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Compito di fisica: onde armoniche – Simulazione
Le due domande (25 p.ti a domanda) verranno scelte (più o meno!) tra le seguenti.
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Definisci le onde, specificandone i vari tipi.
Definisci le onde periodiche, specificandone le grandezze caratteristiche.
Definisci le onde armoniche, specificandone le due equazioni, nel tempo e nello spazio,
dando significato a tutte le grandezze che vi compaiono.
Descrivi il fenomeno dell’interferenza di due onde armoniche su una retta, ricavandone la
relativa condizione di interferenza costruttiva e distruttiva.
Descrivi il fenomeno dell’interferenza di due onde armoniche nel piano, ricavandone la
relativa condizione di interferenza costruttiva e distruttiva.
Bisognerà, poi, svolgere due problemi da scegliere in gruppo di quattro di cui uno da 10 p.ti, due da
15 p.ti e uno da 25 p.ti.
Esempi di Problemi da 10 p.ti:
1.
2. Scrivi l’espressione matematica del la normale (f = 440 Hz). Rappresenta quindi il suo
andamento in un piano Oty.
3. Due onde armoniche della stessa ampiezza A e con la stessa frequenza f = 1 Hz giungono nello
stesso punto e si sovrappongono. L’onda risultante è descritta da y = A cos(ωt ) . Determina le
grandezze fondamentali delle onde componenti e traccia il grafico delle tre onde.
4. Una corda tesa lunga 1,8 metri è composta da due parti, di cui la prima (dalla parte della mano)
ha lunghezza x1 e densità lineare µ 1 doppie rispetto alla lunghezza x2 e alla densità lineare µ 2
della seconda (dalla parte del muro). Un’oscillazione prodotta a un’estremità impiega 0,85
secondi per attraversarla tutta. Calcola la velocità dell’onda nei due tratti della corda.
Esempi di Problemi da 15 p.ti:
1. Due corde d’acciaio, una di diametro 0,6 mm e l’altra di diametro 0,8 mm, sono sottoposte alla
stessa tensione F. Sulla corda più sottile un’onda impulsiva viaggia a 200 m/s. A quale velocità
viaggia un’onda sulla corda più spessa?
2. Due corde d’acciaio hanno diametri rispettivamente di 0,60 mm e di 0,80 mm. La prima è tesa
con una forza di 200 N. Con quale forza deve essere tesa la seconda corda affinché un’onda
viaggi alla stessa velocità su entrambe le corde?
  t x

3. Due onde piane rappresentate dalle equazioni y1 = a cos  2π  −  + ϕ0  e
 T λ 

  t x

π
y1 = a cos  2π  +  + ϕ0  con a = 0,5cm, T = π.10-2 s, λ = 10π cm e ϕ0 = − si propagano
2
 T λ 

nella stessa direzione. Determinare: l’equazione dell’onda risultante; i valori di x corrispondenti
ai nodi (punti di interferenza distruttiva) e ai ventri (punti di interferenza costruttiva) e
rappresentare le tre onde riferite all’istante iniziale.
4. Due radiotrasmittenti sono situate su una linea che va da Est verso Ovest, a distanza di 6,0 km
fra loro, ed emettono un segnale sincrono alla frequenza di 1,0 x 105 Hz. Un viaggiatore, molto
distante da esse, vuole determinare la sua posizione angolare rispetto alle trasmittenti dal fatto
che, dove si trova, l’intensità del segnale è diventata nulla. Quali sono le risposte possibili?
Esempi di Problemi da 25 p.ti:
1. Due altoparlanti A e B sono disposti, come in figura, a distanza d = 4 m fra loro ed emettono, in
fase, onde sonore con lunghezza d’onda λ = 1 m. Spostandosi lungo la semiretta x si noteranno
alcuni minimi.
Determinare quanti sono e in quali posizioni si notano i minimi.
(Tratto dalle Olimpiadi italiane della Fisica, selezione regionale, 1992)
2.

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