Shpejtësia e përhapjes së valës mund të përcaktohet duke përdorur formulën e përgjithshme:
Përshkrimi i formulës:
v = shpejtësia e përhapjes së valës (njësitë janë metra/sekondë)
T = perioda e valës = koha e nevojshme që një valë të përshkojë një gjatësi vale (njësitë janë sekonda)
f = frekuenca = numri i gjatësive të valëve që kalojnë të njëjtën pikë gjatë një sekonde (njësia është 1 / sekondë = herc)
lambda = gjatësia e valës (njësitë janë metra)
Nga vjen formula e mësipërme? Me siguri e mbani mend formulën e shpejtësisë v = s / t, ku v = shpejtësia, s = distanca e përshkuar dhe t = intervali kohor. Kjo është formula për shpejtësinë e një objekti, siç studiohet në temën e lëvizjes lineare.
Nëse përshtatet me lëvizjen e një vale, distanca e përshkuar është identike me gjatësinë e valës, intervali kohor është identik me periudhën (T = 1/f) ose frekuencën (f = 1/T).
Shpejtësia e përhapjes së valës në një litar
Valët që përhapen në vargje ose litarë janë valë tërthore, të llogaritura duke përdorur formulën:
Përshkrimi i formulës:
v = shpejtësia e valës në litar (njësitë janë metra/sekondë)
F = forca e tensionit të litarit (njësi kg m/s2 (i njohur edhe si Njuton)
Myu = dendësia masive e vargut = masa për njësi gjatësie të vargut (njësitë janë kilogramë/metra)
Bazuar në formulën e mësipërme, konkludohet se shpejtësia e valës në një litar varet nga forca e tensionit të litarit dhe masa për njësi gjatësie të litarit. Mënyra se si përftohet kjo formulë mund të mësohet në nxjerrjen e formulës. shpejtësia e përhapjes së valës në një litar.
Shpejtësia e valëve të zërit
Valët zanore janë valë gjatësore që përhapen nëpër mjedise të ndryshme. Ekzistojnë shumë mjedise nëpër të cilat mund të udhëtojnë valët zanore, duke përfshirë ajrin, ujin, muret etj. Shpejtësia e përhapjes së valëve zanore varet nga vetitë e mjedisit nëpër të cilin ato udhëtojnë, ashtu siç shpejtësia e përhapjes së valëve tërthore në një litar varet nga vetitë e litarit.
Nëse valët e zërit udhëtojnë nëpër një lëng si ajri ose uji, shpejtësia e zërit llogaritet duke përdorur formulën
Përshkrimi i formulës:
v = shpejtësia e valëve të zërit
B = moduli i masës
rho = dendësia
Nëse një valë zanore përhapet përmes një shufre të gjatë dhe të ngurtë, shpejtësia e zërit llogaritet duke përdorur formulën
Përshkrimi i formulës:
Y = Moduli i Youngut
Shpejtësia e valëve elektromagnetike
Shpejtësia e valëve elektromagnetike (shpejtësia e valëve të dritës) është 3,00 x 108 m/s.
Shpejtësia e përhapjes së valës në një varg
Faktorët që ndikojnë në shpejtësinë e valëve tërthore në vargje
Shpejtësia e një vale mekanike varet vetëm nga vetitë e mjedisit nëpër të cilin ajo përshkon. Shpejtësia e valëve të detit varet nga natyra e detit, shpejtësia e valëve të zërit varet nga natyra e ajrit nëpër të cilin ato kalojnë. Po kështu, shpejtësia e valëve në një varg varet nga vetitë e vargut. Për ta sqaruar këtë, së pari kryeni një eksperiment për të hetuar faktorët që ndikojnë në shpejtësinë e valëve në një varg.
Bazuar në eksperimentet e kryera, u arrit në përfundimin se shpejtësia e një vale në një varg varet nga forca e tensionit në varg dhe masa për njësi gjatësie të vargut. Sa më e madhe të jetë forca e tensionit (sa më e shtrënguar të jetë vargu), aq më shpejt lëviz vala. Anasjelltas, sa më e madhe të jetë masa e vargut, aq më ngadalë lëviz vala.
Derivimi i formulës për shpejtësinë e valëve tërthore në vargje
Derivimi i formulës për shpejtësinë e valës në vargje është një provë matematikore e faktorëve që ndikojnë në shpejtësinë e përhapjes së valës në vargje.
Konsideroni një kreshtë të një vale ose pulsi që lëviz në të djathtë përmes një vargu (imazhi sipër). Imazhi i pulsit është zmadhuar, i shoqëruar nga një imazh i forcës së tensionit F të vargut që vepron mbi vargun përmes të cilit kalon maja e valës (imazhi poshtë).
Çdo forcë tensioni e vargut (F) përshkruhet në drejtimin horizontal (Fx) dhe drejtimi vertikal (FyTë dyja forcat Fx kanë të njëjtën madhësi dhe drejtime të kundërta, kështu që ato anulojnë njëra-tjetrën. Në vend të kësaj, ekzistojnë dy forca Fy drejt qendrës së rrethit.
Madhësia e secilës forcë në drejtimin vertikal (Fy):
Forca rezultante drejt qendrës së rrethit
Takim masiv i vargut
Ligji i dytë i lëvizjes së Njutonit për lëvizje rrethore uniforme
Përshkrimi i formulës:
v = shpejtësia e valës në varg (m/s)
F = forca e tensionit të fijes (Njuton)
myu = dendësia masive e vargut = masa për njësi gjatësie të vargut (kg/m)
Bazuar në ekuacionin e mësipërm, mund të konkludohet se shpejtësia e valës është proporcionale me tensionin në spango dhe në përpjesëtim të zhdrejtë me masën për njësi gjatësie të spangos. Prandaj, sa më i ngushtë të jetë spango, aq më e shpejtë është vala, dhe sa më e madhe të jetë masa e spangos, aq më e ngadaltë është vala.
