Скорость волны на воде по расстоянию между гребнями
Условие
Буй качается на морских волнах: соседние гребни проходят мимо него каждые 5 с, а расстояние между двумя соседними гребнями равно 40 м. Найдите частоту колебаний буя, скорость распространения волны и число полных колебаний, которое буй совершит за 1 минуту.
Ответ
ν = 0,2 Гц, v = 8 м/с, N = 12 колебаний за минуту
Решение по шагам
Шаг 1. Разбираемся, какая величина где спрятана
Время между приходом двух соседних гребней в одну и ту же точку — это период колебаний: с. Именно за это время буй успевает подняться на гребень, опуститься во впадину и вернуться наверх.
Расстояние между соседними гребнями — это длина волны: м. Длина волны — путь, который волна проходит ровно за один период.
Частота колебаний буя равна частоте самой волны: буй никуда не плывёт, он просто повторяет движение воды под собой.
Шаг 2. Формулы, связывающие период, длину волны и скорость
Частота: .
За один период волна смещается ровно на одну длину волны, значит .
Число колебаний за время : .
Контроль размерности: метры делим на секунды — получаются м/с. Если умножить на , единицы дадут м·с, и ошибка видна сразу, без всякого счёта.
Осталось ещё 3 шага — откроются после входа:
- Шаг 3. Частота и скорость волны
- Шаг 4. Сколько раз буй качнётся за минуту
- Шаг 5. Что именно движется со скоростью 8 м/с
Бесплатно · займёт минуту
Частые ошибки
- ✗
Путают длину волны с амплитудой: 40 м — это расстояние между гребнями по горизонтали, а не высота волны.
- ✗
Умножают вместо деления: v = λ·T = 200 м/с. Проверяйте размерность — метры нужно делить на секунды.
- ✗
Считают, что вода перемещается вместе с волной со скоростью 8 м/с; на самом деле переносится только энергия.
- ✗
Берут расстояние между гребнем и ближайшей впадиной за длину волны — это половина λ, то есть 20 м.
- ✗
Ищут число колебаний как N = T·t вместо N = t/T.