STORSEMINARIET 3. Amplitud. frekvens. frekvens uppgift 9.4 (cylindriskt rör)

Transkript

1 STORSEMINARIET 1 uppgift SS1.1 A 320 g block oscillates with an amplitude of 15 cm at the end of a spring, k =6Nm -1.Attimet = 0, the displacement x = 7.5 cm and the velocity is positive, v > 0. Write the displacement as a function of time and determine the time it takes to travel from the initial moment t = 0 until the displacement becomes x =12cm. Uppgift 2.8 (bil som fastnat) uppgift SS1.2 Figure to the right shows a snapshot of a 2cm travelling wave taken at t =0.3s.The wavelength is 7.5 cm and the amplitude is 2 cm. If the crest P was at x =0att = 0, write down the equation for the wave. Uppgift 3.4 (vågekvation) P 1.2 cm x STORSEMINARIET 2 uppgift SS2.1 Figuren visar två pulser vid t=0som utbreder sig mot varandra. Pulsernas utbredningshastighet är 1.5 m/s. Rita den resulterade vågfronten vid t =1.0s. uppgift SS2.2 Figuren visar en pulser vid t=0som utbreder sig mot en vägg av (a) tätare material (fixed end) och (b) tunare material (free end). Pulsens utbredningshastighet är 1 m/s. Rita den resulterade vågfronten vid t =1,2,3,4,5s x Uppgift 4.2 (två högtalare) 1

2 uppgift SS2.3 Nedan visas amplitud som funktion av frekvens (frekvensspektrum) för ljudet från elarinett respektive en flöjt. Elarinett fungerar som ett i ena änden slutet rör och flöjten som ett öppet rör. Använd denna information för att avgöra vilket spektrum som hör till respektive instrument Amplitud frekvens uppgift 9.4 (cylindriskt rör) frekvens uppgift SS2.4 A loudspeaker, which emits a 200-Hz signal, is 8 m from a microphone. They are equidistant from a wall. What is a minimum distance to the wall such that the sound that reaches the microphone directly, and that which is reflected off the wall, interfere constructively. STORSEMINARIET 3 Uppgift 7.1 (dammsugare) Uppgift 7.7 (cikadan) Uppgift 8.6 (vätskenivånvakt) uppgift SS3.1 A police car emits sound with a characteristic frequency of 200 Hz. Calculate the observed frequency in each of the following situations: (a) the car approaches you at 40 m/s; (b) you approach the car at 40 m/s; (c) both you and the car move towards each other at 20 m/s relative to the ground. 2

3 uppgift SS3.2 Two identical violin strings, when in tune and stretched with the same tension, have a fundamental frequency of 440 Hz. One of the strings is retuned by adjusting its tension. When this is done, 1.5 beats per second are heard when both strings are plucked simultaneously. What are the possible fundamental frequencies of the re-tuned string? uppgift SS3.3 The Concorde is flying at March 1.75 at an an attitude of 8000 m, where v sound =320m/s. How long after the plane passes directly overhead will you hear the sonic boom? uppgift 5.18 (fladdermus) uppgift SS3.3 A battery-operated toy emits a signal at 1800 Hz. It moves in a circle of radius 1.2 m at 2.4 revolutions per second. What are the minimum and maximum frequencies heard by a stationary observer some distance away in the plane of the circle STORSEMINARIET (fiska med pil och bage) uppgift SS4.1 En stråle skickas från luften in i optisk fiber med brytningsindex n=1.5, se figuren nedan. Visa att strålen genomgår totalreflektion i fibern för alla infallsvinklar ÿ inc (d.v.s. fibern leder ljusstrålen) θ inc (a),(b) (guldfisken) (tunn lins) 3

4 13.21 (Newtons linsformel) 12.9 (planparallell glasplatta) uppgift SS4.2 Show that the acceptance cone 2ÿ max of a clad fiber is 2ÿ max 68 claddind (mantel) 1.52 θ max n m core (kärna) claddind (mantel) n m 1.62 STORSEMINARIET (plan spegel); 14.5 (Mount Palomar teleskop); 14.6 (trafikövervakningsspegel) Kan trafikövervakningsspegel blir plan eller konkav? uppgift SS5.1 Ett föremål placeras 40 cm framför en positiv tunn lins med brännvidden 8 cm. En annan positiv lins med brännvidden 12 cm placeras 20 cm bakom den första linsen. Beräkna var bilden ligger samt rita en figur och visa hur strålarna går. uppgift SS5.2 You are on vacation and have lost your reading glasses; without them your eyes can not focus closer than 70 cm. What glasses should you buy? 16.3 (rektangulär spaltöppning) 16.5 (ljusböjning); (ögats upplösning) 4

5 STORSEMINARIET (Youngs dubbelspltförsök) 17.3 (förlorad radiokontakt) (transmissionsgitter) (diselolja på en vattenyta) (diabild) 20.3 (tre polaroider) 5