Колебания и волны. Примеры решения задач: Методические указания к решению задач по физике, страница 12

Дано:

; ;

 Гц;

 А/м;

;

 Ф/м;

 Гн/м;

 м/с;

 м; .

Найти: ; ; .

Решение.

Длина волны связана с частотой и скоростью распространения соотношением:

.                                   (162)

Скорость распространения электромагнитной волны в вакууме – , в среде –

,                                     (163)

поэтому вычисляемые по формуле (162) длины волны в вакууме и в среде соответственно равны:

;             .                  (164)

Подставив в соотношения (164) численные данные, получим:  м;   м.

Напряженность электрического поля  (см. рис. 11), где

 .                                  (165)

Амплитуду колебаний напряженности электрического поля найдем, пользуясь соотношением :

.                                             (166)

Циклическую частоту и волновое число найдем, пользуясь соответствующими определениями и формулой (163):

;                                                      (167)

.                                             (168)

С учетом выражений (166) – (168) формула (165) принимает вид:

.                       (169)

Подставив в соотношение (169) численные данные, получим при   (с учетом равенства ) и :

 МВ/м.

Ответ: ,  м; 

,  м;

  МВ/м.

Библиографический список

1. С а в е л ь е в  И. В. Курс общей физики: В 5 кн. Кн. 1. Механика / И. В. С а в е л ь е в.  М.: Наука, 1998. 336 с.; М.: АСТ, 2004. 336 с.

2. С а в е л ь е в  И. В. Курс общей физики: В 5 кн. Кн. 2. Электричество и магнетизм / И. В.  С а в е л ь е в.  М.: Наука, 1998. 336 с.; М.: АСТ, 2005. 336 с.

3. С а в е л ь е в  И. В. Курс общей физики: В 5 кн. Кн. 4. Волны. Оптика / И. В.  С а в е л ь е в.  М.: Наука, 1998. 256 с.; М.: АСТ, 2004. 256 с.

4. Д ж а н к о л и  Д. Физика / Д.  Д ж а н к о л и.  М.: Мир, Т.1. 1989. 667 с.

5. Д ж а н к о л и  Д. Физика / Д.  Д ж а н к о л и.  М.: Мир, Т.2. 1989. 667 с.

6. Т р о ф и м о в а Т. И. Курс физики / Т. И.  Т р о ф и м о в а.  М.: Высшая школа, 2004. 542 с.; М.: Академия, 2006. 560 с.

7. Физический энциклопедический словарь / Под ред. А.М. Прохорова.  М.: Советская энциклопедия, 1983. 928 с.

8. С е р д ю к  О. И. Колебания и волны. Задачи: Методические указания к решению задач по физике / О. И.  С е р д ю к,  Г. Б.  Т о д е р / Омский гос. ун-т путей сообщения. Омск, 2011. 40 с.

9. Ч е р т о в  А. Г. Задачник по физике / А. Г.  Ч е р т о в,                           А. А.  В о р о б ь е в.  М.: Интеграл-Пресс, 1997. 544 с.; М.: Физматлит, 2009. 640 с.

Учебное издание

СЕРДЮК Ольга Ивановна,  ТОДЕР Георгий Борисович

КОЛЕБАНИЯ И ВОЛНЫ: 

ПРИМЕРЫ РЕШЕНИЯ ЗАДАЧ

Редактор Н. А. Майорова

Корректор Д. А. Волнина

***

Подписано в печать     .   .2011. Формат 60 ´ 84 1/16.

Плоская печать. Бумага офсетная. Усл. печ. л.      . Уч.-изд. л.     .

Тираж 1000 экз.  Заказ         .

**

Редакционно-издательский отдел ОмГУПСа

Типография ОмГУПСа

*

644046, г. Омск, пр. Маркса, 35

О. И. СЕРДЮК,   Г. Б. ТОДЕР

КОЛЕБАНИЯ И ВОЛНЫ.

ПРИМЕРЫ РЕШЕНИЯ ЗАДАЧ

ОМСК  2011



[1] Здесь и ниже точка над любой величиной означает производную этой величины      по времени.

[2] Если ось  не проходит через центр масс, то момент инерции тела относительно этой оси определяется по теореме Гюйгенса – Штейнера: , где IC – момент инерции тела относительно оси , параллельной оси  и проходящей через его центр масс; l – расстояние между осями  и .

[3] Общая формула разложения выражения  при  в ряд с точностью до членов первого порядка малости имеет вид: .

[4] Графики функций  и имеют одинаковую форму, но сдвинуты друг относительно друга на угол , поэтому с помощью преобразований и всегда можно перейти от одной функции к другой.

[5] Здесь предполагается, что в положении равновесия () потенциальная энергия равна нулю.

[6] В разделе 7 рассматриваются только установившиеся колебания, происходящие под действием гармонической вынуждающей силы.

[7] В этом случае: 1) обобщенными силами являются моменты сил, обобщенной массой маятника – момент инерции, обобщенными скоростью и ускорением – угловые скорость  и ускорение  2) формулы для кинетической, потенциальной и полной энергии колебаний соответственно имеют вид: ; ; .

[8] В разделе 8 рассматриваются только установившиеся вынужденные колебания, происходящие при наличии в контуре источника переменной электродвижущей силы, меняющейся со временем по гармоническому закону.