Номер 36.17, страница 136 - гдз по физике 7-9 класс сборник задач Лукашик, Иванова

§ 36. Волны. Глава 5. Механические колебания и волны - номер 36.17, страница 136.

36.17 [895] На рисунке V-11 по оси ординат отложены значения смещения частиц среды от положения равновесия в некоторый момент времени. Можно ли в этом случае однозначно утверждать, что волна является поперечной? Возможно ли по рисунку определить: длину волны; частоту колебаний?

$y$, м

$x$, м

Рис. V-11

Можно ли в этом случае однозначно утверждать, что волна является поперечной?

Нет, на основании представленного графика нельзя однозначно утверждать, что волна является поперечной. На графике показана зависимость смещения частиц среды $y$ от их положения равновесия $x$. Если волна распространяется вдоль оси $x$, то для поперечной волны колебания происходят перпендикулярно оси $x$ (например, вдоль оси $y$). Для продольной волны колебания происходят вдоль оси $x$. Однако, и в случае продольной волны можно построить график, отложив по вертикальной оси величину смещения частицы от её положения равновесия. Таким образом, данный график может описывать как поперечную, так и продольную волну.

Ответ: нет, нельзя.

Возможно ли по рисунку определить длину волны?

Да, по рисунку можно определить длину волны.

Дано:

График зависимости смещения частиц от положения $y(x)$ в некоторый момент времени.

Найти:

Длина волны $λ$.

Решение:

Длина волны $λ$ — это расстояние между двумя ближайшими точками волны, колеблющимися в одинаковой фазе. На графике это расстояние соответствует пространственному периоду. Можно определить длину волны как расстояние между двумя соседними гребнями. Из графика находим координаты первого и второго гребней: $x_1 = 10 \text{ м}$ и $x_2 = 50 \text{ м}$.

Тогда длина волны вычисляется как разность их координат:

$λ = x_2 - x_1 = 50 \text{ м} - 10 \text{ м} = 40 \text{ м}$

Также можно заметить, что волна совершает полный цикл на отрезке от $x = 0$ до $x = 40 \text{ м}$, что также соответствует длине волны.

Ответ: да, возможно; длина волны $λ = 40 \text{ м}$.

Возможно ли по рисунку определить частоту колебаний?

Нет, по данному графику определить частоту колебаний невозможно. График представляет собой «моментальный снимок» волны, то есть зависимость смещения $y$ от координаты $x$ в фиксированный момент времени. Частота колебаний $ν$ — это величина, характеризующая, как быстро частицы среды совершают колебания, то есть она связана с изменением смещения во времени. Чтобы найти частоту, нужен либо график зависимости смещения от времени $y(t)$ для какой-либо точки, либо скорость распространения волны $v$ (тогда $ν = v/λ$). Поскольку этих данных нет, определить частоту нельзя.

Ответ: нет, невозможно.