Περιοδικό κύμα και εξίσωση. Εξίσωση ενός περιοδικού κύματος

Σε μελέτες κυμάτων, ορίζουμε περιοδικά κύματα ως κύματα που δημιουργούνται από ταλαντούμενες πηγές, δηλαδή είναι κύματα που επαναλαμβάνονται σε ίσα χρονικά διαστήματα. Στο παραπάνω σχήμα έχουμε τη βασική αναπαράσταση ενός περιοδικού κύματος που διαδίδεται σε μια τεντωμένη χορδή. Μπορούμε επίσης να δούμε ότι έχουμε κάποια βασικά στοιχεία που σχετίζονται με αυτό, όπως κορυφές και μήκος κύματος, κοιλάδες και πλάτος κύματος.

Ας δούμε τώρα το παρακάτω σχήμα, όπου έχουμε μια τεντωμένη χορδή, δηλαδή, πλήρως τεντωμένη. Στο σχήμα, μπορούμε να προσδιορίσουμε το σημείο ως φά η πηγή που εκπέμπει κύματα · και το σημείο Ο ως η προέλευση.

Η συμβολοσειρά στην παραπάνω εικόνα είναι τεντωμένη, με το σημείο F να είναι η πηγή περιοδικών κυμάτων

Με βάση την παραπάνω κατάσταση, ας θεωρήσουμε το χρόνο ίσο με το μηδέν (t = 0). Σε αυτήν την περίπτωση, το θέμα φά θα εκτελέσει ένα απλή αρμονική κίνηση του οποίου το εύρος αξίζει Ο και την αρχική φάση θ0, έτσι η παραγγελία γ σε φά θα διαφέρει με την πάροδο του χρόνου. Μετά την εξίσωση MHS, έχουμε:

y = A.cos⁡ (ω.t + θ0 )

Εάν δεν υπάρξει απαγωγή ενέργειας κατά τη διάδοση των κυμάτων, μπορούμε να πούμε ότι, μετά από ένα ορισμένο χρονικό διάστημα (Δt), το σημείο

Π που βρίσκεται στη μέση του σχοινιού αρχίζει να περιγράφει ένααπλή αρμονική κίνηση με την ίδια τιμή πλάτους Ο, όσο αργά τ σχετικά με φά.

Σαν Δt είναι το χρονικό διάστημα για να φτάσει το κύμα Π, έχουμε:

Στην παραπάνω εξίσωση, το x είναι η τετμημένη του σημείου Π και β είναι η ταχύτητα με την οποία το κύμα κινείται κατά μήκος της χορδής. Ας δούμε το παρακάτω σχήμα:

Παραγωγή περιοδικών κυμάτων με ταχύτητα v

Έτσι, το γενικό σημείο Π έχεις το μισθό σου, γ, που δίνεται ως συνάρτηση του χρόνου από:

y = A.cos [ω. (t-∆t) + θ0 ]

Υπενθυμίζοντας ότι ω = 2πf και ότι Δt = x / v, έχουμε:

αντικατάσταση , Ακολουθηστε:

Για κάθε σημείο της συμβολοσειράς, η τετμημένη Χ είναι σταθερό και ομαλό γ ποικίλλει ως συνάρτηση του χρόνου, ανάλογα με αυτήν τη λειτουργία.


Από τον Domitiano Marques
Αποφοίτησε στη Φυσική

Πηγή: Σχολείο της Βραζιλίας - https://brasilescola.uol.com.br/fisica/onda-periodica-sua-equacao.htm

12 Ιουλίου - Ημέρα Μηχανικών Δασών

Στο 12 Ιουλίου γιορτάστε το Ημέρα Μηχανικών Δασών, επαγγελματίας υπεύθυνος για την ανάλυση των δα...

read more

Οι δοκιμές Enade 2019 θα πραγματοποιηθούν την επόμενη Κυριακή

Περισσότεροι από 430.000 φοιτητές τριτοβάθμιας εκπαίδευσης θα λάβουν μέρος στις εξετάσεις Nationa...

read more

Ημικρανία: διάγνωση και θεραπεία

Η ημικρανία είναι ο πιο συχνός και εξουθενωτικός τύπος πονοκεφάλου. Οι αιτίες του περιλαμβάνουν κ...

read more