الموجات الميكانيكية: المصدر، خصائص الصيغة

تخيل ماذا موجة الميكانيكية، يمكن رمي حجر في الماء. الدوائر التي تنشأ فيها وبالتناوب أحواض والقمم - مثال للموجات ميكانيكية. ما هي طبيعتها؟ موجات ميكانيكية - عملية نشر التذبذب في وسائل الإعلام مرنة.

الموجات الشعرية

وتوجد مثل هذه الموجات الميكانيكية ويرجع ذلك إلى التأثير على قوة الجسيمات من تفاعل الجزيئات من السائل والجاذبية. الناس منذ فترة طويلة بدراسة هذه الظاهرة. أبرز هي موجات البحار والمحيطات. مع زيادة سرعة الرياح، وتغيير، وارتفاعها يزيد. ومعقدة أيضا وشكل موجات أنفسهم. في المحيط، فإنها يمكن أن تصل إلى نسب مخيفة. واحد من الأمثلة الأكثر وضوحا هي قوة تسونامي التي تجتاح بعيدا كل شيء في طريقها.

الطاقة من أمواج البحر والمحيطات

الوصول إلى موجات شاطئ المحيط مع تغير حاد في زيادة العمق. أن تصل في بعض الأحيان على ارتفاع عدة أمتار. في مثل هذه اللحظات، الطاقة الحركية يتم إرسال الكتلة الهائلة من المياه العقبات البرية التي تحت نفوذها دمرت بسرعة. قوة الأمواج يصل أحيانا القيم متكلفا.

موجات مرنة

في دراسة الميكانيكا لا تقلبات فقط في سطح السائل، ولكن أيضا ما يسمى موجات مرنة. هذا الاضطراب، والتي يتم توزيعها في وسائل الإعلام المختلفة في إطار العمل من قوات مرنة في نفوسهم. مثل هذا الاضطراب هو أي انحراف الجسيمات من المتوسط من وضع التوازن. وخير مثال على موجات مرنة هو حبل طويل أو أنبوب المطاط تعلق نهاية واحدة إلى أي شيء. إذا كان مشدود، ثم هناك حركة حادة من الجانب لخلق الثانية (غير لزجة) إنهاء سخطها، يمكننا أن نرى ذلك في جميع أنحاء "من خلال تشغيل" طول الحبل لدعم وتعكس الظهر.

مصدر الموجات الميكانيكية

اضطراب الأساسي يثير موجة بيئة. وهو ناتج عن عمل جسم غريب، والتي في الفيزياء يسمى مصدر الأمواج. ويمكن أن تكون يد الإنسان، يتمايل حبل أو حجر ألقي في الماء. في الحالة التي يكون فيها مصدر لديه عمل لمدة قصيرة، على المديين المتوسط وغالبا ما يكون موجة واحدة. عندما "المزعج" جعل حركة متذبذبة طويلة، تبدأ موجات في الظهور واحدا تلو الآخر.

حيث الأمواج الميكانيكية

لا تتشكل دائما تقلبات من هذا النوع. ومن الشروط الأساسية لمظهرها هو مظهر في وقت المتوسطة اضطراب إعاقة له قوة، في مرونة معينة. وهي تسعى إلى الجمع بين الجسيمات المجاورة عندما ينفصلون، وتبعدهم عن بعضهم البعض في وقت التقارب. قوة مرنة تعمل على الجسيمات منفصلة عن مصدر اضطراب، والبدء في سحب لهم للخروج من التوازن. مع مرور الوقت، وتشارك كل قطعة من وسائل الاعلام في حركة متذبذبة. نشر هذه الاهتزازات والأمواج.

الموجات الميكانيكية في وسيلة مرنة

في موجة المرنة، وهناك نوعان من الحركة في نفس الوقت: التذبذبات الجسيمات وتوزيع اضطراب. ودعا موجة الميكانيكية الطولية، التي الجسيمات يهتز على طول اتجاه انتشارها. دعا موجة عرضية، والجسيمات المتوسطة التي تختلف باختلاف اتجاهه انتشار.

خصائص الموجات الميكانيكية

الاضطرابات في موجة طولية هو الفراغ، والضغط، وعرضية - التحولات (النزوح) من بعض طبقات من قريب المتوسطة إلى أخرى. ويرافق سلالة الضغط من قبل قوات مرنة. في هذه السلالة القص المرتبطة مع ظهور قوات مرنة حصرا في المواد الصلبة. لم يقترن طبقة تحول وسائل الإعلام الغازية والسائلة وسائل الإعلام هذه من وقوع القوة المذكورة. نظرا لخصائصه، يمكن أن الموجات الطولية نشر في أي وسيلة إعلامية، وعبر - الصلبة حصرا.

خصائص موجات المياه

الأمواج على سطح السائل لا طولية أو عرضية. فهي أكثر تعقيدا، ما يسمى الطابع الطولي والعرضي. في هذه الحالة، فإن جزيئات السائل تتحرك محيطي أو القطع الناقص ممدود. حركة دائرية من الجزيئات على سطح السائل، وخصوصا عندما تقترن الاهتزازات الكبيرة من قبل الحركة بطيئة لكنها مستمرة على طول اتجاه انتشار الموجة. ومن هذه الخصائص الموجات الميكانيكية في المياه تسبب ظهور على ضفاف مختلف المأكولات البحرية.

الموجات الميكانيكية تردد

إذا كان المتوسطة مرنة (السائلة، الصلبة، الغازية) لبدء الجسيمات التذبذب، وذلك بسبب التفاعل بينهما، فإنه سيتم نشر مع سرعة ش. وهكذا، إذا كان في وسط غازية أو سائلة سيكون في الجسم تتأرجح، ويبدأ حركة تنتقل إلى جميع الجسيمات المجاورة. وسوف يشاركون في عملية التالية وهلم جرا. في هذه المرحلة كل شيء المتوسطة سوف تتذبذب تردد يساوي يساوي تردد من الجسم تتأرجح. هو تردد الموجة. وبعبارة أخرى، يمكن وصف هذه القيمة على وتيرة التذبذب نقطة في بيئة حيث يكاثر الموجة.

على الفور أنه قد لا يكون واضحا كيفية حدوث هذه العملية. مع موجات الميكانيكية المرتبطة متذبذبة حركة نقل الطاقة من مصدرها إلى محيط المتوسط. وخلال ذلك تنشأ يسمى دورية موجة تشوه نقلها من نقطة واحدة إلى أخرى. في القيام بذلك، وجزيئات من الوسط لا تتحرك جنبا إلى جنب مع الموجة. وهي تتراوح بالقرب من موقف توازنها. وهذا هو السبب لم تقترن توزيع الموجات الميكانيكية عن طريق نقل المواد من مكان إلى آخر. في الأمواج الميكانيكية ترددات مختلفة. ولذلك، فإنها تنقسم إلى فرق وخلق نطاق خاص. يتم قياس تردد في هيرتز (هرتز).

الصيغة الأساسية

موجة ميكانيكية، صيغة حسابية وهو بسيط جدا، هو كائن مثيرة للاهتمام من الدراسة. سرعة الموجة (υ) - هي السرعة تتحرك من جبهتها (موضع من جميع النقاط التي وصلت الى التذبذب البيئة في الوقت الحاضر):

υ = √G / ρ،

حيث ρ - كثافة متوسطة، G - معامل.

عند حساب سرعة لا ينبغي الخلط بين الموجات الميكانيكية في المتوسط مع سرعة حركة الجزيئات المتوسطة التي تشارك في عملية الموجة. وهكذا، على سبيل المثال، فإن الموجة الصوتية يكاثر عن طريق الهواء بمتوسط تقلبات سرعة جزيئاته في 10 م / ث، في حين أن سرعة الموجة الصوتية في الظروف العادية، 330 م / ث.

واجهة الموجة يمكن أن تكون من أنواع مختلفة، وأبسط والتي هي:

• كروية - الناجمة عن التقلبات في المدى المتوسط الغازي أو السائل. وانخفاض سعة الموجة مع زيادة المسافة من مصدر تتناسب عكسيا مع مربع المسافة.

• شقة - يمثل الطائرة وهو عمودي على اتجاه انتشار الموجات. ويحدث ذلك، على سبيل المثال، في مكبس مغلقة عندما يتذبذب الأخيرة. يتميز موجة الطائرة السعة ثابتة تقريبا. ويرتبط بها انخفاضا طفيفا مع المسافة من مصدر إزعاج مع درجة اللزوجة من الوسط السائل أو الغازي.

الطول الموجي

تحت الطول الموجي تحقيق المسافة التي صدر صفحتها الأولى يتم نقل في الوقت الذي تساوي فترة التذبذب للجزيئات المتوسطة:

λ = = υT υ / ت = 2πυ / ω،

حيث T - فترة التذبذب، υ - موجة السرعة، ω - تردد دوري، ν - تردد الاهتزازات من النقاط المتوسطة.

منذ سرعة انتشار الموجة الميكانيكية تعتمد كليا على خصائص المتوسطة، يتم تغيير λ طوله أثناء الانتقال من وسط إلى آخر. في هذه الحالة، تردد ν التذبذب يبقى دائما هو نفسه. الميكانيكية و الموجات الكهرومغناطيسية متشابهة في أن يتم توزيعها خارج في نقل الطاقة، ولكن ليس هناك نقل المسألة.