Στάσιµο σε χορδή µε ακλόνητα άκρα

Σχετικά έγγραφα
ΓΡΑΠΤΗ ΕΞΕΤΑΣΗ ΣΤΗ ΦΥΣΙΚΗ ΠΡΟΣΑΝΑΤΟΛΙΣΜΟΥ

Παρατηρήσεις στη δηµιουργία του στάσιµου*

2.2. Συμβολή και στάσιμα κύματα.

2.2. Συµβολή και στάσιµα κύµατα. Οµάδα Γ.

Θέµατα Πανελληνίων Φυσικής Κατ ο Κεφάλαιο (µέχρι και Στάσιµα)

Χρόνος ταλάντωσης των σηµείων που βρίσκονται σε υπερβολές ακυρωτικής συµβολής

2.2. Συμβολή και στάσιμα κύματα. Ομάδα Δ.

2.2. Συμβολή και στάσιμα κύματα. Ομάδα Δ.

ιαγώνισµα Γ Τάξης Ενιαίου Λυκείου Κύµατα - Φαινόµενο Doppler Ενδεικτικές Λύσεις Σάββατο 17 εκέµβρη 2016 Θέµα Α

ΔΙΑΓΩΝΙΣΜΑ ΣΤΗ ΦΥΣΙΚΗ ΚΑΤΕΥΘΥΝΣΗΣ Γ ΛΥΚΕΙΟΥ

d = 5 λ / 4 λ = 4 d / 5 λ = 4 0,5 / 5 λ = 0,4 m. H βασική κυματική εξίσωση : υ = λ f υ = 0,4 850 υ = 340 m / s.

Φυσική Γ Θετ. και Τεχν/κης Κατ/σης ΣΤΑΣΙΜΑ ΚΥΜΑΤΑ

ιαγώνισµα Γ Τάξης Ενιαίου Λυκείου Κύµατα - Φαινόµενο Doppler Ενδεικτικές Λύσεις Κυριακή 4 Νοέµβρη 2018 Θέµα Α

ΜΗΧΑΝΙΚΑ ΚΥΜΑΤΑ. 1 ο ΘΕΜΑ. Α. Ερωτήσεις πολλαπλής επιλογής

Ασκήσεις σε στάσιµα κύµατα

2.2. Συμβολή και στάσιμα κύματα. Ομάδα Γ.

β) Να γράψετε την εξίσωση της απομάκρυνσης του (Σ) σε συνάρτηση με το χρόνο, αφού συμβάλλουν σε αυτό τα κύματα.

ιαγώνισµα Γ Τάξης Ενιαίου Λυκείου Κύµατα - Φαινόµενο Doppler Ενδεικτικές Λύσεις Θέµα Α

α. 0cm. β. 10cm. γ. 20cm. δ. 40cm.

α) Η γενική εξίσωση του αρµονικού κύµατος είναι. Συγκρίνοντάς την µε µία από τις δύο εξισώσεις των τρεχόντων κυµάτων, έστω την εξίσωση

ΠΡΟΒΛΗΜΑΤΑ ΠΑΝΕΛΛΑΔΙΚΩΝ ΣΤΑ ΚΥΜΑΤΑ

διαδίδονται δύο αρμονικά εγκάρσια κύματα πλάτους Α 1 , αντίστοιχα. Αν ισχύει ότι Α 2 1 = α 8 max,1 ii. max,2 ) β. λ 2 (υ 1 /υ 2 > 0, v B > 0, v Γ

Επαλληλία Αρµονικών Κυµάτων 5ο Σετ Ασκήσεων - εκέµβρης Επιµέλεια: Μιχάλης Ε. Καραδηµητριου, MSc Φυσικός.

Φυσική Γ Θετ. και Τεχν/κης Κατ/σης ΚΥΜΑΤΑ ( )

1. Το σημείο Ο αρχίζει τη χρονική στιγμή να εκτελεί απλή αρμονική ταλάντωση,

ΕΠΑΝΑΛΗΠΤΙΚΟ ΙΑΓΩΝΙΣΜΑ 2 ΟΥ ΚΕΦΑΛΑΙΟΥ

ΠΡΟΤΕΙΝΟΜΕΝΕΣ ΕΝ ΕΙΚΤΙΚΑ ΑΠΑΝΤΗΣΕΙΣ

2 ο ΚΡΙΤΗΡΙΟ ΑΞΙΟΛΟΓΗΣΗΣ ΣΤΗ ΦΥΣΙΚΗ Γ ΛΥΚΕΙΟΥ ΘΕΤΙΚΗΣ ΤΕΧΝΟΛΟΓΙΚΗΣ ΚΑΤΕΥΘΥΝΣΗΣ

1. Κατά μήκος μιας χορδής μεγάλου μήκους, η οποία ταυτίζεται με τον άξονα x Ox, διαδίδονται ταυτόχρονα

Θ έ μ α τ α γ ι α Ε π α ν ά λ η ψ η Φ υ σ ι κ ή Κ α τ ε ύ θ υ ν σ η ς Γ Λ υ κ ε ί ο υ

3. Εγκάρσιο γραμμικό κύμα που διαδίδεται σε ένα ομογενές ελαστικό μέσον και κατά την

ιδακτική Ενότητα: Μηχανικά Κύµατα - Επαλληλία Ασκήσεις που δόθηκαν στις εξετάσεις των Πανελληνίων ως

Επαλληλία Αρµονικών Κυµάτων. Επιµέλεια: Μιχάλης Ε. Καραδηµητρίου, MSc Φυσικός.

ΚΕΦΑΛΑΙΟ 2 Ο : ΚΥΜΑΤΑ ΕΝΟΤΗΤΑ 2: ΕΠΑΛΛΗΛΙΑ ΚΥΜΑΤΩΝ ΣΥΜΒΟΛΗ ΚΥΜΑΤΩΝ ΣΤΑΣΙΜΑ ΚΥΜΑΤΑ ΛΥΜΕΝΑ ΘΕΜΑΤΑ ΘΕΜΑ Β

ΘΕΜΑ Α ΕΡΩΤΗΣΕΙΣ ΘΕΜΑ Α

Για τις παρακάτω ερωτήσεις 2-4 να γράψετε στο τετράδιο σας τον αριθµό της ερώτησης και δίπλα το γράµµα που αντιστοιχεί στη σωστή απάντηση.

γ) Να σχεδιάσετε τις γραφικές παραστάσεις απομάκρυνσης - χρόνου, για τα σημεία Α, Β

Β. Σωστή απάντηση είναι η γ. Οι θέσεις των δεσµών στον θετικό ηµιάξονα είναι: χ = (κ + 1) λ 4 δεύτερος δεσµός είναι στη θέση που προκύπτει για κ = 1 δ

ΔΙΑΓΩΝΙΣΜΑ ΣΤΗ ΦΥΣΙΚΗ ΚΑΤΕΥΘΥΝΣΗΣ Γ ΛΥΚΕΙΟΥ

Επαναληπτικό διαγώνισµα στα Κύµατα

ΦΥΛΛΟ ΑΞΙΟΛΟΓΗΣΗΣ ΣΤΑΣΙΜΑ ΚΥΜΑΤΑ ΟΝΟΜΑΤΕΠΩΝΥΜΟ : ΗΜΕΡΟΜΗΝΙΑ :.

2.1 Τρέχοντα Κύµατα. Οµάδα.

ΣΥΝΘΕΣΗ ΤΑΛΑΝΤΩΣΕΩΝ -ΑΡΜΟΝΙΚΟ ΚΥΜΑ-ΣΤΑΣΙΜΟ

ΦΥΣΙΚΗ ΘΕΤΙΚΗΣ ΚΑΙ ΤΕΧΝΟΛΟΓΙΚΗΣ ΚΑΤΕΥΘΥΝΣΗΣ (ΚΑΙ ΤΩΝ ΥΟ ΚΥΚΛΩΝ) Γ ΤΑΞΗΣ ΕΝΙΑΙΟΥ ΛΥΚΕΙΟΥ 2002 ÈÅÌÅËÉÏ

Κύµα µε αρχική φάση. αυτή είναι και η µόνη περίπτωση που περιγράφει το σχολικό βιβλίο και συνεπώς η πλειοψηφία των περιπτώσεων που µελετάµε. max.

ΜΗΧΑΝΙΚΑ ΚΥΜΑΤΑ. 1 ο ΘΕΜΑ. Φυσική Γ' Θετικής και Τεχνολογικής Κατ/σης. Θέματα Εξετάσεων. Α. Ερωτήσεις πολλαπλής επιλογής

Β3. ΣΣωσσττήή ααππάάννττηησσηη εεί ίίννααι ιι ηη ββ.. Το πλάτος του (Σ) µετά τη συµβολή των κυµάτων ισούται µε: r 1 - r u t 1 - u t Α Σ = Α συνπ = Α σ

3 ο ΔΙΑΓΩΝΙΣΜΑ (ΚΕΦΑΛΑΙΟ 2) ΘΕΜΑΤΑ

ΦΥΣΙΚΗ ΟΜΑΔΑΣ ΠΡΟΣΑΝΑΤΟΛΙΣΜΟΥ ΘΕΤΙΚΩΝ ΣΠΟΥΔΩΝ

ιαγώνισµα στη Φυσική Κατεύθυνσης Γ Λυκείου

ιαγώνισµα Γ Τάξης Ενιαίου Λυκείου Κύµατα - Φαινόµενο Doppler Ενδεικτικές Λύσεις Θέµα Α

ΦΥΣΙΚΗ Γ ΛΥΚΕΙΟΥ ΘΕΤΙΚΗΣ ΚΑΙ ΤΕΧΝΟΛΟΓΙΚΗΣ ΚΑΤΕΥΘΥΝΣΗΣ 2004

ΟΜΟΣΠΟΝ ΙΑ ΕΚΠΑΙ ΕΥΤΙΚΩΝ ΦΡΟΝΤΙΣΤΩΝ ΕΛΛΑ ΟΣ (Ο.Ε.Φ.Ε.) ΕΠΑΝΑΛΗΠΤΙΚΑ ΘΕΜΑΤΑ ΕΠΑΝΑΛΗΠΤΙΚΑ ΘΕΜΑΤΑ 2016 Α ΦΑΣΗ

Τρέχοντα κύματα. Ερωτήσεις με δικαιολόγηση.

ΟΡΟΣΗΜΟ Σε δύο σημεία Π Σε δύο σημεία Π Δύο πηγές Π 1

ΦΥΣΙΚΗ ΘΕΤΙΚΗΣ ΚΑΙ ΤΕΧΝΟΛΟΓΙΚΗΣ ΚΑΤΕΥΘΥΝΣΗΣ (ΚΑΙ ΤΩΝ ΥΟ ΚΥΚΛΩΝ) Γ ΤΑΞΗΣ ΕΝΙΑΙΟΥ ΛΥΚΕΙΟΥ 2002

δ) Αν ένα σηµείο του θετικού ηµιάξονα ταλαντώνεται µε πλάτος, να υπολογίσετε την απόσταση του σηµείου αυτού από τον πλησιέστερο δεσµό. ΑΣΚΗΣΗ 4 Μονοχρ

Φυσική Ο.Π. Γ Λυκείου

1) Στην επιφάνεια ενός υγρού ηρεµούν δύο πηγές κυµάτων Ο 1 και Ο 2, οι οποίες

Μια ιδιόµορφη ταλάντωση µε εξίσωση αποµάκρυνσης που προκύπτει. από την επαλληλία των εξισώσεων κίνησης δύο αρµονικών

φ(rad) t (s) α. 4 m β. 5 m α. 2 m β. 1 m

ΜΗΧΑΝΙΚΑ ΚΥΜΑΤΑ. ψ =0,5 ημ 2π 8t 10 x, u=8 πσυν 2π 8t 5

δ) µειώνεται το µήκος κύµατός της (Μονάδες 5)

= = = = 2. max,1 = 2. max,2

2.1 Τρέχοντα Κύματα. Ομάδα Δ.

Κύµατα. 9 ο Γ.Λ. ΠΕΙΡΑΙΑ. π 0 3 x(m) ιον. Μάργαρης

0,6 m. Οι πηγές ξεκινούν να ταλαντώνονται τη χρονική στιγμή t 0 με θετική

1. [Απ.: [Απ.: 3. [Απ.: [Απ.:

ΦΥΣΙΚΗ ΘΕΤΙΚΗΣ ΚΑΙ ΤΕΧΝΟΛΟΓΙΚΗΣ ΚΑΤΕΥΘΥΝΣΗΣ Γ ΛΥΚΕΙΟΥ

α. φ Α < φ Β, u A < 0 και u Β < 0. β. φ Α > φ Β, u A > 0 και u Β > 0. γ. φ Α < φ Β, u A > 0 και u Β < 0. δ. φ Α > φ Β, u A < 0 και u Β > 0.

(m m m...)r m R MR. m 1 υ 1 +m 2 υ 2 = m 1 υ 1 +m 2 υ 2 και επειδή m 1 = m 2 : υ 1 +υ 2 = υ 1 +υ 2 υ 1 - υ 1 = υ 2 - υ 2 (1) g (4) 2 T R T R MR(2) (5)

ΨΗΦΙΑΚΟ ΕΚΠΑΙΔΕΥΤΙΚΟ ΒΟΗΘΗΜΑ «ΦΥΣΙΚΗ ΘΕΤΙΚΗΣ ΚΑΙ ΤΕΧΝΟΛΟΓΙΚΗΣ ΚΑΤΕΥΘΥΝΣΗΣ» ΦΥΣΙΚΗ ΘΕΤΙΚΗΣ ΚΑΙ ΤΕΧΝΟΛΟΓΙΚΗΣ ΚΑΤΕΥΘΥΝΣΗΣ

α) Πως ερµηνεύεται η φράση: «µε γωνιακές συχνότητες που διαφέρουν πολύ λίγο»; γ) Να βρεθούν η γωνιακή συχνότητα ω, η συχνότητα f και η περίοδος Τ των

ΦΥΣΙΚΗ ΘΕΤ.&ΤΕΧΝΟΛ. ΚΑΤΕΥΘΥΝΣΗΣ Γ ΛΥΚΕΙΟΥ (3/6/04)

Επαλληλία Αρµονικών Κυµάτων. Επιµέλεια: ρ. Μιχάλης Ε. Καραδηµητρίου, Φυσικός.

NTÙÍÉÏÓ ÃÊÏÕÔÓÉÁÓ - ÖÕÓÉÊÏÓ

ιαγώνισµα Γ Τάξης Ενιαίου Λυκείου Κύµατα - Φαινόµενο Doppler Ενδεικτικές Λύσεις - Β έκδοση Θέµα Α

2.1. Τρέχοντα Κύματα.

Διαγώνισμα Γ Λυκείου Θετικού προσανατολισμού. Διαγώνισμα Κύματα - Doppler. Σάββατο 8 Δεκεμβρίου Θέμα 1ο

ΘΕΜΑ A. α. Α. β. 2Α. γ.. A 2. δ. 0.

ΘΕΜΑ 1ο Να γράψετε στο τετράδιό σας τον αριθµό καθεµιάς από τις παρακάτω ερωτήσεις 1-4 και δίπλα το γράµµα που αντιστοιχεί στη σωστή απάντηση.

ΠΡΟΓΡΑΜΜΑΤΙΣΜΕΝΟ ΔΙΑΓΩΝΙΣΜΑ ΚΥΡΙΑΚΗ 10 ΙΑΝΟΥΑΡΙΟΥ ΕΞΕΤΑΖΟΜΕΝΟ ΜΑΘΗΜΑ: ΦΥΣΙΚΗ ΠΡΟΣΑΝΑΤΟΛΙΣΜΟΥ - Γ ΛΥΚΕΙΟΥ

1. Η εικόνα παριστάνει το στιγμιότυπο κύματος τη χρονική

ιαγώνισµα Γ Τάξης Ενιαίου Λυκείου 1ο Επαναληπτικό ιαγώνισµα Ενδεικτικές Λύσεις Θέµα Α

Το στάσιμο κύμα είναι ειδική περίπτωση συμβολής

Επαλληλία Αρµονικών Κυµάτων. Επιµέλεια: ρ. Μιχάλης Ε. Καραδηµητρίου, Φυσικός.

ΔΙΑΓΩΝΙΣΜΑ ΣΤΗ ΦΥΣΙΚΗ. Θέμα 1 ο : 1. Η εξίσωση ενός γραμμικού αρμονικού κύματος είναι : y 0,2 (10 t 0,2 x) S.I, άρα :

ιαγώνισµα Γ Τάξης Ενιαίου Λυκείου Επαναληπτικά Θέµατα Φυσικής Ενδεικτικές Λύσεις Θέµα Α

ΦΥΣΙΚΗ ΘΕΤΙΚΗΣ ΚΑΙ ΤΕΧΝΟΛΟΓΙΚΗΣ ΚΑΤΕΥΘΥΝΣΗΣ 5o ΔΙΑΓΩΝΙΣΜΑ ΔΙΑΓΩΝΙΣΜΑ - ΘΕΜΑΤΑ

ΠΕΜΠΤΗ 3 ΙΟΥΝΙΟΥ 2004 ΕΞΕΤΑΖΟΜΕΝΟ ΜΑΘΗΜΑ: ΦΥΣΙΚΗ ΘΕΤΙΚΗΣ ΚΑΙ ΤΕΧΝΟΛΟΓΙΚΗΣ ΚΑΤΕΥΘΥΝΣΗΣ

ΦΥΣΙΚΗ Γ ΛΥΚΕΙΟΥ ΘΕΤΙΚΗΣ ΚΑΙ ΤΕΧΝΟΛΟΓΙΚΗΣ ΚΑΤΕΥΘΥΝΣΗΣ 2004

ΨΗΦΙΑΚΟ ΕΚΠΑΙΔΕΥΤΙΚΟ ΒΟΗΘΗΜΑ «ΦΥΣΙΚΗ ΟΜΑΔΑΣ ΠΡΟΣΑΝΑΤΟΛΙΣΜΟΥ ΘΕΤΙΚΩΝ ΣΠΟΥΔΩΝ» 3 o ΔΙΑΓΩΝΙΣΜΑ ΦΕΒΡΟΥΑΡΙΟΣ 2018: ΕΝΔΕΙΚΤΙΚΕΣ ΑΠΑΝΤΗΣΕΙΣ

ΑΠΑΝΤΗΣΕΙΣ. x = Aημ ( ωt + φ) Α= Aημφ ημφ = ημφ = ημ. φ = 2κπ + π + φ = rad

Επαναληπτικό Διαγώνισμα Φυσικής Γ Λυκείου Κρούσεις-Ταλαντώσεις-Κύματα

Ενδεικτικές Λύσεις. Θέµα Α

ΔΙΑΓΩΝΙΣΜΑ. Ονοματεπώνυμο: Τμήμα: Γ ΘΕΜΑΤΑ:

Θέµα Β. µάζας m = M και ασκήσουµε την ίδια οριζόντια δύναµη F, όπως ϕαίνεται στο σχήµα (2) ο δίσκος αποκτά γωνιακή επιτάχυνση µέτρου α γων(2).

Σύνολο Σελίδων: πέντε (5) - ιάρκεια Εξέτασης: 60 λεπτά Βαθµολογία % Ονοµατεπώνυµο: Θέµα Α

ΦΥΛΛΟ ΕΡΓΑΣΙΑΣ : ΚΥΜΑΤΑ (ΤΡΕΧΟΝΤΑ) ΟΝΟΜΑΤΕΠΩΝΥΜΟ:.

ΟΜΟΣΠΟΝΔΙΑ ΕΚΠΑΙΔΕΥΤΙΚΩΝ ΦΡΟΝΤΙΣΤΩΝ ΕΛΛΑΔΟΣ (Ο.Ε.Φ.Ε.) ΕΠΑΝΑΛΗΠΤΙΚΑ ΘΕΜΑΤΑ ΕΠΑΝΑΛΗΠΤΙΚΑ ΘΕΜΑΤΑ 2019 A ΦΑΣΗ

Transcript:

Στάσιµο σε χορδή µε ακλόνητα άκρα Τεντωµένη ελαστική χορδή έχει µήκος L και τα δύο άκρα της Ζ και Η είναι στερεωµένα σε ακλόνητα σηµεία, ενώ η χορδή διατηρείται οριζόντια. Διεγέρτης θέτει το µέσο (Ο) της χορδής σε εξαναγκασµένη αρµονική ταλάντωση µε εξίσωση =0,ηµπt (S.I.), για ορισµένο χρονικό διάστηµα και µετά σταµατά. Τα παραγόµενα κύµατα έχουν ταχύτητα διάδοσης στη χορδή υ=m/s. Όταν αποκατασταθεί µόνιµο φαινόµενο στην χορδή, διαπιστώνουµε ότι υπάρχουν σηµεία που παραµένουν ακίνητα, εκτός των Ζ και Η. α) Να βρείτε το µήκος της χορδής. β) Μετά από πόσο χρονικό διάστηµα από τη στιγµή που ξεκινά να επιδρά, πρέπει να σταµατήσει ο διεγέρτης να θέτει το µέσο της χορδής σε εξαναγκασµένη ταλάντωση; Να σχεδιάσετε τη µορφή της χορδής από το µέσο της (Ο) και µέχρι το δεξί άκρο Η, Δt=,5s, Δt=s, Δt=,5s, Δt=s µετά τη χρονική στιγµή που αρχίζει να επιδρά ο διεγέρτης. γ) Να γράψετε την εξίσωση του στάσιµου κύµατος, αν µετά τη δηµιουργία του, θεωρούµε ότι τη χρονική στιγµή t=0, το σηµείο (Ο) στο µέσο της χορδής, το οποίο θεωρούµε ως αρχή του άξονα x'x, έχει =0 και v>0. δ) Να σχεδιάσετε το στιγµιότυπο του στάσιµου κύµατος την χρονική στιγµή t=/ s. ε) Αν το µέσον Ο της χορδής τεθεί σε ταλάντωση µε εξίσωση =0,ηµ(9π/0)t (S.I.) θα δηµιουργηθεί πάνω στη χορδή στάσιµο κύµα; ζ) Αν το µέσο Ο της χορδής τεθεί σε ταλάντωση µε εξίσωση =0,ηµπt (S.I.) να γραφεί η εξίσωση του στάσιµου που θα δηµιουργηθεί πάνω στη χορδή, αν τη στιγµή t=0 και αφού έχει δηµιουργηθεί το στάσιµο, ένα σηµείο στη θέση χ =,5m βρίσκεται στη µέγιστη θετική αποµάκρυνσή του. Να θεωρήσετε ως χ=0 το αριστερό άκρο της χορδής. Η εξίσωση του στάσιµου δίνεται από σχέση της µορφής: =Aσυν(πx/λ +θ)ηµ(ωt+φ)

ΑΠΑΝΤΗΣΗ Το µέσο (Ο) της χορδής εκτελεί εξαναγκασµένη αρµονική ταλάντωση µε εξίσωση =0,ηµπt (S.I.). Άρα: Α=0,m, ω=π rad/s, f=/ Hz και Τ=s. Από τη θεµελιώδη κυµατική εξίσωση, υπολογίζουµε το µήκος κύµατος λ: υ υ = λ f λ= λ= m f α) Εφόσον όταν αποκατασταθεί µόνιµο φαινόµενο στην χορδή, υπάρχουν σηµεία που παραµένουν ακίνητα, εκτός των άκρων Ζ και Η, στο σχηµατιζόµενο στάσιµο θα υπάρχουν 6 συνολικά δεσµοί, άρα 5 άτρακτοι µήκους λ/ η καθεµία. Το συνολικό µήκος της χορδής είναι: L= 5 λ L= 5 m L= 0m β) Μόλις αποκατασταθεί η µόνιµη κατάσταση, δηλαδή µόλις δηµιουργηθεί το στάσιµο και εφόσον δεν υπάρχουν απώλειες ενέργειας, πρέπει ο διεγέρτης να σταµατήσει να προσφέρει ενέργεια. Στην αντίθετη περίπτωση το στάσιµο δε θα µπορεί να συντηρηθεί.

Συγκεκριµένα, όταν τα κύµατα µετά την ανάκλασή τους επιστρέψουν στο Ο, ολοκληρώνοντας τη συµβολή τους µε τα κύµατα που δηµιουργούνται από την ταλάντωση του Ο, πρέπει να αποµακρύνουµε το αίτιο που ταλαντώνει το Ο µε πλάτος 0,m. Μετά την ολοκλήρωση της συµβολής, η ενέργεια που πρόσφερε ο µηχανισµός ταλάντωσης του Ο στη χορδή κατανεµήθηκε σε συγκεκριµένα και σταθερά ποσά (αν δεν έχουµε απώλειες) σε κάθε υλικό σηµείο της. Έτσι, ο µηχανισµός αυτός δε χρειάζεται και η αποµάκρυνσή του θα επέτρεπε στο Ο να ταλαντωθεί µε όποιο πλάτος προκύψει από τη συµβολή. Αρκεί, αρχικά, να προκαλούσε ταλάντωση του Ο µε συχνότητα ίση µε µια από τις ιδιοσυχνότητες της χορδής ώστε πάνω της να δηµιουργηθεί ακέραιος αριθµός ατράκτων. Το στάσιµο δηµιουργείται, τη στιγµή που τα ανακλώµενα κύµατα στα δύο ακλόνητα άκρα Η,Ζ επιστρέψουν στο σηµείο Ο στο µέσο της χορδής. Τότε όµως το κύµα θα έχει διανύσει απόσταση: L L x= + = L Άρα: x x L υ = t= = t= 5s t υ υ Η µορφή της χορδής από το µέσο της (Ο) και µέχρι το δεξί άκρο Η, Δt=,5s, µετά τη χρονική στιγµή που αρχίζει να επιδρά ο διεγέρτης, φαίνεται στο ο σχήµα της επόµενης εικόνας. Το κύµα που ξεκινά από το µέσο (Ο) της χορδής µόλις αρχίσει να επιδρά ο t x διεγέρτης, µε εξίσωση: = 0,ηµ π ( )( S. I), µόλις φθάνει στο άκρο Η, σε απόσταση Δx=5m από το (Ο). Η µορφή της χορδής Δt=s, µετά τη χρονική στιγµή που αρχίζει να επιδρά ο διεγέρτης, φαίνεται στο ο σχήµα της επόµενης εικόνας. Το κύµα που ξεκινά από το µέσο (Ο) της χορδής, έχει ανακλαστεί στο ακλόνητο σηµείο Η. Το ανακλώµενο κύµα έχει διανύσει απόσταση m, οπότε φθάνει στο σηµείο στη θέση x=m. Για το τµήµα της χορδής από m µέχρι 5m η µορφή της προκύπτει από την επαλληλία των

αποµακρύνσεων των σηµείων της χορδής, λόγω του προσπίπτοντος και του ανακλώµενου κύµατος. Όλα τα σηµεία διέρχονται από τη θέση ισορροπίας κινούµενα προς τα κάτω. Από x=0m µέχρι x=m, η µορφή της χορδής οφείλεται στις αποµακρύνσεις εξαιτίας του προσπίπτοντος κύµατος. Η µορφή της χορδής Δt=,5s, µετά τη χρονική στιγµή που αρχίζει να επιδρά ο διεγέρτης, φαίνεται στο ο σχήµα της επόµενης εικόνας. Το κύµα που ξεκινά από το µέσο (Ο) της χορδής, έχει ανακλαστεί στο ακλόνητο σηµείο Η. Το ανακλώµενο κύµα έχει διανύσει απόσταση m, οπότε φθάνει στο σηµείο στη θέση x=m. Για το τµήµα της χορδής από m µέχρι 5m η µορφή της προκύπτει από την επαλληλία των αποµακρύνσεων των σηµείων της χορδής, λόγω του προσπίπτοντος και του ανακλώµενου κύµατος. Όλα τα σηµεία βρίσκονται στην ακρότατη θέση της ταλάντωσης που εκτελούν. Από x=0m µέχρι x=m, η µορφή της χορδής οφείλεται στις αποµακρύνσεις εξαιτίας του προσπίπτοντος κύµατος. Κατά αντιστοιχία σχεδιάζουµε τη µορφή της χορδής Δt=s, Δt=,5s και Δt=5s µετά τη χρονική στιγµή που αρχίζει να επιδρά ο διεγέρτης όπου το ανακλώµενο κύµα έχει φθάσει στις θέσεις x=m, x=m, x=0. Μάλιστα Δt=5s µετά τη χρονική στιγµή που αρχίζει να επιδρά ο διεγέρτης, όλα τα σηµεία διέρχονται από τη θέση ισορροπίας και έχει ολοκληρωθεί ο σχηµατισµός του στάσιµου. Εκείνη τη στιγµή το µέσο Ο της χορδής κινείται προς τα κάτω, αλλά δεν είναι αυτή η χρονική στιγµή που λαµβάνουµε ως t=0, για να γράψουµε την εξίσωση του στάσιµου. Ανάλογα φαινόµενα συµβαίνουν και στο τµήµα της χορδής από το αριστερό άκρο Ζ µέχρι το µέσο Ο.

5 x x x x (0,0) (0,0) (0,0) (0,0) 5 5 5 5 t =,5s t t t =s =,5s =s Ο

γ) Εφόσον θεωρούµε ότι τη χρονική στιγµή t=0, το σηµείο (Ο) στο µέσο της χορδής, το οποίο θεωρούµε ως αρχή (x=0) του άξονα x'x, έχει =0 και v>0, τότε η εξίσωση του στάσιµου γράφεται: x x A π π = συν ηµ ( ωt) = 0, συν ηµ ( π t) λ π x = 0, συν ηµ ( πt)( S. I) () όπου 5m x 5m και t 0 δ) Το στιγµιότυπο του στάσιµου προκύπτει αν στη σχέση () αντικαταστήσουµε t= s : () π x π π x = 0,συν ηµ = 0,συν () όπου 5m x 5m ε) Αν το µέσον Ο της χορδής τεθεί σε ταλάντωση µε εξίσωση =0,ηµ(9π/0)t (S.I.), τότε η συχνότητα του κύµατος είναι: 9π 0 9 f = ω f f Hz π = π = 0 Επειδή η ταχύτητα διάδοσης του κύµατος παραµένει σταθερή υ=m/s, το µήκος κύµατος γίνεται: 6

υ 0 υ = λ f λ = λ= m λ= m f 9 9 0 Αναγκαία συνθήκη για να σχηµατισθεί στάσιµο στη χορδή µήκους L=0m, που έχει τα δύο άκρα Ζ, Η ακλόνητα, είναι ο σχηµατισµός ακέραιου αριθµού ατράκτων κατά µήκος της χορδής. Έστω ότι σχηµατίζονται Ν άτρακτοι, τότε: λ L 0 L= N N = N = N =,5 λ 0 9 Επειδή N =, 5 Z, δε σχηµατίζεται στάσιµο. Οι συχνότητες των κυµάτων για τις οποίες σχηµατίζεται στάσιµο είναι: λ υ υ L= N L= N f = N f L Δηλαδή για τη συγκεκριµένη τάση που τείνει τη χορδή, άρα για ταχύτητα υ=m/s, σχηµατίζεται στάσιµο για συχνότητες: N f = N f = Hz όπου: Ν=,,, 0 0 ζ) Αν το µέσο Ο της χορδής τεθεί σε ταλάντωση µε εξίσωση =0,ηµπt (S.I.) τότε η συχνότητα του κύµατος είναι: f = ω π f f Hz π = π = Επειδή η ταχύτητα διάδοσης του κύµατος παραµένει σταθερή υ=m/s, το µήκος κύµατος γίνεται: υ υ = λ f λ = λ= m λ = m f Έστω ότι κατά µήκος της χορδής σχηµατίζονται Ν άτρακτοι: λ L 0 L= N N = N = N = 0 λ 7

Βλέπουµε ότι στο µέσο της χορδής (Ο) σχηµατίζεται δεσµός. Θέλουµε να γραφεί η εξίσωση του στάσιµου που θα δηµιουργηθεί πάνω στη χορδή, µε δεδοµένο ότι τη στιγµή t=0 και αφού έχει δηµιουργηθεί το στάσιµο, ένα σηµείο στη θέση χ =,5m βρίσκεται στη µέγιστη θετική αποµάκρυνσή του και αρχή µέτρησης χ=0 στον άξονα χ χ, το αριστερό άκρο της χορδής. Η εξίσωση του στάσιµου δίνεται από τη σχέση: =Aσυν(πx/λ +θ)ηµ(ωt+φ) 8

Τη στιγµή t=0 και αφού έχει δηµιουργηθεί το στάσιµο, το σηµείο στη θέση χ =,5m βρίσκεται στη µέγιστη θετική αποµάκρυνσή του, και συγκεκριµένα σε αποµάκρυνση 0,m, αφού στη θέση αυτή σχηµατίζεται κοιλία. Για το σηµείο αυτό έχουµε: = Aηµ ( ωt+ ϕ) π π Για t= 0 ισχύει: A= Aηµϕ ηµϕ = = ηµ ϕ = π Άρα: = Aηµ ( ωt+ ϕ) = 0, ηµ ( πt+ )( S. I ) Η εξίσωση του στάσιµου θα έχει τη µορφή: π Για χ=0: = 0, συνθηµ ( πt+ )( S. I) π x π = Aσυν ( + θ ) ηµ ( ωt+ ) λ π Επειδή πρέπει = 0, t 0 προφανώς συνθ = 0 θ = ή Για το σηµείο στη θέση χ =,5m, τη στιγµή t= 0, ισχύει: θ = π π,5 π π = 0, συν ( + θ ) ηµ = 0, συν ( + θ ) π Αν θ = τότε: = 0,συνπ = 0,m, απορρίπτεται. π Αν θ = τότε: = 0,συν π = 0,m, δεκτή. Άρα: π θ = και η εξίσωση του στάσιµου γράφεται: x = 0, συν ( π + π ) ηµ ( πt+ π ) = 0, συν ( π x+ π ) ηµ ( πt+ π )( S. I) ή: = 0, ηµ ( π x) συν ( πt)( S. I) Θοδωρής Παπασγουρίδης papasgou@gmail.com 9