Najważniejsze wzory i teoria z działu ruch drgający i falowy
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:
- amplituda – największe wychylenie z położenia równowagi,
- okres – czas trwania jednego pełnego drgania,
- częstotliwość – ilość drgań zachodzących w ciągu 1 sekundy.
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:
- poprzeczne – kierunek rozchodzenia się fal jest prostopadły do kierunku drgań cząsteczek ośrodka
- podłużne – kierunek rozchodzenia się zaburzenia jest zgodny z kierunkiem drgań cząsteczek ośrodka.
Fale charakteryzujemy podając:
- długość fali – droga, jaką przebędzie fala w ciągu 1 okresu (odległość, np.: między dwoma grzbietami fali).
- 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:
- głośność– zależy od amplitudy drgań źródła,
- wysokość – zależy od częstotliwości drgań źródła,
- 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.
UDOSTĘPNIJ LINK:
