גלים מכאניים: המקור, את המאפיינים של הנוסחה

לדמיין שגל כזה מכאני, ניתן לזרוק אבן לתוך המים.חוגים הנובעים בי ולסירוגין שקתות ופסגות - הוא דוגמא לגלים מכאניים.מה היא המהות שלהם?גלים מכאניים - תהליך של התפשטות גל בתקשורת אלסטי.גלים מכאניים כזה

גלי מים

קיימים בשל ההשפעה על חלקיקי הנוזל וכוחות מולקולאריים של כוח הכבידה.אנשים רבים כבר לומדים את התופעה.הבולט ביותר הם האוקיינוס ​​וגלי הים.עם מהירות רוח הגדלת משתנים, והגובה שלהם עולה.כמו כן הוא מסובך וצורה של הגלים עצמם.בים, הם יכולים להגיע לממדים מפחידים.אחת דוגמאות הבולטות ביותר הוא צונאמי הכוחות, מטאטא כל מה שנקרה בדרכה.אנרגיית

של גלי הים ואוקיינוס ​​

הגיעה לחוף, גלים עם שינוי חד בעליות העומק.לפעמים הם מגיעים לגובה של כמה מטרים.ברגעים כאלה את האנרגיה הקינטית של המסה העצומה של מים הועברה מחסומי החוף, שתחת השפעתה נהרסו במהירות.הכוח של הגאות לפעמים להגיע ערכים שאפתנים.גלי

אלסטיות

המחקר לא רק מכניקה של רעידות על פני השטח של הנוזל, אלא גם את הגלים אלסטיים שנקרא.הפרעה זו, אשר מופצות בסביבות שונות תחת השפעה של כוחות אלסטיים בהם.זעם כזה הוא כל סטייה של החלקיקים של המדיום ממצב שיווי המשקל שלה.דוגמא טובה לגלים אלסטיים היא חבל ארוך או צינור גומי מחובר קצה אחד למשהו.אם זה מתוח, ולאחר מכן ליצור אידיוט רוחב בשני (לא קשור) של זעם סופו, אנו יכולים לראות את זה לאורך כל אורכו של החבל "יכול לרוץ" לתמוך ולהיות מוחזר.ההפרעות ראשוניות גלים מכאניים

מקור

מובילה לגל בטווח הבינוני.הוא נגרם על ידי הפעולה של גוף זר, אשר בפיסיקה נקרא המקור של הגל.הם יכולים להיות יד אדם, חבל מתנדנד, או אבן שנזרקה למים.במקרה שבו המקור של הפעולה הוא קצר מועד בסביבה הוא לעתים קרובות גל בודד.כאשר "עושה הצרות" עושה תנועת מטוטלת ממושכת, גלים מתחילים להופיע בזה אחר זה.תנודות כאלה

גלים מכאניים מראה תנאי

לא תמיד נוצרו.תנאי מוקדם להופעה שלהם הוא ההופעה בעת הגנת הפרעת מניעה לו כוח, במיוחד אלסטי.הם מבקשים להפגיש שכנים חלקיקים כאשר הם מופרדים, ולהרחיק אותם זה מזה בזמן ההתכנסות.כוח אלסטי הפועל בשלט הרחוק מהמקור של חלקיקי הפרעה מתחיל להוציא אותם משיווי המשקל.לאורך זמן, החלקיקים של המדיום מעורב בתנועת מטוטלת.ההתפשטות של תנודות כאלה וגל.גלים מכאניים

ב

הגל אלסטי יש שני סוגים של תנועה בו-זמנית: תנודות של חלקיקים והפצה של ההפרעה.זה נקרא גל מכאני אורך, שתנודת חלקיקים בכיוון של התפשטותה.בשם גל רוחבי, חלקיקים של המדיום המשתנה על פני לכיוון התפשטותה.מאפייני

של גלים מכאניים הפרעות

בגל האורך הוא ואקום ודחיסה, ורוחב - משמרת (קיזוז) בין השכבות של הגנה מפני אחרים.זן דחיסה מלווה בכוחות אלסטיים.בזן גזירה זו קשורה בהיווצרותם של הכוחות אלסטיים באופן בלעדי במוצקים.תקשורת הגזים ונוזלי הסטת שכבות של תקשורת אלה אינה מלווה בהופעה של הכוחות אמרו.בשל מאפייניה גלים אורך יכולים להפיץ בכל מדיה, וצלב - באופן בלעדי מוצק.תכונות

של גלי מים גלי

על פני השטח של הנוזל אינה אורך ורוחבי.הם יותר מורכבים, האופי והאורך רוחבי מה שנקרא.במקרה זה, חלקיקי הנוזל לעבור circumferentially או אליפסה מוארכת.התנועה המעגלית של חלקיקים על פני השטח של הנוזל, במיוחד לתנודות גדולות, מלווה בתנועה האיטית אך מתמשכת שלהם בכיוון של התפשטות גל.זה מאפיינים של גלים מכאניים במים אלה גורם להופעה על חוף הים שונים.גלי

תדירות מכאניים

אם מדיום אלסטי (נוזל, מוצק, גז) ליזום התנודה של החלקיקים שלה, התוצאה של האינטראקציה ביניהם, זה יחולק למהירות u.לפיכך, במדיום גזים או נוזלי יהיה בגוף נדנוד, התנועה שלה היא transmissible לכל החלקיק הסמוך.הם יהיו מעורבים בתהליך של הבא וכן הלאה.כך כל דבר במונחים של המדיום יהיה להתנדנד באותו התדר שווה לתדר של גוף נדנוד.זהו התדר של הגל.במילים אחרות, ערך זה יכול להיות מתואר כתדירות תנודות של הנקודות בסביבה, שבו התפשטות הגל.

מייד להיות לא ברור כיצד תהליך זה מתרחש.עם גלים מכאניים הקשורים העברת האנרגיה של תנועת הרטט מהמקור שלה לסביבה ההיקפית.שבמהלכו מתח תקופתי כביכול בוצע על ידי גל מנקודה אחת לשנייה.בכך, החלקיקים של המדיום עם הגל לא זזו.הם נעים קרובים למצב שיווי המשקל שלה.זו הסיבה שההתפשטות של גלים מכאניים אינה מלווה בהעברת חומר ממקום אחד למשנהו.בגלים מכאניים של תדרים שונים.לכן, הם מחולקים לרצועות ויצרו סולם מיוחד.התדירות נמדדת בהרץ (Hz).נוסחות בסיסיות

גלים, נוסחות חישוב

מכניות שהם פשוטים למדי, היא אובייקט מעניין למחקר.מהירות גל (υ) - היא מהירות תנועה שלו קדמי (הלוקוס של כל הנקודות, שהגיע סביבת תנודות באותו הרגע):

υ = √G / ρ,

בי ρ - צפיפות בינונית, G - מודול אלסטיות.

החישוב לא צריך לבלבל את המהירות של גלים מכאניים במדיום עם המהירות של החלקיקים של המדיום, אשר מעורבים בתהליך הגל.כך, למשל, גלי הקול מתפשט באוויר בתנודות מהירות ממוצעת של המולקולות שלו ב 10 m / s, תוך המהירות של גלי קול בתנאים רגילים היא 330 m / s.חזית גל

יכולה להיות מסוגים שונים, הפשוט שבהם:

• כדורי - בגלל תנודות במדיום הגזים או נוזלי.המשרעת של הגל באותו הזמן יורדת עם מרחק הגדלת מהמקור הוא ביחס הפוך לריבוע המרחק.

• שטוח - מטוס שהוא בניצב לכיוון של התפשטות גל.זה עולה, למשל, בגליל בוכנה סגור כאשר נע האחרון.גל המטוס מאופיין במשרעת כמעט קבועה.הירידה הקלה שלה עם מרחק הגדלת ממקור ההפרעה קשורה לצמיגות של המדיום הנוזלי או גזים.

אורך גל

תחת גל להבין את המרחק שיועבר לחזית שלה בפעם שווה לתקופה של תנודה של חלקיקים של המדיום:

λ = υT = υ / v = 2πυ / ω,

בי T - תקופה של תנודה,υ - מהירות הגל, ω - תדר זוויתי, ν - תדירות נקודות תנודה של המדיום.

מאז מהירות ההתפשטות של הגל המכני הוא תלוי לחלוטין בתכונות של המדיום, λ אורכו במהלך המעבר ממדיום אחד לשינויים אחר.Ν תדירות התנודה תמיד נשאר אותו הדבר.גלים מכאניים ואלקטרו-מגנטיים דומים שבהפצה שלהם מתבצעת בהעברת האנרגיה, אך אין העברה של חומר.