titranje i valovi, pitanja

1. Što je to titranje? Što je puni titraj? Objasni elongaciju i amplitudu titranja. Objasni period i frekvenciju titranja.
2. Objasni analogiju između harmonijskog titranja i i jednolikog kružnog gibanja.
3. Koristeći analogiju titranja i kružnog gibanja izvedite jednadžbu titranja.
4. Što je fazni kut? Kako se on mijenja pri titranju? Što je početni fazni kut?
5. Mijenja li se brzina pri titranju? Giba li se oscilator ubrzano ili usporeno?
6. Koristeći analogiju titranja i kružnog gibanja izvedite formulu za promjenu brzine pri titranju.
7. Kada je brzina titranja najveća? Koliki je njen iznos? Izvedi formulu.
8. Kako se mijenja elastična sila pri titranju? Kad je najveća, a kad je najmanja? Napiši formulu za elastičnu silu.
9. Kako se mijenja akceleracija pri titranju? Izvedi formulu za promjenu akceleracije pri titranju.
10. Kada je akceleracija titranja najveća? Koliki je njen iznos? Izvedi formulu.
11. Kako se mijenja energija titranja harmonijskog oscilatora kad se udaljava od ravnotežnog položaja?
12. Kada je potencijalna energija pri harmonijskom titranju maksimalna? Kolika je tada kinetička energija? Vrijedi li za titranje zakon očuvanja mehaničke energije?
13. Usporedi kinetičku i potencijalnu energiju linearnog harmonijskog oscilatora kada mu je elongacija jednaka polovini amplitude. (Obrazloži odgovor)
14. Kako određujemo period harmonijskog oscilatora? Napiši i izvedi formulu. Ovisi li period utega koji titra na opruzi o amplitudi titranja? O čemu ovisi?
15. Što će biti s periodom titranja ako povećamo masu 4 puta? A ako povećamo koeficijent elastičnosti opruge 4 puta? A ako povećamo amplitudu 4 puta?
16. Na slikama a), b) i c) prikazan je isti titrajni sustav, koji se sastoji od opruge zanemarive mase i utega. Usporedite periode titranja zanemarujući otpor zraka i trenje.
17. Koje od navedenih veličina imaju maksimalnu vrijednost kad je uteg u amplitudnom položaju: elongacija, brzina, akceleracija, elastična sila, kinetička energija, potencijalna energija
18. Koliki je iznos tih veličina kad uteg prolazi ravnotežnim položajem?
19. Na slici je graf ovisnosti elongacije tijela koje harmonijski titra o vremenu. Napišite jednadžbu elongacije.
20. Na grafu je prikazano kako elongacija tijela koje titra ovisi o vremenu. Kolika je amplituda, period i frekvencija titranja tijela? Koliki je početni fazni kut?
21. Tijelo pluta na vodi. Kad ga malo uronimo i pustimo, započne titrati. Koje sile djeluju na to tijelo? Kako bi odredio period titranja toga tijela?
22. Što je to jednostavno (matematičko) njihalo?
23. O čemu ovisi period njihala? Napiši formulu.
24. Nacrtaj sile koje djeluju pri titranju matematičkog njihala. Koja sila izaziva titranje?
25. Izvedi formulu za period titranja matematičkog njihala. Za koje slučajeve taj izvod formule ne vrijedi?
26. Ako se masa tijela kod matematičkog njihala poveća a duljina njihala se ne promijeni, hoće li se (i na koji način) mijenjati period titranja? (Obrazloži odgovor)
27. Skratimo li njihalo na 1/4 njegove duljine, što će biti s periodom?
28. Od dva jednaka njihala jedno se nalazi na površini Zemlje, a drugo na površini Mjeseca? Koje od njih ima veću frekvenciju njihanja? (Obrazložite odgovor)
29. Objasni očuvanje energije kod njihala.
30. Kako se promijeni period matematičkog njihala u liftu koji se diže ili spušta akceleracijom a?
31. Što se događa s oscilatorom na Mjesecu? A s oscilatorom u liftu?
32. Što je prigušeno titranje? Nacrtajte graf. Je li period prigušenog titranja veći ili manji od perioda neprigušenog titranja?
33. Objasni prisilno titranje. Kada je (i zašto) amplituda prisilnih titranja najveća?
34. Što je rezonancija i kada nastaje? Navedi neke primjere ove pojave. Nacrtaj i objasni rezonantnu krivulju.
35. Objasni kako radi LC titrajni krug. Zašto se naboji nastavljaju gibati nakon što se kondenzator isprazni? U čemu je razlika u odnosu na kondenzator koji nije spojen na zavojnicu nego preko obične žice?
36. Objasni zakon o očuvanju energije kod LC titrajnog kruga.
37. Kako se računa period titranja za LC titrajni krug?
38. Kakva je veza između valova i titranja? Jesu li mogući valovi a da nema titranja? Kako nastaju valovi?
39. Kada kažemo da je val transverzalan odnosno longitudinalan?
40. Kako se pulsni val rasprostire uzduž užeta? Obrazložite to na slici, prikazujući strelicama brzine pojedinih djelića užeta pri širenju pulsnog vala.
41. Crtež prikazuje val koji se širi užetom udesno duž osi x u nekom trenutku t. Koji je smjer brzine čestice užeta u točki A u tom trenutku t ?
42. Što je valna duljina i o čemu ovisi? Kakva je veza između frekvencije, valne duljine i brzine vala?
43. O čemu ovisi brzina valova u različitim sredstvima?
44. Ako frekvenciju izvora vala koji se rasprostire kroz neko sredstvo povećamo pet puta, što će se dogoditi s njegovom valnom duljinom?
45. Napiši relaciju kojom se određuje brzina vala u zategnutoj žici.
46. Izvedi i razjasni jednadžbu harmonijskog vala.
47. Kada nastaje refleksija vala i kada val pri refleksiji mijenja fazu? Kada i zašto dolazi ili ne dolazi do skoka u fazi?
48. Na slici lijevo je prikazan upadni a na slici desno odbijeni val. Je li kraj sredstva na kojemu je došlo do odbijanja slobodan ili učvršćen?
49. Koja od ovih veličina ostaje jednaka pri prijelazu vala iz jednog u drugo sredstvo: valna duljina, frekvencija, brzina?
50. Izvedi i objasni izraz za frekvenciju stojnog vala koji nastaje u sredstvu ograničenom na oba kraja. Što su čvorovi i trbusi stojnog vala?
51. Što je interferencija dvaju valova? Što je konstruktivna a što destruktivna interferencija dvaju pulsnih valova?
52. Što je pravilo superpozicije valova?
53. Kako bi zbrojio dva vala različitih valnih duljina – prikaži na slici.
54. Što znači da su valovi koherentni?
55. Kolika mora biti razlika hoda dvaju jednakih valova da bi njihova interferencija bila konstruktivna, a kolika da bi bila destruktivna?
56. Što je Δx u gornjem uvjetu za interferenciju?
57. Što je razlika hoda i kako je povezana s razlikom u fazi?
58. Nacrtajte ukupni val koji nastaje interferencijom valova na slici.