JIF 213 –Getaran dan Gelombang - Mei - Jun 1995

PeperiksaanTambahan

UNIVERSI'H

SAINS

MALAYSIA

E

a SidangAkademik 1994/95

Mei/Jun 1995

W

Masa ^:

[2jam]

MW

0 Silapastikan bahawa kertas peperiksaan

ini

mengandungi

IIQA

^{mukasurat yang}

bercetak sebelum andamemulakanpeperiksaanini.

- _Jawab

EMEAI

soalan sahaja. Setiap soalanbemilai 100 markah dan markah subsoalandiperlihatkan

di

penghujung^subsoalan itu.

- Setiapjawapan mesti dijawabdalam buku jawapan yangdisediakan.

...2/~

1'79

(a)

(b)

(C)

(a)

(b)

(C)

(a)

(b)

- 2 ^- [JIF_213]

Huraikanbagaimana persamaanGHM^{X + cozx = 0} didapati dan _nyatakan

' t.

anggapan-anggapanyang dlbua (20 _markah)

Tunjukkanbahawax =A koswtdanx = B sin wt^mempakan penyelesaian

' n'kan dalam (a)- kepadapersamaan yang

‘1le

(30_markah) Suatu ~asad ber-isim ^m terbaring di _{qtas suagu} sgtah tak _{geseraq dan} disambjungkandéngan duaspringsepem_.yangdltunjukkan^dalam_.Rajah1.

Ketcganganspring ialah_k1 ^dan _k2. Tunjukkanbahawa frekuenSIayunan ialah

_

^{1 k1+k2}

f ^_

_{21: m}

5 i

5

^{k1 la}

1-“—

^m

’l/l/I/l //////////

Rajah ¹

(50 markah) Pertimbangkan campurandua gerakanharmonik mudah yang salingtegak

lurus. Tunjukkan bahawa lokus zarah hanya bergantung kepada nilai perbezaanfasa (Q2^- GI).

(30markah) Apakah yang dimaksudkandengan rajahLissajou?

(10^markah) Elektron-elektrondalam suatuosfloskopditindakkandengan medanelektrik yangberhubungan tegaklurus, _{pada masa}tdansesaranelektronialah

x=Akosmt

;

y=Akos((ot+a).

Apakahlokus elektron apabila (i)

a

⁼ 0°

(ii)

a

= 30°

(iii)

a

⁼ 90°

(60 ^markah) Huraikgn^{perbezaan fasa}antara sesaran,halajudan pecutandalam^gerakan harmomkmudahdalam bentuk nomborkompleks.

(30^markah) Tunjukkan kcputusan yang didapati dan'pada (a) dalam suatu garnbaraja]1

vektordcngan melabelkanperbezaan fasayang berkenaan.

(20^markah)

...3/-

(C)

(a)

(b)

(c)

(a)

(b)

- 3 - [JIF 213]

Kala

untuk suatu pengayun harmonik mudah terlembap ialah 1 saat dan

amplitudnya

tcrlembap

hinggaé

^{amplitud selepas 4O ayunan lengkap.}

Apakah kala-pengayun

jika nilai

pekali lembapan ditambahdua

kali

ganda?

Parameter1ampengayuntidakbembah.

(50 markah) Terangkantentang konsepayunan terpaksa dan berikan persamaan gerakan pengayunan tersebuL

(10 markah) Beri takrifan tentangfenomena-fenomenaberikut:

(i) Impedansmekam'k

(ii)

Resonans scsaran

(iii)

Resonans halaju

(3Omarkah) Pertimbangkan suatu pengayun terlembap denganm = _0.2 kg, r = 4

Nm'l

dan ⁵ = ₈₀ N/m.

Anggapkan bahawa pengayun dipaksakan oleh suatu dayaulangalikF=_Fo kos(0t dengan Fe 2 ₂₀

N

dan w ⁼ 30

s".

Cari

nilaj A

dan

E

bagi ayunankeadaan mantap yangdihuraikan oleh x =

A

sin

(mt-Z).

(60 markah) Persamaanbagi suatu gelombang melintangyang bergerak dalam suatu

tali

diberikanoleh

y = 0.3 sin _[1t (50t^- 0.5

x)]

denganx dany dalam

unit

sentimeterdant mempunyaiunitsaat.

(i) _Apakah

(i) amplitud

(ii)

jarakgelombang

(iii)

frekuensi

(iv)

kaladan

(v) halaju bagi gelombang . '

(vi)

apakahhalaju melintang maksimum^bag1zarahdalam^tab?

(60 markah) Apakah

amplitud

bagi suatu gelombang ^tekanan dalam udara

di

bawah keadaan-keadaan

piawai

yang bersepadanan dengan sesgran suatu gelombang sinusoidal'dengan amplitud_x0^{= 1} um^dan frekuen512.0 kHz?

Diberikan po= ₁₀₁ kPa,

yum

^{= 1.40 dan}kelajuan bunyi dalam udaIa pada

_

^-1

STP ^— 331 ms ^.

(40^markah) - 0000000 ^-

181