Olatu mekanikoak: iturriak, propietateak, formulak

Olatu mekanikoak irudikatzeko, harri bat bota dezakezu uretara. Bertan sortutako zirkuluak eta depresio eta kareharriak txandakatuz olatu mekanikoen adibide dira. Zein da haien esentzia? Olatu mekanikoak komunikazio elastikoen bibrazioen hedapen prozesua dira.

Olatuak gainazal likidoetan

Olatu mekanikoen arabera, elkarrekintza intermolekularreko indarren eta grabitatearen partikulen gainean grabitatearen ondorioz gertatzen da. Jendeak aspaldiko fenomenoa aztertzen ari da. Ozeano eta itsas olatuak nabarmentzen dira. Haizearen abiadura handitzen den heinean, aldatu egiten dira eta altuera areagotzen dute. Olatuen forma ere zailagoa bihurtzen da. Ozeanoan, proportzio beldurgarriak iristen dira. Boterearen adibiderik esanguratsuenetako bat tsunamiak bere bide guztia biltzen du.

Itsasoko eta itsasoko uhinen energia

Itsasora iristea, itsasoaren uhinak sakonera handitzearen aldaketa zorrotzarekin. Batzuetan hainbat metroko altuera dute. Horrelako uneetan, ur masa handi baten energia zinetikoa kostaldeko oztopoetara eraman ohi da, eta horren eragina azkar kolapsoa da. Surfaren indarra batzuetan grandiosi balioak iristen dira.

Olatu elastikoak

Mekanikan, likido baten gainazaleko bibrazioak ez dira aztertzen, baita uhin elastikoak deiturikoak ere. Hauek dira komunikabide ezberdinetan hedatzen diren perturbazioak, haietako indar elastikoen ekintzetan. Horrelako perturbazioak oreka posizioan dauden partikulen desbiderapen guztiak desbideratzen ditu. Olatu elastikoen adibide ona sokaren luzera edo gomazko hodi bat da. Estutu eta gero, alboko mugimendu zorrotz batek bigarren (segurua) amaieraren inguruko nahasketa bat sortzen du, sokaren luzera osoan "exekutatuko den" nola ikusiko den ikus dezakezu eta atzera begiratu.

Olatu mekanikoen iturria

Hasierako perturbazioak ertaineko olatu baten itxura du. Gorputz atomo batzuen ekintzak eragiten du, eta fisikan olatuaren iturria deritzo. Gizon baten eskua izan daiteke, soka bat piztu edo urara botatzen duen harri bat. Iturriaren ekintza izaera iragankorra denean, olatu bakarra ertainean gertatzen da. "Desegokia" oszilazio mugimendu luzeak egiten direnean, olatuak bata bestearen atzetik agertzen dira.

Olatu mekanikoak sortzeko baldintzak

Oszilazio horiek ez dira beti eratzen. Beharrezko baldintza bere itxura itxura da, ertainaren nahaspila garaian, bereziki, elastikotasuna eragozten duten indarrek. Hurbileko partikulak elkarrengandik hurbiltzera joaten dira, elkarrengandik hurbil daudenean, elkarrengana hurbiltzen direnean. Elastikotasunaren indarrak, perturbazioaren iturburutik urruneko partikulen gainean jarduten dutenak, orekatik ezabatzen hasten dira. Denborarekin, ertaineko partikulak mugimendu bibrazional batean sartzen dira. Oszilazio horien hedapena ere olatu bat da.

Olatu mekanikoak euskarri elastiko batean

Olatu elastiko batean bi motatako mugimenduak daude aldi berean: partikulen oszilazioak eta perturbazioaren hedapena. Olatuen luzera olatu mekanikoa da, zeinak partikulak bere hedapenaren norabidean oszilatzen baititu. Transverse olatu batek bere partikula ertainak bere hedapenaren noranzkoan zehar oszilatzen duen olatu bat da.

Olatu mekanikoen propietateak

Olatu luzeko perturbazioak rarefactions eta compressions dira, eta transverse norabidean - desplazamenduak (desplazamenduak) ertainak geruzak zenbait besteen aldean. Konpresio deformazioa indar elastikoen itxura da. Kasu honetan , zizaila deformazioa solidoetan esklabo elastikoen itxurakoa da. Gaseous eta likido komunikabideetan, komunikabide hauen geruza zizaila ez da indar honen itxura lagunduta. Propietateen arabera, olatuen luzera edozein komunikabideetan hedatzen da, eta olatu transversalak, solidoan soilik.

Olatuen ezaugarriak likidoen azaleran

Likidoaren gainazalean olatuak ez dira luzetarako eta ez transversalak. Luzera-zeharkako karaktere konplexuagoa eta deiturikoa dute. Kasu honetan, fluido partikulak zirkulu baten inguruan edo elipsi luzeetan zehar mugitzen dira. Solidoaren gainazalean partikuletako mugimendu zirkularrak , eta batez ere oszilazio handiak, mugimendu motela baina etengabea da, olatuen hedapenaren norabidean. Olatu mekanikoen propietate hauek itsasoko hainbat itsasertz itxura eragiten duten urak dira.

Olatu mekanikoen maiztasuna

Erdi elastikoak (likidoak, solidoak eta gasak) bere partikulen bibrazioak bizkortzeko, orduan haien arteko elkarreraginaren ondorioz abiadura batean hedatuko da. Beraz, gorputz bibratzailea gasa edo likidoa bada, bere mugimendua ondoko aldiko partikuletara transmitituko da. Honako hauek izango dira prozesuan eta abar. Kasu honetan, ertaineko puntu guztiak maiztasun berdinetan oszilatuko dira, gorputz oszilatzaileen maiztasunarekin. Uhinaren maiztasuna da. Beste era batera esanda, balioa uhinaren hedapenean dagoen puntuaren oszilazio maiztasuna dela esan daiteke.

Aldi berean, ziur egon daiteke prozesu hori nola gertatzen den. Olatu mekanikoekin, energiaren bibrazioak energia iturrietatik eratortzen du euskarriaren perimetroarekin. Hori dela eta, puntu batetik bestera olatu batek egindako deformazio periodikoak deitzen zaizkio. Kasu honetan, ertainaren partikulak, uhinarekin batera, ez dira mugitzen. Oinen posizioaren ondoan oszilatzen dute. Horregatik, olatu mekanikoen hedapena ez da lekualdatzen leku batetik bestera. Olatu mekanikoak maiztasun desberdinak dituzte. Hori dela eta, barrutietan banatu ziren eta eskala berezi bat sortu zuten. Maiztasuna hertz (Hz) neurtzen da.

Oinarrizko formulak

Olatu mekanikoak, zeinen kalkulu formulak oso sinpleak direnez, aztertzeko objektu interesgarri bat dira. Uhinaren abiadura (υ) bere mugimenduaren abiadura da (une jakin batean erdiaren oszilazioak iritsi diren puntu guztien kokapen geometrikoa):

Υ = √G / ρ,

Non ρ ertaineko dentsitatea da, eta G elastikotasun modulua da.

Kalkulatzean, ez dugu nahastu behar eraztun mekaniko baten abiadura uhinaren prozesuan parte hartzen duten ertaineko partikulen abiadurarekin. Beraz, adibidez, airearen soinu-uhin batek 10 m / s-ko molekulen oszilazio-abiadura batez hedatzen du, eta 330 m / s-ko baldintza normaletan olatuen soinuaren abiadura da.

Olatuen aurrealdea mota desberdinetakoa da, horien artean errazena:

• Esferikoa - bibrazioak sortutako gas edo likido ertain batean. Kasu honetan olatuaren zabalera jaisten da, iturburutik distantzia urruneko karratuari proportzionala denez.

• Etxebizitza - uhinen hedapenaren norabidean perpendikularra den plano bat adierazten du. Esate baterako, pistoi zilindro itxian gertatzen da, mugimendu osziladoreak egiten dituenean. Planetako uhinek ia anplitudea izaten dute. Itsasontzien iturburutik urruntzen denean txikitzen ari den beherakada gasaren edo likidoaren biskositatearen mailari lotuta dago.

uhin-luzera

Uhin-luzera ulertzen da haren aurrealdea erdiaren partikulen oszilazioaren berdina den aldian mugituko dela:

Λ = υT = υ / v = 2πυ / ω,

Non T oszilazio epea da, υ olatuen abiadura da, ω frekuentzia ziklikoa da, ν ertaineko puntuen bibrazio maiztasuna da.

Olatu mekaniko baten hedapen abiadura guztiz ertainaren propietatearen menpe dagoelako, bere luzera λ aldatzen da ertainetik bestera trantsizioan zehar. Kasu honetan, bibrazioaren maiztasuna beti mantentzen da. Olatu mekanikoak eta elektromagnetikoak antzekoak dira energia transmititzen dutelako, baina materia ez da transferitzen.