На рисунке изображена поперечная волна в некоторый момент времени. Скорость волны равна 20 м/с. Чему равен модуль координаты y (м) точки А через 0,25 с?
Для того чтобы решить эту задачу, нам нужно знать формулу для поперечной волны, а также применить соответствующие формулы для нахождения координаты точки А.
Поперечная волна представляет собой движение вибраций, в котором частицы среды перемещаются перпендикулярно направлению распространения волны.
Найдем период поперечной волны. Период обозначается как T и равен времени, которое требуется для прохождения одного полного колебания. Исходя из задачи, период равен 0,25 с.
Период связан со скоростью волны и длиной волны следующим образом:
V = λ / T,
где V - скорость волны, λ - длина волны, T - период.
Мы знаем скорость волны (20 м/с), поэтому можем переписать формулу следующим образом:
20 = λ / 0,25.
Теперь можем найти длину волны:
λ = 20 * 0,25 = 5 м.
Длина волны (λ) - это расстояние между двумя соседними точками, которые находятся в фазе колебаний (то есть находятся в одной фазе колебаний).
Теперь перейдем к поиску координаты точки А через 0,25 с. Для этого нам нужно знать формулу для смещения волны в зависимости от времени и применить ее.
Для поперечной волны это можно выразить следующим образом:
y = A * sin(2π * x / λ + φ),
где y - смещение, A - амплитуда (максимальное смещение частиц среды), x - координата, λ - длина волны, φ - начальная фаза.
В данном случае, нам дан момент времени (0,25 с) и скорость волны (20 м/с), что позволяет нам определить координату точки А.
Определим начальную фазу φ. Начальная фаза - это фаза колебаний волны в момент времени, равном нулю. В этой задаче, мы не знаем начальную фазу, но вместо этого нам дано изображение волны, где мы видим, что точка А находится в нижней точке колебаний. Это означает, что начальная фаза равна 180 градусам или π радианам.
Теперь можем подставить найденные значения в формулу и решить задачу:
y = A * sin(2π * x / λ + π).
x = 0,25 с (дано в условии).
λ = 5 м (найдено ранее).
A - это искомая координата точки А.
Подставляем значения и находим A:
y = A * sin(2π * 0,25 / 5 + π).
y = A * sin(0,5π + π).
y = A * sin(1,5π).
sin(1,5π) = 1 (синус π/2).
Тогда у нас есть:
1 = A.
Таким образом, модуль координаты y (м) точки А через 0,25 с равен 1 м.