Ruch drgający - 1. okresowy (periodyczne) - ciało wraca do swojego położenia w równych odstępach czasu. 2. Nieokresowy.
Ruch drgający możemy porównać do ruchu po okręgu.
Siła sprężysta - nie odkształca ciała ale wzbudza do ruchu i zależy od materiału jego własności.
Fs=-kx , k - współczynnik sprężystości.
Równanie ruchu harmonicznego:
1)
2) x=Asin(ωot+ϕ)
Drgania tłumione: występują siły oporu ośrodka -
, b - współcz. oporu ośrodka
ma=Fo+Fs , Fo - siła oporu, Fs - siła sprężystości
R-nie różniczkowe drgań tłumionych:
B - współczynnik tłumienia
A=Aoe-Bt - amplituda drgań tłumionych
Logarytmiczny dekrement tłumienia - umożliwia nam określenie szybkości zaniku drgań.
A(t) = Aoe-Bt A(t+T) = Aoe-B(t+T)
Energia maleje na skutek oporu
Drgania wymuszone - Fw=FocosΩt Fo - amplituda siły wymuszającej; Ω - częstość siły wymuszającej
R-nie różniczkowe drgań wymuszonych:
Amplituda drgań wymuszonych:
Zjawisko rezonansu:
Rodzaje fal mechanicznych: fala podłużna - zaburzenia rozchodzą się równolegle do kierunku rozchodzenia się fali. Fala poprzeczna - zab.roz.sie prostopadle do kier.rozch. się fali.Fala - zaburzenie przenoszone przez cały ośrodek. Fala przenosi energię mechaniczną. Równanie fali płaskiej:
λ - długość fali - długość pomiędzy dwoma najbliższymi punktami,które różnią się od siebie w fazie o 2π.
Zasada Huygensa - Każda przeszkoda do której dochodzi fala, staję się samodzielnym źródłem wysyłającym fale. Fale na przeszkodzie ulegają dyfrakcji (ugięciu).
Interferencja fal - nakładanie się fal spójnych.
Fala stojąca - y1=Asin(ωt-kx) , y2=Asin(ωt+kx)
Y=y1+y2= Asin(ωt-kx)+ Asin(ၷt+kx)=2Asinkxcosၷt
Y=2Asinkxcosၷt - r-nie fali stojącej.
Ast=2Asinkx - amplitude fail stojącej.
Prędkość grupowa i fazowa:
Prędkość rozchodzenia sie fal w ośrodkach sprężystych zależy od:
- rodzaju fal (poprzeczne - ciała stałe, podłużne - gazy i ciecze)
- częstotliwości fal
- tego czy ośrodek jest jednorodny czy nie
W gazach:
H-Cp/Cn p-ciśnienie ρ-gęstość
W cieczach:
k-moduł ściskości cieczy
W ciałach st:
E - moduł Youga - naprężenie które powoduje że drut się wydłuża.
Gaz doskonały - opis mikroskopowy: 1o cząsteczki gazu - punkty materialne o jednakowych masach 2o Wszystkie cząsteczki gazu są identyczne 3o Całkowita liczba cząsteczek jest bardzo duża 4o W stanie równowagi prędkości cząsteczek gazu są rozłożone równomiernie we wszystkich kierunkach 5o Poza momentem zderzenia cząsteczki nie oddziałowują ze sobą na odległość. 6o Zderzenia cząsteczek są doskonale sprężyste, a czas trwania zderzenia jest pomijalnie mały.
Zasada ekwipartycji energii - Dla dużej liczby cząstek podlegających mechanice Newtonowskiej średnio na każdy stopień swobody przypada taka sama ilość energii, zależna jedynie od temperatury.
Przewodnictwo cieplne (transport energii) - przenoszenie energii cieplnej wywołane istnieniem różnicy temperatur.
λ - współczynnik przewodnictwa cieplnego
--- prawo Fouriera
^ prawo Ficka
Lepkość (tarcie wewnętrzne) - wynika z różnicy pędów.
^ prawo Newtona
Współczynnik lepkości: