Prečni in vzdolžni valovi – problemi in rešitve

Prečni in vzdolžni valovi – problemi in rešitve

1. val potuje po 3 m dolgi žici 0.3 sekunde. Kakšna je perioda valovanja?

Znano:

Časovni interval (t) = 0.3 sekund

Išče se: Obdobje (T)

Rešitev:

1 valovna dolžina = 1 vrh + 1 korito

Obdobje = 2 x 0.1 sekunde = 0.2 sekunde

2. Hitrost valovanja glede na spodnjo sliko je…

Znano:

1 valovna dolžina ima 1 vrh in 1 dolino. Glede na zgornjo sliko je 1 valovna dolžina = 2 metra x 4 = 8 metrov.

Valovna perioda (T) = 0.5 x 4 = 2 sekundi

Išče se: Hitrost valovanja (v)

Rešitev:

Hitrost valovanja:

v = s / t = λ / T = 8 metrov / 2 sekundi = 4 metre/sekundo

3. Razdalja med točkama A in B je 30 cm. Kolikšna je hitrost valovanja glede na spodnjo sliko?

Znano:

Od točke A do točke B je ¾ valovne dolžine. Če je razdalja med A in B 30 cm, potem je razdalja ¼ valovne dolžine 30 cm / 3 = 10 cm. Torej je 1 valovna dolžina = 4 x 10 cm = 40 cm.

Glede na zgornjo sliko je obdobje valovanja 4 sekunde.

Išče se: Naš hitrost valov (V)

Rešitev:

v = d / t = λ / t

v = hitrost valovanja, d = razdalja, λ = valovna dolžina, t = časovni interval

Hitrost valovanja:

v = λ / t = 40 cm / 4 sekunde = 10 cm / 1 sekunda = 10 cm/sekundo

4. Če je razdalja med A in B = 250 cm, potem je hitrost valovanja…

Znano:

Razdalja med A in B = 5/4 valovne dolžine = 250 cm.

1/4 valovne dolžine = 250 cm / 5 = 50 cm

1 valovna dolžina = 4/4 valovna dolžina = 4 x 50 cm = 200 cm

Obdobje (T) = 2 sekundi

Išče se: Hitrost valov

Rešitev:

Formula za hitrost valovanja:

v = d / t = λ / t

v = hitrost valovanja, d = razdalja, λ = valovna dolžina, t = časovni interval

Hitrost valovanja:

v = 200 cm / 2 sekundi = 100 cm/sekundo

5. Amplitudo valov prikazuje….

Rešitev:

Amplituda vala je BB' in DD”.

1. Kaj razlikuje prečni val od vzdolžnega valovanja glede na gibanje delcev?
   • OdgovorV prečnem valu se delci medija gibljejo pravokotno na smer širjenja valovanja. V vzdolžnem valu se delci gibljejo vzporedno s smerjo širjenja valovanja.
2. Predstavlja pogost primer prečnega in vzdolžnega valovanja.
   • OdgovorPogost primer prečnega valovanja je valovanje na vrvici ali vodni valovi. Pogost primer vzdolžnega valovanja je zvočno valovanje v zraku.
3. Ali lahko trdne snovi podpirajo tako prečne kot vzdolžne valove?
   • OdgovorDa, trdne snovi lahko podpirajo tako prečne kot vzdolžne valove. Vendar pa tekočine (plini in tekočine) običajno podpirajo le vzdolžne valove.
4. Kakšna je povezava med kompresijo in redkostjo in vzdolžnimi valovi?
   • OdgovorPri vzdolžnih valovih se stiskanje nanaša na območje, kjer so delci medija najbližje skupaj, redčenje pa na območje, kjer so delci najbolj oddaljeni drug od drugega. Ta območja ustrezajo vrhovom in dolinam pri prečnih valovih.
5. Zakaj lahko slišimo zvok (longitudinalni val) okoli vogalov, ne pa tudi svetlobe (ki se obnaša kot prečni val)?
   • OdgovorZvok se lahko zaradi daljše valovne dolžine v primerjavi z vidno svetlobo bolj opazno lomi ali širi okoli ovir kot svetloba. Čeprav tako zvok kot svetloba kažeta difrakcijo, krajše valovne dolžine vidne svetlobe pomenijo, da so njeni difrakcijski učinki v vsakdanjih okoliščinah manj izraziti.
6. Kako se primerjata hitrosti prečnih in vzdolžnih valov v istem mediju?
   • OdgovorHitrosti prečnih in vzdolžnih valov v istem mediju se lahko razlikujejo. Na primer, v trdnih snoveh je hitrost vzdolžnega (P-vala) običajno večja od hitrosti prečnega (S-vala).
7. Ali lahko medij hkrati kaže tako prečno kot vzdolžno valovanje?
   • OdgovorDa, nekatere motnje lahko hkrati povzročijo tako prečne kot vzdolžne valove v mediju. Na primer, potresi povzročajo tako P-valove (vzdolžne) kot S-valove (prečne), ki potujejo skozi Zemljo.
8. Katera vrsta valovanja bi pri širjenju bolj verjetno povzročila polariziran učinek?
   • OdgovorPrečne valove je mogoče polarizirati. Polarizacija vključuje omejitev vibracij na eno samo ravnino. Vzdolžnih valov zaradi njihovega gibanja naprej in nazaj ni mogoče polarizirati na ta način.
9. Kakšno valovanje je elektromagnetno valovanje, kot svetloba ali radijski valovi?
   • OdgovorElektromagnetni valovi so transverzalni valovi. Njihovo električno in magnetno polje niha pravokotno na smer širjenja valov.
10. Zakaj med potresi ne opazimo potovanja S-valov (vrste prečnega valovanja) skozi Zemljino zunanje jedro?

• OdgovorS-valovi ne potujejo skozi Zemljino zunanje jedro, ker velja, da je tekoče. Prečni valovi zahtevajo medij, ki lahko prenese strižne napetosti, kar trdne snovi lahko prenesejo, tekočine (tekočine in plini) pa ne.