Fisica - Scuola secondaria di secondo grado Le onde e il suono Onde meccaniche Velocità di propagazione di un'onda su una corda

Le onde e il suono

20 esercizi

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Fisica

Che differenza c'è tra un'onda trasversale e un'onda longitudinale?

A: Le onde trasversali viaggiano sempre a velocità inferiori di quelle delle onde longitudinali.

B: In un'onda trasversale la perturbazione è sempre perpendicolare alla direzione in cui l'onda si propaga, mentre in un'onda longitudinale la perturbazione è sempre parallela.

C: In un'onda trasversale la perturbazione è sempre parallela alla linea di propagazione dell'onda, mentre in un'onda longitudinale la perturbazione è sempre perpendicolare.

D: Le onde trasversali hanno sempre frequenze maggiori delle onde longitudinali.

E: Le onde trasversali trasportano sempre più energia delle onde longitudinali.

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Il Domino Toppling è un gioco in cui una grande quantità di tessere di domino è disposta in piedi lungo un percorso prestabilito con le tesserine separate da una distanza inferiore alla loro lunghezza. Al via, si fa cadere la prima tessera sulla seconda dando il via a una reazione a catena in cui tutte le tessere cadono una dopo l'altra. Che tipo di perturbazione si propaga lungo la linea delle tessere?

A: Longitudinale.

B: In parte trasversale e in parte longitudinale.

C: Trasversale.

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Lungo una corda si sta propagando un'onda trasversale di ampiezza A. Un punto della corda è colorato di rosso.
Nel tempo in cui un intero ciclo dell'onda attraversa il punto rosso, che distanza totale percorre il punto? Calcola il risultato sommando il valore assoluto di tutti gli spostamenti.

A: 2 A.

B: A / 4.

C: 4 A.

D: A / 2.

E: A.

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Quando un'onda si propaga attraverso un mezzo a una certa velocità v, le particelle del mezzo si muovono di moto armonico semplice intorno alla loro posizione di riposo. Indichiamo con v_max la velocità massima del moto armonico semplice.
Quale delle seguenti affermazioni descrive le conseguenze di un raddoppio dell'ampiezza dell'onda?

A: v rimane costante, ma v_max raddoppia.

B: Sia v, sia v_max raddoppiano.

C: v raddoppia, ma v_max rimane costante.

D: Sia v, sia v_max rimangono costanti.

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Un'onda trasversale di piccola ampiezza si sta propagando in una corda. La frequenza dell'onda improvvisamente raddoppia. Quale delle seguenti affermazioni è vera?

A: Il periodo dell'onda raddoppia.

B: La lunghezza d'onda raddoppia.

C: La velocità dell'onda raddoppia.

D: La velocità dell'onda si dimezza.

E: La lunghezza d'onda si dimezza.

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Quanto vale la lunghezza d'onda λ di un'onda che ha una velocità di 160 m/s e un periodo di 5,0 ms?

λ = ________ m

Per i numeri decimali usa la virgola e non il punto (per es. 56,2 e non 56.2). Fai attenzione alle cifre significative!

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Una corda pende da un gancio che sporge dal soffitto. La corda ha una massa m e nessun peso è fissato all'estremità libera. Che cosa succede man mano che un'onda trasversale si propaga lungo la corda dall'alto verso il basso?

A: La velocità dell'onda non cambia.

B: La velocità dell'onda decresce.

C: La velocità dell'onda cresce.

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Due corde hanno la stessa massa e la stessa lunghezza, mentre la tensione della corda I è il triplo della tensione della corda II.
Se divido la velocità di un'onda trasversale che si propaga sulla corda I per la velocità di un'onda della corda II, che numero ottengo?

A: 1,73 (radice quadrata di 3).

B: 9.

C: 0,111 (l'inverso di 3²).

D: 0,333 (l'inverso di 3).

E: 0,577 (l'inverso della radice quadrata di 3).

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La frequenza e la lunghezza d'onda di un'onda trasversale che si propaga in una corda sono rispettivamente 340 Hz e 0,70 m. La tensione della corda è 220 N.
Quanto vale la densità lineare della corda?

Densità lineare = ________ kg/m

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L'equazione che descrive un'onda trasversale in una corda è y = (0,0120 m) sen[(483 rad/s) t - (3,00 rad/m) x], dove y è lo spostamento di un piccolo tratto di corda e x è la posizione del tratto lungo la corda stessa. L'onda si sta propagando nella direzione +x.
Quanto vale la velocità v dell'onda?

v = ________ m/s

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Quale delle seguenti condizioni si verifica quando l'ampiezza di un'onda sonora nell'aria scende fino a zero?

A: Nulla accade alle compressioni o alle rarefazioni dell'onda.

B: Sia le compressioni sia le rarefazioni dell'onda spariscono.

C: Nulla accade alle compressioni dell'onda, mentre le rarefazioni spariscono.

D: Le compressioni e le rarefazioni dell'onda vanno a occupare una distanza crescente lungo la direzione di propagazione.

E: Le compressioni dell'onda spariscono, ma nulla accade alle rarefazioni.

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Una eco è un suono che torna dopo essere stato riflesso da una superficie distante (ad esempio, la parete di uno strapiombo). Considerando distanze di propagazione identiche, torna più velocemente al punto di partenza l'eco di un suono emesso in acqua o quello di un suono emesso nell'aria?

A: Le due eco tornano al punto di partenza nello stesso tempo.

B: L'eco subacquea torna al punto di partenza in minor tempo.

C: L'eco subacquea torna al punto di partenza in maggior tempo.

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La sirena di un battello suona un segnale e il suono penetra nell'acqua. Confronta la frequenza del suono nell'aria con quella nell'acqua e scegli tra le seguenti l'affermazione che dice il vero.

A: La frequenza nell'aria è uguale a quella nell'acqua, mentre la lunghezza d'onda nell'aria è minore di quella nell'acqua.

B: La frequenza nell'aria è uguale a quella nell'acqua, mentre la lunghezza d'onda nell'aria è maggiore a quella nell'acqua.

C: La frequenza nell'aria è maggiore di quella nell'acqua, mentre la lunghezza d'onda nell'aria è minore di quella nell'acqua.

D: La frequenza nell'aria è uguale a quella nell'acqua e anche la lunghezza d'onda nell'aria è uguale a quella nell'acqua.

E: La frequenza nell'aria è minore di quella nell'acqua, mentre la lunghezza d'onda nell'aria è maggiore di quella nell'acqua.

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La velocità del suono in un gas ideale è pari a 275 m/s alla temperatura di 15,0 °C. Quanto vale alla temperatura di 30,0 °C?

A: 389 m/s.

B: 289 m/s.

C: 282 m/s.

D: 268 m/s.

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Una sorgente sonora emette uniformemente un suono in tutte le direzioni. L'ambiente non produce riflessioni. A una distanza di 12 m dalla sorgente, l'intensità del suono è 5,0 x 10^-3 W/m².
Quanto vale la potenza totale P emessa dalla sorgente?

P = ________ W

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L'intensità (in W/m²) di un suono è il triplo dell'intensità di un altro suono. Riferendoti all'intensità del suono più debole, calcola il livello d'intensità β del più intenso.

β = ________ dB

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Una sorgente sonora emette uniformemente un suono in tutte le direzioni. L'ambiente non produce riflessioni. Alla distanza r₁ dalla sorgente, il suono è 12 dB più intenso che alla distanza r₂.
Quanto vale il rapporto r₁ / r₂?

r₁ / r₂ = ________

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Un'automobile rossa e una blu si trovano sulla stessa strada rettilinea. Le auto sono in viaggio con velocità costanti dello stesso modulo (es. 90 km/h) o sono ferme. Il conducente dell'auto rossa suona il clacson. In quale delle seguenti situazioni l'altro autista percepisce il suono con la frequenza più alta?

A: Le auto si stanno avvicinando l'una all'altra.

B: L'auto blu si sta avvicinando all'auto rossa, che è ferma.

C: Le auto si stanno allontanando l'una dall'altra.

D: L'auto rossa si sta avvicinando all'auto blu, che è ferma.

E: Le auto viaggiano nello stesso verso.

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Che cosa accade all'effetto Doppler (cioè allo spostamento di frequenza dell'onda sonora) quando la temperatura dell'aria aumenta?

A: Lo spostamento Doppler aumenta, ma solo nel caso di un ascoltatore in movimento e di una sorgente immobile.

B: Lo spostamento Doppler aumenta, ma solo nel caso di una sorgente in movimento e di un ascoltatore immobile.

C: Lo spostamento Doppler diminuisce.

D: Lo spostamento Doppler non è sensibile alla temperatura e, perciò, non cambia.

E: Lo spostamento Doppler aumenta.

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Due auto stanno viaggiando una verso l'altra, ciascuna alla velocità di 27,0 m/s. Durante la corsa, l'allarme antifurto di una delle due auto scatta accidentalmente. Ad auto ferma, l'allarme produce un suono di frequenza pari a 847 Hz. La velocità del suono è 343 m/s.
Quale frequenza f₀ è percepita dal conducente dell'altra automobile?

f₀ = ________ Hz

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