La rapido de disvastiĝo de la ondo povas esti determinita per la ĝenerala formulo:
Priskribo de la formulo:
v = ondodisvastiĝrapido (unuoj estas metroj/sekundo)
T = ondoperiodo = la tempo bezonata por ke ondo trairu unu ondolongon (unuoj estas sekundoj)
f = frekvenco = la nombro da ondolongoj kiuj pasas la saman punkton dum unu sekundo (la unuo estas 1 / sekundo = herco)
lambdo = ondolongo (unuoj estas metroj)
De kie venas la supra formulo? Vi verŝajne memoras la rapidformulon v = s / t, kie v = rapido, s = trairita distanco, kaj t = tempintervalo. Ĉi tiu estas la formulo por la rapido de objekto, kiel studite en la temo de lineara moviĝo.
Se adaptita al la movo de ondo, la distanco vojaĝita estas identa al la ondolongo, la tempintervalo estas identa al la periodo (T = 1/f) aŭ frekvenco (f = 1/T).
Onddisvastiĝrapideco sur ŝnuro
Ondoj kiuj disvastiĝas sur ŝnuroj aŭ kordoj estas transversaj ondoj, kalkulitaj per la formulo:
Priskribo de la formulo:
v = ondrapido sur la ŝnuro (unuoj estas metroj/sekundo)
F = ŝnura streĉforto (unuoj kg m/s2 (ankaŭ konata kiel Neŭtono)
Myu = masdenseco de la ŝnuro = maso por unuo de longo de la ŝnuro (unuoj estas kilogramoj/metroj)
Surbaze de la supra formulo, oni konkludas, ke la ondrapido sur ŝnuro dependas de la streĉforto de la ŝnuro kaj la maso por unuo de longo de la ŝnuro. Kiel oni akiras ĉi tiun formulon, oni povas lerni per la derivado de la formulo. onddisvastiĝrapido sur ŝnuro.
Rapido de sonondoj
Sonondoj estas longitudaj ondoj, kiuj disvastiĝas tra diversaj medioj. Ekzistas multaj medioj, tra kiuj sonondoj povas vojaĝi, inkluzive de aero, akvo, muroj, ktp. La rapido de disvastiĝo de sonondoj dependas de la ecoj de la medio, tra kiu ili vojaĝas, same kiel la rapido de disvastiĝo de transversaj ondoj en ŝnuro dependas de la ecoj de la ŝnuro.
Se sonondoj vojaĝas tra fluido kiel aero aŭ akvo, la rapido de sono estas kalkulata per la formulo
Priskribo de la formulo:
v = rapido de sonondoj
B = groca modulo
rho = denseco
Se sonondo disvastiĝas tra longa, solida stango, la sonorapido estas kalkulata per la formulo
Priskribo de la formulo:
Y = Modulo de Young
Rapido de elektromagnetaj ondoj
La rapido de elektromagnetaj ondoj (la rapido de lumondoj) estas 3,00 × 108 metroj/s.
Onddisvastiĝrapideco sur ŝnuro
Faktoroj kiuj influas la rapidon de transversaj ondoj en kordoj
La rapido de mekanika ondo dependas nur de la ecoj de la medio, tra kiu ĝi vojaĝas. La rapido de marondoj dependas de la naturo de la maro, la rapido de sonondoj dependas de la naturo de la aero, tra kiu ili pasas. Simile, la rapido de ondoj en ŝnuro dependas de la ecoj de la ŝnuro. Por klarigi tion, unue faru eksperimenton por esplori la faktorojn, kiuj influas la rapidon de ondoj en ŝnuro.
Surbaze de la faritaj eksperimentoj, oni konkludis, ke la rapido de ondo sur ŝnuro dependas de la streĉa forto sur la ŝnuro kaj la maso por unuo de longo de la ŝnuro. Ju pli granda la streĉa forto (ju pli streĉita la ŝnuro), des pli rapide la ondo moviĝas. Male, ju pli granda la maso de la ŝnuro, des pli malrapide la ondo moviĝas.
Derivaĵo de la formulo por la rapido de transversaj ondoj en kordoj
La derivaĵo de la formulo por ondrapideco sur kordoj estas matematika pruvo de la faktoroj, kiuj influas la rapidon de onddisvastiĝo sur kordoj.
Konsideru kreston de ondo aŭ pulso moviĝanta dekstren tra ŝnuro (supra bildo). La bildo de la pulso estas pligrandigita, akompanata de bildo de la ŝnura streĉforto F aganta sur la ŝnuron, tra kiu pasas la ondopinto (malsupra bildo).
Ĉiu ŝnura streĉforto (F) estas priskribita en la horizontala direkto (Fx) kaj vertikala direkto (FyAmbaŭ fortoj Fx havas la saman magnitudon kaj kontraŭajn direktojn, do ili nuligas unu la alian. Anstataŭe estas du F-fortojy direkte al la centro de la cirklo.
La grando de ĉiu forto en la vertikala direkto (Fy):
Rezultanta forto direkte al la centro de la cirklo
Ŝnura amaskunveno
La dua leĝo de Neŭtono pri moviĝo por unuforma cirkla moviĝo
Priskribo de la formulo:
v = rapido de la ondo sur la ŝnuro (m/s)
F = ŝnura streĉforto (Neŭtono)
myu = masdenseco de la ŝnuro = maso por unuo de longo de la ŝnuro (kg/m)
Surbaze de la supra ekvacio, oni povas konkludi, ke la ondrapido estas proporcia al la streĉo sur la ŝnuro kaj inverse proporcia al la maso por unuo de longo de la ŝnuro. Tial, ju pli streĉa la ŝnuro, des pli rapida la ondo, kaj ju pli granda la maso de la ŝnuro, des pli malrapida la ondo.
