Primeri vprašanj o prečnih valovih

12 primerov prečnih valov

1. Enačba prečnega vala, ki se širi po struni, je y = 3 sin π (120 t – 0,4 x). Če sta x in y v cm in t v sekundah, potem je valovna dolžina …
A. 1 cm
B. 2 cm
približno 3 cm
D. 4 cm
E. 5 cm
Razprava:
Tri oblike valovna funkcija ki se širi v pozitivni smeri osi x (v desno).
Informacije:
A = amplituda ali odklon, T = frekvenca, f = valovna perioda, = valovna dolžina, v = hitrost valovanja
Znano je :
Enačba prečnega vala
Amplituda valovanja (A) :
Š = 3 cm
Valovna frekvenca (f) :
t / T = tf = 60 t
f = 60 hercev
Valovna dolžina :
Vprašal :
Valovna dolžina?
Jawab :
Valovna dolžina = 5 cm
Pravilen odgovor je E.

2. Potovalni val, ki se širi po fiksnem koncu vrvice, je prikazan kot na spodnjem diagramu:
Če je razdalja AB = 3 metre prepotovana v 1 sekundi, potem je enačba prečnega vala, ki se širi v desno, ...
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
Znano je :

Vprašal :
Valovna enačba?
Jawab :

Pravilen odgovor je A.

Hitrost širjenja prečnih valov na strunah

3. Iz naslednjih količin,
(1) Napenjalna sila vrvi
(2) Masa na enoto dolžine vrvi
(3) Prečni prerez vrvi
(4) Barva vrvi
Veličine, ki so dejavniki, ki vplivajo na hitrost širjenja valov po vrvi, so ...

A. (1) in (2)
B. (1) in (4)
C. (2) in (4)
D. (3) in (4)
Samo E. (1)

Razprava
Formula za hitrost širjenja valov po vrvi:
Dejavniki, ki vplivajo na hitrost širjenja valov po vrvi, so:
1. Napenjalna sila vrvi (F)
2. Masa na enoto dolžine vrvi ( )
Pravilen odgovor je A.

Enačba potujočega transverzalnega vala

4. Spodnja slika prikazuje širjenje valov po vrvici.

Če je valovna perioda 2 sekundi, potem je valovna enačba ...

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)

Razprava
Znano je, da:
Amplituda (A) = 0,5 metra
Obdobje (T) = 2 sekunde
Frekvenca (f) = 1/T = ½ = 0,5 herca
Valovna dolžina = λ = 4 metre
Vprašanje: valovna enačba
Odgovor:
Tri oblike valovnih funkcij/enačb :
y = A sin (ωt – kx) ——> 1
ω = 2π / T in k = 2π / λ
y = A sin (2π/T) t – (2π/λ) x
y = A sin 2π (t/T – x/λ) ——-> 2
T = 1/f in λ = v / f
y = A sin 2π (ft – f(x/v))
y = A sin 2πf (t – x/v) ——-> 3
Valovna enačba je v skladu z zgornjo sliko:
y = A sin (πt – 0,5πx) ——-> 1
y = A sin π (t – 0,5x)
y = A sin 2π (0,5t – x/4) ——-> 2
Pravilen odgovor je D.

5.

Predstavljajte si prečni val, ki nastane na vrvi, kot je prikazano na spodnji sliki! Če val potuje s hitrostjo 30 m/s, je frekvenca vala ...

A. 150 Hz
B. 90 Hz
Cca 25 Hz
D. 10 Hz

Razprava

Obstajajo 3 valovni hribi in 2 valovni dolini, zato obstaja 2,5 valovne dolžine. Torej 1 valovna dolžina = 7,5 metra / 2,5 = 3 metre.
Znano je, da:
Valovna dolžina (lambda) = 7,5 / 2,5 = 3 metre
Hitrost valovanja (v) = 30 m/s
Vprašanje: frekvenca valov (f)
Odgovor:Pravilen odgovor je D.

6.

Otrok premika vrv, da ustvari val, kot je prikazan na sliki. Če je čas, potreben za potovanje od točke P do točke X, 10 sekund, potem je hitrost vala ...

A. 3,0 m/s
B. 1,5 m/s
C. 0,5 m/s
D. 0,3 m/s

Razprava
– Obstajata 2 vrhova in 2 dolina, zato obstajata 2 valovni dolžini. Če 2 valovni dolžini prepotujeta pot v 10 sekundah, potem 1 valovna dolžina prepotuje pot v 5 sekundah.
– Razdalja dveh valovnih dolžin je 3 metre, zato je razdalja ene valovne dolžine 1,5 metra.
Znano je, da:
Valovna dolžina (lambda) = 3 / 2 = 1,5 metre
Valovna perioda (T) = 5 sekund
Valovna frekvenca (f) = 1/T = 1/5 = 0,2 herca
Vprašanje: hitrost širjenja valov (v)
Odgovor:
Hitrost širjenja valov :
Pravilen odgovor je D.

7.
Vrvica vibrira in tvori valove, kot je prikazano na naslednji sliki! Kako hitro se val širi?
A. 0,5 m/s
B. 1 m/s
C. 2 m/s
D. 4 m/s
Razprava
– Obstajata 2 valovna hriba in 1 valovna dolina, zato obstaja 1,5 valovne dolžine
– 1 valovna dolžina = razdalja med dvema sosednjima vrhovoma valov = razdalja med dvema sosednjima dolinama valov. Torej je 1 valovna dolžina = 2,0 metra
– 1 vrh vala traja 0,25 sekunde, 1 dno vala pa 0,25 sekunde, torej 1 valovna dolžina traja 0,50 sekunde. Torej je valovna perioda = 0,50 sekunde.
Znano je, da:
Valovna dolžina (lambda) = 2,0 metra
Valovna perioda (T) = 0,50 sekund
Valovna frekvenca (f) = 2 hercev
Vprašanje: Hitrost širjenja valov (v)
Odgovor:
Hitrost širjenja valov :
Pravilen odgovor je D.

8. Prečni val ima periodo 10 sekund, razdalja med dvema zaporednima točkama v fazi pa je 10 cm. Hitrost širjenja vala je ...
A. 1 cm/s
B. 2 cm/s
C. 3 cm/s
D. 4 cm/s
V. 5 cm/s
Razprava:
Znano je :
Obdobje (T) = 10 sekunde
Valovna dolžina () = 10 cm
Vprašal :
Hitrost širjenja valov (v) ?
Jawab :
Formula za hitrost širjenja valov :

Pravilen odgovor je A.

9. Hitrost prečnega vala na vrvici = 2v in njegova napetost = 3F. Če dolžina in masa vrvici ostaneta konstantni, medtem ko se napetost v vrvici poveča na 6F, potem hitrost vala na vrvici postane ...
A. 8v
B. 2v
C. 2√2
D. v
E. ½ v
Razprava:
Znano je :
Hitrost prečnega valovanja 1 (v₁) = 2v
Napetost vrvi 1 (T₁) = 3F
Napetost vrvi 2 (T₂) = 6F
Vprašal :
Hitrost prečnega valovanja 2 (v₂)?
Jawab :
Formula za hitrost širjenja prečnih valov po vrvi :

Pravilen odgovor je C.

10. Dva zamaška sta na nasprotnih vrhovih valov. V 4 sekundah se 20-krat premikata gor in dol po morski gladini, sledita valovom. Če je razdalja med zamaškoma 100 cm in sta med njima dve dolini in en hrib, potem sta frekvenca valov in hitrost valovanja ...

A. 0,2 Hz in 200 cm·s^-1
B. 5,0 Hz in 200 cm·s^-1
C. 0,2 Hz in 250 cm·s^-1
D. 2,5 Hz in 250 cm·s^-1
E. 5,0 Hz in 250 cm·s^-1

Razprava
Znano je :
Zamaška sta na vrhovih valov, med njima pa sta dve dolini in en hrib (glej sliko). Torej sta med zamaškoma dve valovni dolžini.
Valovna dolžina (λ) = 100 cm / 2 = 50 cm.
Frekvenca (f) = 20/4 = 5 hercev
Vprašal : frekvenca valovanja in hitrost širjenja valovanja
Jawab :

Valovna frekvenca (f) = 5 hercev
Hitrost širjenja valov (v) = f λ = (5)(50 cm) = 250 cm/s
Pravilen odgovor je E.

11. Vzmet (oprijemljiva vzmet) vibrira tako, da ustvari vzdolžni val z razdaljo 40 cm med dvema najbližjima stiskanjema. Če je hitrost širjenja vala 20 ms ^-1 , sta valovna dolžina in frekvenca vala ...

A. 0,2 m in 100 Hz
B. 0,4 m in 50 Hz
C. 0,8 m in 25 Hz
D. 40 m in 0,50 Hz
E. 80 m in 0,25 Hz

Razprava
Znano je :
Razdalja med dvema sosednjima kompresijama ali razdalja med dvema sosednjima deformacijama ali razdalja med dvema sosednjima vrhovoma ali razdalja med dvema sosednjima dolinama = 1 valovna dolžina.
Valovna dolžina (λ) = 40 cm = 0,4 metra
Hitrost valovanja (v) = 20 m/s
Vprašal Valovna dolžina (λ) in valovna frekvenca (f)
Jawab :
Valovna dolžina (λ) = 0,4 metrov
Valovna frekvenca (f) = v / λ = 20 / 0,4 = 50 hercev
Pravilen odgovor je B.

12. Na morski gladini sta dva zamaška, ki sta oddaljena 60 cm. Oba se dvigneta in spuščata z morsko gladino 20-krat v 10 sekundah. Če je eden na vrhu vala, je drugi na dnu. Medtem ko je med obema zamaškoma vrh vala, sta valovna perioda in hitrost vala ...
A. 0,5 s in 20 cm·s^-1
B. 0,5 s in 30 cm·s^-1
C. 0,5 s in 80 cm·s^-1
D. 2 s in 120 cm·s^-1
E. 2 s in 240 cm.s^-1
Razprava
Znano je :
Valovna dolžina (λ) = 60 cm / 1,5 = 40 cm
Frekvenca (f) = 20/10 = 2 hercev
Vprašal Valovna perioda in hitrost širjenja valov
Jawab :
Perioda (T) = 1/f = 1/2 = 0,5 sekunde
Hitrost valovanja (v) = f λ = (2)(40) = 80 cm/s
Pravilen odgovor je C.