1. מהירות הגל הרוחבי על חבל באורך 25 מטרים היא 50 מטר/שנייה. כוח המתיחה של החבל הוא 200 ניוטון. קבע את מסת החבל.
א. 0.08 ק"ג
ב. 0.5 ק"ג
כ-0.8 ק"ג
ד. 2.0 ק"ג
ידוע:
אורך חבל (ליטר) = 25 מטר
מהירות גל רוחבי (v) = 50 מטר/שנייה
כוח מתיחה של חבל (T) = 200 ניוטון
מבוקש: מסת חבל (מ')
פתרון:
ניתן לפתור בעיה זו באמצעות נוסחת התפשטות הגל על החבל.
התשובה הנכונה היא ד.
2. על פני האגם צפות שתי חתיכות עץ, המרחק ביניהן הוא 6 מטר. הגלים מתפשטים על פני האגם. כאשר העץ הראשון נע למעלה ולמטה שלוש פעמים, העץ השני נע למעלה ולמטה רק פעם אחת. אם כל 2 שניות שני סוגי העץ נעים למעלה ולמטה שלוש פעמים, התפשטות הגלים היא...
א. 4.5 מטר/שנייה
ב. 3.0 מטר/שנייה
כ-2.0 מטר/שנייה
ד. 1.5 מטר/שנייה
ידוע:
מרחק בין שני העצים (ליטר) = 6 מטרים
העץ הראשון זז למעלה ולמטה שלוש פעמים; העץ השני זז למעלה ולמטה רק פעם אחת.
תדירות (f) = 3 / 2 = 1.5 הרץ
מבוקש: מהירות גל (v)
פתרון:
כאשר העץ הראשון נע למעלה ולמטה פעם אחת, אורך גל 1 עובר לעץ השני. כאשר העץ הראשון נע למעלה ולמטה פעמיים, אורך גל 2 עובר לעץ השני. כאשר העץ הראשון נע למעלה ולמטה שלוש פעמים, אורך גל אחד מגיע למיקום העץ השני, כך שבאותו הזמן העץ השני נע למעלה ולמטה פעם אחת.
כך, מרחק בין העץ הראשון לעץ השני ישנם שני אורכי גל (2 λ), כפי שמוצג בתמונה בצד.
מרחק של אורך גל אחד (λ) = 6 / 2 = 3 מטרים
מהירות התפשטות הגל (v):
v = f λ = (1.5 הרץ) (3 מטרים)
v = 4.5 מטר/שנייה
התשובה הנכונה היא A.
3. גורמים המאיצים את התפשטות הגלים על המיתרים הם...
(1) להאריך את החוט
(2) הגדלת מסת החוט
(3) להגביר את מתח החוט
(4) הגדל את גודל החוט. ההיגד הנכון הוא...
א. (1), (2), (3) ו-(4)
ב. (1), (2) ו-(3)
ג. (3) ו-(4)
ד. (3) בלבד
פתרון:
נוסחת מהירות התפשטות הגל על המיתרים:
התשובה הנכונה היא A.
v = מהירות התפשטות הגל על המיתרים
T = כוח המתיחה של המיתרים
μ = צפיפות המחרוזת
m = מסת המיתר
l = אורך המיתר
4. על חבל מתפשט חבל בעל אורך גל בתדר של 50 הרץ ואורך גל של 2 מטר. מחזור הגל ומהירותו הן...
א. 0.02 שניות ו-50 מילישניות -1
ב. 0.02 שניות ו-100 מילישניות -1
ג. 0.04 שניות ו-50 מילישניות -1
ד. 0.5 שניות ו-100 מילישניות -1
ידוע:
תדר (f) = 50 הרץ
אורך הגל (λ) = 2 מטרים
מבוקש: מחזור (T) ומהירות הגל (v)
פתרון:
תקופה:
T = 1/f = 1/50 הרץ = 0.02 שניות
מהירות הגל:
v = f λ = (50 1/שנייה)(2 מטרים) = 100 מטרים/שנייה
התשובה הנכונה היא ב'.
5. פקק על פני המים נע מעלה ומטה עקב גלי המים. הזמן הנדרש מפסגת גל לפסגת גל הבאה הוא 1.2 שניות. אם על פני המים, המרחק בין שתי פסגות הוא 10 ס"מ, אזי קבע את מהירות התפשטות הגל.
א. 12 אלפיות שנייה -1
ב. 12 ס"מ לשנייה -1
ג. 8,3 אלפיות שנייה -1
עומק 8,3 ס"מ לשנייה -1
ידוע:
הזמן הנדרש מהפסגה לפסגה הבאה = מרווח הזמן עבור אורך גל אחד = מחזור (T) = 1.2 שניות.
מרחק בין שני צירים = מרחק של אורך גל אחד (λ) = 10 ס"מ
מבוקש: מהירות התפשטות הגל (v)
פתרון:
מהירות התפשטות הגל:
v = f λ = λ / T = 10 ס"מ / 1.2 שניות = 8.3 ס"מ/שנייה = 8.3 ס"מ.שנייה -1
התשובה הנכונה היא ד.
