fizika

[Anya]

Uporabi Dopplerjev pojav. Ker imas odboj, imas najprej efekt gibanja poslusalca, in za nazaj, gibanje izvora, torej
\(\nu'=\nu \frac{1+v/c}{1-v/c}\)
Ce pozitiven "v" pomeni gibanje stene proti ultrazvocni napravi. Ker so hitrosti majhne, lahko to razvijes v
\(\nu'=\nu(1+2v/c)\)
Ta frekvenca odbitega valovanja niha, ker niha hitrost srcne stene (enkrat v eno in v drugo smer). Zanima te najbrz le skrajna varianta (amplituda). Odbito in dopplerjevo zamaknjeno valovanje vedno zinterferira tudi z osnovnim (nepremaknjenim) valovanjem s frekvenco \(\nu\), zato dobis utripanje, za katero lahko izracunas frekvenco. Potem samo obrnes koncno zvezo, da izluscis hitrost v.

Ne razumem nobene enačbe, ki si ju dobil. Tudi v rešitvah v namigih nekaj piše, da če je hitrost gibanja tkiva v majhna v primerjavi s hitrostjo zvoka c, je relativna spremeba frekvence odbitega valovanja približno enaka dvakratniku v/c. No, to sploh nwm kako dobijo. Štartamo iz osnovne enačbe za Dopplerja, kako pa lahko potem upoštevam dvojni Dopplerjev pojav?

[Aniviller]

No, to kar navajajo resitve so tocno to, kar sem jaz izpeljal, korak za korakom. Racunas Dopplerjev pojav pri odboju od gibajoce se stene. Odboj si lahko mislis, kot da stena najprej valovanje sprejme in ga potem pri isti frekvenci odda. Ko ga sprejema, gre za gibanje sprejemnika, in stena zazna frekvenco
\(\nu(1+v/c)\)
po znani formuli za Dopplerjev pojav. Potem stena nazaj odda proti ultrazvocni napravi valovanje s to popravljeno frekvenco... zdaj je stena oddajnik in naprava sprejemnik, tako da naprava "slisi" frekvenco
\(\nu'=\nu\frac{1+v/c}{1-v/c}\)
kjer je dodaten faktor v imenovalcu zaradi gibanja ODDAJNIKA (stene) v primerjavi s sprejemnikom. Ker je v/c majhen, lahko uporabis
\(\frac{1}{1-v/c}\approx 1+v/c\)
in se enkrat
\((1+v/c)^2\approx 1+2v/c\)
(tukaj vidis, da smo v bistvu le stran vrgli clen (v/c)^2, ker je zanemarljiv v primerjavi z ostalimi. Enacba
\(\nu'\approx \nu(1+2v/c)\)
je tocno to, da je relativna sprememba frekvence enaka 2v/c!

[Anya]

Hvala, razumem... samo še eno vprašanje..

Kolikšna je valovna dolžina svetlobe, ki jo izseva enkrat ioniziran He pri prehodu iz vzbujenega stanja s kvantnim število n=3 v osnovno stanje?

A tu moram upoštevati to, da je enkrat ioniziran in kako? Ali lahko kar privzamem, da se obnaša enako kot enoelektronski vodik?

[Anya]

Pa še eno vprašanje v zvezi z masami elementov in izotopov.

Izračunajte, kolikšna energija se sprosti pri jedrski reakciji:

\((_3^7)Li+ (_1^1)H -> (_2^4)He+ (_2^4)He\)

Zraven je še podano tole:

\(m(_3Li^7) = 7,016928 ME\) , \(m(_1H^1)=1,007825 ME\), \(m(_3He^7) = 4,0026202 ME\)

Te podane mase so mase jeder, ali? Vem, da bo sproščena energija šla v razliko med končno maso in začetno maso. Kako pa dobim maso tega helija, ki je v enačbi? Masni defekt je v vsakem izotopu enakega elementa različen?

Pa ti podatki so pravi?:
masa protona = 1,008145ME
masa nevtrona = 1,008986 ME
Nekje sem našla zopet malo drugačne vrednosti, ki so bile izražene z u. A ni u=ME?

[Aniviller]

Saj imas vse tri mase podane, samo pri heliju med podatki imas napacno atomsko in vrstno stevilo napisano. Potem samo pogledas razliko mas na desni in na levi strani enacbe.

[Anya]

Saj imas vse tri mase podane, samo pri heliju med podatki imas napacno atomsko in vrstno stevilo napisano. Potem samo pogledas razliko mas na desni in na levi strani enacbe.

Aha, potem je napaka v nalogi. Sem mislila, da moraš kako iz te dane mase izračunati posebej za tisto, ki je v enačbi... Kaj pa ona naloga zgoraj?


Aja, pa še to: Kako bi morali razporediti naboj na obeh površinah membrane, da bi dobili na njej le skok električnega potenciala, med eno stranjo in drugo? Nariši!
Kako to mislijo SKOK?

[Aniviller]

No seveda \({}_3He^7\) nima nobenega smisla, vrstno stevilo 3 itak pripada litiju, ne heliju, in tudi izotopa helija z masnim stevilom 7 ni.

Naloga zgoraj: enkrat ioniziran pomeni, da ima samo en elektron. To je zato, ker edino za en elektron znamo analiticno izracunati energije stanj (en elektron okrog jedra z nabojem Z znamo poracunat - je isto kot za vodik, energije stanj gredo kot osnovno stanje/n^2). Potem samo odstejes energiji zacetnega in koncnega stanja in si fertik.

Membrana: napetostno razliko zahtevas. Na zunaj naj bo nevtralno (da ne bo dodatnega elektricnega polja), torej samo das enoznacne naboje na eno stran in drugoznacne na drugo stran. Lahko si predstavljas, da membrana deluje kot kondenzator.

[andreja995]

Prosila bi, če mi lahko pomagate z naslednjima dva nalogama, saj ne vem katere enačbe uporabiti, da bi prišla do pravega rezultata:

1 Na gramofonski plošči, ki se vrti s 33 obrati na minuto, je na krogu z radijem 10 cm zapisan zvok s frekvenco 400 Hz. Kolikšna je valovna dolžina na zapisu? (Rešitev je 0.86 mm)

2. Pol metra dolga struna s premerom 0,2 mm je iz jekla z gostoto 7.8 g/cm[3*]. Kolikšna je osnovna lastna frekvenca strune, če je napeta s silo 50 N? (452 Hz)

[Aniviller]

Spet razmisljas o fiziki kot o vstavljanju v enacbe. Samo razumet moras, po cem naloga sprasuje, pa so "enacbe" na dlani:

1) V casu enega obrata \(t=1/\nu_g\), kjer je frekvenca gramofona \(\nu_g=33 {\rm min}^{-1}\), gre zvok skozi toliko period:
\(N=\frac{t}{t_0}=t \nu=\frac{\nu}{\nu_g}\), kjer je \(\nu\) frekvenca zvoka.
Po drugi strani v tem casu na gramofonu opises obseg enega kroga, \(2\pi r\), ki mora vsebovati zgornje stevilo valovnih dolzin. Rezultat je torej
\(\frac{2\pi r}{N}=\frac{2\pi\cdot 10{\,\rm cm}}{400 s^{-1}/33{\rm \min}^{-1}}\)
Zdaj moras samo se pretvorit neumne enote v imenovalcu:
\(=\frac{2\pi\cdot 10 {\rm cm}}{400\cdot 60/33}=0.086{\,\rm cm}\)

2. Iz premera lahko izracunas ploscino preseka, od koder naprej nadaljujes po znanih formulah (ce nimas izrazeno z gostoto in presekom, se samo spomni, da je dolzinska gostota mase \(\mu=\rho S\).

[andreja995]

Prosila bi za pomoč pri naslednjih dveh nalogah:

1. telo z maso 100 g niha sinusno z amplitudo 15 cm in s frekvenco 4 Hz. V trenutku t=0 je telo v ravnovesni legi. Izračunaj hitrost in pospešek, ko je odmik 9 cm in čas, v katerem se nihalo premakne za 9 cm iz ravnovesne lege.

2. na lahko vijačni vzmeti s koeficientom 10N/m niha utež z maso 10 g, amplituda je 4,0 cm. Kolikšna sta odmik in hitrost uteži po času 50 ms po začetku nihanja, če je utež v trenutku t=0 v eni od skrajnih leg.

Prosila bi, če bi mi lahko pomagali rešiti in razložiti ti dve nalogi.

Hvala.

[m_h]

Pozdravljeni!

Tudi jaz bi potrebovala pomoč pri naslednjih nalogah.

1) Člen z gonilno napetostjo 3 V in uporom 1 \(\Omega\) je z 1.5 m dolgimi bakrenimi žicami s presekom \(0.5 mm^2\) priključen na porabnik. Kolikšen naj bo upor porabnika, da bo moč, ki jo bo porabljal, največja? Kolikšni sta tedaj napetost na porabniku in moč? Sprecifična upornost bakra znaša \(0.017 \Omega (mm)^2/m\).
2) Kondenzator za \(0.01 \mu F\) je nabit na 1000 V, kondenzator za \(0.5 \mu F\) pa na 400 V. Pri prvem poskusu zvežemo obe pozitivni in obe negativni elektrodi, pri drugem poskusu pa negativno s pozitivno in pozitivno z negativno. Kolikšni sta končni napetosti v obeh primerih? Kolikšna energija gre v izgubo?
3) Elektron izstopi iz ravne katode z zanemarljivo majhno hitrostjo v prostor, v katerem je električno polje z jakostjo \(10^5 V/m\) pravokotno na katodo in magnetno polje z gostoto 0.005 T vzporedno s katodo. V kolikšni razdalji se elektron zopet dotakne katode? Za koliko centimetrov se je največ oddaljil od katode?

Najlepša hvala.

[Aniviller]

Prosila bi za pomoč pri naslednjih dveh nalogah:

1. telo z maso 100 g niha sinusno z amplitudo 15 cm in s frekvenco 4 Hz. V trenutku t=0 je telo v ravnovesni legi. Izračunaj hitrost in pospešek, ko je odmik 9 cm in čas, v katerem se nihalo premakne za 9 cm iz ravnovesne lege.

2. na lahko vijačni vzmeti s koeficientom 10N/m niha utež z maso 10 g, amplituda je 4,0 cm. Kolikšna sta odmik in hitrost uteži po času 50 ms po začetku nihanja, če je utež v trenutku t=0 v eni od skrajnih leg.

Prosila bi, če bi mi lahko pomagali rešiti in razložiti ti dve nalogi.

Hvala.

1) Harmonicno nihanje in zacetna lega v izhodiscu pomeni
\(x=x_0 \sin\omega t\)
in ko to odvajas (ali pogledas ze izpeljane formule),
\(v=\underbrace{x_0 \omega}_{v_0}\cos \omega t\)
\(a=-\underbrace{x_0 \omega^2}_{a_0}\sin \omega t\)
Potem iz prve zveze dobis cas, ki ga lahko vstavis da dobis hitrost in pospesek.
2) Isto, s tem da zacnes v skrajni legi in imas torej za odmik kosinus namesto sinusa. Iz mase in koeficienta vzmeti pa dobis frekvenco.

[andreja995]

Prosila bi za pomoč pri naslednjih dveh nalogah:

1. telo z maso 100 g niha sinusno z amplitudo 15 cm in s frekvenco 4 Hz. V trenutku t=0 je telo v ravnovesni legi. Izračunaj hitrost in pospešek, ko je odmik 9 cm in čas, v katerem se nihalo premakne za 9 cm iz ravnovesne lege.

2. na lahko vijačni vzmeti s koeficientom 10N/m niha utež z maso 10 g, amplituda je 4,0 cm. Kolikšna sta odmik in hitrost uteži po času 50 ms po začetku nihanja, če je utež v trenutku t=0 v eni od skrajnih leg.

Prosila bi, če bi mi lahko pomagali rešiti in razložiti ti dve nalogi.

Hvala.

1) Harmonicno nihanje in zacetna lega v izhodiscu pomeni
\(x=x_0 \sin\omega t\)
in ko to odvajas (ali pogledas ze izpeljane formule),
\(v=\underbrace{x_0 \omega}_{v_0}\cos \omega t\)
\(a=-\underbrace{x_0 \omega^2}_{a_0}\sin \omega t\)
Potem iz prve zveze dobis cas, ki ga lahko vstavis da dobis hitrost in pospesek.
2) Isto, s tem da zacnes v skrajni legi in imas torej za odmik kosinus namesto sinusa. Iz mase in koeficienta vzmeti pa dobis frekvenco.

kako in kje pa upoštevam amplitudo in odmik

[Aniviller]

V tej notaciji je seveda \(x_0\) amplituda, x pa trenutni odmik (ki se s casom spreminja, tako kot hitrost in pospesek).

[Anya]

Nekaj teoretičnih vprašanj...

Pri obravnavanju zveznih snovi smo maso zapisali kot integral gostote, integrirali smo seveda po volumnu. Pri tem smo pri gostoti v oklepaju zapisali vektor r (verjetno mišljeno krajevni vektor do vsake točke, ali?) in pa t. Kaj je mišljeno s tem t-jem?
Kako pa izpeljemo prožnostne energije pri natezni in strižni obremenitvi prožnega telesa?