda
– 1 lunghezza d'onda = distanza tra due creste d'onda adiacenti = distanza tra due avvallamenti d'onda adiacenti. Quindi, 1 lunghezza d'onda = 2,0 metri
– Una cresta d'onda dura 0,25 secondi e un ventre d'onda dura 0,25 secondi, quindi una lunghezza d'onda dura 0,50 secondi. Pertanto, il periodo dell'onda è pari a 0,50 secondi.
È noto che:
Lunghezza d'onda (lambda) = 2,0 metri
Periodo dell'onda (T) = 0,50 secondi
Frequenza dell'onda (f) = 2 Hertz
Domanda: Velocità di propagazione dell'onda (v)
Risposta :
velocità di propagazione dell'onda :
La risposta corretta è D.
8. Un'onda trasversale ha un periodo di 10 secondi e la distanza tra due punti consecutivi in fase è di 10 cm. La velocità di propagazione dell'onda è...
A. 1 cm/s
B. 2 cm/s
C. 3 cm/s
D. 4 cm/s
E. 5 cm/s
Discussione:
È conosciuto :
Periodo (T) = 10 secondi
Lunghezza d'onda () = 10 cm
Chiesto :
Velocità di propagazione dell'onda (v)?
Jawab :
Formula della velocità di propagazione delle onde :
La risposta corretta è A.
9. La velocità di un'onda trasversale su una corda è pari a 2v e la sua tensione è pari a 3F. Se la lunghezza e la massa della corda rimangono costanti, mentre la tensione nella corda viene aumentata a 6F, allora la velocità dell'onda sulla corda diventa...
A 8v
B. 2v
C. 2√2
D. v
E. ½ v
Discussione:
È conosciuto :
Velocità dell'onda trasversale 1 (v1) = 2v
Tensione della corda 1 (T1) = 3F
Tensione della corda 2 (T2) = 6F
Chiesto :
Velocità dell'onda trasversale 2 (v2)?
Jawab :
La formula per la velocità di propagazione delle onde trasversali su una corda :
La risposta corretta è C.
10. Due tappi di sughero si trovano su creste d'onda opposte. Si muovono su e giù sulla superficie del mare 20 volte in 4 secondi, seguendo le onde. Se la distanza tra i due tappi è di 100 cm e ci sono due valli e una collina tra di essi, allora la frequenza delle onde e la velocità delle onde sono...
A. 0,2 Hz e 200 cm.s-1
B. 5,0 Hz e 200 cm.s-1
C. 0,2 Hz e 250 cm.s-1
D. 2,5 Hz e 250 cm.s-1
E. 5,0 Hz e 250 cm.s-1
Discussione
È conosciuto :
I due tappi di sughero si trovano sulla cresta delle onde, e tra di essi ci sono due valli e una collina (vedi l'immagine). Quindi, ci sono due lunghezze d'onda tra i due tappi.
Lunghezza d'onda (λ) = 100 cm / 2 = 50 cm.
Frequenza (f) = 20/4 = 5 Hertz
Chiesto : frequenza dell'onda e velocità di propagazione dell'onda
Jawab :
Frequenza dell'onda (f) = 5 Hertz
velocità di propagazione dell'onda (v) = fλ = (5)(50 cm) = 250 cm/s
La risposta corretta è E.
11. Una molla (slinky) viene fatta vibrare in modo da produrre un'onda longitudinale con una distanza di 40 cm tra le due compressioni più vicine. Se la velocità di propagazione dell'onda è di 20 m/s-1, quindi la lunghezza d'onda e la frequenza dell'onda sono…
A. 0,2 m e 100 Hz
B. 0,4 m e 50 Hz
C. 0,8 m e 25 Hz
D. 40 m e 0,50 Hz
E. 80 m e 0,25 Hz
Discussione
È conosciuto :
La distanza tra due compressioni adiacenti, o la distanza tra due deformazioni adiacenti, o la distanza tra due picchi adiacenti, o la distanza tra due valli adiacenti = 1 lunghezza d'onda.
Lunghezza d'onda (λ) = 40 cm = 0,4 metri
Velocità di propagazione dell'onda (v) = 20 m/s
Chiesto : Lunghezza d'onda (λ) e frequenza dell'onda (f)
Jawab :
Lunghezza d'onda (λ) = 0,4 metri
Frequenza dell'onda (f) = v / λ = 20 / 0,4 = 50 Hertz
La risposta corretta è B.
12. Sulla superficie del mare ci sono due tappi di sughero separati da 60 cm. Entrambi si alzano e si abbassano con il livello del mare 20 volte in 10 secondi. Se uno si trova sulla cresta dell'onda, l'altro si trova sul ventre. Quando tra i due tappi si trova una cresta d'onda, allora il periodo dell'onda e la velocità dell'onda sono...
A. 0,5 s e 20 cm.s-1
B. 0,5 s e 30 cm.s-1
C. 0,5 s e 80 cm.s-1
D. 2 s e 120 cm.s-1
E. 2 s e 240 cm.s-1
Discussione
È conosciuto :
Lunghezza d'onda (λ) = 60 cm / 1,5 = 40 cm
Frequenza (f) = 20/10 = 2 Hertz
Chiesto Periodo dell'onda e velocità di propagazione dell'onda
Jawab :
Periodo (T) = 1/f = 1/2 = 0,5 secondi
Velocità dell'onda (v) = f λ = (2)(40) = 80 cm/s
La risposta corretta è C.
