Risolvi i seguenti esercizi sulle onde e sul suono. Per i problemi di calcolo, riporta sul quaderno la formula utilizzata, i passaggi e l'unità di misura corretta del risultato. Per le domande aperte, scrivi una risposta articolata con almeno tre righe di spiegazione. Quando il testo lo richiede, motiva le tue scelte con riferimenti fisici precisi e, dove utile, fai uso di schemi e disegni esplicativi.
- Un'onda è una perturbazione che si propaga trasportando:
- A) materia ed energia in egual misura
- B) energia ma non materia
- C) materia ma non energia
- D) né materia né energia
- In un'onda longitudinale le particelle del mezzo oscillano:
- A) perpendicolarmente alla direzione di propagazione
- B) parallelamente alla direzione di propagazione
- C) in cerchi attorno a un punto fisso
- D) casualmente in tutte le direzioni
- Il suono può propagarsi nel vuoto cosmico esattamente come la luce.
- Vero / Falso
- La frequenza di un'onda è il numero di oscillazioni complete che avvengono in un secondo e si misura in hertz.
- Vero / Falso
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La relazione fondamentale che lega velocità, lunghezza d'onda e frequenza di un'onda periodica è v = ___ · f.
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L'ampiezza di un'onda sonora è la grandezza fisica legata alla percezione del ___ del suono.
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Associa ogni grandezza ondulatoria alla sua unità di misura corretta nel Sistema Internazionale. | Colonna A | Colonna B | |---|---| | Frequenza | secondo | | Periodo | metro | | Lunghezza d'onda | metro al secondo | | Velocità di propagazione | hertz |
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Collega ciascuna qualità percepita del suono alla grandezza fisica corrispondente. | Colonna A | Colonna B | |---|---| | Altezza | Ampiezza | | Intensità | Forma dell'onda e armoniche | | Timbro | Tempo di emissione | | Durata | Frequenza |
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Un'onda sonora ha frequenza 680 Hz e si propaga nell'aria con velocità 340 m/s. Calcola la sua lunghezza d'onda.
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Il periodo di un'onda è T = 0,002 s. Determina la frequenza dell'onda e la sua lunghezza d'onda sapendo che viaggia a 1500 m/s in acqua.
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Durante un temporale vedi un lampo e dopo 6 secondi senti il tuono. A che distanza è caduto il fulmine? (velocità del suono in aria = 340 m/s, considera trascurabile il tempo della luce).
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L'orecchio umano è generalmente in grado di percepire suoni con frequenze comprese all'incirca tra:
- A) 1 Hz e 1000 Hz
- B) 20 Hz e 20000 Hz
- C) 100 Hz e 100000 Hz
- D) 1 Hz e 20 Hz
- Quale tra i seguenti mezzi NON consente la propagazione del suono?
- A) Acqua di mare
- B) Sbarra di ferro
- C) Aria atmosferica
- D) Vuoto interstellare
- La velocità del suono in un solido come l'acciaio è maggiore di quella nell'aria perché i legami tra particelle trasmettono più rapidamente la perturbazione.
- Vero / Falso
- Quando un'ambulanza con la sirena in funzione si avvicina, percepiamo un suono più grave rispetto a quello reale emesso dalla sorgente.
- Vero / Falso
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Il fenomeno per cui un'onda torna indietro dopo aver incontrato un ostacolo prende il nome di ___ e nel caso del suono è responsabile dell'eco.
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Quando due onde di frequenza leggermente diversa si sovrappongono, si producono variazioni periodiche di intensità chiamate ___.
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Spiega con parole tue la differenza tra onda trasversale e onda longitudinale, portando un esempio per ciascun tipo.
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Perché la velocità del suono dipende dalla temperatura dell'aria? Quale relazione qualitativa esiste tra le due grandezze?
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Descrivi in modo articolato l'effetto Doppler nel caso di una sorgente sonora in movimento, spiegando perché la frequenza percepita cambia in fase di avvicinamento e di allontanamento. Indica almeno due applicazioni pratiche del fenomeno.
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Spiega cosa si intende per interferenza tra onde, distinguendo il caso costruttivo da quello distruttivo. Porta un esempio quotidiano per ciascun caso e descrivi un'applicazione tecnologica basata sull'interferenza.
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Un diapason produce una nota pura con frequenza di 440 Hz. Sapendo che la velocità del suono nell'aria è 343 m/s, calcola la lunghezza d'onda. Determina poi quante oscillazioni complete avvengono in 5 secondi.
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Due strumenti diversi suonano la stessa nota La a 440 Hz, ma il nostro orecchio li riconosce immediatamente. La grandezza fisica che permette questa distinzione è:
- A) la frequenza fondamentale
- B) l'ampiezza dell'onda
- C) il timbro, dovuto alle armoniche
- D) la velocità di propagazione
- Immagina di trovarti in fondo a una valle alpina e di emettere un grido verso una parete rocciosa lontana. Descrivi quali fenomeni fisici intervengono affinché tu possa percepire l'eco, calcolando a titolo di esempio dopo quanto tempo udresti il rimbombo se la parete fosse a 510 metri di distanza e la velocità del suono fosse 340 m/s.