Механички бранови: извор, својствата со формулата

Замислете што механички бран, може да се фрла камен во вода. Circles кои произлегуваат во него и се наизменични корита и crests - е пример на механички бранови. Која е нивната природа? Механички бранови - процес на осцилација размножување во еластична медиуми.

капиларна бранови

Таквите механички бранови постојат поради ефектот на сила честички на ИНТЕРМОЛЕКУЛАРНИТЕ интеракција на течни и гравитацијата. Луѓето веќе долго време е проучување на феноменот. Најзначајните се морето и океанот бранови. Со зголемување на брзината на ветерот, тие промени, и нивната висина се зголемува. Таа, исто така е комплицирана и обликот на самите бранови. Во океанот, тие можат да стигнат до застрашувачки размери. Еден од најпознатите очигледни примери се на сила на цунами што ја уништува се што е во својот пат.

Енергијата на морето и океански бранови

Постигнувањето на брегот океански бранови со остар промени во зголемување на длабочината. Тие понекогаш достигнува висина од неколку метри. Во таквите моменти, кинетичката енергија на огромната маса на вода е испратен на брегот пречки кои под негово влијание брзо уништени. Силата на сурфање понекогаш достигнува грандиозни вредности.

еластични бранови

Во механиката студија не само флуктуации во течна површина, но, исто така, т.н. еластични бранови. Ова нарушување, кои се дистрибуирани во различни медиуми под дејство на еластични сили во нив. Таквата пертурбации е било девијација на честички на медиум од рамнотежа позиција. Еден добар пример на еластични бранови е долго јаже или гумени цевки прикачени едниот крај на нешто. Ако тоа е затегнат, а потоа нагло движење на страна да се создаде втор (не се лепи) ја заврши својата огорченост, ние може да се види сето тоа во текот на "поминува низ" должината на јажето за поддршка и се рефлектира назад.

Извор на механички бранови

Примарен нарушување доведува до средина бран. Таа е предизвикана од дејството на туѓо тело, кое во физиката се нарекува извор на брановите. Тие можат да бидат човечка рака, се ниша јаже или камен фрлен во вода. Во случај кога изворот има дејство на кратко време, на среден тоа е често еден бран. Кога "вознемирувач" направи долго осцилаторни движења, бранови почнат да се појавуваат еден по друг.

Услови за механички бранови

Флуктуации на ваков начин не секогаш се формираат. Предуслов за нивниот изглед е појавата во времето на ужас средни попречување него сила, особено еластичност. Тие се обидуваат да ги собере соседните честички кога се одвоени, и да ги отуѓи од едни на други за време на конвергенција. еластична сила што дејствува на честички одвоен од извор на нарушување, почнуваат да ги повлече надвор од рамнотежа. Со текот на времето, сите делови на медиумите се вклучени во осцилаторни движења. Ширење на такви вибрации и еден бран.

Механички бранови во еластична медиум

Во еластична бран, постојат два вида на движење во исто време: осцилациите на честички и дистрибуција на ужас. Тој повика на надолжната механички бран, која честички вибрираат заедно насока на нејзиното ширење. Наречен попречно бран, средни честички кои се разликуваат во нејзината насока на размножување.

Својствата на механички бранови

Пертурбации во надолжната бран е разреденост и компресија, и попречно - смени (преместувања) на некои слоеви на медиумот во однос на другите. Компресија вирус е придружена со еластични сили. Во овој смолкнување вирус поврзани со појавата на еластични сили исклучиво во цврсти материи. гасови и течни медиуми промена слој на овие медиуми не е придружено со појава на наведеното сила. Поради нејзините својства, лонгитудинални бранови може да се пропагира во било кој медиум, и крос - исклучиво солидна.

Својства на водата бранови

На брановите на течна површина не надолжно или попречно. Тие се многу посложени, т.н. надолжно и попречно карактер. Во овој случај, честички течноста се движи по обемот или издолжена елипса. Кружни движења на честички во течна површина, а особено при големи вибрации се придружени од нивните бавно, но постојано движење долж правецот на бран ширење. Тоа е овие својства на механички бранови во вода предизвикува појава на бреговите на различни морска храна.

Фреквенција механички бранови

Ако еластична медиум (течна, цврста, гасовита) за иницирање осцилација честички, како резултат на интеракцијата помеѓу нив, тоа ќе се пропагира со брзина u. Така, ако во гасовита или течна средина ќе биде во осцилирачки тело, таа почнува движење пренесуваат до сите соседни честички. Тие ќе бидат вклучени во процесот на следење и така натаму. Во овој момент се што медиумот ќе осцилираат еднаква застапеност еднаква на фреквенцијата на осцилација на телото. Тоа е фреквенцијата на бранот. Со други зборови, оваа вредност може да се опише како осцилација фреквенција на поени во средина каде што бранот пропагира.

Веднаш тоа не може да биде јасно како се случува на овој процес. Со механички бранови поврзани осцилаторни движења енергетски трансфер од својот извор на периферијата на медиумот. Во текот на тоа се јавуваат т.н. периодични деформација бран врши од едно до друго место. Притоа, честичките на медиумот не се движат заедно со бран. Тие се движат во близина на нејзината рамнотежа позиција. Тоа е причината зошто на дистрибуцијата на механички бранови не се придружени со трансферот на материјалот од едно место до друго. Во механички бранови на различни фреквенции. Затоа, тие се поделени во групи и создаде посебна скала. Фреквенцијата се мери во херци (Hz).

основната формула

Механички бран, пресметка формула која е прилично едноставна, е интересен предмет на проучување. брзината на бранот (υ) - е потресна брзината на предната страна (локус на сите точки на кои осцилација достигна средина во моментот):

υ = √G / ρ,

каде ρ - густина на медиумот, G - модул.

При пресметка на брзината не треба да се меша механички бранови во медиум со брзина на движење на медиумот честички кои се вклучени во процесот на бран. Така, на пример, на звук бран пропагира низ воздухот во просек флуктуации брзина на молекулите на 10 m / s, додека акустичните брзината на бранот во нормални услови, е 330 m / s.

Бранот може да биде од различни видови, наједноставниот на кои се:

• Сферно - предизвикани од движењата на гасовит или течен медиум. намалување на амплитудата бран со зголемување на растојанието од изворот е обратно пропорционална со квадратот на растојанието.

Рамен • - претставува рамнина која е нормална на правецот на бран ширење. Тоа се случува, на пример, во затворен цилиндар клипот кога таа осцилира. бран на авионот се карактеризира со речиси константна амплитуда. Нејзиниот благо опаѓање со растојанието од изворот на нарушување е поврзан со степенот на вискозноста на течна или гасовита медиум.

бранова должина

Под бранова должина реализира далечина дека нејзините пред се пресели во период кој е еднаков на периодот на осцилирање на медиумот честички:

λ = υT = υ / v = 2πυ / ω,

каде што Т - осцилација период, υ - брзина бран, ω - циклична фреквенција, ν - фреквенцијата на осцилации на медиумот точки.

Од брзината на ширење на механички бран е целосно зависно од својствата на овој медиум, неговата должина λ при преминот од една во друга средина се менува. Во овој случај, фреквенцијата ν осцилација секогаш останува иста. Механички и електромагнетни бранови се слични во тоа што нивната распределба се врши пренос на енергија, но не постои трансфер на материјата.