Teoria o Galu Fa'amekanika
O galu fa'amekanika o ni mea taua i le fisiki, e a'afia ai le tele o vaega e pei o le inisinia, su'esu'ega o le sami, su'esu'ega o le eleele, ma e o'o lava i vaila'au. I lo latou fatu, o galu fa'amekanika o ni fa'alavelave e fa'asalalauina le malosi e ala i se auala e aunoa ma le felauaiga o mea. O le malamalama i le a'oa'oga i tua atu o galu fa'amekanika e mafai ona fa'afaigofieina ai se malamalamaga loloto i faiga fa'alenatura ma faiga fa'ainisinia eseese.
O a Galu Fa'amekanika?
E manaʻomia e galu faʻamekanika se ala e sosolo ai. E mafai ona avea lenei ala ma mea mautu, vai, poʻo le kesi. E le pei o galu eletise, e mafai ona malaga i totonu o se masini gaogao, e manaʻomia e galu faʻamekanika ni vaega e faʻasalalau ai le malosi. E mafai ona vaevaeina nei galu i ni galu faʻalava ma galu umi.
Galu Fa'alava
I galu fa'alava, o le si'itia o le vaega e fa'asaga sa'o i le itu e sosolo ai galu. Va'ai faalemafaufau i se manoa o lo'o pipii i le tasi pito ma fe'a'ei i luga ma lalo i le isi pito. E fe'a'ei fa'alava le galu a'o fa'atulagaina le si'itia o le manoa. O fa'ata'ita'iga e aofia ai galu vai ma galu-S fa'a-seismic (galu lona lua).
Galu Fa'aumiumi
I galu uumi, o le fealua’i o vaega laiti e tutusa ma le fealua’i o galu. O se fa’ata’ita’iga masani o se galu leo lea e fealua’i tutusa ai le gatete o molela’au o le ea ma le itu e malaga ai le galu. O le isi fa’ata’ita’iga o se galu-P (galu muamua) e mafua mai i le taimi o se mafui’e.
Meatotino Galu
Ina ia malamalama atoatoa i galu fa'amekanika, e tatau ona malamalama i ni nai meatotino autu:
Umi ole galu (λ)
O le galu o le mamao lea i le va o ni vaega se lua e sosoo i le vaega, e pei o le tumutumu mai le tasi i le tumutumu po o le trough mai le tasi i le trough i se galu faalava. E faʻamatalaina ai le umi o le tasi taamilosaga atoa o galu.
Auala (f)
O le tele o taimi o le aofaʻi lea o taʻamilosaga o galu e pasia se tulaga i le iunite o le taimi, e masani ona fuaina i Hertz (Hz).
Vaitaimi (T)
O le vaitaimi o le taimi e alu ai mo le tasi taamilosaga atoa o le galu, ma o le fesuiaʻiga lea o le televave (T = 1/f).
Tele (A)
O le malosi o le galu o le maualuga lea o le siitia o vaega mai lo latou tulaga malolo ma fuafua ai le malosi o le galu. O le tele o malosi o lona uiga o galu e sili atu ona malolosi.
Saosaoa (v)
O le saoasaoa o le galu e fuafua i le auala ma le ituaiga o galu. Mo galu fa'amekanika, o le fua fa'atatau e fa'apea:
\[ v = f \lambda \]
O le saoasaoa o galu e faʻalagolago i meatotino o le ala, e pei o lona fetuutuunai ma le mafiafia.
Fa'atusatusaga o Galu
O le fua fa'atatau autū e pulea ai galu fa'amekanika o le fua fa'atatau o galu. Mo se galu e tasi le itu, e fa'apenei lona foliga:
\[ \frac{\partial^2 u}{\partial t^2} = c^2 \frac{\partial^2 u}{\partial x^2} \]
O iinei, o le \( u \) e fai ma sui o le galuega faatino o galu (se'esega), o le \( c \) o le saoasaoa o galu, o le \( t \) o le taimi, ma o le \( x \) o le fa'amaopoopoga fa'ale-spatial.
Tuuina atu o le Malosiaga
E feaveaʻi e galu faʻamekanika le malosi e aunoa ma se mea e fealuaʻi. O le malosi e fesiitaʻi e faʻalagolago i le malosi ma le televave o le galu. Mo se faʻataʻitaʻiga, o le malosi \( E \) i se galu faʻaleoga faigofie e tutusa ma le sikuea o lona malosi \( A \) ma lona televave \( f \):
\[ E \propto A^2 f^2 \]
O lenei sootaga e faʻamamafa mai ai le mafuaʻaga e sili atu ai le malosi o galu tetele ma galu maualuluga.
Fa'alavelave ma le Diffraction
E iai amioga tulaga ese a galu pe a latou fetaiaʻi ma ni faʻalavelave, avanoa, poʻo isi peau:
toʻatūgā
A feiloa'i galu e lua, e fe'apa'ia'i, ma i'u ai i le fa'alavelave. E fuafua i la la'ua sootaga i le vaega, e ono i'u ai i le fa'alavelave fausia (fa'aleleia atili o le amplitude) po'o le fa'alavelave fa'aumatia (fa'aitiitia o le amplitude).
Diffraction
E tupu le diffraction pe a fetaia'i se galu ma se fa'alavelave po'o se avanoa. E salalau atu pe "pi'o" le galu i tulimanu. E taua tele lenei uiga i fa'aoga e pei o le ultrasound imaging ma le su'esu'eina o amioga a galu i ala eseese.
Fesiitaiga ma le Ata o Galu
A malaga se galu fa'amekanika mai le tasi auala i le isi, o se vaega e fa'asalalauina, ma se vaega e toe fa'afo'isia. O le amioga e fa'alagolago i le impedance o le ala o faasalalauga, o le tete'e lea i le fa'asalalauina o galu. I le fa'amatematika, o le impedance \( Z \) e tu'uina atu e:
\[ Z = \rho v \]
lea o le \( \rho \) o le mafiafia ma le \( v \) o le saoasaoa o le galu i le feololo.
E mafai ona maua le fua fa'atatau o le atagia (reflection coefficient) \( R \) ma le fua fa'atatau o le fesiitaiga (transmission coefficient) \( T \) mai le impedance o ala o faasalalauga uma e lua:
\[ R = \left( \frac{Z_2 – Z_1}{Z_2 + Z_1} \right)^2 \]
\[ T = \frac{4Z_1 Z_2}{(Z_1 + Z_2)^2} \]
O nei fua fa'atatau e fuafua ai le tele o le galu e toe fa'afo'i mai pe fa'asalalauina atu e ala i le atina'e.
talosaga
Engineering
E taua tele le sao o galu fa'amekanika i le mamanuina o fale ma alalaupapa, aemaise lava i nofoaga e faigofie ona a'afia i mafui'e. O le malamalama i amioga a galu e fesoasoani i inisinia e fausia ni fausaga e mafai ona tatalia gaioiga fa'ale-mafui'e.
vai
I suʻesuʻega faafomaʻi, e faʻaaogaina tele galu o le ultrasound. O galu leo maualuga e faʻatupuina ai ni ata o totonu o le tino, e fesoasoani ai i fomaʻi e suʻesuʻe tulaga eseese e aunoa ma ni togafitiga faʻalavelave.
Oseanography
O le suʻesuʻeina o galu o le sami e fesoasoani i le vavaloina o mamanu o le tau ma le malamalama i suiga o le tau. I le iloiloina o uiga o galu, e mafai e saienitisi ona aoina faʻamatalaga i luga o tafega o le sami, malosi o matagi, ma e oʻo lava i aafiaga o faʻalavelave faʻalenatura e pei o tsunami.
Seismology
O galu fa'amekanika e mafua mai i mafui'e (galu mafui'e) e maua ai fa'amatalaga taua e uiga i le fausaga i totonu o le Lalolagi. O le mata'ituina o nei galu e fesoasoani e vavalo ai gaioiga mafui'e ma fa'atino ni faiga lapata'i vave.
iʻuga
O le suʻesuʻeina o galu faʻamekanika o se matāʻupu olaola ma feliuliuaʻi e fesoʻotaʻi ai le tele o matāʻupu. Mai le paʻi mālie o galu o le vai i le matafaga i le malosi mataʻutia o galu faʻale-seismic, o le malamalama i o latou meatotino, amioga, ma faʻatusatusaga e lagolagoina ai le tele o alualu i luma faʻasaienisi ma inisinia. A o faʻagasolo le tekinolosi ma faʻalauteleina lo tatou malamalama, o le a faʻaauau pea ona i ai se sao taua o le aʻoaʻoga o galu faʻamekanika i faʻafouga ma fofo i matāʻupu eseese.
