As ondas mecánicas: a fonte, as propiedades de fórmula

Imaxina o que unha onda mecánica, pode estar xogando unha pedra na auga. Círculos resultante no seu interior e son alternas cristas e depresións - é un exemplo das ondas mecánicas. Cal é a súa natureza? Ondas mecánicas - un proceso de propagación oscilación nos medios elástica.

ondas capilares

Tales ondas mecánicas existir debido ao efecto sobre a forza das partículas da interacción intermolecular de líquido e gravidade. As persoas teñen sido moi estudar o fenómeno. Máis notables son as ondas do mar e océano. Co aumento da velocidade do vento, cambian, ea súa altura aumenta. Tamén é complicada e forma das propias ondas. No océano, poden acadar proporcións asustado. Un dos exemplos máis evidentes son a forza do tsunami que varrer todo no seu camiño.

A enerxía das ondas do mar e océano

Alcanzando ondas costa do océano cun cambio brusco na profundidade aumenta. Eles ás veces alcanzar unha altura de varios metros. Nestes momentos, a enerxía cinética da enorme masa de auga é enviado obstáculos en terra que, baixo a súa influencia rapidamente destruídas. A forza das ondas, por veces atinxe valores grandiosos.

ondas elásticas

No estudo mecánica non só flutuacións na superficie do líquido, pero tamén o chamado ondas elásticas. Este trastorno, que son distribuídos en diferentes medios de comunicación baixo a acción de forzas elásticas neles. Un tal perturbación é calquera desviación das partículas do medio desde a posición de equilibrio. Un bo exemplo de ondas elásticas e unha corda ou un tubo de goma conectado nunha extremidade a calquera cousa. Se é tenso, e, a continuación, un forte movemento de lado para crear un segundo (non pegajosa) rematar a súa indignación, podemos ver que todo o "percorren" a lonxitude da corda para o apoio e reflexionar de volta.

Fonte de ondas mecánicas

trastorno primario dá orixe a un ambiente de onda. É causada pola acción dun corpo estraño, que na física chámase a fonte das ondas. Poden ser unha man humana, bailando corda ou pedra xogada na auga. No caso de que a fonte ten a acción de curta duración, no medio en que é moitas veces unha soa onda. Cando o "preocupante" facer un movemento oscilatorio longa, ondas empezan a emerxer un despois do outro.

Condicións de ondas mecánicas

Flutuacións deste tipo non sempre son formados. Unha condición previa para o seu aspecto é a aparición no tempo de medio perturbao impedíndoo de forza, en particular a elasticidade. Buscan reunir partículas veciña cando están separados, e aliena-los uns dos outros no momento de converxencia. forza elástica actuando sobre as partículas illadas a partir da fonte de perturbación, comezan a puxa-los fora de equilibrio. Co tempo, tódolos medios están implicados nun movemento oscilatorio. Propagación de tales vibracións e unha onda.

As ondas mecánicas nun medio elástico

Na onda elástica, hai dous tipos de movemento á vez: as oscilacións das partículas ea distribución da perturbación. É chamada onda mecánica lonxitudinal, que as partículas vibrar ao longo da dirección de súa propagación. Chamado de onda transversal, as partículas medias que varían ao longo da súa dirección de propagación.

As propiedades de ondas mecánicas

Perturbaes na onda lonxitudinal é unha rarefacção e compresión, e transversal - quendas (desprazamentos) dalgunhas capas da forma en relación á outra. tensión de compresión é acompañada por forzas elásticas. Neste deformación de corte asociada coa aparición de forzas elásticas exclusivamente en sólidos. A capa de desprazamento de medios gaseosos e líquidos deses medios non é acompañada pola aparición de dita forza. Debido ás súas propiedades, ondas lonxitudinais pode propagarse por calquera medio e transversal - exclusivamente sólida.

Propiedades das ondas de auga

As ondas sobre a superficie do líquido non lonxitudinal ou transversal. Son máis complexas, o chamado carácter lonxitudinal e transversal. Neste caso, as partículas de fluído moverse circunferencialmente ou elipse alargada. O movemento circular de partículas na superficie do líquido, e en especial cando grandes vibracións son acompañadas polo seu movemento lento pero continuo ao longo da dirección de propagación da onda. E estas propiedades das ondas mecánicas na auga provoca a aparición nos bancos de varios produtos do mar.

ondas mecánicas de frecuencia

Se o medio elástico (líquido, sólido, gasoso) para iniciar as súas partículas de oscilación, debido á interacción entre eles, ha propagar con velocidade u. Así, no caso dun medio gasoso ou líquido será o corpo oscilante, comeza movemento transmitida a toda a partícula adxacente. Eles serán implicados no proceso de seguimento e así por diante. Neste punto, o único medio pode oscilar igual frecuencia igual á frecuencia do corpo oscilante. El é a frecuencia da onda. Noutras palabras, este valor pode ser descrita como a frecuencia de oscilación puntos nun ambiente en que a onda propágase.

Inmediatamente pode non ser claro como este proceso ocorre. Con ondas mecánicas asociadas transferencia de enerxía oscilante movemento da súa nacente ata a periferia do medio. Durante que xorden así chamada onda deformación periódica realizada a partir dun punto a outro. Ao facelo, as partículas do medio non se moven xunto coa onda. Varían seguinte da súa posición de equilibrio. É por iso que a distribución das ondas mecánicas non son acompañados da transferencia do material dun lugar a outro. Nas ondas mecánicas de diferentes frecuencias. Polo tanto, son divididos en grupos e creou unha escala especial. A frecuencia é medida en Hertz (Hz).

fórmula básica

onda mecánica, fórmula de cálculo que é moi sinxelo, é un obxecto interesante de estudo. A velocidade da onda (υ) - é unha velocidade de movemento da súa parte dianteira (o locus de todos os puntos para que a oscilación alcanzou ambiente no momento):

υ = √G / ρ,

onde ρ - densidade do medio, G - módulo.

Ao calcular a velocidade non debe ser confundido ondas mecánicas nun medio cunha velocidade de movemento das partículas medias que son implicadas nun proceso de onda. Así, por exemplo, a onda de son se propaga a través do aire a un flutuacións de velocidade media das súas moléculas en 10 m / s, mentres que a velocidade de onda acústica en condicións normais, é de 330 m / s.

Wavefront pode ser de distintos tipos, o máis simple dos cales son:

• esférico - causadas por flutuacións na forma gasosa ou líquida. As baixadas de amplitude da onda co aumento da distancia dende a fonte é inversamente proporcional ao cadrado da distancia.

• plana - representa un plan que é perpendicular á dirección de propagación da onda. Ocorre, por exemplo, nun cilindro de pistón pechado cando o último oscila. A onda plana caracterízase pola amplitude case constante. A súa lixeira diminución coa distancia a partir da fonte de perturbación está asociada co grao de viscosidade do medio líquido ou gasoso.

lonxitude de onda

Baixo lonxitude de onda entender a distancia de que a fronte é movido un tempo que é igual ao período de oscilación das partículas medias:

λ = υT = υ / v = 2πυ / ω,

en que T - período de oscilación, υ - velocidade de onda, ω - Frecuencia cíclica, ν - Frecuencia de oscilacións dos puntos medios.

Xa que a velocidade de propagación da onda mecánica é totalmente dependente das propiedades do medio, a súa lonxitude λ durante a transición desde un medio a outro cambia. Neste caso, o ν frecuencia de oscilación permanece sempre o mesmo. Mecánicas e ondas electromagnéticas son semellantes en que a súa distribución realízase a transferencia de enerxía, pero non hai transferencia de materia.