13 Shembuj të Valëve Mekanike
1. Diferenca fazore e valëve tërthore
Shikoni imazhin e mëposhtëm të valës sinusoidale!
Nëse gjatësia e valës së sinusoidës së mësipërme është 80 cm, atëherë pika që ka një ndryshim faze prej ¾ është…
A. P me Q
B. P me R
C. P me S
D. Q me S
E. R me S
Diskutim
PQ = 3/4 gjatësi vale
PR = 1 1/2 = 1,5 gjatësi vale
PS = 2 gjatësi vale
QS = 1 1/4 = 1,25 gjatësi vale
RS = 1/2 gjatësi vale
Përgjigja e saktë është A.
2. Tuba organoje të hapura dhe të mbyllura
Janë siguruar dy tuba orgoje, njëra e hapur dhe tjetra e mbyllur, secila me të njëjtën gjatësi. Nëse shpejtësia e zërit në ajër është 340 m/s, atëherë raporti i frekuencave të overtoneve të dy tubave të hapura të orgoje me frekuencat e overtoneve të dy tubave të mbyllura të orgoje është…
Diskutim
Është e njohur:
Gjatësia e një tubi organoje të hapur dhe të mbyllur është e njëjtë.
Shpejtësia e zërit në ajër (v) = 340 m/s
Pyeti:
Përgjigje: Krahasimi i frekuencës f të overtonit të dytë (f 3 ) të një pipe organoje të hapur dhe të mbyllur
Tub organoje i hapur
Një tub orgoje i hapur ose tub i hapur është një tub që i ka të dy skajet e hapura si në figurën anësore.
Figura në të djathtë është një grafik i valëve të zërit në një tub orgoje të hapur, ku nyjet përfaqësojnë dendësinë e ajrit dhe antinyjet përfaqësojnë tensionin e ajrit.
Lartësia themelore (f 1 ) = v / 2L = 340/2L = 170/L
Toni i dytë (f 3 ) = 3 f 1 = 3 (170/L) = 510/L
Tub organoje i mbyllur
Një tub i mbyllur orgoje, ose tub i mbyllur, është një tub me njërin skaj të hapur dhe tjetrin të mbyllur, siç tregohet në figurën më poshtë. Nëse të dy skajet e tubit janë të mbyllura, tubi nuk mund të përdoret.
Figura në të djathtë është një grafik i valëve të zërit në një tub të mbyllur orgoje, ku nyjet përfaqësojnë dendësinë e ajrit dhe antinyjet përfaqësojnë tensionin e ajrit.
Lartësia themelore (f 1 ) = v / 4L = 340/4L = 85/L
Toni i dytë (f 3 ) = 3 f 1 = 3 (85/L) = 255/L
Krahasimi i frekuencës së dytë të overtonit f (f 3 ) të tubave të organos të hapur dhe të mbyllur
510/L : 255/L
510: 255
2: 1
3. Niveli i intensitetit të valës së zërit
Një burim valësh zanore me një fuqi prej 12,56 W lëshon valë në mjedisin përreth në mënyrë homogjene. Intensiteti prag i zërit është 10-12 Wm - 2 . Madhësia e intensitetit të rrezatimit të valës në një distancë prej 10 metrash nga burimi është...
Diskutim
Është e njohur:
Fuqia = 12,56 vat
Intensiteti i pragut të zërit (Io ) = 10 -12 Wm -2
Distanca (r) = 10 metra
Pyetja: Niveli i intensitetit (TI)
Përgjigje:
Formula për marrëdhënien midis fuqisë (P), intensitetit (I) dhe distancës (r):
Niveli i intensitetit (TI):
4. Intensiteti i zërit
Një sistem altoparlantësh lëshon 36 π vat fuqi akustike dhe një nivel intensiteti prej 80 dB kur dëgjohet në një distancë x nga altoparlanti. (Io = 10-12 vat.m - 2 ). Vlera e saktë e x është…
A. 100 m
B. 160 m
Rreth 175 m
D. 225 m
E. 300 m
Diskutim
Dihet që:
Fuqia (P) = 36 π Vat
Niveli i intensitetit (TI) = 80 dB
Distanca = x
Kufiri i dëgjimit të njeriut (Io2 ) = 10-12 W att.m - 2
Pyetja: Vlera e x
Përgjigje:
Formula për marrëdhënien midis fuqisë (P), intensitetit (I) dhe distancës (x):
Së pari, llogaritni intensitetin e zërit në distancën x:
Intensiteti i zërit:
Llogaritni vlerën e x:
Përgjigja e saktë është E.
5. Vala udhëtuese
Pyetja nr. 24 e provimit kombëtar të fizikës SMA/MA 2015/2016
Ekuacioni i valës udhëtuese i shprehur në Sistemin Ndërkombëtar të Njësive (SI) është y = 0,2 sin (0,2 πx-20πt)
Nga deklaratat e mëposhtme:
(1) Shpejtësia e përhapjes së valës 100 ms -1
(2) Në x = 0 dhe t = 0 devijimi i valës = 0
(3) Frekuenca e valës 20 Hz
(4) Amplituda e valës 2 cm
Cila është e saktë?
A. (1) dhe (2)
B. (1) dhe (3)
C. (1) dhe (4)
D. (2) dhe (4)
E. (2) dhe (3)
Diskutim
Tre forma të ekuacioneve të valës:
y = A sin (ωt – kx) ——> 1
ω = 2π / T dhe k = 2π / λ
y = Një mëkat (2π/T) t – (2π/λ) x
y = A sin 2π (t/T – x/λ) ——-> 2
y = Një mëkat 2π (ft – x/λ) ——-> 2
T = 1/f dhe λ = v/f
y = A sin 2π (ft – f(x/v))
y = A sin 2πf (t – x/v) ——-> 3
Ekuacioni i valës udhëtuese në pyetjen e mësipërme është i njëjtë me formën 2:
y = 0,2 sin (0,2 πx-20πt)
y = 0,2 sin π (0,2 x-20t)
y = 0,2 sin 2 π (0,1 x-10t)
y = 0,2 sin 2 π (x/10 -10t)
y = A sin 2π (ft – x/λ)
A = amplituda = 0,2 metra = 0,2 (100 cm) = 20 cm
f = frekuenca = 10 s -1 = 10 Hertz
λ = gjatësia e valës = 10 metra
v = shpejtësia e përhapjes së valës = f λ = (10 s -1 )(10 m) = 100 ms -1
Përgjigja e saktë është A.
6. Efekti Doppler
Një ambulancë po lëviz me një shpejtësi prej 72 km/ orë ndërsa aktivizon sirenën e saj me një frekuencë prej 1500 Hz. Një motoçiklist po lëviz me një shpejtësi prej 20 m/ s në drejtim të kundërt me ambulancën. Nëse shpejtësia e zërit në ajër është 340 m/ s , atëherë raporti i frekuencave që dëgjon motoçiklisti kur afrohet dhe largohet nga ambulanca është…
A. 25: 36
B. 36: 49
C. 64: 81
D. 81: 64
E. 100: 61
Diskutim
Rregullat e nënshkrimit:
v është gjithmonë pozitive
v p është pozitiv nëse dëgjuesi i afrohet burimit të tingullit
v p është negativ nëse dëgjuesi largohet nga burimi i zërit
v s është pozitiv nëse burimi i zërit është i kthyer larg dëgjuesit.
v s është negativ nëse burimi i zërit po i afrohet dëgjuesit.
v p = 0 nëse dëgjuesi është i heshtur
v s = 0 nëse burimi i zërit është i heshtur
Dihet që:
Frekuenca e burimit të zërit (f) = 1500 Hz
Shpejtësia e dëgjuesit (v p ) = 20 m/s
Shpejtësia e burimit të zërit (v s ) = 72 km/orë = 72 (1000 metra) / 3600 sekonda = 72.000/3600 metra/sekondë = 20 m/s
Shpejtësia e zërit (v) = 340 m/s
Pyetje: Krahasimi i frekuencave të dëgjuara nga motoçiklistët kur afrohen dhe largohen nga një ambulancë
Përgjigje:
Formula e efektit Doppler:
Frekuenca që dëgjon një motoçiklist kur i afrohet një ambulance
Të dyja janë në drejtime të kundërta, kështu që kur motoçikleta i afrohet ambulancës, ato po i afrohen njëra-tjetrës. v p është pozitive nëse dëgjuesi po i afrohet burimit të zërit dhe v s është negative nëse burimi i zërit po i afrohet dëgjuesit.
Frekuenca që dëgjojnë motoçiklistët kur largohen nga një ambulancë
Të dyja janë në drejtime të kundërta, kështu që kur motoçikleta largohet nga ambulanca, ato largohen nga njëra-tjetra. v p është negative nëse dëgjuesi largohet nga burimi i zërit dhe v s është pozitive nëse burimi i zërit largohet nga dëgjuesi.
Krahasimi i frekuencave të dëgjuara nga motoçiklistët kur afrohen dhe largohen nga një ambulancë.
Përgjigja e saktë është D.
Intensiteti i zërit
7. Shikoni foton e mëposhtme!
Nëse pika P është një burim tingulli që rrezaton në të gjitha drejtimet, atëherë raporti i intensitetit të tingullit në pikat S, R dhe Q përkatësisht është...
A. 16: 25: 100
B. 16: 50: 200
C. 32: 50: 100
D. 36: 25: 100
E. 72: 25: 200
Diskutim
Dihet që:
Distanca e pikës Q nga burimi i zërit (rQ) = 3 metra
Distanca e pikës R nga burimi i zërit (r/ R ) = 6 metra
Distanca e pikës S nga burimi i zërit (rS ) = 5 metra
Intensiteti i zërit në pikën Q = I Q
Intensiteti i zërit në pikën R = I R
Intensiteti i zërit në pikën S = I S
Pyetje: Krahasimi i intensitetit të zërit në pikat S, R dhe Q ( I S : I R : I Q )
Përgjigje:
Intensiteti i zërit në pikën S:
Intensiteti i zërit në pikën R:
Intensiteti i zërit në pikën S:
Krahasimi i intensitetit të zërit në pikat S, R dhe Q:
Përgjigja e saktë është D.
8. Valët e zërit përhapen nga burimi i tyre në të gjitha drejtimet në mënyrë të barabartë. Pika A është në një distancë P nga burimi i zërit, pika B është në një distancë prej 2P nga burimi i zërit dhe pika C është në një distancë prej 4P nga burimi i zërit. Raporti i intensiteteve të zërit të pranuara nga A, B dhe C është…
A. 16: 4: 1
B. 4: 2: 1
C. 4: 1: 16
D. 1: 2: 4
E. 1: 4: 16
Diskutim
Dihet që:
Distanca e pikës A nga burimi i zërit (r A ) = P
Distanca e pikës B nga burimi i zërit (rB ) = 2P
Distanca e pikës C nga burimi i zërit (rC ) = 4P
Intensiteti i zërit në pikën A = I A
Intensiteti i zërit në pikën B = I B
Intensiteti i zërit në pikën C = IC
Pyetje: Krahasimi i intensitetit të zërit në pikat A, B dhe C ( IA : IB : IC )
Përgjigje:
Intensiteti i zërit në pikën A:
Intensiteti i zërit në pikën B:
Intensiteti i zërit në pikën C:
Krahasimi i intensitetit të zërit në pikat A, B dhe C:
Përgjigja e saktë është A.
9. Efekti Doppler
Imazhi i mëposhtëm tregon një makinë policie që ndjek një kriminel të motorizuar:
Një makinë policie, duke aktivizuar sirenën me një frekuencë prej 9.30 Hz, ndjek motoçikletën e një krimineli që po ikën me një shpejtësi prej 72 km/orë -1 . Makina e policisë përshpejton në 108 km/orë -1 për të kapur kriminelin. Nëse shpejtësia e zërit në ajër është 340 m/s -1 , atëherë frekuenca e tingullit të sirenës që dëgjon krimineli në motoçikletë është...
A. 850 Hz
B. 900 Hz
Rreth 960 Hz
D. 1.020 Hz
E. 1.200 Hz
Diskutim
Rregullat e nënshkrimit:
v është gjithmonë pozitive
v p është pozitiv nëse dëgjuesi i afrohet burimit të tingullit
v p është negativ nëse dëgjuesi largohet nga burimi i zërit
v s është pozitiv nëse burimi i zërit është i kthyer larg dëgjuesit.
v s është negativ nëse burimi i zërit po i afrohet dëgjuesit.
v p = 0 nëse dëgjuesi është i heshtur
v s = 0 nëse burimi i zërit është i heshtur
Dihet që:
Frekuenca e burimit të zërit (f) = 9 30 Hz
Shpejtësia e dëgjuesit (v p ) = 72 km/orë -1 = 72 (1000 metra) / 3600 (sekonda) = 72.000/3600 metra/sekondë = 20 m/s = -20 ms -1 (negative sepse krimineli po largohet nga policia)
Shpejtësia e burimit të zërit (v s ) = 108 km/orë -1 = 108 (1000 metra) / 3600 (sekonda) = 108.000/3600 metra/sekondë = 30 m/s = -30 ms -1 (negative sepse policia po i afrohet kriminelit)
Shpejtësia e zërit (v) = 340 ms -1
Kërkohet: Frekuenca e zërit që dëgjon dëgjuesi (f')
Përgjigje:
Formula e efektit Doppler:
Përgjigja e saktë është C.
Niveli i Intensitetit të Zërit
10. Në një sallë, 100 nxënës po mësojnë të këndojnë. Nëse niveli i intensitetit të zërit të një nxënësi kur këndon është 40 dB (supozojmë të njëjtën gjë për secilin fëmijë), atëherë intensiteti i zërit të prodhuar në sallë është… (Io = 10 -12 Wm -2 )
A. 10 -4 Wm -2
B. 10 -5 Wm -2
C. 10 -6 Wm -2
D. 10 -7 Wm -2
E. 10 -8 Wm -2
Diskutim
Dihet që:
Niveli i intensitetit të një studenti (T I ) = 40 dB
Intensiteti i pragut të dëgjimit të njeriut (Io2 ) = 10-12 W / m2
Numri i studentëve (x) = 100
E pyetur: Intensiteti i zërit të 100 studentëve
Përgjigje:
Intensiteti i zërit të 1 studenti:
Intensiteti i zërit të 100 studenti:
I x = (x)(I)
I x = (100)( 10-8 ) = ( 102 )( 10-8 )
I x = 10 -6 W/ m2
Përgjigja e saktë është C.
11. Intensiteti i zërit i 100 makinave identike është 10-7 Vat.m - 2 . Nëse Io = 10-12 Vat.m - 2 , atëherë niveli i intensitetit të zërit të një makine është….
A. 70 dB
B. 60 dB
C. 50 dB
D. 40 dB
E. 30 dB
Diskutim
Dihet që:
Intensiteti i zërit të 100 makinave (I x ) = 10 -7 Watt.m -2
Intensiteti i pragut të dëgjimit të njeriut (Io2 ) = 10-12 W / m2
Numri i makinave (x) = 100 = 10 2
E pyetur: Niveli i intensitetit të zërit të një makine (TI)
Përgjigje:
Intensiteti i zërit të 1 makine:
I x = (x)(I)
10 -7 = (102 ) ( I )
I = 10 -7 / 10 2 = (10 -7 )(10 -2 ) = 10 -9
Niveli i intensitetit të zërit të një makine (TI):
Përgjigja e saktë është E.
12. Vetitë e përgjithshme të valëve janë si më poshtë:
(1) nuk mund të përhapet në vakum
(2) përhapet drejt në mjedise të ndryshme
(3) përjetimi i reflektimit
(4) përjetimi i difraksionit
(5) përjetimi i ndërhyrjes
Nga vetitë e valës më sipër, ajo që korrespondon me karakteristikat e valëve të dritës është...
A. Vetëm (1) dhe (2)
B. Vetëm (3) dhe (4)
C. (2), (3) dhe (4)
D. (3), (4) dhe (5)
E. (1), (3), (4) dhe (5)
Diskutim
(1) Valët e dritës janë valë elektromagnetike që nuk kërkojnë një mjedis përhapjeje. Meqenëse nuk kërkojnë një mjedis përhapjeje, valët elektromagnetike mund të përhapen në vakum.
(2) Kur valët e dritës që përhapen në një medium hyjnë në një medium të ri, edhe valët e dritës pësojnë thyerje. Thyerja e dritës është përkulja e drejtimit të përhapjes së valëve të dritës. Thyerja ndodh për shkak të ndryshimit në shpejtësinë e valëve të dritës në secilin medium të ndryshëm.
(3) Përveçse përjetojnë thyerje, valët e dritës përjetojnë edhe reflektim. Reflektimi i dritës nga një pasqyrë e sheshtë është një shembull i fenomenit të reflektimit të dritës. Reflektimi i dritës nga një pasqyrë e sheshtë bën të mundur që pasqyrat e sheshta të përdoren si mjete grimi.
(4) Difraksioni nuk përjetohet vetëm nga valët elektromagnetike siç janë valët e dritës, por përjetohet edhe nga valët mekanike siç janë valët e ujit dhe valët e zërit.
(5) Përveçse përjetohet nga valët elektromagnetike si valët e dritës, interferenca përjetohet edhe nga valët mekanike si valët e ujit, valët e litarit ose valët e zërit.
Përgjigja e saktë është D.
13. Kushtojini vëmendje vetive të mëposhtme të valës!
(1) përjetimi i difraksionit
(2) përjetimi i reflektimit
(3) nuk mund të përhapet në vakum
(4) mund të përjetojë polarizim
(5) lëviz drejt kur kalon nëpër dy mjedise të ndryshme
Nga vetitë e valëve të mësipërme, ato që korrespondojnë me karakteristikat e valëve të zërit janë...
A. (1), (2) dhe (3)
B. (1), (2) dhe (4)
C. (1), (3) dhe (4)
D. (2), (3) dhe (4)
E. (3), (4) dhe (5)
Diskutim
(1) Difraksioni nuk përjetohet vetëm nga valët elektromagnetike siç janë valët e dritës, por përjetohet edhe nga valët mekanike siç janë valët e zërit.
(2) Reflektimi ose kërcimi përjetohet nga valët elektromagnetike si valët e dritës dhe valët mekanike si valët e zërit ose valët e ujit. Një shembull i reflektimit të valëve të zërit është një jehonë.
(3) Valët zanore janë valë mekanike. Valët mekanike janë valë që kërkojnë një mjedis përhapjeje për t'u përhapur. Nëse nuk ka mjedis, si p.sh. në vakum, atëherë valët zanore nuk mund të përhapen.
(4) Polarizimi përjetohet nga valët tërthore siç janë valët e litarit, valët sipërfaqësore të ujit dhe valët elektromagnetike siç janë valët e dritës. Valët e zërit janë valë gjatësore dhe për këtë arsye nuk mund të përjetojnë polarizim.
(5) Kur përhapen nga një medium në një medium tjetër, valët zanore përjetojnë thyerje ose një ndryshim në drejtimin e përhapjes. Thyerja ndodh kur vala fillon të hyjë në një medium tjetër.
Përgjigja e saktë është A.
Burimi i pyetjes:
Pyetje të Provimit Kombëtar të Fizikës për Shkollën e Mesme të Lartë/Shkollën e Mesme Profesionale
