Მექანიკური ტალღები: წყარო, თვისებები ფორმულა

წარმოიდგინეთ, რა მექანიკა ტალღა, შეიძლება სროლა ქვის წყალში. Circles, რომელიც წარმოიქმნება მასში და მონაცვლეობით troughs და crests - არის მაგალითი, მექანიკური ტალღები. რა არის მათი ბუნება? მექანიკური ტალღების - პროცესი რხევის გავრცელების ელასტიური მედია.

კაპილარული ტალღების

ასეთი მექანიკური ტალღების არსებობს გამო ეფექტი ნაწილაკების ძალა intermolecular ურთიერთქმედების თხევადი და სიმძიმის. ხალხი უკვე დიდი ხანია სწავლობს მოვლენაა. განსაკუთრებით აღსანიშნავია ზღვის და ოკეანის ტალღების. ერთად იზრდება ქარის სიჩქარე, ისინი ცვლიან და მათი სიმაღლე იზრდება. იგი ასევე რთული და ფორმის ტალღების თავს. ოკეანეში, მათ შეუძლიათ მიაღწიონ საშიში პროპორციები. ერთ-ერთი ყველაზე თვალსაჩინო მაგალითებია ძალის ცუნამის რომ აშორებს ყველაფერს თავის გზაზე.

ენერგეტიკის ზღვის და ოკეანის ტალღების

მიღწევა სანაპიროზე ოკეანის ტალღების მკვეთრი ცვლილება სიღრმე იზრდება. ისინი ზოგჯერ მიაღწიოს სიმაღლე რამდენიმე მეტრია. ასეთ დროს კინეტიკური ენერგია უზარმაზარი მასობრივი წყლის იგზავნება ხმელეთზე დაბრკოლებები, რომ მისი გავლენის ქვეშ სწრაფად გაანადგურა. ძალა surf ზოგჯერ აღწევს გრანდიოზული ღირებულებებს.

დრეკადი ტალღების

მექანიკის სასწავლო არა მხოლოდ რყევების თხევად ზედაპირზე, არამედ ე.წ. დრეკადი ტალღების. ეს დარღვევა, რომელიც ნაწილდება სხვადასხვა მედია ქვეშ ქმედება ელასტიური ძალები მათ. ასეთი შეშფოთების ნებისმიერი გადახრა ნაწილაკების საშუალო საწყისი წონასწორობა პოზიცია. კარგი მაგალითია დრეკადი ტალღების ხანგრძლივი თოკზე ან რეზინის მილის ერთვის ერთ ბოლოს, რომ არაფერი. თუ ეს taut და შემდეგ მკვეთრი მოძრაობა მხარეს შექმნა მეორე (არა-წებოვანი) დაასრულოს აღშფოთება, ჩვენ ვხედავთ, რომ მთელი "აწარმოებს მეშვეობით" სიგრძის საბაგირო მხარდაჭერა და ასახავს უკან.

წყარო მექანიკური ტალღების

ძირითადი დარღვევა წარმოშობს ტალღა გარემოში. ეს გამოწვეულია მოქმედების უცხო სხეული, რომელიც ფიზიკის ეწოდება წყარო ტალღები. ისინი შეიძლება იყოს ადამიანის ხელში, swaying თოკზე ან ქვის დააგდეს შევიდა წყალი. იმ შემთხვევაში, თუ წყაროს აქვს სამოქმედო მოკლე ხანგრძლივობა, საშუალო, რომ ხშირად ერთი ტალღა. როდესაც "დამრღვევი" გრძელი oscillatory მოძრაობის, ტალღების დაიწყოს წარმოშობა ერთმანეთის მიყოლებით.

წესები მექანიკური ტალღების

რყევების ამ სახის ყოველთვის არ იქმნება. წინაპირობაა მათი გამოჩენა გამოჩენა დროს შეშფოთების საშუალო ხელს უშლის მას ძალა, კერძოდ ელასტიურობას. ისინი ცდილობენ, რათა ერთად მეზობელ ნაწილაკების, როდესაც ისინი გამოეყო და გასხვისების მათ ერთმანეთისგან დროს დაახლოების. ელასტიური ძალა მოქმედებს ნაწილაკების მოშორება წყარო დარღვევა, დაიწყოს უნდა გაიყვანოს ისინი ბალანსი. დროთა განმავლობაში, ყველა ცალი მედია ჩართული oscillatory მოძრაობაში. გამრავლების ასეთი ვიბრაცია და ტალღა.

მექანიკური ტალღები ელასტიური საშუალო

In ელასტიური ტალღა, არსებობს ორი სახის მოძრაობის და ამავე დროს: რხევების ნაწილაკების და განაწილების perturbation. მან მოუწოდა გრძივი მექანიკა ტალღა, რომელიც ნაწილაკების vibrate გასწვრივ მიმართულებით მისი გამრავლების. მოუწოდა განივი ტალღა, საშუალო ნაწილაკების რომელიც განსხვავდება თავისი მიმართულებით გამრავლების.

თვისებები მექანიკური ტალღების

შეშფოთებებს გრძივი ტალღა არის rarefaction და შეკუმშვის, და განივი - ცვლაში (displacements) ზოგიერთი ფენების საშუალო შედარებით სხვა. კომპრესიული დაძაბულობა ახლავს ელასტიური ძალები. ამ წანაცვლებით დაძაბულობა უკავშირდება გამოჩენა ელასტიური ძალები მხოლოდ მყარი. აირისებრი და თხევადი მედია ცვლა ფენის მედია არ ახლავს კლების განაცხადა ძალა. იმის გამო, რომ მისი თვისებები, გრძივი ტალღები შეიძლება პროპაგანდაა ნებისმიერ მედია, და ჯვარი - მხოლოდ კარგი.

თვისებები წყლის ტალღების

ტალღების თხევად ზედაპირზე არ გრძივი და განივი. ისინი უფრო რთული, ე.წ. გრძივი და განივი ხასიათი. ამ შემთხვევაში, სითხის ნაწილაკების გადაადგილება circumferentially ან მოგრძო ელიფსური. წრიული მოძრაობის ნაწილაკების at თხევად ზედაპირზე, და განსაკუთრებით მაშინ, როდესაც დიდი ვიბრაცია თან ახლავს მათი ნელი, მაგრამ უწყვეტი მოძრაობის გასწვრივ მიმართულებით ტალღის გავრცელების. ეს არის ამ თვისებების მექანიკური ტალღების წყალი იწვევს გამოჩენა ბანკების სხვადასხვა ზღვის პროდუქტები.

სიხშირე მექანიკური ტალღების

იმ შემთხვევაში, თუ ელასტიური საშუალო (თხევადი, მყარი, აირისებრი) ინიცირება მისი რხევის ნაწილაკების, იმის გამო, რომ ურთიერთქმედების მათ, ეს პროპაგანდაა სიჩქარის u. ასე რომ, თუ ამ აირისებრი ან თხევადი საშუალო იქნება oscillating ორგანოს, იგი იწყებს მოძრაობას გადამდები ყველა მიმდებარე ნაწილაკების. ისინი იქნება ჩართული ამ პროცესში შემდეგ და ასე შემდეგ. ამ ეტაპზე ყველაფერი საშუალო იქნება მოძრაობს თანაბარი სიხშირე სიხშირე oscillating ორგანო. ეს არის სიხშირის ტალღა. სხვა სიტყვებით, ეს ღირებულება შეიძლება შეფასდეს, როგორც რხევის სიხშირე რაოდენობა გარემო, სადაც ტალღა ვრცელდება.

მაშინვე რომ არ შეიძლება იყოს ნათელი, თუ როგორ ამ პროცესში ხდება. მექანიკური ტალღების უკავშირდება oscillatory მოძრაობის გადაცემის ენერგია მისი წყარო პერიფერიაზე საშუალო. დროს, რომელიც წარმოიქმნება ე.წ. პერიოდული დეფორმაცია ტალღა ხორციელდება ერთი წერტილიდან მეორეში. ამით, ნაწილაკების საშუალო არ გადავა ერთად ტალღა. ისინი მერყეობს ახლოს მისი წონასწორობა პოზიცია. სწორედ ამიტომ, განაწილების მექანიკური ტალღების არ ახლავს გადაცემის მასალის ერთი ადგილიდან მეორეზე. მექანიკური ტალღების სხვადასხვა სიხშირეზე. აქედან გამომდინარე, ისინი დაყოფილია შემსრულებლები და შეიქმნა სპეციალური მასშტაბით. სიხშირე იზომება ჰერცი (Hz).

ძირითადი ფორმულა

მექანიკური ტალღა, გამოთვლის ფორმულა, რომელიც საკმაოდ მარტივია, არის საინტერესო ობიექტი შესწავლა. ტალღის სიჩქარე (υ) - არის მოძრავი სიჩქარე მისი წინა (ადგილიდან ყველა ქულა, რომელიც რხევის მიაღწია გარემოს მომენტში):

υ = √G / ρ,

სადაც ρ - სიმჭიდროვე საშუალო, G - modulus.

გაანგარიშებისას სიჩქარე არ უნდა აგვერიოს მექანიკური ტალღების საშუალო სიჩქარით გადაადგილების საშუალო ნაწილაკები, რომლებიც ჩართული ტალღის პროცესში. ასე, მაგალითად, ხმის ტალღის გავრცელების მეშვეობით საჰაერო საშუალო სიჩქარე რყევების მისი მოლეკულების at 10 m / s, ხოლო აკუსტიკური ტალღის სიჩქარე ნორმალურ პირობებში, 330 მ / წმ.

Wavefront შეიძლება იყოს სხვადასხვა სახის, მარტივი, რომლებიც:

• სფერული - გამოწვეული რყევების აირისებრი ან თხევადი საშუალო. ტალღის ამპლიტუდა მცირდება იზრდება მანძილი წყარო უკუპროპორციულია მოედანზე მანძილი.

ბინა • - წარმოადგენს თვითმფრინავი პერპენდიკულარულად ტალღის გავრცელების მიმართულებით. ეს ხდება, მაგალითად, დახურული დგუშის ცილინდრიანი, როდესაც ეს უკანასკნელი oscillates. თვითმფრინავი ტალღა ხასიათდება თითქმის მუდმივი ამპლიტუდის. მისი უმნიშვნელო შემცირება დაშორებით წყარო დარღვევა უკავშირდება ხარისხი სიბლანტის თხევადი ან აირისებრი საშუალო.

ტალღის სიგრძე

Under ტალღის სიგრძე გააცნობიეროს, მანძილი, რომ მისი წინა გადავიდა დროს, რომელიც უდრის პერიოდში oscillation საშუალო ნაწილაკების:

λ = υT = υ / v = 2πυ / ω,

სადაც T - რხევის პერიოდის υ - ტალღის სიჩქარე, ω - ციკლური სიხშირე, ν - სიხშირის რხევების საშუალო წერტილები.

მას შემდეგ, რაც გავრცელების სიჩქარის მექანიკური ტალღის სრულიად დამოკიდებული თვისებები საშუალო, მისი სიგრძე λ დროს გადასვლას ერთი საშუალო სხვა იცვლება. ამ შემთხვევაში, რხევის სიხშირის ν ყოველთვის იგივე რჩება. მექანიკური და ელექტრომაგნიტური ტალღების მსგავსია, რომ მათი განაწილება ხორციელდება ენერგიის გადაცემა, მაგრამ არ არსებობს გადაცემის საკითხზე.