122539

tego od okrętu B i odbieranego na A? c. Przypuśćmy, że na okręcie A odebrano sygnał powracający o częstotliwości 1100Hz. Co na podstawie tego pomiaru można obliczyć?

Literatura

D.Halliday,R.Resnick,J.Walker: Podstawy fizyki, t.2

(podręcznik polecany - z niego są zaczerpnięte niektóre tematy zadań)

Pytania i zagadnienia, które mogą pojawić się na egzaminie pisemnym

1.    a. Wymień rodzaje fal występujących w przyrodzie. Podaj definicję fali mechanicznej, czoła fali, powierzchni falowej. Omów fale poprzeczne i podłużne (przykłady). (3p) b. Napisz funkcję falową y(x, t) harmonicznej fali biegnącej równanie falowe, które ona spełnia. Jaki jest sens fizyczny i//7 Od czego zależy prędkość fali mechanicznej? Narysuj wykres iĄx, t) dla ustalonej chwili t = t₀. (4p) c. Dla fali biegnąca wzdłuż liny opisanej wzorem:

y(x, t) = (0,30cm) sin[(3,14rad/m)jr - (6,28rad/s)t|, 1. oblicz długość i prędkość fali. 2. dla elementu Xo wyznacz jego poprzeczną prędkość u oraz poprzeczne przyspieszenie a. (3p)

2.    a. Podaj definicję fali mechanicznej. Napisz funkcję falową if{x, t) harmonicznej fali biegnącej. Narysuj wykres i/^x, t) dla ustalonej chwili t = t₀. Jaki jest sens fizyczny yr oraz dy/dt ? (3p) b. Wyprowadź równanie falowe fali rozchodzącej się w linie, z którego dostaniemy wyrażenie na wartość prędkości fali mechanicznej? Od czego zależy prędkość fali mechanicznej? W jakich ośrodkach mogą się rozchodzić fale podłużne i poprzeczne? (4p) c. Omów ruch cząsteczek w przypadku fal na wodzie. Wyjaśnij, skąd się bierze niszczycielska siła fal tsunami (sporządź odpowiedni rysunek). (3p)

3.    a. Napisz funkcję falową yĄx, t) harmonicznej fali biegnącej. Omów zagadnienie przenoszenia energii przez mechaniczne fale biegnące. Wyprowadź wyrażenie na średnią moc w ruchu falowym. Wyjaśnij, skąd się bierze niszczycielska siła fal tsunami (sporządź odpowiedni rysunek). (4p) b. Omów powstawanie fal stojących, wyprowadź równanie fali stojącej, narysuj odpowiednie wykresy. Co to są strzałki i węzły? (4p) c. Wyjaśnij, dlaczego fala stojąca nie przenosi energii. (2p)

4.    a. Na czym polega zjawisko Dopplera? Podaj, gdzie efekt Dopplera jest wykorzystywany. (2p) b. Wyprowadź wyrażenie na częstotliwość dźwięku dla pizypadku źródła poruszającego się względem obserwatora z szybkością u_z. (4p) c. Wyprowadź wyrażenie na częstotliwość dźwięku dla przypadku obserwatora poruszającego się względem źródła z szybkością u₀. Jaką postać przyjmuje wyrażenie na częstotliwość dźwięku, gdy zarówno obserwator jak i źródło poruszają się względem siebie? (4p)

5.    a. Scharakteryzuj fale akustyczne i omów ich rozchodzenie się. Wyjaśnij, dlaczego fale te można traktować jak fale ciśnieniowe. Podaj funkcję falową haimonicznej fali akustycznej rozchodzącej się z prędkością 343m/s, o częstotliwości 600Hz i amplitudzie A (4p) b. Co to jest natężenie fali akustycznej i poziom natężenia? Omów odbieranie dźwięków przez ludzkie ucho i wielkości charakteryzujące słyszalne dźwięki. (4p) c. Źródłami dźwięku mogą być drgające struny. Omów drgania struny - jakie fale powstają w umocowanej na obu końcach strunie? Znajdź wyrażenie na częstotliwość drgań własnych napiętej struny o długości f. (2p)

6.    a. Wyjaśnij, na czym polega zjawisko dudnień, kiedy występuje i gdzie jest wykorzystywane? (2p) b. Wyprowadź wyrażenie na wypadkowe drgania w zjawisku dudnień. Podaj wzór na amplitudę modulacji i częstość dudnień. (3p) c. Naszkicuj wykresy funkcji x_t (t),*₂(t) i wypadkowych drgań Zaznacz okres modulacji Tmod i okres drgań T. (2p) d. Sonar na nieruchomej lodzi podwodnej zmierzył częstotliwość dudnień f_d powstałych z nałożenia się sygnału wysyłanego (o częstotliwości f₀) z odbitym od wieloryba. Wyjaśnij, dlaczego powstały dudnienia i z jakim dodatkowo zjawiskiem mamy do czynienia. Jaką informację uzyskano analizując te dane (prędkość fali akustycznej w wodzie u znana). (3p)

2