Aallot ja harmoninen värähtely

Question 1

harmonien voima

Answer 1

F = -kx

x: etäisyys tasapainopisteestä
k: positiivinen vakio = jousivakio

= voima, joka on verrannollinen poikkeamaan tasapainoasemasta, ja suuntautuu kohti tasapainoasemaa

koska jousivoima on aina vastakkainen kuormittavalle voimalle (Fjousi = -F) ja F = kx –>
Fjousi = -kx

Question 2

Hooken laki

Answer 2

F = -kx

x: etäisyys tasapainopisteestä
k: positiivinen vakio = jousivakio

Question 3

harmonisen voiman aiheuttaman värähtelyn jaksonaika

Answer 3

T = 2*pi * sqrt(m/k)

Question 4

harmonisen voiman aiheuttaman värähtelyn taajuus

Answer 4

f = 1/T = 1/(2*pi) * sqrt(k/m)

Question 5

taajuus

Answer 5

kuinka monta värähdystä tapahtuu aikayksikköä kohti

Question 6

jaksonaika

Answer 6

yhteen edestakaiseen värähdykseen kuluva aika

Question 7

mekaaninen aaltoliike

Answer 7

väliaineen värähtelynä etenevä aaltoliike

Question 8

poikittainen aaltoliike

Answer 8

energian etenemissuunta on kohtisuorassa väliaineen värähtelysuunnan kanssa (esim. hyppynaru jolle annetaan “pulsseja” ylösalas)

-kiinteässä

Question 9

pitkittäinen aaltoliike

Answer 9

tihentymät/harventumat, esim. jousi jota tönäistään jolloin siihen syntyy tihentymä/harventuma kohtia, eli energian etenemissuunta on yhdenssuuntainen väliaineen värähtelysuunnan kanssa

• kiinteässä, nesteessä, kaasussa

Question 10

millaista aaltoliikettä nesteissä ja kaasuissa?

Answer 10

vain pitkittäistä (poikkeus: pinta-aalto esim. veden pinnan aaltoilu)

Question 11

äänen kuuloalue

Answer 11

20Hz - 20 kHz (tätä pienemmät on infraääniä ja suuremmat ultraääniä)

Question 12

amplitudi

Answer 12

suurin poikkeama tasapainotilasta

Question 13

jakso (aaltoliike)

Answer 13

kun aaltoliikkeen aiheuttajan tuottama häiriö on säännöllistä, aaltoliike koostuu peräkkäsistä identtisistä osista = jaksoista, esim. amplitudista amplitudiin tai mikä tahansa muu identtinen osa

Question 14

aallonpituus

Answer 14

paikan suhteen jaksollisen ilmiön kahden vierekkäisen samassa vaiheessa olevan pisteen välinen etäisyys

Esimerkiksi voidaan ottaa aallon kahden harjanhuipun välinen matka.

Esimerkiksi trigonometristä sinifunktiota sin(x) vastaavan aallon pituus λ =2π koska funktio toistuu samanlaisena 2π välein.

Question 15

sähkömagneettinen aaltoliike

Answer 15

energian eteneminen sähkö- ja magneettikenttien värähtelynä esim. näkyvä valo

• ei tarvitse väliainetta
• tyhjiössä sen nopeus on valonnopeus
• sähkö ja magneettikentät värähtelevät sinimuotoisesti, toisiaan vastaan kohtisuorassa ja energian etenemissuuntaa vastaan kohtisuorassa: POIKITTAISTA aaltoliikettä

Question 16

aaltoliikkeen perusyhtälö

Answer 16

v = fλ

Question 17

mistä aaltoliikkeen taajuus riippuu?

Answer 17

vain aaltoliikkeen aiheuttajasta

Question 18

mikä määrää aaltoliikkeen nopeuden?

Answer 18

väliaine

Question 19

äänennopeus lämpötilassa 20C

Answer 19

343 m/s

Question 20

valon nopeus väliaineessa

Answer 20

n=c/v –> v=c/n

Question 21

dopplerin ilmiö

Answer 21

jos aaltolähde tai havaitsija liikkuvat, havaitsija havaitsee aaltoliikkeen taajuuden muuttuneen

c=aaltoliikkeen nopeus väliaineessa

f(H) = f0* ((c +- v(H)) / (c +- v(L)))

Question 22

dopplerin kaava, jos havaitsija paikoillaan ja äänilähde liikkuu

Answer 22

f(H) = f0* ( c / (c +- v(L))
+ jos aaltolähde liikkuu pois päin havaitsijasta (taajuus pienenee)
- jos aaltolähde liikkuu kohti havaitsijaa (taajuus kasvaa)

Question 23

dopplerin kaava, jos havaitsija liikkuu ja äänilähde paikoillaan

Answer 23

f(H) = f0* ((c +- v(L) / c)
+ jos aaltolähde paikoillaa ja havaitsija liikkuu kohti aaltolähdettä (taajuus kasvaa)
- jos aaltolähde paikoillaa ja havaitsija liikkuu poispäin aaltolähteestä (taajuus pienenee)