fiz (19)

8. ANALIZA DRGAŃ MECHANICZNYCH W STRUNACH

Drgające ciało (tzw. źródło drgań) przekazuje część swojej energii otoczeniu. W następstwie tego cząsteczki ośrodka sąsiadujące z nim zostają wprawiane w ruch. Poprzez oddziaływanie cząsteczek ośrodka ze sobą (np. poprzez siły sprężystości) następuje propagacja zaburzenia ośrodka, a więc następuje propagacja fali mechanicznej. Gdy drgania cząsteczek ośrodka zachodzą w kierunku ruchu fali, to fale nazywamy falami podłużnymi. Gdy drgania cząsteczek ośrodka odbywają się w płaszczyźnie prostopadłej do kierunku propagacji fali, to fale nazywamy falami poprzecznymi. Mechaniczne fale podłużne rozchodzą się w każdym ośrodku materialnym (np. gaz, ciało stałe), natomiast mechaniczne fale poprzeczne propagują się ]edynie w ośrodkach o sprężystości postaci (tzn. w ciałach stałych oraz na granicy różnych ośrodków np. ciecz-gaz).

Fale poprzeczne

W celu analizy ruchu fali poprzecznej rozpatrzmy ruch drgający struny. Załóżmy, iż struna jest zamocowana w punktach 0 oraz 0' i wykonuje drgania w płaszczyźnie XY (patrz rys. 8.1). Falę o tak uporządkowanych drganiach nazywamy falą spolaryzowaną liniowo. Na element struny rozciągający się od punktu o współrzędnej    do punktu x₂ z każdej strony działa

jednakowa siła napinająca N, Rozpatrzymy ruch pewnego elementu struny wytrąconego z położenia równowagi w kierunku osi Y . Składowa wypadkowej siły działającej na element struny w tym kierunku wynosi:

(8.1)

/

^AFy ^{= F}y2 ■ ^Fyl ^{= N sin e}2 ■ ^{N Sin} ®1