අර්ථ දැක්වීමේ සූත්රය සහ යාන්ත්රික තරංග වර්ග පිළිබඳ ලිපි
යාන්ත්රික තරංග අර්ථ දැක්වීම
ඔබ කඹයේ එක් කෙළවරක් අල්ලාගෙන එය ඉහළට සහ පහළට කම්පනය කළහොත්, කඹය දිගේ පැතිරෙන තරංගයක් දිස්වේ. නැතහොත් ඔබ ගලක් වතුරට දැමුවහොත්, ජල මතුපිට තරංග දිස්වනු ඇත. කඹය සහ ජලය තිරස් අතට නොව ඉහළට සහ පහළට පමණක් දෝලනය වේ. කඹයක තරංග සහ ජලයේ තරංග යාන්ත්රික තරංග සඳහා උදාහරණ වේ.
යාන්ත්රික තරංග යනු මාධ්යයක් හරහා ගමන් කරන තරංග වේ. යාන්ත්රික තරංග සඳහා උදාහරණ වන්නේ ලණු හෝ නූල් මත ඇති තරංග, ජලයේ තරංග, වායු මාධ්යයේ ප්රචාරණය වන ශබ්ද තරංග සහ පස මාධ්යයේ ප්රචාරණය වන භූමිකම්පා තරංග ය. තරංග කම්පනය වන මාධ්යය සමතුලිතතා ලක්ෂ්යය වටා ඇති අතර තරංගවලට දිගු දුරක් ගමන් කළ හැකිය.
යාන්ත්රික තරංග වර්ග
ඒවායේ හැඩය මත පදනම්ව, යාන්ත්රික තරංග වර්ග දෙකකින් සමන්විත වේ, එනම් තීර්යක් තරංග සහ කල්පවත්නා තරංග.
තීර්යක් තරංග යනු තරංග චලිතයේ දිශාව අංශු චලිතයේ දිශාවට ලම්බක වූ විට ඇතිවන තරංග වේ. උදාහරණයක් ලෙස, කඹයක් මත තරංග, ජලය මත තරංග.
තන්තුවක තරංග තිරස් දිශාවට ගමන් කරන්නේ නම්, තන්තුවේ අංශු සිරස් දිශාවට ගමන් කරයි. එලෙසම, ජල තරංග තිරස් දිශාවට ගමන් කරන්නේ නම්, ජල අංශු සිරස් දිශාවට ගමන් කරයි.
තරංග චලිතයේ දිශාව අංශු චලිතයේ දිශාවට සමාන්තර වන විට ඇතිවන තරංග කල්පවත්නා තරංග වේ. උදාහරණයක් ලෙස, උල්පත් වල තරංග සහ වාතයේ ශබ්ද තරංග.
වසන්තයේ ඇති තරංගය තිරස් දිශාවකට චලනය වන්නේ නම්, වසන්තයේ ඇති වන ඝනත්වය සහ වික්රියාව ද තිරස් දිශාවට ඉදිරියට සහ පසුපසට ගමන් කරයි.
එලෙසම, ශබ්ද තරංගය සිරස් දිශාවට ගමන් කරන්නේ නම්, වාතය හැකිලී සිරස් දිශාවට දිගු වේ.
භූමිකම්පා තරංග තීර්යක් තරංග (ෂියර් තරංග ලෙස හැඳින්වේ) සහ කල්පවත්නා තරංග (පීඩන තරංග ලෙස හැඳින්වේ) වලින් සමන්විත වේ.
යාන්ත්රික තරංග සූත්රය
තීර්යක් තරංග සූත්රය
තරංග විස්තර කිරීම සඳහා විස්තාරය (A), සංඛ්යාතය (f), ආවර්තය (T) සහ තරංග වේගය (v) ලෙස ප්රමාණ කිහිපයක් භාවිතා වේ.
විස්තාරය යනු උපරිම අපගමනයයි. ආවර්තය යනු අවකාශයේ එකම ලක්ෂ්යය හරහා ගමන් කරන අනුප්රාප්තික තරංග මුදුන්/නිම්න දෙකක කාල පරතරයයි. සංඛ්යාතය යනු කාල ඒකකයකට එකම ලක්ෂ්යය හරහා ගමන් කරන උච්ච/නිම්න ගණනයි.
යාන්ත්රික තරංග නිශ්චිත වේගයකින් ගමන් කරයි. තරංග වේග සූත්රය:
v = λ f = λ/T
v = තරංග වේගය, λ = තරංග ආයාමය, f = සංඛ්යාතය, T = ආවර්තය.
තරංග ආයාමය සඳහා ජාත්යන්තර ඒකකය මීටර වන අතර, සංඛ්යාතය සඳහා ඒකකය හර්ට්ස් වන අතර, කාල පරිච්ඡේදය සඳහා ඒකකය තත්පර වේ. තරංග ප්රවේගය සඳහා ඒකකය මීටර/තත්පර වේ.
නියැදි ගැටලුව:
නූලක ඇති තීර්යක් තරංගයක සංඛ්යාතය 2 Hz (තරංග මුදුන් 2ක් අවකාශයේ එකම ලක්ෂ්යයක් හරහා තත්පර 1ක් ගමන් කරයි) සහ තරංග ආයාමය මීටර් 3 කි (ළඟම මුදුන් දෙක අතර දුර මීටර් 2 කි). තරංග වේගය කුමක්ද?
දන්නා:
සංඛ්යාතය (f) = 2 Hz
තරංග ආයාමය (λ) = මීටර් 3
අවශ්යයි: වේගය (v)
විසඳුමක්:
v = λ f = 3 (2) = 6 m/s
මාධ්යයක් තුළ තීර්යක් තරංගයක වේගය එය ගමන් කරන මාධ්යයේ ස්වභාවය මත රඳා පවතී. උදාහරණයක් ලෙස, නූලක (ලණුව, නූල, වයරය) තරංග වේගය නූලෙහි ආතතිය (FT) සහ නූලෙහි ස්කන්ධ ඝනත්වය (ඒකක දිගකට නූලෙහි ස්කන්ධය) මත රඳා පවතී.
නියැදි ගැටලුව:
තරංගයක දිග මීටර 1 ක් වන අතර එය මීටර් 100 ක් දිග සහ කිලෝග්රෑම් 2 ක ස්කන්ධයක් ඇති නූලක් මත ප්රචාරණය වේ. කඹයේ ආතතිය 200 N වේ. කඹයේ තරංගවල වේගය කොපමණද?
දන්නා:
තරංග ආයාමය (λ) = මීටර් 1
කඹයේ දිග (L) = මීටර් 100
කඹයේ ස්කන්ධය (m) = 2 kg
කඹයේ ආතතිය (T) = 200 N
අවශ්යයි: නූලක තරංගවල ප්රවේගය (v)
විසඳුමක්:
කල්පවත්නා තරංග සූත්රය
මාධ්යයක කල්පවත්නා තරංගවල වේගය එය ගමන් කරන මාධ්යයේ ස්වභාවය මත රඳා පවතී. ඝන දඬු මත ප්රචාරණය වන කල්පවත්නා තරංගවල වේගය සූත්රය භාවිතයෙන් ගණනය කෙරේ:
v = තරංග ප්රවේගය, E = යන්ග්ගේ ප්රත්යාස්ථතා මාපාංකය, ρ = ඝනත්වය
නියැදි ගැටලුව:
වානේ රේල් පීල්ල දිගේ ගමන් කරන ශබ්ද තරංගයේ වේගය ගණනය කරන්න. Young Steel හි ප්රත්යාස්ථතා මාපාංකය = 2 x 10 11 N/m 2 සහ වානේ ඝනත්වය = 7.8 x 10 3 kg/m 3
දන්නා:
වානේ (E) හි ප්රත්යාස්ථතා මාපාංකය = 2 x 10 11 N/m 2
වානේ ඝනත්වය (ρ) = 7.8 x 10 3 kg/m 3
අවශ්යයි: ශබ්ද තරංගවල වේගය
විසඳුමක්:
ද්රව සහ වායූන් තුළ ප්රචාරණය වන කල්පවත්නා තරංගවල වේගය සූත්රය භාවිතයෙන් ගණනය කෙරේ: v = තරංග ප්රවේගය, B = තොග මාපාංකය, ρ = ඝනත්වය
නියැදි ගැටලුව:
ජලය හරහා ගමන් කරන විට කල්පවත්නා තරංගවල වේගය කොපමණද?
තොග ජල මාපාංකය (B) = 2 x 10 9 N/m 2
ජලයේ ඝනත්වය (ρ) = 1000 kg/m 3
විසඳුමක්:
ජලයේ ප්රචාරණය වන විට කල්පවත්නා තරංග වේගය:
