). طول موج

امواجی که ما عادت داریم روی سطح دریا ببینیم عمدتاً در اثر عمل باد به وجود می آیند. با این حال، امواج می توانند به دلایل دیگری ایجاد شوند، سپس آنها را نامیده می کنند.

جزر و مد، که تحت تأثیر نیروهای جزر و مد ماه و خورشید تشکیل شده است.

باریک، ناشی از تغییرات ناگهانی فشار اتمسفر؛

لرزه ای (سونامی) که در نتیجه زمین لرزه ها یا فوران های آتشفشانی ایجاد می شود.

کشتی سوار، ناشی از حرکت کشتی.

امواج باد در سطح دریاها و اقیانوس ها غالب است. امواج جزر و مدی، لرزه ای، باریک و کشتی تاثیر بسزایی در جهت یابی کشتی ها در اقیانوس آزاد ندارند، بنابراین به شرح آنها نمی پردازیم. امواج باد یکی از عوامل اصلی آب‌وهواشناسی است که ایمنی و بازده اقتصادی ناوبری را تعیین می‌کند، زیرا موجی که بر روی کشتی می‌چرخد، به آن برخورد می‌کند، آن را تکان می‌دهد، به کناره‌ها برخورد می‌کند، عرشه‌ها و روبناها را سیل می‌کند و سرعت را کاهش می‌دهد. پاشنه زدن پاشنه های خطرناکی ایجاد می کند، مکان یابی کشتی را دشوار می کند و خدمه را بسیار خسته می کند. علاوه بر کاهش سرعت، هیجان باعث انحراف کشتی و فرار از مسیر مشخص می شود و برای حفظ آن نیاز به جابجایی مداوم سکان است.

موج باد فرآیند تشکیل، توسعه و انتشار امواج ناشی از باد در سطح دریا است. امواج باد دو ویژگی اصلی دارند. اولین ویژگی بی نظمی است: اختلال در اندازه و شکل امواج. یک موج موجی دیگر را تکرار نمی کند، موج بزرگ را می توان یک موج کوچک و شاید حتی بزرگتر دنبال کرد. هر موج فردی به طور مداوم شکل خود را تغییر می دهد. تاج امواج نه تنها در جهت باد، بلکه در جهت های دیگر نیز حرکت می کنند. چنین ساختار پیچیده ای از سطح دریا آشفته با گرداب و طبیعت متلاطم باد که امواج را تشکیل می دهد توضیح داده می شود. دومین ویژگی هیجان تغییرپذیری سریع عناصر آن در زمان و مکان است و همچنین با باد همراه است. با این حال، اندازه امواج نه تنها به سرعت باد بستگی دارد، مدت زمان اثر آن، مساحت و پیکربندی سطح آب از اهمیت بالایی برخوردار است. از منظر تمرین، نیازی به دانستن عناصر تک تک موج یا هر نوسان موج نیست. بنابراین، مطالعه هیجان در نهایت به شناسایی الگوهای آماری می رسد که به صورت عددی با وابستگی بین عناصر امواج و عوامل تعیین کننده آنها بیان می شود.

3.1.1. عناصر امواج

هر موج با عناصر خاصی مشخص می شود،

عناصر رایج برای امواج عبارتند از (شکل 25):

بالا - بالاترین نقطه تاج موج؛

زیره پایین ترین نقطه از فرورفتگی موج است.

ارتفاع (h) - بیش از حد بالای موج؛

طول (L) فاصله افقی بین بالای دو تاج مجاور روی نیمرخ موج است که در جهت کلی انتشار موج کشیده شده است.

دوره (t) - فاصله زمانی بین عبور دو قله موج مجاور از طریق یک عمود ثابت. به عبارت دیگر مدت زمانی است که موج مسافتی را به اندازه طول خود طی می کند.

شیب (e) - نسبت ارتفاع یک موج معین به طول آن. شیب موج در نقاط مختلف پروفیل موج متفاوت است. شیب متوسط ​​موج با نسبت تعیین می شود:

برنج. 25. عناصر اصلی امواج.

برای تمرین، بیشترین شیب مهم است، که تقریباً برابر است با نسبت ارتفاع موج h به نیمه طول آن λ / 2.

- سرعت موج c سرعت حرکت تاج موج در جهت انتشار آن است که در یک بازه زمانی کوتاه از ترتیب دوره موج تعیین می شود.

جلوی یک موج خطی است روی پلان یک سطح ناهموار، که از امتداد بالای تاج یک موج مشخص می گذرد، که توسط مجموعه ای از پروفیل های موج که به موازات جهت کلی انتشار موج کشیده شده اند، تعیین می شوند.

برای ناوبری، مهمترین عناصر موجی مانند ارتفاع، دوره، طول، شیب و جهت کلی حرکت امواج هستند. همه آنها به پارامترهای جریان باد (سرعت و جهت باد)، طول آن (شتاب) بر روی دریا و مدت زمان اثر آن بستگی دارد.

بسته به شرایط شکل گیری و انتشار، امواج باد را می توان به چهار نوع تقسیم کرد.

باد - سیستمی از امواج است که در زمان مشاهده تحت تأثیر باد است که باعث آن شده است. جهت انتشار امواج باد و باد در آبهای عمیق معمولاً منطبق است یا بیش از چهار نقطه (45 درجه) متفاوت است.

امواج باد با این واقعیت مشخص می شوند که شیب رو به باد آنها تندتر از شیب بادگیر است، بنابراین نوک پشته ها معمولاً فرو می ریزند، کف ایجاد می کنند یا حتی در اثر باد شدید می شکند. هنگامی که امواج در آب های کم عمق ظاهر می شوند و نزدیک شدن آنها به ساحل، جهت انتشار موج و باد می تواند بیش از 45 درجه متفاوت باشد.

تورم - امواج ناشی از باد که در ناحیه تشکیل موج پس از ضعیف شدن باد و / یا تغییر جهت آن منتشر می شوند یا امواج ناشی از باد که از ناحیه تشکیل موج به منطقه دیگری که باد با سرعت و / یا در آن می وزد متفاوت است. جهت متفاوت یک مورد خاص از تورم که در غیاب باد گسترش می یابد، تورم مرده نامیده می شود.

مختلط - امواج ناشی از تعامل امواج باد و متورم شدن.

تبدیل امواج باد - تغییر در ساختار امواج باد با تغییر در عمق. در این حالت، شکل امواج مخدوش می شود، شیب دارتر و کوتاه تر می شوند و در عمق کم، که از ارتفاع موج بیشتر نمی شود، تاج های دوم واژگون می شوند و امواج از بین می روند.

امواج باد از نظر ظاهری با اشکال مختلفی مشخص می شوند.

امواج - شکل اولیه توسعه امواج باد که تحت تأثیر باد ضعیف ایجاد می شود. تاج امواج با موج‌هایی شبیه فلس است.

هیجان سه بعدی - مجموعه ای از امواج که طول متوسط ​​تاج آن چندین برابر طول موج متوسط ​​است.

هیجان منظم هیجانی است که در آن شکل و عناصر همه امواج یکسان است.

Hustle - هیجان بی نظم ناشی از تعامل امواجی که در جهات مختلف حرکت می کنند.

امواجی که بر روی سواحل، صخره ها یا صخره ها می شکنند، شکن نامیده می شوند. امواجی که در نواحی ساحلی می شکند را موج سواری می گویند. در کرانه‌های شیب‌دار و در تأسیسات بندری، موج‌سواری به‌شکل یک رانش است.

امواج روی سطح دریا به آزاد تقسیم می شوند، زمانی که نیرویی که باعث ایجاد آنها شده است از عمل باز می ماند و امواج آزادانه حرکت می کنند و زمانی که عمل نیرویی که باعث تشکیل امواج شده است متوقف نمی شود.

با توجه به تنوع عناصر امواج در زمان، آنها را به حالت پایدار، یعنی امواج باد، که در آن ویژگی های آماری امواج در زمان تغییر نمی کند، و در حال توسعه یا پوسیدگی - تغییر عناصر آنها در زمان تقسیم می شوند.

با شکل موج، آنها به دو بعدی تقسیم می شوند - مجموعه ای از امواج، که طول متوسط ​​تاج آن چندین برابر بیشتر از طول موج متوسط ​​است، سه بعدی - مجموعه ای از امواج، طول متوسط ​​تاج آن. چندین برابر طول موج بیشتر و منفرد است و فقط یک برآمدگی گنبدی شکل بدون پایه دارد.

بسته به نسبت طول موج به عمق دریا، امواج را به کوتاه تقسیم می کنند که طول آن بسیار کمتر از عمق دریا است و طولانی که طول آن از عمق دریا بیشتر است.

از نظر ماهیت حرکت شکل موج، آنها انتقالی هستند، که در آن یک حرکت قابل مشاهده شکل موج وجود دارد، و ایستاده - آنها حرکت ندارند. با نحوه قرارگیری امواج، آنها به سطحی و داخلی تقسیم می شوند. امواج داخلی در یک عمق یا دیگری در سطح مشترک بین لایه های آب با چگالی متفاوت تشکیل می شوند.

3.1.2. روش های محاسبه عناصر موج

در بررسی امواج دریا از برخی مفاد نظری برای تبیین جنبه های خاصی از این پدیده استفاده می شود. قوانین کلی ساختار امواج و ماهیت حرکت تک تک ذرات آنها توسط نظریه تروکوئیدال امواج در نظر گرفته می شود. بر اساس این نظریه، تک تک ذرات آب در امواج سطحی در مدارهای بسته بیضی شکل حرکت می کنند و در زمانی برابر با دوره موج m یک چرخش کامل ایجاد می کنند.

حرکت چرخشی ذرات آب که به صورت متوالی قرار گرفته اند، که در لحظه اولیه حرکت با یک زاویه فاز جابه جا می شوند، ظاهر حرکت انتقالی را ایجاد می کند: ذرات منفرد در مدارهای بسته حرکت می کنند، در حالی که مشخصات موج به صورت انتقالی در جهت باد حرکت می کند. تئوری تروکوئیدی امواج این امکان را فراهم می کند که ساختار امواج منفرد را به صورت ریاضی اثبات کند و عناصر آنها را به یکدیگر مرتبط کند. فرمول هایی برای محاسبه عناصر منفرد امواج به دست آمد

که در آن g شتاب گرانش است، طول موج K سرعت انتشار آن C و دوره t با رابطه K = Cx به هم مرتبط هستند.

لازم به ذکر است که تئوری تروکوئیدال امواج فقط برای امواج دو بعدی منظم معتبر است که در مورد امواج باد آزاد - تورم مشاهده می شود. در امواج سه بعدی باد، مسیرهای مداری ذرات، مدارهای دایره ای بسته نیستند، زیرا تحت تأثیر باد، انتقال افقی آب در سطح دریا در جهت انتشار موج وجود دارد.

تئوری تروکوئیدال امواج دریا، روند توسعه و تضعیف آنها و همچنین مکانیسم انتقال انرژی از باد به موج را آشکار نمی کند. در این میان، حل همین مسائل برای به دست آوردن وابستگی های قابل اعتماد برای محاسبه عناصر امواج باد ضروری است.

بنابراین، توسعه نظریه امواج دریا مسیر توسعه روابط نظری و تجربی بین باد و امواج را با در نظر گرفتن تنوع امواج باد واقعی دریا و ناپایداری پدیده، یعنی با در نظر گرفتن توسعه و تضعیف آنها دنبال کرد. .

به طور کلی، فرمول های محاسبه عناصر امواج باد را می توان تابعی از چندین متغیر بیان کرد.

H، t، Л، C = f (W، D t، H)،

جایی که W سرعت باد است. د - شتاب، t - مدت زمان باد. H عمق دریا است.

برای مناطق کم عمق دریا، برای محاسبه ارتفاع و طول موج، می توانید از وابستگی ها استفاده کنید

ضرایب a و z متغیر بوده و به عمق دریا بستگی دارد

A = 0.0151H 0.342; z = 0.104H 0.573.

برای مناطق باز دریاها، عناصر امواج که ارتفاع آنها 5٪ است و مقادیر متوسط ​​طول موج ها با توجه به وابستگی ها محاسبه می شود:

H = 0.45 W 0.56 D 0.54 A،

L = 0.3lW 0.66 D 0.64 A.

ضریب A با فرمول محاسبه می شود

برای مناطق باز اقیانوس، عناصر موج با استفاده از فرمول های زیر محاسبه می شوند:

جایی که e شیب موج در شتاب های کم است، D PR حداکثر شتاب، کیلومتر است. حداکثر ارتفاع امواج طوفان را می توان با استفاده از فرمول محاسبه کرد

که در آن hmax حداکثر ارتفاع موج است، m، D طول شتاب، مایل است.

در مؤسسه اقیانوس شناسی دولتی، بر اساس تئوری آماری طیفی امواج، ارتباطات گرافیکی بین عناصر امواج و سرعت باد، مدت زمان اثر آن و طول شتاب به دست آمد. این وابستگی ها باید قابل اطمینان ترین در نظر گرفته شوند و نتایج قابل قبولی را ارائه دهند که بر اساس آن نوموگرام هایی برای محاسبه ارتفاع موج در مرکز آب و هواشناسی اتحاد جماهیر شوروی (V.S. Krasyuk) ساخته شد. نوموگرام (شکل 26) به چهار ربع (I-IV) تقسیم می شود و شامل یک سری نمودار است که در یک دنباله خاص مرتب شده اند.

در ربع I (شمارش از گوشه سمت راست پایین انجام می شود) نوموگرام، یک شبکه درجه داده می شود که هر تقسیم آن (به صورت افقی) مربوط به 1 درجه نصف النهار در عرض جغرافیایی معین (از 70 تا 20 درجه شمالی) است. نقشه هایی با مقیاس 1: 15000000 طرح استریوگرافی قطبی. شبکه درجه برای تبدیل فاصله بین ایزوبارها n و شعاع انحنای ایزوبارها R، اندازه‌گیری شده در نقشه‌های مقیاس متفاوت، به مقیاس 1:15 000 000 لازم است. در این مورد، فاصله بین را تعیین می‌کنیم. ایزوبارهای n و شعاع انحنای همسان بارها R در درجه نصف النهار در عرض جغرافیایی معین. شعاع انحنای ایزوبارها R شعاع دایره ای است که بخش ایزوبار که از نقطه ای که محاسبه برای آن انجام می شود یا نزدیک آن می گذرد بیشترین تماس را دارد. با استفاده از یک متر با انتخاب به گونه ای تعیین می شود که قوس کشیده شده از مرکز پیدا شده با بخش معینی از ایزوبار منطبق باشد. سپس، در شبکه درجه، مقادیر اندازه گیری شده را در عرض جغرافیایی معین، که بر حسب درجه نصف النهار بیان می شود، به تعویق می اندازیم و با یک محلول قطب نما، شعاع انحنای ایزوبارها و فاصله بین ایزوبارها را مطابق با تعیین می کنیم. مقیاس 1: 15,000,000.

در ربع دوم نوموگرام، منحنی هایی نشان داده شده است که وابستگی سرعت باد را به شیب باریک و عرض جغرافیایی مکان بیان می کند (هر منحنی مربوط به یک عرض جغرافیایی خاص، از 70 تا 20 درجه شمالی است). برای انتقال از باد گرادیان محاسبه شده به باد وزش نزدیک به سطح دریا (در ارتفاع 10 متر)، اصلاحیه ای استخراج شد که لایه بندی لایه نزدیک به سطح جو را در نظر می گیرد. هنگام محاسبه برای بخش سرد سال (طبقه بندی پایدار t w 2 درجه سانتیگراد)، ضریب 0.6 است.

برنج. 26. نوموگرام محاسبه عناصر موج و سرعت باد از روی نقشه های میدان فشار سطحی که ایزوبارها با فاصله 5 mbar (a) و mbar (b) 8 ترسیم شده اند. 1 - زمستان، 2 - تابستان.

در ربع III، تأثیر انحنای ایزوبار بر روی سرعت باد زمین شناسی در نظر گرفته شده است. منحنی های مربوط به مقادیر مختلف شعاع انحنا (1، 2، 5، و غیره) توسط خطوط جامد (زمستانی) و چین دار (تابستانی) داده می شود. علامت oo به این معنی است که ایزوبارها مستقیم هستند. معمولاً هنگامی که شعاع انحنای بیش از 15 درجه باشد، لازم نیست انحنا را در محاسبات در نظر بگیرید. آبسیسا جداکننده سیادرانت های III و IV برای تعیین سرعت باد W برای یک نقطه معین استفاده می شود.

در ربع IV، منحنی هایی وجود دارد که امکان تعیین ارتفاع امواج به اصطلاح قابل توجه (h 3H) را با احتمال 12.5٪ بر اساس سرعت باد، شتاب یا مدت باد ممکن می سازد.

در صورت امکان، هنگام تعیین ارتفاع موج، نه تنها از داده های مربوط به سرعت باد، بلکه در مورد شتاب و مدت اثر باد نیز استفاده شود، محاسبه بر اساس شتاب و مدت زمان عمل باد انجام می شود. ساعت ها). برای انجام این کار، از ربع III نوموگرام، عمود را نه به منحنی شتاب، بلکه به منحنی مدت زمان عمل باد (6 یا 12 ساعت) کاهش می دهیم. از نتایج بدست آمده (از نظر شتاب و مدت) مقدار کمتر ارتفاع موج گرفته می شود.

محاسبه با استفاده از نوموگرام پیشنهادی را می توان فقط برای مناطق "دریای عمیق" انجام داد، یعنی برای مناطقی که عمق دریا کمتر از نصف طول موج نباشد. زمانی که شتاب بیش از 500 کیلومتر باشد یا مدت زمان عمل باد بیش از 12 ساعت باشد، از وابستگی ارتفاع موج به باد استفاده می‌شود که مطابق با شرایط اقیانوس است (منحنی ضخیم‌شده در ربع IV).

بنابراین، برای تعیین ارتفاع امواج در یک نقطه معین، لازم است عملیات زیر انجام شود:

الف) شعاع انحنای ایزوبار R را که از یک نقطه مشخص یا نزدیک آن می گذرد (با استفاده از قطب نما با اتصال) بیابید. شعاع انحنای ایزوبارها فقط در مورد انحنای سیکلونی (در سیکلون ها و حفره ها) تعیین می شود و بر حسب درجه نصف النهار بیان می شود.

ب) اختلاف فشار n را با اندازه گیری فاصله بین ایزوبارهای مجاور در ناحیه نقطه انتخاب شده تعیین کنید.

ج) با توجه به مقادیر یافت شده R و n، بسته به فصل، سرعت باد W را پیدا می کنیم.

د) با دانستن سرعت باد W و شتاب D یا مدت زمان باد (6 یا 12 ساعت)، ارتفاع امواج قابل توجه (h 3H) را پیدا می کنیم.

شتاب به صورت زیر یافت می شود. از هر نقطه ای که ارتفاع موج برای آن محاسبه می شود، یک خط جریان در جهت باد بالا کشیده می شود تا زمانی که جهت آن نسبت به نقطه اولیه با زاویه 45 درجه تغییر کند یا به ساحل یا لبه یخ برسد. تقریباً این شتاب یا مسیر باد خواهد بود که در طی آن (امواج به یک نقطه مشخص می رسند.

مدت وزش باد به عنوان زمانی تعریف می شود که در طی آن جهت باد ثابت است یا بیش از 22.5 ± درجه از حالت اصلی منحرف می شود.

با توجه به نوموگرام در شکل. 26 a می توان ارتفاع موج را از روی نقشه میدان فشار سطحی که بر روی آن ایزوبارها تا 5 میلی بار رسم می شود، تعیین کرد. اگر ایزوبارها از طریق 8 میلی بار رسم شوند، آنگاه نوموگرام نشان داده شده در شکل. 26 ب.

دوره و طول موج را می توان از داده های سرعت باد و ارتفاع موج محاسبه کرد. محاسبه تقریبی دوره موج را می توان با توجه به نمودار (شکل 27) انجام داد که رابطه بین دوره ها و ارتفاع امواج باد را در سرعت های مختلف باد (W) نشان می دهد. طول موج با دوره آن و عمق دریا در یک نقطه مشخص مطابق نمودار تعیین می شود (شکل 28).

امتحان فیزیک ارتعاشات و امواج مکانیکی درجه 9 با جواب. این آزمون در 4 نوع ارائه شده است که هر نوع شامل 9 کار است.

انتخاب 1

1. بار معلق روی یک فنر 300 ارتعاش در 1 دقیقه ایجاد کرد. فرکانس و دوره نوسان بار چقدر است؟

2. فرکانس لرزش چنگال تنظیم 440 هرتز است. اگر سرعت انتشار صدا در دمای 0 درجه سانتیگراد در هوا 330 متر بر ثانیه باشد، طول موج موج صوتی از یک چنگال تنظیم در هوا چقدر است؟

3. در نمودار ارتعاشات هارمونیک (شکل 125) دامنه، دوره و فرکانس ارتعاشات را تعیین کنید.

4. اگر فرکانس نوسان آن 2 هرتز باشد یک آونگ ریاضی در 30 ثانیه چند نوسان انجام داده است؟ دوره نوسانات آن چقدر است؟

5. شتاب گرانش را در سطح مریخ تعیین کنید، به شرطی که یک آونگ ریاضی به طول 50 سانتی متر در 80 ثانیه 40 نوسان ایجاد کند.

6. سرعت انتشار موج دریا چقدر است اگر شخصی که در ساحل ایستاده تشخیص دهد که فاصله بین دو تاج موج مجاور 8 متر است و در یک دقیقه 45 تاج موج از کنار او بگذرند؟

7. اگر فاصله بین آنها 5 کیلومتر و سرعت انتشار صدا در فولاد 500 متر بر ثانیه باشد چقدر طول می کشد تا صدا از یک ایستگاه راه آهن به ایستگاه دیگر در ریل های فولادی برسد؟

8. نسبت فرکانس های نوسان دو آونگ اگر طول آنها 1: 4 باشد چقدر است؟

9. دوره نوسان یک آونگ ریاضی اگر از زمین به ماه منتقل شود چگونه تغییر می کند ( gЗ = 9.8 m / s 2; g L = 1.6 m / s 2)؟

گزینه 2

1. آونگ نخ 25 نوسان در 50 ثانیه انجام داد. دوره و فرکانس نوسان را تعیین کنید.

2. اگر رعد و برق را 3 ثانیه پس از دیدن رعد و برق شنید، رعد و برق را در چه فاصله ای از ناظر اصابت کرد.

3. با توجه به نمودار (شکل 126)، دامنه، دوره و فرکانس نوسانات را تعیین کنید.

4. طول یک آونگ ریاضی که به طور هماهنگ با فرکانس 0.5 هرتز در سطح ماه نوسان می کند چقدر است؟ شتاب سقوط آزاد در سطح ماه 1.6 متر بر ثانیه است.

5. طول موج دریا 2 متر است اگر سرعت انتشار موج 6 متر بر ثانیه باشد شناور در 10 ثانیه چند ارتعاش روی آن ایجاد می کند؟

6. چگونه باید طول آونگ ریاضی را تغییر داد تا دوره نوسان آن 2 برابر کاهش یابد؟

7. طول یک آونگ ریاضی را که در 10 ثانیه 4 نوسان کامل کمتر از یک آونگ ریاضی 60 سانتی متری انجام می دهد را تعیین کنید.

8. یک آونگ ریاضی دارای دوره نوسان 3 ثانیه و دیگری دارای دوره 4 ثانیه است. دوره نوسان یک آونگ ریاضی که طول آن برابر است با مجموع طول آونگ های مشخص شده چقدر است؟

9. اگر سرعت انتشار موج 2.4 متر بر ثانیه باشد و جسم شناور روی آب در 25 ثانیه 30 ارتعاش ایجاد کند، طول موج روی آب چقدر است؟

گزینه 3

1. آونگ در 25 ثانیه 50 ارتعاش ایجاد کرد. دوره و فرکانس آونگ را تعیین کنید.

2. یک فانوس رادیویی در دریا بر روی امواجی با دوره زمانی 2 ثانیه نوسان می کند. سرعت امواج دریا 1 متر بر ثانیه است. طول موج چیست؟

3. از نمودار (شکل 127) دامنه، دوره و فرکانس نوسانات را تعیین کنید.

4. در سیاره ای ناشناخته، آونگی به طول 80 سانتی متر در 1 دقیقه 36 نوسان کامل انجام داد. شتاب گرانش در این سیاره چقدر است؟

5. طول موج انتشار با سرعت 2 متر بر ثانیه را تعیین کنید که در آن 10 نوسان در 20 ثانیه رخ می دهد.

6. طول آونگ ریاضی که 4 نوسان کامل در 8 ثانیه انجام می دهد چقدر است؟

7. فرکانس نوسان آونگ نخ با طول 0.5 متر در صورت افزایش طول نخ 1.5 متر چگونه تغییر می کند؟

8. روی دریاچه، در هوای آرام، لنگر سنگینی از قایق انداخته شد. امواج از محل بازیگران بیرون می آمد. مردی که در ساحل ایستاده بود متوجه شد که موج بعد از 50 ثانیه به او رسید، فاصله بین کوهان موج های مجاور 50 سانتی متر بود و در 50 ثانیه 20 انفجار در ساحل رخ داد. قایق چقدر از ساحل فاصله داشت؟

9. دو آونگ از سقف آویزان است. در همان زمان، یک آونگ 5 نوسان و دیگری - 3 نوسان ایجاد کرد. طول هر آونگ در صورتی که اختلاف طول آنها 48 سانتی متر باشد چقدر است؟

گزینه 4

1. دوره نوسان منبع موج اگر طول موج 2 متر و سرعت انتشار آن 5 متر بر ثانیه باشد چقدر است؟

2. دوره و فرکانس نوسانات آونگ ریاضی را که در 1 دقیقه و 40 ثانیه 50 نوسان انجام داده است را تعیین کنید.

3. با توجه به نمودار (شکل 128)، دامنه، دوره و فرکانس نوسانات را تعیین کنید.

4. اگر سرعت انتشار موج 4 متر بر ثانیه و طول آن 4 متر باشد، تعیین کنید که یک قایق لاستیکی بادی در 20 ثانیه چند ارتعاش در موج دریا ایجاد می کند.

5. تعیین کنید که چند بار باید طول آونگ ریاضی را افزایش دهید تا فرکانس نوسانات آن 4 برابر کاهش یابد.

6. آیا در صورت تعویض وزنه آهنی با وزنه آلومینیومی هم اندازه، دوره نوسان وزنه روی فنر تغییر می کند؟

7. دوره های نوسان دو آونگ ریاضی به نسبت 3: 2 است. محاسبه کنید که چند برابر آونگ اول بلندتر از دومی است.

8. یک توپ کوچک با نخی به طول 1 متر از سقف ماشین آویزان شده است. توپ با چه سرعتی از واگن تحت تاثیر ضربه چرخ ها به اتصالات ریل به شدت لرزش می کند؟ طول ریل 12.5 متر.

9. فاصله بین تاج امواج در دریا 5 متر است، وقتی قایق در جهت مخالف حرکت می کند، موج در 1 ثانیه 4 بار و در هنگام عبور 2 بار به بدنه قایق برخورد می کند. اگر سرعت قایق از سرعت موج بیشتر باشد، سرعت قایق و امواج را بیابید.

پاسخ تست فیزیک ارتعاشات و امواج مکانیکی درجه 9
انتخاب 1
1.5 هرتز، 0.2 ثانیه
2. 0.75 متر
3.5 سانتی متر، 4 ثانیه، 0.25 هرتز
4.60، 0.5 ثانیه
5.5 متر بر ثانیه 2
6.6 متر بر ثانیه
7.10 ثانیه
8. 2:1
9.T Z / T L = 0.4
گزینه 2
1.2 ثانیه، 0.5 هرتز
2.1 کیلومتر
3.10 سانتی متر، 2 ثانیه، 0.5 هرتز
4.16 متر
5. 30
6. 4 برابر کاهش دهید
7.4 متر
8.5 ثانیه
9.2 متر
گزینه 3
1.1.5 ثانیه، 2 هرتز
2.2 متر
3.4 متر، 0.4 ثانیه، 25 هرتز
4.11.4 متر بر ثانیه 2
5.4 متر
6.1 متر
7. 2 برابر کاهش می یابد
8.100 متر
9.27 سانتی متر، 75 سانتی متر
گزینه 4
1.4 ثانیه
2.2 ثانیه، 0.5 هرتز
3.1 متر، 1 ثانیه، 1 هرتز
4.20 ارتعاش
5. 16 بار
6. کاهش 1.7 برابر
7. 2.25 بار
8.6.2 متر بر ثانیه
9.15 متر بر ثانیه، 5 متر بر ثانیه

در طول درس می توانید به طور مستقل موضوع "طول موج" را مطالعه کنید. سرعت انتشار موج ". در این درس با ویژگی های خاص امواج آشنا می شوید. اول از همه، یاد خواهید گرفت که طول موج چیست. ما تعریف آن، نحوه تعیین و اندازه گیری آن را در نظر خواهیم گرفت. سپس نگاهی دقیق تر به سرعت انتشار موج خواهیم داشت.

اول، بیایید آن را به خاطر بسپاریم موج مکانیکینوسانی است که در طول زمان در یک محیط الاستیک منتشر می شود. از آنجایی که این یک نوسان است، موج تمام ویژگی های مربوط به نوسان را خواهد داشت: دامنه، دوره نوسان و فرکانس.

علاوه بر این، موج ویژگی های خاص خود را دارد. یکی از این خصوصیات است طول موج... طول موج با حرف یونانی (لامبدا یا "لامبدا") مشخص می شود و بر حسب متر اندازه گیری می شود. بیایید ویژگی های موج را فهرست کنیم:

طول موج چیست؟

طول موج -این کمترین فاصله بین ذرات ارتعاشی با همان فاز است.

برنج. 1. طول موج، دامنه موج

صحبت در مورد طول موج در یک موج طولی دشوارتر است، زیرا در آنجا مشاهده ذراتی که نوسانات مشابهی انجام می دهند بسیار دشوارتر است. اما یک ویژگی نیز وجود دارد - طول موجکه فاصله بین دو ذره که ارتعاش یکسانی را انجام می دهند، ارتعاش با فاز یکسان را تعیین می کند.

همچنین، طول موج را می توان مسافت طی شده توسط موج، در یک دوره نوسان ذره نامید (شکل 2).

برنج. 2. طول موج

مشخصه بعدی سرعت انتشار موج (یا به سادگی سرعت موج) است. سرعت موجمانند هر سرعت دیگری با حرف نشان داده می شود و در اندازه گیری می شود. چگونه می توان به وضوح سرعت موج را توضیح داد؟ ساده ترین راه برای انجام این کار با مثال موج برشی است.

موج عرضیموجی است که در آن اختلالات عمود بر جهت انتشار آن جهت گیری می کنند (شکل 3).

برنج. 3. موج برشی

تصور کنید یک مرغ دریایی بر فراز تاج یک موج پرواز می کند. سرعت پرواز آن بر فراز تاج، سرعت خود موج خواهد بود (شکل 4).

برنج. 4. برای تعیین سرعت موج

سرعت موجبستگی به چگالی محیط دارد، نیروهای برهمکنش بین ذرات این محیط چقدر است. بیایید رابطه بین سرعت موج، طول موج و دوره موج را بنویسیم:.

سرعت را می توان به عنوان نسبت طول موج، مسافت طی شده توسط موج در یک دوره، به دوره نوسان ذرات محیطی که موج در آن منتشر می شود، تعریف کرد. علاوه بر این، به یاد داشته باشید که دوره با رابطه زیر با فراوانی مرتبط است:

سپس رابطه ای را بدست می آوریم که سرعت، طول موج و فرکانس نوسانات را به هم متصل می کند: .

می دانیم که یک موج در نتیجه عمل نیروهای خارجی رخ می دهد. توجه به این نکته ضروری است که وقتی موج از یک رسانه به رسانه دیگر می گذرد، ویژگی های آن تغییر می کند: سرعت امواج، طول موج. اما فرکانس نوسان ثابت می ماند.

کتابشناسی - فهرست کتب

1. سوکولوویچ یو.آ.، بوگدانوا جی.اس. فیزیک: کتاب مرجع با مثال هایی از حل مسئله. - نسخه دوم توزیع مجدد. - X .: وستا: انتشارات رانک، 1384. - 464 ص.
2. Peryshkin A.V.، Gutnik E.M.، فیزیک. پایه نهم: کتاب درسی آموزش عمومی. مؤسسات / A.V. پریشکین، ای.ام. گوتنیک. - چاپ چهاردهم، کلیشه. - M .: Bustard, 2009 .-- 300 p.

1. پورتال اینترنتی "eduspb" ()
2. پورتال اینترنتی "eduspb" ()
3. پورتال اینترنتی "class-fizika.narod.ru" ()

مشق شب