12 šķērsviļņu piemēri
1. Pa auklu izplatoša šķērsviļņa vienādojums ir y = 3 sin π (120 t – 0,4 x). Ja x un y ir cm un t ir sekundēs, tad viļņa garums ir ….
A. 1 cm
Dziļums 2 cm
Aptuveni 3 cm
D. 4 cm
5 cm
Diskusija:
Trīs formas viļņu funkcija kas izplatās pozitīvās x ass virzienā (pa labi).
Informācija:
A = amplitūda vai novirze, T = frekvence, f = viļņa periods, = viļņa garums, v = viļņa ātrums
Ir zināms :
Šķērsviļņu vienādojums
Viļņa amplitūda (A) :
A = 3 cm
Viļņu frekvence (f) :
t / T = tf = 60 t
f = 60 herci
Viļņa garums :
Jautāts :
Viļņa garums?
Jawab :
Viļņa garums = 5 cm
Pareizā atbilde ir E.
2. Skrejošs vilnis, kas izplatās pa fiksētu stīgas galu, ir attēlots, kā parādīts zemāk esošajā diagrammā:
Ja attālums AB = 3 metri tiek veikts 1 sekundē, tad šķērsviļņa, kas izplatās pa labi, vienādojums ir...
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
Ir zināms :
Jautāts :
Viļņu vienādojums?
Jawab :
Pareizā atbilde ir A.
Šķērsviļņu izplatīšanās ātrums pa stīgu
3. No šādiem daudzumiem,
(1) Troses spriegošanas spēks
(2) Virves masa uz vienu garuma vienību
(3) Virves šķērsgriezuma laukums
(4) Virves krāsa
Lielumi, kas ietekmē viļņu izplatīšanās ātrumu pa virvi, ir...
A. (1) un (2)
B. (1) un (4)
C. (2) un (4)
D. (3) un (4)
Tikai E. (1)
Diskusija
Viļņu izplatīšanās ātruma formula uz virves:
Faktori, kas ietekmē viļņu izplatīšanās ātrumu pa virvi, ir:
1. Troses spriegošanas spēks (F)
2. Virves masa uz vienu garuma vienību ( )
Pareizā atbilde ir A.
Ceļojošā šķērsviļņa vienādojums
4. Zemāk redzamajā attēlā parādīta viļņu izplatīšanās pa stīgu.
Ja viļņa periods ir 2 sekundes, tad viļņu vienādojums ir...
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)
Diskusija
Ir zināms, ka:
Amplitūda (A) = 0,5 metri
Periods (T) = 2 sekundes
Frekvence (f) = 1/T = ½ = 0,5 herci
Viļņa garums = λ = 4 metri
Jautāts: viļņu vienādojums
Atbilde:
Trīs viļņu funkciju/vienādojumu formas :
y = A sin (ωt – kx) ——> 1
ω = 2π / T un k = 2π / λ
y = A sin (2π/T) t – (2π/λ) x
y = A sin 2π (t/T – x/λ) ——-> 2
T = 1/f un λ = v / f
y = A sin 2π (ft – f(x/v))
y = A sin 2πf (t – x/v) ——-> 3
Viļņu vienādojums ir saskaņā ar iepriekš redzamo attēlu:
y = A grēks (πt – 0,5πx) ——-> 1
y = A sin π (t – 0,5x)
y = A sin 2π (0,5t – x/4) ——-> 2
Pareizā atbilde ir D.
5.
Apsveriet šķērsviļņu, kas rodas uz virves, kā parādīts attēlā zemāk! Ja vilnis pārvietojas ar ātrumu 30 m/s, viļņa frekvence ir…
A. 150 Hz
B. 90 Hz
Aptuveni 25 Hz
D. 10 Hz
Diskusija
Ir 3 viļņu kalni un 2 viļņu ielejas, tātad ir 2,5 viļņu garumi. Tātad 1 viļņa garums = 7,5 metri / 2,5 = 3 metri.
Ir zināms, ka:
Viļņa garums (lambda) = 7,5 / 2,5 = 3 metri
Viļņu izplatīšanās ātrums (v) = 30 m/s
Jautāts: viļņa frekvence (f)
Atbilde:
Pareizā atbilde ir D.
6.
Bērns pārvieto virvi, lai radītu vilni, kā parādīts attēlā. Ja laiks, kas nepieciešams, lai pārvietotos no punkta P uz punktu X, ir 10 sekundes, tad viļņa ātrums ir...
A. 3,0 m/s
B. 1,5 m/s
Aptuveni 0,5 m/s
D. 0,3 m/s
Diskusija
– Ir 2 virsotnes un 2 ieplakas, tātad ir 2 viļņu garumi. Ja 2 viļņu garumi pārvietojas 10 sekundēs, tad 1 viļņa garums pārvietojas 5 sekundēs.
– Divu viļņu garumu attālums ir 3 metri, tāpēc viena viļņa garuma attālums ir 1,5 metri.
Ir zināms, ka:
Viļņa garums (lambda) = 3 / 2 = 1,5 metri
Viļņa periods (T) = 5 sekundes
Viļņu frekvence (f) = 1/T = 1/5 = 0,2 herci
Jautāts: viļņu izplatīšanās ātrums (v)
Atbilde:
Viļņu izplatīšanās ātrums :
Pareizā atbilde ir D.
7.
Stīga tiek vibrēta, veidojot viļņus, kā parādīts nākamajā attēlā! Cik ātri izplatās vilnis?
A. 0,5 m/s
B. 1 m/s
Aptuveni 2 m/s
D. 4 m/s
Diskusija
– Ir 2 viļņu kalni un 1 viļņu ieleja, tātad ir 1,5 viļņu garumi
– 1 viļņa garums = attālums starp diviem blakus esošiem viļņu virsotnēm = attālums starp diviem blakus esošiem viļņu ieplakām. Tādējādi 1 viļņa garums = 2,0 metri
– 1 viļņa virsotnes veidošanās aizņem 0,25 sekundes un 1 viļņa ieplakas veidošanās aizņem 0,25 sekundes, tātad 1 viļņa garums ilgst 0,50 sekundes. Tātad viļņa periods = 0,50 sekundes.
Ir zināms, ka:
Viļņa garums (lambda) = 2,0 metri
Viļņa periods (T) = 0,50 sekundes
Viļņu frekvence (f) = 2 herci
Jautājums: Viļņu izplatīšanās ātrums (v)
Atbilde:
Viļņu izplatīšanās ātrums :
Pareizā atbilde ir D.
8. Šķērsviļņa periods ir 10 sekundes, un attālums starp diviem secīgiem punktiem fāzē ir 10 cm. Viļņa izplatīšanās ātrums ir...
A. 1 cm/s
B. 2 cm/s
Aptuveni 3 cm/s
D. 4 cm/s
E. 5 cm/s
Diskusija:
Ir zināms :
Periods (T) = 10 sekundes
Viļņa garums () = 10 cm
Jautāts :
Viļņu izplatīšanās ātrums (v)?
Jawab :
Viļņu izplatīšanās ātruma formula :
Pareizā atbilde ir A.
9. Šķērsviļņa ātrums pa auklu = 2v un tā spriegums = 3F. Ja auklas garums un masa paliek nemainīgi, bet spriegums auklā tiek palielināts līdz 6F, tad viļņa ātrums pa auklu kļūst...
A. 8v
B. 2v
C. 2√2
D. v
E. ½ v
Diskusija:
Ir zināms :
Šķērsviļņa ātrums 1 (v1) = 2v
Troses spriegojums 1 (T1) = 3F
Troses spriegojums 2 (T2) = 6F
Jautāts :
Šķērsviļņa ātrums 2 (v2)?
Jawab :
Šķērsviļņu izplatīšanās ātruma formula uz virves :
Pareizā atbilde ir C.
10. Divi korķi atrodas uz pretējiem viļņu kores. Tie pārvietojas augšup un lejup pa jūras virsmu 20 reizes 4 sekundēs, sekojot viļņiem. Ja attālums starp diviem korķiem ir 100 cm un starp tiem ir divas ielejas un viens pakalns, tad viļņu frekvence un viļņu ātrums ir...
A. 0,2 Hz un 200 cm/s-1
B. 5,0 Hz un 200 cm/s-1
C. 0,2 Hz un 250 cm/s-1
D. 2,5 Hz un 250 cm/s-1
E. 5,0 Hz un 250 cm/s-1
Diskusija
Ir zināms :
Abi korķi atrodas viļņu virsotnēs, un starp tiem ir divas ielejas un viens kalns (skatiet attēlu). Tātad starp abiem korķiem ir divi viļņu garumi.
Viļņa garums (λ) = 100 cm / 2 = 50 cm.
Frekvence (f) = 20/4 = 5 herci
Jautāts : viļņu frekvence un viļņu izplatīšanās ātrums
Jawab :
Viļņu frekvence (f) = 5 herci
Viļņu izplatīšanās ātrums (v) = f λ = (5) (50 cm) = 250 cm/s
Pareizā atbilde ir E.
11. Atspere (ieliekta atspere) tiek vibrēta tā, lai tā radītu garenisku vilni, kura attālums starp divām tuvākajām saspiešanas reizēm ir 40 cm. Ja viļņa izplatīšanās ātrums ir 20 ms -1 , tad viļņa garums un frekvence ir...
A. 0,2 m un 100 Hz
B. 0,4 m un 50 Hz
C. 0,8 m un 25 Hz
D. 40 m un 0,50 Hz
E. 80 m un 0,25 Hz
Diskusija
Ir zināms :
Attālums starp divām blakus esošām saspiešanas vietām vai attālums starp divām blakus esošām deformācijām vai attālums starp divām blakus esošām virsotnēm vai attālums starp divām blakus esošām ielejām = 1 viļņa garums.
Viļņa garums (λ) = 40 cm = 0,4 metri
Viļņu izplatīšanās ātrums (v) = 20 m/s
Jautāts Viļņa garums (λ) un viļņa frekvence (f)
Jawab :
Viļņa garums (λ) = 0,4 metri
Viļņu frekvence (f) = v / λ = 20 / 0,4 = 50 herci
Pareizā atbilde ir B.
12. Jūras virsmā atrodas divi korķi, kurus šķir 60 cm. Abi 10 sekunžu laikā 20 reizes paceļas un nolaižas līdz ar jūras līmeni. Ja viens atrodas viļņa virsotnē, tad otrs atrodas ieplakā. Kamēr starp abiem korķiem atrodas viļņa virsotne, viļņa periods un viļņa ātrums ir...
A. 0,5 s un 20 cm/s-1
B. 0,5 s un 30 cm/s-1
C. 0,5 s un 80 cm/s-1
D. 2 s un 120 cm.s-1
E. 2 s un 240 cm.s-1
Diskusija
Ir zināms :
Viļņa garums (λ) = 60 cm / 1,5 = 40 cm
Frekvence (f) = 20/10 = 2 herci
Jautāts Viļņu periods un viļņu izplatīšanās ātrums
Jawab :
Periods (T) = 1/f = 1/2 = 0,5 sekundes
Viļņa ātrums (v) = fλ = (2)(40) = 80 cm/s
Pareizā atbilde ir C.
