यांत्रिक तरंगों: स्रोत, सूत्र के गुणों

कल्पना कीजिए कि एक यांत्रिक लहर, पानी में एक पत्थर फेंक जा सकता है। मंडलियां उसमें उत्पन्न होने वाली और troughs और चढाई की बारी कर रहे हैं - यांत्रिक तरंगों का एक उदाहरण है। उनकी प्रकृति क्या है? यांत्रिक तरंगों - लोचदार मीडिया में दोलन प्रचार करने की एक प्रक्रिया।

केशिका तरंगों

इस तरह के यांत्रिक तरंगों तरल और गुरुत्वाकर्षण के आणविक बातचीत के कण बल पर प्रभाव के कारण मौजूद हैं। लोग लंबे समय तक घटना का अध्ययन किया गया है। सबसे उल्लेखनीय समुद्र और सागर की लहरों कर रहे हैं। हवा की गति में वृद्धि के साथ, वे बदल जाते हैं, और उनके ऊंचाई बढ़ जाती है। यह भी जटिल और लहरों खुद की आकृति है। सागर में, वे भयावह अनुपात तक पहुँच सकते हैं। सबसे स्पष्ट उदाहरणों में से एक सुनामी कि दूर अपने रास्ते में सब कुछ स्वीप के बल कर रहे हैं।

समुद्र और समुद्र की लहरों की ऊर्जा

गहराई बढ़ जाती है में तेजी से परिवर्तन के साथ किनारे सागर की लहरों तक पहुंच गया। वे कभी कभी कई मीटर की ऊंचाई तक पहुंच। ऐसे क्षणों में, की गतिज ऊर्जा पानी की भारी जन तटवर्ती बाधाओं है कि इसके प्रभाव में तेजी से नष्ट भेजा जाता है। सर्फ की ताकत कभी कभी भव्य मूल्यों तक पहुँचता है।

लोचदार लहरें

यांत्रिकी अध्ययन नहीं तरल सतह में केवल उतार चढ़ाव में, लेकिन यह भी लोचदार लहरें तथाकथित। इस अशांति है, जो उन्हें में लोचदार बलों की कार्रवाई के तहत विभिन्न मीडिया में वितरित कर रहे हैं। इस तरह के एक गड़बड़ी संतुलन की स्थिति से माध्यम के कणों की कोई विचलन है। लोचदार तरंगों का एक अच्छा उदाहरण एक लंबे रस्सी है या एक रबर ट्यूब कुछ भी करने के लिए एक छोर संलग्न। यदि यह तना हुआ है, और फिर पक्ष की एक तेज आंदोलन एक दूसरे (गैर चिपचिपा) बनाने के लिए अपने आक्रोश को समाप्त, हम इसे सब कुछ खत्म देख सकते हैं समर्थन करने के लिए रस्सी की लंबाई "के माध्यम से चलाने" और वापस दर्शाते हैं।

यांत्रिक तरंगों के स्रोत

प्राथमिक अशांति एक लहर पर्यावरण को जन्म देता है। यह एक विदेशी शरीर है, जो भौतिक विज्ञान में लहरों का स्रोत कहा जाता है की कार्रवाई के कारण होता है। वे एक मनुष्य के हाथ हो सकता है, रस्सी या पत्थर पानी में फेंक दिया लहराते। इस मामले में जहां स्रोत कम अवधि की कार्रवाई होती है, मध्यम में यह अक्सर एक ही लहर है। "भंग" लंबे oscillatory गति करते हैं, लहरों एक के बाद एक उभरने के लिए शुरू करते हैं।

यांत्रिक लहरों की शर्तें

इस तरह के उतार चढ़ाव हमेशा का गठन नहीं कर रहे हैं। उनकी उपस्थिति के लिए एक शर्त गड़बड़ी मध्यम के समय उपस्थिति उसे ताकत अड़चन, विशेष रूप से लोच में है। वे पड़ोसी कणों जब वे अलग होती है एक साथ लाने, और अभिसरण के समय में एक दूसरे से उन्हें विमुख करना चाहते हैं। लोचदार बल कणों अशांति का स्रोत से अलग पर अभिनय, उनमें संतुलन से बाहर खींचने के लिए शुरू करते हैं। समय के साथ, सभी मीडिया के टुकड़े एक oscillatory गति में शामिल हैं। इस तरह के कंपन और एक लहर के प्रसार।

एक लोचदार मध्यम में यांत्रिक तरंगों

कणों के दोलनों और गड़बड़ी का वितरण: लोचदार लहर में, वहाँ एक ही समय में गति के दो प्रकार के होते हैं। यह अनुदैर्ध्य यांत्रिक लहर है, जो अपने प्रसार की दिशा के साथ कांपना कणों कहा जाता है। अनुप्रस्थ लहर, मध्यम कणों जो प्रसार की अपनी दिशा में अलग अलग कहा जाता है।

यांत्रिक तरंगों के गुणों

दूसरे के लिए मध्यम रिश्तेदार के कुछ परतों की पाली (विस्थापन) - अनुदैर्ध्य लहर में अव्यवस्थाएं एक विरलीकरण और संपीड़न, और अनुप्रस्थ है। संपीड़न तनाव लोचदार बलों के साथ है। इस पर कतरनी तनाव ठोस में विशेष रूप से लोचदार बलों की उपस्थिति के साथ जुड़े। इन मीडिया के गैसीय और तरल मीडिया पारी परत कहा बल की घटना के साथ नहीं है। अपने गुणों के कारण, अनुदैर्ध्य तरंगों किसी भी मीडिया, और पार में प्रचार कर सकते हैं - विशेष रूप से ठोस।

पानी की लहरों के गुण

तरल सतह पर लहरों अनुदैर्ध्य या अनुप्रस्थ नहीं। वे और अधिक जटिल, तथाकथित अनुदैर्ध्य और अनुप्रस्थ चरित्र हैं। इस मामले में, तरल पदार्थ कणों circumferentially या लम्बी अंडाकार चलते हैं। परिपत्र गति तरल सतह पर कणों की, और विशेष रूप से जब बड़ी कंपन लहर प्रसार की दिशा के साथ उनकी धीमी लेकिन निरंतर गति के साथ कर रहे। यह पानी में यांत्रिक तरंगों के इन गुणों विभिन्न समुद्री भोजन के तट पर उपस्थिति का कारण बनता है।

आवृत्ति यांत्रिक तरंगों

लोचदार मध्यम (तरल, ठोस, गैसीय) उन दोनों के बीच बातचीत के कारण उसका दोलन कणों आरंभ करने के लिए है, यह वेग यू के साथ प्रचार करेंगे। इस प्रकार, एक गैस या तरल माध्यम में अगर दोलन शरीर में हो जाएगा, यह सब आसन्न कण को प्रेषित आंदोलन शुरू होता है। वे निम्नलिखित और इतने पर करने की प्रक्रिया में शामिल किया जाएगा। इस बिंदु पर सब कुछ मध्यम बराबर आवृत्ति दोलन शरीर की आवृति के बराबर थरथराना जाएगा। यह लहर की आवृत्ति है। दूसरे शब्दों में, इस मूल्य के रूप में वर्णित किया जा सकता दोलन आवृत्ति , ऐसा माहौल लहर प्रसारित में इंगित करता है।

इसके तत्काल बाद यह स्पष्ट नहीं हो सकता है कि कैसे इस प्रक्रिया होती है। मध्यम की परिधि के लिए अपने स्रोत से oscillatory गति हस्तांतरण ऊर्जा जुड़े यांत्रिक लहरों के साथ। कि के दौरान उत्पन्न आवधिक विरूपण लहर एक स्थान से दूसरे करने के लिए ले गए तथाकथित। ऐसा करने में, माध्यम के कण लहर के साथ हिलना मत। वे अपने संतुलन की स्थिति के करीब सीमा होती है। यही कारण है कि यांत्रिक तरंगों का वितरण एक और एक स्थान से सामग्री के हस्तांतरण के साथ नहीं हैं। विभिन्न आवृत्तियों के यांत्रिक लहरों में। इसलिए, वे बैंड में विभाजित है और एक विशेष पैमाने बनाई गई हैं। आवृत्ति हर्ट्ज (हर्ट्ज) में मापा जाता है।

बुनियादी सूत्र

यांत्रिक लहर, गणना सूत्र जो काफी सरल है, इस अध्ययन के एक दिलचस्प वस्तु है। लहर वेग (υ) - अपने सामने (सभी बिंदुओं जो करने के लिए दोलन पल में पर्यावरण पर पहुँच गया है की ठिकाना) की एक चलती गति है:

υ = √G / ρ,

जहां ρ - मापांक - मध्यम, जी का घनत्व।

गति की गणना मध्यम कणों कि एक लहर की प्रक्रिया में शामिल कर रहे हैं के आंदोलन की गति के साथ एक माध्यम में यांत्रिक तरंगों भ्रमित नहीं होना चाहिए है। इस प्रकार, उदाहरण के लिए, ध्वनि तरंग 10 m / s पर उसके अणु की औसत गति में उतार-चढ़ाव पर हवा के माध्यम से, प्रसारित, जबकि सामान्य परिस्थितियों में ध्वनिक लहर वेग, 330 m / s है।

Wavefront विभिन्न प्रकार के हो सकते हैं, सरल, जिनमें से कर रहे हैं:

• गोलाकार - गैस या तरल माध्यम में उतार-चढ़ाव की वजह से। स्रोत से बढ़ती दूरी के साथ लहर आयाम कम हो जाती है व्युत्क्रमानुपाती दूरी के वर्ग के समानुपाती होता है।

फ्लैट • - एक विमान जो लहर प्रसार दिशा के लंबवत है प्रतिनिधित्व करता है। यह तब होता है, उदाहरण के लिए, एक बंद पिस्टन सिलेंडर जब उसे oscillates में। विमान लहर लगभग निरंतर आयाम की विशेषता है। अशांति के स्त्रोत से दूरी के साथ इसकी कुछ कमी तरल या गैसीय मध्यम की चिपचिपाहट की डिग्री के साथ जुड़ा हुआ है।

तरंग दैर्ध्य

के तहत तरंगदैर्ध्य दूरी है कि इसके सामने एक समय जो मध्यम कणों के दोलन की अवधि के बराबर है में ले जाया जाता है एहसास:

λ = υT = υ / वी = 2πυ / ω,

जहां टी - दोलन की अवधि, υ - लहर वेग, ω - चक्रीय आवृत्ति, ν - मध्यम डॉट्स के दोलन की आवृत्ति।

के बाद से यांत्रिक लहर के प्रसार वेग मध्यम के गुणों पर पूरी तरह से निर्भर है, दूसरे के लिए एक माध्यम से संक्रमण के दौरान इसकी लंबाई λ बदल जाता है। इस मामले में, दोलन आवृत्ति ν हमेशा ही रहता है। यांत्रिक और विद्युत चुम्बकीय तरंगों में है कि उनके वितरण ऊर्जा स्थानान्तरण पर किया जाता है समान हैं, लेकिन इस मामले की कोई बदलाव होता है।