Valovi koje smo navikli vidjeti na površini mora nastaju uglavnom djelovanjem vjetra. Međutim, talasi se mogu pojaviti i iz drugih razloga, tada se nazivaju;
Plima, nastala pod djelovanjem sila koje stvaraju plimu i oseku Mjeseca i Sunca;
Baric, koji nastaje zbog naglih promjena atmosferskog tlaka;
Seizmički (tsunami), rezultat zemljotresa ili vulkanskih erupcija;
Brodski, koji proizlaze iz kretanja plovila.
Na površini mora i okeana dominiraju vjetrovi valovi. Plimni, seizmički, barički i brodski valovi nemaju značajan utjecaj na plovidbu brodova na otvorenom oceanu, pa se nećemo zadržavati na njihovom opisu. Vjetar valovi su jedan od glavnih hidrometeoroloških faktora koji određuju sigurnost i ekonomsku efikasnost plovidbe, budući da val, nailazeći na brod, pada na njega, njiše se, udara u bok, poplavljuje palube i nadgradnje i smanjuje brzinu. Pitching stvara opasna kotrljanja, otežava određivanje položaja plovila i uvelike iscrpljuje posadu. Osim gubitka brzine, val uzrokuje skretanje broda i izbjegavanje zadanog kursa, a za njegovo zadržavanje potrebno je stalno pomicanje kormila.
Vjetar valovi su proces nastanka, razvoja i širenja vjetrom izazvanih valova na površini mora. Talasi vjetra imaju dvije glavne karakteristike. Prva karakteristika je nepravilnost: poremećaj veličina i oblika valova. Jedan talas ne ponavlja drugi, veliki može da prati mali, a možda i veći; svaki pojedinačni talas neprekidno menja svoj oblik. Vrhovi valova se kreću ne samo u smjeru vjetra, već iu drugim smjerovima. Ovako složena struktura poremećene morske površine objašnjava se vrtložnom, turbulentnom prirodom vjetra koji stvara valove. Druga karakteristika vala je brza varijabilnost njegovih elemenata u vremenu i prostoru i takođe je povezana sa vjetrom. Međutim, veličina valova ne ovisi samo o brzini vjetra, bitni su trajanje njegovog djelovanja, površina i konfiguracija vodene površine. Sa stanovišta prakse, nije neophodno poznavati elemente svakog pojedinačnog talasa ili svake talasne oscilacije. Stoga se proučavanje valova u konačnici svodi na identifikaciju statističkih obrazaca, koji se numerički izražavaju ovisnostima između elemenata valova i faktora koji ih određuju.
3.1.1. Talasni elementi
Svaki talas karakterišu određeni elementi,Uobičajeni elementi za talase su (slika 25):
Vrh - najviša tačka grebena talasa;
Potplat - najniža tačka udubljenja vala;
Visina (h) - višak vrha vala;
Dužina (L) je horizontalna udaljenost između vrhova dva susjedna vrha na profilu valova povučenom u općem smjeru širenja valova;
Period (t) - vremenski interval između prolaska dva susedna vrha talasa kroz fiksnu vertikalu; drugim riječima, to je vremenski interval tokom kojeg val putuje udaljenost jednaku njegovoj dužini;
Strmina (e) - odnos visine datog talasa i njegove dužine. Strmina talasa na različitim tačkama talasnog profila je različita. Prosječna strmina vala određena je omjerom:
Rice. 25. Osnovni elementi talasa.
Za praksu je važan najveći nagib, koji je približno jednak omjeru visine talasa h i njegove poludužine λ/2
- brzina talasa c - brzina talasnog vrha u pravcu njegovog širenja, određena za kratak vremenski interval reda talasnog perioda;
Talasni front - linija na planu hrapave površine, koja prolazi duž vrhova grebena datog talasa, koji su određeni skupom talasnih profila povučenih paralelno sa opštim pravcem širenja talasa.
Za navigaciju su od najveće važnosti elementi valova kao što su visina, period, dužina, strmina i opći smjer kretanja valova. Svi oni zavise od parametara strujanja vjetra (brzine i smjera vjetra), njegove dužine (ubrzanja) nad morem i trajanja njegovog djelovanja.
U zavisnosti od uslova formiranja i širenja, talasi vetra se mogu podeliti u četiri tipa.
Vjetar - sistem talasa, koji je u trenutku posmatranja pod uticajem vjetra kojim je izazvan. Smjerovi širenja valova vjetra i vjetra u dubokoj vodi obično se poklapaju ili razlikuju za najviše četiri točke (45°).
Vjetarovi valovi se odlikuju činjenicom da im je zavjetrina strmija od vjetrovitog, pa se vrhovi grebena najčešće urušavaju stvarajući pjenu, pa čak i odlomaju od jakog vjetra. Kada valovi uđu u plitku vodu i približe se obali, smjerovi širenja valova i vjetra mogu se razlikovati za više od 45°.
Otok - valovi izazvani vjetrom koji se šire u području formiranja valova nakon što vjetar oslabi i/ili promijeni smjer, ili valovi izazvani vjetrom koji dolaze iz područja formiranja valova u drugo područje gdje vjetar duva različitom brzinom i/ili smjerom . Poseban slučaj talasa koji se širi u odsustvu vjetra naziva se mrtvi talas.
Mješovito - uzbuđenje koje nastaje kao posljedica interakcije vjetrovitih valova i valova.
Transformacija valova vjetra - promjena strukture vjetrovitih valova s promjenom dubine. U tom slučaju, oblik valova je izobličen, oni postaju strmiji i kraći, a na plitkoj dubini koja ne prelazi visinu vala, vrhovi potonjeg se prevrću i valovi se uništavaju.
Po svom izgledu, vjetrovi valovi se odlikuju različitim oblicima.
Talasanje - početni oblik razvoja vjetrovitih valova, koji nastaju pod utjecajem slabog vjetra; vrhovi talasa sa talasima podsećaju na ljuske.
Trodimenzionalno uzbuđenje - skup talasa čija je prosečna dužina grebena nekoliko puta veća od prosečne talasne dužine.
Regularni talas - talas kod kojeg su forma i elementi svih talasa isti.
Gužva - haotično uzbuđenje koje proizlazi iz interakcije valova koji se kreću u različitim smjerovima.
Talasi koji se probijaju preko obala, grebena ili stijena nazivaju se razbijačima. Talasi koji se razbijaju u obalnom pojasu nazivaju se surfanjem. Na strmim obalama i na lučkim objektima, surf ima oblik obrnutog rasjeda.
Valovi na površini mora dijele se na slobodne, kada sila koja ih je uzrokovala prestane djelovati i valovi se kreću slobodno, i prisilne, kada ne prestaje djelovanje sile koja je uzrokovala nastanak valova.
Prema promjenjivosti valnih elemenata u vremenu dijele se na stabilne, odnosno vjetrovne, kod kojih se statističke karakteristike valova ne mijenjaju u vremenu, i na razvijajuće ili prigušne - mijenjaju svoje elemente u vremenu.
Po obliku talasa se dele na dvodimenzionalne - skup talasa čija je prosečna dužina grebena višestruko veća od prosečne talasne dužine, trodimenzionalne - skup talasa, prosečna dužina grebena. koji je nekoliko puta veći od talasne dužine, i usamljen, ima samo vrh u obliku kupole bez potplata.
Ovisno o odnosu valne dužine i dubine mora, valovi se dijele na kratke, čija je dužina znatno manja od dubine mora, i duge valove čija je dužina veća od dubine mora. more.
Po prirodi kretanja valnog oblika, oni su translatorni, u kojima je vidljivo kretanje valnog oblika, i stojeći - bez kretanja. Prema tome kako se valovi nalaze, dijele se na površinske i unutrašnje. Unutrašnji valovi se formiraju na jednoj ili drugoj dubini na granici između slojeva vode različite gustine.
3.1.2. Metode za proračun valnih elemenata
Prilikom proučavanja morskih valova koriste se neke teorijske odredbe za objašnjenje pojedinih aspekata ovog fenomena. Opće zakonitosti strukture valova i prirode kretanja njihovih pojedinačnih čestica razmatra trohoidna teorija valova. Prema ovoj teoriji, pojedinačne čestice vode u površinskim valovima kreću se po zatvorenim elipsoidnim orbitama, čineći potpunu revoluciju u vremenu koje je jednako talasnom periodu t.Rotaciono kretanje uzastopnih čestica vode pomerenih za fazni ugao u početnom trenutku kretanja stvara privid translacionog kretanja: pojedinačne čestice se kreću po zatvorenim orbitama, dok se profil talasa kreće translatorno u pravcu vetra. Trohoidna teorija valova omogućila je matematički obrazloženje strukture pojedinačnih valova i međusobno povezivanje njihovih elemenata. Dobijene su formule koje omogućavaju izračunavanje pojedinačnih elemenata talasa
gdje je g ubrzanje slobodnog pada, talasna dužina K, njegova brzina širenja C i period t su međusobno povezani zavisnošću K=Cx.
Treba napomenuti da trohoidna teorija talasa važi samo za regularne dvodimenzionalne talase, koji se primećuju u slučaju slobodnih talasa vetra - bujanja. Kod trodimenzionalnih valova vjetra, orbitalne putanje čestica nisu zatvorene kružne orbite, jer pod utjecajem vjetra dolazi do horizontalnog prijenosa vode na površinu mora u smjeru širenja valova.
Trohoidna teorija morskih valova ne otkriva proces njihovog razvoja i slabljenja, kao ni mehanizam prijenosa energije s vjetra na val. U međuvremenu, rješenje upravo ovih pitanja je neophodno kako bi se dobile pouzdane zavisnosti za proračun elemenata vjetrovnih valova.
Stoga je razvoj teorije morskih valova išao putem razvijanja teorijskih i empirijskih odnosa između vjetra i valova, uzimajući u obzir raznolikost stvarnih morskih vjetrovitih valova i nestacionarnost pojave, odnosno vodeći računa o njihovom razvoju. i slabljenje.
Općenito, formule za izračunavanje elemenata vjetrovnih valova mogu se izraziti kao funkcija nekoliko varijabli
H, t, L, C \u003d f (W, D t, H),
Gdje je W - brzina vjetra; D - ubrzanje, t - trajanje djelovanja vjetra; H je dubina mora.
Za plitke vodene površine mora, za izračunavanje visine i talasne dužine, možete koristiti zavisnosti
Koeficijenti a i z su promjenjivi i ovise o dubini mora
A = 0,0151H 0,342; z = 0,104H 0,573 .
Za otvorena područja mora, elementi valova čija je visinska pokrivenost 5%, a prosječne vrijednosti valnih dužina izračunavaju se prema zavisnostima:
V = 0,45 W 0,56 D 0,54 A,
L = 0,3lW 0,66 D 0,64 A.
Koeficijent A se izračunava po formuli
Za otvorena područja okeana, elementi valova se izračunavaju pomoću sljedećih formula:
gdje je e strmina vala pri malim ubrzanjima, D PR je maksimalno ubrzanje, km. Maksimalna visina olujnih talasa može se izračunati pomoću formule
gdje je hmax - maksimalna visina talasa, m, D - dužina ubrzanja, milja.
U Državnom oceanografskom institutu, na osnovu spektralne statističke teorije valova, dobijeni su grafički odnosi između valnih elemenata i brzine vjetra, trajanja njegovog djelovanja i dužine ubrzanja. Ove zavisnosti treba smatrati najpouzdanijim, dajući prihvatljive rezultate, na osnovu kojih su konstruisani nomogrami u Hidrometeorološkom centru SSSR-a (V.S. Krasyuk) za izračunavanje visine talasa. Nomogram (slika 26) je podijeljen u četiri kvadranta (I-IV) i sastoji se od niza grafova raspoređenih u određenom nizu.
U kvadrantu I (brojano od donjeg desnog ugla) nomograma, data je mreža stupnjeva, čija svaka podjela (horizontalno) odgovara meridijanu od 1 ° na datoj geografskoj širini (od 70 do 20 ° N) za karte razmjera od 1:15 000000 polarne stereografske projekcije. Mreža stupnjeva je potrebna za pretvaranje udaljenosti između izobara n i polumjera zakrivljenosti izobara R, mjerenih na kartama drugačije razmjere, u mjerilo od 1:15 000000. U ovom slučaju određujemo udaljenost između izobara n i poluprečnik zakrivljenosti izobara R u meridijanskim stepenima na datoj geografskoj širini. Polumjer zakrivljenosti izobare R je polumjer kružnice s kojom dio izobare koji prolazi kroz tačku za koju se vrši proračun ili blizu nje ima najveći kontakt. Određuje se pomoću metra odabirom na način da se luk povučen iz pronađenog centra poklopi sa datim presjekom izobare. Zatim na rešetku stupnjeva ucrtavamo izmjerene vrijednosti za datu geografsku širinu, izraženu u stepenima meridijana, a rješenjem kompasa određujemo polumjer zakrivljenosti izobara i udaljenost između izobara, odgovara skali 1: 15.000.000.
U kvadrantu II nomograma prikazane su krive koje izražavaju ovisnost brzine vjetra o gradijentu pritiska i geografskoj širini mjesta (svaka kriva odgovara određenoj geografskoj širini - od 70 do 20 ° N). Za prijelaz sa izračunatog gradijentnog vjetra na vjetar koji puše u blizini površine mora (na visini od 10 m) izvedena je korekcija koja uzima u obzir slojevitost atmosferskog površinskog sloja. Kada se računa za hladni dio godine (stabilna stratifikacija t w 2°C), koeficijent je 0,6.
Rice. 26. Nomogram za izračunavanje elemenata talasa i brzine vetra iz mapa polja površinskog pritiska, gde su ucrtane izobare u intervalima od 5 mbar (a) i 8 mbar (b). 1 - zima, 2 - ljeto.
Kvadrant III uzima u obzir uticaj zakrivljenosti izobare na brzinu geostrofičkog vjetra. Krivulje koje odgovaraju različitim vrijednostima radijusa zakrivljenosti (1, 2, 5, itd.) su date punim (zimskim) i isprekidanim (ljetnim) linijama. Znak oo znači da su izobare pravolinijske. Obično, kada radijus zakrivljenosti prelazi 15°, u proračunima nije potrebno razmatranje zakrivljenosti. Osa apscise koja razdvaja jadrate III i IV određuje brzinu vjetra W za datu tačku.
U kvadrantu IV nalaze se krive koje omogućavaju određivanje visine takozvanih značajnih valova (h 3H) sa vjerovatnoćom od 12,5% po brzini vjetra, ubrzanju ili trajanju vjetra.
Ako je pri određivanju visine valova moguće koristiti ne samo podatke o brzini vjetra, već i o ubrzanju i trajanju vjetra, proračun se vrši na osnovu ubrzanja i trajanja vjetra (u satima) . Da bismo to učinili, iz kvadranta III nomograma spuštamo okomicu ne na krivulju ubrzanja, već na krivu trajanja djelovanja vjetra (6 ili 12 sati). Od dobijenih rezultata (ubrzanje i trajanje) uzima se manja vrijednost visine talasa.
Proračun prema predloženom nomogramu može se izvršiti samo za područja "dubokog mora", odnosno za područja gdje dubina mora nije manja od polovine valne dužine. Za ubrzanje veće od 500 km ili trajanje vjetra veće od 12 h koristi se ovisnost visina valova od vjetra koji odgovaraju okeanskim uslovima (zadebljana kriva u kvadrantu IV).
Dakle, da bi se odredila visina talasa u datoj tački, potrebno je izvršiti sledeće operacije:
A) pronađite polumjer zakrivljenosti izobare R koja prolazi kroz datu tačku ili blizu nje (koristeći kompas odabirom). Polumjer zakrivljenosti izobara određuje se samo u slučaju ciklonske zakrivljenosti (u ciklonima i koritima) i izražava se u meridijanskim stepenima;
B) odrediti razliku pritisaka n mjerenjem udaljenosti između susjednih izobara u području odabrane tačke;
C) prema pronađenim vrijednostima R i n, ovisno o godišnjem dobu, nalazimo brzinu vjetra W;
D) znajući brzinu vjetra W i ubrzanje D ili trajanje vjetra (6 ili 12 sati), nalazimo visinu značajnih valova (h 3H).
Ubrzanje je kako slijedi. Iz svake tačke za koju se izračunava visina vala, povlači se strujna linija u smjeru protiv vjetra sve dok se njegov smjer ne promijeni u odnosu na početni za ugao od 45° ili dostigne obalu ili ivicu leda. Otprilike, to će biti ubrzanje ili putanja vjetra, tokom koje treba formirati (talasi koji dolaze u datu tačku.
Trajanje djelovanja vjetra definira se kao vrijeme tokom kojeg je smjer vjetra nepromijenjen ili odstupa od prvobitnog za najviše ± 22,5°.
Prema nomogramu na sl. 26a, visina talasa se može odrediti iz karte polja površinskog pritiska, na kojoj su izobare povučene kroz 5 mbara. Ako su izobare povučene kroz 8 mbar, tada će nomogram prikazan na sl. 26 b.
Period i talasna dužina se mogu izračunati iz podataka o brzini vetra i visini talasa. Približan proračun perioda talasa može se napraviti prema grafikonu (Sl. 27), koji pokazuje odnos između perioda i visine talasa vetra pri različitim brzinama vetra (W). Talasna dužina je određena njenim periodom i dubinom mora u datoj tački prema grafikonu (Sl. 28).
Test iz fizike Mehaničke vibracije i talasi 9. razred sa odgovorima. Kontrolni rad je predstavljen u 4 verzije, u svakoj verziji ima 9 zadataka.
Opcija 1
1. Teret okačen na oprugu napravio je 300 oscilacija za 1 minut. Koja je frekvencija i period oscilovanja tereta?
2. Frekvencija vibracije viljuške za podešavanje je 440 Hz. Kolika je talasna dužina zvučnog talasa iz kamertona u vazduhu ako je brzina širenja zvuka pri 0 °C u vazduhu 330 m/s?
3. Odredite amplitudu, period i frekvenciju oscilacija prema grafikonu harmonijskih oscilacija (slika 125).
4. Koliko je oscilacija napravilo matematičko klatno za 30 sekundi ako je frekvencija njegovih oscilacija 2 Hz? Koliki je period njegovih oscilacija?
5. Odredite ubrzanje gravitacije na površini Marsa, pod uslovom da bi matematičko klatno dugo 50 cm napravilo 40 oscilacija za 80 s.
6. Kolika je brzina širenja morskog vala ako osoba koja stoji na obali utvrdi da je udaljenost između dva susjedna vrha vala 8 m i da u minuti prođe 45 vrhova valova pored njega?
7. Koliko dugo putuje zvuk od jedne do druge željezničke stanice duž čeličnih šina ako je udaljenost između njih 5 km, a brzina širenja zvuka u čeliku 500 m/s?
8. Koliki je omjer frekvencija oscilacija dva klatna ako su njihove dužine povezane kao 1:4?
9. Kako će se promijeniti period oscilacije matematičkog klatna ako se sa Zemlje prenese na Mjesec ( g Z \u003d 9,8 m / s 2; g L = 1,6 m/s 2)?
Opcija 2
1. Klatno sa niti napravilo je 25 oscilacija za 50 s. Odredite period i frekvenciju oscilovanja.
2. Odredite na kojoj udaljenosti od posmatrača je munja udarila ako je čuo grmljavinu 3 s nakon što je ugledao munju.
3. Prema grafikonu (Sl. 126) odredite amplitudu, period i frekvenciju oscilacija.
4. Kolika je dužina matematičkog klatna koje pravi harmonijske oscilacije frekvencije 0,5 Hz na površini Mjeseca? Ubrzanje slobodnog pada na površini Mjeseca je 1,6 m/s 2 .
5. Dužina morskog vala je 2 m. Koliko oscilacija za 10 sekundi će plovak napraviti na njemu ako je brzina širenja vala 6 m/s?
6. Kako treba promijeniti dužinu matematičkog klatna da se period njegovih oscilacija smanji za 2 puta?
7. Odredite dužinu matematičkog klatna koje čini 4 potpune oscilacije manje za 10 s od matematičkog klatna dužine 60 cm.
8. Jedno matematičko klatno ima period oscilovanja od 3 s, a drugo ima period od 4 s. Koliki je period oscilovanja matematičkog klatna čija je dužina jednaka zbiru dužina navedenih klatna?
9. Kolika je talasna dužina na vodi ako je brzina širenja talasa 2,4 m/s, a tijelo koje pluta na vodi napravi 30 oscilacija za 25 s?
Opcija 3
1. Klatno je napravilo 50 oscilacija za 25 sekundi. Odrediti period i frekvenciju oscilacija klatna.
2. Radio far u moru oscilira na valovima s periodom od 2 s. Brzina morskih valova je 1 m/s. Koja je talasna dužina?
3. Odredite amplitudu, period i frekvenciju oscilacija prema grafikonu (slika 127).
4. Na nepoznatoj planeti, klatno dužine 80 cm napravilo je 36 potpunih oscilacija za 1 minut. Koliko je ubrzanje slobodnog pada na ovoj planeti?
5. Odredite dužinu talasa koji se širi brzinom od 2 m/s, u kojem se 10 oscilacija dešava u 20 s.
6. Kolika je dužina matematičkog klatna koje napravi 4 potpune oscilacije za 8 s?
7. Kako će se promijeniti frekvencija osciliranja klatna niti dužine 0,5 m ako se dužina niti poveća za 1,5 m?
8. Na jezeru po mirnom vremenu s čamca je spušteno teško sidro. Talasi su krenuli od mjesta bacanja. Osoba koja je stajala na obali primijetila je da ga je val stigao za 50 s, razmak između susjednih valnih grbina je 50 cm, a za 50 s bilo je 20 prskanja o obalu. Koliko je brod bio udaljen od obale?
9. Dva klatna su okačena na plafon. Istovremeno je jedno klatno napravilo 5 oscilacija, a drugo - 3 oscilacije. Kolika je dužina svakog klatna ako je razlika između njihovih dužina 48 cm?
Opcija 4
1. Koliki je period oscilovanja izvora talasa ako je talasna dužina 2 m, a brzina njegovog širenja 5 m/s?
2. Odrediti period i frekvenciju oscilovanja matematičkog klatna koje je napravilo 50 oscilacija za 1 min 40 s.
3. Prema grafikonu (Sl. 128) odredite amplitudu, period i frekvenciju oscilacija.
4. Odredi koliko će oscilacija na morskom valu napraviti gumeni čamac za 20 s ako je brzina širenja vala 4 m/s, a njegova dužina 4 m.
5. Odredite koliko puta trebate povećati dužinu matematičkog klatna tako da se frekvencija njegovih oscilacija smanji za 4 puta.
6. Hoće li se promijeniti period oscilovanja mase na oprugi ako se gvozdena masa zameni aluminijumom iste veličine?
7. Periodi oscilovanja dva matematička klatna su povezani kao 3:2. Izračunajte koliko je puta prvo klatno duže od drugog.
8. Mala lopta je okačena na konac dužine 1 m od plafona automobila. Pri kojoj brzini automobila će lopta posebno snažno vibrirati pod udarom točkova o šine? Dužina šine 12,5 m.
9. Udaljenost između vrhova valova u moru je 5 m. Kada se čamac kreće na suprotnoj strani, val udari u trup čamca 4 puta u 1 s, a 2 puta pri prolasku. Odredite brzine čamca i vala ako je poznato da je brzina čamca veća od brzine vala.
Odgovori na test iz fizike Mehaničke oscilacije i talasi 9. razred
Opcija 1
1. 5Hz, 0.2s
2. 0,75 m
3,5 cm, 4 s, 0,25 Hz
4. 60, 0,5 s
5. 5 m/s 2
6. 6 m/s
7. 10 s
8. 2:1
9. T W / T L = 0,4
Opcija 2
1,2 s, 0,5 Hz
2. 1 km
3. 10 cm, 2 s, 0,5 Hz
4. 0,16 m
5. 30
6. Smanjite za 4 puta
7. 4 m
8,5 s
9,2 m
Opcija 3
1. 0,5 s, 2 Hz
2. 2 m
3. 0,4 m, 0,4 s, 25 Hz
4. 11,4 m/s 2
5. 4 m
6. 1 m
7. Smanjite za 2 puta
8. 100 m
9. 27 cm, 75 cm
Opcija 4
1. 0,4 s
2. 2 s, 0,5 Hz
3. 0,1 m, 1 s, 1 Hz
4. 20 zamaha
5. 16 puta
6. Smanjena za 1,7 puta
7. 2,25 puta
8. 6,2 m/s
9. 15m/s, 5m/s
Tokom lekcije moći ćete samostalno proučavati temu „Talasna dužina. Brzina širenja talasa. U ovoj lekciji ćete naučiti o posebnim karakteristikama valova. Pre svega, naučićete šta je talasna dužina. Pogledat ćemo njegovu definiciju, kako se označava i mjeri. Zatim ćemo detaljno pogledati i brzinu širenja talasa.
Za početak, prisjetimo se toga mehanički talas je oscilacija koja se širi tokom vremena u elastičnom mediju. Pošto se radi o oscilaciji, val će imati sve karakteristike koje odgovaraju oscilaciji: amplitudu, period oscilacije i frekvenciju.
Osim toga, val ima svoje posebne karakteristike. Jedna od ovih karakteristika je talasna dužina. Talasna dužina se označava grčkim slovom (lambda, ili kažu "lambda") i mjeri se u metrima. Navodimo karakteristike talasa:
Šta je talasna dužina?
talasna dužina - ovo je najmanja udaljenost između čestica koje osciliraju sa istom fazom.
Rice. 1. Talasna dužina, amplituda talasa
Teže je govoriti o talasnoj dužini u longitudinalnom talasu, jer je mnogo teže posmatrati čestice koje tamo prave iste vibracije. Ali postoji i karakteristika talasna dužina, koji određuje udaljenost između dvije čestice koje vrše istu oscilaciju, oscilaciju sa istom fazom.
Takođe, talasna dužina se može nazvati razdaljinom koju talas pređe u jednom periodu oscilovanja čestice (slika 2).
Rice. 2. Talasna dužina
Sljedeća karakteristika je brzina širenja vala (ili jednostavno brzina vala). Brzina talasa Označava se na isti način kao i svaka druga brzina slovom i mjeri se u. Kako jasno objasniti kolika je brzina talasa? Najlakši način da to učinite je s poprečnim valom kao primjerom.
poprečni talas je talas u kojem su perturbacije orijentisane okomito na pravac njegovog širenja (slika 3).
Rice. 3. Smični talas
Zamislite galeba koji leti iznad vrha vala. Njegova brzina leta iznad grebena bit će brzina samog vala (slika 4).
Rice. 4. Određivanje brzine talasa
Brzina talasa zavisi kolika je gustina medijuma, kolike su sile interakcije između čestica ovog medija. Zapišimo odnos između brzine talasa, talasne dužine i talasnog perioda: .
Brzina se može definirati kao omjer valne dužine, udaljenosti koju val pređe u jednom periodu, i perioda osciliranja čestica medija u kojem se val širi. Osim toga, zapamtite da je period povezan s učestalošću na sljedeći način:
Tada dobijamo relaciju koja povezuje brzinu, talasnu dužinu i frekvenciju oscilacija: .
Znamo da val nastaje kao rezultat djelovanja vanjskih sila. Važno je napomenuti da kada talas prelazi iz jednog medija u drugi, njegove karakteristike se menjaju: brzina talasa, talasna dužina. Ali frekvencija oscilacija ostaje ista.
Bibliografija
- Sokolovich Yu.A., Bogdanova G.S. Fizika: priručnik sa primjerima rješavanja problema. - 2. redistribucija izdanja. - X.: Vesta: izdavačka kuća "Ranok", 2005. - 464 str.
- Peryshkin A.V., Gutnik E.M., Fizika. 9. razred: udžbenik za opšte obrazovanje. institucije / A.V. Peryshkin, E.M. Gutnik. - 14. izd., stereotip. - M.: Drfa, 2009. - 300 str.
- Internet portal "eduspb" ()
- Internet portal "eduspb" ()
- Internet portal "class-fizika.narod.ru" ()
Zadaća
