Feladat: 4973. fizika feladat Korcsoport: 16-17 Nehézségi fok: átlagos
Megoldó(k):  Guba Zoltán ,  Póta Balázs ,  Stefán Boglárka Abigél ,  Stiga Viktória ,  Viczián Anna 
Füzet: 2018/február, 121 - 122. oldal  PDF  |  MathML 
Témakör(ök): Feladat, Hullámterjedés 1 dimenzióban (kötélhullámok)
Hivatkozás(ok):Feladatok: 2017/november: 4973. fizika feladat

A szöveg csak Firefox böngészőben jelenik meg helyesen. Használja a fenti PDF file-ra mutató link-et a letöltésre.

 
I. megoldás. A két gumikötelet ellentétes irányú kitérítéssel, ellentétes fázisú rezgésbe hozzuk. Az eredő rezgés amplitúdója ekkor a két részrezgés amplitúdójának különbsége lesz. Ha a két összetevő rezgés amplitúdója megegyezik, a két rezgés ,,kioltja'' egymást, és így a harmadik ág nyugalomban marad. Az Y ágak találkozási pontját (amelyik nem mozog) rögzített pontnak is tekinthetjük, ezért az ide érkező hullámok visszaverődnek, fázisuk egymással is és a beérkező hullámok fázisával is ellentétes lesz. Így a csomóponthoz érkező hullámok energiája nem vész el, a visszavert hullámok energiájában megmarad.
 

 Stiga Viktória (Budapest, Német Nemzetiségi Gimn., 11. évf.)
 
 
II. megoldás. A kísérlet kezdetekor (amikor a hullámokat keltjük) az Y szimmetrikus szárainak mozgatása során munkát kell befektetnünk, amelyet a gumikötelek el is tárolnak rugalmas energia, illetve mozgási energia formájában. Ezek után viszont a kötelek végeinek mozgatásakor már nem kell munkát végeznünk (energiát bevinnünk), a munkavégzés időbeli átlaga nulla. A gyakorlatban ez nem egészen pontosan teljesül, hiszen a kötélben ható belső erők munkát végeznek a gumi szerkezetében, amely a gumi hiszterézise folytán hőt fejleszt, melegíti a gumikötelet, továbbá a kötél által megmozgatott levegő is ,,visz el'' energiát. Ha ezektől a veszteségektől eltekintünk, akkor kijelenthetjük, hogy nettó energiabetáplálás a rendszerbe nem történik, hiszen kezeinkkel csak visszaverjük az oda érkező beérkező hullámokat. Az Y középpontja és kezeink között a hullámok csak ide-oda mozognak, következésképpen nincsen nettó betáplált energia, mely el tudna ,,veszni''.
 

 Póta Balázs (Győr, Révai Miklós Gimn., 11. évf.)