Daha çox

8.2: P, S və Səthi Dalğalar - Geosciences


8.2: P, S və Səthi Dalğalar

■ Güc Kalkulyatoru Ohms Qanunu ilə

Bu tezliyi və dalğa sürətini və ya sürətini bildiyiniz zaman bir dalğa zirvəsindən digərinə olan məsafəni qiymətləndirmək üçün istifadə edə biləcəyiniz bir vasitədir.

Dalğa sürətini və dalğa uzunluğunu bildiyiniz müddətdə dalğa tezliyini öyrənmək üçün dalğa uzunluq kalkulyatorundan da istifadə edə bilərsiniz. Beləliklə, üçüncü dəyəri tapmaq üçün üç komponentdən hər ikisi və fərqli ölçü vahidləri üçün məlumat daxil edə bilərsiniz. Alətin cavabı həmin dəyişən üçün S.I ölçü vahidində veriləcək.

Dalğa uzunluğu (m) = Dalğa sürəti (m / s) / Tezlik (Hz)

Dalğa uzunluğu ardıcıl iki dalğa zirvəsi arasındakı məsafəni təmsil edir və ümumiyyətlə elektromaqnit spektrini təsvir etmək üçün istifadə olunur. Formada mövcud olan ölçü vahidləri mikron mm sm m km düym və ayaqdır.

Formuldakı digər elementlər:

  • Tezlik, müəyyən bir müddət ərzində bir hadisənin baş vermə sayını ifadə edir. Bu vəziyyətdə dalğanın zirvələrindən danışırıq. Formuldakı vahid Hz -dir, ancaq KHz Mhz və GHz -i də daxil edə bilərsiniz və kalkulyator dəyişiklikləri edəcək.

Tezlik (Hz) = Dalğa sürəti (m / s) / Dalğa uzunluğu (m)

  • Dalğa sürəti dalğanın sürətini ifadə edir. Formada istədiyiniz dəyərlə və ölçü vahidi olaraq m/s, km/s və mil/s arasından seçim edərək özəlləşdirə bilərsiniz.

Dalğa sürəti (m/s) = Dalğa uzunluğu (m) * Tezlik (Hz)


ISC Fizika Sual Vərəqəsi 2019, 12 -ci sinif üçün həll edildi

Maksimum Nişanlar: 70
İcazə verilən vaxt: Üç saat

  • Namizədlərə yalnız məqaləni oxumaq üçün əlavə 15 dəqiqə vaxt verilir. Bu müddət ərzində yazmağa başlamamalıdırlar.
    Bütün suallar məcburidir.
  • Bu sual vərəqi A, B, C və D olmaqla 4 Bölməyə bölünür:
  • Bölmə A: 1 nömrəli sual on iki işarədən ibarətdir. Bu sualın bütün hissələri məcburidir.
  • Bölmə B: 2 -dən 12 -ə qədər olan sual nömrələri, hər birinin daxili seçimi olan iki sualı olan 2 işarədən ibarətdir.
  • Bölmə C: 13 -dən 19 -a qədər olan sual nömrələrində hər birinin daxili seçimi olan iki sualı olan 3 bal var.
  • Bölmə D: 20-dən 22-dək sual nömrələri uzun cavab tipli suallardır və hər biri 5 baldan ibarətdir.
  • Hər sualın daxili seçimi var.
  • Suallar üçün nəzərdə tutulan işarələr mötərizədə verilir [].
  • Kobud işlər də daxil olmaqla bütün işlər cavabın qalan hissəsi ilə eyni vərəqdə aparılmalıdır.
  • Eyni sualın alt hissələrinə cavablar yalnız bir yerdə verilməlidir.
  • Bu məqalənin sonunda faydalı fiziki sabitlərin siyahısı verilmişdir.
  • Hesablamalar üçün proqramlaşdırıla bilən yaddaşı olmayan sadə bir elmi kalkulyatordan istifadə edilə bilər

Bölmə – A
Bütün suallara cavab verin.

Sual 1.
(A) Doğru alternativi seçin (a), (b). (c) və ya (d) aşağıda verilən sualların hər biri üçün: [5 × 1]
(i) Vakuumdakı qapalı bir səth -q və +3 q yüklərini əhatə edir. Səthdən çıxan ümumi elektrik axını:
(a) Sıfır
(b) ( frac <2 q> < epsilon_>)
(c) ( frac <3 q> < epsilon_ <0>> )
(d) ( frac <4 q> < epsilon_ <0>> )

(ii). Üfüqi komponentin (BH) və şaquli komponent (B.V) yerin maqnit sahəsinə bərabərdir:
(a) 130 °
(b) 60 °
(c) 45 °
(d) 90 °

(iii). Müəyyən bir şüşə plitə üzərində 35 ° qütbləşmə bucağında bir işıq şüası meydana gəlir. Şüşə lövhənin qırılma indeksi:
(a) günah 35 °
(b) tünd 35 °
(c) qaranlıq 55 °
(d) 55 ° günah

(iv). Nüvədən bir qamma şüası yayarkən:
(a) yalnız protonların sayı dəyişir.
(b) hər ikisi dəyişən proton və neytronların sayı.
(c) proton sayında və neytron sayında heç bir dəyişiklik yoxdur.
(d) yalnız neytronların sayı dəyişir

(v). Aşağıdakı rənglərdən hansının işığı ilə əlaqəli enerji minimumdur
(a) bənövşəyi
(h) qırmızı
(c) yaşıl
(d) sarı

(B) Aşağıdakı suallara qısaca və nöqtəyə cavab verin. [7 × 1]
(i) Ekvipotensial səthi müəyyənləşdirin.
(ii) Aşağıdakı Şəkil 1 -də göstərilən A və B arasındakı xalis emf hesablayın:

(iiii) Niyə hərəkətli bir rulonlu galvanometrdə at nalı maqnitinin dirək parçaları silindrik formadadır?
(iv) Alternativ cərəyan mənbəyinə qoşulmuş təmiz bir rezistor üçün güc faktorunun dəyəri nədir?
(v) Young's Double Slit təcrübəsinə konstruktiv müdaxilə əldə etmək üçün bir nöqtəyə çatan iki dalğa arasındakı yol fərqi nə olmalıdır.
(vi) Verilmiş bir mühit üçün kritik bucağı təyin edin.
(vii) Ultrabənövşəyi bölgəyə düşən hidrogen atomunun atom spektrlərindəki seriyanı adlandırın.
Cavab:
(A) (i) (b)
(ii) (c)
(iii) (b)
(iv) (c)
(v) (a)

(B) (i) Ekvipotensial bir səth, potensialı eyni olan səthdir.
(ii) 8V
(iii) Bu, radial maqnit sahəsi yaratmaq üçün edilir.
(iv) bir.
(v) sıfır.
(vi) Nadir mühitdə qırılma bucağının 90 ° olduğu daha sıx mühitdəki düşmə açısı olaraq təyin olunur.
(vii) Lyman seriyası.

Bölmə – B
Bütün suallara cavab verin.

Sual 2. [2]
Potansiyometr təcrübəsində 2 Ω müqavimət göstərən balans uzunluğunun 100 sm, naməlum müqavimətin isə 500 sm olduğu təsbit edilir. Bilinməyən müqavimətin dəyərini hesablayın.
Cavab:
Verilən R.1 = 2Ω, L.1 = 100 sm, L.2= 500 sm, R2 = ?
( Frac ifadəsini istifadə edərək>> = frac>> = frac>> Rightarrow R_ <2> = frac R_ <1>>> = frac <500 dəfə 2> <100> = 10 Omega )

Sual 3. [2]
Sahəsi 5 m H olan düzbucaqlı bir döngə. 50 döngəyə malikdir və 1 A cərəyanı daşıyır. Bu 0. IT -nin vahid bir maqnit sahəsində saxlanılır, 30 ° bir açı ilə. Bobin yaşadığı torku hesablayın.
Cavab:
Verilmiş, A = 5 m2, n = 50, I = 1 A, B = 0.1T, θ = 30 °, T = T
( mathrm= mathrm ln mathrm sin theta = 0.1 times 1 times 50 times 5 times sin 30^< circ> = 12.5 mathrm)

Sual 4. [2]
(a) Aşağıdakı Şəkil 2 (a) -da göstərildiyi kimi sonsuz uzun bir keçiricidən keçən bir elektrik cərəyanı. P nöqtəsindəki maqnit sahəsi üçün bir ifadə və istiqamət yazın.

(b) Aşağıdakı Şəkil 2 (b) -də göstərildiyi kimi I elektrik cərəyanı dairəvi döngədən axır. P nöqtəsindəki döngənin mərkəzindəki maqnit sahəsi üçün bir ifadə və istiqamət yazın.

Cavab:
( mathrm= frac < mu_ <0> mathrm> <2 pi r> ), kağız müstəvisinə dik və içəri yönəldilmişdir.
( mathrm= frac < mu_ <0> mathrm> <2 r> ), kağız düzlüyünə dik və xaricə yönəldilmişdir.

Sual 5. [2]
Bir transformator 200 V -dən 440 V -ə qədər dəyişən bir emf artırmaq üçün istifadə olunur. Birincil bobinin 1000 döngəsi varsa, ikincil bobindəki dönmə sayını hesablayın.
Cavab:

Sual 6. [2]
Mikrodalğalı sobaların hər iki xüsusiyyətini qeyd edin.
Cavab:

Sual 7. [2]
Aşağıdakı güzgülərin hər biri üçün bir istifadə yazın:
(a) Konveks
(b) İçbükey
Cavab:
(a) Arxa görünüş güzgüsü kimi istifadə olunur.
(b) Təraş güzgüsü kimi istifadə olunur.

Sual 8. [2]
Tac şüşəsi üçün bənövşəyi, sarı və qırmızı işıqlar üçün istehsal olunan sapma 3,75 ° -dir. Müvafiq olaraq 3.25 ° və 2.86 °. Tac şüşəsinin dağılma gücünü hesablayın.
Cavab:
Verildi δV = 3.75 °, δY = 3.25 °, δR = 2.86°
Dispersiya gücü ( mathrm mathrm

= frac < delta _ < mathrm>- delta _ < mathrm>> < delta _ < mathrm>> = frac <3.75-2.86> <3.25> = 0.27 )

Sual 9. [2]
a) Kütləvi qüsur dedikdə nə nəzərdə tutulur?
(h) Rutherfordun α -hissəciklərin səpilmə təcrübəsindən hansı nəticə çıxarılır?
Cavab:
(a) Bu, tərkib nuklonlarının və əmələ gələn nüvənin kütlə fərqidir.
(b) Bütün müsbət yükün və 99 % kütlənin nüvə adlanan atomun mərkəzində cəmlənməsi.

Sual 10. [2]
Fotoelektrik effektə əsaslanaraq bunları təyin edin:
(i) Eşik tezliyi (f0)
(ii) Dayanma potensialı (V.s)
Cavab:
(i) Fotoelektrik effektin baş vermədiyi minimum tezlikdir.
(ii) Anodun mənfi potensialıdır ki, hətta oruc tutan elektronlar belə ona çata bilmir.

Sual 11. [2]
(a) Radiumun yarı ömrü 1550 ildir. Onun parçalanma sabitini (λ) hesablayın.
Və ya
(b) Yarım ömrü 10 dəqiqə olan bir radioaktiv element üçün aşağıdakı cədvəli kopyalayın və tamamlayın. T = 0 -da bu elementin 30 q olduğunu düşünün.

Cavab:

Sual 12. [2]
Tezlik modulyasiyasını təyin edin və tezlik modulyasiyasının (FM) amplituda modulyasiyasından (AM) hər hansı bir üstünlüyünü qeyd edin.
Cavab:
Daşıyıcı dalğanın tezliyi siqnalın tezliyinə uyğun olaraq dəyişdikdə buna tezlik modulyasiyası deyilir. Xarici səs -küyün tezlik modulyasiyasına heç bir təsiri yoxdur.

Bölmə – C
Bütün suallara cavab verin.

Sual 13.. [3]
Elektrik potensialı üçün 'V' ifadəsini son nöqtədə, yəni bir elektrik dipolunun eksenel mövqeyində əldə edin.
Cavab:
Aşağıdakı şəkildə göstərildiyi kimi 2a məsafə ilə ayrılmış -q və +q yüklərindən ibarət elektrik dipolunu düşünün. Elektrik potensialının tapılması lazım olan müşahidə nöqtəsi P olsun. Dipolun O mərkəzindən r məsafədə olsun. Dipolun vakuumda yerləşdirildiyini düşünək.

Sual 14. [3]
Üç tutumlu C kondansatörü1 = 3 μf C2 = 6 μf və C3 Aşağıdakı Şəkil 3 -də göstərildiyi kimi 10 V batareyaya 10 μf qoşulur:

Hesablayın:.
(a) Ekvivalent kapasitans.
(b) Sistemdə saxlanılan elektrostatik potensial enerji.
Cavab:

Sual 15. [3]
(a) Aşağıdakı Şəkil 4 -də göstərildiyi kimi Wheatstone körpüsü tənzimlənməsi üçün balanslaşdırma şərtini əldə edin:

(b) Bir hüceyrənin daxili müqavimətini ölçmək üçün potensiometrin etiketli bir dövrə diaqramını çəkin. İş formulunu yazın (törəmə tələb olunmur).
Cavab:
(a) Aşağıdakı diaqramı nəzərdən keçirin. Kirchhoff qaydalarına uyğun olaraq cərəyanın paylanması göstərilir.
Kirchhoff ’s loop qaydasını ABDA qapalı döngəsinə tətbiq edərək, bizdə var
(- mathrm_ <1> mathrm

- mathrm_ < mathrm> mathrm+ sol ( mathrm- mathrm_ <1> sağ) mathrm=0 ) …(1)


b) Dövrə diaqramı göstərildiyi kimidir:

Sual 16. [3]
(a) Kırılma göstəricisi 40 ° anagle 1.52 olan bir prizma işıq şüası düşür. Çıxış bucağı 60 ° olarsa, prizmanın bucağını hesablayın.
Və ya
(b) İki səthin əyrilik radiusu müvafiq olaraq 10 sm və 15 sm olan və qırılma indeksi 1,5 olan qabarıq bir lensin fokus uzunluğunu hesablayın.
Cavab:

Sual 17. [3]
Huygens ’s Dalğa Teorisini istifadə edərək əks qanunu alın.
Cavab:
MM səthini əks etdirən bir müstəvidə obliquely bir təyyarə dalğası ön AB hadisəsini düşünün. A dalğa cəbhəsinin bir ucu güzgüyə i bucağı ilə vurduğu halda, digər ucu B hələ də BC məsafəsini qət etməli olduğu vəziyyəti nəzərdən keçirək. Bunun üçün lazım olan vaxt t = BC/ c olacaq.

Huygens prinsipinə görə, A nöqtəsi ikincil dalğacıqlar yaymağa başlayır və t zamanında bunlar c, t = BC məsafəsini əhatə edəcək və yayılacaq. Beləliklə, A nöqtəsi mərkəz olaraq və BC radius olaraq, dairəvi bir qövs çəkin. Bu qövsə C nöqtəsindən teğet CD çəkin. Aydındır. CD, r bucağına meylli əks olunan dalğa cəbhəsidir. Hadisə dalğası cəbhəsi və əks olunan dalğa cəbhəsi hər ikisi də kağız müstəvisində olduğundan, əksin birinci qanunu sübut olunur.

İkinci əks qanunu sübut etmək üçün ΔABC və ΔADC -ni nəzərdən keçirin. BC = AD (tikintiyə görə)
∠ABC = ∠ADC = 90 ° və AC ümumi haldır. Buna görə də, iki üçbucaq uyğundur və deməli, ∠B AC = ∠DCA və ya ∠i = ∠r yəni əks olunma bucağı, əks olunmanın ikinci qanunu olan düşmə açısına bərabərdir.

Sual 18. [3]
Hər iki Bohr postulatını yazın və hidrogen atomunun əsas vəziyyətinin enerji dəyərini yazın.
Cavab:

  • Yalnız elektronun nüvə ətrafında açısal momentumunun h/2h -in ayrılmaz çoxluğu olduğu h -Plank sabitidir.
  • Bir elektron icazə verilən sabit bir orbitdən digərinə "sıçrayanda" enerji yayılır.
    E = -13.6 eV

Sual 19. [3]
Yarımkeçiricilərə istinadən aşağıdakılara cavab verin:
(i) Temperaturun artması ilə yarımkeçiricinin müqavimətində hansı dəyişiklik olur?
(ii) n tipli yarımkeçiricilərdə əksər yük daşıyıcılarını adlandırın.
(iii) Dopinq dedikdə nə nəzərdə tutulur?
Cavab:
(i) azalır.
(ii) Elektronlar.
(iii) Təmiz yarımkeçiriciyə bir çirk əlavə olunmasıdır.

Bölmə – D
Bütün suallara cavab verin.

Sual 20. [5]
(a) 200 V, 50 Hz alternativ bir emf, 10 Ω müqavimətinə malik L – R dövrəsinə tətbiq olunur. və 0.05 H bir endüktans L ardıcıl olaraq bağlıdır. Hesablayın:
(1) Empedans.
(2) Dövrdə axan cərəyan.

(ii) İnduktiv reaktans (XL) ayə tezliyinin (f) dəyişməsini göstərən etiketli bir qrafik çəkin.
OR
(i) e.ə. emf e = 200 sin ωt mənbəyi 50 Ω olan bir rezistora bağlıdır
Hesablayın:
(1) Orta cərəyan (Iort).
(2) emf -in kök orta kvadrat (rms) dəyəri.
(ii) LCR seriyası dövrəsindəki rezonansın hər iki xüsusiyyətini qeyd edin.
Cavab:


Sual 21. [5]
(a) Sadə bir mikroskopla D görmə qabiliyyətinin ən kiçik məsafəsində bir görüntünün meydana gəlməsini göstərən səliqəli etiketli şüa diaqramı çəkin. Son görüntü D. -də olduqda, D -də böyütmə gücünün ifadəsini alın.
(b) Young's Double Slit təcrübəsinin səliqəli etiketli diaqramını çəkin. Terminlərin adi mənasına malik olduğu β = λD/d olduğunu göstərin (ya parlaq, ya da qaranlıq saçaq üçün).
Cavab:
(a) Diaqram göstərildiyi kimidir:


(b) Baxış ekranındakı P nöqtəsini nəzərdən keçirin, ekran S yarıqlarını ehtiva edən ekrandan D perpendikulyar məsafədə yerləşir.1 və S.2, şəkildə göstərilən məsafə ilə ayrılan das. İşıq mənbəyinin och dalğa uzunluğuna malik monoxromatik olduğunu düşünək. Bu şəraitdə S -dən çıxan dalğalar1 və S.2 eyni tezliyə və amplituda malikdir və fazadadır.

P ekranındakı işıq intensivliyi hər iki yarıqdan gələn işıqların nəticəsidir. Diaqramda göründüyü kimi, alt yarıqdan gələn bir dalğa yuxarı yarığın dalğasından daha uzağa gedir. Yol fərqinə yol fərqi deyilir. Buna görə, ‘x ’, S yarıqlarından gələn dalğalar arasındakı yol fərqidirsə2 və S.1 P nöqtəsində, sonra
(x = r_ <2> -r_ <1> = d sin theta ) … .. (1)

harada olduğu ehtimal edilir1 və r2 paraleldir, bu təxminən doğrudur, çünki D d -dən çox böyükdür. Bu yol fərqinin dəyəri, hər iki dalğanın P nöqtəsinə çatdıqda fazalı olub -olmadığını müəyyən edir.

Yol fərqi ya sıfırdır, ya da dalğa uzunluğunun bəzi ayrılmaz qatlarıdırsa, dalğalar P mərhələsindədir və konstruktiv müdaxilə nəticələnir. Buna görə P -də parlaq saçaqların və ya konstruktiv müdaxilənin şərti verilir
(x = d sin theta = n lambda ) … … … … (2)

Şaquli olaraq O -dan P -yə ölçülən maksimumların mövqeyini tapmaq üçün D & gt & gt d olduğunu düşünürük. Bu şərtlərdə θ kiçikdir və buna görə də günah θ yaxınlaşması

tan θ. Buna görə rəqəmdəki POQ üçbucağından bunu tapırıq




Sual 22.
(a) (i) Yarım dalğalı düzəldicinin etiketli bir dövrə diaqramını çəkin və onun çıxış dalğa formasını verin.
(ii) NOR qapısının simvolunu çəkin və həqiqət cədvəlini yazın.
Və ya
(b) (i) Ümumi emitör tranzistorunun giriş və çıxış xüsusiyyətlərini öyrənmək üçün səliqəli bir dövrə diaqramı çəkin.
(ii) AND qapısının simvolunu çəkin və həqiqət cədvəlini yazın.

Cavab:



Zəlzələlər necə işləyir

Son səhifədə üç fərqli seysmik dalğa olduğunu və bu dalğaların fərqli sürətlə hərəkət etdiyini öyrəndiniz. Dəqiq sürəti ilkin dalğalar (P dalğaları) və ikincil dalğalar (S dalğaları) səyahət etdikləri materialın tərkibinə görə dəyişir, hər iki dalğanın sürəti arasındakı nisbət hər hansı bir zəlzələdə nisbətən sabit qalacaq. P dalğaları ümumiyyətlə S dalğalarından 1,7 dəfə daha sürətli hərəkət edir [mənbə: Stein].

Bu nisbətdən istifadə edərək elm adamları Yer səthindəki hər hansı bir nöqtə ilə zəlzələ arasındakı məsafəni hesablaya bilərlər diqqət, titrəmələrin yarandığı qırılma nöqtəsi. Bunu a ilə edirlər seysmoqraf, müxtəlif dalğaları qeydə alan bir maşın. Seysmograf ilə fokus arasındakı məsafəni tapmaq üçün elm adamlarının titrəmələrin gəldiyi vaxtı da bilməsi lazımdır. Bu məlumatla, hər iki dalğanın gəlməsi arasında nə qədər vaxt keçdiyini qeyd edir və dalğaların bu gecikməyə əsaslanaraq qət etdikləri məsafəni bildirən xüsusi bir cədvəli yoxlayırlar.

Bu məlumatı üç və ya daha çox nöqtədən toplasanız, adlandırılan bir proses vasitəsilə fokusun yerini təyin edə bilərsiniz trilaterasiya. Əsasən, hər bir seysmoqraf yeri ətrafında xəyali bir sahə çəkirsiniz, ölçü nöqtəsi mərkəz olaraq və ölçülmüş məsafə (buna X deyək) o nöqtədən radius olaraq fokusa qədər. Dairənin səthi seysmografdan X mil uzaqda olan bütün nöqtələri təsvir edir. Deməli, diqqət bu sahədə bir yerdə olmalıdır.

İki fərqli seysmografdan əldə edilən sübutlara əsaslanaraq iki kürə ilə qarşılaşsanız, bir araya gəldikləri yerdə iki ölçülü bir dairə əldə edərsiniz. Fokus hər iki kürənin səthi boyunca olmalıdır, çünki bütün mümkün fokus nöqtələri bu iki kürənin kəsişməsindən yaranan dairədə yerləşir. Üçüncü bir kürə bu dairə ilə yalnız iki dəfə kəsişərək sizə iki mümkün fokus nöqtəsi verir. Və hər kürənin mərkəzi Yer səthində olduğu üçün bu mümkün nöqtələrdən biri havada olacaq və yalnız bir məntiqi fokus yeri buraxacaq.

Elm adamları zəlzələnin mənşəyini təyin etməklə yanaşı, onun gücünü də ölçmək istəyirlər. Növbəti səhifədə Richter cədvəli haqqında daha çox məlumat əldə edin.


Seysmik dalğaların növləri

Seysmik dalğaların üç əsas növü var-P dalğaları, S dalğaları və səthi dalğalar. P dalğaları və S dalğaları bəzən kollektiv olaraq bədən dalğaları adlanır.

P dalğaları

Birincil dalğalar və ya təzyiq dalğaları olaraq da bilinən P dalğaları, Yer üzündə ən böyük sürətlə hərəkət edir. Hava ilə səyahət edərkən səs dalğaları formasını alırlar -səs sürətilə (330 ms -1) havadan keçirlər, ancaq qranitdə 5000 ms -1 sürətlə gedə bilərlər. Sürətləri sayəsində zəlzələ zamanı seysmoqraf tərəfindən qeydə alınan ilk dalğalardır.

S-dalğalarından fərqlənir ki, hissəcik hərəkətinin dalğanın yayılma istiqamətinə paralel olduğu mühiti alternativ olaraq sıxaraq genişləndirərək bir material vasitəsilə yayılar-bu, qismən uzanmış və düz qoyulmuş və rulonları bir ucunda sıxılır və sonra sərbəst buraxılır.

S dalğaları

S dalğaları, ikincil dalğalar, kəsmə dalğaları və ya sarsıntı dalğaları olaraq da bilinir, P dalğalarından daha yavaş hərəkət edən eninə dalğalardır. Bu vəziyyətdə hissəciklərin hərəkəti dalğanın yayılma istiqamətinə dikdir. Yenə təsəvvür edin ki, bu zaman istisna olmaqla, bir hissəni qaldırın və sonra buraxın, eninə dalğa sürüşkən uzunluğu boyunca hərəkət edəcək.

S dalğaları hava və ya su ilə hərəkət edə bilməz, lakin daha böyük amplitüdlərinə görə P dalğalarından daha dağıdıcıdır

Səth dalğaları

Səth dalğaları təbiətcə su dalğalarına bənzəyir və Yer səthinin altında hərəkət edir. Adətən zəlzələnin mənbəyi Yer səthinə yaxın olduqda yaranır. Səth dalğaları S dalğalarından daha yavaş hərəkət etsə də, amplituda çox böyük ola bilər və seysmik dalğanın ən dağıdıcı növü ola bilər. Səth dalğalarının iki əsas növü vardır:

  • Torpaq silsiləsi olaraq da adlandırılan Rayleigh dalğaları, suyun səthindəki dalğalara bənzəyir. İnsanlar, Rayleigh dalğalarını, maşınların dalğalarla yuxarı və aşağı hərəkət etdiyi park yerləri kimi açıq yerlərdə zəlzələ zamanı müşahidə etdiklərini iddia etmişlər.
  • Sevgi dalğaları torpağın üfüqi kəsilməsinə səbəb olur. Adətən Rayleigh dalğalarından biraz daha sürətli səyahət edirlər

8.2: P, S və Səthi Dalğalar

Problem T4.2:11: | 34 | 35 | 39 | 41 | 42 | 51 | 53 | 55 | 56 | 57 | 12: | 1 | 3 | 5 | 26 | 27 | 28 | 29 | 30 | 31 | 33 | 35 | 36 | 37 | 38 | 42 | 43 | 44 | 45 | 48 | 49 | Schaum 23: | 20 | 21 | 23 | Yuxarı qalx
- To Chong, Sonja Scherer və Chris Murray tərəfindən, 2002

34. Bir balıqçı, dalğalı zirvələrin lövbərli gəmisinin yayını hər 3.0 saniyədə bir keçdiyini görür. İki zirvə arasındakı məsafəni 8,5 m ölçür. Dalğalar nə qədər sürətlə hərəkət edir?

Dalğalar hərəkət edir v = s/t = (8.5 m)/(3.0 s) = 2.8 m/s

Ya da istəsən
v = l
= 1/T.
v = l = /T = (8.5 m)/(3.0 s) = 2.8 m/s
(Mündəricat)

35. Havadakı səs dalğası 262 Hz tezliyə malikdir və 330m/s sürətlə hərəkət edir. Dalğa zirvələri bir -birindən nə qədər uzaqdır?

Ardıcıl iki dalğa zirvəsi arasındakı məsafə dalğa uzunluğudur:
v = l
Buna görə l = v/f = 330/262 = 1,26 m
(Mündəricat)

39. Kütləsi 0,55 kq olan bir şnur 30 metr aralıdakı iki dayaq arasında uzanır. Kordondakı gərginlik 150N olarsa, bir dayaqdan digərinə keçmək üçün nə qədər puls lazımdır?

İndi mətn kitabından xüsusi bir düstur tətbiq edəcəyik: v = (Ft/(m/l)) 1/2
və ya v = T/
Burada = kordon üçün kütlə/uzunluq və T kordondakı gərginlikdir.
var: T = 150N m = 0,55 kq və l = 30 m, buna görə = (.55 kq)/(30 m) = 0.01833 kq/m
Buna görə də, v = T/ = (150 N/(0.01833 kq/m)) = 90.45m/s
Vaxt olacaq: t = s/v = (30 m)/(90.45 m/s) = 0.33s
(Mündəricat)

41. Bir dənizçi gəmisinin kənarını dəniz səthinin altına vurur. Okeanın dibindən əks olunan dalğanın əks -sədasını 3.0 saniyənin altında eşidir. Bu nöqtədə okean nə qədər dərindir?

Dalğanın dalğa mənbəyindən okean dibinə doğru hərəkət etdiyi vaxt, ümumi səyahət müddətinin yarısıdır: t = 3/2 = 1.5 s
Dəniz suyunda səs sürəti 1560 m/s-dir (səhifə 348-də cədvəl 12-1-dən). Buna görə s = vt = (1560 m/s) (1.5 s) = 2340 m = 2.3 km
(Mündəricat)

42. Zəlzələdən gələn S və P dalğaları fərqli sürətlə hərəkət edir və bu fərq zəlzələnin mərkəzinin & quot (narahatlığın meydana gəldiyi yer) təyin olunmasına kömək edir. (a) P və S dalğaları üçün tipik olaraq 8.5 km/s və 5.5 km/s sürətini nəzərə alsaq, xüsusi bir seysmik stansiya bu iki tip dalğanın 2,0 dəqiqəlik gəlişini algılarsa zəlzələ nə qədər uzaqda baş verdi? (b) Zəlzələ mərkəzinin mövqeyini müəyyən etmək üçün bir seysmik stansiya kifayətdirmi? İzah edin.

(a) İki dalğa eyni məsafədə hərəkət etdiyinə görə, bizdə:

D t = d/vS - d/vP Buna görə d = D t/(1/vS - 1/vP ) = (2.0 dəq) (60 saniyə/dəq)/ ( 1 /(5.5 km/s) - 1 /(8.5 km/s) ) = 1.9 x 10 3 km

(b) Dalğalar bir dairədə yayıldığından və dalğaların hansı istiqamətdə hərəkət etdiyindən əmin olmadığımız üçün zəlzələnin dəqiq yerini müəyyən edə bilmədik. Digər iki stansiyaya uyğun olmayan başqa bir stansiyaya ehtiyacımız var.
(Mündəricat)

51. Skripka telinin əsas tezliyi olaraq 440 Hz -də titrəyirsə, ilk dörd harmonikin tezlikləri nələrdir?

Bir skripka hər iki ucu sabitdir və buna görə də ardıcıl harmoniklər əsasların çoxluqlarıdır:
Buna görə də, f1 = 440Hz (əsas tezlik)
f2 = 2f1 = 2 x 440 = 880 Hz
f3 = 3f1 = 3 x 440 = 1320 Hz
f4 = 4f1 = 4 x 440 = 1760 Hz
(Mündəricat)

53. Xüsusi bir simli 280 Hz tezliyində dörd döngədə əks olunur. Rezonans verəcəyi ən azı üç digər tezliyi adlandırın.

Dörd döngə dörd əleyhinə düyün deməkdir, yəni dördüncü harmonikə sahib olduğumuz deməkdir, çünki əsas bir & quotloop & quot; və ya düyün əleyhinədir. Dördüncü harmonik əsasdan dörd dəfə çox olardı, buna görə də əsas 280 Hz/4 = 70 Hz, sonrakı ikisi isə 140 Hz və 210 Hz olardı. Belə ki
f1 = 70Hz (əsas tezlik)
f2 = 2f1 = 2 x 70 = 140 Hz
f3 = 3f1 = 3 x 70 = 210 Hz
f4 = 4f1 = 4 x 70 = 280 Hz
(Mündəricat)

55. İp üzərində dalğaların sürəti 92 m/s -dir. Daimi dalğaların tezliyi 475 Hz olarsa, iki bitişik qovşaq bir -birindən nə qədər uzaqdır?

İki bitişik qovşaq arasındakı məsafə dalğa uzunluğunun yarısıdır. Buna görə:
l = v/f = 92/475 = 0.2m
Buna görə: d = l/2 = 0.1 m
(Mündəricat)

56. Titrəmə telinin ardıcıl iki tonu 280 Hz və 350 Hz olarsa, fundamental tezliyi nədir?

Əgər titrəyən bir simdirsə, bilirik ki, harmoniklər əsasın ardıcıl çoxluqlarıdır (f1, 2f1, 3f1, 4f1,. ) və buna görə də ardıcıl harmoniklər və ya tonlar arasındakı fərq sadəcə əsasdır. Bu vəziyyətdə, 350 Hz - 280 Hz = 70 Hz. (Qeyd edək ki, bu ikisi sırasıyla dördüncü və beşinci harmonikdir)
(Mündəricat)

57. Gitara telinin uzunluğu 90 sm, kütləsi 3,6 qr. Körpüdən dəstək dirəyinə qədər (= L) 60 sm, ip 520 N gərginlik altındadır. Əsas və ilk iki üst tonun tezlikləri nələrdir?

İndi məlumat paketindən xüsusi bir düstur tətbiq edəcəyik: v = T/
Burada = kordon üçün kütlə/uzunluq və T kordondakı gərginlikdir.
var: T = 520N m = 3.6 g = .0036 kq və l = .90 m, buna görə = (.0036 kq)/(. 90 m) = .004 kq/m
Buna görə də, v = T/ = (520 N/(. 004 kq/m)) = 360,56 m/s

Əsas olaraq, simin sonunda iki düyün və ortada bir anti-düyün var, buna görə də telin titrəmə uzunluğu (.60 m) 2 /4 l, buna görə l = 1,2 m

İndi v = l istifadə edərək fundamental əldə edə bilərik
f = v/l = (360.56 m/s)/(1.2 m) = 300.5 Hz və sonrakı iki harmonik sadəcə bu təməlin çarpanlarıdır:
f1 = 300.5 Hz (əsas tezlik)
f2 = 2f1 = 2 x 300.5 Hz = 601 Hz
f3 = 3f1 = 3 x 300.5 Hz = 901 Hz
(Mündəricat)

1. Bir yürüyüşçü, gölün ucundakı bir uçurumun əks etdirdiyi qışqırıqlarının əks -sədasını dinləyərək bir gölün uzunluğunu təyin etdi. Qışqırmadan 1,5 saniyə sonra əks -səda eşidir. Gölün uzunluğunu təxmin edin.

343 m/s sürətlə gedən səs, gölün iki qat uzunluğunda gedəndə yankı eşidirsiniz. (yəni orada və geri). Səs cəmi 1,5 saniyə ərzində gedir (343 m/s) (1,5 s) = 514,5 m, və buna görə də gölün yarısının yarısı və ya 257,25 m uzunluğunda (təxminən 260 m)
(Mündəricat)

3. a) Maksimum insan eşitmə diapazonunda, 20 Hz -dən 20.000 Hz -dək olan səslər üçün 20 o C -də havada olan dalğa uzunluqlarını hesablayın. b) 10 MHz ultrasəs dalğasının dalğa uzunluğu nədir?

1 atmosferdə, 20 o C -də səsin sürəti 343 m/s -dir.
Dalğa uzunluğunu tapmaq üçün istifadə edin
v = l
belə ki
l = v/f
20 Hz üçün
l = v/f = 17.15 m
20,000 Hz üçün,
l = v/f = 0.01715 m
10 MHz (10 x 10 6 Hz) üçün,
l = v/f = 0.0000343 m = 3.43 x 10 -5 m
(Mündəricat)

5. Bir adam beton səki üzərində ağır bir daş vurduğunu görür. Bir an sonra zərbədən iki səs eşidilir: biri havada, digəri betonda gəzir və aralarında 1,4 s məsafədədir. Təsir nə qədər uzaqda baş verdi?

Səsin havadakı sürəti 343 m/s, betonda isə 2950 m/s olacaq. (Keçdiyimiz bir fəsildən istifadə edərək başa düşürlər)
Ümumiyyətlə, səsin hərəkət etmə vaxtı t = s/v -dir, buna görə də ötürülən konkret səsi hava ötürülən səsdən 1.4 saniyə əvvəl və ya,
s/va - s/vc = 1,4 s harada va və vc havada və betondakı səs sürətləridir. S üçün həll etsək, əldə edirik:
s = (1.4 s)/(1/va - 1/vc) = 540 m
(Mündəricat)

26. Skripka üzərində olan telin əsas tezliyi 440Hz -dir. Titrəmə hissəsinin uzunluğu 32 sm -dir və kütləsi 0.35 g -dir. İp hansı gərginlik altında yerləşdirilməlidir?

Əsas tezlik: f1 = 440Hz
Əsas olaraq, simin sonunda iki düyün və ortada bir anti-düyün var, buna görə də telin titrəmə uzunluğu (.32 m) 2 /4 l, yəni l = .64 m
v = l f = (0.64 m) (440 Hz) = 281.6 m/s

İndi dalğa sürətini bir simli əlaqədə tətbiq edəcəyik: v = T/
Burada = kordon üçün kütlə/uzunluq və T kordondakı gərginlikdir.
var: T =. N m = .35 g = .00035 kq və l = .32 m, buna görə = (.00035 kq)/(. 32 m) = .001094 kq/m
Buna görə də, v = T/ =, (520 N/(. 004 kq/m)) = 360,56 m/s
v 2 = T/

T = 2 v
T = 86.7 Ş
(Mündəricat)

27. Barmaqsız gitara siminin uzunluğu 0,7 m -dir və C -nin ortasında (330Hz) E -ni çalmağa uyğunlaşdırılmışdır. C -nin ortasından (440Hz) yuxarıda A oynamaq üçün barmağın ucunun ucundan nə qədər uzaqda yerləşdirilməlidir?

Əsas olaraq, simin sonunda iki düyün və ortada bir düyün əleyhinədir, buna görə də telin titrəmə uzunluğu (.70 m) 2 /4 l, buna görə l = 1,4 m

Telin dalğa sürəti olmalıdır
v = f l = (330 Hz) (1,4 m) = 462 m/s

İndi 440 Hz -də dalğa uzunluğu olmalıdır
l = v/f = (462 m/s)/(440 Hz) = 1.05 m və əsasda dalğa uzunluğunun yalnız yarısı ipə uyğun gəldiyindən, simin indi (1.05 m)/olması lazım olduğunu anlayırıq. 2 = .525 m uzunluğundadır, yəni ipin barmaqlı olması lazımdır .70 - .525 m = .175 m ucundan.
(Mündəricat)

28. İstilik 21 0 C olduqda, orta C (262Hz) yayan açıq orqan borusunun uzunluğunu təyin edin.

Səsin temperaturdan asılı olaraq sürəti düsturdan qaynaqlanır: v = 331 + 0.6T m/s
Beləliklə, səsin sürəti indi: v = 331 + 0.6*21 = 343.6 m/s
Bu temperaturda 262 Hz səsin dalğa uzunluğu: l = v/f = 343.6/262 = 1.31m
Hər iki ucu açıq orqan borusunun ortasında bir düyün və hər ucunda iki anti-düyün olduğu üçün borunun uzunluğu (L) 2 /4 l və ya L = l /2 = (1.31 m) /2 = 0.66m
(Mündəricat)

29. (a) 15 sm dərinlikdə olan boş soda şüşəsinin üstündə boulinqdən hansı rezonans tezliyi gözləyərdiniz? (b) Üçdə biri soda ilə dolu olsaydı, bu necə dəyişərdi?

(a) Boş soda şüşəsi, düyünün şüşənin altındakı (sabit ucu) və əleyhinə düyünün yuxarı hissəsində olan qapalı bir borudur. Buna görə şüşənin uzunluğu (L) yalnız 1 /4 l və ya l = 4L = 4 (.15 m) = 0.60 m
Rezonans tezliyi olmalıdır: f = v/l = (343 m/s)/(0.60 m) = 571.67Hz (Səsin sürətinin 343 m/s olduğunu düşünsək)

(b) Borunun uzunluğu artıq olanın 2/3 hissəsidir və ya (2/3) (. 015 m) = .40 m
İndi rezonans tezliyi: f = v/l = (343 m/s)/(0.40 m) = 857.5H z
(Mündəricat)

30. İnsan eşitmə diapazonunu (20Hz -20kHz) əhatə edən açıq borulu borularla bir boru orqanı qursaydınız, boruların uzunluq aralığı nə qədər olardı?

Havada səs sürəti 343 m/s -dir.
F ilə1 = 20 Hz, dalğa uzunluğu: l = v/f = (343 m/s)/(20 Hz) = 17.15 m. Hər iki ucu açıq orqan borusunun ortasında bir düyün və hər ucunda iki anti-düyün olduğu üçün borunun uzunluğu (L) 2 /4 l və ya L = l /2 = (17,15 m) /2 = 8,575 m (ən uzun)
F ilə1 = 20,000 Hz, dalğa uzunluğu: l = v/f = (343 m/s)/(20,000 Hz) = .01715 m. Hər iki ucu açıq orqan borusunun ortasında bir düyün və hər ucunda iki anti-düyün olduğu üçün borunun uzunluğu (L) 2 /4 l və ya L = l /2 = (.01715 m) /2 = .008575 m (ən kiçik)
Buna görə uzunluq aralığı: 0.008575m = & lt L = & lt 8.575m olmalıdır
(Mündəricat)

31. Orqan borusunun uzunluğu 112 sm -dir. Borunun (a) bir ucunda bağlanması və (b) hər iki ucunda açıq olması halında, əsas və ilk üç səslənən tonlar hansılardır?

Bir ucu qapalı, biri də açıqdırsa, gedən ardıcıl harmonik nümunəsi əldə edirsiniz
f1, 3f1, 5f1, 7f1, 9f1 - yəni təməlin tək təkləri, buna görə də əsasını tapaq:
Bir ucu sabit və ya qapalı bir boru ilə, əsasda, düyün qapalı ucdadır (sabit uc) və anti-node açıq ucdadır. Beləliklə, borunun uzunluğu (L) yalnız 1 /4 l və ya l = 4L = 4 (1.12 m) = 4.48 m və v = f l ilə əldə edə biləcəyiniz tezlik.
İndi rezonans tezliyi: f = v/l = (343 m/s)/(4.48 m) = 75.6 Hz
Növbəti ikisini indi tapa bilərsiniz:
f1 = 75.6 Hz (əsas tezlik)
f2 = 3f1 = 3 x 75,6 Hz = 230 Hz
f3 = 5f1 = 5 x 75.6 Hz = 383 Hz
f3 = 7f1 = 7 x 75.6 Hz = 536 Hz

Hər iki ucu açıqdırsa, ardıcıl harmoniklər nümunəsi əldə edirsiniz
f1, 2f1, 3f1, 4f1, 5f1 - yəni təməlin qatları, buna görə də əsasını tapaq:
Əsas olaraq, hər iki ucu açıq orqan borusunun ortasında bir düyün və hər ucunda iki anti-düyün var, borunun uzunluğu (L) 2 /4 l və ya L = l /2 və ya l = 2L = 2 (1.12 m) = 2.24 m və v = f l ilə əldə edə biləcəyiniz tezlik.
İndi rezonans tezliyi: f = v/l = (343 m/s)/(2.28 m) = 153.1 Hz
Növbəti ikisini indi tapa bilərsiniz:
f1 = 153.1 Hz (əsas tezlik)
f2 = 2f1 = 2 x 153.1 Hz = 306 Hz
f3 = 3f1 = 3 x 153.1 Hz = 459 Hz
f3 = 4f1 = 4 x 153.1 Hz = 612 Hz
(Table of contents)

33. A highway overpass was observed to resonate as one full loop when a small earthquake shook the ground vertically at 4.0 Hz. The highway department put a support at the center of the overpass, anchoring it to the ground as shown in Fig. 12 - 34. What resonant frequency would you now expect for the overpass? It is noted that earthquake rarely do significant shaking above 5 or 6 Hz. Did the modifications do any good?

With one support in the center, the second harmonic, or first overtone could still vibrate or resonate, as it has a node here. (So could the fourth, the 8th, all octaves (doublings) of the fundamental). The second harmonic would have twice the frequency, or vibrate at 8.0 Hz, and since apparently earthquake waves don't go this high in frequency, it would seem that this would work.
(Table of contents)

35. (a) At T = 15 0 C, how long must a close organ pipe be if it is to have a fundamental frequency of 294 Hz? (b) If this pipe were filled with helium, what would its fundamental frequency be?

Well, since they give a temperature, we must calculate the new speed of sound:
v = 331 m/s + (.60 m/s/ o C)(15 o C) = 340 m/s.

The wavelength of a 294 Hz wave at this wave speed is l = v/f = (340 m/s)/(294 Hz) = 1.1565 m
With one end fixed, or a closed pipe, at the fundamental, the node is at the closed end (fixed end) and the anti-node is at the open end. Therefore the length of the pipe (L) is equal to only 1 /4 l , so L = 1 /4( 1.1565 m ) = .289 m

The speed of sound in Helium is 1005 m/s (Look it up in your book - table 12-1 p 348)
The length of the pipe (L) is equal to only 1 /4 l , or l = 4L = 4(.289 m) = 1.1565 m , (we have figured this out before) and the frequency you can get with v = f l .
The resonant frequency now is: f = v/l = (1005 m/s)/( 1.1565 m ) = 869 Hz
(Table of contents)

36. A particular organ pipe can resonate at 264Hz, 440Hz, and 616Hz. (a) Is this an open or closed pipe? (b) What is the fundamental frequency of this pipe?

A both ends open organ pipe would resonate at multiples of a fundamental, or f1, 2f1, 3f1, 4f1, 5f1 - and if it had one end closed, it would resonate at f1, 3f1, 5f1, 7f1, 9f1 - that is, odd multiples of the fundamental. So which is this??

Let's play with numbers:
616 - 440 = 176 Hz
440/176 = 2.5
so 176 Hz is not the fundamental. What about half of 176 Hz? 176 Hz/2 = 88 Hz
264/88 = 3
440/88 = 5
616/88 = 7

So I think they want us to say that it is a closed end pipe, and we are seeing the second (3x) third (5x) and fourth (7x) harmonics, but since they never said that these were successive harmonics (i.e. that there were no other resonant frequencies in between) then the pipe really could be a both ends open with a fundamental of say 44 Hz or 22 Hz or 11 Hz or even 2 H or 1 Hz (That is any thing that would go into (264, 440, 616) evenly - any factor of 88)
(Table of contents)

37. A uniform narrow tube 1.8m long is open at both ends. It resonates at two successive harmonics of frequency 275Hz and 330Hz. What is the speed of sound in the gas in the tube?

A both ends open organ pipe would resonate at multiples of a fundamental, or f1, 2f1, 3f1, 4f1, 5f1 - so successive harmonics are separated in frequency by the fundamental frequency, 330 Hz - 275 Hz = 55 Hz in this case.
Since a both ends open organ pipe has a node in the middle, and two anti-nodes at each end, the length of the pipe (L) is equal to 2 /4 l , or L = l /2 , or l = 2L = 2(1.8 m) = 3.60 m, and the velocity you can get with v = f l .
v = (55 Hz)(3.60 m) = 198 m/s
(Table of contents)

38. A pipe in air at 20 0 C is to be designed to produce two successive harmonics at 240Hz and 280Hz. How long must the pipe be, and is it open or closed?

A both ends open organ pipe would resonate at multiples of a fundamental, or f1, 2f1, 3f1, 4f1, 5f1 - and if it had one end closed, it would resonate at f1, 3f1, 5f1, 7f1, 9f1 - that is, odd multiples of the fundamental. So which is this??

Let's play with numbers:
280 - 240 = 40 Hz

280/40 = 7
240/40 = 6
Since these are successive harmonics (none in between) then this must be a both ends open pipe with a fundamental frequency of 40 Hz.

The velocity of sound at room temperature is 343 m/s, and at 40 Hz the wavelength is
= (343 m/s)/(40 Hz) = 8.575 m
At the fundamental, a both ends open organ pipe has a node in the middle, and two anti-nodes at each end, the length of the pipe (L) is equal to 2 /4 l , or L = l /2 , L = ( 8.575 m)/2 = 4.3 m
(Table of contents)

42. A piano turner hears one beat every 2.0s when trying to adjust two strings, one of which is sounding 440Hz, so that they sound the same tone. How far off in frequency is the other string?

If the beat period is 2.0 s, then the beat frequency is .50 Hz (f = 1/T)
We know that the beat frequency is just the difference in the two frequencies. So the other frequency is either 439.5 or 440 .5 Hz.
(Table of contents)

43. What will be the "beat frequency" if middle C (262Hz) and C# (277Hz) are played together? Will this be audible? What if each is played two octaves lower (each frequency reduced by a factor of 4)?

The beat frequency would just be the difference in the frequencies:
beat = | 1 - 2 |
beat = |262 Hz - 277 Hz| = 15 Hz
And no, you would not be able hear that as beats, as the human ear can hear about 8 beats/sec
Two octaves lower, the frequencies would be:
262/4 = 65.5 Hz

277/4 = 69.25 Hz
Again, he beat frequency would just be the difference in the frequencies:
beat = | 1 - 2 |
beat = |69.25 Hz- 65.5 Hz| = 3.75 Hz
And this would be audible as beats.
(Table of contents)

44. A certain dog whistle operates at 23.5hHz, while another (brand X) operates at an unknown frequency. If neither whistle can be heard by humans when played separately, but a thrill whine of frequency 5000Hz occurs when they are played simultaneously, estimate the operating frequency of brand X.

The mystery whistle has a frequency that is 5000 or 5 kHz from the other, which means is is at 23.5 + or - 5 kHz, which means the two options are 28.5 kHz (above human hearing) or 18.5 kHz which would be audible, and since it is not audible, then the other must be the higher frequency of 28.5 kHz.
(Table of contents)

45. A guitar string produces 4 beats/s when sounded with a 350Hz tuning fork and 9 beats when sounded with a 355Hz tuning fork. What is the vibrational frequency of the string? Explain your reasoning

At 350 Hz, and 4 beats/s, the other string could be 354 or 346 Hz, and at 355 Hz, and 9 beats/s, the other string could be 346 Hz, or 364 Hz. The only frequency that would work or course is 346 Hz.
(Table of contents)

48. Two loudspeakers are 2.5 m apart. A person stands 3.0 m from one speaker, and 3.5 m from the other. a) What is the lowest frequency at which destructive interference will occur at this point? b) calculate two other frequencies that also result in destructive interference at this point. (give the next two highest)

If destructive interference occurs at this point, then the difference in distance from one speaker to the next (.50 m in this case) must be have a half wavelength remainder. (i.e. the distance is 1 /2 l, 1 1 /2 l , 2 1 /2 l , 3 1 /2 l . )
The lowest frequency would be the longest wavelength, so
the difference in dis
.50 m = 1 /2 l
l = 1.0 m
Assuming that v for sound is 343 m/s, we can use
v = l
so f = 343 Hz

The next would be the next longest
.50 m =1 1 /2 l
l = .3333 m
Assuming again that v for sound is 343 m/s, we can use
v = l
so f = 1029 Hz

The last would be the next longest
.50 m =2 1 /2 l
l = .2 m
v = l
so f = 1715 Hz
(Table of contents)

49. A source emits sound of wavelengths 2.64 m and 2.76 m in air. (a) How many beats per second will be heard (assume T = 20 0 C)? (b) How far apart in space are the regions of maximum intensity?

We can find the frequencies of the two waves by using
v = l
f = v/ l = (343 m/s)/(2.64 m) = 129.92 Hz
f = v/ l = (343 m/s)/(2.76 m) = 124.28 Hz

For the beat frequencies:
beat = | 1 - 2 |
beat = | 129.92 Hz - 124.28 Hz | = 5.65 Hz

The beat frequency itself would have a wavelength in air of
l = v/f = (343 m/s)/(5.65 Hz) = 61 m
(Table of contents)

20. A wave along a string has the following equation (x in meters and t in seconds):
y = (0.02)sin(30t-4.0x)
Find the amplitude, frequency, speed, and wavelength?

The trick is to compare the equation with our template:
y = Asin( w t kx) where k = 2 p / l and w = 2 p

y = (0.02)sin(30t-4.0x)
belə ki
A = .02 m
w = 30 rad/s = 2 p
k = 4.0 m -1 = 2 p / l
So the amplitude is simply A = .02 m
The frequency you can find with
30 rad/s = 2 p
f = 4.77 Hz
And the wavelength you can find with
k = 4.0 m -1 = 2 p / l
l = 1.57 m, and finally the velocity you can find with
v = l
v = (4.77 Hz)(1.57 m) = 7.5 m/s
(Table of contents)

21. For the wave y = 5sin30 səh [t-(x/240)], where x and y are in centimeters, and t is in seconds, find the a) displacement when t = 0, and x = 2 cm b) wavelength c) velocity of the wave, and d) frequency of the wave

The trick is to compare the equation with our template:
y = Asin( w t kx) where k = 2 p / l and w = 2 p

y = 5sin30 səh [t-(x/240)] = 5sin <30səh t-(30 səh /240)x>
(I distributed the 30 p so it would look like our formula)
belə ki
A = 5 cm
w = 30 p rad/s = 2 p
k = (30 p /240) m -1 = 2 p / l
So the displacement at t = 0, and x = 2 cm
y = 5sin30 p [0-(2/240)] = -3.53 cm
The frequency you can find with
w = 30 p rad/s = 2 p
f = 15 Hz
And the wavelength you can find with
(30 p /240) m -1 = 2 p / l
l = 16 cm, and finally the velocity you can find with
v = l
v = (15 Hz)(16 c m) = 240 cm/s
(Table of contents)

23. For the wave shown in Fig 23-3, find its amplitude, frequency, and wavelength if its speed is 300 m/s. Write the equation for this wave as it travels out along the +x axis if its position at t = 0 is as shown

If you look at the drawing, exactly 2 1/2 wavelengths take 20 cm, and so the wavelength is
2.5 l = 20 cm
l = 8 cm = .08 m
Since the velocity is 300 m/s, we can find the frequency with
v = l
f = 3750 Hz
You can read the amplitude right off the figure as .06 m, and now we are ready to use our fancy equation template to make our wave equation:
y = Asin( w t kx) where k = 2 p / l and w = 2 p
A = .06 m
w = 2 p = 23600 s -1
k = 2 p / l = 78.5 m -1
belə ki
y = Asin( w t kx) = (.06m)sin( ( 23600 s -1 ) t ( 78.5 m -1 )x)
(Table of contents)


8.2: P, S, and Surface Waves

The speed of an earthquake wave is not constant but varies with many factors. Speed changes mostly with depth and rock type. P waves travel between 6 and 13 km/sec. S waves are slower and travel between 3.5 and 7.5 km/sec.

What's a Seismogram?

  • P-waves and the P-wave arrival time
  • S-waves and the S-wave arrival time
  • S-P interval (expressed in seconds)
  • S-wave maximum amplitude (measured in mm)

Note well: This seismogram is a simulation. The actual records of earthquake waves are far more complicated than what is presented here. As P and S waves travel through the earth, they are reflected by various layers of the earth (such as the core- mantle boundary). This interaction produces additional seismic waves (phases) which will be detected by seismographs. Once you successfully complete this tutorial, you will be given links to some seismology labs, where you can see real seismograms.

How is an Earthquake's Epicenter Located?

In order to locate the epicenter of an earthquake you will need to examine its seismograms as recorded by three different seismic stations. On each of these seismograms you will have to measure the S - P time interval (in seconds). (In the figure above, the S - P interval is about 45 seconds. The vertical lines are placed at 2 second intervals.) The S - P time interval will then be used to determine the distance the waves have traveled from the origin to that station.

The actual location of the earthquake's epicenter will be on the perimeter of a circle drawn around the recording station. The radius of this circle is the epicentral distance. One S - P measurement will produce one epicentral distance: the direction from which the waves came is unknown. Three stations are needed in order to "triangulate" the location.

Copyright © 1996-2019 Virtual Courseware Project


Videoya baxın: Study Geoscience at JCU (Sentyabr 2021).