Prostredie sa nazýva elastické, ak medzi jeho časticami existujú interakčné sily, ktoré bránia akejkoľvek deformácii tohto prostredia. Keď teleso kmitá v pružnom prostredí, pôsobí na častice média susediace s telesom a spôsobuje ich nútené kmitanie. Prostredie v blízkosti kmitajúceho telesa sa deformuje a vznikajú v ňom elastické sily. Tieto sily pôsobia na častice média, ktoré sú čoraz viac vzdialené od telesa, čím ich vyvádzajú z ich rovnovážnej polohy. Postupne sa do kmitavého pohybu zapájajú všetky častice média.
Telesá, ktoré spôsobujú elastické vlny šíriace sa v médiu, sú zdroje vĺn(oscilačné ladičky, struny hudobných nástrojov).
elastické vlny nazývané mechanické poruchy (deformácie) produkované zdrojmi, ktoré sa šíria v elastickom prostredí. Elastické vlny sa nemôžu šíriť vo vákuu.
Pri popise vlnového procesu sa médium považuje za spojité a spojité a jeho častice sú nekonečne malé objemové prvky (dostatočne malé v porovnaní s vlnovou dĺžkou), v ktorých veľký počet molekuly. Keď sa vlna šíri dovnútra kontinuumčastice média zúčastňujúce sa na osciláciách v každom časovom okamihu majú určité fázy oscilácie.
Tvorí sa ťažisko bodov média, oscilujúcich v rovnakých fázach vlnová plocha.
Vlnová plocha, ktorá oddeľuje kmitavé častice média od častíc, ktoré ešte nezačali kmitať, sa nazýva vlnoplocha Podľa tvaru vlnoplochy sú vlny rovinné, guľové atď.
Čiara vedená kolmo na čelo vlny v smere šírenia vlny sa nazýva lúč. Lúč udáva smer šírenia vlny.;;
AT rovinná vlna vlnové plochy sú roviny kolmé na smer šírenia vĺn (obr. 15.1). Rovinné vlny je možné získať na hladine vody v plochom kúpeli pomocou vibrácií plochej tyče.
V sférickej vlne sú vlnové plochy sústredné gule. Guľová vlna môže byť vytvorená pulzovaním gule v homogénnom elastickom prostredí. Táto vlna sa šíri z rovnakú rýchlosť vo všetkých smeroch. Lúče sú polomery gúľ (obr. 15.2).
Predstavujeme vám video lekciu na tému „Šírenie vibrácií v elastickom médiu. Pozdĺžne a priečne vlny. V tejto lekcii budeme študovať problémy súvisiace so šírením vibrácií v elastickom prostredí. Dozviete sa, čo je vlna, ako sa objavuje, ako sa vyznačuje. Pozrime sa na vlastnosti a rozdiely medzi pozdĺžnymi a priečnymi vlnami.
Obraciame sa na štúdium problémov súvisiacich s vlnami. Povedzme si, čo je vlna, ako sa prejavuje a čím sa vyznačuje. Ukazuje sa, že okrem samotného oscilačného procesu v úzkej oblasti priestoru je možné tieto oscilácie šíriť aj v médiu, a práve takýmto šírením je vlnový pohyb.
Prejdime k diskusii o tejto distribúcii. Aby sme mohli diskutovať o možnosti existencie oscilácií v médiu, musíme definovať, čo je husté médium. Husté médium je médium, ktoré pozostáva z Vysoké čísločastice, ktorých interakcia je veľmi blízka elastickým. Predstavte si nasledujúci myšlienkový experiment.
Ryža. 1. Myšlienkový experiment
Umiestnime guľu do elastického média. Lopta sa zmenší, zmenší sa a potom sa roztiahne ako tlkot srdca. Čo sa bude v tomto prípade pozorovať? V tomto prípade častice, ktoré susedia s touto guľôčkou, zopakujú svoj pohyb, t.j. vzdialiť sa, priblížiť sa - tým budú oscilovať. Keďže tieto častice interagujú s inými časticami vzdialenejšími od lopty, budú tiež oscilovať, ale s určitým oneskorením. Častice, ktoré sú blízko tejto gule, oscilujú. Budú prenášané na iné častice, vzdialenejšie. Oscilácia sa teda bude šíriť všetkými smermi. Všimnite si, že v tomto prípade sa bude stav oscilácie šíriť. Toto šírenie stavu kmitov nazývame vlna. Dá sa to povedať proces šírenia vibrácií v elastickom prostredí v čase sa nazýva mechanické vlnenie.
Vezmite prosím na vedomie: keď hovoríme o procese výskytu takýchto oscilácií, musíme povedať, že sú možné iba vtedy, ak existuje interakcia medzi časticami. Inými slovami, vlna môže existovať iba vtedy, keď existuje vonkajšia rušivá sila a sily, ktoré sú proti pôsobeniu rušivej sily. V tomto prípade ide o elastické sily. Proces šírenia v tomto prípade bude súvisieť s hustotou a silou interakcie medzi časticami tohto média.
Všimnime si ešte jednu vec. Vlna nenesie hmotu. Častice totiž oscilujú blízko rovnovážnej polohy. Ale zároveň vlna nesie energiu. Túto skutočnosť možno ilustrovať vlnami cunami. Hmota nie je unášaná vlnou, ale vlna nesie takú energiu, ktorá prináša veľké katastrofy.
Povedzme si niečo o typoch vĺn. Existujú dva typy - pozdĺžne a priečne vlny. Čo pozdĺžne vlny ? Tieto vlny môžu existovať vo všetkých médiách. A príklad s pulzujúcou guľôčkou vo vnútri hustého média je len príkladom vzniku pozdĺžnej vlny. Takáto vlna je šírením v priestore v čase. Toto striedanie zhutňovania a riedenia je pozdĺžna vlna. Ešte raz opakujem, že takáto vlna môže existovať vo všetkých médiách – kvapalnom, pevnom, plynnom. Pozdĺžna vlna je vlna, pri ktorej šírení častice média kmitajú v smere šírenia vlny.
Ryža. 2. Pozdĺžna vlna
Čo sa týka priečnej vlny, priečna vlna môže existovať iba v pevných látkach a na povrchu kvapaliny. Vlna sa nazýva priečna vlna, pri ktorej šírení častice média kmitajú kolmo na smer šírenia vlny.
Ryža. 3. Strižná vlna
Rýchlosť šírenia pozdĺžnych a priečnych vĺn je rozdielna, ale o tom budú ďalšie hodiny.
Zoznam doplnkovej literatúry:
Poznáte pojem vlna? // Kvantové. - 1985. - č.6. - S. 32-33. Fyzika: Mechanika. 10. ročník: Proc. pre hĺbkové štúdium fyziky / M.M. Balashov, A.I. Gomonová, A.B. Dolitsky a ďalší; Ed. G.Ya. Myakišev. - M.: Drop, 2002. Elementárna učebnica fyziky. Ed. G.S. Landsberg. T. 3. - M., 1974.
Dokončené práce
TIETO PRÁCE
Veľa je už pozadu a teraz ste absolvent, ak, samozrejme, prácu napíšete načas. Ale život je taká vec, že až teraz je vám jasné, že keď prestanete byť študentom, stratíte všetky študentské radosti, z ktorých mnohé ste nevyskúšali, všetko odložíte a odložíte na neskôr. A teraz sa namiesto dobiehania babreš v diplomovej práci? Existuje skvelý spôsob: stiahnite si diplomovú prácu, ktorú potrebujete, z našej webovej stránky - a okamžite budete mať veľa voľného času!
Diplomové práce boli úspešne obhájené na popredných univerzitách Kazašskej republiky.
Cena práce od 20 000 tenge
KURZ FUNGUJE
Projekt kurzu je prvou serióznou praktickou prácou. Napísaním semestrálnej práce sa začína príprava na vypracovanie absolventských projektov. Ak sa študent naučí správne uviesť obsah témy v projekte kurzu a správne ho zostaviť, nebude mať v budúcnosti problémy ani s písaním správ, ani so zostavovaním. tézy, ani s plnením iných praktických úloh. S cieľom pomôcť študentom pri písaní tohto typu študentskej práce a objasniť otázky, ktoré sa vynárajú pri jej príprave, vznikla táto informačná časť.
Cena práce od 2 500 tenge
MAGISTERSKÉ PRÁCE
Momentálne vo vyšších vzdelávacie inštitúcie Kazachstan a krajiny SNŠ, vyššia úroveň je veľmi bežná odborné vzdelanie, ktorý nasleduje po bakalárskom - magisterskom stupni. Na magistrate študujú študenti s cieľom získať magisterský titul, ktorý je vo väčšine krajín sveta uznávaný viac ako bakalársky a uznávajú ho aj zahraniční zamestnávatelia. Výsledkom prípravy na magistra je obhajoba diplomovej práce.
Poskytneme Vám aktuálny analytický a textový materiál, v cene sú zahrnuté 2 vedecké články a abstraktné.
Cena práce od 35 000 tenge
PRAXE
Po absolvovaní akéhokoľvek typu študentskej praxe (pedagogickej, priemyselnej, bakalárskeho štúdia) je potrebná správa. Tento dokument bude dôkazom praktická prácaštudenta a podkladom pre tvorbu hodnotenia pre prax. Zvyčajne je na zostavenie správy o stáži potrebné zhromaždiť a analyzovať informácie o podniku, zvážiť štruktúru a pracovný harmonogram organizácie, v ktorej sa stáž koná, zostaviť kalendárny plán a opíšte svoju prax.
Pomôžeme vám napísať správu o stáži, berúc do úvahy špecifiká činnosti konkrétneho podniku.
Začnime s definíciou elastického média. Ako už názov napovedá, elastické médium je médium, v ktorom pôsobia elastické sily. Vo vzťahu k našim cieľom dodávame, že pri akomkoľvek narušení tohto prostredia (nie emocionálna násilná reakcia, ale vychýlenie parametrov prostredia na nejakom mieste z rovnováhy) v ňom vznikajú sily usilujúce sa vrátiť naše prostredie do jeho pôvodný rovnovážny stav. Pritom budeme uvažovať o rozšírených médiách. Ako dlho to je, upresníme v budúcnosti, ale zatiaľ to považujeme za dostatočné. Predstavte si napríklad dlhú pružinu upevnenú na oboch koncoch. Ak je na niektorom mieste pružiny stlačených niekoľko závitov, potom budú mať stlačené závity tendenciu expandovať a susedné závity, ktoré sa ukázali byť natiahnuté, budú mať tendenciu stlačiť sa. Naše elastické médium - pružina sa teda pokúsi vrátiť do pôvodného pokojného (nerozrušeného) stavu.
Plyny, kvapaliny, pevné látky sú elastické médiá. V predchádzajúcom príklade je dôležité, že stlačený úsek pružiny pôsobí na susedné úseky alebo, vedecky povedané, prenáša rušenie. Podobne v plyne, ktorý na nejakom mieste vytvára napríklad oblasť znížený tlak, susedné regióny, snažiace sa vyrovnať tlak, prenesú rušenie na svojich susedov, ktorí zasa na svojich atď.
Pár slov o fyzikálnych veličín. V termodynamike je stav telesa spravidla určený parametrami spoločnými pre celé teleso, tlakom plynu, jeho teplotou a hustotou. Teraz nás bude zaujímať lokálne rozloženie týchto veličín.
Ak je kmitajúce teleso (struna, membrána atď.) v elastickom prostredí (plyn, ako už vieme, je elastické médium), uvádza častice média, ktoré sú s ním v kontakte, do kmitavého pohybu. V dôsledku toho dochádza k periodickým deformáciám (napríklad kompresia a zriedenie) v prvkoch média susediacich s telom. Pri týchto deformáciách sa v médiu objavujú elastické sily, ktoré majú tendenciu vrátiť prvky média do ich pôvodného stavu rovnováhy; v dôsledku vzájomného pôsobenia susedných prvkov média sa elastické deformácie prenesú z niektorých častí média do iných, vzdialenejších od kmitajúceho telesa.
Periodické deformácie spôsobené v niektorom mieste elastického média sa teda budú šíriť v médiu určitou rýchlosťou v závislosti od jeho fyzikálne vlastnosti. V tomto prípade častice média vykonávajú oscilačné pohyby okolo rovnovážnych polôh; len stav deformácie sa prenáša z jedného úseku média na druhý.
Keď ryba „kluje“ (ťahá háčik), z plaváka sa na hladine vody rozsypú kruhy. Spolu s plavákom sa vytláčajú častice vody, ktoré sú s ním v kontakte, čo zahŕňa ďalšie častice najbližšie k nim atď.
Rovnaký jav nastáva s časticami napnutej gumovej šnúry, ak sa jeden z jej koncov dostane do kmitania (obr. 1.1).
Šírenie kmitov v médiu sa nazýva vlnový pohyb. Pozrime sa podrobnejšie na to, ako vzniká vlnenie na šnúre. Ak polohu šnúry zafixujeme každú 1/4 T (T je perióda, s ktorou ručička kmitá na obr. 1.1) po začatí kmitov jej prvého bodu, potom dostaneme obrázok na obr. 1,2, bd. Poloha a zodpovedá začiatku kmitov prvého bodu šnúry. Jeho desať bodov je označených číslami a bodkované čiary ukazujú, kde sa rovnaké body šnúry nachádzajú v rôznych časových bodoch.
Po 1/4 T po začiatku kmitania bod 1 zaberá najvyššiu polohu a bod 2 sa práve začína pohybovať. Pretože každý nasledujúci bod šnúry začína svoj pohyb neskôr ako predchádzajúci, potom sa v intervale nachádzajú 1-2 body, ako je znázornené na obr. 1,2, b. Po ďalšej 1/4 T zaujme bod 1 rovnovážnu polohu a posunie sa dole a bod 2 zaujme hornú polohu (poloha c). Bod 3 sa v tejto chvíli len začína hýbať.
Počas celého obdobia sa oscilácie šíria do bodu 5 šnúry (poloha e). Na konci periódy T, bod 1, pohybujúci sa nahor, začne svoju druhú osciláciu. V rovnakom čase sa bod 5 tiež začne pohybovať nahor, čím sa uskutoční prvé kmitanie. V budúcnosti budú mať tieto body rovnaké fázy kmitania. Súbor bodov šnúry v intervale 1-5 tvorí vlnu. Keď bod 1 dokončí druhú osciláciu, body 5-10 sa zapoja do pohybu na šnúre, t.j. vytvorí sa druhá vlna.
Ak budeme sledovať polohu bodov, ktoré majú rovnakú fázu, uvidíme, že fáza, ako keby, prechádza z bodu do bodu a pohybuje sa doprava. Skutočne, ak má bod 1 fázu 1/4 v polohe b, potom bod 2 má fázu 1/4 v polohe b atď.
Vlny, v ktorých sa fáza pohybuje určitou rýchlosťou, sa nazývajú putujúce vlny. Pri pozorovaní vĺn je viditeľné práve šírenie fázy, napríklad pohyb hrebeňa vlny. Všimnite si, že všetky body média vo vlne oscilujú okolo svojej rovnovážnej polohy a nepohybujú sa spolu s fázou.
Proces šírenia oscilačného pohybu v médiu sa nazýva vlnový proces alebo jednoducho vlna..
V závislosti od charakteru výsledných elastických deformácií sa rozlišujú vlny pozdĺžne a priečne. V pozdĺžnych vlnách častice média kmitajú pozdĺž priamky zhodnej so smerom šírenia kmitov. Pri priečnych vlnách častice média kmitajú kolmo na smer šírenia vlny. Na obr. 1.3 ukazuje umiestnenie častíc média (podmienečne znázornené ako čiarky) v pozdĺžnych (a) a priečnych (b) vlnách.
Kvapalné a plynné médiá nemajú šmykovú elasticitu a preto sú v nich excitované len pozdĺžne vlny šíriace sa formou striedavého stláčania a riedenia média. Vlny vzrušené na povrchu ohniska sú priečne: za svoju existenciu vďačia zemskej gravitácii. V pevných látkach sa môžu vytvárať pozdĺžne aj priečne vlny; konkrétny typ priečnej vôle sú torzné, vybudené v pružných tyčiach, na ktoré sa aplikujú torzné vibrácie.
Predpokladajme, že bodový zdroj vlny začal v danom čase budiť oscilácie v médiu t= 0; po čase t táto oscilácia sa bude šíriť v rôznych smeroch na určitú vzdialenosť RI =c i t, kde s i je rýchlosť vlny v tomto smere.
Povrch, na ktorý oscilácia v určitom časovom okamihu dosiahne, sa nazýva čelo vlny.
Je jasné, že vlnoplocha (vlna) sa pohybuje s časom v priestore.
Tvar čela vlny je určený konfiguráciou zdroja kmitov a vlastnosťami média. V homogénnych prostrediach je rýchlosť šírenia vĺn všade rovnaká. Streda je tzv izotropný ak je rýchlosť vo všetkých smeroch rovnaká. Čelo vlny z bodového zdroja kmitov v homogénnom a izotropnom prostredí má tvar gule; takéto vlny sa nazývajú guľovitý.
V nehomogénnom a neizotropnom ( anizotropný) stredné, ako aj z bezbodových zdrojov kmitov má čelo vlny zložitý tvar. Ak je čelo vlny rovinné a tento tvar sa zachováva pri šírení kmitov v médiu, potom sa vlna nazýva plochý. Malé úseky čela vlny zložitého tvaru možno považovať za rovinnú vlnu (ak vezmeme do úvahy len malé vzdialenosti, ktoré táto vlna prejde).
Pri popise vlnových procesov sa vyčleňujú povrchy, v ktorých všetky častice oscilujú v rovnakej fáze; tieto "povrchy rovnakej fázy" sa nazývajú vlna alebo fáza.
Je jasné, že čelo vlny je predná vlnová plocha, t.j. najvzdialenejšie od zdroja, ktorý vytvára vlny, a vlnové plochy môžu byť tiež guľové, ploché alebo zložitého tvaru, v závislosti od konfigurácie zdroja vibrácií a vlastností média. Na obr. 1.4 podmienene zobrazené: I - sférická vlna z bodového zdroja, II - vlna z kmitajúcej platne, III - eliptická vlna z bodového zdroja v anizotropnom prostredí, v ktorom je rýchlosť šírenia vlny s sa plynulo mení so zväčšujúcim sa uhlom α, pričom dosahuje maximum pozdĺž smeru AA a minimum pozdĺž BB.
Kmity excitované v ktoromkoľvek bode média (tuhého, kvapalného alebo plynného) sa v ňom šíria konečnou rýchlosťou v závislosti od vlastností média a prenášajú sa z jedného bodu média do druhého. Čím ďalej sa častica média nachádza od zdroja kmitov, tým neskôr začne kmitať. Inými slovami, unášané častice budú vo fáze zaostávať za časticami, ktoré ich strhávajú.
Pri štúdiu šírenia kmitov sa neberie do úvahy diskrétna (molekulárna) štruktúra média. Médium sa považuje za spojité, t.j. kontinuálne distribuované v priestore a majúce elastické vlastnosti.
takze Kmitavé teleso umiestnené v pružnom prostredí je zdrojom kmitov, ktoré sa z neho šíria všetkými smermi. Proces šírenia kmitov v médiu sa nazýva mávať.
Keď sa vlna šíri, častice média sa nepohybujú spolu s vlnou, ale oscilujú okolo svojich rovnovážnych polôh. Spolu s vlnou sa z častice na časticu prenáša iba stav oscilačného pohybu a energie. Takže základná vlastnosť všetkých vĺn,bez ohľadu na ich povahu,je prenos energie bez prenosu hmoty.
Dejú sa vlny priečne (vibrácie vznikajú v rovine kolmej na smer šírenia) a pozdĺžne (koncentrácia a zriedenie častíc média nastáva v smere šírenia).
kde υ je rýchlosť šírenia vlny, je perióda, ν je frekvencia. Odtiaľ možno rýchlosť šírenia vlny zistiť podľa vzorca:
| . | (5.1.2) |
Lokus bodov oscilujúcich v rovnakej fáze sa nazýva vlnová plocha. Vlnová plocha môže byť nakreslená cez akýkoľvek bod v priestore pokrytý vlnovým procesom, t.j. existuje nekonečný počet vlnových plôch. Vlnové plochy zostávajú stacionárne (prechádzajú rovnovážnou polohou častíc oscilujúcich v rovnakej fáze). Existuje len jedna vlna a tá sa neustále pohybuje.
Vlnové povrchy môžu mať akýkoľvek tvar. V najjednoduchších prípadoch majú vlnové plochy tvar lietadlo alebo gule, respektíve vlny sa nazývajú plochý alebo guľovitý . V rovinnej vlne sú vlnové plochy sústavou navzájom rovnobežných rovín, pri sférickej vlne sú sústavou sústredných guľôčok.
