Τεστ στα Κύματα Β (Επίπεδο δυσκολίας: Εύκολο)

Τα ηλεκτρομαγνητικά κύματα:

Σε γραμμικό ελαστικό μέσο έχει δημιουργηθεί στάσιμο αρμονικό κύμα που έχει εξίσωση \[y=2A συν \frac{2πx}{ λ } \cdot ημ \frac{ 2πt }{ T }\]. Η απόσταση δύο διαδοχικών δεσμών είναι:

Σε οριζόντιο ελαστικό γραμμικό μέσο έχει δημιουργηθεί αρμονικό κύμα. Η Θ.Ι. ενός σημείου Ζ του μέσου απέχει από τον πλησιέστερο σ’ αυτό δεσμό απόσταση \[\frac{λ }{ 6 }\]. Το πλάτος ταλάντωσης του σημείου Ζ είναι:

Στο παρακάτω σχήμα φαίνεται το στιγμιότυπο στάσιμου αρμονικού κύματος που δημιουργείται σε οριζόντια ελαστική χορδή ΟΚ τη χρονική στιγμή \[t_1\]. Τη στιγμή αυτή όλα τα σημεία της χορδής που ταλαντώνονται έχουν μέγιστη κατά μέτρο επιτάχυνση. Η περίοδος των τρεχόντων κυμάτων που η συμβολή τους δημιουργεί το στάσιμο κύμα είναι \[Τ\]. Ποιες από τις παρακάτω προτάσεις είναι σωστές;

Σε οριζόντια ελαστική χορδή που η διεύθυνσή της εκτείνεται στον άξονα \[x' Ox\] έχει δημιουργηθεί στάσιμο κύμα που περιγράφεται απ’ την εξίσωση \[y=2A συν \frac{ 2πx }{λ } \cdot ημωt \]. Δύο σημεία Β,Γ της χορδής βρίσκονται στις θέσεις \[x_B = - \frac{λ}{6}\] και \[x_Γ=1,5\, λ \] αντίστοιχα. H μέγιστη κατακόρυφη απόστασή τους είναι:

Σε γραμμική ελαστική χορδή που η διεύθυνσή της ταυτίζεται στο θετικό ημιάξονα \[Οx\] έχει δημιουργηθεί στάσιμο αρμονικό κύμα που περιγράφεται απ’ την εξίσωση \[y=2A συν \frac{ 2πx }{ λ } \cdot ημ \frac{2πt}{ Τ }\]. Οι θέσεις ισορροπίας δύο σημείων Ζ, Η έχουν τετμημένες \[x_Z=\frac{λ }{ 6 }\] και \[x_H = \frac{25λ }{ 12 }\]. Μια χρονική στιγμή \[t_2\] το σημείο Η έχει ταχύτητα \[υ_{Η,2}=\frac{2π}{Τ} Α \sqrt{3}\]. Την ίδια στιγμή το σημείο Z έχει ταχύτητα:

Σε οριζόντια χορδή ΟΚ που η διεύθυνσή της ταυτίζεται με το θετικό ημιάξονα \[Οx\] έχει δημιουργηθεί στάσιμο αρμονικό κύμα. Τα κύματα που η συμβολή τους δημιουργεί το κύμα αυτό έχουν μήκος κύματος \[λ=1\, m\], περίοδο \[Τ\] και πλάτος \[Α\]. Στο παρακάτω σχήμα φαίνεται η γραφική παράσταση της συνάρτησης του πλάτους \[Α'\] των σημείων με τη θέση τους \[x\] πάνω στη χορδή. Ποιες από τις παρακάτω προτάσεις είναι σωστές;

Σε ελαστική οριζόντια χορδή έχει δημιουργηθεί εγκάρσιο αρμονικό κύμα που περιγράφεται απ’ την εξίσωση \[ y=2A συν \frac{2πx }{λ } \cdot ημ \frac{ 2πt }{ T }\]. Στο πρώτο από τα παρακάτω σχήματα φαίνεται το στιγμιότυπο του στάσιμου κύματος τη στιγμή \[t_1\]. Να αντιστοιχίσετε τις χρονικές στιγμές της στήλης Α με τα στιγμιότυπα της στήλης Β.

Δύο όμοιες οριζόντιες χορδές \[(1)\, , \, (2)\] ίσου μήκους που τα άκρα τους είναι ελεύθερα (κοιλίες) έχουν δημιουργηθεί στάσιμα κύματα με εξισώσεις \[y_1=0,01 συν4πx \cdot ημ20πt\] (S.I.), \[y_2=0,04 συν2πx \cdot ημ10πt\] (S.I.). Οι μέγιστες επιταχύνσεις των κοιλιών στις χορδές είναι αντίστοιχα \[α_{max,1} \, , \, α_{max,2}\] αντίστοιχα. Τότε ισχύει:

Η εξίσωση του ηλεκτρικού πεδίου ενός αρμονικού ηλεκτρομαγνητικού κύματος είναι \[Ε=75 \cdot ημ4π\left( 6 \cdot 10^{10} t-2 \cdot 10^4 x\right) (S.I.)\]. Η ταχύτητα στο κενό είναι \[c=3 \cdot 10^8 \frac{ m }{ s }\]. Η εξίσωση του μαγνητικού πεδίου του ηλεκτρομαγνητικού αυτού κύματος σε άλλο μέσο εκτός του κενού στο οποίο διαδίδεται και μακριά απ’ την πηγή που το δημιούργησε είναι:

Σε οριζόντια ελαστική χορδή συμβάλλουν δύο όμοια τρέχοντα αρμονικά κύματα πλάτους \[Α\] που η συμβολή τους δημιουργεί σ’ αυτήν στάσιμο κύμα. Η απόσταση ενός δεσμού με τη διαδοχική του κοιλία είναι \[\ell_1\]. Δύο σημεία Ζ, Η της χορδής παραμένουν συνεχώς ακίνητα. Μεταξύ των δύο αυτών σημείων δημιουργούνται \[8\] σημεία που έχουν ενέργεια ταλάντωσης ίση με τη μισή της ενέργειας ταλάντωσης μιας κοιλίας της χορδής. Τα \[8\] αυτά σημεία έχουν πλάτος:

Σε οριζόντια ελαστική χορδή ΟΚ που εκτείνεται κατά τη διεύθυνση του θετικού ημιάξονα \[Οx\] έχει δημιουργηθεί στάσιμο αρμονικό κύμα. Η εξίσωση του ενός εκ των δύο τρεχόντων κυμάτων που δημιούργησαν το στάσιμο κύμα έχει εξίσωση \[y=0,02 ημ2π\left( 5t - \frac{x}{2}\right)\] (S.I.). Στο παρακάτω σχήμα φαίνεται η μεταβολή της μέγιστης ταχύτητας των σημείων της χορδής με τη θέση τους \[x\] πάνω στη χορδή. Ποιες από τις παρακάτω προτάσεις είναι σωστές;

Σε οριζόντια ελαστική χορδή έχει δημιουργηθεί αρμονικό στάσιμο κύμα. Σημείο Ζ της χορδής τη χρονική στιγμή \[t_1\] επιστρέφει στη Θ.Ι. του. Για τα σημεία της χορδής που ταλαντώνονται τη στιγμή \[t_1\] ισχύει ότι:

Μεταξύ των άκρων Ο, Ζ μιας οριζόντιας ελαστικής χορδής που η διεύθυνσή της ταυτίζεται με το θετικό ημιάξονα \[Οx\] έχει δημιουργηθεί στάσιμο αρμονικό κύμα από δύο τρέχοντα κύματα μήκους κύματος \[λ\], περιόδου \[Τ\] και πλάτους \[Α\] που διαδίδονται ταυτόχρονα στη χορδή με αντίθετες κατευθύνσεις. Στο παρακάτω σχήμα φαίνεται το στιγμιότυπο του στάσιμου κύματος τη χρονική στιγμή \[t_1\] σ’ όλη την έκταση της χορδής. Ποιες από τις παρακάτω προτάσεις είναι σωστές;

Σε χορδή ΟΖ που η διεύθυνσή της ταυτίζεται με το θετικό ημιάξονα \[Οx\] έχει δημιουργηθεί στάσιμο κύμα με εξίσωση \[y=0,02 συνπx \cdot ημ10πt\] (S.I.). Το άκρο Ζ της χορδής είναι ακλόνητα στερεωμένο. Στο παρακάτω σχήμα φαίνεται το στιγμιότυπο του στάσιμου κύματος σ’ όλη την έκταση της χορδής τη χρονική στιγμή \[t_1\] που η αρχή Ο έχει θετική ταχύτητα. Τα αναγραφόμενα σημεία Ο, Β, Γ, Δ, Ε, Ζ χωρίζουν τη χορδή σε ίσα ευθύγραμμα τμήματα. Το Γ είναι η πρώτη κοιλία μετά το Ο. Ποιες από τις παρακάτω προτάσεις είναι σωστές;

Δύο πανομοιότυπα εγκάρσια αρμονικά κύματα διαδίδονται με αντίθετες κατευθύνσεις κατά μήκος οριζόντιας ελαστικής χορδής με μήκος κύματος \[λ\]. Η συμβολή τους δημιουργεί στη χορδή στάσιμο κύμα. Δύο σημεία Γ, Δ ταλαντώνονται με μέγιστο πλάτος ενώ μεταξύ τους υπάρχουν \[4\] σημεία που παραμένουν συνεχώς ακίνητα. Το τμήμα ΓΔ έχει μήκος:

Δύο όμοια αρμονικά κύματα συχνότητας \[f\] δημιουργούν σε οριζόντιο γραμμικό ελαστικό μέσο που τα δύο άκρα του είναι ακλόνητα στερεωμένα στάσιμο κύμα. Στη χορδή έχουν δημιουργηθεί \[Ν\] κοιλίες. Η συχνότητα που πρέπει να έχουν τα τρέχοντα κύματα ώστε να δημιουργηθεί στη χορδή διπλάσιος αριθμός κοιλιών χωρίς ν’ αλλάξει η κινητική κατάσταση των άκρων της είναι:

Σε οριζόντιο ελαστικό μέσο που εκτείνεται στη διεύθυνση του άξονα \[x' Ox\] έχει δημιουργηθεί εγκάρσιο αρμονικό κύμα που περιγράφεται απ’ τη σχέση \[y=2A συν \frac{ 2πx }{ λ } \cdot ημ \frac{ 2πt }{ T }\]. Το στάσιμο κύμα έχει δημιουργηθεί σ’ όλη την έκταση της χορδής τη στιγμή \[t=0\]. Να επιλέξετε ποια από τα παρακάτω διαγράμματα είναι σωστά. Η γραφική παράσταση της συνάρτησης της φάσης ενός σημείου του μέσου που ταλαντώνεται μπορεί να είναι:

Σε οριζόντια ελαστική χορδή ΟΖ έχει δημιουργηθεί στάσιμο κύμα απ’ τη συμβολή δύο εγκάρσιων αρμονικών κυμάτων που διαδίδονται στη χορδή με ταχύτητα \[υ_δ=20\, \frac{ m }{ s }\]. Στο παρακάτω σχήμα φαίνεται το στιγμιότυπο του στάσιμου κύματος σ’ όλο το μήκος της χορδής τη χρονική στιγμή \[t_1\] που όλα τα σημεία της χορδής που ταλαντώνονται έχουν μέγιστη κατά μέτρο επιτάχυνση. Ο αριθμός των κοιλιών της χορδής που έχουν διαφορά φάσης π rad με την κοιλία Ο είναι:

Δύο όμοιες οριζόντιες χορδές κιθάρας \[(1)\, , \, (2)\] με ίσο μήκος έχουν δεμένα τα δύο άκρα τους και δημιουργούμε σ’ αυτές στάσιμα κύματα με εξισώσεις \[ y_1=0,01 συν4πx \cdot ημ20πt\] (S.I.) και \[y_2=0,01 συν8πx \cdot ημ40πt\] (S.I.). Το χρονικό διάστημα μεταξύ δύο διαδοχικών ευθυγραμμίσεων των χορδών είναι \[Δt_1\, , \, Δt_2\] αντίστοιχα και τότε ισχύει:

Να επιλέξετε τη σωστή απάντηση. Σε μεγάλη απόσταση απ’ την κεραία παραγωγής ηλεκτρομαγνητικού κύματος η διαφορά φάσης του μαγνητικού και του ηλεκτρικού πεδίου είναι:

Δύο όμοια εγκάρσια αρμονικά κύματα διαδίδονται ταυτόχρονα στην ίδια οριζόντια ελαστική χορδή με αντίρροπες ταχύτητες μέτρου \[υ_δ=8\, \frac{ m }{ s }\]. Η συμβολή τους δημιουργεί στάσιμο κύμα. Το αριστερό άκρο Ο της χορδής ταλαντώνεται ελεύθερα ενώ το δεξί άκρο Κ είναι στερεωμένο σε τοίχο. Στη χορδή δημιουργούνται \[5\] δεσμοί. Ο χρόνος που απαιτείται μεταξύ δύο διαδοχικών στιγμών που ακινητοποιείται ένα σημείο της χορδής που ταλαντώνεται είναι \[Δt=0,125 \, s\]. Η απόσταση μεταξύ δύο διαδοχικών δεσμών της χορδής είναι \[4\] φορές μεγαλύτερη από το πλάτος των τρεχόντων κυμάτων που δημιουργούν το στάσιμο κύμα. Η ελάχιστη απόσταση των δύο παραπάνω σημείων είναι:

Τα μήκη κύματος \[λ\] των ορατών ακτίνων στο κενό παίρνουν τιμές:

Σε οριζόντια ελαστική χορδή έχει δημιουργηθεί στάσιμο κύμα που περιγράφεται απ’ την εξίσωση \[y=0,02 συν20πx \cdot ημ2πt\] (S.I.). Η ελάχιστη κατακόρυφη απόσταση μεταξύ δύο διαδοχικών κοιλιών είναι:

Ποιες από τις παρακάτω προτάσεις είναι σωστές;

Σε οριζόντιο γραμμικό ελαστικό μέσο δημιουργείται από τη συμβολή δύο πανομοιότυπων εγκάρσιων αρμονικών κυμάτων μήκους κύματος \[λ\] στάσιμο κύμα. Η απόσταση των θέσεων ισορροπίας ενός δεσμού με την επόμενή του κοιλία είναι:

Κατά μήκος οριζόντιου ελαστικού μέσου που η διεύθυνσή του ταυτίζεται με το θετικό ημιάξονα \[Οx\] η συμβολή δύο τρεχόντων αρμονικών κυμάτων που περιγράφονται απ’ τις εξισώσεις \[y_1=A ημ2π\left( \frac{t}{T} - \frac{x}{λ} \right)\, , \, y_2=A ημ2π \left( \frac{t}{T}+ \frac{x}{λ} \right)\] αντίστοιχα δημιουργούν στάσιμο κύμα. Στο παρακάτω σχήμα φαίνεται το στιγμιότυπο του στάσιμου κύματος σ’ όλο το μέσο τη χρονική στιγμή \[t_1\]. Τη στιγμή αυτή το Κ έχει ταχύτητα που η κατεύθυνσή της φαίνεται στο σχήμα, ενώ τα σημεία \[Δ_1,\, Δ_2,\, Δ_3\] είναι δεσμοί του στάσιμου κύματος. Ποιες από τις παρακάτω προτάσεις είναι σωστές;

Δύο όμοιες οριζόντιες χορδές \[(1)\, ,\, (2)\] ίσου μήκους που τα άκρα τους είναι ελεύθερα (κοιλίες) έχουν δημιουργηθεί στάσιμα κύματα με εξισώσεις \[y_1=0,01 συν4πx \cdot ημ20πt\] (S.I.), \[y_2=0,04 συν2πx \cdot ημ10πt\] (S.I.). Τα χρονικά διαστήματα μεταξύ δύο διαδοχικών ακινητοποιήσεων των σημείων που ταλαντώνονται είναι \[Δt_1\] και \[Δt_2\] αντίστοιχα για τις δύο χορδές και ισχύει:

Σε οριζόντιο γραμμικό ελαστικό μέσο που εκτείνεται στο θετικό ημιάξονα \[Οx\] έχει δημιουργηθεί στάσιμο κύμα. Η αρχή \[Ο\] του μέσου είναι κοιλία. Αν η περίοδος ταλάντωσης των σημείων του μέσου είναι \[Τ\], σημείο Ε της χορδής είναι ο όγδοος δεσμός μετρώντας απ’ την αρχή \[Ο\] που δημιουργείται στο μέσο. Αν μεταβάλουμε την περίοδο σε \[Τ'\] χωρίς ν’ αλλάξει η κινητική κατάσταση του σημείου \[Ο\], τότε το σημείο Ε γίνεται η πέμπτη κοιλία μετά το \[Ο\]. Για τις περιόδους \[Τ, Τ'\] ισχύει:

Σε οριζόντια ομογενή ελαστική χορδή που η διεύθυνσή της ταυτίζεται με τον άξονα \[x' Ox\] διαδίδονται ταυτόχρονα δύο πανομοιότυπα κύματα με εξισώσεις \[y_1=A ημ2π\left(\frac{t}{T} - \frac{ x }{ λ } \right) \, , \, y_2=A ημ2π \left( \frac{t }{ T }+ \frac{x }{ λ } \right)\]. Η συμβολή τους δημιουργεί στη χορδή στάσιμο κύμα με περισσότερους από δύο δεσμούς. Ποιες από τις παρακάτω προτάσεις είναι σωστές;