FİZ217 TİTREŞİMLER VE DALGALAR DERSİNİN 2. ARA SINAV SORU CEVAPLARI

Benzer belgeler
Elektromanyetik Dalga Teorisi

ELEKTROMANYETİK DALGALAR

Elektromanyetik Dalga Teorisi Ders-3

SORULAR. x=l. Şekil-1

TİTREŞİM VE DALGALAR BÖLÜM PERİYODİK HAREKET

DÜZLEMDE GERİLME DÖNÜŞÜMLERİ

Doğrusal Denklem Sistemlerini Cebirsel Yöntemlerle Çözme. 2 tişört + 1 çift çorap = 16 lira 1 tişört + 2 çift çorap = 14 lira

Elektromanyetik Dalga Teorisi

KUTUPLANMA (Polarizasyon) Düzlem elektromanyetik dalgaların kutuplanması

2. Işık Dalgalarında Kutuplanma:

Mühendislik Mekaniği Statik. Yrd.Doç.Dr. Akın Ataş

A. Seçilmiş bağıntılar Zamana bağlı Schrödinger denklemi: Zamandan bağımsız Schrödinger denklemi: Hamilton işlemcisinin konum temsili

BÖLÜM-2. Sabit katsayılı çizgisel homojen diferansiyel denklem örneği olarak

7. İLERLEYEN DALGALAR

Massachusetts Teknoloji Enstitüsü-Fizik Bölümü

Leyla Yıldırım Bölüm BÖLÜM 2

Fizik 101: Ders 23 Gündem

Işıma Şiddeti (Radiation Intensity)

Massachusetts Teknoloji Enstitüsü-Fizik Bölümü

ELEKTROMANYETİK DALGA TEORİSİ DERS - 5

İnce Antenler. Hertz Dipolü

Diverjans teoremi ise bir F vektörüne ait hacim ve yüzey İntegralleri arasındaki ilişkiyi ortaya koyar ve. biçiminde ifade edilir.

Waveguide to coax adapter. Rectangular waveguide. Waveguide bends

Toplam

ELEKTRİKSEL POTANSİYEL

BÖLÜM 1: MADDESEL NOKTANIN KİNEMATİĞİ

MIT 8.02, Bahar 2002 Ödev # 8 Çözümler

Doğrusal Demet Işıksallığı 2. Fatma Çağla Öztürk

BÖLÜM 4: MADDESEL NOKTANIN KİNETİĞİ: İMPULS ve MOMENTUM

Mühendislik Mekaniği Dinamik. Yrd.Doç.Dr. Akın Ataş

BAHAR YARIYILI FİZİK 2 DERSİ. Doç. Dr. Hakan YAKUT. Fizik Bölümü

Mühendislik Mekaniği Statik. Yrd.Doç.Dr. Akın Ataş

Uzayda iki doğrunun ortak dikme doğrusunun denklemi

Bölüm 3. Tek Serbestlik Dereceli Sistemlerin Zorlanmamış Titreşimi

ELASTİK DALGA YAYINIMI

DENEY 5: İŞLEMSEL YÜKSELTEÇLER ve UYGULAMA DEVRELERİ

EEM 307 Güç Elektroniği

4. ÜNİTE ALTERNATİF AKIMDA GÜÇ

Noktasal Cismin Dengesi

T.C. ERCİYES ÜNİVERSİTESİ MÜHENDİSLİK FAKÜLTESİ MEKATRONİK MÜHENDİSLİĞİ BÖLÜMÜ ELEKTRONİK SİSTEMLER LABORATUVARI 1 OPAMP DEVRELERİ-2

Değişken içeren ve değişkenlerin belli değerleri için doğru olan cebirsel eşitliklere denklem denir.

Doç. Dr. Sabri KAYA Erciyes Üni. Müh. Fak. Elektrik-Elektronik Müh. Bölümü. Ders içeriği

İleri Diferansiyel Denklemler

Şekil 6.1 Basit sarkaç

ELASTİSİTE TEORİSİ I. Yrd. Doç Dr. Eray Arslan

- 1 - ŞUBAT KAMPI SINAVI-2000-I. Grup. 1. İçi dolu homojen R yarıçaplı bir top yatay bir eksen etrafında 0 açısal hızı R

DENKLEM SİSTEMLERİ. ifadesinde a sayısı bilinmeyenin katsayısı ve b ise sabit sayıdır.

eğim Örnek: Koordinat sisteminde bulunan AB doğru parçasının

RİJİT CİSMİN DÜZLEMSEL KİNETİĞİ: ENERJİNİN KORUNUMU

FİZİK II - Final UYGULAMA

ALTERNATİF AKIMIN TEMEL ESASLARI

BÖLÜM 9 ÇÖZÜLMESİ ÖNERİLEN ÖRNEK VE PROBLEMLER

KATI CİSMİN DÜZLEMSEL KİNETİĞİ (Kinetik Enerji)

DİNAMİK - 7. Yrd. Doç. Dr. Mehmet Ali Dayıoğlu Ankara Üniversitesi Ziraat Fakültesi. Tarım Makinaları ve Teknolojileri Mühendisliği Bölümü

Düzlem Elektromanyetik Dalgalar

DENEY 5 DÖNME HAREKETİ

MAK 210 SAYISAL ANALİZ

Ses Dalgaları. Test 1 in Çözümleri

Bölüm-4. İki Boyutta Hareket

Bölüm 6 AKIŞ SİSTEMLERİNİN MOMENTUM ANALİZİ

ELEKTROMANYETIK DALGALAR

A A A A A A A A A A A

DENİZ HARP OKULU ELEKTRİK ELEKTRONİK MÜHENDİSLİĞİ BÖLÜM BAŞKANLIĞI DERS TANITIM BİLGİLERİ

8.04 Kuantum Fiziği Ders XII

Tek Boyutlu Potansiyeller: Potansiyel eşiği

İleri Diferansiyel Denklemler

Tanım 2.1. X boş olmayan bir küme olmak üzere X den X üzerine bire-bir fonksiyona permütasyon denir.

Fizik 101: Ders 21 Gündem

Devre Teorisi Ders Notu Dr. Nurettin ACIR ve Dr. Engin Cemal MENGÜÇ

DİNAMİK - 1. Yrd. Doç. Dr. Mehmet Ali Dayıoğlu Ankara Üniversitesi Ziraat Fakültesi Tarım Makinaları ve Teknolojileri Mühendisliği Bölümü

FİZİK 4. Ders 10: Bir Boyutlu Schrödinger Denklemi

Fiz 1012 Ders 6 Manyetik Alanlar.

T.C. SÜLEYMAN DEMĐREL ÜNĐVERSĐTESĐ MÜHENDĐSLĐK FAKÜLTESĐ MAKĐNE MÜHENDĐSLĐĞĐ BÖLÜMÜ

Momentum iletimi. Kuvvetin bileşenleri (Momentum akısının bileşenleri) x y z x p + t xx t xy t xz y t yx p + t yy t yz z t zx t zy p + t zz

İÇİNDEKİLER ÖNSÖZ Bölüm 1 SAYILAR 11 Bölüm 2 KÜMELER 31 Bölüm 3 FONKSİYONLAR

KUVVETLER VEKTÖRDÜR BU YÜZDEN CEBİRSEL VEKTÖR TEKNİKLERİ KULLANMALIYIZ

İşaret ve Sistemler. Ders 2: Spektral Analize Giriş

2-MANYETIK ALANLAR İÇİN GAUSS YASASI

BÖLÜM 17 RİJİT ROTOR

Gamma Bozunumu

Yapı Sistemlerinin Hesabı İçin. Matris Metotları. Prof.Dr. Engin ORAKDÖĞEN Doç.Dr. Ercan YÜKSEL Bahar Yarıyılı

İleri Diferansiyel Denklemler

TEMEL İŞLEMLER KAVRAMLAR

B: Bu şekildeki her bir nokta dikdörtgenin noktalarını temsil eder.

BÖLÜM 3 ALTERNATİF AKIMDA SERİ DEVRELER

ALTERNATİF AKIM DEVRELERİNİN ÇÖZÜMLERİ

PROBLEMLERLE GÖRELİ MEKANİK VE ELEKTRODİNAMİK

ZEMİN SUYU Zeminde Su Akımı ve Akım Ağları. Y.Doç.Dr. Saadet A. Berilgen

Modern Fiziğin Teknolojideki Uygulamaları

12.SINIF A VE B GRUBU MATEMATİK-GEOMETRİ DERSİ KURS KONULARI VE TESTLERİ

Mühendislik Mekaniği Statik. Yrd.Doç.Dr. Akın Ataş

12. SINIF KONU ANLATIMLI

Statik Manyetik Alan

İletken Düzlemler Üstüne Yerleştirilmiş Antenler

İleri Diferansiyel Denklemler

Şekil-1. Doğru ve Alternatif Akım dalga şekilleri

LİSELERARASI ORTAK DENEME SINAVI

KİNETİK GAZ KURAMI. Doç. Dr. Faruk GÖKMEŞE Kimya Bölümü Hitit Üniversitesi Fen Edebiyat Fakültesi 1

HOMOGEN OLMAYAN DENKLEMLER

DENEYİN AMACI Akım uygulanan dairesel iletken bir telin manyetik alanı ölçülerek Biot-Savart kanunu

Transkript:

1) Gerilmiş bir ipte enine titreşimler denklemi ile tanımlıdır. Değişkenlerine ayırma yöntemiyle çözüm yapıldığında için [ ] [ ] ifadesi verilmiştir. 1.a) İpin enine titreşimlerinin n.ci modunu tanımlayan fonksiyonunu belirleyelim. (İp başlangıçta hareketsizdir. (Bu sorunun cevabı ders notlarından alınmıştır) Başlangıç ve sınır koşulları : i) Başlangıçta hareketsiz: Bağlı uçta titreşim olmaz, o nedenle ve de olmalıdır. ii) iii) i ) koşulundan : [ ] olabilmesi için olmalıdır. Bu durumda çözüm ifadesi ii) koşulundan : [ ] [ ] olur. Bunun olması için gerek ve yeter koşul olmasıdır. Bu durumda olacaktır. iii) koşulundan : ( ) ( ) ( ), olduğuna göre, olmalıdır. Buradan veya, 1

İki ucu bağlı ip özel durumu için dalga denkleminin çözümü [ ], olacaktır. 1.b) n. modun titreşim frekansı: ( ) olduğunu biliyoruz. Burada ( ) ifadesi size verilmiştir. değerlerini yerine koyarak, birinci ve ikinci modun frekansını bulalım. ( ) ( ) 1.c) ci modun dalga boyu 'yi tanımlayabiliriz: İki ucu bağlı bir ipte oluşan ilk iki titreşim modunun şekli aşağıda verilmiştir. x = 0 x = L n=1 n=2 2) Boyca kütle yoğunluğu µ ve gerilimi T olan bir ip boyunca pozitif x-ekseni yönünde ilerleyen sinüzoidal dalga ifadesi ile tanımlıdır. (Sorunun cevabının tamamı ders notlarından alınmıştır ayrıca sorunun çözümünde ihtiyaç duyulan tüm eşitlikler size verilmiştir). 2.a) Bu dalganın bir dalga boyluk ( ) kesiminin taşıdığı kinetik enerjiyi bulalım: İp üzerinde elemanının kinetik enerjisi için ( ) eşitliği size verildi. İlk olara enine titreşim hızını bulalım: İp üzerinde seçilen elemanın kütlesi olacaktır. Bu küçük parçanın kinetik enerjisi ( ) 2

olacaktır. Şimdi bir dalga boyu kadar uzunluğunda ipin kinetik enerjisi için 2.b) İp üzerinde bir diferansiyel elemanın potansiyel enerjisi ise (7) ifadesinden ( ) (bu eşitlik size verildi). ifadesi yerine konulursa, [ ] dir. Buradan bir dalga boyu ( ) içindeki potansiyel enerji için ( ) 2.c) Bu dalganın bir dalga boyluk ( ) kesiminin taşıdığı toplam enerjiyi bulalım: 3) (Bu sorunun çözümü tamamen ders notlarından alınmıştır.) Boyca kütle yoğunlukları ve olan ipleri noktasında birleşmektedir. 3.a) İki ortamdaki dalga sayısı, hız ve frekanslar arasındaki ilişkiler: Ortam değiştiğinde dalganın hızı ve dalga boyu değişirken frekansı sabit kalır. ; ; Gelen dalga :, Yansıyan dalga : Geçen dalga : 3.b) Sol taraftaki bileşke dalga : Sağ taraftaki bileşke dalga : 3

i) noktasında iplerdeki enine yer değiştirmeler eşit olmalıdır: veya olur. Buradan da, gelen, yansıyan ve geçen dalgaların genlikleri arasında eşitliği elde edilir. (1) ii) noktasında ipler üzerindeki gerilme kuvveti (enine kuvvetler) eşit olmalıdır ve noktasındaki eğimler de eşit olmalıdır (tüm zamanlarda). Elde edilen (1) ve (2) denklemlerini yeniden yazarsak (1) (2) (2) (1) denklemini ile çarpalım ve 2- denklemi ile taraf tarafa toplayalım: Buradan (3) yazabiliriz. (1) denkleminden (3) denklemini burada kullanırsak (4) İpteki dalganın ilerleme hızının olduğunu biliyoruz. Buradan 4

Birleşme noktasında dalgaların açısal frekansı ve ipteki gerileme kuvveti eşit olacağından ve Bu değerleri (3) ve(4) denkleminde kullanarak YANSIMA KATSAYISI (5a) GEÇME KATSAYISI (5b) 3.c) i) Sıfır Karşı Koyma Eğer ise (, ipin 'daki ucu bir serbest uçtur. O zaman ipin eğimi noktasında sıfır kalır. Bu durumda ve olur. İpin 'daki hızı, bu noktada kusursuz dalga direnci denkleşmesi olduğu zamanki hızın iki katına eşit olur. Artı yer değiştirmeli olarak gelen puls (veya dalga) yansıdıktan sonra da bir artı yer değiştirmeli puls (veya dalga) olarak geri döner. ii) Kusursuz dalga direnci (empedans) denkleşmesi. Eğer ise yansıyan dalga yoktur yani dır. Gelen dalganın tamamı aynı fazda ve aynı genlikte geçer. Geçirme katsayısı olur. iii) Sonsuz Karşı Koyma Eğer ise dir. olur. Gelen dalga ile eşit büyüklükte, eksi genlikli bir yansımış dalga oluşturur. 4) Boşlukta yayılan bir elektromanyetik dalganın elektrik alan vektörü (SI-birim sisteminde) dir. 4.a) Bu dalganın yayılma yönü : yayılma hızı : frekansı : dalga boyu : genliği : kutuplanması : x-doğrultusunda doğrusal kutuplu ( xz-düzleminde düzlemsel kutuplu) 5

FİZ217 TİTREŞİMLER VE DALGALAR DERSİNİN 2. ARA SINAV SORU CEVAPLARI 04.01.2012 4.b) Bu elektromanyetik dalganın manyetik alan bileşeni: ya da : 4.c) Bu dalganın poynting vektörü: 4.d) Sorunun çözümünde kullanılan tüm eşitlik ve integraller size verildi. 5.a) Grup hızı: olduğunu biliyoruz (. Bu durumda olduğuna göre Bunu denklem (16) da yerine koyarsak, ( ) elde ederiz. (Bu kısım ders notlarından aynen alınmıştır) 5.b) (a) şıkkında elde edilen ifadede yer alan türev işlemini şeklinde olduğuna göre, elde edilir. Bu ifadeyi yerine koyarsak, ( ) elde edilir. 6