גל תקופתי ומשוואתו. משוואה של גל תקופתי

במחקרי גל אנו מגדירים גלים תקופתיים כאילו הם הגלים שנוצרים על ידי מקורות תנודיים, כלומר הם גלים שחוזרים על עצמם במרווחי זמן שווים. באיור לעיל יש לנו ייצוג בסיסי של גל תקופתי שמתפשט על מיתר מתוח. אנו יכולים גם לראות שיש לנו כמה אלמנטים בסיסיים הקשורים אליו, כמו פסגות ואורך הגל, העמקים ומשרעת הגלים.

בואו ניקח בחשבון את הדמות שלהלן, שם יש לנו מיתר מתוח, כלומר נמתח לחלוטין. באיור נוכל לזהות את הנקודה כ- F המקור הפולט גלים; והנקודה או כמוצא.

המיתר באיור לעיל נמתח, כאשר נקודה F היא המקור לגלים תקופתיים

בהתבסס על המצב לעיל, בואו ניקח בחשבון את הזמן השווה לאפס (t = 0). במקרה זה, העיקר F יבצע א תנועה הרמונית פשוטה שהרוחב שלה שווה ה והשלב הראשוני θ0, אז ההזמנה y ב F ישתנה לאורך זמן. בעקבות משוואת MHS, יש לנו:

y = A.cos⁡ (ω.t + θ0 )

אם אין פיזור אנרגיה במהלך התפשטות הגלים, אנו יכולים לומר כי לאחר מרווח זמן מסוים (Δt), הנקודה פ ממוקם באמצע החבל מתחיל לתאר אתנועה הרמונית פשוטה עם אותו ערך משרעת ה, מאוחר ככל שיהיה t על אודות F.

אל תפסיק עכשיו... יש עוד אחרי הפרסום;)

כמו Δt הוא מרווח הזמן שהגל יגיע אליו פ, יש לנו:

במשוואה שלעיל, x היא אבסיסה של הנקודה פ ו v היא המהירות בה הגל נע לאורך המיתר. בואו נראה את הדמות למטה:

ייצור גלים תקופתיים במהירות v

אז הנקודה הגנרית פ שיהיה לך משכורת, y, ניתן כפונקציה של זמן על ידי:

y = A.cos [ω. (t-∆t) + θ0 ]

כשאנו זוכרים כי ω = 2πf וכי Δt = x / v, יש לנו:

מחליף , לעקוב אחר:

עבור כל נקודה על המיתר, האבסיסיקה איקס הוא קבוע ומסודר y משתנה כפונקציה של זמן, על פי פונקציה זו.


מאת דומיטיאנו מארקס
בוגר פיזיקה

האם תרצה להתייחס לטקסט זה בבית ספר או בעבודה אקדמית? תראה:

סילבה, דומיטיאנו קוראה מארקס דה. "גל תקופתי ומשוואתו"; בית ספר ברזיל. אפשר להשיג ב: https://brasilescola.uol.com.br/fisica/onda-periodica-sua-equacao.htm. גישה אליו ב -27 ביוני 2021.

התרחבות אמיתית או נראית לעין? התרחבות נוזלית

התרחבות אמיתית או נראית לעין? התרחבות נוזלית

התפשטות תרמית אינה אלא העלייה בממדי הגוף הנגרמת כתוצאה מעליית הטמפרטורה. התפשטות מתרחשת כמעט בכל...

read more

כוחות לכידות והידבקות. כוחות מולקולריים

מניסיון נצפה שכאשר מניחים כמות קטנה של מים על משטח הכוס, הם מתפשטים ונצמדים אליה. עם זאת, אם באות...

read more

לחץ נמס וטמפרטורה

כאשר הרכיבנו מכשיר כמו זה שבאיור לעיל, שמנו לב שהקרח, לאחר שנחצה לחלוטין באמצעות חוט, לא נשבר.איר...

read more