FIZYKA

RUCH DRGAJĄCY

RUCH DRGAJĄCY

I FALOWY

I FALOWY

dr inż. Marek Profaska

dr inż. Marek Profaska

DRGANIA

DRGANIA

Ruchem drgającym

(drganiami)

nazywa się każdy ruch, który
charakteryzuje się powtarzalnością w
czasie wielkości fizycznych
określających ten ruch.
Ruch odbywa się po tym samym
torze.

DRGANIA

DRGANIA

• Ruchem drgającym periodycznym (drgania

okresowe)

nazywa się ruch wtedy, kiedy wartości

wielkości fizycznych zmieniające się podczas drgań

powtarzają się w równych odstępach czasu.

• Ruchem drgającym harmonicznie (drgania

harmoniczne)

nazywa się ruch wtedy, gdy

wielkości fizyczne zmieniają się w czasie zgodnie z

funkcjami harmonicznymi (sinus, cosinus). Ma to

miejsce wtedy gdy działająca siła jest

proporcjonalna do wychylenia i skierowana do

położenia równowagi, określona np. prawem

Hooke`a.

DRGANIA

DRGANIA

Ruch drgający można rozpatrywać jako

rzut ruchu po okręgu.

Przekształcając równania

otrzymujemy równanie

ruchu drgającego.

t

A

x

r

x

r

x







sin

sin

sin











DRGANIA

DRGANIA

Okres drgań

Funkcja cos



t lub sin



t powtarza się

po czasie T dla którego



T = 2



.

Ta szczególna wartość czasu jest

zdefiniowana jako okres T :

T = 2



/



Liczba drgań w czasie t jest równa:
n = t/T

DRGANIA

DRGANIA

W szczególności gdy częstość

siły

wymuszającej

osiągnie

odpowiednią częstotliwość, to
amplituda drgań może wzrosnąć
gwałtownie

nawet

przy

niewielkiej

wartości

siły

wymuszającej.

Zjawisko

to

nazywamy rezonansem

.

FALE

FALE

Fale mechaniczne

Fale powstające w ośrodkach

sprężystych (np. fale dźwiękowe)
nazywamy falami mechanicznymi.
Powstają w wyniku wychylenia
jakiegoś fragmentu ośrodka
z położenia równowagi co w
następstwie powoduje drgania
fragmentu wokół tego położenia.

Zasada Huyghensa

Teoria Huyghensa oparta jest na konstrukcji

geometrycznej (zwanej zasadą Huyghensa),
która pozwala przewidzieć gdzie znajdzie się
czoło fali w dowolnej chwili w przyszłości,
jeżeli znamy jej obecne położenie.

Zasada ta

głosi,
że wszystkie punkty czoła fali można uważać
za źródła nowych fal kulistych. Położenie czoła
fali po czasie t będzie dane przez powierzchnię
styczną do tych fal kulistych.

Rozchodzenie się fali płaskiej w próżni

FALE

FALE

PRAWO ODBICIA

Kąt padania jest równy kątowi

odbicia.

Promień fali padającej,

promień fali odbitej i prosta
prostopadła (normalna) płaszczyzny
odbijającej leżą w jednej
płaszczyźnie.

Załamanie fal mechanicznych

Fala ulega załamaniu, gdy przechodzi z jednego

ośrodka do drugiego.

PRAWO ZAŁAMANIA

Stosunek sinusa kąta padania do sinusa kąta

załamania, zwany współczynnikiem załamania n

ośrodka drugiego względem pierwszego, jest równy

stosunkowi prędkości rozchodzenia się fali w

ośrodku pierwszym do prędkości rozchodzenia się

fali w ośrodku drugim. w obu ośrodkach. Promień

fali padającej, promień fali załamanej i prosta

prostopadła (normalna) do granicy ośrodków leżą w

jednej płaszczyźnie.

Energia nie jest przenoszona wzdłuż sznura bo
nie może ona przepłynąć przez węzły, jest na
stałe zmagazynowana w poszczególnych
elementach sznura.

Dziękuję za uwagę !!!