§ КВ Отражение волны в шнуре
В чём отличие отражения поперечной волны в шнуре с закреплённым и незакреплённым концом?
Решение
Закреплённый конец (рис. ). Волна доходит до точки крепления шнура. При жёстком креплении на фиксирующее кольцо со стороны шнура действует сила, направленная вверх. По третьему закону Ньютона на шнур со стороны кольца действует равная по модулю сила, направленная вниз. После выравнивания шнура действие этой силы создаёт волну, зеркально отражённую относительно горизонтали и распространяющуюся в обратную сторону (влево). Отражённая волна находится в противофазе с падающей (горб превращается во впадину).
Свободный конец (рис. ). Если конец шнура может двигаться, то по инерции он продолжает подниматься вверх (подобно океанской волне, накатывающейся на вертикальную стенку пирса). Опускаясь вниз, конец изменяет форму шнура и создаёт отражённую волну, совпадающую по форме с падающей. Отражённая волна находится в фазе с падающей.
Вывод: при закреплённом конце отражённая волна меняет форму на зеркальную (противофаза), при свободном — остаётся такой же (в фазе).
Ответ
При закреплённом конце отражённая волна находится в противофазе с падающей (горб превращается во впадину); при свободном — в фазе с падающей (форма сохраняется).
