Voorbeelden van stilstaande golven en staande golven

4 Voorbeelden van stilstaande golven en staande golven

1. Een snaar is 0,6 meter lang. Als de snaarspanning zo wordt aangepast dat de golfsnelheid 120 m/s is, wat is dan de grondfrequentie?
A. 100 Hz
B. 120 Hz
C. 140 Hz
D. 150 Hz
E. 350 Hz
Discussie:

Het is bekend :
Lengte van de draad (L) = 0,6 meter
Golfsnelheid (v) = 120 m/s.
gevraagd :
Grondfrequentie (f₁)?
Antwoorden :
De formule voor de grondfrequentie (f₁) stationaire golven of staande golven waarbij beide uiteinden van de snaar zijn bevestigd:
f₁ = v / 2L
Grondfrequentie (f₁) golven zijn:
f₁ = 120 / (2)(0,6) = 120 / 1,2 = 100 Hz
Het juiste antwoord is A.

2. Als gevolg van reflectie ontstaat een staande golf met de vergelijking: y = 0,4 sin (0,6 π x) cos π(8t) meter. Uit de bovenstaande vergelijking volgt dat de snelheid van de gereflecteerde golf...
A. 10,0 m/s
B. 11,5 m/s
C. 12,4 m/s
D. 13,2 m/s
E. 14,0 m/s
Discussie:
Het is bekend :
gevraagd :
Snelheid van de gereflecteerde golf (v) ?
Antwoorden :

Het juiste antwoord is D.

3. Aan het ene uiteinde van een 3 meter lange snaar is een touwtje bevestigd en het andere uiteinde is verbonden met een vibrator. Wanneer de vibrator in trilling wordt gebracht, ontstaat er een staande golf op de snaar, zoals weergegeven in de afbeelding:

De positie van de 5e maag vanaf het vastgebonden uiteinde is...

A. 0,9 m

B. 1,2 m

C. 2,5 m

D. 2,7 m

E. 3,0 m

Discussie

Het uiteinde van het touw dat met de vibrator is verbonden, kan vrij bewegen, terwijl het uiteinde van het touw dat met de paal is verbonden, vastgebonden is.

Afstand tussen twee dichtstbijzijnde knooppunten = 3 meter / 5 = 3/5 meter.

De positie van de eerste knoop vanaf het geknoopte uiteinde is 3/5 meter.

Positie van de 2e knoop vanaf het geknoopte uiteinde = 2 (3/5 meter) = 6/5 meter

Positie van de 3e knoop vanaf het geknoopte uiteinde = 3 (3/5 meter) = 9/5 meter

Positie van de 4e knoop vanaf het geknoopte uiteinde = 4 (3/5 meter) = 12/5 meter

De afstand tussen een knooppunt en de dichtstbijzijnde buik = 1/2 (3/5 meter) = 3/10 meter.

De locatie van de 5e maag vanaf het geknoopte uiteinde = de afstand van de 4e knoop vanaf het geknoopte uiteinde + de afstand tussen één knoop en de dichtstbijzijnde maag = 12/5 + 3/10 = 24/10 + 3/10 = 27/10 = 2,7 meter.

Het juiste antwoord is D.

4. In het experiment van Melde werd een staande golf verkregen zoals weergegeven in de figuur. Als de lengte van de gebruikte snaar 1,5 m is, dan is de locatie van de vierde knoop, berekend op basis van de trillingsbron, ...

A. 0,40 m

B. 0,54 m

C. 0,96 m

D. 1,02 m

E. 1,10 m

Discussie

Afstand tussen twee dichtstbijzijnde knooppunten = 1,5 meter / 11 = 1,5/11 meter.

Locatie van knooppunt 1 ten opzichte van de trillingsbron = 1,5/11 meter

Locatie van het 2e knooppunt vanaf de trillingsbron = 2 (1,5/11 meter) = 3/11 meter

Locatie van het 3e knooppunt vanaf de trillingsbron = 3 (1,5/11 meter) = 4,5/11 meter

Locatie van het 4e knooppunt vanaf de trillingsbron = 4 (1,5/11 meter) = 6/11 meter = 0,54 meter

Het juiste antwoord is B.