Falę definiuje się jako zaburzenie w materiale, które przenosi energię, nie powodując ruchu cząstek netto. Poruszają się okresowym, powtarzalnym ruchem, przenosząc energię ze źródła do miejsca przeznaczenia. Fale dzielą się na dwa rodzaje: fale poprzeczne i fale podłużne. Fale poprzeczne to fale świetlne i wodne, natomiast fale podłużne to fale dźwiękowe i fale kompresyjne.
Jaka jest częstotliwość?
Liczbę oscylacji fali w jednostce czasu definiuje się jako częstotliwość (Hz). Jest to odwrotność czasu i jest reprezentowana przez znak f. Jego jednostką miary jest herc. Jego wzór wymiarowy to [M0L0T-1]
Co to jest długość fali?
Odległość między dwoma najbliższymi sobie punktami w fazie jest określana jako długość fali. Jest reprezentowany przez symbol (lambda). Jest to iloczyn drogi przebytej przez falę w jednostce czasu i całkowitego czasu jej trwania. Jej jednostką miary są metry. Jego wzór wymiarowy zapisano jako [M0L1T0]
Zależność między częstotliwością a długością fali
Częstotliwość i długość fali są do siebie pośrednio proporcjonalne. Większa długość fali, mniejsza częstotliwość i odwrotnie. Prędkość, z jaką rozchodzi się fala, jest równa iloczynowi jej częstotliwości i długości fali, co uzasadnia związek między tymi dwoma parametrami.
V = λ fa
Gdzie,
V to prędkość fali,
f to częstotliwość fali,
λ jest długością fali.
Pochodzenie
Zależność między częstotliwością i długością fali można wyprowadzić za pomocą wzorów na te dwie wielkości.
sortowanie listy według JavaWiemy, że częstotliwość to czas potrzebny na wykonanie jednego oscylacji poza czasem t. Więc mamy,
f = 1/t …….. (1)
Wiadomo również, że prędkość fali to stosunek drogi przebytej przez falę do całkowitego czasu, jaki przebyła.
V = λ/t
V = λ (1/t)
Korzystając z (1) otrzymujemy,
V = λ fa
W ten sposób wyprowadza się zależność pomiędzy częstotliwością i długością fali.
Przykładowe problemy
Zadanie 1. Oblicz częstotliwość fali, jeśli fala wykonuje jeden cykl w ciągu 0,02 s.
Rozwiązanie:
Mamy,
instrukcja bash ifCzas (t) = 0,02 s
Korzystając ze wzoru, który mamy,
f = 1/t
f = 1/0,02
f = 50 Hz
Zadanie 2. Oblicz długość fali rozchodzącej się z prędkością 250 m/s i częstotliwości 600 Hz.
Rozwiązanie:
Mamy,
V = 250,
f = 600
Korzystając ze wzoru, który mamy,
V = λ fa
=> 250 = λ (600)
=> λ = 250/600
=> λ = 5/12
=> λ = 0,416 m
if-else Java
Zadanie 3. Oblicz długość fali rozchodzącej się z prędkością 32 m/s i częstotliwości 800 Hz.
Rozwiązanie:
Mamy,
V = 32,
f = 800
Korzystając ze wzoru, który mamy,
V = λ fa
=> 32 = λ (800)
=> λ = 32/800
=> λ = 1/25
=> λ = 0,04 m
Zadanie 4. Oblicz częstotliwość fali rozchodzącej się z prędkością 70 m/s i mającej długość 2 m.
Rozwiązanie:
Mamy,
V = 70,
λ = 2
Korzystając ze wzoru, który mamy,
V = λ fa
=> 70 = 2f
=> f = 70/2
=> f = 35 Hz
Zadanie 5. Oblicz częstotliwość fali rozchodzącej się z prędkością 135 m/s i mającej długość 10 m.
Rozwiązanie:
Mamy,
V = 135,
co to jest ulλ = 10
Korzystając ze wzoru, który mamy,
V = λ fa
=> 135 = 10f
=> f = 135/10
=> f = 13,5 Hz
Zadanie 6. Oblicz czas, w jakim fala przemieszcza się na odległość 0,2 m z prędkością 350 m/s.
Rozwiązanie:
Mamy,
V = 350,
λ = 0,2
Korzystając ze wzoru, który mamy,
V = λ fa
=> 350 = 0,2 f
=> f = 350/0,2
=> f = 1750 Hz
Znajdź czas, korzystając ze wzoru f = 1/t.
t = 1/f
= 1/1750
= 0,00057 s
podkreśl tekst za pomocą CSS
Zadanie 7. Oblicz prędkość fali, która przebyła drogę 2,5 m w ciągu 8 s.
Rozwiązanie:
Mamy,
λ = 2,5,
t = 8,
Znajdź częstotliwość korzystając ze wzoru,
f = 1/t
= 1/8
= 0,125 Hz
Korzystając ze wzoru, który mamy,
V = λ fa
V = (2,5) (0,125)
V = 0,3125 m/s