Формула поширення хвилі та спосіб її обчислення

Формула поширення швидких хвиль має значення v = λ xf або v = λ / T.

Ви коли-небудь впускали щось у негазовану воду? Заблукати мотузку? Чи знаєте ви, що створили хвилі?

Хвилі - це вібрації, що поширюються. Коли ви даєте воді або канату початкові вібрації, тоді вібрації поширюються. Ці поширення називаються хвилями.

Визначення хвиль : вібрації, які поширюються через середовище або вакуум для доставки енергії.

Типи хвиль

Виходячи з напрямку поширення вібрацій, хвилі класифікуються на дві, а саме на поперечні та поздовжні хвилі.

Поперечна хвиля

формула поперечної хвилі

Ця поперечна хвиля має напрямок вібрації, перпендикулярний напрямку поширення. Прикладом цієї поперечної хвилі є випадки, коли ви зустрічаєте водні хвилі в океані або канатні хвилі. Напрямок вібрації перпендикулярний напрямку вібрації, тому форма цієї хвилі схожа на гору та послідовну долину.

Хвильовий пік {гора} : є найвищою точкою хвилі

Дно хвилі {долина} : є нижньою або найнижчою точкою хвилі

Хвильовий пагорб : є частиною хвилі, яка нагадує гору з найвищою точкою або піком хвилі

Довжина хвилі : це відстань між двома гребенями або може бути двома жолобами

Амплітуда {A} : це відхилення, найдальше від лінії балансу

Період {T} : Час, необхідний для подорожі двома вершинами або двома долинами поспіль, або легше сказати, що час, необхідний для формування хвилі

Поздовжні хвилі

формула поздовжньої хвилі

Поздовжні хвилі - це хвилі, коливання яких мають той самий напрямок, що і напрямок поширення, і в цій поздовжній хвилі рух хвильового середовища знаходиться в тому ж напрямку, що і поширення хвилі.

Звукові хвилі є прикладом поздовжніх хвиль.

У звукових хвилях проміжним середовищем є повітря, середовище буде по черзі стикатися, а також розтягуватися внаслідок зміщення вібрацій або рухомих місць, і ось деякі терміни поздовжніх хвиль

Щільність : це область уздовж хвилі, яка має вищу молекулярну щільність або тиск

Розтяг : це ділянка вздовж хвилі, яка має меншу молекулярну щільність

1 довжина хвилі : це відстань між двома щільностями або між двома сусідніми ділянками

Швидкі повзучі хвилі

Швидкість поширення хвилі - це відстань, пройдена хвилею за одну одиницю часу. Поняття швидкості хвилі таке ж, як швидкість взагалі. Швидкість поширення хвилі - це векторна величина з постійною або постійною швидкістю.

Читайте також: Театральне мистецтво: визначення, історія, характеристики, типи та приклади

Формула поширення звукової хвилі

v = s / t

Інформація:

  • v = швидкість (м / с)
  • s = відстань (м)
  • t = час (и)

Для матеріалу швидкості при поширенні хвилі значення змінної (ів) відстані замінюється довжиною хвилі (λ) у метрах (одиниці СІ), а значення змінної часу (t) замінюється частотою (f) або періодом (T).

Значення 1 довжини хвилі λ (m) еквівалентно величині відстані s (m), яку пройшов об'єкт. Значення 1 частоти (Гц) дорівнює 1 / t (секунда), а значення 1 періоду (секунда) дорівнює t секунді, тому, використовуючи змінні λ, f або T, швидкість поширення світла така:

v = λ xf або v = λ / f

Інформація:

  • v = швидкість (м / с)
  • λ = довжина хвилі (м)
  • f = частота (Гц)

Приклад задачі поширення швидких хвиль

Приклад завдання 1 Швидке поширення хвилі

Знайдіть частоту та період звукової хвилі, якщо довжина хвилі 20 метрів, а швидкість звуку 400 м / с?

Обговорення / відповідь:

Відповідь:

Відомий :

v = 400 м / с

λ = 20 м

Запитали: частота та період…?

Відповідь:

Частота:

v = λ xf

f = v / λ

f = 400 м / с / 20 м = 20 Гц

Період:

v = λ / T

T = λ / v

T = 20 м / 400 м / с = 1/20 секунди

Приклад завдання 2

Корабель вимірює глибину моря за допомогою звукового пристрою. Якщо звук подається на морське дно, відбитий звук буде сприйнятий через 15 секунд. Потім визначте глибину моря, якщо швидкість поширення звуку становить 2000 м / с?

Обговорення / відповідь:

Відповідь:

Відомий :

t = 15 с

v = 2000 м / с

Запитали: s ...?

Відповідь:

s = vt / 2 (хвиля повернеться назад і повернеться на корабель, тому її потрібно розділити на 2)

s = 2000 м / с x 15 с / 2 = 15 000 м

Приклад завдання 3

Хвилі мандрують по мотузці. Протягом 0,5 секунди було 3 пагорби та 3 корита. Якщо відстань між двома гребенями хвиль становить 40 см, швидкість поширення хвилі становить….

А. 2,4 м / с

B. 1,2 м / с

C. 0,8 м / с

D.0.2 м / с

Відповідь: А.

Обговорення / відповідь:

Відомий:

t = 5 с

n = 3 хвилі (оскільки є 3 пагорби і 3 корита)

λ = 40 см = 0,4 м

Запитали: v =….?

Відповідь:

f = n / t

f = 3 / 0,5 = 6 Гц

v = λ. f

v = 0,4. 6 = 2,4 м / с

Приклад завдання 4

Хвилі подорожують по воді. За 10 секунд відбувається 5 хвиль. Якщо відстань між двома гребенями хвиль становить 4 метри, швидкість поширення хвилі становить….

А. 2 м / с

B. 2,5 м / с

C. 20 м / с

Г. 40 м / с

Відповідь: А.

Обговорення:

Відомий:

t = 10 с

n = 5

λ = 4 м

Запитали: v =….?

Відповідь:

f = n / t

f = 5/10 = 0,5 Гц

v = λ . f

v = 4 м. 0,5 Гц = 2 м / с

Приклад завдання 5

Дослідник спостерігає та фіксує дані про рух хвиль на рівні моря. Отримані дані: протягом 10 секунд було 4 хвилі, а відстань між гребінем першої хвилі та гребінем другої хвилі становила 10 м. Швидкість поширення хвилі ...

А. 2 м / с

B. 2,5 м / с

C. 4 м / с

Д. 10 м / с

Відповідь: C

Обговорення / відповідь:

Відомий:

t = 10 с

n = 4

λ = 10 м

Запитали: v =….?

Відповідь:

f = n / t

f = 4/10 = 0,4 Гц

Читайте також: Легенда: визначення, характеристики та структура та приклади

v = λ. f

v = 10 м. 0,4 Гц = 4 м / с

Приклад завдання 6

Відома хвиля з довжиною хвилі 0,75 м. поширюються зі швидкістю 150 м / с. Яка частота?

А. 225 Гц

B. 50 Гц

С. 200 Гц

D. 20 Гц

Відповідь: C

Обговорення / відповідь:

Відомий:

λ = 0,75 м

v = 150 м / с

Запитали: f =….?

Відповідь:

v = λ . f

f = v / λ

f = 150 / 0,75 = 200 Гц

Приклад завдання 7

Приклад задачі поширення швидких хвиль

На хвилі вище зображена хвиля, яка рухається вправо вздовж пружного середовища. З якою швидкістю поширюються хвилі в середовищі, якщо частота хвилі 0,4 Гц?

А. 0,2 м / с

B. 0,3 м / с

C. 0,4 м / с

Г. 0,5 м / с

Відповідь: А.

Обговорення / відповідь:

Відомий:

λ = 0,5 м

f = 0,4 Гц

Запитали: v =…?

v = λ . f

v = 0,5. 0,4 = 0,2 м / с

Приклад завдання 8

Один кінець мотузки пов’язаний, а другий кінець вібрує, як показано на наступному малюнку.

Приклади хвильових проблем

Якщо хвильовий період становить 0,2 секунди, то швидкість хвилі мотузки ....

А. 40 м / с

Б. 80 м / с

C. 1,6 м / с

Д. 8,0 м / с

Відповідь: А.

Обговорення / відповідь:

Відомий:

Т = 0,2 с

λ = 8 м

Запитали: v =…?

Відповідь:

v = λ / T

v = 8 / 0,2 = 40 м / с

Приклад Завдання 9 Формула поширення хвилі

Мотузка вібрувала, утворюючи два пагорби та долину довжиною 12 см. Якщо частота хвилі становить 4 Гц, величина поширення хвилі становить….

А. 32 см / с

Б. 48 см / с

C. 0,5 см / с

Д. 2 см / с

Відповідь: А.

Обговорення / відповідь:

Відомий:

Було 2 пагорби і 1 долина, що означало, що утворилося 1,5 хвилі.

λ = 12 см / 1,5 = 8 см

f = 4 Гц

Запитали: v =….?

Відповідь:

v = λ. f

v = 8 см. 4 Гц

v = 32 см / с

Приклад завдання 10

Подивіться на наступну картину поширення хвилі!

Приклади хвильових проблем

Швидкість хвилі вище ....

А. 0,8 м / с

B. 4,0 м / с

C. 18,0 м / с

Г. 36,0 м / с

Відповідь: Б

Обговорення / відповідь:

Відомий:

n = 1,5

t = 3 с

λ = 8 м

Запитали: v =….?

Відповідь:

f = n / t

f = 1,5 / 3 = 0,5 Гц

v = λ. f

v = 8 м. 0,5 Гц

v = 4,0 м / с

Приклад завдання 11

Студент спостерігає і фіксує рух хвиль на поверхні води. Протягом 20 секунд відбулося 5 хвиль. Якщо відстань між 2 гребенями хвиль становить 5 м, обчисліть швидкість поширення хвилі!

Обговорення / відповідь:

Відомий:

t = 20 с

n = 5

λ = 5 м

Запитали: v =….?

f = n / t

f = 5/20 = 0,25 Гц

Розрахований за формулою поширення хвилі, результат:

v = λ . f

v = 5 м. 0,25 Гц = 1,25 м / с

Приклад завдання 12

Хвилі рухаються по поверхні води. За 10 секунд відбувається 4 пагорби та 4 западини. Якщо відстань між двома найближчими гребенями хвиль становить 2 м, обчисліть швидкість поширення хвилі!

Обговорення / відповідь:

Відомий:

t = 10 с

n = 4

λ = 2 м

Запитали: v =….?

Відповідь:

f = n / t

f = 4/10 = 0,4 Гц

За допомогою формули поширення швидких хвиль отримують наступні результати:

v = λ. f

v = 2 м. 0,4 Гц

v = 0,8 м / с

5 зірок / 5 зірок ( 1 голос)