Fizika 8 - Aktivnosti za samostalno učenje

Na početku...

Valovi predstavljaju poseban oblik gibanja; kod ovog oblika gibanja putuje samo poremećaj, čestice ne. One se samo gibaju oko ravnotežnog položaja. Kažemo da titraju.

Valovi prenose energiju.

Trajekt može imati masu veću od $500$ tona, a ipak ga morski val bez problema podiže i spušta.

Valovi prenose čestice.

null

Jednostavni primjer mehaničkih valova jesu valovi koji nastaju na opruzi. Oprugom se često koristimo na satima fizike prilikom istraživanja različitih fizikalnih pojava.

Ako oprugu postavimo na pod učionice i učvrstimo jedan njezin kraj, a potom rukom pomičemo drugi kraj opruge lijevo–desno, nastat će val kod kojeg čestice titraju okomito na smjer rasprostiranja vala (transverzalni val). Na opruzi možemo napraviti i val kod kojeg čestice titraju u smjeru prostiranja vala (longitudinalni val).

Primjer elektromagnetskih valova jesu radiovalovi i televizijski valovi. Za razliku od mehaničkih valova, elektromagnetski valovi ne trebaju sredstvo u kojemu bi se širili. Radiovalovi (i ostale vrste elektromagnetskih valova) putuju vakuumom svemira.

I mehanički i elektromagnetski valovi prenose energiju.

Val kod kojega čestice titraju duž smjera rasprostiranja vala nazivamo:

longitudinalni val

transverzalni val

null

Val kod kojega čestice titraju okomito na smjer rasprostiranja vala nazivamo:

longitudinalni val

transverzalni val

null

Nama najjednostavniji za razmatranje jesu valovi koji nastaju na vodi. Ako je izvor vala na vodi ravan, kao npr. duga letvica - nastaju ravni valovi, a točkasti izvor, npr. vrh olovke - generira kružne valove na vodi.

Val, dakle, nastaje onda kad je dio elastičnog sredstva izbačen iz ravnotežnog položaja.

Prilikom opisivanja valova ključna su tri pojma valna duljina, frekvencija i brzina.

Brzina vala jednaka je umnošku valne duljine i frekvencije.

$v = λ \cdot f$

Kolekcija zadataka 1

Zadatak 1.

Kolika je brzina vala kojemu je valna duljina $10 m,$ a frekvencija $5 Hz ?$

$v = 50 m/s$

valna duljina, amplituda i elongacija vala

Valna duljina udaljenost je između dvaju susjednih bregova (dolova), odnosno između dvaju susjednih istovjetnih dijelova vala (dviju susjednih točaka u fazi).

Amplituda je najveća udaljenost od ravnotežnog položaja, visina brijega odnosno dubina dola. Svaku drugu, manju udaljenost od ravnotežnog položaja nazivamo elongacija.

Promotri sliku.

Dovuci oznake na odgovarajuća mjesta.

valna duljina

amplituda

elongacija

null

Zadatak 2.

Ravnalo uranjamo u vodu i izranjamo iz nje te stvaramo ravne valove na vodi. Kolika je frekvencija valova ako za $10 s$ napravimo $20$ bregova vala.

$2 Hz$

Zadatak 3.

Ako ravni val na vodi nailazi na čvrstu prepreku, odbija se pod istim kutom u odnosu na okomicu na prepreku. Koliki je upadni kut vala ako upadni i odbijeni kut imaju zajedno $100 ° ?$

$50 °$

Kad val prelazi iz dublje u pliću vodu, valna duljina mu se smanjuje.

null

Zatvori

Kolekcija zadataka 2

Zadatak 4.

Na slici je lom vala pri prelasku iz jednog u drugo sredstvo — Lom vala pri prelasku iz jednog u drugo sredstvo

Slika prikazuje prelazak vala iz jedne u drugu sredinu. Na granici sredina val se lomi. Koja od tvrdnji je točna:

brzina u sredstvu $1$ veća je od brzine u sredstvu $2$
brzina u sredstvu $1$ manja je od brzine u sredstvu $2$
brzine u sredstvima jednake su

je točan odgovor

Zvučni su valovi longitudinalni. Kao i svaki longitudinalni val, zvučni valovi sastoje se od zgušnjenja i razrjeđenja sredstva. Naše uho čuje zvučne valove čija je frekvencija između $16 Hz$ i $20 000 Hz .$

Zadatak 5.

Kolika je valna duljina zvučnih valova koje čuje ljudsko uho na donjoj i gornjoj granici čujnosti? Za brzinu zvuka koristite $320 m/s .$

Donja granica čujnosti - valna duljina $20 m .$

Gornja granica čujnost - valna duljina $16 mm .$

Zadatak 6.

Neke životinje čuju ultrazvuk i infrazvuk. Poveži parove.

slon	infrazvuk
šišmiš	ultrazvuk

null

Na isti način poveži i ova dva para.

Dupin	ultrazvuk
Krokodil	infrazvuk

null

Zatvori

Kutak za znatiželjne

Na 3D simulaciji prikazan je nastanak razornih valova - cunamija.

Cunami-val nastaje duboko pod morem kao posljedica potresa, giba se izuzetno velikim brzinama koje se smanjuju kada val dođe u plitki priobalni dio. Što se događa u tom trenutku s valnom duljinom, frekvencijom i amplitudom takva vala?

Valna duljina se smanjuje, amplituda povećava, a frekvencija ostaje jednaka.

Aktivnosti za samostalno učenje

Na početku...

Kolekcija zadataka 1

Zadatak 1.

Zadatak 2.

Zadatak 3.

Kolekcija zadataka 2

Zadatak 4.

Zadatak 5.

Zadatak 6.

Kutak za znatiželjne

Umna mapa

Praktična vježba

Elementi razine 1	Elementi razine 2	Elementi razine 3	Elementi razne 4
		valovi potresa	ton
Valovi	Vrste valova	ultrazvuk	šum
	širenje valova	infrazvuk	jeka
	brzina vala	frekvencija	šišmiš
	zvuk	valna duljina	slon
	opis vala	longitudinalni val	dupin
	postanak valova	transverzalni val
		udaljenost
		brijeg
		dol
		zgušćenje
		razrjeđenje
		smjer širenja vala
		valna fronta
		amplituda