При проведении опыта на поверхности воды волновой ванны бегущие волны длиной волны 2 см, отразившись от преграды, поставленной на расстоянии 10 см от плоского источника, через 1,6 с вернулись обратно, образовав стоячую волну. Определите скорость волны и расстояние между узлами стоячей волны.
от

1 Ответ

Дано:  
Длина волны λ = 2 см = 0.02 м  
Расстояние от источника до преграды x = 10 см = 0.1 м  
Время для образования стоячей волны t = 1.6 с  

Найти:  
Скорость волны v  
Расстояние между узлами стоячей волны  

Решение:  
1. Для формирования стоячей волны после отражения, расстояние от источника до преграды должно быть целое число полуволн. Таким образом, x должно быть равно целому числу длин волн:  
x = n * λ, где n - целое число  

2. Возвращаясь от преграды, волны проходят туда и обратно за время 2t, что равно периоду T стоячей волны, а скорость определяется как v = λ / T. Таким образом,  
v = λ / (2t)  

3. Из первого пункта следует n = x / λ = 0.1 / 0.02 = 5.  
Теперь можно выразить период стоячей волны:  
T = 2 * t = 2 * 1.6 = 3.2 c  
И найти скорость волны:  
v = 0.02 / 3.2 ≈ 0.00625 м/с  

4. Расстояние между узлами стоячей волны равно половине длины волны:  
Расстояние между узлами = λ / 2 = 0.02 / 2 = 0.01 м  

Ответ:  
Скорость волны составляет приблизительно 0.00625 м/с, а расстояние между узлами стоячей волны равно 0.01 м.
от