Formula Undae Transversae Unda Longitudinalis Unda Stationaria

Exempla quaestionum et formularum pro undis transversis, undis longitudinalibus, undis stationariis

Undae transversales

1. Spatium inter duos convalles adiacentes undae superficiei aquae est 20 m. Res in superficie aquae fluitat et motum vibrationis experitur. Si tempus unius vibrationis est 4 secunda, celeritas undae est… m/s

1. 20
2. 15
3. 10
4. 5

Disputatio
Constat:
Longitudo undae (λ) = 20 metra
Periodus (T) = 4 secunda
Rogatus/a: Celeritas undae (v)
Responsum:
Formula celeritatis undae:
v = λ / T = 20 metra / 4 secunda = 5 metra / secundum
Responsum rectum est D.

2. Duo puncta A et B in filo sunt et inter se 90 cm distant. Unda transversa per filum propagatur , ita ut punctum A in culmine undae sit, punctum B in imo undae sit, et inter ea duo cacumina et duo ima undae sint. Si periodus undae est 0,3 secunda, tum celeritas propagationis undae est…

1. XL cm / s
2. XL cm / s
3. XL cm / s
4. XL cm / s

Disputatio
Constat:
Distantia AB (l) = 90 cm
Periodus undae (T) = 0,3 secunda
Frequentia undae (f) = 1/0,3 secunda
Punctum A est in culmine undae, punctum B est in imo undae.
Inter puncta A et B sunt duo cacumina et duo ima undae.
Rogatus/a: Celeritas propagationis undae (v = f λ)
Responsum:
Ex imagine concluditur 2,5 longitudines undarum esse. Distantia unius longitudinis undae (λ) = 90 cm / 2,5 = 36 cm.

Celeritas propagationis undae:
v = f λ = (1/0,3)(36) = 36/0,3 = 120 cm/s.
Responsum rectum est C.

3. Graphica sequens dislocationem puncti in medio pro functione temporis ostendit dum unda per medium transit.
Si longitudo undae est sex metra, celeritas propagationis undae est...

1. 3 m / s
2. 6 m / s
3. 8 m / s
4. 12 m / s

Disputatio
Constat:
Duae longitudines undarum sunt secundum graphum supra.
Distantia 1 longitudinis undae (λ) = 6 metra / 2 = 3 metra.
Periodus (T) = 0,5 secunda
Rogatus/a: Celeritas undae (v)
Responsum:
v = f λ = λ / T = 3 metra / 0,5 secunda = 6 metra / secundum
Responsum rectum est B.

Undae longitudinales

4. Duo fontes soni simul in eodem medio et temperatura audiuntur. Primus fons soni frequentiam 640 Hz habet et secundus fons soni 1280 Hz est. Recta sententia est….

1. Celeritas primi soni maior est quam celeritas secundi soni
2. Celeritas primi soni minor est quam celeritas secundi soni
3. Prima et secunda celeritas soni eaedem sunt
4. Long undae sonorae ambo eiusdem magnitudinis sunt

Disputatio
Celeritas soni a medio pendet, ergo si medium idem est, celeritas amborum sonorum eadem erit. Contra, si frequentia alta est, longitudo undae parva erit, et similiter, si frequentia humilis est, longitudo undae magna erit. Frequentiae duorum sonorum differunt, ergo longitudines undae duorum sonorum etiam differunt.
Responsum rectum est C.

Undae stationariae (undae stantes)

5. Chorda utroque extremo prehensa tonum fundamentalem frequentiae 420 Hz producit. Frequentiae trium tonorum supertonorum sunt…

1. 840 HZ
2. 1260 HZ
3. 1680 HZ
4. 2940 HZ

Disputatio
Constat:
Frequentia fundamentalis (f₁) = 420 Hz
Utraque extremitas fili ligatur
Rogatus/a: Frequentia trium tonorum harmonicorum
Responsum:
Frequentia secundi toni supratonalis (f₂) = 2 f₁ = 2 (420 Hz) = 840 Hz
Frequentia tertii toni supratonalis (f₃) = 3 f₁ = 3 (420 Hz) = 1260 Hz
Responsum rectum est B.

Undae sonorae

6. Imago infra tintinnabulum electricum intra clausum receptaculum depingit. Deinde tintinnabulum pulsatur, aerem ex receptaculo emisso. Postquam aer ex receptaculo emissus est, sonus tintinnabuli non iam auditur. Ex hoc incidente, concludi potest sonum...

1. non fit in loco clauso
2. ab aere e cucullo exeunte portatum
3. in vacuo propagari non potest
4. per solida propagari non potest

Disputatio
Sonus est unda quae per solida, liquida et gasa progreditur. Si campana in vacuo est, undae soni a campana ad aurem auditoris progredi non possunt.
Responsum rectum est C.

Fons quaestionis:

Quaestiones OSN de Physica Scholae Mediae Iunioris