Uenezi wa resonance ya vibrations katika kati ya wimbi la elastic. Uenezi wa vibrations katika kati elastic

Kati inaitwa elastic ikiwa kuna nguvu za mwingiliano kati ya chembe zake ambazo huzuia deformation yoyote ya kati hii. Wakati mwili wowote unatetemeka elastic kati, basi huathiri chembe za kati zilizo karibu na mwili na kuwalazimisha kufanya oscillations ya kulazimishwa. Ya kati karibu na mwili wa oscillating ni deformed, na nguvu za elastic. Vikosi hivi hufanya kazi kwenye chembe za kati ambazo zinazidi kuwa mbali na mwili, zikiwaondoa kwenye nafasi yao ya usawa. Hatua kwa hatua, chembe zote za kati huchorwa ndani mwendo wa oscillatory.

Miili ambayo husababisha mawimbi ya elastic kueneza kwa kati ni vyanzo vya wimbi(oscillating tuning uma, nyuzi za vyombo vya muziki).

Mawimbi ya elastic huitwa usumbufu wa mitambo (deformations) zinazozalishwa na vyanzo vinavyoenea kwa njia ya elastic. Mawimbi ya elastic hayawezi kueneza katika utupu.

Wakati wa kuelezea mchakato wa wimbi, kati inachukuliwa kuwa dhabiti na inayoendelea, na chembe zake ni vitu vya ujazo usio na kikomo (ndogo kabisa ikilinganishwa na urefu wa wimbi) ambamo kuna. idadi kubwa ya molekuli. Wakati wimbi linapoenea kwa njia inayoendelea, chembe za kati zinazoshiriki katika oscillations zina awamu fulani za oscillation kwa kila wakati wa wakati.

Locus ya kijiometri ya pointi katika oscillating ya kati katika fomu za awamu sawa uso wa wimbi.

Uso wa mawimbi unaotenganisha chembe za oscillating za kati kutoka kwa chembe ambazo bado hazijaanza kuzunguka huitwa mbele ya wimbi, mawimbi ya ndege, mawimbi ya spherical yanajulikana, kulingana na sura ya mbele.

Mstari uliochorwa perpendicular mbele ya wimbi katika mwelekeo wa uenezi wa wimbi unaitwa ray. Boriti inaonyesha mwelekeo wa uenezi wa wimbi.;;

KATIKA wimbi la ndege nyuso za mawimbi ni ndege perpendicular kwa mwelekeo wa uenezi wa wimbi (Mchoro 15.1). Mawimbi ya ndege yanaweza kuzalishwa juu ya uso wa maji katika umwagaji wa gorofa kwa oscillating fimbo ya gorofa.

Katika wimbi la spherical, nyuso za mawimbi ni nyanja za kuzingatia. Wimbi la spherical linaweza kuundwa na mpira unaopiga kwa kati ya elastic yenye homogeneous. Wimbi kama hilo huenea kwa kasi sawa katika pande zote. Mionzi ni radii ya nyanja (Mchoro 15.2).

Ukurasa wa 1

Mchakato wa uenezi wa vibrations katika kati ya elastic inaitwa sauti.  

Mchakato wa uenezi wa vibrations katika nafasi inaitwa wimbi. Mpaka unaotenganisha chembe za oscillating kutoka kwa chembe ambazo bado hazijaanza kuzunguka huitwa mbele ya maji. Uenezi wa wimbi katika kati una sifa ya kasi inayoitwa kasi wimbi la ultrasonic. Umbali kati ya chembe za karibu zinazotetemeka kwa njia ile ile (katika awamu sawa) inaitwa urefu wa wimbi. Idadi ya mawimbi yanayopita hatua hii katika 1 s inaitwa frequency ultrasonic.  

Mchakato wa uenezi wa vibrations katika kati elastic inaitwa wimbi mwendo, au wimbi elastic.  

Mchakato wa uenezaji wa vibrations katika nafasi kwa muda unaitwa wimbi. Mawimbi yanayoenea kwa sababu ya mali ya elastic ya kati huitwa elastic. Mawimbi ya elastic ni ya kupita na ya longitudinal.  

Mchakato wa uenezi wa vibrations katika kati ya elastic inaitwa wimbi. Ikiwa mwelekeo wa vibration unafanana na mwelekeo wa uenezi wa wimbi, basi wimbi hilo linaitwa longitudinal, kwa mfano, wimbi la sauti katika hewa. Ikiwa mwelekeo wa vibration ni perpendicular kwa mwelekeo wa uenezi wa wimbi, basi wimbi hilo linaitwa transverse.  

Mchakato wa uenezi wa vibrations katika nafasi inaitwa mchakato wa wimbi.  

Mchakato wa uenezi wa vibrations katika nafasi inaitwa wimbi.  

Mchakato wa uenezi wa vibrations katika kati ya elastic inaitwa wimbi. Ikiwa mwelekeo wa vibration unafanana na mwelekeo wa uenezi wa wimbi, basi wimbi hilo linaitwa longitudinal, kwa mfano, wimbi la sauti katika hewa. Ikiwa mwelekeo wa vibration ni perpendicular kwa mwelekeo wa uenezi wa wimbi, basi wimbi hilo linaitwa transverse.  

Mchakato wa uenezi wa vibrations ya chembe katika kati ya elastic inaitwa mchakato wa wimbi au tu wimbi.  

Michakato ya uenezi wa vibrations ya chembe za kioevu au gesi kwenye bomba ni ngumu na ushawishi wa kuta zake. Tafakari za oblique kutoka kwa kuta za bomba huunda hali ya kuunda vibrations vya radial. Baada ya kuweka kazi ya kusoma vibrations axial ya chembe kioevu au gesi katika mabomba nyembamba, ni lazima kuzingatia idadi ya masharti ambayo vibrations radial inaweza kupuuzwa.  

Wimbi ni mchakato wa uenezaji wa mitetemo kwa njia ya kati. Kila chembe ya kati huzunguka karibu na nafasi yake ya usawa.  

Mchakato wa uenezi wa vibrations inaitwa wimbi.  

Mchakato wa uenezaji wa vibrations katika kati ya elastic ambayo tumezingatia ni mfano wa harakati za mawimbi, au, kama kawaida wanasema, mawimbi. Kwa hiyo, kwa mfano, inageuka kuwa mawimbi ya sumakuumeme(tazama § 3.1) inaweza kueneza sio tu katika suala, lakini pia katika utupu. Kinachojulikana mawimbi ya mvuto(mawimbi ya mvuto), kwa msaada wa ambayo usumbufu katika nyanja za mvuto wa miili hupitishwa, unaosababishwa na mabadiliko katika wingi wa miili hii au nafasi zao katika nafasi. Kwa hiyo, katika fizikia, mawimbi huitwa usumbufu wowote wa hali ya jambo au shamba linaloenea katika nafasi. Kwa hivyo, kwa mfano, mawimbi ya sauti katika gesi au vimiminika huwakilisha oscillations ya shinikizo inayoenea katika vyombo hivi, na mawimbi ya sumakuumeme ni oscillations ya nguvu za shamba la sumakuumeme E na H zinazoenea angani.  

Hebu mwili unaozunguka uwe katikati ambayo chembe zote zimeunganishwa. Chembe za kati zinazowasiliana nayo zitaanza kutetemeka, kama matokeo ya ambayo upungufu wa mara kwa mara (kwa mfano, compression na mvutano) hutokea katika maeneo ya kati karibu na mwili huu. Wakati wa deformations, nguvu za elastic huonekana katika kati, ambayo huwa na kurudi chembe za kati kwa hali yao ya awali ya usawa.

Kwa hivyo, kasoro za mara kwa mara ambazo zinaonekana mahali fulani katika kati ya elastic zitaenea kwa kasi fulani, kulingana na mali ya kati. Katika kesi hii, chembe za kati hazijaingizwa kwenye wimbi na wimbi. harakati za mbele, lakini kufanya harakati za oscillatory karibu na nafasi zao za usawa tu deformation elastic ni kuhamishwa kutoka sehemu moja ya kati hadi nyingine.

Mchakato wa uenezi wa mwendo wa oscillatory katika kati huitwa mchakato wa wimbi au kwa urahisi wimbi. Wakati mwingine wimbi hili linaitwa elastic, kwa sababu linasababishwa na mali ya elastic ya kati.

Kulingana na mwelekeo wa oscillations ya chembe kuhusiana na mwelekeo wa uenezi wa wimbi, mawimbi ya longitudinal na transverse yanajulikana.Maonyesho maingiliano ya mawimbi ya kupita na ya longitudinal

Wimbi la longitudinal – Hii ni wimbi ambalo chembe za kati huzunguka kando ya mwelekeo wa uenezi wa wimbi.

Wimbi la longitudinal linaweza kuzingatiwa kwenye chemchemi ndefu ya laini ya kipenyo kikubwa. Kwa kupiga moja ya mwisho wa chemchemi, unaweza kuona jinsi condensation mfululizo na rarefactions ya zamu yake kuenea katika spring, kukimbia moja baada ya nyingine. Katika takwimu, dots zinaonyesha nafasi ya coils ya spring katika mapumziko, na kisha nafasi ya coils spring katika vipindi mfululizo wakati sawa na robo ya kipindi.

Wimbi la kupita - Hili ni wimbi ambalo chembe za oscillate za kati katika mwelekeo perpendicular kwa mwelekeo wa uenezi wa wimbi.

Wacha tuchunguze kwa undani zaidi mchakato wa malezi ya mawimbi ya kupita. Wacha tuchukue mlolongo wa mipira kama mfano wa kamba halisi ( pointi za nyenzo), rafiki kuhusiana kwa kila mmoja kwa nguvu za elastic. Takwimu inaonyesha mchakato wa uenezi wa wimbi la kupita na inaonyesha nafasi za mipira kwa vipindi vya wakati mfululizo sawa na robo ya kipindi.

Wakati wa mwanzo wa wakati (t 0 = 0) pointi zote ziko katika hali ya usawa. Kisha sisi husababisha usumbufu kwa kupotoka hatua ya 1 kutoka kwa nafasi ya usawa kwa kiasi A na hatua ya 1 huanza kuzunguka, hatua ya 2, iliyounganishwa kwa elastically na 1, inakuja katika mwendo wa oscillatory baadaye kidogo, ya 3 hata baadaye, nk. . Baada ya robo ya kipindi cha oscillation ( t 2 = T 4 ) itaenea hadi hatua ya 4, hatua ya 1 itakuwa na wakati wa kupotoka kutoka kwa msimamo wake wa usawa kwa umbali wa juu, sawa na amplitude ya oscillations A. Baada ya nusu ya kipindi, hatua ya 1, ikisonga chini, itarudi kwenye nafasi ya usawa, ya 4 imetoka kwenye nafasi ya usawa kwa umbali sawa na amplitude ya oscillations A, wimbi limeenea. hadi hatua ya 7, nk.

Wakati ulipoasili t5 = T Hatua ya 1, baada ya kukamilisha oscillation kamili, inapita kupitia nafasi ya usawa, na harakati ya oscillatory itaenea hadi hatua ya 13. Pointi zote kutoka 1 hadi 13 ziko ili kuunda wimbi kamili linalojumuisha huzuni Na ukingo

Maonyesho ya uenezi wa wimbi la shear

Aina ya wimbi inategemea aina ya deformation ya kati. Mawimbi ya longitudinal husababishwa na deformation ya compression-tension, mawimbi ya transverse husababishwa na deformation ya shear. Kwa hiyo, katika gesi na vinywaji, ambayo nguvu za elastic hutokea tu wakati wa ukandamizaji, uenezi wa mawimbi ya transverse hauwezekani. KATIKA yabisi Nguvu za elastic hutokea wote wakati wa kukandamiza (mvuto) na kukata, kwa hiyo uenezi wa mawimbi ya longitudinal na transverse inawezekana ndani yao.

Kama takwimu zinavyoonyesha, katika mawimbi ya kupita na ya muda mrefu, kila sehemu ya oscillates ya kati karibu na nafasi yake ya usawa na kuhama kutoka kwake kwa si zaidi ya amplitude, na hali ya deformation ya kati huhamishwa kutoka hatua moja ya kati hadi. mwingine. Tofauti muhimu mawimbi ya elastic katika kati kutoka kwa harakati nyingine yoyote iliyoamriwa ya chembe zake ni kwamba uenezi wa mawimbi hauhusiani na uhamisho wa suala katika kati.

Ili kutumia onyesho la kukagua wasilisho, fungua akaunti ya Google na uingie ndani yake: https://accounts.google.com

Manukuu ya slaidi:

Mada ya somo: Uenezi wa vibrations katika vyombo vya habari vya elastic. Mawimbi

Kati mnene ni kati ambayo inajumuisha idadi kubwa chembe ambazo mwingiliano wake ni karibu sana na elastic

Mchakato wa uenezi wa vibrations katika kati ya elastic kwa muda huitwa wimbi la mitambo.

Masharti ya tukio la wimbi: 1. Uwepo wa kati ya elastic 2. Uwepo wa chanzo cha oscillations - deformation ya kati

Mawimbi ya mitambo yanaweza kueneza tu katika baadhi ya kati (dutu): katika gesi, katika kioevu, katika imara. Katika utupu wimbi la mitambo haiwezi kutokea.

Chanzo cha mawimbi ni miili ya oscillating ambayo huunda deformation ya mazingira katika nafasi inayozunguka.

MAWIMBI ya mpito wa longitudinal

Longitudinal - mawimbi ambayo vibrations hutokea kando ya mwelekeo wa uenezi. Zinatokea katika mazingira yoyote (kioevu, gesi, vitu vikali).

Transverse - ambayo vibrations hutokea perpendicular kwa mwelekeo wa harakati ya wimbi. Hutokea katika yabisi pekee.

Mawimbi juu ya uso wa kioevu sio longitudinal wala transverse. Ikiwa unatupa mpira mdogo juu ya uso wa maji, unaweza kuona kwamba inasonga, ikisonga kwenye mawimbi, kando ya njia ya mviringo.

Nishati ya mawimbi Wimbi linalosafiri ni wimbi ambapo uhamishaji wa nishati hutokea bila uhamishaji wa maada.

Mawimbi ya tsunami. Jambo halibebiwi na wimbi, lakini wimbi hilo hubeba nishati hiyo ambayo huleta maafa makubwa.

Juu ya mada: maendeleo ya mbinu, mawasilisho na maelezo

Ukuzaji wa kimbinu wa somo la fizikia Jina: Raspopova Tatyana Nikolaevna Nafasi: mwalimu wa fizikia Kichwa taasisi ya elimu: Shule ya Sekondari ya MKOU DzhoginskayaDaraja: 8Sehemu ya programu: “Mitetemo...

Uwasilishaji wa somo la fizikia katika daraja la 8 juu ya mada " Mawimbi ya sauti V mazingira tofauti" Inajumuisha aina tofauti shughuli katika somo. Haya ni marudio kazi ya kujitegemea, ripoti, majaribio...

Somo "Uenezaji wa Mwanga katika Wastani wa Homogeneous"

Wanafunzi wanapaswa kufahamu sheria ya uenezaji wa nuru kwa njia ya rektilia; na dhana ya "chanzo cha nuru cha uhakika" na "kivuli"...

Equation ya oscillations ya bure ya harmonic katika mzunguko. Maelezo ya hisabati ya oscillations

Kazi hii inaweza kutumika wakati wa kusoma mada katika daraja la 11: "Oscillations ya sumakuumeme." Nyenzo hiyo imekusudiwa kuelezea mada mpya na marudio...

Ili kuelewa jinsi mitetemo inavyoenea kwa njia ya kati, wacha tuanze kutoka mbali. Je, umewahi kustarehe ufukweni mwa bahari, ukitazama mawimbi yakibirika kwenye mchanga? Mwonekano wa ajabu, sivyo? Lakini pamoja na raha, unaweza kupata faida fulani katika tamasha hili, ikiwa unafikiri na kufikiria kidogo. Tusababu pia ili tufaidi akili zetu.

Mawimbi ni nini?

Inakubaliwa kwa ujumla kuwa mawimbi ni harakati ya maji. Wanatokea kama matokeo ya upepo unaovuma juu ya bahari. Lakini zinageuka kuwa ikiwa mawimbi ni harakati ya maji, basi upepo unaovuma kwa mwelekeo mmoja unapaswa kupita kwa wakati fulani. wengi maji ya bahari kutoka mwisho mmoja wa tauni hadi mwisho mwingine. Na kisha mahali fulani, sema, kutoka pwani ya Uturuki, maji yangeenda kilomita kadhaa kutoka pwani, na kutakuwa na mafuriko huko Crimea.

Na ikiwa pepo mbili tofauti zilivuma juu ya bahari moja, basi mahali fulani wangeweza kutengeneza shimo kubwa ndani ya maji. Hata hivyo, hii haina kutokea. Kuna, kwa kweli, mafuriko ya maeneo ya pwani wakati wa vimbunga, lakini bahari hupiga mawimbi yake kwenye ufuo, ndivyo wanavyokuwa juu zaidi, lakini haijisongi yenyewe.

Vinginevyo, bahari bado zingeweza kusafiri katika sayari nzima pamoja na upepo. Kwa hiyo, zinageuka kuwa maji hayatembei na mawimbi, lakini inabaki mahali. Mawimbi ni nini basi? Je, asili yao ni nini?

Je, uenezi wa mawimbi ya oscillations?

Oscillations na mawimbi hufundishwa katika kozi ya fizikia ya daraja la 9 katika mada moja. Ni busara kudhani basi kwamba haya ni matukio mawili ya asili moja, kwamba yanaunganishwa. Na hii ni kweli kabisa. Uenezi wa vibrations katika kati ni mawimbi.

Ni rahisi sana kuona hili wazi. Funga mwisho mmoja wa kamba kwa kitu kilichosimama, unyoosha mwisho mwingine na kisha uitike kidogo.

Utaona mawimbi yakienda kwenye kamba kutoka mkononi mwako. Wakati huo huo, kamba yenyewe haina kuondoka kutoka kwako, inazunguka. Mitetemo kutoka kwa chanzo huenea kando yake, na nishati ya vibrations hizi hupitishwa.

Ndio maana mawimbi hutupa vitu ufukweni na kuanguka kwa nguvu; Hata hivyo, dutu yenyewe haina hoja. Bahari inabaki mahali pake panapostahili.

Mawimbi ya longitudinal na transverse

Kuna mawimbi ya longitudinal na transverse. Mawimbi ambayo oscillations hutokea kando ya mwelekeo wa uenezi wao huitwa longitudinal. A kupita mawimbi ni mawimbi yanayoeneza perpendicular kwa mwelekeo wa vibration.

Unadhani ni mawimbi ya aina gani ambayo kamba ilikuwa nayo au mawimbi ya bahari? Mawimbi ya kupita kiasi yalikuwepo katika mfano wetu wa kamba. Mitetemo yetu ilielekezwa juu na chini, na wimbi lilienea kando ya kamba, ambayo ni, perpendicularly.

Ili kupata mawimbi ya longitudinal katika mfano wetu, tunahitaji kuchukua nafasi ya kamba na kamba ya mpira. Baada ya kuvuta kamba bila kusonga, unahitaji kunyoosha kwa vidole vyako mahali fulani na kuifungua. Sehemu iliyonyooshwa ya kamba itafupishwa, lakini nishati ya kunyoosha na contraction hii itapitishwa zaidi kando ya kamba kwa muda kwa namna ya vibrations.