3 機械波(頻率、週期、波長、波速)-問題與解答
1. 兩個軟木塞分別位於波峰上。它們在4秒內上下移動20次。如果兩個軟木塞之間的距離為100厘米,且它們之間有兩個波谷和一個波峰,求波的頻率和波速。
已知:
兩個軟木塞都位於波峰處,兩個軟木塞之間有2個波谷和1個波峰(見圖)。因此,兩個軟木塞之間有兩個波長。
波長(λ)= 100 cm / 2 = 50 cm。
頻率 (f) = 20/4 = 5 赫茲
求:波的頻率和波速
解決方案:
波的頻率 (f) = 5 赫茲
波速(v) = f λ = ( 5)(50 cm) = 250 cm/s
2. 振動彈簧(彈簧棒)產生縱波,其中兩個最近壓縮點之間的距離為 40 cm。若波速為 20 ms -1,求波長和波的頻率。
已知:
兩個最近壓縮波之間的距離 = 兩個最近膨脹波之間的距離 = 兩個最近波谷之間的距離 = 1 個波長
波長 (λ) = 40 公分 = 0.4 米
波長 (v) = 20 公尺/秒
求:波的波長(λ)和頻率(f)
解決方案:
波長 (λ) = 0.4 米
頻率 (f) = v / λ = 20 / 0.4 = 50 赫茲
3.海面上有兩個相距 60 公分的軟木塞。兩個軟木塞在 10 秒內上下移動 20 次。當一個軟木塞位於波峰時,另一個軟木塞位於波谷。兩個軟木塞之間有一個波峰。求該波的周期和波速。
已知:
波長 (λ) = 60 厘米 / 1.5 = 40 厘米
頻率 (f) = 20/10 = 2 赫茲
求:週期和波速。
解決方案:
週期 (T) = 1/f = 1/2 = 0.5 秒
波速 (v) = f λ = (2)(40) = 80 cm/s