onde meccaniche: la sorgente, le proprietà di formula

Immaginate cosa un'onda meccanica, può essere gettando un sasso nell'acqua. Cerchi derivanti esso e si alternano avvallamenti e creste – è un esempio delle onde meccaniche. Qual è la loro natura? onde meccaniche – un processo di propagazione oscillazione in mezzi elastici.

increspatura

Tali onde meccaniche esistono dovuto l'effetto sulla resistenza delle particelle di interazione intermolecolare di liquido e della gravità. Le persone sono stati a lungo studiato il fenomeno. Degna di nota sono le onde del mare e dell'oceano. Con l'aumento della velocità del vento, cambiano, e la loro altezza aumenta. E 'anche complicato e forma delle onde stesse. Nell'oceano, possono raggiungere proporzioni spaventose. Uno degli esempi più evidenti sono la forza di uno tsunami che spazza via ogni cosa sul suo cammino.

L'energia delle onde del mare e dell'oceano

Raggiungere le onde riva dell'oceano con un brusco cambiamento nelle profondità aumenta. A volte raggiungono un'altezza di diversi metri. In quei momenti, l'energia cinetica del l'enorme massa d'acqua viene inviata ostacoli onshore che sotto la sua influenza rapidamente distrutto. La forza delle onde a volte raggiunge valori grandiosi.

onde elastiche

Nello studio meccanica non solo fluttuazioni della superficie del liquido, ma anche i cosiddetti onde elastiche. Questo disturbo, che sono distribuiti in diversi mezzi sotto l'azione di forze elastiche in loro. Tale perturbazione è qualsiasi deviazione delle particelle del mezzo dalla posizione di equilibrio. Un buon esempio di onde elastiche è una lunga corda o un tubo di gomma collegata un'estremità nulla. Se è teso, e quindi un brusco movimento del lato di creare una seconda (non appiccicosa) end sua indignazione, possiamo vedere che tutto il "scorrere" la lunghezza della corda al supporto e riflettere indietro.

Fonte di onde meccaniche

disturbo primario dà luogo ad un ambiente d'onda. Si è dovuto all'azione di un corpo estraneo, che in fisica è chiamato la fonte delle onde. Essi possono essere una mano umana, ondeggiando corda o sasso gettato in acqua. Nel caso in cui la sorgente ha l'azione di breve durata, a medio è spesso una singola onda. Quando il "disturbatore" fare lungo movimento oscillatorio, onde cominciano ad emergere uno dopo l'altro.

Condizioni di onde meccaniche

Le fluttuazioni di questo tipo non sono sempre formate. Un prerequisito per il loro aspetto è l'aspetto al momento del mezzo perturbazione impedendogli forza, in particolare elasticità. Cercano di riunire particelle vicina quando sono separate, e allontanare tra loro al momento della convergenza. forza elastica che agisce sulle particelle staccate dalla fonte di disturbo, cominciano a tirare fuori equilibrio. Nel corso del tempo, tutti i pezzi di media sono coinvolti in un movimento oscillatorio. Propagazione di tali vibrazioni e un'onda.

onde meccaniche in un mezzo elastico

Nel onda elastica, ci sono due tipi di movimento, allo stesso tempo: le oscillazioni delle particelle e la distribuzione della perturbazione. Si chiama onda meccanica longitudinale, quali particelle vibrano lungo la direzione della sua propagazione. Chiamato un'onda trasversale, particelle medie che variano attraverso la sua direzione di propagazione.

Le proprietà delle onde meccaniche

Perturbazioni nella onda longitudinale è una rarefazione e compressione, e trasversale – spostamenti (spostamenti) di alcuni strati del mezzo rispetto all'altra. tensione di pressione è accompagnata da forze elastiche. A questo deformazione di taglio associati con la comparsa di forze elastiche esclusivamente nei solidi. Lo strato spostamento fluidi gassosi e liquidi di questi mezzi non è accompagnata dal verificarsi di detta forza. Grazie alle sue proprietà, onde longitudinali possono propagarsi in qualsiasi supporto, e cross – esclusivamente solido.

Proprietà delle onde

Le onde sulla superficie del liquido non longitudinale o trasversale. Essi sono più complesse, il cosiddetto carattere longitudinale e trasversale. In questo caso, le particelle fluide si muovono circonferenzialmente o ellisse allungata. Il moto circolare di particelle sulla superficie del liquido, e soprattutto quando grandi vibrazioni sono accompagnati dal loro movimento lento ma continuo lungo la direzione di propagazione dell'onda. Si tratta di queste proprietà delle onde meccaniche nell'acqua provoca la comparsa sulle rive di vari frutti di mare.

Frequenza onde meccaniche

Se il mezzo elastico (liquido, solido, gassoso) per avviare sue particelle di oscillazione, dovuta all'interazione tra loro, si propaga con velocità u. Pertanto, se in un mezzo gassoso o liquido sarà nel corpo oscillante, inizia il movimento trasmesso a tutta la particella adiacente. Essi saranno coinvolti nel processo di seguire e così via. A questo punto tutto mezzo oscillerà uguale frequenza pari alla frequenza del corpo oscillante. E 'la frequenza dell'onda. In altre parole, questo valore può essere descritta come la frequenza di oscillazione punti in un ambiente in cui l'onda si propaga.

Subito può non essere chiaro come si verifica questo processo. Con onde meccaniche associate energia transfer moto oscillatorio dalla sorgente alla periferia del mezzo. Durante che sorgono cosiddetta onda deformazione periodica trasportato da un punto ad un altro. In tal modo, le particelle del mezzo non si muovono insieme con l'onda. Si va vicino alla sua posizione di equilibrio. Ecco perché la distribuzione delle onde meccaniche non sono accompagnati dal trasferimento del materiale da un posto all'altro. Nelle onde meccaniche di frequenze diverse. Pertanto, essi sono divisi in gruppi e creato una scala speciale. La frequenza viene misurata in hertz (Hz).

formula di base

onda meccanica, formula di calcolo che è abbastanza semplice, è un interessante oggetto di studio. La velocità delle onde (υ) – è una velocità di movimento della parte frontale (il luogo dei punti per cui l'oscillazione ha raggiunto ambiente al momento):

υ = √G / ρ,

dove ρ – la densità del mezzo, G – modulo.

Nel calcolo della velocità non deve essere confuso onde meccaniche in un mezzo con una velocità di movimento delle particelle medie che sono coinvolti in un processo onda. Così, per esempio, l'onda sonora si propaga attraverso l'aria ad una fluttuazione della velocità media delle sue molecole a 10 m / s, mentre la velocità dell'onda acustica in condizioni normali, è di 330 m / s.

Wavefront può essere di diversi tipi, il più semplice dei quali sono:

• sferica – causata da fluttuazioni del mezzo gassoso o liquido. Le diminuzioni onda di ampiezza con l'aumentare della distanza dalla sorgente è inversamente proporzionale al quadrato della distanza.

Piatto • – rappresenta un piano che è perpendicolare alla direzione di propagazione dell'onda. Essa si verifica, per esempio, in un cilindro pistone di chiusura quando quest'ultimo oscilla. L'onda piana è caratterizzata da un'ampiezza quasi costante. La sua leggera diminuzione distanza dalla fonte di disturbo è associato con il grado di viscosità del mezzo liquido o gassoso.

lunghezza d'onda

Under lunghezza d'onda realizzare la distanza che la parte anteriore viene spostato in un tempo che è uguale al periodo di oscillazione delle particelle medie:

λ = υT = υ / v = 2πυ / ω,

dove T – periodo di oscillazione, υ – velocità dell'onda, ω – frequenza ciclica, ν – frequenza delle oscillazioni dei punti medi.

Poiché la velocità di propagazione dell'onda meccanica è completamente dipendente dalle proprietà del mezzo, la sua lunghezza λ durante la transizione da un supporto all'altro viene cambiato. In questo caso, la frequenza di oscillazione ν rimane sempre lo stesso. Meccanici ed onde elettromagnetiche sono simili in quanto la loro distribuzione viene effettuata al trasferimento di energia, ma non v'è alcun trasferimento di materia.