ตัวอย่างของคลื่นนิ่งและคลื่นสถิต

4 ตัวอย่างของคลื่นนิ่งและคลื่นสถิต

1. เชือกเส้นหนึ่งยาว 0,6 เมตร ถ้าปรับความตึงของเชือกเพื่อให้ความเร็วคลื่นเท่ากับ 120 เมตร/วินาที ความถี่พื้นฐานจะเป็น...
ก. 100 เฮิรตซ์
ข. 120 เฮิรตซ์
ค. 140 เฮิรตซ์
ง. 150 เฮิรตซ์
E. 350 เฮิรตซ์
การอภิปราย :

เป็นที่รู้จัก :
ความยาวของลวด (L) = 0,6 เมตร
ความเร็วคลื่น (v) = 120 เมตร/วินาที
ถาม :
ความถี่พื้นฐาน (f)₁)?
จาวาบ :
สูตรความถี่พื้นฐาน (f)₁คลื่นนิ่ง หรือคลื่นสถิต ที่ปลายทั้งสองข้างของเชือกยึดติดอยู่กับที่:
f₁ = v / 2L
ความถี่พื้นฐาน (f)₁คลื่นคือ:
f₁ = 120 / (2)(0,6) = 120 / 1,2 = 100 เฮิรตซ์
คำตอบที่ถูกต้องคือ A.

2. จากการสะท้อน จะเกิดคลื่นนิ่งที่มีสมการดังนี้: y = 0,4 sin (0,6 π x) cos π(8t) เมตร จากสมการข้างต้น ความเร็วของคลื่นสะท้อนคือ...
ก. 10,0 ม./วินาที
B. 11,5 ม./วินาที
C. 12,4 ม./วินาที
ง. 13,2 ม./วินาที
E. 14,0 ม./วินาที
การอภิปราย :
เป็นที่รู้จัก :
ถาม :
ความเร็วคลื่นสะท้อน (v) ?
จาวาบ :

คำตอบที่ถูกต้องคือ D.

3. เชือกยาว 3 เมตร ผูกปลายด้านหนึ่งไว้ และต่อกับตัวสั่นที่ปลายอีกด้านหนึ่ง เมื่อตัวสั่นสั่น จะเกิดคลื่นนิ่งบนเชือกดังแสดงในรูป:

ตำแหน่งของกระเพาะอาหารที่ 5 นับจากปลายที่ผูกไว้คือ…

ก. 0,9 ม.

ข. 1,2 ม.

ค. 2,5 ม.

ด. 2,7 ม.

3,0 ม. ตะวันออก

การอภิปราย

ปลายเชือกที่ต่อกับตัวสั่นสามารถขยับได้อย่างอิสระ ในขณะที่ปลายเชือกที่ต่อกับเสาถูกผูกไว้

ระยะห่างระหว่างโหนดที่ใกล้ที่สุดสองโหนด = 3 เมตร / 5 = 3/5 เมตร

ตำแหน่งของปมแรกนับจากปลายที่ผูกไว้ = 3/5 เมตร

ตำแหน่งของปมที่ 2 จากปลายที่ผูกไว้ = 2 (3/5 เมตร) = 6/5 เมตร

ตำแหน่งของปมที่ 3 จากปลายที่ผูกไว้ = 3 (3/5 เมตร) = 9/5 เมตร

ตำแหน่งของปมที่ 4 จากปลายที่ผูกไว้ = 4 (3/5 เมตร) = 12/5 เมตร

ระยะห่างระหว่างจุดหนึ่งกับท้องที่ใกล้ที่สุด = 1/2 (3/5 เมตร) = 3/10 เมตร

ตำแหน่งของปมที่ 5 จากปลายที่ผูกไว้ = ระยะห่างของปมที่ 4 จากปลายที่ผูกไว้ + ระยะห่างระหว่างปมหนึ่งกับช่องท้องที่ใกล้ที่สุด = 12/5 + 3/10 = 24/10 + 3/10 = 27/10 = 2,7 เมตร

คำตอบที่ถูกต้องคือ D.

4. ในการทดลองของเมลเดอ ได้คลื่นนิ่งดังแสดงในรูป ถ้าความยาวของสายที่ใช้คือ 1,5 เมตร ตำแหน่งของจุดนิ่งที่สี่ที่คำนวณจากแหล่งกำเนิดการสั่นสะเทือนคือ…

ก. 0,40 ม.

ข. 0,54 ม.

ค. 0,96 ม.

ด. 1,02 ม.

1,10 ม. ตะวันออก

การอภิปราย

ระยะห่างระหว่างโหนดที่ใกล้ที่สุดสองโหนด = 1,5 เมตร / 11 = 1,5/11 เมตร

ตำแหน่งของจุดที่ 1 จากแหล่งกำเนิดการสั่นสะเทือน = 1,5/11 เมตร

ตำแหน่งของจุดสั่นที่ 2 จากแหล่งกำเนิดการสั่น = 2 (1,5/11 เมตร) = 3/11 เมตร

ตำแหน่งของจุดสั่นที่ 3 จากแหล่งกำเนิดการสั่น = 3 (1,5/11 เมตร) = 4,5/11 เมตร

ตำแหน่งของจุดสั่นที่ 4 จากแหล่งกำเนิดการสั่น = 4 (1,5/11 เมตร) = 6/11 เมตร = 0,54 เมตร

คำตอบที่ถูกต้องคือ B.