35. Механические волны

Механической волной называется процесс распространения колебаний в упругой среде, который сопровождается передачей энергии колеблющегося тела от одной точки упругой среды к другой. Механические волны могут распространяться только в какой-нибудь среде (веществе): в газе, в жидкости, в твердом теле. В вакууме механическая волна возникнуть не может.

Источником волн являются колеблющиеся тела, которые создают в окружающем пространстве деформацию среды. Для возникновения волны нужна деформация (наличие Fупр) среды. Для распространения волны нужна упругая среда.

Бегущая волна - волна, где происходит перенос энергии без переноса вещества. Бегущая упругая волна- волна, где есть перенос энергии и возникает F упругости в среде распространения.

Виды волн:

1. Поперечная волна (колебания перпендикулярны скорости распространения) - возникает только в твердых телах (волна на водной поверхности, волна вдоль шнура)

2. Продольная волна (колебания параллельны скорости распространения) - возникают в любой среде (жидкости, в газах, в твердых телах) (звуковые волны, колебания поршня в трубке, заполненной газом или жидкостью, вызывают продольную упругую волну).

Свойства волн:

1. Перенос энергии

2. Отражение

3. Преломление

4. Дифракция

5. Интерференция

Длина волны (λ) – расстояние, на которое распространяется колебание за 1 период.

λ=V*T

λ=V/υ

Звуковые волны

Звук – распространение волн, которые вызывают у человека слуховые ощущения.

Акустика – раздел механики, изучающий звуковые явления.

Звук:

1. Возникает (колебания источника)

2. Распространяется (продольная волна)

Слышим 16Гц-20000Гц

Инфразвук (до 16 Гц) – слышат животные: собаки, кошки

Ультразвук (более 20000 Гц) – слышат дельфины, летучие мыши

Характеристика звука

1. Громкость зависит от амплитуды

2. Шкала Белла (100, 80, 60, 40, 20 децибел)

80-движущийся транспорт

60-разговор

20-капля воды

3. Высота зависит от частоты

4. Тембр зависит от источника звука

14.Закон Паскаля; закон Архимеда; условия плавания тел.

Закон Паскаля формулируется так:

Давление, производимое на покоящуюся жидкость или газ, передается в любую точку жидкости или газа одинаково по всем направлениям.Закон назван в честь французского учёного Блеза Паскаля.

На основе закона Паскаля работают различные гидравлические устройства: тормозные системы, прессы и др.

Данный закон является прямым следствием отсутствия сил трения покоя в жидкостях и газах. Закон Паскаля неприменим в случае движущейся жидкости (газа) — в этом случае необходимо пользоваться уравнениями гидродинамики, а также в случае, когда жидкость (газ) находится в гравитационном поле; так, известно, что атмосферное и гидростатическое давление уменьшается с высотой.

Закон Архимеда формулируется следующим образом[1]: на тело, погружённое в жидкость (или газ), действует выталкивающая сила, равная весу вытесненной этим телом жидкости (или газа)(называемая силой Архимеда) где — плотность жидкости (газа), — ускорение свободного падения, а — объём погружённого тела (или часть объёма тела, находящаяся ниже поверхности). Если тело плавает на поверхности или равномерно движется вверх или вниз, то выталкивающая сила (называемая также архимедовой силой) равна по модулю (и противоположна по направлению) силе тяжести, действовавшей на вытесненный телом объём жидкости (газа), и приложена к центру тяжести этого объёма.Тело плавает, если сила Архимеда уравновешивает силу тяжести тела.

Следует заметить, что тело должно быть полностью окружено жидкостью (либо пересекаться с поверхностью жидкости). Так, например, закон Архимеда нельзя применить к кубику, который лежит на дне резервуара, герметично касаясь дна.

Что касается тела, которое находится в газе, например в воздухе, то для нахождения подъёмной силы нужно заменить плотность жидкости на плотность газа. Например, шарик с гелием летит вверх из-за того, что плотность гелия меньше, чем плотность воздуха.Условие плавания тел следующее: если вес тела в точности равен весу вытесненной им жидкости, оно будет находиться в равновесии внутри жидкости (плавать).

Билет №10.