Уравнение механической волны s60 sin 150t 30x скорость

Волна возбуждается источником, уравнение колебаний которого s = 0,1sin пt. Скорость распространения волны 100 м/с.

Ваш ответ

решение вопроса

Похожие вопросы

• Все категории
• экономические 43,297
• гуманитарные 33,622
• юридические 17,900
• школьный раздел 607,223
• разное 16,830

Популярное на сайте:

Как быстро выучить стихотворение наизусть? Запоминание стихов является стандартным заданием во многих школах.

Как научится читать по диагонали? Скорость чтения зависит от скорости восприятия каждого отдельного слова в тексте.

Как быстро и эффективно исправить почерк? Люди часто предполагают, что каллиграфия и почерк являются синонимами, но это не так.

Как научится говорить грамотно и правильно? Общение на хорошем, уверенном и естественном русском языке является достижимой целью.

ФИЗИКА 11.1 КЛАСС МОДУЛЬ 4 ЧАСТЬ ПЕРВАЯ Механические волны.

Леонид Бестужев 2 лет назад Просмотров:

1 ФИЗИКА 11.1 КЛАСС МОДУЛЬ 4 ЧАСТЬ ПЕРВАЯ Механические волны. 1. Механическая волна это 1) процесс распространения колебаний с течением времени 2) процесс распространения колебаний в упругой среде 3) колебание точек среды 4) смещение точек среды 2. Волна, в которой колебания частиц среды происходят перпендикулярно к направлению распространения волны, называют 1) звуковой волной 3) продольной волной 2) сейсмической волной 4) поперечной волной 3. Основное свойство волн 1) перенос вещества 3) перенос энергии 2) отражение 4) поглощение 4. Частота волны v может быть вычислена по формуле 1) 2) 3) 4) 5. На рисунке изображена волна, распространяющаяся в шнуре. Расстояние между точками ОВ соответствует 1) длине волны 2) половине длины волны 3) одной четвертой длины волны 4) двум длинам волн 6. Волна частотой 4 Гц распространяется по шнуру со скоростью 6 м/с. Длина волны 1) 24м 3) 6,7м 2) 12м 4) 1,5м 7. Уравнение механической волны S = 60sin (150t 30x). Скорость волны равна 1) 150м/с 3) 30 м/с 2) 60 м/с 4) 5 м/с 8. Громкость звука определяется 1) частотой колебаний 2) амплитудой колебаний 3) скоростью волны 4) свойствами среды, в которой распространяется волна 9. Обязательным условием возникновения механической волны является 1) наличие источника колебаний 2) наличие упругой среды 3) наличие приемника колебаний 4) наличие упругой среды и источника колебаний 10. Волна, в которой колебания частиц среды происходят в направлении распространения волны, называют 1) звуковой волной 3) продольной волной 2) сейсмической волной 4) поперечной волной 11. Механические волны переносят 1) вещество 3) вещество и энергию 2) энергию 4)частицы среды 12. Длина волны вычисляется по формуле 1) 2) 3) 4) 13. На рисунке изображена волна, распространяющаяся в шнуре. Длине волны соответствует расстояние между точками 1) ОА 3) ОС 2) ОВ 4) OD 14. Длина волны 10 м, скорость волны 5 м/с. Частота волны 1) 0,5Гц 3)5Гц 2) 2 Гц 4)50 Гц 15. Скорость звука наибольшая в 1) газах 3) твердых телах 2) жидкостях 4) вакууме 16. Высота звука определяется 1) частотой колебаний 2) амплитудой колебаний 3) скоростью волны

2 4) свойствами среды, в которой распространяется волна Часть Установите соответствие между видом волны и видом деформации, возникающей в среде при ее распространении. Вид волны Среда А) продольная 1) изгиб Б) поперечная 2) сжатие 3) сдвиг 18. Уравнение механической волны S= 60sin (150t-30х). Чему равны амплитуда, скорость и частота волны? Характеристика А) амплитуда 1) 5 Б) скорость 2) 60 В) частота 3) 23,88 4) 150 Числовое значение Часть Чему равна разность фаз двух точек волны, находящихся на расстоянии 20 см, если частота волны 450 Гц, а скорость 360 м/с? 20. На каком расстоянии находятся ближайшие точки, совершающие колебания в противофазе, если частота колебаний 750 Гц, а скорость звука 1450м/с? Электромагнитные волны. 1. Для существования электрического тока в проводнике необходимо наличие 1) свободных частиц 2) свободных заряженных частиц 3) электрического поля 4) свободных заряженных частиц и электрического поля 2. Вокруг проводника с током можно обнаружить 1) только электрическое поле 2) только магнитное поле 3) электрическое и магнитное поля 4) гравитационное поле 3. Индукционный ток в проводнике возникает 1) при изменении магнитного потока, пронизывающего замкнутый проводник 2) при наличии свободных заряженных частиц в проводнике 3) при наличии магнитного поля 4) при наличии заряженных частиц в проводнике 4. Источником электромагнитного поля служит 1) неподвижный заряд 2) движущийся заряд 3) ускоренно движущийся электрический заряд 4) постоянный магнит 5. Электромагнитное поле образуют 1) электрическое и магнитное поля, существующие в данной области пространства 2) постоянные магниты 3) переменные электрическое и магнитное поля, порождающие друг друга 4) неподвижные заряды 6. Электромагнитное поле можно обнаружить около 1) неподвижного заряда 2) неподвижного магнита 3) движущегося с постоянной скоростью заряда 4) ускоренно движущегося электрического заряда

3 7. Переменное электрическое поле является вихревым, так как силовые линии 1) у этого поля отсутствуют 2) начинаются на положительных зарядах 3) начинаются на отрицательных зарядах 4) замкнуты виде 8. Электромагнитное поле распространяется в пространстве в 1) продольной электромагнитной волны 2) поперечной электромагнитной волны 3) потока заряженных частиц 4) механических волн 9. В электромагнитной волне совершают колебания 1) частицы среды 2) вектор напряженности электрического поля 3) векторы напряженности и магнитной индукции 4) вектор магнитной индукции 10. Длина электромагнитной волны находится по формуле 3) постоянна и равна м/с 4) постоянна и равна 300 км/с 13. Колебания векторов напряженности электрического поля и магнитной индукции происходят в плоскостях, которые 1) параллельны направлению распространения волны 2) перпендикулярны к направлению распространения волны 3) не связаны с направлением распространения волны 4) постоянно меняют свою ориентацию по отношению к направлению распространения волны 1) 14. Длина электромагнитной волны находится по формуле 2) 3) 4) 15. К электромагнитным волнам относится 1) звуковая волна 3) взрывная волна 2) радиоволна 4) ультразвуковая волна 16. На рисунке приведена шкала электромагнитных волн. Определите, к какому виду излучения относятся области 1, 2 и 3. 1) 2) 3) 4) 11. Какие из волн не являются электромагнитными? 1) радиоволны 3) световые волны 2) звуковые волны 4) рентгеновские лучи 12. В вакууме электромагнитное поле распространяется в виде электромагнитной волны, скорость которой 1) уменьшается с течением времени 2) увеличивается со временем 1) 1 — рентгеновское излучение; 2 — гамма-излучение; 3 — радиоизлучение 2)1 — радиоизлучение; 2 — гамма-излучение; 3- рентгеновское излучение

4 3) 1 — гамма-излучение; 2 — рентгеновское излучение; 3 — радиоизлучение 4) 1 — радиоизлучение; 2 — рентгеновское излучение; 3- гаммаизлучение 17. На рисунке дан график колебаний электрического тока. Период колебаний соответствует расстоянию между точками которой суда передают сигнал бедствия SOS, равна 600 м. Частота передаваемого сигнала равна 1) 2 МГц 2) 200 кгц 3) 5 МГц 4) 500 кгц Часть Установите соответствие между научным открытием или гипотезой и фамилией ученого. 1) АБ 2) АВ 3) АГ 4) АД 18. На рисунке приведена шкала электромагнитных волн. Определите, к какому виду излучения относятся электромагнитные волны с частотой ГГц. Научное открытие Фамилия ученого А) электромагнитная индукция 1) Попов Б) электромагнитная волна 2) Фарадей 3) Герц 4) Максвелл 21. Установите соответствие между фамилиями ученых и их вкладом в развитие науки. Фамилия ученого Вклад в науку А) Фарадей 1) обнаружил на опыте электромагнитную волну Б) Максвелл 2) ввел представление об электрическом и магнитном поле В) Герц 3) создал теорию электромагнитного поля 22. На какой частоте работает радиостанция, передающая информацию на волне длиной 250 м? Скорость радиоволны км/с. (Ответ запишите в МГц.) Ответ: 1) только к радиоизлучению 2) только к рентгеновскому излучению 3) к радиоизлучению и инфракрасному излучению 4) к ультрафиолетовому и рентгеновскому излучению 19. По международному соглашению длина волны, на 23. Какая длина волны соответствует сигналу SOS, если его частота 5ˑ105 Гц? Скорость радиоволны км/с. (Ответ запишите в м) Ответ: 24. На рисунке изображена шкала электромагнитных волн.

5 Используя шкалу, выберите из предложенного перечня два верных утверждения. Укажите их номера. 1) Электромагнитные волны частотой ГГц принадлежат только радиоизлучению. 2) Электромагнитные волны частотой ГГц принадлежат инфракрасному излучению. 3) Ультрафиолетовые лучи имеют большую длину волны по сравнению с инфракрасными лучами. 4) Электромагнитные волны длиной волны 1 м принадлежат радиоизлучению. 5) В вакууме рентгеновские лучи имеют большую скорость распространения по сравнению с видимым светом.

Механические волны

теория по физике 🧲 колебания и волны

Отдельные частицы любого тела — твердого, жидкого или газообразного — взаимодействуют друг с другом. Поэтому если какая-то частица начинает колебаться, то благодаря взаимодействию между частицами это движение с некоторой скоростью начинает распространяться во все стороны.

Волна — колебания, распространяющиеся в пространстве с течение времени.

В воздухе, твердых телах и внутри жидкостей механические волны возникают благодаря силам упругости. Эти силы осуществляют связь между отдельными частями тела. В образовании волн на поверхности воды играют роль сила тяжести и сила поверхностного натяжения. Такие волны позволяют наиболее наглядно рассмотреть главные особенности волнового движения.

Волна на поверхности воды представляет собой бегущие вперед валы округлой формы. Расстояние между валами, которые также называют гребнями, примерно одинаковы. Волны распространяются в среде с определенной скоростью. Так, если чайка летит вперед, а по ней в любой момент времени оказывается один и тот же гребень, то скорость распространения волны можно принять равной скорости полета чайки. Волны на воде наблюдать удобно потому, что скорость их распространения невелика.

Если бросить в воду легкий предмет, он не будет увлекаться волной, а начнет совершать колебания вверх и вниз, оставаясь примерно на одном месте, как поплавок. Это говорит о том, что частицы воды остаются на месте в то время, как волна распространяется на большие расстояния.

Если же резко толкнуть горизонтальную пружину, можно будет наблюдать, как в одних местах она разрежается, в других — уплотняется. Это тоже волна. Видно, что энергия, полученная от толчка руки, переносится через пружину, хотя ее частицы остаются на месте.

Примеры с поплавком на воде и горизонтальной пружиной позволяют сделать вывод, что волна переносит энергию, но не переносит вещество среды.

Виды механических волн

По характеру колебаний частиц среды относительно положения равновесия различают два вида волн:

Определения

1. Поперечная волна— волна, при которой частицы среды колеблются перпендикулярно направлению распространения этой волны.
2. Продольная волна— волна, при которой частицы среды колеблются параллельно направлению распространения этой волны.

Волны, распространяющиеся вдоль резинового шнура, являются поперечными (см. рисунок ниже). Чтобы появилась волна, нужно взять конец шнура, прикрепленного к вертикальной опоре, и дернуть его. При этом волна побежит к вертикальной опоре, а сам шнур будет менять свою форму. Каждая частица шнура станет совершать колебания относительно своего неизмененного положения равновесия сверху вниз (перпендикулярно направлению распространения волны).

Рассмотрим поперечные волны подробнее. Каждый участок шнура обладает массой и упругостью. При деформации шнура в любом его сечении появляются силы упругости. Эти силы стремятся возвратить шнур в исходное положение. Благодаря инертности участок колеблющегося шнура не останавливается в положении равновесия, а проходит его, продолжая двигаться до тех пор, пока силы упругости не остановят этот участок в момент максимального отклонения от положения равновесия.

На рисунках а, б, в, г, д и е изображен процесс распространения поперечной волны. На них показаны положения частиц среды в последовательные моменты времени.

Теперь рассмотрим распространение в среде продольной волны. Такую волну можно наблюдать, собрав установку из цепочки массивных шариков, связанных пружинками. Шары подвешены так, чтобы они могли колебаться только вдоль цепочки (см. рисунок ниже).

Если первый шар привести в колебательное движение, то вдоль цепочки побежит продольная волна, состоящая из чередующихся уплотнений и разрежений шаров. Уплотнения и разрежения (см. рисунок ниже) появляются вследствие горизонтальных колебаний шаров у положения равновесия. Волна также распространяется горизонтально.

Физические характеристики волны

Обратимся к рисункам д, е еще раз. Видно, что когда частица 1 находится в положении равновесия и движется вверх, частица 13 тоже находится в положении равновесия и движется вверх. Спустя четверть период частица 1 будет максимально отклонена от положения равновесия, ровно, как и частица 13. Так как частицы 1 и 13 движутся одинаково, говорят, что колебания этих частиц происходят в одинаковых фазах. Расстояние между этими частицами называют длиной волны.

Внимание! В действительности частица 13 отстает по фазе от частицы 1 на 2π. Но поскольку такая разница фаз не приводит к различию в состояниях колеблющихся частиц, можно считать, что частицы колеблются в одинаковых фазах.

Длина волны — расстояние между двумя ближайшими точками волны, колеблющимися в одинаковых фазах.

Длина волны обозначается как λ (лямбда). Единица измерения длины волны — метр (м).

Согласно рисунку е, в одинаковых фазах колеблются частицы 1 и 13, 2 и 14, 3 и 15, 4 и 16. Поэтому расстояния между этими частицами равно длине волны. Но частицы 1 и 7, находящиеся на расстоянии λ 2 . . , колеблются в противоположных фазах. Посмотрите на рисунок д: когда 1 частица находится в положении равновесия и движется вверх, частица 7 находится в положении равновесия и движется низ. На рисунке е обе частицы максимально отклонены от положения равновесия, но в противоположных направлениях.

Волна распространяется на расстояние λ за время, равное периоду колебаний частиц вещества. Зная расстояние, на которое распространилась волна, и время, в течение которого это распространение происходило, можно найти скорость волны:

Но мы знаем, что период равен величине, обратной частоте колебаний:

Тогда скорость распространения волны равна:

Скорость волны равна произведению длины волны на частоту колебаний.

При распространении волны мы имеем дело с периодичностью двоякого рода:

1. Во-первых, каждая частица среды совершает периодические колебания во времени. В случае гармонических колебаний (эти колебания происходят по синусоидальному или косинусоидальному закону) частота постоянна и амплитуда одинакова во всех точках. Колебания отличаются только фазами.
2. Во-вторых, в данный момент времени форма волны повторяется в пространстве через отрезки длиной λ вдоль линии распространения волны. На рисунке ниже показан профиль волны в определенный момент времени (сплошная линия). С течением времени вся эта картина перемещается со скоростью v направо. Спустя промежуток времени ∆t волна будет иметь

Вид — группа особей, сходных по морфолого-анатомическим, физиолого-экологическим, биохимическим и генетическим признакам, занимающих естественный ареал, способных свободно скрещиваться между собой и давать плодовитое потомство.

Пример №1. Определите скорость распространение волны на поверхности воды, если расстояние между ее гребнями равно 1 метру. Учитывайте, что мимо наблюдателя за 5 секунд прошло 10 волн.

Обычно под волной на воде люди понимают гребни — частицы воды, максимально отклоненные от положения равновесия. Расстояние между гребнями равно длине волны. Чтобы найти скорость распространения волны, нужно знать частоту колебания молекул воды. Ее можно вычислить по следующей формуле:

где n — количество «волн», прошедших мимо наблюдателя.

Тогда скорость волны равна:

v = λ ν = λ n t . . = 1 · 10 5 . . = 2 ( м с . . )

Уравнение бегущей волны

Бегущая волна — волна, распространяющаяся в пространстве.

Колебания гармонической волны в любой точке происходят по гармоническому закону с одной и той же амплитудой. Найдем уравнение, описывающее колебательный процесс в любой точке пространства при распространении гармонической волны.

Будем рассматривать волну, бегущую по длинному тонкому резиновому шнуру. Ось Ox направим вдоль шнура, а начало отсчета свяжем с левым концом шнура. Смещение любой колеблющейся точки шнура от положения равновесия обозначим буквой s. Для описания волнового процесса необходимо знать значение s в любой точке шнура в любой момент времени. Следовательно, нужно знать вид функции:

Заставим конец шнура (точка х = 0) совершать гармонические колебания с частотой ω. Если начальную фазу колебаний считать равной 0, то колебания этой точки будут происходить по закону:

s = s m a x s i n ω t

s m a x — амплитуда колебаний (рис. а).

Колебания распространяются вдоль шнура (оси Ox) со скоростью v и в произвольную точку шнура с координатой х придут спустя время, которое можно определить следующим выражением:

Эта точка также начнет совершать гармонические колебания с частотой ω, но с запаздыванием на время τ (рис. б). Если пренебречь затуханием волны по мере ее распространения, то колебания в точке х будут происходить с той же амплитудой s_max, но с другой фазой:

Уравнение бегущей волны

s = s m a x s i n [ ω ( t − τ ) ] = s m a x s i n [ ω ( t − x v . . ) ]

Это уравнение называется уравнением бегущей волны, распространяющейся в положительном направлении оси Ox.

Пример №2. Уравнение бегущей волны имеет вид s ( x , t ) = 0 , 1 sin . ( 2 π t − x π 2 . . ) . Найдите частоту волны, скорость её распространения и длину.

Запишем уравнение бегущей волны:

s = s m a x s i n [ ω ( t − τ ) ] = s m a x s i n [ ω ( t − x v . . ) ]

Сопоставляя эти два уравнения можно определить, что циклическая частота и скорость распространения соответственно равны:

ω = 2 π ( р а д с . . )

Циклическую частоту также можно рассчитать по формуле:

Тогда частота волны равна:

ν = ω 2 π . . = 2 π 2 π . . = 1 ( Г ц )

Тогда длина волны равна:

λ = v ν . . = 4 1 . . = 4 ( м )

На рисунке показан профиль бегущей волны в некоторый момент времени. Разность фаз колебаний точек 1 и 5 равна

Алгоритм решения

1. Определить характер движения указанных точек.
2. По характеру движения точек определить их разность фаз.

Решение

Точки 1 и 5 соответствуют максимальной амплитуде колебаний. В этот момент они меняют направление движения (до этого двигались вверх, теперь меняют направление в противоположную сторону). Поскольку точки 1 и 5 движутся одинаково, можно считать, что они колеблются в одинаковых фазах. Это возможно, если разность фаз кратна 2π.

pазбирался: Алиса Никитина | обсудить разбор | оценить

Какова скорость звуковых волн в среде, если при частоте 400 Гц длина волны λ = 4 м?