Mechanikai hullámok: a forrás, a tulajdonságait a általános képletű

Képzeld el, milyen mechanikai hullám, lehet dobott egy követ a vízbe. Körök eredő ott, és váltakozó teknők és címerek - egy példa a mechanikai hullámok. Mi a természet? Mechanikai hullámok - ez a folyamat oszcilláció szaporítása rugalmas közegben.

kapilláris hullámok

Az ilyen mechanikai hullámok léteznek miatt a hatás a részecske szilárdsága az intermolekuláris kölcsönhatása folyékony és a gravitáció. Az emberek már régóta tanulmányozza a jelenséget. Ezek közül a legismertebbek a tenger és az óceán hullámai. A növekvő szélsebesség, hogy változtatni, és a magassága növekszik. Azt is bonyolult és alakja a hullámok magukat. Az óceánban tudnak jutni ijesztő méreteket öltött. Az egyik legnyilvánvalóbb példa az erő a szökőár söpör el mindent, ami az útjába.

Az energia, a tenger és az óceán hullámai

Elérése parton óceán hullámai egy éles váltással a mélység növekedésével. Néha eléri a magassága több méter. Ilyen pillanatokban a kinetikus energia a hatalmas víztömeg küldött szárazföldi akadályokat, annak hatására gyorsan elbomlanak. Az erőssége a surf néha eléri grandiózus értékeket.

rugalmas hullámok

A mechanika tanulmány nem csak ingadozások a folyadék felszínén, hanem az úgynevezett rugalmas hullámok. Ez zavar, amelyek osztják a különböző média hatására rugalmas erő bennük. Egy ilyen perturbáció bármilyen eltérés a részecskék a közeg az egyensúlyi helyzetből. Egy jó példa a rugalmas hullámok egy hosszú kötelet vagy gumicső kapcsolódik egyik végén a semmit. Ha feszes, majd egy éles mozgás az oldalon, hogy hozzon létre egy második (nem ragacsos) véget annak a felháborodás, kiderül, hogy az egész „végigmenni” a hossza a kötelet a támogatást, és tükrözik vissza.

Forrása mechanikai hullámok

Elsődleges zavar ad okot, hogy egy hullám környezetben. Ez okozza az intézkedés egy idegen test, amely a fizika hívják a forrása a hullámok. Ezek lehetnek az emberi kéz, hajladozó kötél vagy követ dobott a vízbe. Abban az esetben, ha a forrás az intézkedés rövid időtartama, a közegben gyakran egyetlen hullám. Amikor a „alkalmatlankodó” a hosszú oszciiiáiómozgásban, hullámok kezdenek kialakulni egyik a másik után.

A mechanikai hullámok

Ingadozások az ilyen nem mindig alakul ki. A előfeltétele a megjelenésük a megjelenés idején perturbáció közepes akadályozó neki erőt, különösen rugalmasságát. Céljuk, hogy összehozza a szomszédos szemcsék vannak elválasztva, és elidegeníti őket egymástól idején a konvergencia. rugalmas erő hat a részecskék elszakadt a zavar forrásától, elkezdik húzni őket az egyensúly. Idővel minden darab a média is részt vesznek oszciiiáiómozgásban. Szaporítása ilyen rezgések és hullám.

Mechanikai hullámok egy rugalmas közeg

A rugalmas hullám, kétféle mozgás ugyanakkor: a rezgések a részecskék és eloszlását a perturbáció. Ez az úgynevezett longitudinális mechanikai hullám, amely részecskék rezeg iránya mentén a szaporítás. Úgynevezett keresztirányú hullám, közepes részecskék, amelyek eltérőek a terjedési irányát.

A tulajdonságait mechanikai hullámok

Perturbációk a longitudinális hullám egy ritkítás- és tömörítés, és keresztirányú - eltolódásokat (elmozdulások) egyes rétegek a közeg a másikhoz képest. Nyomófeszültség kíséri rugalmas erők. Ezen a nyírófeszültség kapcsolódó megjelenése rugalmas erők kizárólag szilárd. A gáznemű és a folyékony közegek eltolódása réteg ezek a médiumok nem kíséri a előfordulása az erőt. Köszönhetően annak tulajdonságait, longitudinális hullámok terjednek bármely médiában, és a határon - kizárólagosan szilárd.

Víz tulajdonságai hullámok

A hullámok a folyadék felületén nem hosszanti vagy keresztirányú. Ezek bonyolultabb, az úgynevezett hosszanti és keresztirányú karakter. Ebben az esetben, a folyadék részecskék mozognak körkörösen vagy hosszúkás ellipszis. A körmozgás részecskék a folyadék felszínén, és különösen akkor, ha a nagy rezgéseket kíséretében lassú, de folyamatos mozgást iránya mentén hullámterjedés. Éppen ezek a tulajdonságok a mechanikai hullámok a víz okozza a megjelenése a bankok különböző tenger gyümölcsei.

Frekvenciájú mechanikai hullámok

Ha a rugalmas közeg (folyadék, szilárd, gázhalmazállapotú) kezdeményezni oszcillációs részecskék, mivel a kölcsönhatás közöttük, akkor terjednek velocity u. Így, ha egy gáznemű vagy folyékony közeg lesz az oszcilláló szervezetben, elkezd mozgását továbbított összes szomszédos részecske. Ők is részt vesznek a folyamatban a következő, és így tovább. Ezen a ponton minden közegben oszcillál azonos gyakorisággal egyenlő a frekvenciáját a rezgő test. Ez a frekvencia a hullám. Más szóval, ez az érték lehet leírni, mint a rezgési frekvencia pont egy olyan környezetben, ahol a hullám terjed.

Azonnal nem lehet egyértelmű, hogy ez a folyamat. A mechanikai hullámok kapcsolódó oszciiiáiómozgásban energiát visz át a forrásától a periférián a közeg. Során felmerülő úgynevezett periodikus deformáció hullám szállítanak egyik helyről a másikra. Ezzel a részecskék a közeg nem mozog együtt a hullám. Arányuk közel egyensúlyi helyzetébe. Ezért a megoszlása a mechanikai hullámok nem kíséri az átadása az anyag az egyik helyről a másikra. A mechanikai hullámok különböző frekvenciákon. Ezért oszlanak zenekarok és létrehozott egy speciális skála. A frekvencia mértékegysége a Hertz (Hz).

alapképlete

Mechanikus hullám, számítási formulát, amely meglehetősen egyszerű, egy érdekes tárgya tanulmány. A terjedési sebesség (υ) - egy mozgó sebesség a front (locus Az összes pont, amely az oszcilláció elérte környezet pillanatában):

υ = √G / ρ,

ahol ρ - közeg sűrűsége, G - modulus.

Kiszámításakor a sebességet nem szabad összetéveszteni a mechanikai hullámokat egy közepes sebességű mozgás a közeg részecskéi, amelyek részt vesznek a hullám folyamatban. Így például, a hanghullám terjed a levegőben egy átlagos sebessége ingadozások molekulája 10 m / s, míg az akusztikus hullám sebessége a szokásos feltételek mellett, 330 m / s.

Hullámfront lehet a különböző típusú, amelyek közül a legegyszerűbb a következők:

• Golyós - által okozott ingadozások a gáznemű vagy folyékony közeg. A hullám amplitúdója csökken a távolság növelésével a forrástól fordítottan arányos a távolság négyzetével.

Lapos • - jelentése síkot, amely merőleges a hullám terjedési irányát. Ez akkor fordul elő, például egy zárt dugattyúhenger amikor az utóbbi oszcillál. A síkhullám jellemzi szinte állandó amplitúdójú. A kismértékű csökkenést távolságra a zavar forrásától jár a foka viszkozitása folyékony vagy gáznemű közeg.

hullámhossz

Under hullámhossz megvalósítani a távolság, amely az elülső mozgatjuk egy időben, amely egyenlő az időszak az oszcilláció a közeg részecskék:

λ = υT = υ / v = 2πυ / ω,

ahol T - rezgési periódus, υ - hullám sebessége, ω - gyűrűs frekvencia, ν - gyakorisága rezgések a közeg pontok.

Mivel a terjedési sebesség a mechanikai hullám teljesen tulajdonságaitól függ a közeg, annak hossza λ során az átmenet az egyik közegből a másikba változik. Ebben az esetben a rezgési frekvencia ν mindig ugyanaz marad. Mechanikus és elektromágneses hullámok hasonlóak abban, hogy az elosztási végzik az energia átadása, de nincs átadása számít.