3 机械波(频率、周期、波长、波速)——问题与解答
1. 两个软木塞分别位于波峰上。它们在4秒内上下移动20次。如果两个软木塞之间的距离为100厘米,且它们之间有两个波谷和一个波峰,求波的频率和波速。
已知:
两个软木塞都位于波峰处,两个软木塞之间有2个波谷和1个波峰(见图)。因此,两个软木塞之间有两个波长。
波长(λ)= 100 cm / 2 = 50 cm。
频率 (f) = 20/4 = 5 赫兹
求:波的频率和波速
解决方案:
波的频率 (f) = 5 赫兹
波速(v) = f λ = ( 5)(50 cm) = 250 cm/s
2. 振动弹簧(弹簧棒)产生纵波,其中两个最近压缩点之间的距离为 40 cm。如果波速为 20 ms -1,求波长和波的频率。
已知:
两个最近压缩波之间的距离 = 两个最近膨胀波之间的距离 = 两个最近波谷之间的距离 = 1 个波长
波长 (λ) = 40 厘米 = 0.4 米
波长 (v) = 20 米/秒
求:波的波长(λ)和频率(f)
解决方案:
波长 (λ) = 0.4 米
频率 (f) = v / λ = 20 / 0.4 = 50 赫兹
3.海面上有两个相距 60 厘米的软木塞。两个软木塞在 10 秒内上下运动 20 次。当一个软木塞位于波峰时,另一个软木塞位于波谷。两个软木塞之间有一个波峰。求该波的周期和波速。
已知:
波长 (λ) = 60 厘米 / 1.5 = 40 厘米
频率 (f) = 20/10 = 2 赫兹
求:周期和波速。
解决方案:
周期 (T) = 1/f = 1/2 = 0.5 秒
波速 (v) = f λ = (2)(40) = 80 cm/s