Mehanički valovi: izvor, svojstva formule

Video Fizika: priprema za ispit i URS. Titranje

Zamislite što mehanički val, može biti bacanje kamen u vodu. Krugovi nastane u njemu i naizmjenične brjegove i pojila - primjer mehaničkih valova. Koja je njihova priroda? Mehanički valovi - proces širenja oscilacije u elastičnom mediju.

kapilarni valovi

Takva mehanička valovi postoje zbog učinka na čvrstoću čestica intermolekularno međudjelovanje tekućine i gravitacije. Ljudi su odavno proučavajući fenomen. Najistaknutiji su morski i oceanski valovi. S povećanjem brzine vjetra, mijenjaju, a njihova visina povećava. Također je komplicirano i oblik samih valova. U oceanu, oni mogu doći do zastrašujuće razmjere. Jedan od najočitijih primjera su snaga tsunamija koji briše sve na svom putu.

Energija morskih i oceanskih valova

Postizanje obala oceanski valovi sa oštrim promjene u povećanjem dubine. Oni su ponekad doseći visinu od nekoliko metara. U takvim trenucima, kinetička energija ogromna masa vode se šalje na kopnu prepreke da se pod njezinim utjecajem naglo uništen. Snaga valova ponekad doseže i do grandiozne vrijednosti.

elastični valovi

U mehanika studija ne samo fluktuacija površine tekućine, ali i tzv elastične valove. Ovaj poremećaj, koji su raspoređeni u različitim medijima pod djelovanjem elastične sile u njima. Takva perturbacija bilo koje odstupanje od čestica mediju iz ravnotežnog položaja. Dobar primjer elastičnih valova je dugo uže ili gumena cijev pričvršćena jedan kraj u ništa. Ako je napeta, a zatim oštar pokret u stranu kako bi stvorili drugi (ne lijepi) na kraju svoje ogorčenje, možemo vidjeti sve više na „trčanje kroz” dužine užeta na podršci i odražavaju natrag.

Video: Pretvorba Formule Liman od Alexander Dio 2 Globalwave - Global val

Izvor mehaničkih valova

Primarna poremećaj dovodi do vala okruženju. To je uzrokovano djelovanjem stranog tijela, koji je u fizici zove izvor valova. Oni mogu biti ljudska ruka, njišući se uže ili kamen bačen u vodu. U slučaju kada je izvor ima djelovanje kratkog trajanja, u mediju često je jedan val. Kada je „izgrednik” bi dugo koleba gibanje, valovi počinju pojavljivati ​​jedna za drugom.

Uvjeti mehaničkih valova

Promjene te vrste nisu uvijek formirane. Preduvjet za njihov izgled je izgled u trenutku perturbacijskog medija ometanja mu snagu, posebno elastičnosti. Oni nastoje okupiti susjedne čestice, kada su razdvojeni, a otuđiti ih jedne od drugih u vrijeme konvergencije. elastična sila koja djeluje na čestice odvojenih od izvora smetnji, početi ih izvući iz ravnoteže. Tijekom vremena, svi dijelovi medija su uključeni u oscilatome pokretu. Razmnožavanje takvih vibracija i vala.

Mehanički valovi u elastičnom mediju

U elastičnog vala, postoje 2 vrsta pokreta istovremeno: oscilacije čestica i distribucija perturbacije. To se zove uzdužni mehanički val, koji čestice titraju po pravcu njegovog širenja. Nazvan poprečni val, srednje čestice koje se razlikuju po svojoj smjeru širenja.

Svojstva mehaničkih valova

Perturbacije u uzdužnom vala razrjeđivanjem i kompresije, a poprečno - pomaci (pomaka) pojedinih slojeva srednjem u odnosu na drugu. Tlačna soj je u pratnji elastičnih sila. U ovom shear strain povezane s pojavom elastičnih sila isključivo u tvari. Plinoviti i tekući medij pomak sloj tih medija nije popraćena pojave navedenog sile. Zbog svojih svojstava uzdužni val mogu se distribuirati u bilo kojem mediju, a križ - isključivo krutina.

Svojstva vodnih valova

Valovi na površini tekućine ne uzdužno ili poprečno. Oni su složeniji, tzv uzdužna i poprečna karakter. U ovom slučaju, čestice tekućine ili pomaknuti po obodu elipse izdužena. kružno gibanje Čestice na površini tekućine, a posebno kada se veliki vibracije pratnji sporom ali kontinuarnom gibanje duž pravca širenja vala. To je ove svojstva mehaničkih valova u vodi uzrokuje pojavu na obalama raznih plodova mora.

Učestalost mehanički valovi

Ako je elastična medija (tekućina, krutina, plin) da pokrene svoje oscilacija čestica, zbog interakcije između njih, to će propagirati s brzinom u. Dakle, ako je u plinovitom ili tekućem mediju će biti u oscilirajući tijelu, ona počinje kretanje prenosi na sve susjedne čestice. Oni će biti uključeni u proces praćenja i tako dalje. U ovom trenutku sve srednje će oscilirati jednaku frekvenciju koja je jednaka titrajnog tijela. To je frekvencija vala. Drugim riječima, ova vrijednost može se opisati kao frekvencija oscilacija ističe u okruženju u kojem se val propagira.

Odmah to ne može biti jasno kako se događa taj proces. Sa mehaničkim valovima povezane oscilatorno gibanje energije prijenosa od izvora do periferije medija. Tijekom koje nastaju tzv povremene deformacije valova prenose s jednog mjesta na drugo. Pri tome, čestice medija ne kreću zajedno s valom. Oni se kreću u blizini svog ravnotežnog položaja. Zato je raspodjela mehaničkih valova ne prati prijenos materijala iz jednog mjesta na drugo. U mehaničkih valova različitih frekvencija. Dakle, oni su podijeljeni u bendovima i stvorio posebnu ljestvicu. Učestalost se mjeri u jedinicama Hertz (Hz).

osnovna formula

Mehanička pećnica, izračun formula koja je vrlo jednostavna, zanimljiv je predmet proučavanja. Brzina vala (&upsilon-) - je Brzina pomicanja pročelju (lokus svih točaka na kojima su oscilacije dosegla okoliša u ovom trenutku):

&upsilon- = &Radic-G / &Rho,

gdje &P - srednje gustoće, G - modul.

Pri izračunu brzine ne treba miješati mehaničkih valova u mediju s brzinom kretanja od srednje čestica koje su uključene u proces vala. Tako, na primjer, zvuk val širi kroz zrak s prosječnom promjena brzine njenog molekula pri 10 m / s, dok je brzina zvuka val u normalnim uvjetima, je 330 m / s.

Wavefront mogu biti različitih tipova, najjednostavniji od kojih su:

Video: 11 cl Vibracije i valovi

• Kuglasti - zbog fluktuacija u plinovitom ili tekućem mediju. Amplitudu vala opada s povećanjem udaljenosti od izvora je obrnuto proporcionalna kvadratu udaljenosti.

Stan • - predstavlja ravninu koja je okomita na smjer rasprostiranja vala. Što se događa, na primjer, u zatvorenom klipa cilindra kad je potonji oscilira. Zrakoplov val karakterizira gotovo konstantnom amplitudom. Njegova neznatno smanjuje s udaljenošću od izvora poremećaja povezan sa stupnjem viskoznosti od tekućeg ili plinovitog medija.

valna duljina

Pod valnoj duljini shvatiti udaljenost da njegova prednja strana preselio u vremenu koje je jednako vremenskom razdoblju od oscilacije u srednje čestica:

&X = &v-T = &upsilon- / v = 2&pi-&upsilon- / &omega,

gdje T - oscilacija period, &upsilon- - val brzina, &omega - ciklički frekvencija, &nu- - frekvencija oscilacije srednjih točaka.

Budući da je brzina propagacije mehaničkog vala je u potpunosti ovisi o svojstvima medija, njegova duljina &lambda- tijekom prijelaza iz jednog medija u drugi se mijenja. Učestalost oscilacija &nu- uvijek ostaje ista. mehanička i elektromagnetski valovi su slični u tome je njihova raspodjela vrši se na prijenos energije, ali nema prijenosa materije.