Priečne a pozdĺžne vlny – problémy a riešenia
1. vlna sa šíri po 3 m dlhom drôte 0.3 sekundy. Aká je perióda vlny?
Známe:
Časový interval (t) = 0.3 sekúnd
Hľadaný: Obdobie (T)
riešenie:
1 vlnová dĺžka = 1 hrebeň + 1 žľab
Perióda = 2 x 0.1 sekundy = 0.2 sekundy
2. Rýchlosť vlny podľa obrázku nižšie je…
Známe:
1 vlnová dĺžka má 1 vrchol a 1 minimum. Podľa vyššie uvedeného obrázku je 1 vlnová dĺžka = 2 metre x 4 = 8 metrov.
Perióda vlny (T) = 0.5 x 4 = 2 sekundy
Hľadaný: Rýchlosť vlny (v)
riešenie:
Rýchlosť vlny:
v = s / t = λ / T = 8 metrov / 2 sekundy = 4 metre/sekundu
3. Vzdialenosť medzi bodmi A a B je 30 cm. Aká je rýchlosť vlny podľa obrázku nižšie?
Známe:
Z bodu A do bodu B vedie ¾ vlnová dĺžka. Ak je vzdialenosť medzi bodmi A a B 30 cm, potom je vzdialenosť ¼ vlnovej dĺžky 30 cm / 3 = 10 cm. Teda 1 vlnová dĺžka = 4 x 10 cm = 40 cm.
Podľa vyššie uvedeného obrázku je perióda vlny 4 sekundy.
Hľadaný: rýchlosť vĺn (V)
riešenie:
v = d / t = λ / t
v = rýchlosť vlny, d = vzdialenosť, λ = vlnová dĺžka, t = časový interval
Rýchlosť vlny:
v = λ / t = 40 cm / 4 sekundy = 10 cm / 1 sekunda = 10 cm/sekundu
4. Ak je vzdialenosť medzi bodmi A a B = 250 cm, potom je rýchlosť vlny…
Známe:
Vzdialenosť A a B = 5/4 vlnovej dĺžky = 250 cm.
1/4 vlnovej dĺžky = 250 cm / 5 = 50 cm
1 vlnová dĺžka = 4/4 vlnová dĺžka = 4 x 50 cm = 200 cm
Perióda (T) = 2 sekundy
Hľadaný: Rýchlosť vlny
riešenie:
Vzorec pre rýchlosť vlny:
v = d / t = λ / t
v = rýchlosť vlny, d = vzdialenosť, λ = vlnová dĺžka, t = časový interval
Rýchlosť vlny:
v = 200 cm / 2 sekundy = 100 cm/sekundu
5. Amplitúda vĺn je znázornená pomocou….
riešenie:
Amplitúda vlny je BB' a DD”.
- Čo odlišuje priečnu vlnu od pozdĺžnej vlny z hľadiska pohybu častíc?
- OdpoveďV priečnej vlne sa častice média pohybujú kolmo na smer šírenia vlny. V pozdĺžnej vlne sa častice pohybujú rovnobežne so smerom šírenia vlny.
- Poskytuje bežný príklad priečnej a pozdĺžnej vlny.
- OdpoveďBežným príkladom priečnej vlny je vlna na strune alebo vodné vlny. Bežným príkladom pozdĺžnej vlny je zvuková vlna vo vzduchu.
- Môžu pevné látky prenášať priečne aj pozdĺžne vlny?
- OdpoveďÁno, pevné látky môžu prenášať priečne aj pozdĺžne vlny. Avšak tekutiny (plyny a kvapaliny) zvyčajne prenášajú iba pozdĺžne vlny.
- Aký je vzťah medzi kompresiou a zriedením a pozdĺžnymi vlnami?
- OdpoveďV pozdĺžnych vlnách sa kompresia vzťahuje na oblasť, kde sú častice média najbližšie k sebe, a zriedenie na oblasť, kde sú častice od seba najďalej. Tieto oblasti zodpovedajú vrcholom a priehlbinám v priečnych vlnách.
- Prečo počujeme zvuk (pozdĺžnu vlnu) za rohmi, ale nevidíme svetlo (ktoré sa správa ako priečna vlna) rovnakým spôsobom?
- OdpoveďZvuk sa môže difrakovať alebo šíriť okolo prekážok výraznejšie ako svetlo kvôli svojej dlhšej vlnovej dĺžke v porovnaní s viditeľným svetlom. Zatiaľ čo zvuk aj svetlo vykazujú difrakciu, kratšie vlnové dĺžky viditeľného svetla znamenajú, že jeho difrakčné účinky sú v každodenných situáciách menej výrazné.
- Ako sa porovnávajú rýchlosti priečnych a pozdĺžnych vĺn v rovnakom prostredí?
- OdpoveďRýchlosti priečnych a pozdĺžnych vĺn v tom istom médiu sa môžu líšiť. Napríklad v pevných látkach je rýchlosť pozdĺžnej (P-vlny) typicky vyššia ako rýchlosť priečnej (S-vlny).
- Môže médium vykazovať súčasne priečny aj pozdĺžny vlnový pohyb?
- OdpoveďÁno, určité poruchy môžu v prostredí súčasne vytvárať priečne aj pozdĺžne vlny. Napríklad zemetrasenia vytvárajú P-vlny (pozdĺžne) aj S-vlny (priečne), ktoré sa šíria Zemou.
- Ktorý typ vlny by s väčšou pravdepodobnosťou vyvolal polarizačný efekt pri šírení?
- OdpoveďPriečne vlny môžu byť polarizované. Polarizácia zahŕňa obmedzenie vibrácií na jednu rovinu. Pozdĺžne vlny, kvôli ich spätnému pohybu, nemôžu byť týmto spôsobom polarizované.
- Aký druh vlny je elektromagnetická vlna, ako napríklad svetlo alebo rádiové vlny?
- OdpoveďElektromagnetické vlny sú priečne vlny. Ich elektrické a magnetické polia oscilujú kolmo na smer šírenia vĺn.
- Prečo sa počas zemetrasení nepozoruje, že by S-vlny (typ priečnej vlny) prechádzali vonkajším jadrom Zeme?
- OdpoveďS-vlny neprechádzajú cez vonkajšie jadro Zeme, pretože sa predpokladá, že je kvapalné. Priečne vlny vyžadujú médium, ktoré dokáže prenášať šmykové napätia, čo pevné látky dokážu, ale tekutiny (kvapaliny a plyny) nie.
