11. Ruch drgaj膮cy i fale mechaniczne
- zadania z arkusza I
11.1
11.2
11.3
11.4
11.5
11.6
11.7
11.8
11.9
11.10
11.11
11.12
11.13
11.14
11.15
11.16
11.17
11.18
11.19
11.20
11.21
11.22
11.23
11.24
11.25
Marysia pisa艂a klas贸wk臋 sprawdzaj膮c膮 umiej臋tno艣ci z ruchu drgaj膮cego. Narysowa艂a wykres, ale zapomnia艂a oznaczy膰 jego osie
Przedstawiony na rysunku wykres ma sens fizyczny dla pary wsp贸艂rz臋dnych:
|
X |
Y |
A. |
czas |
ca艂kowita energia ruchu drgaj膮cego |
B. |
wychylenie |
przyspieszenie |
C. |
masa |
wsp贸艂czynnik spr臋偶ysto艣ci |
D. |
wychylenie |
energia spr臋偶ysto艣ci ruchu drgaj膮cego |
11.26
11.27
11.28
11.29
11.30
11.31
11.32
Ruch drgaj膮cy i fale mechaniczne
- zadania z arkusza II
11.33
11.34
11.35
11.36
11.37
11.38
11.39
Ruch drgaj膮cy i fale mechaniczne
- inne zadania
11.40
Punkt materialny wykonuje drgania harmoniczne o amplitudzie 10cm. W fazie drga艅 r贸wnej 0,7 rad szybko艣膰 punktu wynosi 0,3m/s. Oblicz okres drga艅 punktu.
11.41
Punkt materialny ma w pewnym momencie szybko艣膰 0,3m/s. Cz臋stotliwo艣膰 jego drga艅 wynosi 0,5Hz,a najwi臋ksze wychylenie 0,2m. Oblicz warto艣膰 przyspieszenia tego punktu.
11.42
Po jakim czasie drgaj膮cy punkt b臋dzie mia艂 wychylenie r贸wne po艂owie amplitudy? Rozwa偶 dwa przypadki:
a) czas liczony jest od momentu przej艣cia punktu przez po艂o偶enie r贸wnowagi
b) czas liczony jest od momentu, gdy x=A
11.43
Niewielkie cia艂o o masie 10g drga harmonicznie z okresem 10-2s. Najwi臋ksze wychylenie w tym ruchu wynosi 10cm. Oblicz:
a) najwi臋ksz膮 warto艣膰 si艂y dzia艂aj膮cej na to cia艂o,
b) wielko艣膰 energii kinetycznej cia艂a,
wielko艣膰 energii potencjalnej cia艂a.
c) wielko艣膰 energii potencjalnej cia艂a.
11.44
Wykonaj wykresy wskazuj膮ce, jak zmieniaj膮 si臋 w czasie drga艅 harmonicznych energie cia艂a: kinetyczna, potencjalna i ca艂kowita. Ruch rozpoczyna si臋 w momencie, gdy cia艂o znajduje si臋 w po艂o偶eniu r贸wnowagi.
11.45
Oblicz wychylenie punktu materialnego, przy kt贸rym jego energia potencjalna jest r贸wna energii kinetycznej.
11.46
Na dw贸ch spr臋偶ynkach o wsp贸艂czynnikach spr臋偶ysto艣ci k1 i k2 wisi ci臋偶arek o masie m. Ci臋偶arek wytracono z po艂o偶enia r贸wnowagi tak, 偶e drga on w kierunku pionowym. Wyznacz okres drga艅 ci臋偶arka w wypadkach, gdy spr臋偶ynki s膮 po艂膮czone:
a) szeregowo b) r贸wnolegle
11.47
Oblicz d艂ugo艣膰 sekundowego wahad艂a matematycznego.
11.48
Przed startem rakiety ze statkiem kosmicznym kosmonauta zawiesi艂 w swojej kabinie wahad艂o sekundowe. Podczas pionowego startu rakiety kosmonauta zauwa偶y艂, 偶e wahad艂o wykonuje 2 wahni臋cia w ci膮gu 1s. Jakiemu przeci膮偶eniu podlega艂 kosmonauta?
11.49
Wahad艂o matematyczne o d艂ugo艣ci l zawieszono na Marsie. Przyspieszenie grawitacyjne na Marsie stanowi 40% przyspieszenia grawitacyjnego na Ziemi. Jaki b臋dzie okres drga艅 wahad艂a na Marsie?
11.50
Oblicz okres drga艅 wahad艂a sekundowego na powierzchni Ksi臋偶yca. Masa Ksi臋偶yca jest r贸wna 1/81 masy Ziemi, a jego promie艅 stanowi 27% promienia Ziemi.
11.51
W kabinie, kt贸ra porusza si臋 z przyspieszeniem a, zaczepiono wahad艂o. Wyznacz okres waha艅 tego wahad艂a w przypadku, gdy:
a) kabina wznosi si臋 pionowo z przyspieszeniem a
b) kabina pionowo opada z przyspieszeniem a<g
c) kabina pionowo opada z przyspieszeniem a>g
11.52
Jak zachowa si臋 wahad艂o zaczepione w kabinie statku kosmicznego kr膮偶膮cego wok贸艂 Ziemi?
11.53
Ch艂opiec stoj膮c w pewnej odleg艂o艣ci od 艣ciany lasu, krzykn膮艂 g艂o艣no. Po up艂ywie 2 sekund echo powt贸rzy艂o krzyk ch艂opca. W jakiej odleg艂o艣ci od ch艂opca znajdowa艂 si臋 brzeg lasu ? Pr臋dko艣膰 d藕wi臋ku - 330 m/s.
11.54
Uderzono w jeden z ko艅c贸w otwartej rury 偶elaznej. Na drugim ko艅cu rury odebrano dwa sygna艂y akustyczne w odst臋pie czasu r贸wnym 1s. Oblicz d艂ugo艣膰 rury. Szybko艣膰 d藕wi臋ku w powietrzu w powietrzu wynosi艂a 340m/s, a w rurze 5300m/s.
11.55
D藕wi臋k o cz臋stotliwo艣ci 600Hz przechodzi w czasie 0,744s z punktu le偶膮cego 200m pod powierzchni膮 wody do punktu b臋d膮cego w powietrzu 200m nad powierzchni膮 wody. Oba punkty le偶膮 na linii pionowej. Szybko艣膰 rozchodzenia si臋 d藕wi臋ku w powietrzu wynosi 330m/s. Oblicz d艂ugo艣膰 fali d藕wi臋kowej w powietrzu i w wodzie.
11.56
Fala akustyczna rozchodzi si臋 w stali z pr臋dko艣ci膮 5km/s. Najbli偶sze punkty w stali, kt贸re maj膮 r贸偶nic臋 faz 900, odleg艂e s膮 od siebie o 1m. Oblicz cz臋stotliwo艣膰 d藕wi臋ku.
11.57
Struna o d艂ugo艣ci l napi臋ta si艂膮 F zosta艂a pobudzona do drga艅. Znana jest masa struny. Z jak膮 cz臋stotliwo艣ci膮 drga struna? Szybko艣膰 fali w strunie v=(F*l/m)1/2
11.58
Piszcza艂ka jednostronnie otwarta ma od wewn膮trz d艂ugo艣膰 19,3cm. Oblicz podstawow膮 cz臋stotliwo艣膰 rezonansow膮 d藕wi臋ku. Szybko艣膰 d藕wi臋ku wynosi 340m/s.
11.59
Samoch贸d jad膮cy z szybko艣ci膮 72km/h zbli偶a si臋 do stoj膮cego cz艂owieka. Kierowca daje klaksonem sygna艂 o cz臋stotliwo艣ci 500Hz. Po wymini臋ciu cz艂owieka r贸wnie偶 daje ten sam sygna艂. Jaka jest cz臋stotliwo艣膰 d藕wi臋ku sygna艂u s艂yszanego przez stoj膮cego cz艂owieka? Szybko艣膰 d藕wi臋ku w powietrzu wynosi 340m/s.
11.60
Gwizdek o cz臋stotliwo艣ci drga艅 600Hz porusza si臋 po okr臋gu o promieniu 1m z szybko艣ci膮 k膮tow膮 15rad/s. Ile wynosi najwy偶sza i najni偶sza cz臋stotliwo艣膰 d藕wi臋ku odbieranego przez nieruchomego obserwatora znajduj膮cego si臋 w du偶ej odleg艂o艣ci (w por贸wnaniu z promieniem okr臋gu) od 艣rodka okr臋gu?
11.61
Maszynista poci膮gu ekspresowego, jad膮cego z szybko艣ci膮 180km/h, zbli偶aj膮c si臋 do przejazdu kolejowego, w艂膮czy艂 syren臋, wysy艂aj膮c d藕wi臋k o cz臋stotliwo艣ci 18000Hz. Czy syrena spe艂ni ostrzegawcz膮 rol臋?
11.62
殴r贸d艂o d藕wi臋ku o mocy 10-6W wysy艂a fale r贸wnomiernie we wszystkich kierunkach. Jak wielk膮 energi臋 fal wys艂a艂o to 藕r贸d艂o w czasie 1 godziny? Jak wielka energia dotar艂a w ci膮gu 1 godziny do okna mieszkania odleg艂ego o 50m? Powierzchnia okna wynosi 1m2 (pomijamy straty energii).
11.63
殴r贸d艂o o mocy akustycznej 31,4*10-7 W wysy艂a d藕wi臋ki o cz臋stotliwo艣ci 1000Hz. W jakiej odleg艂o艣ci od 藕r贸d艂a cz艂owiek przestaje s艂ysze膰 te d藕wi臋ki?
11.64
W odleg艂o艣ci 4m od 藕r贸d艂a d藕wi臋ku nat臋偶enie d藕wi臋ku wynosi 3*10-4W/m2. Oblicz poziom nat臋偶enia w tym miejscu i por贸wnaj go z poziomem nat臋偶enia w odleg艂o艣ci 12m od 藕r贸d艂a. Por贸wnaj te偶 nat臋偶enia d藕wi臋ku w tych miejscach.
11. Ruch drgaj膮cy i fale mechaniczne - 3 -