Номер 143, страница 45 - гдз по физике 11 класс сборник задач Дорофейчик, Силенков

143. На рисунке 35, а изображен упругий жгут, по которому распространяется поперечная волна, а на рисунке 35, б — график колебаний одной из точек жгута. Определите скорость волны.

Данные с рисунка 35, а

Длина волны: $ \lambda = 10 \text{ М} $

Данные с рисунка 35, б

Период колебаний: $ T = 2 \text{ с} $

Рис. 35

Дано:

График зависимости смещения точек жгута x от координаты y в некоторый момент времени (Рисунок 35, а).

График зависимости смещения одной из точек жгута x от времени t (Рисунок 35, б).

Все величины в задаче представлены в системе СИ.

Найти:

Скорость волны v.

Решение:

Скорость распространения волны v определяется по формуле, связывающей длину волны $\lambda$ и период колебаний T:

$v = \frac{\lambda}{T}$

1. Определим длину волны $\lambda$ по первому графику (Рисунок 35, а). Этот график показывает форму волны в пространстве в фиксированный момент времени. Длина волны – это расстояние между двумя ближайшими точками, колеблющимися в одинаковой фазе. Из графика видно, что расстояние, соответствующее одному полному колебанию (например, от y=0 до y=10, где волна повторяет свою фазу), равно 10 м.

$\lambda = 10 \text{ м}$

2. Определим период колебаний T по второму графику (Рисунок 35, б). Этот график показывает, как меняется со временем смещение одной конкретной точки жгута. Период – это время, за которое совершается одно полное колебание. Из графика видно, что время одного полного колебания (например, от t=0 до t=2, где точка возвращается в то же положение с той же фазой) равно 2 с.

$T = 2 \text{ с}$

3. Теперь, зная длину волны и период, мы можем рассчитать скорость ее распространения:

$v = \frac{10 \text{ м}}{2 \text{ с}} = 5 \text{ м/с}$

Ответ: скорость волны составляет 5 м/с.