O čemu ovisi brzina širenja vala?
Često u western filmovima možete vidjeti kako se približavanje vlaka osluškuje prislanjanjem uha na tračnice. Kako to objašnjavate? Koje valove bilježi seizmograf?
U prethodnoj jedinici spomenuli smo razlikovanje transverzalnih i longitudinalnih valova.
U svakodnevnom životu susrećemo valove koji se šire različitim sredstvima i različitim brzinama.
Primjer je longitudinalnog vala je zvuk.
Zvuk se širi kroz zrak ali i druga sredstva.
Seizmički valovi su longitudinalni i transverzalni valovi koji se iz žarišta potresa (epicentar) istodobno šire na sve strane prolazeći kroz različite slojeve Zemlje.
Često u western filmovima se približavanje vlaka osluškuje prislanjanjem uha na tračnice.
Zašto?
Koje valove bilježi seizmograf?
U prethodnoj jedinici spomenuli smo razlikovanje transverzalnih i longitudinalnih valova.
U svakodnevnom životu susrećemo valove koji se šire različitim sredstvima i različitim brzinama.
Primjer je longitudinalnog vala je zvuk.
Zvuk se širi kroz zrak i druga sredstva.
Seizmički valovi su longitudinalni i transverzalni valovi.
Oni iz žarišta potresa (epicentar) istodobno šire na sve strane. Prolaze kroz različite slojeve Zemlje.
Brzina vala je brzina kojom se poremećaj širi sredstvom. Ona ovisi o svojstvima sredstva kojime se val širi. Brzina vala jednaka je umnošku valne duljine [latex]\lambda[/latex] i frekvencije [latex]f[/latex].
[latex]v=\lambda \cdot f[/latex]
Brzina vala je brzina kojom se poremećaj širi sredstvom.
Ona ovisi o svojstvima sredstva kojime se val širi.
Brzina vala jednaka (=) je umnošku (·) valne duljine [latex]\lambda[/latex] i frekvencije [latex]f[/latex].
[latex]v=\lambda \cdot f[/latex]
Frekvencija vala ovisi o izvoru i jednaka je frekvenciji izvora vala.
Valna duljina vala ovisi o izvoru i sredstvu.
Kada val prelazi iz jednog u drugo sredstvo mijenjaju se brzina i valna duljina vala, a frekvencija ostaje ista (izvor se nije promijenio).
Brzina vala jednaka je umnošku valne duljine i frekvencije vala.
Frekvencija vala (f) ovisi o izvoru. Jednaka je frekvenciji izvora vala.
Valna duljina (λ) vala ovisi o izvoru i sredstvu.
Kada val prelazi iz jednog u drugo sredstvo:
- mijenjaju se brzina i valna duljina vala,
- frekvencija ostaje ista (izvor se nije promijenio).
Brzina vala jednaka (=) je umnošku (·) valne duljine i frekvencije vala.
Brzina vala i brzina čestice vala
Razlikujemo brzinu vala i brzinu titranja čestice vala. Čestice u valu gibaju se kao harmonijski oscilatori i njihovu brzinu možemo opisati jednadžbom kao prethodnom modulu.
Val je širenje poremećaja čija je brzina opisana kao umnožak valne duljine vala i frekvencije.
Razlikujemo brzinu vala i brzinu titranja čestice vala.
Čestice u valu gibaju se kao harmonijski oscilatori.
Njihovu brzinu možemo opisati jednadžbom kao prethodnom modulu.
Val je širenje poremećaja čija je brzina opisana kao umnožak (·) valne duljine [latex]\bm \lambda[/latex] i frekvencije [latex]\bm f[/latex].
Val na površini vode
Val na površini vode horizontalno se širi u nekom smjeru, a četice vode naizgled titraju, vraćajući se u istu poziciju.
Gibanje molekule na površini vode dok se val širi je kombinacija okomitih i paralelnih pomaka koje opisuju kružnicu.
Možemo reći da je to primjer kombinacije transverzalnog i longitudinalnog vala.
U dubokoj vodi, u kojoj je dubina veća od valne duljine, čestice vode rade sve manje krugove.
U svakodnevnom životu susrećemo valove koji se šire kroz različita sredstva i različitim brzinama.
Longitudinalni val je i zvuk koji se širi kroz zrak.
Nalaze se i u seizmičkim valovima koji se šire kroz zemlju.
Primjer: gibanje molekula vode na površini vode.
Gibanje molekule na površini vode dok se širi val je kombinacija okomitih i paralelnih pomaka.
Pomaci naizgled opisuju kružnicu.
U dubokoj vodi čestice vode rade sve manje krugove.
Dubine su puno veće (>) od valne duljine.
Valovi na žici
Pogledajte nastanak valova na žici i istražite o čemu ovisi brzina vala.
Pogledajte nastanak valova na žici.
Istražite o čemu ovisi brzina vala na žici.
Brzina širenja transverzalnog vala
Brzina širenja vala duž napete žice, ovisi o sili napetosti [latex]F[/latex], ali i o masi i duljini žice.
[latex]v=\sqrt{\frac{F}{\mu }}[/latex]
[latex]F[/latex] je napetost žice, a [latex]\mu[/latex] masa po jedinici njene duljine.
[latex]\mu =\frac{m}{l}[/latex]
Razlikujemo brzinu gibanja vala i brzinu titranja čestica vala.
Brzina transverzalnog vala u žici je
[latex]v=\sqrt{\frac{F}{\mu }}[/latex]
[latex]\bm F[/latex] je napetost žice.
[latex]\bm \mu[/latex] je masa po jedinici duljine.
[latex]\mu =\frac{m}{l}[/latex]
Brzina longitudinalnih valova
Brzina longitudinalnih valova ovisi o sredstvu, njegovoj gustoći i elastičnim svojstvima.
Brzina longitudinalnog vala u čvrstom sredstvu dana je izrazom:
[latex]v=\frac{E}{\rho}[/latex]
[latex]E[/latex] je Youngov modul elastičnosti nekog sredstva ([latex]\operatorname{Nm^{-2}}[/latex]), a [latex]\rho[/latex] gustoća tvari ([latex]\operatorname{kgm^{-3}}[/latex]).
Brzina longitudinalnih valova je
[latex]v=\frac{E}{\rho }[/latex]
[latex]\bm E[/latex] je Youngov modul elastičnosti nekog sredstva ([latex]\operatorname{Nm^{-2}}[/latex]).
[latex]\bm \rho[/latex] je gustoća tvari ([latex]\operatorname{kgm^{-3}}[/latex]).
Za znatiželjne i one koji žele znati više
Brodski valovi
Sigurno ste vidjeli male brodove koji prilikom glisiranja, kada im je krma uronjena u more, stvaraju velike valove. Prolaskom broda kroz vodu nastaju složeni valovi oblika slova V. Takve valove prvi put je opisao Lord Kelvin koji je uočio da se šire pod kutom od oko 19° u odnosu na os plovidbe. Takav val sastoji se od pramčanih i krmenih valova (poprečnih i razizlaznih valova). Uz pramac broda, najuočljiviji su razizlazni valovi koji su većih visina i mogu se uočiti na većoj udaljenosti. Krmeni valovi obično nisu toliko uočljivi zbog visine i širine pramčanih valova, osim prilikom glisiranja čamca kroz vodu.
Brodski valovi
Maleni brodovi prilikom glisiranja, kada im je u more uronjena krma, stvaraju velike valove.
Prolaskom broda kroz vodu nastaju složeni valovi oblika slova V.
Prvi opis takvih valova dao je Lord Kelvin.
On je uočio da se valovi šire pod kutom od oko 19° u odnosu na os plovidbe.
Takav val se sastoji od pramčanih i krmenih valova (poprečnih i razizlaznih valova).
Uz pramac broda najuočljiviji su razizlazni valovi.
Oni su većih visina.
Uočljiviji su na većoj udaljenosti.
Krmeni valovi obično nisu toliko uočljivi zbog visine i širine pramčanih valova (osim prilikom glisiranja čamca).
Sažetak
Brzina vala je brzina širenja poremećaja kroz neko sredstvo i umnožak je valne duljine i frekvencije.
[latex]v=\lambda \cdot f[/latex]
Razlikujemo brzinu vala i brzinu titranja čestica vala.
Mehanički valovi imaju različitu brzinu ovisno o vrsti sredstva.
Brzina transverzalnog vala u napetoj žici je:
[latex]v=\sqrt{\frac{F}{\mu }}[/latex]
Brzina longitudinalnog vala u čvrstom sredstvu je:
[latex]v=\sqrt{\frac{E}{\rho }}[/latex]
Brzina vala je brzina širenja poremećaja kroz neko sredstvo i umnožak (·) je valne duljine ([latex]\bm \lambda[/latex]) i frekvencije ([latex]\bm f[/latex]).
[latex]v=\lambda \cdot f[/latex]
Razlikujemo brzinu vala i brzinu titranja čestica vala.
Mehanički valovi imaju različitu brzinu ovisno o vrsti sredstva.
Brzina transverzalnog vala u napetoj žici je:
[latex]v=\sqrt{\frac{F}{\mu}}[/latex]
Brzina longitudinalnog vala u čvrstom sredstvu je:
[latex]v=\sqrt{\frac{E}{\rho}}[/latex]