drgania i fale fizyka, dc, GPF, Fizyka lab, Ściągi, sciąga z fizyki1


7.MECHANIZM ROZCHODZENIA SIĘ FALI HARMONICZNEJ PODŁUŻNEJ.

Fala - jest to przemieszczenie się zaburzenia w czasie i przestrzeni. Pow. Falo.- zbiór punktów które drgają z tą samą fazą. Czoło fali - najdalej wysunięta powierzchnia falowa w danym czasie. Promień wyznacza kierunek rozchodzenia się fali . W ruchu falowym nie ma przenoszenia ośrodka (cząstki drgają wokół położenia równowagi). W fali harmonicznej podłużnej drgania odbywają się równolegle do kierunku rozchodzenia się fali. Fale podłóżne rozchodzą się we wszystkich ośrodkach. Źródłem fali może być np. tło drgający ruchem harmonicznym u wylotu rury z powietrzem (ruch w prawo zagęszczanie ruch w lewo rozżadzanie ). Następnie to zagęszczenie przemieszcza.

Cząstki wprawione w drgania przekazują te drgania sąsiednim cząstkom.

Drganie harmoniczne punktu można zapisać równaniem:

0x01 graphic

gdy φ=0

0x01 graphic

Po czasie t zaburzenie dociera do punktu oddalonego o x. Jest ono opóźnione względem drganie źródła o :

0x01 graphic

v-prędkość rozchodzenia się zaburzenia

0x01 graphic

RÓŻNICZKOWE:

0x01 graphic

0x01 graphic

0x01 graphic

0x01 graphic

0x01 graphic

0x01 graphic

0x01 graphic

Porównanie z

0x01 graphic
różniczkowa postać fali płaskiej.

8.MECHANIZM ROZCHODZENIA SIĘ FALI HARMONICZNEJ PÓŁPRZECZNEJ.

Drgania cząstek fali harmonicznej poprzecznej odbywają się prostopadle do kierunku rozchodzenia się fali. Fale poprzeczne nie mogą się rozchodzić w gazach i cieczach, jest to związane z tym, że w gazach i cieczach nie ma wiązań które by wymuszały powrót cząstki do stanu równowagi. Źródło drgań w ośrodku spręzystym (wykonuje drgania harmoniczne). Dzięki siłom sprężystym drgania źródła udzielają się sąsiednim cząstkom ośrodka. Każda z tych cząstek zostaje wprawiona w analogiczne drgania jak źródło, ale rozpoczyna swój ruch

Z pewnym opóźnieniem.

Rys.

0x01 graphic

i odwrotnie, od końca do początku - czas tłumienia drgania.

POZOSTAŁE Z WCZEŚNIEJSZEGO

9.POWSTANIE I WŁASNOŚCI FALI STOJĄCEJ.

FALA STOJĄCA - powstaje gdy nakładaja się na siebie dwie fale biegnące w przeciwnych kierunkach o tej samej amplitudzie i tej samej częstotliwości. Tak powstała fala ma punkty stałe w czasie, które w ogóle nie drgają (węzły), które mają drgania o amplitudzie równej sumie amplitud fal z których powstała (strzałki).

10.ZJAWISKO DOPPLERA.

Ani zjawisko odbicia, ani zjawisko załamania nie mają wpływu na częstotliwość odbieranego tonu. Zmiana częstotliwości tonu odbieranego w stosunku do częstotliwości tonu nadawanego występuje w przypadku ruchu źródła, ruchu obserwatora lub też obu na raz względem ośrodka, w którym rozchodzi się fala głosowa.

Rys

ν-częstotliwość wysyłana

ν'-częstotliwość odbierana

vz-prędkość źródła

vo -prędkość obserwatora

vg -prędkość głosu

Z-położenie źródła w chwili nadania sygnału I

0-położenie obserwatora w chwili odbioru sygnału I

Z1-położenie źródła po okresie T

01-położenie obserwatora w chwili odbioru II sygnału

0x01 graphic
0x01 graphic

0x01 graphic
0x01 graphic

0x01 graphic

0x01 graphic

0x01 graphic

0x01 graphic
0x01 graphic

1)obserwator i źródło porusza się w kierunku zgodnym z kierunkiem prędkości głosu od źródła i obserwatora

a) 0x01 graphic
0x01 graphic

b) 0x01 graphic
0x01 graphic

c) 0x01 graphic
0x01 graphic

2)prędkość źródła jest zgodna z kierunkiem prędkości głosu, a więc dodatni, a prędkość obserwatora jest skierowana przeciwnie:

0x01 graphic

3)obie prędkości v2 i v0 są skierowane przeciwnie względem siebie

0x01 graphic

4) 0x01 graphic

a) 0x01 graphic
0x01 graphic

b) 0x01 graphic
0x01 graphic

c) 0x01 graphic
0x01 graphic

z tych wzorów wynika, że w przypadku gdy porównamy zmianę częstotliwości w dwóch przypadkach:

a)źródło zbliża się do nieruchomego obserwatora z prędkością v

b)obserwator zbliża się do nieruchomego źródła z prędkością v

Te zmiany częstotliwości nie będą sobie równe. Wynika to z tego, że wystąpienie zjawiska Dopplera wynika z ruchu obserwatora i źródła względem ośrodka a nie z ich ruchu względnego.

Węzły - brak drgań. Strzałki - drgania maksymalne.

0x01 graphic

0x01 graphic

0x01 graphic
-dlatego wstawione0x01 graphic

d-parametr charakteryzujący warunki odbicia. Zależy od tego czy odbicie fali na przeszkodzie bardziej czy mniej bezwładnej niż ośrodek

0x01 graphic

cos-zależy od d i x

sin-zależy od czasu

Analogią do tego:

0x01 graphic

czyli punkt C wykonuje drgania harmoniczne o amplitudzie

:

0x01 graphic

i o fazie:

0x01 graphic

a)odbicie dla masywnej ściany-punkt B pozostaje nieruchomy.

0x01 graphic

Odbiciu fali od ściany sztywnej towarzyszy zmiana fazy na przeciwną. Węzły w

0x01 graphic

Strzałki w 0x01 graphic

b)odbicie od środka mniej bezwładnego (punkt B ma drgania o max amplitudzie)

0x01 graphic

przy odbiciu nie występuje zmiana fazy.

Węzły w:

0x01 graphic

strzałki w:

0x01 graphic



Wyszukiwarka