Mekaaniset aallot: lähde, ominaisuudet, joilla on kaava

Kuvitella, mitä mekaaninen aalto, voidaan heittää kiven veteen. Ympyrät, jotka aiheutuvat siihen ja ovat vuorotellen kourujen ja harjojen - on esimerkki mekaaniset aallot. Mikä on niiden luonteen? Mekaaniset aallot - prosessin värähtelyn eteneminen elastinen tiedotusvälineissä.

Capillary aallot

Tällainen mekaaninen aallot olemassa, koska vaikutus hiukkasten vahvuus molekyylien välinen vuorovaikutus nesteen ja painovoima. Ihmiset ovat jo pitkään tutkineet ilmiötä. Merkittävimpiä ovat meren ja valtameren aallot. Tuulen voimistuessa nopeuksilla, ne muuttuvat, ja niiden korkeus kasvaa. Se on myös monimutkainen ja se on aaltojen muodosta itse. Meressä, ne voivat saavuttaa pelottavia mittasuhteet. Yksi selvimpiä esimerkkejä ovat voima tsunamin joka pyyhkäisee pois kaiken tieltään.

Energiaa meren ja valtameren aallot

Tavoittaminen shore valtameriaallot jyrkkä muutos syvyyden kasvaessa. Ne joskus päästä korkeus useita metrejä. Sellaisina hetkinä, kineettinen energia valtava vesimassa lähetetään maalla esteiden vaikutuksen alaisena tuhoutuvat nopeasti. Vahvuus Surf joskus saavuttaa mahtipontisia arvoja.

elastisia aaltoja

Mekaniikan tutkimuksessa ei ainoastaan vaihtelut nesteen pintaan, mutta myös niin sanottuja elastisia aaltoja. Tämä häiriö, jotka on jaettu eri median mukaan elastisten voimien niihin. Tällainen häiriö on mikä tahansa poikkeama hiukkasten väliaineen tasapainoasemasta. Hyvä esimerkki elastisten aaltojen on pitkä köysi tai kumiputki kiinnitetty yhdestä päästään mitään. Jos se on kireällä, ja sitten jyrkkä liike puolella luoda toinen (tarttumaton) lopettaa närkästyksensä, voimme nähdä sen ympäri "läpi" pituus köyden tuki- ja heijastavat takaisin.

Lähde mekaaniset aallot

Ensisijainen häiriö aiheuttaa aallon ympäristöön. Se johtuu toiminnan roskan, joka fysiikan kutsutaan lähde aaltoja. Ne voivat olla ihmisen käsi, huojuvat köysi tai kivi heitetään veteen. Siinä tapauksessa, että lähde on toiminnan lyhytaikainen, keskipitkällä on usein yhden aallon. Kun "häiritsijä" tehdä pitkän värähtelyliikkeelle, aallot alkavat syntyä yksi toisensa jälkeen.

Ehdot mekaaniset aallot

Vaihtelut Tällaisia ei aina muodostunut. Edellytyksenä niiden ulkonäkö on ulkonäkö aikaan häiriön väliaineen estää häntä vahvuus, erityisesti joustavuus. Ne pyritään saattamaan yhteen viereisen hiukkasia, kun ne erotetaan, ja vieraannuttaa ne toisistaan aikaan lähentymistä. elastinen voima hiukkaset irrottaa häiriön lähteestä, alkavat vetää ne pois tasapainosta. Ajan kaikki palaset median osallisena värähtelyliikkeelle. Eteneminen tällaisen tärinää ja aalto.

Mekaaniset aallot elastinen väliaineessa

On elastisen aallon, on olemassa kaksi erilaista liikettä samaan aikaan: värähtelyt hiukkasten ja jakelu häiriön. Se pyytää pitkittäinen mekaaninen aalto, joka hiukkaset värähtelevät suunnassa sen leviämistä. Kutsutaan poikittainen aalto, väliaine hiukkasia, jotka vaihtelevat sen etenemissuunta.

Ominaisuudet mekaaniset aallot

Häiriöt pituussuunnassa aalto on alipaine- ja puristus, ja poikittainen - siirtymät (siirtymät) joidenkin kerrosten väliaineen suhteessa muihin. Puristuma liittyy kimmovoimat. Tämän liukuma ilmenemiseen liittyvän elastisen voimansa yksinomaan kiinteitä aineita. Kaasumaisten ja nestemäisten median siirto kerros näistä väliaineista mukana ei ole esiintyminen mainitun voiman. Ominaisuuksiensa takia pitkittäiset aallot voivat edetä missä tahansa mediassa, ja rajat - yksinomaan kiinteää ainetta.

Veden ominaisuuksia aaltojen

Aaltoja nesteen pinnalle ei lukkomekanismiin. Ne ovat monimutkaisempia, niin sanottu pitkittäinen ja poikittainen luonne. Tässä tapauksessa neste hiukkaset liikkuvat kehän tai pitkänomaisen ellipsin. Kiertoliikkeen hiukkasia on nestepinnan, ja erityisesti silloin, kun suurta värinää liitetään niiden hidas mutta jatkuva liike suunnassa aallon etenemisnopeus. Se on nämä ominaisuudet mekaanisten aaltojen vesi aiheuttaa ulkonäön pankit eri äyriäiset.

Taajuus mekaaniset aallot

Jos elastisen väliaineen (neste, kiinteä, kaasumainen) aloittaa sen värähtely hiukkaset, johtuen niiden välinen vuorovaikutus, se levittää nopeudella u. Näin ollen, jos kaasumaisessa tai nestemäisessä väliaineessa tulee olemaan värähtelevään kappaleeseen, se alkaa liike välitetään kaikki viereisen hiukkasen. Ne ovat mukana prosessissa seuraavan ja niin edelleen. Tässä vaiheessa kaikki väliaine värähdellä yhtä suuri taajuus on yhtä suuri kuin oskilloivan elin. Se on taajuus aallon. Toisin sanoen, tämä arvo voidaan kuvata värähtelytaajuus pistettä ympäristössä, jossa aalto etenee.

Heti ei ehkä ole selvää, miten tämä prosessi tapahtuu. Mekaaniset aallot liittyvät värähtelyliikkeen siirtää energiaa sen lähteestä kehälle väliaineen. Tuona syntyy niin sanottu määräajoin muodonmuutos aalto kuljetus yhdestä paikasta toiseen. Näin hiukkaset väliaineen eivät liiku mukana aalto. Ne vaihtelevat lähellä tasapainoasennossaan. Siksi jakauma mekaaniset aallot mukana ei ole siirto materiaalia paikasta toiseen. Mekaanisen aaltojen eri taajuuksilla. Siksi, ne jaetaan bändejä ja luotu erityinen mittakaavassa. Taajuus mitataan hertseinä (Hz).

peruskaava

Mekaaninen aalto, laskentakaava joka on varsin yksinkertainen, on mielenkiintoinen tutkimuskohde. Aallon nopeus (υ) - on liikkumisnopeuden sen edessä (paikoitellen kaikki kohdat, joihin värähtely on saavuttanut ympäristön tällä hetkellä):

υ = √g / ρ,

jossa ρ - väliaineen tiheys, G - moduuli.

Laskettaessa nopeus ei pidä sekoittaa mekaanisiin aaltoihin väliaineessa, jossa liikkeen nopeus väliaineen hiukkasia, jotka ovat mukana aalto prosessissa. Näin ollen, esimerkiksi, ääni aalto etenee ilmassa keskinopeudella vaihtelut molekyylit 10 m / s, kun taas akustisen aallon nopeus normaaleissa olosuhteissa, on 330 m / s.

Aaltorintama voivat olla erityyppisiä, joista yksinkertaisin on:

• pallomaiset - aiheuttamat vaihtelut nestemäinen tai kaasumainen väliaine. Aalto amplitudi pienenee etäisyyden kasvaessa lähteestä on kääntäen verrannollinen etäisyyden neliöön.

Flat • - edustaa tasossa, joka on kohtisuorassa aallon etenemissuuntaan nähden. Se esiintyy, esimerkiksi, suljetussa mäntä sylinterin kun jälkimmäinen värähtelee. Tasoaalto on ominaista lähes vakio amplitudi. Sen vähäinen lasku, kun etäisyys lähteestä häiriö liittyy aste viskositeetin nestemäisessä tai kaasumaisessa väliaineessa.

aallonpituus

Alle aallonpituus toteuttaa etäisyys, että sen etuosa on siirtynyt ajassa, joka on yhtä suuri kuin värähtelytaajuuden väliaineen hiukkasten:

λ = υT = υ / v = 2πυ / ω,

jossa T - värähtelyn aikana, υ - aallon nopeus, ω - syklinen taajuus, ν - värähtelyn taajuus väliaineen pisteitä.

Koska etenemisnopeus mekaanisen aallon on täysin riippuvainen ominaisuuksista väliaineen, sen pituus λ siirryttäessä väliaineesta toiseen vaihdetaan. Tässä tapauksessa, värähtelytaajuus ν on aina sama. Mekaaniset ja sähkömagneettiset aallot ovat samanlaisia, että niiden jakaminen toteutetaan energian siirto, mutta ei ole siirto riippumatta.