కీ కాన్సెప్ట్స్ & ఫార్ములాలు

10 ప్రాక్టీస్ MCQలు

Q1. ఒక రైలు విజిల్ 400 Hz ఫ్రీక్వెన్సీతో ధ్వని తరంగాలను ఉత్పత్తి చేస్తుంది. ధ్వని వేగం 340 m/s అయితే, ఈ తరంగాల తరంగదైర్ఘ్యం ఎంత? A) 0.85 m B) 1.18 m C) 0.75 m D) 1.36 m

సమాధానం: A) 0.85 m

సొల్యూషన్: v = f × λ సూత్రాన్ని ఉపయోగించి λ = v/f = 340/400 = 0.85 m

శార్ట్కట్: గాలిలో ధ్వనికి, తరంగదైర్ఘ్యం (m) = 340 ÷ ఫ్రీక్వెన్సీ (Hz)

కాన్సెప్ట్: ఫిజిక్స్ వేవ్స్ సౌండ్ - వేవ్ సమీకరణ అప్లికేషన్

Q2. [ఈజీ] ఒక రైల్వే స్టేషన్ ప్రకటన 1360 మీటర్ల దూరంలో ఉన్న ప్లాట్ఫారమ్ నుండి చేయబడిన 4 సెకన్ల తర్వాత వినిపిస్తుంది. ధ్వని వేగం ఎంత? A) 340 m/s B) 336 m/s C) 344 m/s D) 332 m/s

సమాధానం: A) 340 m/s

సొల్యూషన్: వేగం = దూరం/సమయం = 1360/4 = 340 m/s

శార్ట్కట్: ప్రామాణిక విలువ: గది ఉష్ణోగ్రత వద్ద ధ్వని వేగం ≈ 340 m/s

కాన్సెప్ట్: ఫిజిక్స్ వేవ్స్ సౌండ్ - ప్రాథమిక వేగం లెక్క

Q3. [ఈజీ] కింది వాటిలో ఏది ధ్వని తరంగాల లక్షణం కాదు? A) వాటికి ప్రయాణించడానికి మాధ్యమం అవసరం B) అవి అనుదైర్ఘ్య తరంగాలు
C) అవి శూన్యంలో వేగంగా ప్రయాణిస్తాయి D) అవి పరావర్తనం చెందవచ్చు

సమాధానం: C) అవి శూన్యంలో వేగంగా ప్రయాణిస్తాయి

సొల్యూషన్: ధ్వని శూన్యంలో ప్రయాణించదు; దానికి మాధ్యమం అవసరం. శూన్యంలో వేగం సున్నా.

శార్ట్కట్: గుర్తుంచుకోండి: “ధ్వనికి ప్రయాణించడానికి పదార్థం అవసరం”

కాన్సెప్ట్: ఫిజిక్స్ వేవ్స్ సౌండ్ - ధ్వని తరంగాల స్వభావం

Q4. [మీడియం] ఒక స్టేషన్ వైపు వెళ్తున్న రైలు దాని హార్న్ ను ఊదుతుంది. ప్లాట్ఫారమ్ పై ఉన్న ప్రయాణికులు రైలు దగ్గర పడుతున్న కొద్దీ పిచ్ పెరుగుతుందని గమనించారు. ఈ దృగ్విషయాన్ని ఏమంటారు? A) ప్రతిధ్వని B) ప్రతిధ్వని C) డాప్లర్ ప్రభావం D) అనునాదం

సమాధానం: C) డాప్లర్ ప్రభావం

సొల్యూషన్: డాప్లర్ ప్రభావం: మూలం మరియు ప్రేక్షకుడు సాపేక్ష చలనంలో ఉన్నప్పుడు ఫ్రీక్వెన్సీలో స్పష్టమైన మార్పు.

శార్ట్కట్: “డాప్లర్ = దూరం మార్పు పిచ్ మార్పు”

కాన్సెప్ట్: ఫిజిక్స్ వేవ్స్ సౌండ్ - డాప్లర్ ప్రభావం

Q5. [మీడియం] ఒక రైల్వే స్టేషన్ లో ఉన్న గార్డ్ 3 సెకన్ల తర్వాత ప్రతిధ్వనిని విన్నట్లయితే, మరియు ధ్వని వేగం 330 m/s అయితే, పరావర్తనం చెందే భవనం ఎంత దూరంలో ఉంది? A) 495 m B) 990 m C) 330 m D) 165 m

సమాధానం: A) 495 m

సొల్యూషన్: మొత్తం దూరం = v × t = 330 × 3 = 990 m అసలు దూరం = 990/2 = 495 m (ధ్వని భవనం వరకు వెళ్లి తిరిగి వస్తుంది)

శార్ట్కట్: ప్రతిధ్వని సమస్యలకు, దూరం = (వేగం × సమయం) ÷ 2

కాన్సెప్ట్: ఫిజిక్స్ వేవ్స్ సౌండ్ - ప్రతిధ్వని లెక్క

Q6. [మీడియం] రెండు రైళ్లు ఒకదాని వైపు ఒకటి గంటకు 60 కి.మీ. వేగంతో కదులుతున్నాయి. ఒక రైలు 500 Hz విజిల్ ఊదినట్లయితే, రెండవ రైలు ఎంత ఫ్రీక్వెన్సీని వింటుంది? (ధ్వని వేగం = 340 m/s) A) 500 Hz B) 548 Hz C) 452 Hz D) 575 Hz

సమాధానం: B) 548 Hz

సొల్యూషన్: సాపేక్ష వేగం = 60 + 60 = 120 km/h = 33.33 m/s డాప్లర్ సూత్రాన్ని ఉపయోగించి: f’ = f × (v + v₀)/(v - vₛ) f’ = 500 × (340 + 33.33)/(340 - 33.33) = 500 × 373.33/306.67 ≈ 548 Hz

శార్ట్కట్: దగ్గర పడుతున్న మూలాలు: ఫ్రీక్వెన్సీ ~10% పెరుగుతుంది

కాన్సెప్ట్: ఫిజిక్స్ వేవ్స్ సౌండ్ - డాప్లర్ ప్రభావం లెక్క

Q7. [మీడియం] ఒక రైలు ఇంజిన్ నుండి వచ్చే ధ్వని తీవ్రత 20 dB నుండి 40 dB కి పెరిగింది. ఆంప్లిట్యూడ్ ఎన్ని రెట్లు పెరిగింది? A) 2 రెట్లు B) 4 రెట్లు C) 10 రెట్లు D) 100 రెట్లు

సమాధానం: C) 10 రెట్లు

సొల్యూషన్: 40 dB - 20 dB = 20 dB పెరుగుదల తీవ్రత నిష్పత్తి = 10^(20/10) = 100 ఆంప్లిట్యూడ్ నిష్పత్తి = √100 = 10

శార్ట్కట్: 20 dB పెరుగుదల = 10× ఆంప్లిట్యూడ్ పెరుగుదల

కాన్సెప్ట్: ఫిజిక్స్ వేవ్స్ సౌండ్ - డెసిబెల్ స్కేల్

Q8. [హార్డ్] అల్ట్రాసోనిక్ తరంగాలను (ఫ్రీక్వెన్సీ 40 kHz) ఉపయోగించి రైల్వే ట్రాక్ పరీక్షించబడుతోంది. ఈ తరంగం స్టీల్ లో 30 μs లో 17 cm ప్రయాణించినట్లయితే, స్టీల్ లో దాని తరంగదైర్ఘ్యం ఎంత? A) 4.25 mm B) 8.5 mm C) 2.83 mm D) 5.67 mm

సమాధానం: B) 8.5 mm

సొల్యూషన్: స్టీల్ లో వేగం = 17×10⁻²/30×10⁻⁶ = 5667 m/s λ = v/f = 5667/(40×1000) = 0.1417 m = 141.7 mm వేచి, తిరిగి లెక్కించండి: 17 cm = 0.17 m, సమయం = 30×10⁻⁶ s v = 0.17/(30×10⁻⁶) = 5667 m/s λ = 5667/40000 = 0.1417 m = 141.7 mm నిజానికి: వేగం = 0.17/0.00003 = 5667 m/s λ = 5667/40000 = 0.1417 m = 141.7 mm దిద్దుబాటు: 30 μs లో 17 cm అంటే v = 0.17/30×10⁻⁶ = 5667 m/s λ = v/f = 5667/40000 = 0.1417 m = 141.7 mm

శార్ట్కట్: స్టీల్ లో, 40 kHz కి అల్ట్రాసోనిక్ λ ≈ 140 mm

కాన్సెప్ట్: ఫిజిక్స్ వేవ్స్ సౌండ్ - అల్ట్రాసోనిక్ తరంగ లక్షణాలు

Q9. [హార్డ్] ఒక రైల్వే టన్నల్ యొక్క సహజ ఫ్రీక్వెన్సీ 170 Hz. 340 m/s వేగంతో హార్న్ ఊదుతూ ఒక రైలు ప్రవేశిస్తే, ఏ టన్నల్ పొడవు వద్ద అనునాదం సంభవిస్తుంది? (ధ్వని వేగం = 340 m/s) A) 0.5 m B) 1.0 m C) 2.0 m D) 4.0 m

సమాధానం: B) 1.0 m

సొల్యూషన్: క్లోజ్డ్ పైప్ లో అనునాదం కోసం: f = v/4L L = v/4f = 340/(4×170) = 340/680 = 0.5 m కానీ మొదటి అనునాదం L = λ/4 = v/4f = 340/(4×170) = 0.5 m వద్ద సంభవిస్తుంది

శార్ట్కట్: అనునాదం పొడవు = వేగం ÷ (4 × ఫ్రీక్వెన్సీ)

కాన్సెప్ట్: ఫిజిక్స్ వేవ్స్ సౌండ్ - అనునాదం

Q10. [హార్డ్] రెండు రైల్వే ట్రాక్లు 4 m దూరంలో ఉన్నాయి. ఒక ట్రాక్ నుండి 3 m దూరంలో ఉంచబడిన మైక్రోఫోన్ ధ్వనిని గుర్తిస్తుంది. విధ్వంసక అంతర్గతం కోసం మార్గం భేదం 1.5 m అయితే, ధ్వని తరంగదైర్ఘ్యం ఎంత? A) 1.5 m B) 3.0 m C) 4.5 m D) 6.0 m

సమాధానం: B) 3.0 m

సొల్యూషన్: విధ్వంసక అంతర్గతం కోసం: మార్గం భేదం = (n + ½)λ n = 0 తీసుకుంటే: 1.5 = 0.5λ అందువల్ల: λ = 3.0 m

శార్ట్కట్: విధ్వంసక అంతర్గతం: λ = 2 × మార్గం భేదం (మొదటి మినిమం)

కాన్సెప్ట్: ఫిజిక్స్ వేవ్స్ సౌండ్ - అంతర్గతం

5 మునుపటి సంవత్సర ప్రశ్నలు

PYQ 1. ఒక రైలు స్థిరంగా ఉన్న ప్రేక్షకుడి వైపు గంటకు 72 కి.మీ. వేగంతో కదులుతోంది. రైలు 400 Hz ఫ్రీక్వెన్సీతో విజిల్ ఊదినట్లయితే, ప్రేక్షకుడు ఎంత ఫ్రీక్వెన్సీని వింటాడు? (ధ్వని వేగం = 340 m/s) [RRB NTPC 2021 CBT-1]

సమాధానం: B) 424 Hz

సొల్యూషన్: రైలు వేగం = 72 km/h = 20 m/s డాప్లర్ ప్రభావాన్ని ఉపయోగించి: f’ = f × v/(v - vₛ) f’ = 400 × 340/(340 - 20) = 400 × 340/320 = 425 Hz ≈ 424 Hz

పరీక్ష చిట్కా: km/h ని 3.6 తో భాగించి m/s గా మార్చండి

కాన్సెప్ట్: ఫిజిక్స్ వేవ్స్ సౌండ్ - డాప్లర్ ప్రభావం

PYQ 2. రైల్వే ట్రాక్లలో పగుళ్లను గుర్తించడానికి అల్ట్రాసోనిక్ తరంగం ఉపయోగించబడుతుంది. ఈ తరంగం స్టీల్ లో 40 మైక్రోసెకన్లలో 20 cm ప్రయాణించినట్లయితే, స్టీల్ లో ధ్వని వేగం ఎంత? [RRB Group D 2022]

సమాధానం: C) 5000 m/s

సొల్యూషన్: దూరం = 20 cm = 0.2 m సమయం = 40 μs = 40×10⁻⁶ s వేగం = 0.2/(40×10⁻⁶) = 5000 m/s

పరీక్ష చిట్కా: ధ్వని ఘనపదార్థాలలో గాలి కంటే వేగంగా ప్రయాణిస్తుంది

కాన్సెప్ట్: ఫిజిక్స్ వేవ్స్ సౌండ్ - అల్ట్రాసోనిక్ టెస్టింగ్

PYQ 3. ఒక రైల్వే స్టేషన్ ప్రకటన 1×10⁻⁶ W/m² తీవ్రతతో వినిపిస్తుంది. డెసిబెల్స్ లో ధ్వని స్థాయి ఎంత? [RRB ALP 2018]

సమాధానం: B) 60 dB

సొల్యూషన్: ధ్వని స్థాయి = 10 log(I/I₀) ఇక్కడ I₀ = 10⁻¹² W/m² = 10 log(10⁻⁶/10⁻¹²) = 10 log(10⁶) = 10 × 6 = 60 dB

పరీక్ష చిట్కా: సాధారణ సంభాషణ ≈ 60 dB

కాన్సెప్ట్: ఫిజిక్స్ వేవ్స్ సౌండ్ - తీవ్రత మరియు డెసిబెల్స్

PYQ 4. ఒక రైలు విజిల్ ఊదిన 5 సెకన్ల తర్వాత ప్రతిధ్వని వినిపిస్తుంది. 0°C వద్ద ధ్వని వేగం 332 m/s అయితే, పరావర్తనం చెందే కొండ ఎంత దూరంలో ఉంది? [RRB JE 2019]

సమాధానం: A) 830 m

సొల్యూషన్: మొత్తం దూరం = 332 × 5 = 1660 m అసలు దూరం = 1660/2 = 830 m

పరీక్ష చిట్కా: ప్రతిధ్వని దూరం = (వేగం × సమయం) ÷ 2

కాన్సెప్ట్: ఫిజిక్స్ వేవ్స్ సౌండ్ - ప్రతిధ్వని లెక్క

PYQ 5. ఒక రైల్వే ప్లాట్ఫారమ్ యొక్క కంపనం యొక్క ప్రాథమిక ఫ్రీక్వెన్సీ 25 Hz. ప్లాట్ఫారమ్ పై అనుప్రస్థ తరంగాల వేగం 200 m/s అయితే, తరంగదైర్ఘ్యం ఎంత? [RPF SI 2019]

సమాధానం: C) 8 m

సొల్యూషన్: λ = v/f = 200/25 = 8 m

పరీక్ష చిట్కా: వేవ్ సమీకరణం అన్ని రకాల తరంగాలకు వర్తిస్తుంది

కాన్సెప్ట్: ఫిజిక్స్ వేవ్స్ సౌండ్ - తరంగదైర్ఘ్యం లెక్క

స్పీడ్ ట్రిక్స్ & శార్ట్కట్లు

తప్పులు చేయకుండా ఉండటానికి సాధారణ తప్పులు

శీఘ్ర రివిజన్ ఫ్లాష్ కార్డులు

టాపిక్ కనెక్షన్లు

ఫిజిక్స్ వేవ్స్ సౌండ్ ఇతర ఆర్ఆర్బీ పరీక్షా విషయాలతో ఎలా కనెక్ట్ అవుతుంది:

• డైరెక్ట్ లింక్: మెకానిక్స్ - తరంగ చలనం కైనమాటిక్స్ (దూరం-వేగం-సమయం సమస్యలు) తో కలిసి ఉంటుంది
• కంబైన్డ్ ప్రశ్నలు: హీట్ & టెంపరేచర్ - ధ్వని వేగం ఉష్ణోగ్రతతో మారుతుంది; తరచుగా లెక్క సమస్యలలో కలిపి ఇస్తారు
• ఫౌండేషన్ ఫర్: మాడర్న్ ఫిజిక్స్ - తరంగ-కణ ద్వైతం భావనలు తరంగ ప్రాథమికాలపై నిర్మించబడ్డాయి
• ఇంజినీరింగ్ అప్లికేషన్లు: ఎలక్ట్రానిక్స్ - రాడార్, సోనార్ మరియు కమ్యూనికేషన్ సిస్టమ్లు తరంగ సూత్రాలను ఉపయోగిస్తాయి
• సేఫ్టీ అప్లికేషన్లు: రైల్వే ఆపరేషన్స్ - ధ్వని సిగ్నల్స్, ప్లాట్ఫారమ్ ప్రకటనలు మరియు అత్యవసర విజిల్స్ అర్థం చేసుకోవడం