यान्त्रिक तरंगका १३ उदाहरणहरू
१. ट्रान्सभर्स तरंगहरूको चरण भिन्नता
निम्न साइनोसाइडल तरंग छवि हेर्नुहोस्!

यदि माथिको साइनोसाइडको तरंगदैर्ध्य ८० सेमी छ भने, ¾ को चरण भिन्नता भएको बिन्दु…
क. प सँग क्यू
B. P सँग R
C. P सँग S
D. Q सँग S
E. R सँग S
छलफल
PQ = ३/४ तरंगदैर्ध्य
PR = १ १/२ = १.५ तरंगदैर्ध्य
PS = २ तरंगदैर्ध्य
QS = १ १/४ = १.२५ तरंगदैर्ध्य
RS = १/२ तरंगदैर्ध्य
सही उत्तर A हो।
२. खुला र बन्द अंग पाइपहरू
दुईवटा अंग पाइपहरू प्रदान गरिएका छन्, एउटा खुला र अर्को बन्द, प्रत्येकको लम्बाइ उस्तै छ। यदि हावामा ध्वनिको गति ३४० मिटर/सेकेन्ड छ भने, दुई खुला अंग पाइपहरूको ओभरटोन फ्रिक्वेन्सीहरू र दुई बन्द अंग पाइपहरूको ओभरटोन फ्रिक्वेन्सीहरूको अनुपात...
छलफल
यो ज्ञात छ:
खुला र बन्द अंग पाइपको लम्बाइ बराबर हुन्छ।
हावामा ध्वनिको गति (v) = ३४० m/s
सोधियो:
उत्तर: खुला र बन्द अंग पाइपको दोस्रो ओभरटोन (f 3 ) को फ्रिक्वेन्सी f को तुलना।
खुला अंग पाइप
खुला अंग पाइप वा खुला ट्यूब भनेको छेउको चित्रमा जस्तै दुवै छेउ खुला भएको ट्यूब हो।
दायाँपट्टिको चित्र खुला अंग पाइपमा ध्वनि तरंगहरूको ग्राफ हो, जहाँ नोडहरूले हावाको घनत्वलाई प्रतिनिधित्व गर्दछ र एन्टिनोडहरूले हावाको तनावलाई प्रतिनिधित्व गर्दछ।
आधारभूत पिच (f 1 ) = v / 2L = 340/2L = 170/L
दोस्रो ओभरटोन (f ३ ) = ३ f १ = ३ (८५/लिटर) = २५५/लिटर
बन्द अंग पाइप
बन्द अंग पाइप, वा बन्द ट्यूब, तलको चित्रमा देखाइए अनुसार एउटा छेउ खुला र अर्को बन्द भएको ट्यूब हो। यदि ट्यूबको दुवै छेउ बन्द छ भने, ट्यूब प्रयोग गर्न सकिँदैन।
दायाँपट्टिको चित्र बन्द अंग पाइपमा ध्वनि तरंगहरूको ग्राफ हो, जहाँ नोडहरूले हावाको घनत्वलाई प्रतिनिधित्व गर्दछ र एन्टिनोडहरूले हावाको तनावलाई प्रतिनिधित्व गर्दछ।
आधारभूत पिच (f 1 ) = v / 4L = 340/4L = 85/L
दोस्रो ओभरटोन (f ३ ) = ३ f १ = ३ (८५/लिटर) = २५५/लिटर
खुला र बन्द अंग पाइपहरूको दोस्रो ओभरटोन फ्रिक्वेन्सी f (f 3 ) को तुलना
५१०/लिटर : २५५/लिटर
510: 255
2: 1
१२.५६ वाट शक्ति भएको ध्वनि तरंग स्रोतले वरपरको माध्यममा एकरूपताका साथ तरंगहरू उत्सर्जन गर्दछ। ध्वनिको थ्रेसहोल्ड तीव्रता १० -१२ Wm -२ हो । स्रोतबाट १० मिटरको दूरीमा रहेको तरंगको विकिरण तीव्रताको परिमाण... हो।
छलफल
यो ज्ञात छ:
पावर = १२.५६ वाट
ध्वनि थ्रेसहोल्ड तीव्रता (I o ) = १० -१२ Wm -२
दूरी (r) = १० मिटर
सोधिएको: तीव्रता स्तर (TI)
उत्तर:
शक्ति (P), तीव्रता (I) र दूरी (r) बीचको सम्बन्धको सूत्र:

तीव्रता स्तर (TI):

४. ध्वनिको तीव्रता
लाउडस्पीकर प्रणालीले लाउडस्पीकरबाट x को दूरीमा सुन्दा ३६ π वाट ध्वनिक शक्ति र ८० dB को तीव्रता स्तर उत्सर्जन गर्छ। (I o = १० -१२ वाट.m -२ )। x को सही मान…
A. १०० मिटर
ख. १६० मिटर
C. १७५ मिटर
घ. २२५ मिटर
पूर्व. ३०० मिटर
छलफल
यो ज्ञात छ कि:
पावर (P) = ३६ π वाट
तीव्रता स्तर (TI) = ८० dB
दूरी = x
मानव श्रवण सीमा (I o ) = १० -१२ वाट att.m -२
सोधिएको: x को मान
उत्तरहरू:
शक्ति (P), तीव्रता (I) र दूरी (x) बीचको सम्बन्धको सूत्र:
![]()
पहिले x दूरीमा ध्वनि तीव्रता गणना गर्नुहोस्:
ध्वनि तीव्रता:

x को मान गणना गर्नुहोस्:

सही उत्तर E हो।
५. यात्रा गर्ने लहर
२०१५/२०१६ SMA/MA भौतिकशास्त्र राष्ट्रिय परीक्षा प्रश्न नं.२४
अन्तर्राष्ट्रिय एकाइ प्रणाली (SI) मा व्यक्त गरिएको यात्रा तरंग समीकरण y = 0,2 sin (0,2 πx-20πt) हो।
निम्न कथनहरूबाट:
(१) तरंग प्रसार गति १०० मिलिसेकेन्ड -१
(२) x = ० र t = ० मा तरंग विचलन = ० हुन्छ
(३) तरंग आवृत्ति २० हर्ट्ज
(४) तरंग आयाम २ सेमी
कुन सही छ?
क. (१) र (२)
ख. (१) र (३)
ग. (१) र (४)
घ. (२) र (४)
ङ. (२) र (३)
छलफल
तरंग समीकरणका तीन रूपहरू:
y = A पाप (ωt – kx) ——> १
ω = २π / T र k = २π / λ
y = A sin (2π/T) t - (2π/λ) x
y = A पाप २π (t/T – x/λ) ——-> २
y = A sin 2π (ft – x/λ) ——-> २
T = 1/f र λ = v / f
y = A sin 2π (ft – f(x/v))
y = A पाप २πf (t – x/v) ——-> ३
माथिको प्रश्नमा रहेको यात्रा तरंग समीकरण फारम २ जस्तै छ:
y = ०.२ पाप (०.२ πx-२०πt)
y = ०.२ sin π (०.२ x-२०t)
y = ०.२ पाप २ π (०.१ x-१०t)
y = ०.२ पाप २ π (x/१० -१०t)
y = A sin 2π (ft – x/λ)
A = आयाम = ०.२ मिटर = ०.२ (१०० सेमी) = २० सेमी
f = आवृत्ति = १० सेकेन्ड -१ = १० हर्ट्ज
λ = तरंगदैर्ध्य = १० मिटर
v = तरंग प्रसार गति = f λ = (१० सेकेन्ड -१ )(१० मि) = १०० मिसेकेन्ड -१
सही उत्तर A हो।
६. डपलर प्रभाव
एउटा एम्बुलेन्स १५०० हर्ट्जको फ्रिक्वेन्सीमा साइरन बजाउँदै ७२ किमी/ घण्टाको गतिमा गुडिरहेको छ । एउटा मोटरसाइकल चालक एम्बुलेन्सको विपरीत दिशामा २० मिटर/ सेकेन्डको गतिमा गुडिरहेको छ । यदि हावामा ध्वनिको गति ३४० मिटर/ सेकेन्ड छ भने , एम्बुलेन्स नजिक आउँदा र टाढा जाँदा मोटरसाइकल चालकले सुनेको फ्रिक्वेन्सीको अनुपात...
क. २:३
ख. ३:२
ग. ४:९
घ. ९:४
ङ. १०० : ६१
छलफल
साइन नियमहरू:
v सधैं सकारात्मक हुन्छ।
यदि श्रोता ध्वनि स्रोतको नजिक पुग्छ भने v p धनात्मक हुन्छ
यदि श्रोता ध्वनि स्रोतबाट टाढा जान्छ भने v p ऋणात्मक हुन्छ।
यदि ध्वनि स्रोत श्रोताबाट टाढा फर्किएको छ भने v s सकारात्मक हुन्छ।
यदि ध्वनि स्रोत श्रोताको नजिक आउँदैछ भने v s ऋणात्मक हुन्छ।
यदि श्रोता मौन छ भने v p = ०
यदि ध्वनि स्रोत मौन छ भने v s = ०
यो ज्ञात छ कि:
ध्वनि स्रोत आवृत्ति (f) = १५०० हर्ट्ज
श्रोताको गति (v p ) = २० m/s
ध्वनि स्रोतको गति (vs ) = ७२ किमी/घण्टा = ७२ (१००० मिटर) / ३६०० सेकेन्ड = ७२,०००/३६०० मिटर/सेकेन्ड = २० मिटर/सेकेन्ड
ध्वनिको गति (v) = ३४० m/s
प्रश्न: एम्बुलेन्स नजिक आउँदा र टाढा जाँदा मोटरसाइकल चालकहरूले सुनेको फ्रिक्वेन्सीको तुलना
उत्तरहरू:
डपलर प्रभाव सूत्र:

एम्बुलेन्स नजिक आउँदा मोटरसाइकल चालकले सुन्ने आवृत्ति
दुवै विपरीत दिशामा छन् त्यसैले जब मोटरसाइकल एम्बुलेन्सको नजिक पुग्छ, तिनीहरू एकअर्काको नजिक आइरहेका हुन्छन्। यदि श्रोता ध्वनि स्रोतको नजिक आइरहेको छ भने v p सकारात्मक हुन्छ र यदि ध्वनि स्रोत श्रोताको नजिक आइरहेको छ भने v s नकारात्मक हुन्छ।

एम्बुलेन्सबाट टाढा जाँदा मोटरसाइकल चालकहरूले सुन्ने आवृत्ति
दुवै विपरीत दिशामा छन् त्यसैले जब मोटरसाइकल एम्बुलेन्सबाट टाढा जान्छ, तिनीहरू एकअर्काबाट टाढा जान्छन्। यदि श्रोता ध्वनि स्रोतबाट टाढा जान्छ भने v p नकारात्मक हुन्छ र यदि ध्वनि स्रोत श्रोताबाट टाढा जान्छ भने v s सकारात्मक हुन्छ।

एम्बुलेन्स नजिक आउँदा र टाढा जाँदा मोटरसाइकल चालकहरूले सुनेको फ्रिक्वेन्सीको तुलना ।

सही उत्तर D हो।
ध्वनि तीव्रता
१. तलको तस्वीर हेर्नुहोस्!
यदि बिन्दु P सबै दिशामा विकिरण गर्ने ध्वनि स्रोत हो भने, बिन्दु S, R, र Q मा ध्वनि तीव्रताको अनुपात क्रमशः... हो।
क. १६ : २५ : १००
ख. १६ : ५० : २००
ग. ३२ : ५० : १००
घ. ३६ : २५ : १००
ङ. ७२ : २५ : २००
छलफल
यो ज्ञात छ कि:
ध्वनि स्रोतबाट बिन्दु Q को दूरी (rQ) = २.५ मिटर
ध्वनि स्रोत (r R ) बाट बिन्दु R को दूरी = ६ मिटर
ध्वनि स्रोत (r S ) बाट बिन्दु S को दूरी = ५ मिटर
बिन्दु Q मा ध्वनि तीव्रता = I Q
बिन्दु R = I R मा ध्वनि तीव्रता
बिन्दु S = I S मा ध्वनि तीव्रता
प्रश्न: S, R, र Q बिन्दुहरूमा ध्वनि तीव्रताको तुलना ( I S : I R : I Q )
उत्तरहरू:
बिन्दु S मा ध्वनि तीव्रता:

बिन्दु R मा ध्वनि तीव्रता:

बिन्दु S मा ध्वनि तीव्रता:

S, R, र Q बिन्दुहरूमा ध्वनि तीव्रताको तुलना :

सही उत्तर D हो।
८. ध्वनि तरंगहरू आफ्नो स्रोतबाट सबै दिशामा समान रूपमा फैलिन्छन्। बिन्दु A ध्वनि स्रोतबाट P को दूरीमा छ, बिन्दु B ध्वनि स्रोतबाट 2P को दूरीमा छ, र बिन्दु C ध्वनि स्रोतबाट 4P को दूरीमा छ। A, B, र C द्वारा प्राप्त ध्वनि तीव्रताको अनुपात ... हो।
क. १६ : २५ : १००
ख. १६ : ५० : २००
ग. ३२ : ५० : १००
घ. ३६ : २५ : १००
ङ. ७२ : २५ : २००
छलफल
यो ज्ञात छ कि:
ध्वनि स्रोत (r A ) बाट बिन्दु A को दूरी = P
ध्वनि स्रोत (r B ) बाट बिन्दु B को दूरी = 2P
ध्वनि स्रोत (r C ) बाट बिन्दु C को दूरी = 4P
बिन्दु A = I A मा ध्वनि तीव्रता
बिन्दु B मा ध्वनि तीव्रता = I B
बिन्दु C मा ध्वनि तीव्रता = IC
प्रश्न: बिन्दु A, B, र C मा ध्वनि तीव्रताको तुलना ( IA : IB : IC )
उत्तरहरू:
बिन्दु A मा ध्वनि तीव्रता:

बिन्दु B मा ध्वनि तीव्रता:

बिन्दु C मा ध्वनि तीव्रता:

बिन्दु A, B, र C मा ध्वनि तीव्रताको तुलना :

सही उत्तर A हो।
९. डपलर प्रभाव
तलको तस्बिरमा मोटर चालित अपराधीलाई पछ्याउँदै गरेको प्रहरीको गाडी देखाइएको छ:

९.३० हर्ट्जको फ्रिक्वेन्सीमा साइरन बजाउँदै प्रहरीको गाडीले ७२ किमी/घण्टाको गतिमा भागिरहेको अपराधीको मोटरसाइकललाई पछ्याउँछ -१ । अपराधीलाई समात्न प्रहरीको गाडी १०८ किमी/घण्टाको गतिमा बढ्छ -१। यदि हावामा ध्वनिको गति ३४० मिटर/ सेकेन्ड छ भने , मोटरसाइकलमा अपराधीले सुनेको साइरन ध्वनिको फ्रिक्वेन्सी...
A. ८५० हर्ट्ज
ख. ९०० हर्ट्ज
C. ९६० हर्ट्ज
घ. १,०२० हर्ट्ज
पूर्व. १,२०० हर्ट्ज
छलफल
साइन नियमहरू:
v सधैं सकारात्मक हुन्छ।
यदि श्रोता ध्वनि स्रोतको नजिक पुग्छ भने v p धनात्मक हुन्छ
यदि श्रोता ध्वनि स्रोतबाट टाढा जान्छ भने v p ऋणात्मक हुन्छ।
यदि ध्वनि स्रोत श्रोताबाट टाढा फर्किएको छ भने v s सकारात्मक हुन्छ।
यदि ध्वनि स्रोत श्रोताको नजिक आउँदैछ भने v s ऋणात्मक हुन्छ।
यदि श्रोता मौन छ भने v p = ०
यदि ध्वनि स्रोत मौन छ भने v s = ०
यो ज्ञात छ कि:
ध्वनि स्रोत आवृत्ति (f) = ९ ३० हर्ट्ज
श्रोताको गति (v p ) = ७२ किमी/घण्टा -१ = ७२ (१००० मिटर) / ३६०० (सेकेन्ड) = ७२,०००/३६०० मिटर/सेकेन्ड = २० मिटर/सेकेन्ड = -२० मिलिसेकेन्ड -१ (ऋणात्मक किनभने अपराधी प्रहरीबाट टाढा गइरहेको छ)
ध्वनि स्रोतको गति (vs s ) = १०८ किमी/घण्टा -१ = १०८ (१००० मिटर) / ३६०० (सेकेन्ड) = १०८,०००/३६०० मिटर/सेकेन्ड = ३० मिटर/सेकेन्ड = -३० मिलिसेकेन्ड -१ (नकारात्मक किनभने प्रहरी अपराधी नजिक पुगिरहेको छ)
ध्वनिको गति (v) = ३४० ms -१
चाहिएको: श्रोताले सुनेको ध्वनिको आवृत्ति (f')
उत्तरहरू:
डपलर प्रभाव सूत्र:

सही उत्तर C हो।
ध्वनि तीव्रता स्तर
१०. एउटा हलमा १०० जना विद्यार्थीहरूले गाउन सिकिरहेका छन्। यदि एक जना विद्यार्थीले गाउँदै गर्दा ४० dB को ध्वनि तीव्रता (प्रत्येक बच्चाको लागि समान मान्नुहोस्) छ भने, हलमा उत्पादन हुने ध्वनि तीव्रता ... (I o = १० -१२ Wm -२ ) हुन्छ।
A. १० -४ प्वाल -२
ख. १० -५ प्वाल -२
C. १० -६ प्वाल -२
घ. १० -७ प्वाल -२
ङ. १० -८ ब्मि -२
छलफल
यो ज्ञात छ कि:
एक विद्यार्थीको तीव्रता स्तर (TI ) = ४० dB
मानव श्रवण सीमा तीव्रता (I o ) = १० -१२ W/m २
विद्यार्थी संख्या (x) = १००
सोधिएको: १०० विद्यार्थीको ध्वनि तीव्रता
उत्तरहरू:
१ विद्यार्थीको ध्वनि तीव्रता:

१ विद्यार्थीको ध्वनि तीव्रता:
I x = (x)(I)
I x = (100)(10 -8 ) = (10 2 )(10 -8 )
I x = १० -६ वाट/मीटर २
सही उत्तर C हो।
११. १०० वटा समान मेसिनहरूको ध्वनि तीव्रता १० -७ वाट.मी -२ हुन्छ । यदि I o = १० -१२ वाट.मी -२ हुन्छ भने , मेसिनको ध्वनि तीव्रता स्तर … हुन्छ।
A. ७० डेसिबल
ख. ६० डेसिबल
C. ५० डेसिबल
घ. ४० डेसिबल
E. ३० डेसिबल
छलफल
यो ज्ञात छ कि:
१०० वटा मेसिनको ध्वनि तीव्रता (I x ) = १० -७ वाट। m -२
मानव श्रवण सीमा तीव्रता (I o ) = १० -१२ W/m २
मेसिनहरूको संख्या (x) = १०० = १० २
सोधिएको: मेसिनको ध्वनि तीव्रता स्तर (TI)
उत्तरहरू:
१ मेसिनको ध्वनि तीव्रता:
I x = (x)(I)
१० -७ = (१० २ )( म )
I = १० -७ / १० २ = (१० -७ )(१० -२ ) = १० -९
मेसिनको ध्वनि तीव्रता स्तर (TI):

सही उत्तर E हो।
१२. तरंगहरूको सामान्य गुणहरू यस प्रकार छन्:
(१) भ्याकुममा फैलिन सक्दैन
(२) विभिन्न माध्यमहरूमा सिधा प्रचार गर्दछ
(३) प्रतिबिम्ब अनुभव गर्दै
(४) विवर्तन अनुभव गर्दै
(५) हस्तक्षेपको अनुभव गर्दै
माथिका तरंग गुणहरूबाट, प्रकाश तरंगहरूको विशेषताहरूसँग मेल खाने कुरा...
A. (1) र (2) मात्र
ख. (३) र (४) मात्र
ग. (२), (३), र (४)
घ. (३), (४), र (५)
ङ. (१), (३), (४), र (५)
छलफल
(१) प्रकाश तरंगहरू विद्युत चुम्बकीय तरंगहरू हुन् जसलाई प्रसार माध्यमको आवश्यकता पर्दैन। किनभने तिनीहरूलाई प्रसार माध्यमको आवश्यकता पर्दैन, विद्युत चुम्बकीय तरंगहरू भ्याकुममा प्रसारित हुन सक्छन्।
(२) जब माध्यममा प्रसारित हुने प्रकाश तरंगहरू नयाँ माध्यममा प्रवेश गर्छन्, प्रकाश तरंगहरूले पनि अपवर्तन अनुभव गर्छन्। प्रकाशको अपवर्तन भनेको प्रकाश तरंगहरूको प्रसारको दिशाको झुकाव हो। प्रत्येक फरक माध्यममा प्रकाश तरंगहरूको गतिमा भिन्नताको कारणले अपवर्तन हुन्छ।
(३) अपवर्तन अनुभव गर्नुको अलावा, प्रकाश तरंगहरूले पनि परावर्तन अनुभव गर्छन्। समतल ऐनाद्वारा प्रकाशको परावर्तन प्रकाश परावर्तनको घटनाको एउटा उदाहरण हो। समतल ऐनाद्वारा प्रकाशको परावर्तनले समतल ऐनाहरूलाई मेकअप उपकरणको रूपमा प्रयोग गर्न सम्भव बनाउँछ।
(४) विवर्तन केवल प्रकाश तरंगहरू जस्ता विद्युत चुम्बकीय तरंगहरूले मात्र अनुभव गर्दैन, तर पानी तरंगहरू र ध्वनि तरंगहरू जस्ता यान्त्रिक तरंगहरूले पनि अनुभव गर्दछ।
(५) प्रकाश तरंगहरू जस्ता विद्युत चुम्बकीय तरंगहरूद्वारा अनुभव गर्नुको अलावा, पानीका तरंगहरू, डोरीका तरंगहरू वा ध्वनि तरंगहरू जस्ता यान्त्रिक तरंगहरूले पनि हस्तक्षेप अनुभव गर्छन्।
सही उत्तर D हो।
१३. निम्न तरंग गुणहरूमा ध्यान दिनुहोस्!
(४) विवर्तन अनुभव गर्दै
(३) प्रतिबिम्ब अनुभव गर्दै
(१) भ्याकुममा फैलिन सक्दैन
(४) ध्रुवीकरण अनुभव गर्न सक्छ
(५) दुई फरक माध्यमबाट गुज्रँदा सिधा सर्छ
माथिका तरंग गुणहरूबाट ध्वनि तरंगहरूको विशेषताहरूसँग मेल खान्छ...
क. (१), (२) र (३)
ख. (१), (२) र (४)
ग. (१), (३) र (४)
घ. (२), (३) र (४)
ङ. (३), (४) र (५)
छलफल
(१) विवर्तन केवल प्रकाश तरंगहरू जस्ता विद्युत चुम्बकीय तरंगहरूले मात्र अनुभव गर्दैन, तर ध्वनि तरंगहरू जस्ता यान्त्रिक तरंगहरूले पनि अनुभव गर्दछ।
(२) प्रकाश तरंग जस्ता विद्युत चुम्बकीय तरंगहरू र ध्वनि तरंगहरू वा पानी तरंगहरू जस्ता यान्त्रिक तरंगहरूद्वारा परावर्तन वा उछाल अनुभव गरिन्छ। ध्वनि तरंग परावर्तनको घटनाको उदाहरण प्रतिध्वनि हो।
(३) ध्वनि तरंगहरू यान्त्रिक तरंगहरू हुन्। यान्त्रिक तरंगहरू ती तरंगहरू हुन् जसलाई प्रसार गर्न प्रसार माध्यम चाहिन्छ। यदि कुनै माध्यम छैन भने, जस्तै भ्याकुममा, ध्वनि तरंगहरू प्रसार गर्न सक्दैनन्।
(४) ध्रुवीकरण डोरी तरंगहरू, पानीको सतह तरंगहरू र प्रकाश तरंगहरू जस्ता विद्युत चुम्बकीय तरंगहरू जस्ता अनुप्रस्थ तरंगहरूद्वारा अनुभव गरिन्छ। ध्वनि तरंगहरू अनुदैर्ध्य तरंगहरू हुन् र त्यसैले ध्रुवीकरण अनुभव गर्न सक्दैनन्।
(५) एउटा माध्यमबाट अर्को माध्यममा प्रसारण गर्दा, ध्वनि तरंगहरूले अपवर्तन वा प्रसारको दिशामा परिवर्तन अनुभव गर्छन्। अपवर्तन तब हुन्छ जब तरंग फरक माध्यममा प्रवेश गर्न थाल्छ।
सही उत्तर A हो।
प्रश्न स्रोत:
सिनियर हाई स्कूल/भोकेसनल हाई स्कूलको लागि राष्ट्रिय परीक्षा भौतिकशास्त्र प्रश्नहरू