Ce vei înțelege
- Calculezi frecvența și lungimea de undă.
- Separi mișcarea mediului de propagarea perturbației.
Înainte să începi: Viteză, durată și distanță.
O perturbație care se propagă
O undă mecanică implică un mediu. Perturbația și energia se pot propaga, în timp ce elementele mediului execută mișcări locale. Nu presupunem că fiecare particulă parcurge întreaga distanță dintre sursă și observator.
Trei mărimi periodice
Perioada T este durata unui ciclu. Frecvența f este numărul de cicluri pe secundă: f = 1/T, în hertzi. Lungimea de undă λ este distanța dintre două puncte succesive aflate în aceeași fază, de exemplu două creste ale unei unde sinusoidale.
Amplitudinea descrie mărimea oscilației și nu este același lucru cu lungimea de undă.
Relația de propagare
Pentru o undă periodică, v = λf. Dacă viteza de fază în condițiile studiate este 12 m/s și frecvența 3 Hz, lungimea de undă este 4 m.
Într-un mediu nedispersiv, pentru aceleași condiții, creșterea frecvenței reduce lungimea de undă. În medii dispersive, viteza de fază poate depinde de frecvență.
Transversal sau longitudinal?
La o undă transversală, oscilația locală este perpendiculară pe direcția propagării. La una longitudinală, este paralelă. Sunetul în aer implică variații de presiune și mișcări longitudinale locale.
Undele de la suprafața apei au mișcări mai complexe și nu sunt un exemplu perfect de oscilație exclusiv verticală.
Citește corect un grafic
Un grafic deplasare–timp pentru un punct permite citirea perioadei. Un instantaneu deplasare–poziție permite citirea lungimii de undă. Axele decid ce interval măsori.
Înainte de orice calcul, verifică dacă axa orizontală arată secunde sau metri. Aspectul sinusoidal singur nu este suficient.
Aplică ideea
O undă are perioada 0,25 s și lungimea de undă 1,5 m. Calculează frecvența și viteza de fază.
Răspuns explicat
f = 1/0,25 = 4 Hz. v = 1,5 × 4 = 6 m/s. Perioada se măsoară în secunde, iar lungimea de undă în metri.
Continuă învățarea
Vezi aplicația Valul transportă toată apa până la mal? și continuă cu parcursul Energie, electricitate și unde.
Întrebări frecvente
Care este relația dintre viteza undei, frecvență și lungimea de undă?
Pentru o undă periodică, v = λf. Relația trebuie folosită cu mărimi corespunzătoare aceleiași unde și aceluiași mediu.
O frecvență mai mare înseamnă întotdeauna o undă mai rapidă?
Nu. Într-un mediu aproximat nedispersiv, viteza rămâne aceeași, iar lungimea de undă scade când frecvența crește.
Sunetul mai puternic are obligatoriu frecvență mai mare?
Nu. Intensitatea și amplitudinea sunt distincte de frecvență. Înălțimea percepută a unui sunet simplu este legată în principal de frecvență.
Surse și lecturi suplimentare
Parte din parcursul Energie, electricitate și unde
