1. 
   
   Ruch drgający.

Ruch drgający powstaje w wyniku wychylenia ciała z położenia równowagi pod wpływem impulsu siły (tzw. impulsu falowego). Przykładem ruchu drgającego może być wahadło, drgania cząsteczek, ruch huśtawki, ruch ciężarka zawieszonego na sprężynie wychylonego z położenia równowagi. Mysi też istnieć siła powodująca powracanie ciała do położenia równowagi (siłą grawitacji, siła sprężystości). Wielkościami charakteryzującymi ruch drgający są: częstotliwość - f, okres - T i amplituda - A.

Widać stąd, że okres drgań wahadła nie zależy od amplitudy drgań ani od masy ciężarka a jedynie od długości wahadła. Drgania wahadła są drganiami gasnącymi tzn. jeśli nie będziemy pobudzać wahadła impulsami falowymi to amplituda drgań zacznie się zmniejszać. Ważnych zjawisk w ruchu drgającym należy tzw. rezonans jest to przekazywanie drgań od jednego ciała do drugiego którego okres drgań jest taki sam. Dlatego np. podczas przemarszu wojska przez most żołnierze idą luźnym krokiem aby miarowe powtarzające się w stałych odstępach czasu impulsy kroków nie wprawiły mostu w drgania. Gdybyśmy sporządzili wykres wychyleń ciała drgającego w czasie otrzymamy krzywe takie jak przedstawiają ruch falowy poniżej.

2. Fale

Jeśli drgania odbywają się w jakimś ośrodku sprężystym w którym cząsteczki drgającego ośrodka mogą przekazywać drgania cząsteczką sąsiednim to mamy do czynienia z rozchodzeniem się fali. Fala jest to rozchodzące się zaburzenie ośrodka (fala na sznurze, fala na wodzie, fala sejsmiczna). Jeśli drgania cząsteczek ośrodka są prostopadłe do kierunku rozchodzenia się fali (fala na sznurze, fala na wodzie) to falę taką nazywamy falą poprzeczną. Jeśli drgania cząsteczek ośrodka są równoległe do kierunku rozchodzenia się fali to falę taką nazywamy podłyżną (fala głosowa, fala sejsmiczna). Podczas rozchodzenia się fali cząsteczki ośrodka wykonują tylko drgania natoniast energia w postaci zaburzenia może być przenoszone na duże odległości. Wielkości charakteryzujące fale to: częstotliwość - f (ilość fal wychodzących ze źródła fali w jednej sekundzie), okres - T (czas trwania fali), długość fali - λ (czyt. lambda), amplituda - A.

Na powyższych rysunkach zaprezentowano wielkości charakteryzujące falę. Częstotliwość fali i okres fali oblicza się podobnie jak w ruchu po okręgu i ruchu drgającym. Na drugim rysunku przedstawiona trzy fale fala 1 na największą amplitudę, fala 2 największą długość ale najmniejszą częstotliwość, fala 3 na amplitudą taką jak fala 2, największą częstotliwość ale najmniejszą długość. Aby obliczyć prędkość rozchodzenia się fali w danym ośrodku musimy znać jej okres lub częstotliwość i długość fali. Fale rozchodząsię ze stałą prędkością stąd możemy zapisać:
czyli
wiedząc, że
zapiszemy
. W ruchu falowym zachodzi zjawisko nakładania się fal. Jeśli nakładają się fale zgodne w fazie (tzn. gdy grzbiety i doliny fal się pokrywają) powstaje wzmocnienie fali, jeśli nakładają się fale o przeciwnych fazach (tzn. gdy grzbiety jednej fali pokrywają się z dolinami drugiej) to występuje wygaszenie fali. Fale podobnie jak światło ulegają tez zjawisku odbicia i ugięcia.

3. Ciśnienie.

Ciśnieniem p nazywamy nacisk siły parcia F_p na jednostkę powierzchni S. W gazach (atmosferze) siła parcia pochodzi od uderzeń atomów i cząsteczek gazu o daną powierzchnie. Siła parcia w cieczach pochodzi od nacisku na powierzchnie spowodowanym ciężarem cieczy która znajduje się nad tą powierzchnią. Siła parcia jest zawsze prostopadła do ścianek naczynia w którym znajduje się gaz lub ciecz a także do ścianek przedmiotów zanurzonych w gazach i cieczach. Jeśli liczba uderzeń cząsteczek gazu o ścianki naczynia jest jednakowa po jednej i drugiej jej stronie to ciśnienie wewnątrz i na zewnątrz naczynia jest takie samo. Jednostką ciśnienia jest pascal 1 Pa. Jest on równy sile 1 N naciskającej na powierzchnię 1 m². Często stosowaną nad jednostką jest 1 hPa =100 Pa. Ciśnienie wywierane na przedmioty w cieczach jest zależne od głębokości na jaką są zanurzone i gęstości cieczy.

(ciśnienie) stąd siła parcia
;
; w cieczach
. Ciśnienie w cieczach nazywane jest ciśnieniem hydrostatycznym p_h.

4. 
   
   Prawo Archimedesa, siła wyporu.

A

l

Częstotliwość drgań jest to ilość pełnych drgnięć jakie ciało wykonuje w czasie 1 sekundy (od położenia równowagi poprzez maksymalne wychylenie w jednym kierunku potem maksymalne wychylenie w drugim kierunku i powrót do położenia równowagi, lub od wychylenia maksymalnego 1 jak pokazano na rysunku do wychylenia 2 i z powrotem do 1). Jednostką częstotliwości ruchu drgającego jest podobnie jak w ruchu obrotowym herc, a czas jednego pełnego drgnięcia to okres drgań T. Amplitudą drgań nazywamy maksymalne wychylenie ciała z położenia równowagi. Ruch drgający nazywamy ruchem harmonicznym. Zjawiska harmoniczne są to zjawiska w których zachodzą powtórzenia w określonych jednakowych odcinkach czasu (okres drgań).

f=n/t (Hz); T=t/n (s); gdzie: n - liczba drgnięć; t - czas drgań.

W przypadku przedstawionego na rysunku wahadła w którym drgania zachodzą pod wpływem odchylenia go od położenia równowagi i działania siły grawitacji na zawieszony na nici o długości l ciężarek, Zachodzi związek
gdzie: l - długość wahadła; g - stała grawitacji.

1

2

1

2

3

Ciało zanurzone w cieczy traci tyle na ciężarze ile wynosi ciężar cieczy wypartej przez to ciało, tzn. jeśli dane ciało zanurzy się do objętości V i wyprze taką samą objętość cieczy to jej ciężar Q=mg należy odjąć od ciężaru ciała zanurzonego w tej cieczy. Ciężar wypartej cieczy jest równy tzw. sile wyporu. Siła wyporu F_W działa na ciało zanurzone w cieczy zawsze przeciwnie do kierunku siły grawitacji (pionowo w górę). Powodują zmniejszenie ciężaru ciała. Ciężar wypartej cieczy obliczamy ze wzoru
stąd jeśli
to siłę wyporu obliczamy :

; gdzie: V_c - objętość wypartej cieczy, ρ_c - gęstość wypartej cieczy

Warunkiem pływania ciało jest aby siła wyporu było co najmniej równa sile grawitacji działającej na ciało zanurzone w cieczy. Taka sytuacja ma miejsce gdy gęstość ciała zanurzonego w cieczy jest równa lub mniejsza od gęstości cieczy. W momencie wynurzania się ciała nad powierzchnię cieczy F_W maleje bo naleje objętość wypartej cieczy.

F_W

F_W

F_W

F_g

F_g

F_g

1. ciało pływa po powierzchni

2. ciało tonie

3. ciało wypływa na powierzchnię

1

2

3

---