Bølgende bevegelsesegenskaper, bølger, eksempler, eksempler

Han bølgebevegelse Den består av utbredelse av en forstyrrelse, kalt bølge, i et materielt medium eller til og med i et vakuum, hvis det er lyset eller annen elektromagnetisk stråling.

Energi reiser i den bølgende bevegelsen, uten at partiklene fra mediet kommer mye unna sine posisjoner, siden forstyrrelsen bare får dem til å svinge eller vibrere kontinuerlig rundt likevekten.

Vannbevegelse i havet

Og denne vibrasjonen er den som overføres fra en partikkel til en annen i midten, i det som er kjent som en Mekanisk bølge. Lyden sprer seg på denne måten: en kilde komprimerer og utvider luftmolekylene vekselvis, og energien som reiser på denne måten er igjen ansvarlig for å vibrere trommehinnen, en følelse av at hjernen tolker som lyd.

Når det gjelder lys, som ikke trenger materiale, er svingningen av de elektriske og magnetiske feltene som overføres.

Som vi ser, har to av de viktigste fenomenene for livet: lys og lyd, bølgende bevegelse, derav viktigheten av å vite mer om deres oppførsel.

[TOC]

Kjennetegn på den ondskapsfulle bevegelsen

Bølgene har flere karakteristiske attributter som vi kan gruppere i henhold til deres natur:

• Romlige egenskaper, som refererer til skjemaet.
• Midlertidige eller varighetskarakteristikker.

La oss se på en skjematisk fremstilling av en enkel bølge som en periodisk rekke rygger og daler. Tegningen representerer litt over en syklus eller hva som er den samme: en fullstendig svingning.

Elementer av en bølge. Kilde: f. Zapata.

Romlige trekk ved bølger

Disse elementene er vanlige for alle bølger, inkludert lys og lyd.

• Crest: Den høyeste posisjonen.
• Dal: Den laveste.
• Node: punkt hvor bølgen krysser likevektsposisjonen. I figuren er den segmenterte linjen eller horisontale aksen.
• Bølgelengde: betegnet med den greske bokstaven λ (lambda) er avstanden mellom to påfølgende rygger, eller mellom ett punkt og en som har samme høyde, men av neste syklus.
• Forlengelse: Det er den vertikale avstanden mellom et bølgepunkt og likevektsposisjon.
• Amplitude: er den maksimale forlengelsen.

Midlertidige trekk ved bølger

• Periode, Tid som varer en komplett syklus.
• Frekvens: Antall bølger produsert per tidsenhet. Det er det omvendte eller gjensidige i perioden.
• Hastighet: Det er definert som kvotienten mellom bølgelengden og perioden. Hvis du blir betegnet som V, er dette forholdet på matematisk måte:

V = λ /t

Typer bølger

Det er forskjellige typer bølger, siden de er klassifisert i henhold til flere kriterier, for eksempel kan de klassifiseres i henhold til:

• Retningen som bærer forstyrrelsen.
• Mediet de sprer seg i.
• Retningen som de medium partiklene svinger i.

Kan tjene deg: Relativ feil: Formler, hvordan det beregnes, øvelser

En bølge kan være av flere typer samtidig, som vi vil se nedenfor:

- Bølger i henhold til svingningen av mediet

Partiklene som utgjør mediet har muligheten til å svare på flere måter på forstyrrelsen, på denne måten oppstår de:

Kryssbølger

I en tverrgående bølge forplanter forstyrrelsen vinkelrett på retningen som partiklene svinger. Kilde: Wikimedia Commons.

Partiklene i mediumområdet i retning vinkelrett på hvordan forstyrrelse gjør. For eksempel, hvis vi har et horisontalt anspent tau som er forstyrret i den ene enden, varierer partiklene fra topp til bunn, mens forstyrrelsen beveger seg horisontalt.

Elektromagnetiske bølger beveger seg også på denne måten, enten de gjør i et materielt miljø som om ikke.

Longitudinelle bølger

Forplantningen reiser i samme retning der partiklene i mediet gjør det. Det mest kjente eksemplet er lyden, der lydforstyrrelsen komprimerer og utvider luften når den beveger seg gjennom den, noe som får molekylene til å bevege seg i svai fra den ene siden til en annen.

- Bølger i henhold til mediet de forplanter seg

Mekaniske bølger

Seismiske bølger er mekaniske bølger

De krever alltid et materielt medium for å spre seg, som kan være fast, væske eller gass. Lyd er også et eksempel på en mekanisk bølge, så vel som bølgene som oppstår i spente tau av musikkinstrumenter og de som sprer seg over hele kloden: seismiske bølger.

Elektromagnetiske bølger

Elektromagnetiske bølger kan spre seg i et vakuum. Det er ingen partikler i svingning, men elektriske og magnetiske felt gjensidig vinkelrett, og samtidig vinkelrett med forplantningsretningen.

Det elektromagnetiske frekvensspekteret er veldig bredt, men vi oppfatter knapt med sansene våre en smal stripe med bølgelengder: det synlige spekteret.

- Bølger i henhold til forplantningsretningen

I henhold til forplantningsadressen kan bølger være:

• Unidimensjonal
• Todimensjonal
• Tre -dimensjonal

Hvis vi har et anspent tau, reiser forstyrrelsen gjennom hele tiden, det vil si i en dimensjon. Det oppstår også når en fleksibel fjær eller våren er forstyrrer som Slinky.

Men det er bølger som beveger seg på en overflate, for eksempel overflaten på vannet når en stein kastes på et tjern eller de som sprer seg i jordskorpen, i dette tilfellet er det snakk om to -dimensjonale bølger.

Endelig er det bølger som reiser kontinuerlig i alle rom retninger som lyd og lys.

- Bølger i henhold til utvidelsen

Bølger kan spre seg langs store utvidelser, for eksempel lysbølger, lyd og seismiske bølger. I stedet er andre begrenset til en mindre region. Derfor er de også klassifisert som:

Kan tjene deg: Hva er de termiske egenskapene og hva som er? (Med eksempler)

-Reisende bølger

-Stående bølger.

Reisende bølger

Når en bølge sprer seg fra kilden og ikke kommer tilbake til den, har du en omreisende bølge. Takk til dem lytter vi. Gjør det med konstant hastighet på 300.000 km/s.

Stående bølger

I motsetning til reisebølger, beveger stasjonære bølger i et begrenset område, for eksempel forstyrrelsen i tauet til et musikkinstrument som en gitar.

Harmoniske bølger

Harmoniske bølger er preget av å være syklisk eller periodisk. Dette betyr at forstyrrelsen gjentas alle visse konstante tidsintervall, kalt periode av bølgen.

Harmoniske bølger kan matematisk modelleres ved hjelp av sinus- og kosinusfunksjonene.

Ikke -periodiske bølger

Hvis forstyrrelsen ikke gjentas hvert eneste tidsintervall, er ikke bølgen harmonisk og dens matematiske modellering er mye mer kompleks enn for harmoniske bølger.

Ondulatoriske bevegelseseksempler

Naturen presenterer oss eksempler på bølgende bevegelse hele tiden, noen ganger er dette tydelig, men noen ganger ikke, som i tilfelle av lys: hvordan vet vi at det beveger seg som en bølge?

Lysens bølgende natur ble diskutert i århundrer. Dermed var Newton overbevist om at lys var en strøm av partikler, mens Thomas Young, på begynnelsen av 1800 -tallet, viste at han oppførte seg som en bølge.

Til slutt, hundre år senere sa Einstein, for alles ro, at lyset var dobbelt: bølge og partikkel på samme tid, avhengig av om dets utbredelse er studert eller måten det samhandler med saken.

Forresten, det samme gjelder elektroner i atomet, de er også doble enheter. De er partikler, men de opplever også eksklusive fenomener av bølger, for eksempel diffraksjon, for eksempel.

La oss nå se noen daglige eksempler på åpenbar bølgebevegelse:

Havnen

En myk vår, vår eller Slinky Den består av en helisk fjær som langsgående og tverrgående bølger kan visualiseres, avhengig av måten en av endene er forstyrret.

Strengene av musikkinstrumenter

Ved å klikke på et instrument som en gitar eller en harpe, kommer de stasjonære bølgene og går mellom endene av tauet. Lyden av tauet avhenger av dens tykkelse og spenningen den blir utsatt for.

Jo mer anspent tauet er, jo lettere er en forstyrrelse spredt for det, på samme måte når tauet er tynnere. Det kan vises at kvadratet på bølgehastigheten V² Det er gitt av:

Kan tjene deg: intern energi

v² = T / μ

Hvor T er spenningen i tauet og μ er den lineære tettheten av den samme, det vil si dens masse per enhetsenhet.

Stemmen

Vi har vokalstrengene, som lyder sendes ut for kommunikasjon. Hans vibrasjon oppfattes ved å plassere fingrene i halsen når han snakker.

Bølger

De spredte seg i oseaniske kropper på grensen mellom vann og luft, og stammer fra vind, som forårsaker svai av små porsjoner av væske.

Disse svingningene forsterkes ved virkning fra flere krefter i tillegg til vinden: friksjon, overflatespenning i væsken og den alltid nåværende tyngdekraften.

Seismiske bølger

Jorden er ikke en statisk kropp, siden det er forstyrrelser som reiser gjennom de forskjellige lagene. De oppfattes som skjelvinger og noen ganger, når de transporterer mye energi, som jordskjelv som er i stand til å forårsake mye skade.

Strukturen til atomet

Moderne atomteorier forklarer atomets struktur gjennom en analogi med stasjonære bølger.

Løste øvelser

Oppgave 1

En lydbølge har bølgelengde lik 2 cm og sprer seg med en hastighet på 40 cm på 10 sekunder.

Regne ut:

a) Din hastighet

a) perioden

b) frekvens

Løsning på

Vi kan beregne hastigheten på bølgen med de medfølgende dataene, siden den sprer seg med en hastighet på 40 cm på 10 sekunder, derfor:

V = 40 cm / 10 s = 4 cm / s

Løsning b

Tidligere forholdet mellom hastighet, bølgelengde og periode som:

V = λ /t

Derfor er perioden:

T = λ / v = 2 cm / 4 cm / s = 0.5 s.

Løsning c

Siden frekvensen er det omvendte av perioden:

F = 1 / t = 1/0.5 s = 2 s^-1

Det inverse av andre eller s^-1 Han kalles Hertz eller Hertzio og forkortet Hz. Den tyske fysikeren Heinrich Hertz (1857-1894) ble gitt til ære, som oppdaget måten å produsere elektromagnetiske bølger.

Oppgave 2

Et tau er anspent under handlingen av en styrke på 125 n. Hvis din lineære tetthet μ er 0.0250 kg/m, hva vil være forplantningshastigheten til en bølge?

Løsning

Vi hadde tidligere sett at hastigheten avhenger av spenningen og det lineære tettheten av tauet som:

v² = T / μ

Derfor:

v² = 125 n / 0.0250 kg/m = 5000 (m/s)²

Tar kvadratroten av dette resultatet:

V = 70.7 m/s

Referanser

1. Giancoli, d.  2006. Fysikk: Prinsipper med applikasjoner. 6. Ed Prentice Hall.
2. Hewitt, Paul. 2012. Konseptuell fysisk vitenskap. 5. plass. Ed. Pearson.
3. Sears, Zemansky. 2016. Universitetsfysikk med moderne fysikk. 14. Ed. Volum 1. Pearson.
4. Serway, r., Jewett, J. (2008). Fysikk for vitenskap og ingeniørfag. Volum 1. 7. Ed. Cengage Learning.
5. Tipler, s. (2006) Fysikk for vitenskap og teknologi. 5. utg. Volum 1. Redaksjon tilbake.