ФІЗИКА 9 клас - Готові домашні завдання до підручника В. Г. Бар'яхтара - 2017 рік

РОЗДІЛ IIІ. МЕХАНІЧНІ ТА ЕЛЕКТРОМАГНІТНІ ХВИЛІ

§ 17. Виникнення та поширення механічних хвиль. Фізичні величини, які характеризують хвилі

Контрольні запитання

1. Механічною хвилею називають поширення коливань у пружному середовищі.

2. Будь-яка механічна хвиля створюється тілом, яке коливається, — джерелом хвилі. Здійснюючи коливальний рух, джерело хвилі деформує прилеглі до нього шари середовища (стискає, розтягує або зсовує їх). У результаті виникає сила пружності, яка діє на сусідні шари середовища, спонукаючи їх робити вимушені коливання. Ці шари, у свою чергу, деформують наступні шари та змушують їх коливатися. Поступово, один за одним, усі шари середовища долучаються до коливального руху — у середовищі поширюється механічна хвиля.

3. Основні властивості хвильового руху:

— хвилі поширюються в середовищі зі скінченною швидкістю;

— джерелом механічних хвиль завжди є тіло, що коливається;

— механічні хвилі не можуть поширюватись у вакуумі;

— хвильовий рух не супроводжується перенесенням речовини;

— під час поширення хвилі відбувається перенесення енергії

4. Механічну хвилю, в якій частини середовища коливаються перпендикулярно до напрямку поширення хвилі, називають поперечною. Поперечні хвилі можуть поширюватися тільки в твердих тілах і не можуть поширюватися в рідинах і газах.

Хвилю, в якій частини середовища коливаються вздовж напрямку поширення хвилі, називають поздовжньою. Поздовжні хвилі можуть поширюватись і в твердих тілах, і в рідинах, і в газах.

5. Відстань, на яку поширюється хвиля за час, що дорівнює періоду, називають довжиною хвилі — де відстань між двома найближчими точками, які коливаються однаково.

6. Довжина λ, частота v і швидкість поширення хвилі пов’язані формулою хвилі:

Вправа 17

1. Довжина хвилі — це відстань між двома найближчими точками, які коливаються однаково, тому: а) λ = 2,5 см; б) λ = 4 см.

2. Дано:

Розв'язання:

Формула хвилі v = λv, якщо маємо:

Відповідь: v = 20 м/с.

3. Ні. Тому що хвильовий рух не супроводжується перенесенням речовини. Частини середовища тільки коливаються біля деяких положень рівноваги.

4. Хвилею називають процес поширення коливань в просторі. Зокрема, в механічних хвилях коливання здійснюють точки середовища. Тому в вакуумі механічні хвилі не поширюються.

5. Дано:

Розв’язання:

Відбита хвиля була зафіксована через час t, тому час поширення хвилі в земній корі до місця, де залягає порода Тоді

Відповідь: h = 45 км.

6. Рисунок а: напрямок поширення хвилі — вліво.

Рисунок б: напрямок поширення хвилі — вправо.

7. а) За рисунком:

1) Амплітуда — максимальне відхилення від положення рівноваги — 2 клітинки, тому А = 40 см. Відстань між двома найближчими горбами — 8 клітинок, тому λ = 160 см, тоді за формулою хвилі а

2) В даний момент часу точки А і С рухаються вгору, а точка В — не рухається.

3) Кількість коливань будь-якої точки шнура: тоді N = v ∙ t; N = 15 Гц ∙ 30 с = 450.

б) За рисунком:

1) Амплітуда — 1 клітинка, тому А = 20 см. Період:

2) В даний момент часу точка А рухається вгору, точка В — вниз, а точка С — не рухається.

3) Кількість коливань: N = v ∙ t; N = 20 Гц ∙ 30 с = 600.

Відповідь: а) А = 40 см, Т = 0,067 с, λ = 1,6 м, N = 450; б) А = 20 см, Т = 0,05 с, λ = 2 м, N = 600.

8. Дано:

Розв’язання:

За формулою хвилі v = λ ∙ v, враховуючи, що маємо

Відповідь: v = 3,2 м/с.