Пример прашања за механички бранови

13 примери на механички бранови

1. Различни фази попречни бранови

Обрнете внимание на сликата бран следниов синусоидален!

Ако брановата должина на синусоидот погоре е 80 cm, тогаш точката што има фазна разлика од ¾ е…

А. П со К

Б. П со Р

C. P со S

D. Q со S

Е. Р со С

Дискусија

PQ = 3/4 бранова должина

PR = 1 1/2 = 1,5 бранови должини

PS = 2 бранови должини

QS = 1 1/4 = 1,25 бранови должини

RS = 1/2 бранова должина

Точниот одговор е А.

2. Отворени и затворени оргули

Обезбедени се две оргули, едната отворена, а другата затворена, секоја со иста должина. Ако брзината на звукот во воздухот е 340 m/s, тогаш односот на обертонските фреквенции на двете отворени оргули и обертонските фреквенции на двете затворени оргули е…

Дискусија

Познато е:

Должината на отворената и затворената оргулска цевка е иста.

Брзина на звукот во воздух (v) = 340 m/s

Праша:

Одговор: Споредба на fвтора фреквенција на обертон (f₃) отворени и затворени оргули

Отворена оргулска цевка

Отворена оргула или отворена цевка е цевка чии два краја се отворени како на сликата од страна.

Сликата од десно е графикон на звучни бранови во отворена оргулска цевка, каде што јазлите ја претставуваат густината на воздухот, а антинодите ја претставуваат напнатоста на воздухот.

Основен тон (f₁) = v / 2L = 340/2L = 170/L

Втор обертон (f₃) = 3 f₁ = 3 (170/Л) = 510/Л

Затворена оргулска цевка

Затворена оргулна цевка, или затворена цевка, е цевка со еден отворен, а другиот затворен крај, како што е прикажано на сликата подолу. Ако двата краја на цевката се затворени, цевката не може да се користи.

Сликата од десно е графикон на звучни бранови во затворена оргулна цевка, каде што јазлите ја претставуваат густината на воздухот, а антинодите ја претставуваат напнатоста на воздухот.

Основен тон (f₁) = v / 4L = 340/4L = 85/L

Втор обертон (f₃) = 3 f₁ = 3 (85/Л) = 255/Л

Споредба на fвтора фреквенција на обертон (f₃) отворени и затворени оргули

510/Л : 255/Л

510: 255

2: 1

3. Ниво на интензитет на звучниот бран

Извор на звучни бранови со моќност од 12,56 W хомогено емитува бранови во околниот медиум. Интензитетот на прагот на звук е 10.^-12 Вм^-2Нивото на интензитет на зрачните бранови на растојание од 10 метри од изворот е…

Дискусија

Познато е:

Моќност = 12,56 вати

Интензитет на прагот на звук (I_o) = 10^-12 Вм^-2

Растојание (r) = 10 метри

Праша: Ниво на интензитет (TI)

Одговор:

Формулата за односот помеѓу моќност (P), интензитет (I) и растојание (r):

Ниво на интензитет (TI):

4. Интензитет на звук

Системот на звучници емитува акустична моќност од 36 Hz.π вати и ниво на интензитет од 80 dB кога се слуша на растојание x од звучникот. (I_o = 10^-12 ват.м^-2). Точната вредност на x е…

А. 100 м

Б. 160 м

C. 175 м

D. 225 m

E. 300 m

Дискусија

Познато е дека:

Моќност (P) = 36π вати

Ниво на интензитет (TI) = 80 dB

Растојание = x

Граници на човечкиот слух (I_o) = 10^-12 Wвнимание^-2

Праша: Вредноста на x

Одговор:

Формулата за односот помеѓу моќност (P), интензитет (I) и растојание (x):

Прво пресметајте ја јачината на звукот на растојание x:

Јачина на звук:

Пресметај ја вредноста на x:

Точниот одговор е Е.

5. Патувачки бран

Прашање бр. 24 за национален испит по физика по SMA/MA 2015/2016

Равенката на патувачкиот бран изразена во Меѓународниот систем на единици (SI) е y = 0,2 sin (0,2πx-20πt)

Од следните изјави:

(1) Брзина на ширење на бранови 100 ms^-1

(2) При x = 0 и t = 0, отстапувањето на бранот = 0

(3) Бранова фреквенција 20 Hz

(4) Амплитуда на бранот 2 см

Кое е точно?

А. (1) и (2)

Б. (1) и (3)

C. (1) и (4)

Г. (2) и (4)

Е. (2) и (3)

Дискусија

Три форми на бранови равенки:

y = A sin (ωt – kx) ——> 1

ω = 2π / T и k = 2π / λ

y = A грев (2π/T) t – (2π/λ) x

y = A sin 2π (t/T – x/λ) ——-> 2

y = A sin 2π (ft – x/λ) ——-> 2

T = 1/f и λ = v/f

y = A sin 2π (ft – f(x/v))

y = A sin 2πf (t – x/v) ——-> 3

Равенката на патувачкиот бран во горното прашање е иста како и во форма 2:

y = 0,2 sin (0,2πx-20πt)

y = 0,2 sin π (0,2x-20t)

y = 0,2 sin 2π (0,1x-10t)

y = 0,2 sin 2π (x/10 -10т)

y = A sin 2π (ft – x/λ)

A = амплитуда = 0,2 метри = 0,2 (100 см) = 20 см

f = фреквенција = 10 s^-1 = 10 Херци

λ = бранова должина = 10 метри

v = брзина на ширење на бранот = f λ = (10 s^-1)(10 м) = 100 мс^-1

Точниот одговор е А.

6.  Доплеров ефект

Брза помош се движи со брзина од 72 км/ч.^-1 додека се вклучува сирена со фреквенција од 1500 Hz. Мотоциклистот се движи со брзина од 20 m/s^-1 во спротивна насока од амбулантното возило. Ако брзината на звукот во воздухот е 340 ms^-1, тогаш односот на фреквенциите што ги слуша мотоциклистот кога се приближува и се оддалечува од амбулантното возило е...

А. 25:36

Б. 36: 49

C. 64:81

Д. 81:64

Е. 100: 61

Дискусија

Правила за потпишување:

v е секогаш позитивно

v_p позитивно ако слушателот се приближи до изворот на звук

v_p негативно ако слушателот се оддалечи од изворот на звук

v_s позитивно ако изворот на звук е свртен спротивно од слушателот

v_s негативно ако изворот на звук се приближува до слушателот

v_p = 0 ако слушателот е тивок

v_s = 0 ако изворот на звук е сè уште

Познато е дека:

Фреквенција на изворот на звук (f) = 1500 Hz

Брзина на слушателот (v_p) = 20 m / s

Брзината на изворот на звук (v)_s) = 72 km/h = 72 (1000 метри) / 3600 секунди = 72.000/3600 метри/секунда = 20 м/с

Брзина на звукот (v) = 340 м/с

Праша: PСпоредба на фреквенциите што ги слушаат мотоциклистите кога се приближуваат и се оддалечуваат од амбулантно возило

Одговор:

Формула за Доплеров ефект:

Фреквенцијата што ја слуша мотоциклистот кога се приближува до амбулантно возило

И двајцата се движеле во спротивни насоки, па кога мотоциклот се приближил до амбулантното возило, и двајцата се приближиле еден кон друг. v_p позитивно ако слушателот се приближи до изворот на звук и v_s негативно ако изворот на звук се приближува до слушателот.

Фреквенцијата што ја слушаат мотоциклистите кога се оддалечуваат од амбулантно возило

И двајцата се движеле во спротивни насоки, така што кога мотоциклот се оддалечил од амбулантното возило, и тие се оддалечиле еден од друг. v_p негативно ако слушателот се оддалечи од изворот на звук и v_s позитивно ако изворот на звук е свртен спротивно од слушателот.

PСпоредба на фреквенциите што ги слушаат мотоциклистите кога се приближуваат и се оддалечуваат од амбулантно возило.

Точниот одговор е Д.

Интензитет на звук

7. Перхатикан гамбар берикут!

Ако точката P е извор на звук што зрачи во сите правци, тогаш односот на интензитетот на звукот во точките S, R и Q, соодветно, е...

A. 16: 25: 100

Б. 16: 50: 200

C. 32: 50: 100

Д. 36: 25: 100

Е. 72: 25: 200

Дискусија

Познато е дека:

Растојанието на точката Q од изворот на звук (r_Q) = 3 метри

Растојанието на точката R од изворот на звук (r_R) = 6 метри

Растојанието на точката S од изворот на звук (r_S) = 5 метри

Јачина на звукот во точката Q = I_Q

Јачина на звукот во точката R = I_R

Јачина на звукот во точката S = I_S

Праша: Pспоредба на интензитетот на звукот во точките S, R и Q (I_S : Јас_R : Јас_Q)

Одговор:

Јачина на звукот во точката S:

Јачина на звукот во точката R:

Јачина на звукот во точката S:

PСпоредба на интензитетот на звукот во точките S, R и Q:

Точниот одговор е Д.

8. Звучните бранови се шират од својот извор во сите насоки подеднакво. Точката А е на растојание P од изворот на звук, точката B е на растојание од 2P од изворот на звук, а точката C е на растојание од 4P од изворот на звук. Односот на интензитетите на звукот што ги примаат A, B и C е…

A. 16: 4: 1

Б. 4: 2: 1

C. 4: 1: 16

Д. 1: 2: 4

Е. 1: 4: 16

Дискусија

Познато е дека:

Растојанието на точката А од изворот на звук (r_A) = П

Растојанието на точката Б од изворот на звук (r_B) = 2P

Растојанието на точката C од изворот на звук (r_C) = 4P

Јачина на звукот во точката A = I_A

Јачина на звукот во точката B = I_B

Јачина на звукот во точката C = I_C

Праша: Pспоредба на интензитетот на звукот во точките А, Б и Ц (I_A : Јас_B : Јас_C)

Одговор:

Јачина на звукот во точката А:

Јачина на звукот во точката Б:

Јачина на звукот во точката C:

PСпоредба на интензитетот на звукот во точките А, Б и В:

Точниот одговор е А.

9. Доплеров ефект

Следната слика прикажува полициско возило како брка моторизиран криминалец:

Полициски автомобил додека се вклучува сирена со фреквенција 930 Hz бркање на мотоцикл на криминалец во бегство со брзина од 72 км/ч^-1Полицискиот автомобил забрза до 108 км/ч.^-1 за да го стигнат криминалецот. Ако брзината на звукот во воздухот е 340 ms^-1, тогаш фреквенцијата на звукот на сирената што го слуша мотоциклистот е...

A. 850 Hz

Б. 900 Hz

C. 960 Hz

Д. 1.020 Hz

E. 1.200 Hz

Дискусија

Правила за потпишување:

v е секогаш позитивно

v_p позитивно ако слушателот се приближи до изворот на звук

v_p негативно ако слушателот се оддалечи од изворот на звук

v_s позитивно ако изворот на звук е свртен спротивно од слушателот

v_s негативно ако изворот на звук се приближува до слушателот

v_p = 0 ако слушателот е тивок

v_s = 0 ако изворот на звук е сè уште

Познато е дека:

Фреквенција на изворот на звук (f) = 930 Hz

Брзина на слушателот (v_p) = 72 км/ч^-1 = 72 (1000 метри) / 3600 (секунди) = 72.000/3600 метри/секунда = 20 м/с = -20 мс^-1 (негативно бидејќи криминалците се држат подалеку од полицијата)

Брзината на изворот на звук (v)_s) = 108 км/ч^-1 = 108 (1000 метри) / 3600 (секунди) = 108.000/3600 метри/секунда = 30 м/с = -30 мс^-1 (негативно бидејќи полицијата му пристапила на криминалецот)

Брзина на звук (v) = 340 ms^-1

Праша: Фреквенција на звукот што го слуша слушателот (f')

Одговор:

Формула за Доплеров ефект:

Точниот одговор е Ц.

Ниво на интензитет на звук

10. Во сала, 100 ученици учат да пеат. Ако нивото на интензитет на звукот кај еден ученик кога пее е 40 dB (под претпоставка дека е исто за секое дете), тогаш интензитетот на звукот произведен во салата е… (I_o = 10^-12 Вм^-2)

A. 10^-4 Вм^-2

Б. 10^-5 Вм^-2

В 10^-6 Вм^-2

D. 10^-7 Вм^-2

Е. 10^-8 Вм^-2

Дискусија

Познато е дека:

Нивото на интензитет на еден ученик (Т_I) = 40 dB

Интензитет на прагот на човечки слух (I_o) = 10^-12 W / m²

Број на ученици (x) = 100

Праша: Интензитет на звук од 100 студенти

Одговор:

Јачина на звук кај 1 ученик:

Јачина на звук кај 100 ученик:

I_x = (x)(I)

I_x = (100)(10^-8) = (10²) (10^-8)

I_x = 10^-6 W / m²

Точниот одговор е Ц.

11. Интензитетот на звукот на 100 идентични машини е 10^-7 Ват.м^-2Ако јас_o = 10^-12 Ват.м^-2, тогаш нивото на интензитет на звукот на машината е….

A. 70 dB

Б. 60 dB

C. 50 dB

Д. 40 dB

Е. 30 dB

Дискусија

Познато е дека:

Јачина на звук од 100 машини (I_x) = 10^-7 Ват.м^-2

Интензитет на прагот на човечки слух (I_o) = 10^-12 W / m²

Број на машини (x) = 100 = 10²

Праша: Ниво на јачина на звук на машина (TI)

Одговор:

Јачина на звук на 1 машина:

I_x = (x)(I)

10^-7 = (10²)(I)

Јас = 10^-7 / 10² = (10^-7) (10^-2) = 10^-9

Ниво на јачина на звук на машина (TI):

Точниот одговор е Е.

12. Општите својства на брановите се следниве:
(1) не може да се шири во вакуум
(2) се шири директно во различни медиуми
(3) доживување на рефлексија
(4) доживување на дифракција
(5) доживување пречки

Од својствата на брановите погоре, она што одговара на карактеристиките на светлинските бранови е...

A. Само (1) и (2)
Б. Само (3) и (4)
C. (2), (3) и (4)
D. (3), (4) и (5)
E. (1), (3), (4) и (5)

Дискусија

(1) Светлосните бранови се електромагнетни бранови на кои не им е потребна средина за ширење. Бидејќи не им е потребна средина за ширење, електромагнетните бранови можат да се шират во вакуум.
(2) Кога светлинските бранови што се шират во медиум влегуваат во нов медиум, светлинските бранови исто така доживуваат прекршување. Прекршувањето на светлината е искривување на насоката на ширење на светлинските бранови. Прекршувањето се јавува поради разликата во брзината на светлинските бранови во секој различен медиум.
(3) Освен што доживуваат прекршување, светлинските бранови доживуваат и рефлексија. Рефлексијата на светлината од рамно огледало е еден пример за феноменот на рефлексија на светлината. Рефлексијата на светлината од рамно огледало овозможува рамните огледала да се користат како алатки за шминкање.
(4) Дифракцијата не ја доживуваат само електромагнетните бранови како што се светлинските бранови, туку ја доживуваат и механичките бранови како што се водните бранови и звучните бранови.
(5) Освен што се доживуваат електромагнетни бранови како што се светлосните бранови, интерференцијата се доживува и од механички бранови како што се водни бранови, бранови од јаже или звучни бранови.
Точниот одговор е Д.

13. Обрнете внимание на следните својства на бранот!
(1) доживување на дифракција
(2) доживување на рефлексија
(3) не може да се шири во вакуум
(4) може да доживее поларизација
(5) се движи право кога поминува низ две различни средини
Од својствата на брановите погоре, оние што одговараат на карактеристиките на звучните бранови се...

А. (1), (2) и (3)
Б. (1), (2) и (4)
C. (1), (3) и (4)
Г. (2), (3) и (4)
E. (3), (4) и (5)

Дискусија
(1) Дифракцијата не ја доживуваат само електромагнетните бранови како што се светлинските бранови, туку ја доживуваат и механичките бранови како што се звучните бранови.
(2) Рефлексија или отскокнување доживуваат електромагнетни бранови како што се светлинските бранови и механички бранови како што се звучните бранови или водните бранови. Пример за настан на рефлексија на звучниот бран е ехото.
(3) Звучните бранови се механички бранови. Механичките бранови се бранови на кои им е потребна средина за ширење за да се прошират. Ако нема средина, како на пример во вакуум, тогаш звучните бранови не можат да се прошират.

(4) Поларизацијата ја доживуваат попречните бранови како што се брановите од јаже, површинските бранови на водата и електромагнетните бранови како што се светлосните бранови. Звучните бранови се лонгитудинални бранови и затоа не можат да доживеат поларизација.
(5) Кога се шират од една средина во друга, звучните бранови доживуваат прекршување или промена во насоката на ширење. Прекршување настанува кога бранот почнува да навлегува во друга средина.
Точниот одговор е А.

 

 

Извор на прашањето:

Прашања по физика за државни испити за средно училиште/стручно средно училиште