Задачник по физике - Белолипецкий С.Н. (1238768), страница 38
Текст из файла (страница 38)
Определите смещение а зтих точек в момент времени, когда смеп1ение вибратора равно нулю. 186 КОЛЕВЛНИЯ И ВОЛНЫ гл. 4 4.117 . Точечный вибратор излучает сферическук> волну. Определите разность фаз Ь~о колебаний в точках, находящихся на расстояниях Е> = 8,0 м и Вз = 10 м от вибратора. Длина волны Л = 4, 0 м. 4.118 . Плоская поперечная волна задана уравнением 1 ,э(л,1) = 3,0 10 4 сов(3141 — ае) (здесь э и л даны в метрах, 1— в секундах). Определите частоту», фазовую скорость и и длину Л волны; скорость о и ускорение а частип среды, определите максимальные значения этих величин г,„„„и а„„,, 4.119~.
Волна от катера. проходящего по озеру, доп>ла до берега через т = 1, 0 мин., причем расстояние между соседними гребнями оказалось равным Ь1 = 1, 5 м, а время между двумя пос >едовательными ударами о берег ЬТ = 2. 0 с. На каком расстоянии В от берега проходил катер' > 4.120 . Во сколько раз и изменится длина звуковой волны при переходе из воздуха в воду? Скорость звука в воздухе и> = = 340 м,'с, в воде иэ = 1,4 км,'с. 4.1211. На расстоянии э = 1068 м от наблюдателя ударяют молотком по железнодорожному рельсу. Наблк>датель, приложив ухо к рельсу, усльппал звук на Ь1 = 3,0 с раньпш, чем он дошел до него по воздуху. Определите скорость звука и> в стали.
если скорость звука в воздухе иэ .= 340 м>'с. 4.122 . Звук выстрела и вертикально выну>ценная пуля одэ повременно достигают высоты й = 680 м. Какова начальная скорость по пули, если скорость звука в воздухе и = 340 м!с? Сопротивлением воздуха пренебречь. 4.123~. Самолет лет>п горизонтально со сверхзвуковой скоростью о. Наблюдатель услып>ал звук самолета через время т после того, как увидел самолет над головой. На какой высоте 1г, летит сахюлет? 4.124~. Наблюдатель заметил приближающийся к нему со скоростью г = 500 11,'с реактивный самолет на расстоянии э = = 6 км.
На каком расстоянии Я будет находиться самолет от наблюдателя, когда он услыши>т звук его двигателей? 4.125а. Из пункта А в пункт В был послан звуковой сигнал частоты и = 50 Гц, распространяющийся со скоростью ио = 340 х>!'с: при этом на расстоянии от А до В укладывалось целое число волн. Когда температура воздуха стала на ЛТ =- 20 К вьппе, чем в первом случае, опыт повторили. При этом число длин волн, уклалывающихся на расстоянии от А до В, уменьшилось на п = 2.
Определите расстояние В между пунктамп А и В, если при повышении температуры воздуха на ЬТ> = 1 К скорость звука увеличивается на Ь>0 = О., 5 м,'с. пигкменный тОК !87 4.126 . В воде распространяется звуковая волна с частотой 1 колебаний» = 725 Гц. Скорость звука в воде и„= 1450 м,'с. Определите, на каком расстоянии Ьх друг от друга находятся точки, соверп>ающие колебания: а) в противоположных фазах: б) в одинаковых фазах; в) с разностью фаз Ьр = я/4. 4.127>. Открытая с двух сторон труба имеет первую резонансную частоту» = 400 Гц.
На какой наиболее низкой частоте »> будет резонировать эта труба, если закрыть один из ее коннов? Считайте, что открытые концы трубы являются пучностями, а закрытые узлами смещения. 4.128>. Труба длины 1 = 1 и заполнена воздухом прн нормальном атмосферном давлении. Один раз труба была открыта с одного конца, другой раз с обоих концов, в третий раз закрыта с обоих коннов. При каких минимальных частотах в трубе будут возникать стоячие волны в этих трех случаях? Открытые концы трубы являклтя пучностями, закрьггые узлами смещения. 4.129>. На шнуре длины Ь =- 2,0 м, один конеп которого пртткрсплен к стене, а другов колеблется с частотой >х =- 5, 0 Гц, образовалась стоячая волна.
При этом на дл>лне шнура возникает и = 3 узла (считая узел на закрепленном конце), Определите скорость г распространения волн вдолыпнура. 4.130а. Автомобиль, движущийся со скоростью и =- 120 кх>,~'ч, издает звуковой сигнал длительностью то =- 5, 0 с. Какой длительности т сигнал усльппит стоящий на п>оссе человек, если автомобиль: а) приближается к нему'? б) удаляется от него? 4.131а. Динамик излучает сферическую звуковую волну с гастотой по = 1,0 кГц. Какую частоту» зафиксирует наблюдатель, движущийся к динамику со скоростью и = 60 км,'ч? Скорость звука в воздухе и = 340 х>/с. 4.132а. Какую частоту» звуковых колебаний зафиксирует неподвижный наблюдатель, находящийся на расстоянии 7 от прямолинейного п>оссе, по которому движется со скоростью и автомобиль, испускающий звуковой сигнал с частотой»о, в момент, когда расстояние между автомобилем и наблк>дателем равно Л? Автомобиль приближается к наблюдателю. Скорость звука в воздухе равна о.
4.133а. Гидролокатор подводной лодки, всплываклцей вертикально, излучает короткие ультразвуковые импульсы длительностью то. Определ>п е скорость и подъема лодки, если длительность сигналов, зарегнстри1>ованных приемником гидролокатора после отражения от горизонтального дна, равна т. Скорость распространения ультразвуковых колебаний в воде равна и. 188 колквания и волны ГЛ.
4 4.6. Переменный ток Переменным называют такой электрический ток, сила нлп напряжение которого (или то и другое вместе) изменяя>тся с течением времени. Для переменного синусаидальнага тока мгновенные значения силы тока 1(1) и напряжения 11(4) на участке цепи описываются выражениями 1(г) = 1ав1п(юг+ Ф1)., 11(г) = Гасив(~ 4г+ уа), где 1а и Ге — максимальные (амплитудные) значения силы тока и напряжения. ы цикли а.окая (круговая, угловая) частота тока, у1 и ~рз .- начальные фазы колебаний силы тока и напряжения.
Эффектавным (действующим) значеннм силы периодического тока (соотве*отвеяно ЭДС, ~~~р~~~~~~ и т.д.) ~~~~~~~~ среднее квадрати гное значение тока за период Т его изменения: это значение силы такого постоянного тока, который за промежуток времени, равный одному периоду колебаний переменного тока, вызовет в активном (омическом) сопротивлении выделение такого же коли гества теплоты, как и рассматриваемыи переменный ток.
Для синусоидального тока 1зф, 1' эф 4.1341. Прямоугольная рамка пло- 0 щади 5 вращается в горизонтально на- В правленном однородном магнитном поле (гм. рисунок) с частотой и. Магнитная индукция поля постоянна и рав— — на В. Найдите зависимость от времени магнитного потока Ф(г) 1ерез рамку и ЭДС индукции с(г), возникающей К задаче 4.134 в рамке, если в момент времени 1 .= 0 плоскость рамки; а) расположена горизонтально: б) составляет с горизонтальной плоскостью угол ~ра. Ось 00' вращения рамки горизонтальна и направлена по нормали к линиям магнитной индукции. |!КРКМЕННЫЙ ТОК !89 4.135|. В рамке, содержащей Х = 100 витков проволоки и равномерно вращающейся в однородном магнитном поле, магнитный поток изменяется по закону Ф(1) = 2, 0 10 з соа (3141) (все используемые величины измеряются в единицах СИ). Определите зависимость от времени возникая|щей в рамке ЭДС индукции с(1), эффективное Е,ф и максимальное Ео значения ЭДС индукции, а также значение ЭДС индукции в момент времени 1! = 5, 0 мс.
1хак будет выглядеть зависимость ЭДС индукции с'(|) от врез|сии, если угловая скорость вршцения рамки возрастет в п = 2 раза? 4.136|. Рамка, содержащая А| = 200 витков, вращается в однородном магнитном поле с индукцией В = 15 мТл. Ось вращения проходит через плоскость рамки и перпендикулярна к линиям магнитной инлукц|п|. Определите ЭДС индукции Е(т), возникаюшую в рамке спустя г = 0,01 с после прохождения рамкой положения равновесия. Площадь рамки Я = 300 ем~. Амплитудное значение ЭДС ин,чукпии Ео = 7, 2 В.
4.137|. Напряжение на копнах участка цепи, по которому течет переменный ток, изменяется с течением времени по закону к! Т (7(1) = Ьов|п (оЛ+ — ). В момент времет| т = —, где Т лев) |2' риод колебаний, мгновенное значение напряжения 77(т) =- 10 В. Определите амплитудное значение напряжения (?о, частоту и и циклическую частоту ш колебаний, если период колебаний равен Т = О, 01 с. Постройте график зависимости с?(~). 4.138 .
По цепи протекает переменный ток частоты и = = 2, О. 10в Гц. Определите, спустя какое минимальное время Ь1 после момента, когда сила тока в цепи была равна нулю, она станет равной 7 = 25 мА. Амплитудное значение силы тока в цепи равно 1о = 100 мА. 4.139|. Обмотка ротора генератора переменного тока представляет собой прямоугольную рамку со сторонами 7! = 4,0 см и Ьз = 8,0 см, состояшую из А| = 20 витков медного провода диаметра д = О, 50 мм. Рамка вращается с частотой и— = 50 Гц в однородном магнитном поле с индукцией В = О, 5 Тл. Ось вращения проходит через середины противоположных сторон рамки и перпендикулярна к линиям магнитной индукции.
Определите среднюк| тепловую мощность Р, выделяющуюся в подключенном к генератору сопроп|влеции Л .= 1, 0 Ом. Удельное сопротивление меди р = 1, 7 10 " Ом м. 4.140|. Напряжение зажигания неоновой лампы с|, = 80 В, напряжение гап|сиия о', = 70 В. Вольтметр пока|ывает, что в цепи переменного тока напряжение равно о' = 60 В. Будет ли лампа гореть в этой цепи? Ответ обосновать.
190 колквания и волны ГЛ. 4 4.141 . Неоновая лампа с напряжением зажигания оз = г = 156 В включена в сеть переменного тока, эффективное значение напряжения которого Гзф = 220 В, частота и = 50 Гц. Определите частоту и вспы- 1 гпек лампы. В течение какой части периода 1о лампа горит? Напряжет ние гап1ения лампы счио 2 тайте равным напряжению зажигания. 4.142г. Вследствие 2 неполного выпрямлсння диодом синусоидального тока зависимость от Вре" зала не меня силы тока, текущего через диод, имеет виц, показанный на рисунке.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
