Question

Плоская волна длиной 6 м распростроняется в среде со скоростью 25 м/с.Амплитуда колебаний 50 см. Определите: максимальную скорость колебаний частиц среды, перемещение и путь частиц среды за период. Запишите уравнение волны. В начальный момент сиещение частиц в волне равно половине амплитуды.
Ответ: V(max)=13 м/с; 0 м; L=4x(max)=2 м; x=0,5sin(8,3πt+π/6)

Answer 1

1)
Находим период колебаний волны:
T = λ / V = 6/25 = 0,24 с
2)
Находим циклическую частоту:
ω = 2π / T = 2π / 0,24 ≈ 8,3·π  с⁻1

3)
Перемещение частицы среды за период равно:
S = 0

4)
Путь частицы - это четыре амплитуды:
L = 4*Xmax  = 4*0,5 = 2 м

5)
Максимальную скорость найдем из уравнения колебаний, взяв первую производную:

x(t) = Xmax*sin (ω*t+φ₀)
v(t) = x' (t) = ω*Xmax*cos(ω*t+φ₀)
Vmax = ω*Xmax =  8,3·π·0,5 ≈ 8,3·3,14*0,5 ≈ 13 м/с

Запишем уравнение волны:
По условию:
Xmax/2 = Xmax*sin (φ₀)
1/2 = sin (φ₀)
φ₀ = π/6

Имеем:
x(t) = Xmax*sin (ω*t+φ₀) = 0,5*sin (8,3π*t + π/6)