118 119

Drgania i rozchodzenie się fal

mechanicznych

Ruch drgający

Ruch drgający jest to taki ruch, w którym ciało wychyla się na przemian to w jedną, In w drugą stronę z położenia równowagi.

Wielkości fizyczne opisujące ruch drgający

Amplituda jest to największe wychylenie (np. ciała drgającego) z położenia równowagi. Okresem drgań T nazywa się czas jednego pełnego drgnienia. Jednostką okresu jest I s (sekunda).

Częstotliwość f jest odwrotnością okresu, co zapisuje się: lodnostką częstotliwości jest 1 Hz (herc).

(zęstotliwość własna jest to częstotliwość, z którą drga dane ciało raz wprawione w ruch i pozostawione samo sobie.

I ala mechaniczna

Aódłern fali jest drgające ciało.

(idy drgania jednych cząsteczek ośrodka przekazywane są innym cząsteczkom, mówimy, że rozchodzi się fala mechaniczna

fale mechaniczne

podłużne    poprzeczne

I .ile ulegają zjawiskom: dyfrakcji (ugięcia), odbicia, załamania,

interferencji (nakładania się), lale mogą leż ulegać zjawisku rezonansu.

W danym ośrodku ruch falowy zachodzi ze stałą prędkością v, klóią można wy-li< zyc ze wzoru:

X długość fali, l okres drgań.

v

gdzie:

Przykładowe zadania z rozwiązaniami

I Jmiejętności sprawdzane za pomocą zadań: dostrzeganie związków przyczynowo-skutkowych podczas obserwacji zjawisk i procesów (drgania),

wybieranie odpowiednich terminów i pojęć do opisu zjawisk, stosowanie w praktyce własności działań.

I. Wahadło wprawione w drgania wykonało 20 drgań w ciągu minuty. Oblicz okres i ( zęstotliwość drgań.

Rozwiązanie

I >.ine    Szukane:

T = ? f = ?

n = 20

I ^ min = 40 s

^T=ó

T = 40 s 20

T = 2 s f = 1 Hz

i Ulpowiedź Okres drgań wahadła wynosi 2 s, a jego częstotliwość 1 Hz.

II> Dlaczego podczas gwałtownego, mocnego trzaśnięcia drzwiami mogą wylecieć ./yby w oknach?

i Ulpowiedź Gwałtowne zamknięcie drzwi powoduje nagłą lokalną zmianę gęstości i ciśnienia powietrza. Ta zmiana rozchodzi się w pomieszczeniu z prędkością dźwięku. Inst to impuls falowy, który dociera do szyby i wprawia ją w drgania, co może spowodować jej wypadnięcie.

III. W jaki sposób trzeba dostroić dwie struny gitary,

.11 >y, szarpiąc jedną z nich, wprawić w drganie drugą?

( Ulpowiedź Szarpnięcie jednej ze strun gitary powodu-|e powstanie fali dźwiękowej o częstotliwości równej częstotliwości drgań silimy. lala la dociera do innych strun i pobudza do digań lę / nn h, klóiej < zęsloliiwość własna |c.l równa r/ęslnlllwo.i i dc iii lali głosowej (lub josl jej wielokrotność i> |) /|au i I < > n ■ c ■ i o a > ■ o ■ -oi i.iiimi