W tym artykule znajdziesz podsumowanie najważniejszych informacji oraz wzory ruchu drgającego i falowego.

Ruch drgający powszechnie występuje w przyrodzie. Drgają nasze struny głosowe, amortyzatory w samochodach, budynki przy ruchliwych ulicach i atomy. W ruchu drgającym ciało wychyla się okresowo w jedną i w drugą stronę od położenia równowagi.

• Ruch drgający
• Częstotliwość i okres w ruchu drgającym
• Związek między częstotliwością i okresem w ruchu drgającym
• Fale w ośrodku sprężystym
• Prędkość rozchodzenia się fali
• Fale dźwiękowe

---

Ruch drgający

W ruchu drgającym ciało wychyla się okresowo w jedną i w drugą stronę od położenia równowagi. W położeniu równowagi siły działające na ciało równoważą się.

Wielkości charakteryzujące ruch falowy:

1. amplituda – największe wychylenie z położenia równowagi,
2. okres – czas trwania jednego pełnego drgania,
3. częstotliwość – ilość drgań zachodzących w ciągu 1 sekundy.

Przykładami ruchu drgającego są drgania wahadła zegarowego, huśtawki czy ciężarka na sprężynie.

Częstotliwość i okres w ruchu drgającym

f = \frac{n}{t}       T = \frac{t}{n}

f – częstotliwość,
n  – ilość drgań,
t  – czas, w którym zaszło n drgań,
T  – okres.

Związek między częstotliwością i okresem w ruchu drgającym:

T = \frac{1}{f}      f = \frac{1}{t}

T  – okres
f – częstotliwość

Okres drgań wahadła, dla małych amplitud, nie zależy od amplitudy (izochronizm wahań). Okres drgań obciążnika na nici zależy od długości nici. Dla dłuższej nici okres drgań jest większy.

Fale w ośrodku sprężystym

Falą nazywamy rozchodzące się zaburzenie w ośrodku sprężystym . W ruchu falowym cząsteczki ośrodka nie przemieszczają się wraz z zaburzeniem, a jedynie wykonują drgania wokół swojego położenia równowagi.

Rozróżniamy fale:

1. poprzeczne – kierunek rozchodzenia się fal jest prostopadły do kierunku drgań cząsteczek ośrodka
2. podłużne – kierunek rozchodzenia się zaburzenia jest zgodny z kierunkiem drgań cząsteczek ośrodka.

Fale charakteryzujemy podając:

1. długość fali – droga, jaką przebędzie fala w ciągu 1 okresu (odległość, np.: między dwoma grzbietami fali).
2. prędkość rozchodzenia się fali.

Prędkość rozchodzenia się fali:

V = \frac{\lambda}{t}

V  – prędkość rozchodzenia się fali
l – długość fali
T – okres

Fale dźwiękowe

Fale dźwiękowe to fale o częstotliwości od 20 Hz  do 20 kHz. Dźwięk  w powietrzu  jest falą podłużną w postaci zagęszczeń i rozrzedzeń cząsteczek powietrza. Prędkość rozchodzenia się dźwięku w powietrzu wynosi 340 m/s.

Cechy dźwięku:

1. głośność– zależy od amplitudy drgań źródła,
2. wysokość – zależy od częstotliwości drgań źródła,
3. barwa – zależy od rodzaju instrumentu wydającego dźwięk.

Przy przechodzeniu fal  z jednego ośrodka do drugiego zmienia się długość i prędkość rozchodzenia się fal, a nie zmienia się częstotliwość.