Uzupełnij brakujące słowa w zdaniach: Jeśli do jakiegoś punktu w ośrodku docierają dwie fale, przemieszczenie elementu ośrodka w tym punkcie jest 1. zerowe, 2. sumą, 3. przeciwieństwem, 4. różnicą, 5. dodatnią wartością przemieszczenia, jakie wywołałaby tylko pierwsza fala i przemieszczenia, które by wywołała tylko druga fala.
Jeśli element ośrodka, do którego dotarła fala, jest w takim samym położeniu, jak przed dotarciem do niego fali, to możemy powiedzieć, że przemieszczenie tego elementu jest 1. zerowe, 2. sumą, 3. przeciwieństwem, 4. różnicą, 5. dodatnią wartością
Uzupełnij brakujące słowa w zdaniach: Jeśli do jakiegoś punktu w ośrodku docierają dwie fale, przemieszczenie elementu ośrodka w tym punkcie jest 1. zerowe, 2. sumą, 3. przeciwieństwem, 4. różnicą, 5. dodatnią wartością przemieszczenia, jakie wywołałaby tylko pierwsza fala i przemieszczenia, które by wywołała tylko druga fala.
Jeśli element ośrodka, do którego dotarła fala, jest w takim samym położeniu, jak przed dotarciem do niego fali, to możemy powiedzieć, że przemieszczenie tego elementu jest 1. zerowe, 2. sumą, 3. przeciwieństwem, 4. różnicą, 5. dodatnią wartością
2
Ćwiczenie 2
Rm2yvCbv8HX5E
Na powierzchni wody rozchodziły się dwie fale, wytwarzane przez dwa osobne źródła. Gdyby działało tylko pierwsze źródło, w pewnej chwili czasu t indeks dolny, zero, koniec indeksu dolnego w pewnym punkcie A przemieszczenie ośrodka skierowane byłoby w górę i wynosiłoby U indeks dolny, jeden, koniec indeksu dolnego, równa się, pięć m m. Gdyby natomiast działało tylko drugie źródło, w chwili t indeks dolny, zero, koniec indeksu dolnego w punkcie A przemieszczenie ośrodka wynosiłoby U indeks dolny, dwa, koniec indeksu dolnego, równa się, minus, sześć m m, przy czym znak ujemny oznacza, że skierowane byłoby ono w dół. Jaka ostatecznie była wartość przemieszczenia ośrodka w punkcie A w chwili czasu t indeks dolny, zero, koniec indeksu dolnego? Odpowiedź:Tu uzupełnij mm
Na powierzchni wody rozchodziły się dwie fale, wytwarzane przez dwa osobne źródła. Gdyby działało tylko pierwsze źródło, w pewnej chwili czasu t indeks dolny, zero, koniec indeksu dolnego w pewnym punkcie A przemieszczenie ośrodka skierowane byłoby w górę i wynosiłoby U indeks dolny, jeden, koniec indeksu dolnego, równa się, pięć m m. Gdyby natomiast działało tylko drugie źródło, w chwili t indeks dolny, zero, koniec indeksu dolnego w punkcie A przemieszczenie ośrodka wynosiłoby U indeks dolny, dwa, koniec indeksu dolnego, równa się, minus, sześć m m, przy czym znak ujemny oznacza, że skierowane byłoby ono w dół. Jaka ostatecznie była wartość przemieszczenia ośrodka w punkcie A w chwili czasu t indeks dolny, zero, koniec indeksu dolnego? Odpowiedź:Tu uzupełnij mm
Skorzystaj z zasady superpozycji fal.
RiBVYv3CtVaee1
Ćwiczenie 3
Jeśli do jakiegoś elementu ośrodka dochodzą dwie fale, wysyłane z dwóch różnych źródeł, ale element ten pozostaje w danej chwili czasu nieprzemieszczony, to może oznaczać to, że (zaznacz możliwe dokończenia zdania): Możliwe odpowiedzi: 1. w tej chwili przemieszczenia dla każdej z fal w tym punkcie mają jednakowe wartości bezwzględne, ale przeciwne znaki (jedna dodatni, druga ujemny), 2. w tej chwili przemieszczenia dla każdej z fal w tym punkcie są zerowe, 3. w tej chwili przemieszczenia dla każdej z fal w tym punkcie mają równe ujemne wartości
R1JQar2WWeAS81
Ćwiczenie 4
Czy zasada superpozycji fal będzie spełniona również dla przemieszczenia elementu ośrodka, do którego dochodzą trzy różne fale wysyłane z trzech źródeł? Wybierz prawidłową odpowiedź. Możliwe odpowiedzi: 1. Tak, 2. Nie, 3. Może być spełniona lub niespełniona
RQxR4K0TZcMVt2
Ćwiczenie 5
Rozważmy powietrze o ciśnieniu atmosferycznym p indeks dolny, atm, koniec indeksu dolnego, w którym rozchodzą się dwie fale dźwiękowe z prędkością v. Fala taka jest rozchodzącym się zaburzeniem ciśnienia. Przyjmijmy, że gdyby rozchodziła się tylko pierwsza fala, to w danej chwili w danym punkcie ciśnienie powietrza wynosiłoby p indeks dolny, jeden, koniec indeksu dolnego, a gdyby tylko druga fala, to wynosiłoby p indeks dolny, dwa, koniec indeksu dolnego. Zasada superpozycji mówi o tym, że jeśli spotykają się te dwie fale, to w danym punkcie (wskaż jedną właściwą odpowiedź): Możliwe odpowiedzi: 1. ciśnienie wyniesie p indeks dolny, jeden, koniec indeksu dolnego, plus, p indeks dolny, dwa, koniec indeksu dolnego, 2. ciśnienie wyniesie p indeks dolny, a t m, koniec indeksu dolnego, plus, nawias p indeks dolny, jeden, koniec indeksu dolnego, minus, p indeks dolny, a t m, koniec indeksu dolnego zamknięcie nawiasu, plus, nawias p indeks dolny, dwa, koniec indeksu dolnego, minus, p indeks dolny, a t m, koniec indeksu dolnego zamknięcie nawiasu, 3. względna prędkość fal biegnących naprzeciw siebie wynosi v, plus, v, równa się, dwa v
2
Ćwiczenie 6
Na rysunku mamy dwie fale: czerwona rozchodzi się w prawo, zielona rozchodzi się w lewo. Wybierz, który z przedstawionych na niebiesko kształtów fali w żadnej chwili nie może być superpozycją zielonej i czerwonej fali.
R1LfkzzZ1aZqr
Na rysunku znajduje się dwuwymiarowy układ współrzędnych. Na osi poziomej odłożono odległość w zakresie od zera do plus dwunastu. Na osi pionowej odłożono odległość w zakresie od minus dwóch do plus dwóch. Narysowano dwie fale poruszające się wzdłuż osi poziomej. Fala czerwona, poruszająca się w prawo, przedstawiona jest za pomocą połączonych dwóch odcinków i półprostej. Pierwszy odcinek zaczyna się w punkcie o współrzędnych zero, zero i skierowany jest w prawo i w górę pod kątem czterdziestu pięciu stopni do osi poziomej. Kończy się w punkcie o współrzędnych dwa, dwa, gdzie znajduje się początek drugiego odcinka, skierowanego w prawo i w dół pod kątem czterdziestu pięciu stopni do osi poziomej. Drugi odcinek kończy się na osi poziomej w punkcie o współrzędnych cztery, zero. Dalej z prawej strony falę reprezentuje półprosta zaczynająca się w tym punkcie i pokrywająca się z osią poziomą. Fala zielona, poruszająca się w lewo, również przedstawiona jest za pomocą dwóch odcinków i półprostej. Pierwszy odcinek zaczyna się w punkcie o współrzędnych dwanaście, zero i skierowany jest w lewo i w dół pod kątem czterdziestu pięciu stopni do osi poziomej. Kończy się w punkcie o współrzędnych dziesięć, minus dwa, gdzie znajduje się początek drugiego odcinka, skierowanego w lewo i w górę pod kątem czterdziestu pięciu stopni do osi poziomej. Drugi odcinek kończy się na osi poziomej w punkcie o współrzędnych osiem, zero. Dalej z lewej strony falę reprezentuje półprosta zaczynająca się w tym punkcie i pokrywająca się z osią poziomą.
Źródło: Politechnika Warszawska Wydział Fizyki, licencja: CC BY 4.0.
R8OEEMhuqxYIg
Cztery rysunki przedstawiają różne kształty fali. Wybierz, który z kształtów fali w żadnej chwili nie może być superpozycją zielonej i czerwonej fali.
Cztery rysunki przedstawiają różne kształty fali. Wybierz, który z kształtów fali w żadnej chwili nie może być superpozycją zielonej i czerwonej fali.
Źródło: Politechnika Warszawska Wydział Fizyki, licencja: CC BY 4.0.
Zauważ, że oba impulsy nie mogą dodać się do impulsu z wyłącznie dodatnim wychyleniem oraz do impulsu niesymetrycznego. To eliminuje dwa spośród czterech przypadków.
2
Ćwiczenie 7
RIpqMMehS7fkf
Na rysunku znajduje się pozioma oś, na której odłożono odległość w metrach w zakresie od zera do dziesięciu metrów. Wzdłuż osi leży lina, która w dwóch miejscach odchyla się od linii prostej tworząc dwa łuki. Pierwszy łuk wychylony jest do góry, a jego maksimum znajduje się w punkcie o współrzędnej dwa metry. Nad łukiem narysowano poziomą strzałkę skierowana w prawo, która wskazuje kierunek rozchodzenia się fali. Drugi łuk wychylony jest w dół, a jego minimum znajduje się w punkcie o współrzędnej osiem metrów. Nad łukiem narysowano poziomą strzałkę skierowana w lewo, która wskazuje kierunek rozchodzenia się fali.
Źródło: Politechnika Warszawska Wydział Fizyki, licencja: CC BY 4.0.
RUOUb6kaIVBeH
Dwie fale wywołane jednoczesnymi szarpnięciami dwoma końcami delikatnie napiętej liny wspinaczkowej podążają naprzeciwko siebie z jednakowymi prędkościami v, równa się, cztery m / s. W chwili t, równa się, zero ich kształt wyglądał tak, jak na rysunku. Oblicz, po jakim czasie na linie nie zaobserwujemy żadnego wychylenia. Odpowiedź: Tu uzupełnij s
Dwie fale wywołane jednoczesnymi szarpnięciami dwoma końcami delikatnie napiętej liny wspinaczkowej podążają naprzeciwko siebie z jednakowymi prędkościami v, równa się, cztery m / s. W chwili t, równa się, zero ich kształt wyglądał tak, jak na rysunku. Oblicz, po jakim czasie na linie nie zaobserwujemy żadnego wychylenia. Odpowiedź: Tu uzupełnij s
Maksima impulsów w chwili początkowej dzieli odległość s = 6 m. Względna prędkość wynosi u = 8 m/s, więc nałożenie się (i całkowite wygaszenie) impulsów nastąpi po czasie t = s/u = 0,75 s.
2
Ćwiczenie 8
RA1CkPVtUpVgG
Na rysunku znajduje się dwuwymiarowy układ współrzędnych. Na osi poziomej odłożono odległość w centymetrach oznaczoną literą małe x w zakresie od minus dwudziestu pięciu centymetrów do plus dwudziestu pięciu centymetrów. Na osi pionowej odłożono odległość w centymetrach oznaczoną literą małe y w zakresie od minus dwudziestu pięciu centymetrów do plus dwudziestu pięciu centymetrów. Na osi poziomej zaznaczono dwa punkty, w których wytworzono impulsy falowe. Pierwszy punkt, oznaczony literą wielkie Q z indeksem dolnym jeden, leży na lewo od osi pionowej i jego odcięta jest równa minus sześć centymetrów. Rozchodzący się z punktu impuls falowy został przedstawiony jako okrąg, który przecina oś poziomą w punktach o odciętej minus dwadzieścia dwa centymetry oraz plus dziesięć centymetrów. Drugi punkt, oznaczony literą wielkie Q z indeksem dolnym dwa, leży na prawo od osi pionowej i jego odcięta jest równa plus sześć centymetrów. Rozchodzący się z tego punktu impuls falowy został przedstawiony jako okrąg, który przecina oś poziomą w punktach o odciętej minus dziesięć centymetrów oraz plus dwadzieścia dwa centymetry.
Źródło: Politechnika Warszawska Wydział Fizyki, licencja: CC BY 4.0.
Rxeez5JX727d7
W chwili t, równa się, zero zostały wytworzone na membranie dwa impulsy falowe. Impuls ujemny (odkształcenie membrany skierowane w dół) został wytworzony w punkcie Q indeks dolny, jeden, koniec indeksu dolnego, równa się, nawias, minus, sześć cm, średnik, zero zamknięcie nawiasu, a impuls dodatni (odkształcenie membrany do góry) w punkcie Q indeks dolny, dwa, koniec indeksu dolnego, równa się, nawias, minus, sześć cm, średnik, zero zamknięcie nawiasu. Oba te impulsy rozchodziły się z prędkością v, równa się, dwa przecinek pięć cm / s. Rysunek przedstawia rozchodzące się impulsy falowe po pewnym czasie od ich wytworzenia. Podaj współrzędne punktów, w których te dwa impulsy wzajemnie się wygaszały do zera w chwili t, równa się, dwa s. Odpowiedź: Punkt pierwszy (powyżej osi X): (Tu uzupełnij cm, Tu uzupełnij cm). Punkt drugi (poniżej osi X): (Tu uzupełnij cm, Tu uzupełnij cm).
W chwili t, równa się, zero zostały wytworzone na membranie dwa impulsy falowe. Impuls ujemny (odkształcenie membrany skierowane w dół) został wytworzony w punkcie Q indeks dolny, jeden, koniec indeksu dolnego, równa się, nawias, minus, sześć cm, średnik, zero zamknięcie nawiasu, a impuls dodatni (odkształcenie membrany do góry) w punkcie Q indeks dolny, dwa, koniec indeksu dolnego, równa się, nawias, minus, sześć cm, średnik, zero zamknięcie nawiasu. Oba te impulsy rozchodziły się z prędkością v, równa się, dwa przecinek pięć cm / s. Rysunek przedstawia rozchodzące się impulsy falowe po pewnym czasie od ich wytworzenia. Podaj współrzędne punktów, w których te dwa impulsy wzajemnie się wygaszały do zera w chwili t, równa się, dwa s. Odpowiedź: Punkt pierwszy (powyżej osi X): (Tu uzupełnij cm, Tu uzupełnij cm). Punkt drugi (poniżej osi X): (Tu uzupełnij cm, Tu uzupełnij cm).
Z rysunku widać, że promień obu frontów falowych przekracza 10 cm, co oznacza, że czas rozchodzenia się fal przekracza 4 s. Wobec tego na pewno położenia punktów wygaszeń impulsów mieszczą się między punktami (0,-15) cm oraz (0,15) cm i są rozłożone symetrycznie względem osi OX (dlaczego?).