• Nie Znaleziono Wyników

f=ntn – liczba pełnych drgańt – czas, w którym te drgania zostały wykonane

N/A
N/A
Protected

Academic year: 2021

Share "f=ntn – liczba pełnych drgańt – czas, w którym te drgania zostały wykonane"

Copied!
5
0
0

Pełen tekst

(1)

Amplituda drgań to największe wychylenie z położenia równowagi. Amplitudę oznaczamy literą A.

Jednostka amplitudy jest taka jak jednostka wychylenia (np. metr)

Okres drgań to czas, w którym ciało wykonuje jedno pełne drganie. Okres drgań oznaczamy literą T, w układzie SI jego jednostką jest sekunda.

Częstotliwość to liczba drgań wykonanych w jednostce czasu. Częstotliwość oznaczamy literą f. Jednostką częstotliwości jest herc.

f =n t

n – liczba pełnych drgań

t – czas, w którym te drgania zostały wykonane f =1

T

Drgania niegasnące to drgania, których amplituda nie zmienia się w miarę upływu czasu.

Drgania gasnące to drgania o amplitudzie malejącej w miarę upływu czasu.

Przykładem ciała wykonującego drgania jest wahadło matematyczne. Jest to bardzo małe (punktowe) ciało zawieszone na nieważkiej i nierozciągliwej nici. Okres drgań wahadła zależy od jego długości. Im dłuższe wahadło tym większy okres drgań (czyli tym mniejsza częstotliwość).

Zależność wychylenia od czasu można wtedy przedstawić na wykresie:

W rzeczywistych warunkach, gdy działają oporu ruchu, drgania są gasnące.

(2)

W czasie jednego pełnego okresu drgające ciało dwukrotnie przechodzi przez położenie równowagi.

Ciało poruszające się ruchem drgającym wykona jedno pełne drganie gdy wychyli się z położenia równowagi na odległość równą amplitudzie w jedną i w drugą stronę, po czym wróci do położenia równowagi. Jedno pełne drganie ciało wykonuje w czasie, który nazywa się okresem. W czasie jednego okresu ciało dwukrotnie przechodzi przez położenie równowagi.

Inny rodzaj drgań wykonuje sprężyna. Jeżeli ją rozciągniemy a potem puścimy to zacznie ona drgać z amplitudą równą nadanemu wychyleniu.

Ciało drgające posiada dwa rodzaje energii: energię kinetyczną oraz energię potencjalną sprężystości.

Podczas drgań następują cykliczne przemiany tych energii jedna w drugą.

Ze zmianą wychylenia wiąże się zmiana energii potencjalnej. Ze zmianą prędkości zmienia się natomiast energia kinetyczna.

W ruchu drgającym w miarę oddalania się od położenia równowagi energia potencjalna rośnie, a energia kinetyczna maleje.

Jeśli drgania są niegasnące, to energia mechaniczna drgającego układu pozostaje stała.

Energia mechaniczna drgającego ciała jest sumą energii potencjalnej i kinetycznej.

Em=Ep+Ek

FALE W OŚRODKACH MATERIALNYCH

Ośrodek sprężysty to ośrodek, w którym pod wpływem zewnętrznej siły cząsteczki przemieszczają się, ale w którym równocześnie powstają siły, które dążą do przywrócenia cząsteczkom ich pierwotnego położenia.

Fala mechaniczna to zaburzenie, które rozchodzi się w ośrodku sprężystym.

Długość fali - odległość, jaką pokonuje fala mechaniczna w czasie, gdy dana cząsteczka ośrodka wykonuje jedno pełne drganie. Długość fali oznaczmy ją literą λ.

Okres fali to czas potrzebny na wykonanie przez cząstkę jednego pełnego drgania.

Amplituda fali to największe wychylenie z położenia równowagi drgających cząsteczek ośrodka.

Fala mechaniczna przenosi energię.

Fala mechaniczna nie może rozchodzić się w próżni.

(3)

T

Fale dzielimy na podłużne i poprzeczne.

Fala poprzeczna to taka fala, że cząsteczki ośrodka drgają w kierunku prostopadłym do kierunku rozchodzenia się fali.

Fala podłużna to taka, że cząsteczki ośrodka drgają w kierunku zgodnym z kierunkiem rozchodzenia się fali.

Fale mogą ulegać odbiciu, załamaniu, dyfrakcji i interferencji.

Interferencja fal polega na nakładaniu się fal. Jeśli w danym punkcie spotkają się grzbiety dwóch fal, to zwiększa się amplituda drgań – fale w tym punkcie ulegają wzmocnieniu. Jeśli grzbiet jednej fali spotka się z doliną drugiej, nastąpi wygaszenie fal.

Dyfrakcja (ugięcie) fali polega na zmianie kierunku rozchodzenia się fali po przejściu przez szczelinę.

Dyfrakcję można zaobserwować, gdy szerokość szczeliny jest porównywalna do długości fali.

Odbicie fali następuje, gdy fala natrafi na jakąś przeszkodę.

Załamanie fali to zmiana kierunku rozchodzenia się fali po przejściu do innego ośrodka

Zjawisko pobudzania do drgań ciał przez inne ciała drgające z taką samą częstotliwością drgań własnych, nazywamy rezonansem mechanicznym.

Dźwięk jest przykładem fali mechanicznej, polega na rozprzestrzenianiu się drgań cząsteczek ośrodka. Jest falą kulistą, rozchodzi się we wszystkich kierunkach. Jak wszystkie fale mechaniczne, nie może rozchodzić się w próżni. Prędkość dźwięku jest różna w różnych ośrodkach. Największa w ciałach stałych, najmniejsza w gazach.

Źródłem dźwięku są ciała drgające z częstotliwością od 16 Hz do 20000 Hz. W instrumentach muzycznych mogą to być drgania struny (gitara, fortepian), membrany (bębny) lub słupa powietrza (flet, organy).

Poszczególne dźwięki różnią się od siebie brzmieniem, głośnością i wysokością.

Wysokość dźwięku zależy od jego częstotliwości – im wyższa częstotliwość, tym wyższy dźwięk.

Głośność zależy od amplitudy – im większa amplituda fali, tym głośniejszy dźwięk. Poziom natężenia dźwięku mierzymy w dB (decybelach). 0 dB to tzw. próg słyszalności, 120 dB to tzw. próg bólu.

Echo i pogłos to zjawiska związane z rozchodzeniem się dźwięku i jego odbiciem. Dźwięk po odbiciu od

(4)

przeszkody wraca do źródła i jeśli opóźnienie między miedzy falą wysłaną i odbitą jest odpowiednio duże, słyszymy echo, jeśli niewielkie – słyszymy pogłos.

Fale o częstotliwościach poniżej 16 Hz nazywamy infradźwiękami, fale o częstotliwościach powyżej 20000 Hz nazywamy ultradźwiękami. Ultradźwięki mają duże zastosowanie, m.in. w medycynie, echolokacji, defektoskopii, zabiegach kosmetycznych itp. Wiele zwierząt słyszy ultradźwięki.

Fala elektromagnetyczna to rozchodzące się w przestrzeni zmiany pola elektrycznego i magnetycznego (elektromagnetycznego). Fale elektromagnetyczne powstają wokół drgających ładunków lub przewodników z prądem o zmieniającym się natężeniu. Fale elektromagnetyczne mogą się rozchodzić w każdym ośrodku, także w próżni.

Długość fal elektromagnetycznych obliczamy, podobnie jak fal mechanicznych, ze wzoru:

v =T =∙ f

Prędkość fal elektromagnetycznych jest bardzo duża, w próżni wynosi ok. 300000 km/s.

W zależności od swojej długości, fale elektromagnetyczne różnią się właściwościami. W widmie fal

elektromagnetycznych wyróżniamy (począwszy od najdłuższych): fale radiowe, mikrofale, promieniowanie podczerwone, światło widzialne, promieniowanie ultrafioletowe, promieniowanie rentgenowskie i

promieniowanie gamma.

Fale radiowe wykorzystuje się w telekomunikacji (radio, telewizja, telefonia komórkowa), gdyż za ich pomocą można przesyłać dowolne informacje. Wśród nich wyróżniamy fale długie, średnie, krótkie i ultrakrótkie.

Mikrofale wykorzystujemy w kuchenkach mikrofalowych, radarach, telefonii komórkowej. Przenikają one przez tworzywa sztuczne, papier, szkło, ale nie przechodzą przez metale.

Promieniowanie podczerwone wysyłane jest przez wszystkie ciała, a jego intensywność zależy od

temperatury. Wykorzystujemy je w noktowizorach, kamerach termowizyjnych, kryminalistyce, pilotach do telewizora.

Światło widzialne zajmuje bardzo małą część widma fal elektromagnetycznych (380-780 nm). Jest odbierane przez oko ludzkie, w zależności od długości różni się barwą.

Promieniowanie ultrafioletowe wysyłane jest przez Słońce oraz lampy kwarcowe. Dzięki niemu ludzie opalają się. Wykorzystywane jest w solarium oraz kryminalistyce do badania autentyczności dokumentów.

Promieniowanie rentgenowskie (promieniowanie X) wykorzystujemy do prześwietleń. Duże jego dawki są niebezpieczne dla człowieka.

Promieniowanie gamma jest wysyłane przez pierwiastki promieniotwórcze. Jest bardzo niebezpieczne dla żywych organizmów.

(5)

Cytaty

Powiązane dokumenty

Amplituda to czas, w którym ciało wykonuje jedno pełne drganie Okres to liczba drga ń w jednostce czasu.. Cz ęstotliwość to największe wychylenie ciała drgającego

Oblicz, jakie wymiary powinna mieć strona tej książki, aby zapewnić maksymalną powierzchnię druku, jeśli zakłada się, że marginesy boczne i dolny

Oznaczałoby to zatem, że narkomania zakwalifi kowana została w holenderskim systemie jako problem medyczny, jednak, jak podkreślają eksperci z komisji, oprócz tego bardzo dużą

Tę historię Owen Gingerich opisał w Książce, której nikt nie przeczytał (Warszawa 2004), ale znam ją także bezpośrednio z ust Owena.. W 1946 roku przypłynął on do

Pojmowanie artystycznego procesu twórczego jako boskiego aktu kreacji musiało w końcu doprowadzić modernę do stanu – przewidzianego już przez Hegla w jego tezie o

We- dług tych kryteriów rozpoznanie zespołu metabolicznego można postawić, stwierdza- jąc: obwód talii w populacji europejskiej u mężczyzn powyżej 94 cm, u kobiet powy- żej 80

Proszę poważnie podejść do tematu, tym bardziej że macie mało ocen a jest wiele osób w klasie które nie wykonały jeszcze żadnego zadania, te osoby proszę żeby jak

Szkic dowodu twierdzenia o prawie równoległoboku, AM II,