Artikuj rreth Përkufizimit të formulës dhe llojeve të valëve mekanike
PËRKUFIZIMI I VALËVE MEKANIKE
Nëse mbani njërën anë të litarit dhe e vibroni lart e poshtë, shfaqet një valë që përhapet përgjatë litarit. Ose nëse hidhni një gur në ujë, valët do të shfaqen në sipërfaqen e ujit. Litari dhe uji lëkunden vetëm lart e poshtë, jo horizontalisht. Valët në një litar dhe valët në ujë janë shembuj të valëve mekanike.
Valët mekanike janë valë që udhëtojnë nëpër një medium. Shembuj të valëve mekanike janë valët në litarë ose fije, valët në ujë, valët e zërit që përhapen në mediumin ajror dhe valët e tërmetit që përhapen në mediumin tokësor. Valët mund të udhëtojnë në distanca të gjata, ndërsa mediumi nëpër të cilin valët dridhen është rreth pikës së ekuilibrit.
LLOJET E VALËVE MEKANIKE
Bazuar në formën e tyre, valët mekanike ndahen në dy lloje, përkatësisht valë tërthore dhe valë gjatësore.
Valët tërthore janë valë që ndodhin kur drejtimi i lëvizjes së valës është pingul me drejtimin e lëvizjes së grimcave. Për shembull, valët në një litar, valët në ujë.
Nëse valët në varg lëvizin në drejtimin horizontal, grimcat në varg lëvizin në drejtimin vertikal. Po kështu, nëse valët e ujit lëvizin në drejtimin horizontal, grimcat e ujit lëvizin në drejtimin vertikal.
Valët gjatësore janë valë që ndodhin kur drejtimi i lëvizjes së valës është paralel me drejtimin e lëvizjes së grimcave. Për shembull, valët në sustat dhe valët e zërit në ajër.
Nëse vala në sustë lëviz në një drejtim horizontal, atëherë dendësia dhe tendosja që formohet në sustë lëvizin gjithashtu para dhe mbrapa në drejtimin horizontal.
Po kështu, nëse vala e zërit lëviz në drejtimin vertikal, ajri tkurret dhe shtrihet në drejtimin vertikal.
Valët e tërmetit përbëhen nga valë tërthore (të quajtura valë prerëse) dhe valë gjatësore (të quajtura valë presioni).
FORMULË VALË MEKANIKE
Formula e Valës Tërthore
Disa madhësi përdoren për të përshkruar valët, përkatësisht Amplituda (A), Frekuenca (f), Periudha (T) dhe Shpejtësia e valës (v).
Amplituda është devijimi maksimal. Periudha është intervali kohor i dy kreshtave/luginave të njëpasnjëshme të valëve që kalojnë nëpër të njëjtën pikë në hapësirë. Frekuenca është numri i majave/luginave që kalojnë të njëjtën pikë për njësi të kohës.
Valët mekanike lëvizin me një shpejtësi të caktuar. Formula e shpejtësisë së valës është:
v = λ f = λ/T
v = shpejtësia e valës, λ = gjatësia e valës, f = frekuenca, T = perioda.
Njësia ndërkombëtare për gjatësinë e valës është metra, njësia për frekuencën është Herc dhe njësia për periudhën është Sekonda. Njësia për shpejtësinë e valës është metra/sekondë.
Problem shembull:
Një valë tërthore në një varg ka një frekuencë prej 2 Hz (2 kreshta vale kalojnë nëpër të njëjtën pikë në hapësirë, për 1 sekondë) dhe ka një gjatësi vale prej 3 metrash (distanca midis dy kreshtave më të afërta është 2 metra). Cila është shpejtësia e valës?
E njohur:
Frekuenca (f) = 2 Hz
Gjatësia e valës (λ) = 3 metra
Kërkohet: Shpejtësi (v)
Zgjidhja:
v = λ f = 3 (2) = 6 m/s
Shpejtësia e një vale tërthore në një mjedis varet nga natyra e mjedisit nëpër të cilin kalon. Për shembull, shpejtësia e valës në një varg (litar, spango, tel) varet nga tensioni në varg (FT) dhe dendësia e masës së vargut (masa e vargut për njësi gjatësie).
Problem shembull:
Një valë ka një gjatësi prej 1 metri dhe përhapet në një fije që është 100 metra e gjatë dhe ka një masë prej 2 kg. Tensioni në litar është 200 N. Cila është shpejtësia e valëve në litar?
E njohur:
Gjatësia e valës (λ) = 1 metër
Gjatësia e litarit (L) = 100 metra
Masa e litarit (m) = 2 kg
Tensioni në litar (T) = 200 N
Kërkohet: Shpejtësia e valëve në një varg (v)
Zgjidhja:
Formula e Valës Gjatësore
Shpejtësia e valëve gjatësore në një medium varet nga natyra e mediumit nëpër të cilin kalon. Shpejtësia e valëve gjatësore që përhapen në shufra të ngurta llogaritet duke përdorur formulën:
v = shpejtësia e valës, E = moduli elastik i Young-ut, ρ = dendësia
Problem shembull:
Llogaritni shpejtësinë e valës së zërit që përhapet përgjatë shinës së çelikut. Moduli i elasticitetit i Young Steel = 2 x 10 11 N/m 2 dhe dendësia e çelikut = 7.8 x 10 3 kg/m 3
E njohur:
Moduli elastik i çelikut (E) = 2 x 10 11 N/m 2
Dendësia e çelikut (ρ) = 7.8 x 103 kg / m3
Kërkohet: Shpejtësia e valëve të zërit
Zgjidhja:
Shpejtësia e valëve gjatësore që përhapen në lëngje dhe gaze llogaritet duke përdorur formulën: v = shpejtësia e valës, B = moduli i masës, ρ = dendësia
Problem shembull:
Cila është shpejtësia e valëve gjatësore kur ato udhëtojnë nëpër ujë?
Moduli i ujit të bollshëm (B) = 2 x 109 N / m2
Dendësia e ujit (ρ) = 1000 kg/ m3
Zgjidhja:
Shpejtësia e valës gjatësore kur përhapet në ujë:
