Ruch drgający

Ruchem drgającym nazywamy przemieszczenie się punktu materialnego tam i z powrotem w takiej samej jednostce czasu. Drgania te odbywają się po tej samej drodze.

Ruchy drgające, inaczej oscylacyjne lub periodyczne występują powszechnie w przyrodzie. Chociażby drgania cząsteczek powietrza przy rozchodzeniu się dźwięku to właśnie ruch periodyczny.

Wielkością opisującą ruch drgający jest okres ruchu. Jest to czas, po upływie którego ruch zaczyna się powtarzać.

Liczba drgań cząstki przypadająca na dany przedział czasu to częstość drgań. Częstość wiąże się z okresem ruchu T zależnością:

$f = \frac{1}{T}$ $\left\lbrack \frac{1}{s} \right\rbrack = \lbrack\text{Hz}\rbrack$

W równaniu ruchu drgającego wychylenie w ruchu harmonicznym zmienia się w czasie sinusoidalnie

Podczas drgań cząstka wychyla się z położenia równowagi na pewną odległość. Dystans ten w każdym momencie ruchu nazywa się przemieszczeniem cząstki.

Maksymalne wychylenie z położenia równowagi, czyli z punktu, w którym na cząstkę nie działa siła wypadkowa to amplituda drgań.

Np.: Wahadło matematyczne: Ciężarek na sprężynie

Fale

Fala odgrywa w fizyce dominującą rolę. Jest podstawowym nośnikiem energii, łączy z sobą najrozmaitsze zjawiska występujące jako światło, głos, ciepło, elektryczność i magnetyzm, a także sprowadza je do jednakowych zasad. Każda fala powstaje z drgań. Nośnikiem fal (tj. środowiskiem, w którym się one rozchodzą) może być każda substancja sprężysta w stanie stałym, ciekłym lub gazowym. Wywołanie fali wymaga zawsze pewnej energii. Fala niesie więc ze sobą energię bez jednoczesnego przenoszenia substancji (czynnika ją wywołującego).

Rodzaje fal

• elektromagnetyczne

-niskiej częstotliwości

-radiowe

-świetlne

*podczerwone

    * widzialne

*nadfioletowe

-promieniowanie rentgenowskie    

- promieniowanie gamma

• sprężyste

Fale dzielimy na:

• w zależności od kształtu czoła:

- płaskie    

- walcowe (lub cylindryczne)

    - kuliste

• W zależności od kierunku drgań:

- podłużne    

- poprzeczne    

- spolaryzowane

• nieokresowe

• okresowe

- niegasnące    

- harmoniczne  

- gasnące

• stojące

FALA AKUSTYCZNA to rozchodząca się w ośrodku zmiana (zaburzenie) gęstości, ciśnienia ośrodka, temperatury i energii, oraz związane z tą zmianą mechaniczne drgania cząstek ośrodka

ŹRÓDŁA DŹWIĘKU

Źródłem dźwięków słyszalnych są ciała wprawione w drgania, których energia jest dostateczna, aby wywołać w naszym organie słuchu jakim jest ucho ludzkie, najsłabsze wrażenia słuchowe. Inaczej mówiąc natężenie dźwięków słyszalnych musi przekraczać próg słyszalności.

• Wysokość dźwięku zależy od częstotliwości; (im większa częstotliwość sygnału, tym wyższy dźwięk)

• Głośność dźwięku zależy od natężenia; (jeśli sygnał ma odpowiednio duże natężenie, wydaje się głośniejszy)

• Barwa odróżnia dźwięki w zależności od pochodzenia

Dźwięki ze względu na częstotliwość dzielimy na:

• infradźwięki (f < 16 Hz) - ucho ludzkie nie odbiera dźwięków o takich częstotliwościach,

• dźwięki słyszalne (16 Hz < f < 20 kHz) - ucho ludzkie odbiera dźwięki o takich częstotliwościach jako dźwięki słyszalne,

• ultradźwięki (f > 20 kHz) - dźwięki o takich częstotliwościach są nieprzyjemne dla ludzkiego ucha, odbieramy je jako ból.

Zjawiska falowe

• fale głosowe, jak każde fale, ulegają na szczelinach ugięciu – zaczynają rozchodzić się we wszystkich kierunkach,

• po dotarciu do przeszkody fale dźwiękowe odbijają się . Przykładem tego zjawiska jest echo i pogłos,

• Jeśli dźwięk wydobywa się z dwóch lub więcej źródeł to fale dźwiękowe interferują (nakładają się na siebie) – w jednych miejscach słyszymy go głośniej, a w drugich słabiej