Bangos sklidimo greitį galima nustatyti pagal bendrą formulę:
Formulės aprašymas:
v = bangos sklidimo greitis (vienetai yra metrai per sekundę)
T = bangos periodas = laikas, reikalingas bangai nukeliauti vieną bangos ilgį (vienetai yra sekundės)
f = dažnis = bangos ilgių, praeinančių tą patį tašką per vieną sekundę, skaičius (vienetas yra 1 / sekundė = hercas)
lambda = bangos ilgis (vienetai yra metrai)
Iš kur kilo aukščiau pateikta formulė? Tikriausiai prisimenate greičio formulę v = s / t, kur v = greitis, s = nuvažiuotas atstumas ir t = laiko intervalas. Tai yra objekto greičio formulė, nagrinėjama tiesiaeigio judėjimo temoje.
Jei reguliuojama pagal bangos judėjimą, nueitas atstumas yra identiškas bangos ilgiui, laiko intervalas – identiškas periodui (T = 1/f) arba dažniui (f = 1/T).
Bangos sklidimo greitis virve
Skersinės bangos, sklindančios stygomis arba virvėmis, yra bangos, apskaičiuojamos pagal formulę:
Formulės aprašymas:
v = bangos greitis virve (vienetai yra metrai per sekundę)
F = lyno įtempimo jėga (vienetai kg m/s2 (dar žinomas kaip Niutonas)
Myu = stygos masės tankis = stygos masė ilgio vienete (vienetai yra kilogramai/metrai)
Remiantis aukščiau pateikta formule, daroma išvada, kad bangos greitis virvėje priklauso nuo virvės įtempimo jėgos ir virvės masės ilgio vienete. Kaip gauti šią formulę, galima sužinoti išvedus formulę. bangos sklidimo greitis virve.
Garso bangų greitis
Garso bangos yra išilginės bangos, sklindančios įvairiomis terpėmis. Yra daug terpių, kuriomis garso bangos gali sklisti, įskaitant orą, vandenį, sienas ir kt. Garso bangų sklidimo greitis priklauso nuo terpės, kuria jos sklinda, savybių, lygiai taip pat, kaip skersinių bangų sklidimo virvėje greitis priklauso nuo virvės savybių.
Jei garso bangos sklinda skysčiu, pavyzdžiui, oru ar vandeniu, garso greitis apskaičiuojamas pagal formulę
Formulės aprašymas:
v = garso bangų greitis
B = tūrinis modulis
rho = tankis
Jei garso banga sklinda per ilgą, tvirtą lazdelę, garso greitis apskaičiuojamas pagal formulę
Formulės aprašymas:
Y = Youngo modulis
Elektromagnetinių bangų greitis
Elektromagnetinių bangų greitis (šviesos bangų greitis) yra 3,00 x 108 m / s.
Bangos sklidimo greitis stygoje
Veiksniai, darantys įtaką skersinių bangų greičiui stygose
Mechaninės bangos greitis priklauso tik nuo terpės, kuria ji sklinda, savybių. Jūros bangų greitis priklauso nuo jūros pobūdžio, garso bangų greitis – nuo oro, per kurį jos praeina, pobūdžio. Panašiai ir bangų greitis stygoje priklauso nuo stygos savybių. Norėdami tai išsiaiškinti, pirmiausia atlikite eksperimentą, kad ištirtumėte veiksnius, turinčius įtakos bangų greičiui stygoje.
Remiantis atliktais eksperimentais, padaryta išvada, kad bangos greitis stygoje priklauso nuo stygos įtempimo jėgos ir stygos masės ilgio vienete. Kuo didesnė įtempimo jėga (kuo styga įtempta), tuo greičiau juda banga. Ir atvirkščiai, kuo didesnė stygos masė, tuo lėčiau juda banga.
Skersinių bangų greičio stygose formulės išvedimas
Bangos greičio stygomis formulės išvedimas yra matematinis veiksnių, turinčių įtakos bangos sklidimo stygomis greičiui, įrodymas.
Įsivaizduokite bangos arba impulso keterą, judančią į dešinę per stygą (viršutinis paveikslėlis). Impulso vaizdas yra padidintas, kartu su stygos įtempimo jėgos F, veikiančios stygą, per kurią eina bangos pikas, vaizdu (apatinis paveikslėlis).
Kiekviena stygos įtempimo jėga (F) aprašoma horizontalia kryptimi (Fx) ir vertikalia kryptimi (FyAbi jėgos Fx yra vienodo dydžio ir priešingų krypčių, todėl jos viena kitą panaikina. Vietoj to yra dvi F jėgosy link apskritimo centro.
Kiekvienos jėgos dydis vertikalia kryptimi (Fy):
Atstojamoji jėga, nukreipta į apskritimo centrą
Styginių masinis susirinkimas
Niutono antrasis judėjimo dėsnis, apibūdinantis tolygų judėjimą apskritimu
Formulės aprašymas:
v = bangos greitis stygoje (m/s)
F = stygos įtempimo jėga (Niutonais)
myu = stygos masės tankis = stygos masė ilgio vienete (kg/m²)
Remiantis aukščiau pateikta lygtimi, galima daryti išvadą, kad bangos greitis yra proporcingas stygos įtempimui ir atvirkščiai proporcingas stygos ilgio vieneto masei. Todėl kuo styga įtempta, tuo greitesnė banga, o kuo didesnė stygos masė, tuo lėtesnė banga.
