Φαινόμενο Doppler με επιταχυνόμενη πηγή

Μια ηχητική πηγή ηρεμεί και τη χρονική στιγμή t0 = 0, αρχίζει να κινείται ευθύγραμμα με σταθερή επιτάχυνση μέτρου α = 10m/s2. Θεωρούμε ότι η χρονική στιγμή t0 = 0 είναι η έναρξη εκπομπής αρμονικού ηχητικού παλμού συχνότητας fs = 500Hz. Η ταχύτητα του ήχου ως προς τον ακίνητο αέρα είναι υηχ = 340m/s.
α) Υπολογίστε τη συχνότητα του ήχου που θα μετρήσει ακίνητος ανιχνευτής Α, όταν φτάσει σε αυτόν η λήξη του παλμού, που εκπέμπεται τη χρονική στιγμή t = Τs, όπου Τs η περίοδος του ήχου που εκπέμπει η πηγή.
β) Να κάνετε σύγκριση του αποτελέσματος με αυτό που προκύπτει, αν χρησιμοποιηθεί η εξίσωση που ισχύει για την ευθύγραμμη ομαλή κίνηση της πηγής με την ταχύτητα που είχε την t = Τs στο (α) ερώτημα.

Απάντηση (PDF)

Απάντηση (WORD)

 

Λάθη στη διδασκαλία των Κυμάτων

WARNING

Τα παρακάτω άρθρα αφορούν καθηγητές Φυσικής και σκεπτόμενους μαθητές. Δε μπορεί να χρησιμοποιηθούν ως μεθοδολογία επίλυσης αντίστοιχων θεμάτων στις Πανελλαδικές Εξετάσεις, αφού σύμφωνα με το σχολικό βιβλίο και την Κεντρική Επιτροπή Εξετάσεων είναι ΛΑΘΟΣ…
1) ΤΡΕΧΟΝΤΑ ΚΥΜΑΤΑ
Διαβάστε το άρθρο του Θρασύβουλου Μαχαίρα ΕΔΩ
και του Διονύση Μάργαρη ΕΔΩ.
Δυστυχώς οι μαθητές θα πρέπει να θεωρούν
α) Το αρμονικό κύμα δημιουργείται από πηγή και διαδίδεται στο ελαστικό μέσο.
β) Έχει «μέτωπο», το οποίο μόλις φτάνει σε ένα σημείο του μέσου το εξαναγκάζει να εκτοξευτεί με υmax!
γ) Κάθε σημείο από το οποίο διέρχεται το κύμα εκτελεί απλή αρμονική ταλάντωση.
δ) Η σταθερά επαναφοράς της α.α.τ. είναι D = mω2.
ε) Ισχύει η Διατήρηση Ενέργειας Ταλάντωσης (ΑΔΕΤ γαρ…)
στ) Όταν η Κινητική Ενέργεια μηδενίζεται η Δυναμική Ενέργεια μεγιστοποιείται και αντίστροφα.
ζ) Η Ενέργεια της ταλάντωσης ενός μορίου του μέσου διάδοσης είναι σταθερή και ίση με
Ε = 1/2DA2 (Πως διαδίδεται τότε η ενέργεια;)

Ας δούμε (για τους Αγγλομαθείς) τι λέει το βιβλίο HALLIDAY – RESNICΚ FUNDAMENTAL OF PHYSICS 9TH EDITION, που θεωρείται έγκυρο από την πλειοψηφία των Φυσικών:

Μήπως δεν φαίνεται καλά; Να το μεγενθύνω λίγο:

When the string element is at its y = ym position (element a in Fig. 16-9), its length has its normal undisturbed value dx, so its elastic potential energy is zero.
However, when the element is rushing through its y = 0 position, it has maximum stretch and thus maximum elastic potential energy.

2) ΣΤΑΣΙΜΑ ΚΥΜΑΤΑ

Ας δούμε το video

Στη θέση της πηγής τι παρατηρείτε; Δεσμό ή κοιλία; Γιατί το σχολικό βιβλίο έχει σχεδιάσει κοιλία με πλάτος 2Α; Δεν είναι εμφανές ότι το πλάτος στις κοιλίες είναι ΠΟΛΥ μεγαλύτερο από το πλάτος στην πηγή; Τι θυμίζει αυτό; Μήπως ΣΥΝΤΟΝΙΣΜΟ; Εκεί με ένα γελοίο πλάτος στο διεγέρτη μπορούμε να έχουμε πολύ μεγάλο πλάτος ταλάντωσης του σώματος. ‘Αρα η χορδή έχει ιδιοσυχνότητες και αν τις πετύχουμε με τη διέγερση μεγιστοποιούμε το πλάτος σε αυτές. Διαβάστε ΕΔΩ ένα άρθρο του Διονύση Μάργαρη.
και ΕΔΩ ένα άρθρο του Γιάννη Κυριακόπουλου.

Και δυο διαλέξεις του καθηγητή Κων/νου Ευταξία
Διέγερση χορδής που είναι πακτωμένη στο ένα άκρο της. Διάλεξη 1η
Διέγερση χορδής που είναι πακτωμένη στο ένα άκρο της. Διάλεξη 2η

 

 

Ποια είναι η φορά διάδοσης;

fileΣε γραμμικό ελαστικό μέσο, το οποίο ταυτίζεται με τον άξονα χΌχ, διαδίδεται αρμονικό κύμα εξαναγκάζοντας το υλικό σημείο που βρίσκεται στην αρχή Ο του άξονα να εκτελεί αρμονική ταλάντωση με εξίσωση ψο = Αημ(ωt). Στο σχήμα φαίνεται το στιγμιότυπο του κύματος τη χρονική στιγμή t1 που η φάση της ταλάντωσης του υλικού σημείου Κ, είναι φΚ = 11π rad.

  1. i) Η φορά διάδοσης του κύματος είναι:

α) προς τα δεξιά

β) προς τα αριστερά

  1. ii) Η φάση του υλικού σημείου Λ που φαίνεται στο στιγμιότυπο είναι

α)14,5π rad                 β) 7,5π rad                  γ) 11π rad

iii) Το κύμα τη χρονική στιγμή t1 έχει φτάσει στο υλικό σημείο Μ, το οποίο έχει τετμημένη

 

ΣΥΝΕΧΕΙΑ

Φάσεις σε διαφορετικές στιγμές

Αρμονικό κύμα με πλάτος Α = 0,4m και περίοδο Τ = 0,4s, διαδίδεται με ταχύτητα υδ = 2m/s κατά μήκος γραμμικού ελαστικού μέσου που ταυτίζεται με το θετικό ημιάξονα Οx. Το σημείο Ο στην αρχή του άξονα εκτελεί ταλάντωση με εξίσωση ψ = Αημωt. Υλικό σημείο Κ του ελαστικού μέσου έχει τη χρονική στιγμή t1 φάση ταλάντωσης

ΣΥΝΕΧΕΙΑ

Δύο στάσιμα σε δύο χορδές – Ylikonet.gr

Σε δυο όμοιες χορδές, ίδιου μήκους L, με σταθερά άκρα, μπορούν να σχηματισθούν στάσιμα κύματα, με το ίδιο πλάτος Α. Στην πρώτη χορδή σχηματίζονται 3 κοιλίες και στη δεύτερη 5 κοιλίες. Έστω δυο ίσες στοιχειώδεις σημειακές μάζες m1 = m2 = m, στις θέσεις των πρώτων κοιλιών κάθε χορδής. Αν η μέγιστη κινητική ενέργεια που αποκτά η μάζα m1 κατά τη διάρκεια της ταλάντωσης, είναι Ε1, τότε η

μέγιστη κινητική ενέργεια της μάζας m2 είναι Ε2, όπου:

i) Ε2 / Ε1 = 9/25,          ii) Ε2 / Ε1 = 1,              iii) Ε2 / Ε1 = 25/9.

Απάντηση

Kατηγορίες

Πρόσφατα άρθρα

Σαν σήμερα

  1. 15/05/: Διεθνής Ημέρα Οικογένειας
    Ο ετήσιος αυτός εορτασμός αντανακλά τη σπουδαιότητα που αποδίδει η διεθνής κοινότητα στην οικογένεια ως βασικό κύτταρο της κοινωνίας.
Top
 
Μετάβαση σε γραμμή εργαλείων