Землетрус - хвиля механічна

 Землетрус та оцінка його сили

Землетрус силою 9 балів.

Земля – голуба планета – найрідніше місце у безмежних просторах Всесвіту. Вона на 3/5 поверхні заповнена водою, але 2/5 частини поверхні займає суша. Тверда частина планети – чудове пружнє середовище для поширення різноманітних хвиль, які вивчає особлива наука – сейсмологія. Її чутливі прилади, що фіксують найменші струси грунту, переконують, що вібрації Землі не припиняються ні на мить. Більшість таких коливань належать до  слабких, котрі наші органи чуття не помічають. Проте, хвилі які ми відчуваємо, є особливо цікавими та водночас небезпечними, і їх ми називаємо землетрус.

Стояча хвиля

 Математичний опис стоячих хвиль 

Встановлення стоячої хвилі

Особливим випадком інтерференції є утворення стоячих хвиль.

Стоячі хвилі – це результат накладання двох біжучих когерентних хвиль з однаковими амплітудами, які поширюються назустріч одна одній.  

Характерною особливістю стоячих хвиль  є наявність у ній вузлів, у яких  амплітуда хвилі дорівнює нулю, та пучностей, у яких амплітуда максимальна, причому положення вузлів і пучностей залишається незмінним у просторі.

Розглянемо дві хвилі однакової частоти, довжини та амплітуди, що розповсюджуються в протилежних напрямках (напприклад назустріч одна одній).  В результаті їх взаємодії (накладання) виникає стояча хвиля.

Інтерференція

Інтерференція механічних хвиль 

закріплюємо вивчене

Інтерференція

ДКР №5

 Домашня Контрольна Робота №5 

Механічні коливання

 Задачі розв'язати 

 та здати до 9.00 в середу 21.10.2020 р. в класрумі 

 3.2.8; 3.2.9; 3.2.22 б); 3.2.34; 3.2.35; 3.3.25; 

3.3.28; 3.3.29; 3.5.5; 3.5.6; 3.5.7; 3.5.8.

 Бажаю успіху!

 

Енергія хвиль

  Енергія пружньої хвилі

Механічна хвиля в стержні

Процес поширення хвиль в пружному середовищі супроводжується перенесенням енергії від джерела хвилі у навколишнє середовище, від одних ділянок до інших.

 
Нехай у пружному середовищі вздовж осі Ох поширюється поздовжня хвиля:

 ξ(x,t) = А cos(ωt – kx).

Знайдемо енергію, яку переносить ця хвиля.

 
Умовно виділимо в цьому середовищі малий об’єм ΔV, в якому всі частинки коливаються в однаковій фазі і швидкості частинок однакові. Значення швидкості частинки v знайдемо з рівняння хвилі:

 v = (ξ)´ = - Aωsin(ωt – kx).

Принцип Гюйгенса

 Принцип Гюйгенса

Християн Гюйгенс

Закони поширення хвиль легко зрозуміти скориставшись принципом Гюйгенса. (Християн Гюйгенс ( 14 квітня 1629 — 8 липня 1695) — нідерландський фізик, механік, математик і астроном, винахідник маятникового годинника з анкерним обмежувачем, автор хвильової теорії світла та праць з оптики і теорії імовірності, відкривач кільця Сатурна і його супутника.

Кожна точка поверхні, яку досягнула в даний момент хвиля є точковим джерелом вторинних хвиль. Поверхня, дотична до всіх вторинних хвиль, є хвильовою поверхнею в наступний момент часу. 

Метод розмірностей

Один із методів розв'язку задач 

  засвоюємо вивчене

Оптична гра системи математичних маятників

Продовження; початок тут

Познайомимось з методом, котрий існує з часів великого Ньютона. Найчастіше його використовують при перевірці правильності отриманих формул, значно рідше – при розв’язку конкретних задач і отриманні певної функційної залежності.

Минаючи певні математичні особливості обгрунтування цього методу сформулюю коротко його сутність:

Нехай  розмірна фізична величина f  залежить від інших розмірних величин A, B, C, D…, тоді формула зв’язку всіх цих величин може мати лише такий вигляд:

  f =  k A^αB^βC^γD^δ…

В останньому співвідношенні к – певна невідома константа, яку неможливо визначити точно за допомогою цього методу. Показники степені α,β,γ,δ… обчислюються з умови тотожності розмірностей правої і лівої частини співвідношення.