Mehaanilised lained: allikas, omadusi valemiga

Kujutage ette, milline mehaaniline laine, võib visata kivi vette. Ringid tekivad seal ja neid vaheldumisi õnarused ja mügarikud - on näide mehaanilisi laineid. Mis on oma olemuselt? Mehaanilised lained - protsess võnkumise levimisel elastne meedias.

kapillaaride lained

Sellised mehaanilised lained eksisteerida mõjul osakeste tugevusest molekulidevaheliste interaktsiooni vedelad ja raskust. Inimesed on kaua uurinud nähtus. Kõige märkimisväärsem on mere ja ookeani lained. Suurenev tuulekiirus nad muutuvad, ja nende kõrgus suureneb. Samuti on keeruline ja kuju lained ise. Ookeanis, võivad nad jõuda hirmutav proportsioonid. Üks kõige ilmsem näited on jõudu tsunami pühib ära kõik oma teel.

Energia mere ja ookeani lained

Jõudes kaldale ookeani lainete järsu muutusega sügavus suureneb. Nad mõnikord jõuda kõrgus mitu meetrit. Sellistel hetkedel, kineetiline energia tohutu veemassi saadetakse maismaal takistusi, et tema mõju kiiresti hävitada. Tugevus surf mõnikord jõuab suurejooneline väärtusi.

mehhaanilisi võnkumisi

Mehaanika uuringus mitte ainult kõikumisi vedelikupinnast, vaid ka niinimetatud mehhaanilisi võnkumisi. See häire, mis on jaotatud eri meedia mõjul elastne jõud neid. Selline häirituse kõrvalekaldumise osakestest keskmise tasakaaluasendist. Hea näide mehhaanilisi võnkumisi on pikk köis või kummist toru külge ühest otsast midagi. Kui see on pingul ja siis järsku liikumist küljele luua teine (mittekleepuv) lõpetama meelepaha, näeme seda kogu "jookseb läbi" pikkus köie toetust ja peegeldavad tagasi.

Allikas mehaanilised lained

Esmane häire tekitab laine keskkonda. See on tingitud tegevuse võõrkeha, mis füüsika nimetatakse allikas lained. Nad võivad olla inimese poolt kiikumine trossi või kivi visatakse vette. Juhul, kui allika on toime lühiaegselt, keskmises on sageli ühe lainega. Kui "rikkujalt" teha pikk võnkuva liikumise, lained hakkavad tekkima üksteise järel.

Tingimused mehaanilised lained

Kõikumised selline ei ole alati moodustanud. Eelduseks nende välimus on välimus ajal häirituse keskmise takistab jõudu, eriti elastsust. Nad püüavad koondada naabruses osakesi siis, kui nad on eraldatud ja eemale tõugata neid üksteisest ajal lähenemine. elastne jõud osakeste eraldunud häire allikast, hakkavad vedama neid tasakaalust välja. Aja jooksul kõik tükid meedia on kaasatud võnkuva liikumise. Paljundamine sellise vibratsiooni ja laine.

Mehaanilised lained elastses keskkonnas

Elastses laine, on olemas kaks liiki liikumissuuna samaaegselt: võngete osakestest ning jaotatakse häirimisele. Nõuti pikisuunalise mehaanilise laine, mis osakesed vibreerima suunaliselt paljundamise. Kutsunud Ristlaine, keskmise osakesi, mis erinevad selle levimise suunast.

Omaduste mehaanilised lained

Häiringuid piki laine on hõrenemine ja kokkusurumine ja põiki - nihked (nihked) mõnede kihtide keskmise teise suhtes. Survedeformatsiooni kaasneb elastne jõud. Sel lõikumiseks tüvi seotud välimus elastne jõud ainult tahke. Gaasiliste ja vedelate meedia vahetustega kihti neist meedia ei kaasne esinemist nimetatud jõu. Tänu oma omadustele, piki laineid võib levida tahes meedias ja rist - ainult tahke.

Vee omaduste lained

Lainete vedelikupinnast ole piki- või põiki. Nad on keerulisemad, niinimetatud piki- iseloomu. Sel juhul vedeliku osakesed liiguvad ringikujuliselt või pikliku ellips. Ümmarguse liikumise osakeste juures vedeliku pinnale ning eriti kui suured võnkumised kaasneb nende aeglane, kuid pidev liikumine piki suunas levimise. Just need omadused mehaanilised lained vees põhjustab välimus pankade erinevate mereandide.

Sagedus mehaanilised lained

Kui elastse keskkonna (vedel, tahke, gaasiline) algatada selle võnkumise osakeste tõttu nende koostoimet, siis levivad kiirusega u. Seega, kui gaasilises või vedelas keskkonnas saab olema võnkuv keha, hakkab ta liikumise edastatakse kõikidele külgneva osakese. Nad on kaasatud protsessi järgmine ja nii edasi. Sel hetkel kõike keskmise võnkuma võrdse sagedusega võrdne sageduse võnkuv keha. On sagedus laine. Teisisõnu, see väärtus võib kirjeldada kui võnkesagedusega aspekti keskkonnas, kus laine levib.

Kohe see ei pruugi olla selge, kuidas see protsess toimub. Mis mehaanilised lained, mis on seotud võnkuva liikumise energia ülekandmiseks oma allika perifeeria keskmise. Ajal, mis tekivad nn perioodilisi deformatsioone laine kandub ühest punktist teise. Seejuures osakesed keskmise ei liigu koos laine. Need ulatuvad lähedal oma tasakaaluasendist. Sellepärast jaotus mehaanilised lained ei kaasne üleandmise materjali ühest kohast teise. Mehaanilisel laineid erinevatel sagedustel. Seetõttu on nad jagatud ansamblid ja loonud spetsiaalse skaala. Sagedust mõõdetakse hertsides (Hz).

põhilised valem

Mehhaaniline laine, arvutamise valem, mis on üsna lihtne, on huvitav uurimisobjekt. Laine kiirus (υ) - on liikumiskiirus selle ees (lookus kõik punktid, mille võnkumine on jõudnud keskkonna hetkel):

υ = √G / ρ,

kus ρ - tihedus keskmise, G - elastsusmoodul.

Kui arvutatakse kiiruse ei tohi segi mehaanilised lained keskkonnas koos liikumiskiirus keskmises osakesed, mis osalevad laine protsessi. Seega näiteks, helilaine levib õhu keskmise kiirusega kõikumised tema molekulide 10 m / s, kuigi helilaine kiiruse tavatingimustes on 330 m / s.

Lainefrondi võib olla erinevat tüüpi, lihtsaim neist on:

• Sfääriline - põhjustatud kõikumised gaasilises või vedelas keskkonnas. Laineamplituud suurenedes väheneb kaugusel allikas on pöördvõrdeline kauguse ruuduga.

Flat • - tähistab tasapinnas, mis on risti levimise suunas. See toimub näiteks juhul, kinnises silinderkolvi kui viimane relaksatsioonostsillaatorahela. Lennuk laine iseloomustab peaaegu konstantse amplituudiga. Selle kerget langust kaugenemisel häire allikast seostatakse erinevaid vedeliku viskoossuse või gaasiline keskkond.

lainepikkus

Vastavalt lainepikkusega realiseerida distantsi, et tema ees liigub kellaajal, mis on võrdne võnkeperioodi keskmise osakeste:

λ = υT = υ / v = 2πυ / ω,

kus T - võnkeperiood, υ - laine kiirus, ω - tsüklilised sagedus, ν - sagedus võngete keskmise dots.

Kuna paljundamine kiirus mehaaniline laine on täiesti sõltuvad omaduste keskmise, selle pikkus λ üleminekul ühest keskkonnast teise muutub. Sel juhul võnkesagedusega ν jääb alati samaks. Mehaanilised ja elektromagnetlained on sarnane, et nende levitamine toimub energia ülekanne, kuid puudub üleandmise küsimuses.