voorstellen dat een dergelijke mechanische golf, kan het gooien van een steen in het water.Cirkels daarin voorkomende en wordt afwisselend troggen en toppen, - een voorbeeld van de mechanische golven.Wat is hun essentie?Mechanische golven - een proces van golfvoortplanting in elastische media.
water
Dergelijke mechanische golven bestaan als gevolg van het effect op de vloeistofdeeltjes en intermoleculaire zwaartekracht.Mensen zijn al lange tijd het bestuderen van het fenomeen.Het meest opvallend zijn de oceaan en de golven van de zee.Met toenemende windsnelheid zijn veranderd, en hun hoogte toeneemt.Het is ook gecompliceerd en vorm van de golven zelf.In de oceaan, kunnen ze angstaanjagende proporties bereiken.Een van de meest voor de hand liggende voorbeelden zijn de krachten tsunami, veegde alles op zijn weg.
energie van de zee en de golven van de zee
bereikte de kust, de golven met een scherpe verandering in de diepte toeneemt.Ze soms bereiken een hoogte van enkele meters.Op zulke momenten de kinetische energie van de enorme watermassa overgebracht kustgebieden belemmeringen die onder zijn invloed snel vernietigd.De kracht van het getij soms tot ambitieuze waarden.
elastische golven
Het onderzoek niet alleen het mechanisme van trillingen op het oppervlak van de vloeistof, maar ook zogenaamde elastische golven.Deze verstoring, die zijn verdeeld in verschillende omgevingen onder invloed van elastische krachten in hen.Dergelijke woede is elke afwijking van deeltjes van het medium vanuit de evenwichtspositie.Een goed voorbeeld van elastische golven is een lang touw of een rubberen slang, een einde aan iets bevestigd.Als het strak en maak een zijdelingse schok in het tweede (niet-gebonden) zijn uiteinde woede, kunnen we zien langs de gehele lengte van het touw "kan run" te ondersteunen en worden teruggekaatst.
Bron mechanische golven
initiële verstoring leidt tot een golf in het medium.Het wordt veroorzaakt door de werking van een vreemd lichaam dat in de natuurkunde de bron van de golf wordt.Ze kunnen een menselijke hand, wuivende touw, of een steentje in het water gegooid worden.In het geval waar de bron van het optreden van korte duur in de omgeving vaak een eenzame golf.Wanneer de "onruststoker" maakt lange oscillerende beweging, golven beginnen te ene na de andere verschijnen.
Algemene verschijning mechanische golven
Zulke fluctuaties zijn niet altijd gevormd.Voorwaarde voor hun uiterlijk is het verschijnen op het moment van de storing bescherming waardoor het hem kracht met name elastisch.Zij trachten samenbrengen naburige deeltjes wanneer ze worden gescheiden en vervreemden van elkaar op het moment van convergentie.De elastische kracht die op de afstand van de storingsbron deeltjes gaan ze van de weegschaal verwijderd.Na verloop van tijd, de deeltjes van het medium betrokken bij een oscillerende beweging.De verspreiding van dergelijke schommelingen en een golf.
mechanische golven in een elastisch medium
De elastische golf zijn er twee soorten van beweging gelijktijdig: schommelingen van de deeltjes en de verdeling van de storing.Hij riep de lengterichting mechanische golf deeltjes die variëren in de richting van de voortplanting.Called transversale golf, deeltjes van het medium die variëren over de richting van zijn voortplanting.
eigenschappen van mechanische golven
verstoringen in de longitudinale golf is een vacuüm en compressie, en laterale - shift (offset) tussen de lagen van bescherming tegen anderen.Stuik wordt begeleid door elastische krachten.Op dit afschuifhoek geassocieerd met het verschijnen van de elastische krachten uitsluitend in vaste stoffen.De gasvormige en vloeibare media verschuiven lagen van deze media niet gepaard gaat met het optreden van de genoemde krachten.Vanwege de eigenschappen longitudinale golven kan verspreiden in alle media, en cross - alleen in hard.
Kenmerken van water
golven op het oppervlak van de vloeistof niet langs- en dwarsrichting.Ze zijn complexer, de zogenaamde longitudinale en transversale karakter.In dit geval is de vloeistofdeeltjes verplaatsen omtrek of langwerpige ellips.De draaiende beweging van de deeltjes op het oppervlak van de vloeistof, met name voor grote trillingen, vergezeld van hun langzame maar continue beweging in de richting van golfvoortplanting.Het zijn deze eigenschappen van de mechanische golven in het water zorgt ervoor dat de verschijning op de kusten van verschillende zeevruchten.
frequentie mechanische golven
Als de elastische medium (vloeibaar, vast, gas) om de trilling van de deeltjes prikkelen, het resultaat van de interactie tussen hen, het zal worden verspreid met een snelheid van u.Zo is in de gasvormige of vloeibare medium oscillerende lichaam is, de beweging overgedragen op de aangrenzende deeltjes.Zij worden betrokken bij het proces van het volgen enzovoort.In deze omgeving zal punt alles dezelfde frequentie gelijk aan de frequentie van de oscillerende lichaam oscilleren.Het is de frequentie van de golf.Met andere woorden, kan deze waarde worden omschreven als de frequentie van oscillaties van de punten in het milieu, waarin de golf zich voortplant.
onmiddellijk onduidelijk hoe dit proces plaatsvindt.Met mechanische golven verbonden energieoverdracht van de trillingsbeweging van de bron tot de omtrek van het medium.In de loop waarvan een zogeheten periodiek worden belast met een golf vervoerd van de ene plaats naar een andere.Daarbij doet de deeltjes van het medium met de golf niet bewegen.Ze variëren in de buurt van de evenwichtspositie.Vandaar dat de voortplanting van mechanische golven niet gepaard gaat met overdracht stof van de ene locatie naar de andere.In het mechanische golven van verschillende frequenties.Daarom worden ze onderverdeeld in bands en creëerde een speciale schaal.De frequentie wordt gemeten in hertz (Hz).
basisformules
Mechanische golven, rekenformules zijn vrij eenvoudig, het is een interessant object voor onderzoek.Wave velocity (υ) - is de snelheid van de beweging van de voorzijde (de plaats van alle punten, die fluctuatie omgeving kwam op het moment):
υ = √G / ρ,
waarbij ρ - dichtheid van het medium, G - elasticiteitsmodulus.
de berekening kan de snelheid van mechanische golven verwarren in een medium met de snelheid van de deeltjes van het medium, die betrokken zijn bij het proces wave.Aldus, bijvoorbeeld, de geluidsgolf zich voortplant door de lucht met een snelheid schommelingen van de moleculen aan 10 m / s, terwijl de snelheid van de geluidsgolven in normale omstandigheden is 330 m / s.
golffront kan van verschillende types zijn, de eenvoudigste waarvan:
• Spherical - veroorzaakt door fluctuaties in het gasvormige of vloeibare medium.De amplitude van de golf tegelijkertijd afneemt met toenemende afstand tot de bron omgekeerd evenredig is met het kwadraat van de afstand.
• Flat - een vlak dat loodrecht op de richting van golfvoortplanting.Het ontstaat, bijvoorbeeld, in een gesloten zuigercilinder wanneer deze oscilleert.De vlakke golf wordt gekenmerkt door nagenoeg constante amplitude.Haar lichte daling met toenemende afstand tot de bron van de stoornis in verband met de viscositeit van de vloeistof of gasvormig medium.
Golflengte
Onder golflengte begrijpen van de afstand die het aan de voorzijde voor de tijd die gelijk is aan de periode van de trilling van de deeltjes van het medium zal worden verplaatst:
λ = υT = υ / v = 2πυ / ω,
waarbij T - de periode van de trilling,υ - snelheid van de golf, ω - hoekfrequentie, ν - de oscillatiefrequentie punten van het medium.
Daar de voortplantingssnelheid van mechanische golven volledig afhankelijk van de eigenschappen van het medium, de lengte λ bij de overgang van het ene medium naar het andere veranderingen.De oscillatiefrequentie ν blijft steeds hetzelfde.Mechanische en elektromagnetische golven zijn vergelijkbaar in hun verdeling in de energieoverdracht plaatsvindt, maar geen overdracht van materie.
