föreställa sig att en sådan mekanisk våg, kan kasta en sten i vattnet.Cirklar uppstår däri och omväxlande dalar och toppar - är ett exempel på mekaniska vågor.Vad är deras väsen?Mekaniska vågor - en process för vågutbredning i elastisk medier.
vatten waves
Sådana mekaniska vågor förekommer på grund av effekten på vätskepartiklar och intermolekylära krafter av gravitation.Folk har länge studerat fenomenet.Mest anmärkningsvärt är havet och vågorna i havet.Med ökande vindhastighet ändras, och deras höjd ökar.Det är också komplicerat och formen av vågorna själva.I havet, kan de nå skrämmande proportioner.En av de mest uppenbara exemplen är tsunamin krafter, sopa bort allt i sin väg.
energi havet och havsvågor
nådde stranden, vågorna med en kraftig förändring i djupet ökar.De når ibland en höjd av flera meter.Vid sådana tillfällen överfört den kinetiska energin hos den enorma vattenmassan kust hinder som under dess inflytande snabbt förstöras.Styrkan av tidvattnet ibland ända ambitiösa värden.
Elastiska vågor
studien inte bara mekaniken av vibrationer på ytan av vätskan, men även de så kallade elastiska vågor.Denna störning, som är fördelade i olika miljöer under inverkan av elastiska krafter i dem.Sådan upprördhet är varje avvikelse av partiklarna av mediet från sitt jämviktsläge.Ett bra exempel på elastiska vågor är en lång lina eller ett gummirör fäst en ände till något.Om den är spänd, och sedan skapa en lateral ryck vid den andra (icke-bundet) av dess ände upprördhet, kan vi se det längs hela längden av repet "kunde köra" för att stödja och reflekteras tillbaka.
Source mekaniska vågor
initiala störningen leder till en våg i mediet.Den orsakas av verkan av en främmande kropp, som inom fysiken kallas källan av vågen.De kan vara en mänsklig hand, svajande rep, eller en sten som kastas i vattnet.I det fall då källan för åtgärden är kortlivad i miljön är ofta en ensam våg.När "bråkstake" gör en långvarig oscillerande rörelse, vågor börja visas efter varandra.
Villkor utseende mekaniska vågor
Sådana fluktuationer är inte alltid bildas.En förutsättning för deras utseende är utseendet vid tidpunkten för störningen skydd hindrar honom styrka, särskilt elastisk.De försöker att föra samman grann partiklar när de är åtskilda, och fjärma dem från varandra vid tiden för konvergens.Den elastiska kraft som verkar på avstånd från störningskällan partiklar börjar att ta bort dem från balansräkningen.Med tiden partiklarna av mediet är inblandade i en oscillerande rörelse.Spridningen av sådana fluktuationer och en våg.
mekaniska vågor i en elastiskt medium
Den elastiska vågen finns det två typer av rörelse samtidigt: fluktuationer av partiklar och distribution av störningen.Det kallas längsgående mekanisk våg, vilka partiklar svänga i riktning mot dess utbredning.Kallade tvär våg, partiklar av det medium som varierar mellan riktningen av dess utbredning.
egenskaper hos mekaniska vågor
störningar i den longitudinella vågen är ett vakuum och kompression, och lateral - shift (förskjutning) mellan lager av skydd mot andra.Tryckpåkänning åtföljs av elastiska krafter.Vid denna skjuvspänningen associerad med bildningen av de elastiska krafterna uteslutande i fasta ämnen.De gasformiga och flytande medier skiftande lager av dessa medier inte åtföljs av utseendet på dessa krafter.På grund av dess egenskaper longitudinella vågor kan utbreda sig i alla medier, och kors - exklusivt fast.
Dragen av vatten waves
vågor på ytan av vätskan inte längsgående och tvärgående.De är mer komplex, den så kallade longitudinella och tvärgående karaktär.I detta fall är de fluid partiklarna rör sig i omkretsled eller långsträckt ellips.Cirkulär rörelse av partiklar på ytan av vätskan, i synnerhet för stora vibrationer, tillsammans med deras långsamma men kontinuerlig rörelse i riktningen av vågutbredningen.Det är dessa egenskaper hos mekaniska vågor i vattnet orsakar utseendet på stränderna av olika skaldjur.
frekvens mekaniska vågor
Om elastiskt medium (flytande, fast, gas) för att initiera svängning dess partiklar, resultatet av samspelet mellan dem, det kommer att distribueras till hastigheten u.Således, i ett gasformigt eller vätskeformigt medium kommer att vara i den oscillerande kroppen, är dess rörelse kan överföras till alla de närliggande partikel.De kommer att delta i arbetet med att följa och så vidare.Således allt i termer av mediet kommer att svänga med samma frekvens lika med frekvensen för den oscillerande kroppen.Det är frekvensen av vågen.Med andra ord, kan detta värde beskrivas som frekvensen av svängningar i de punkter i miljön, där vågen utbreder sig.
omedelbart vara oklart hur denna process sker.Med mekaniska vågor associerade energiöverföring av den vibrationsrörelse från dess källa till den perifera miljön.Under loppet av vilka en s.k. periodisk stam bärs av en våg från en punkt till en annan.Därvid partiklarna av mediet med den våg rör sig inte.De sträcker sig nära sitt jämviktsläge.Det är därför utbredningen av mekaniska vågor inte åtföljs av överföring av substans från en plats till en annan.I de mekaniska vågor av olika frekvenser.Därför är de indelade i band och skapat en speciell skala.Frekvensen mäts i hertz (Hz).
grundläggande formler
Mekaniska vågor, beräkningsformler som är ganska enkelt, är ett intressant objekt för studier.Vågshastigheten (υ) - är rörelsehastighet av dess främre (platsen för alla punkter, som kom fluktuation miljö för tillfället):
υ = √G / ρ,
där ρ - densiteten hos mediet, G - elasticitetsmodul.
Beräkningen bör inte förväxla hastigheten på mekaniska vågor i ett medium med hastigheten hos partiklarna i mediet, som är involverade i vågen processen.Sålunda kan exempelvis, utbreder ljudvågen genom luften med en medelhastighet fluktuationer i sina molekyler på 10 m / s, medan hastigheten hos ljudvågorna i normala förhållanden är 330 m / s.
vågfront kan vara av olika typer, den enklaste av dessa är:
• sfärisk - orsakat av fluktuationer i gas- eller vätskemediet.Amplituden av vågen samtidigt minskar med ökande avstånd från källan är omvänt proportionell mot kvadraten på avståndet.
• Platt - ett plan som är vinkelrätt mot riktningen för vågutbredning.Det uppstår exempelvis, i en sluten kolvcylinder när den senare svänger.Planet våg kännetecknas av nästan konstant amplitud.Hennes liten minskning med ökande avstånd från källan till störning förknippad med viskositeten för den flytande eller gasformiga mediet.
Wavelength
Under våglängd förstå avstånd som kommer att flyttas till dess framsida under den tid som motsvarar den tid svängnings partiklar i mediet:
λ = υT = υ / v = 2πυ / ω,
där T - perioden svängning,υ - hastighet av vågen, ω - vinkelfrekvens, ν - oscillationsfrekvensen punkter i mediet.
Eftersom utbredningshastighet av den mekaniska vågen är helt beroende av egenskaperna hos mediet, dess längd λ under övergången från ett medium till ett annat förändringar.Oscillationsfrekvensen ν alltid förblir densamma.Mekaniska och elektromagnetiska vågor är liknande i det deras fördelning utförs i energiöverföringen, men det finns ingen överföring av materia.
