Conţinut
Undele mecanice sunt impulsuri energetice care se deplasează printr-un mediu. Acestea extinde sau comprima substanța momentan pe măsură ce trec prin ele, astfel încât obiectele solide, lichide și gazoase pot conduce undă mecanică, în timp ce vidul determină încetarea acestora. Câteva exemple ale acestui tip de val sunt cutremurele, sunetul și valurile oceanului. Există experimente care pot arăta cu ușurință funcționarea unui val mecanic, diferența dintre undele transversale și longitudinale și efectul pe care tensiunea medie le are asupra lor.
Val de impuls
Legați strâns un coardă cu un obiect strâns atașat de un perete, cum ar fi o balustradă. Țineți frânghia și plecați de la perete până când coarda este ușor slăbită. Rotiți-l în sus și în jos repede, ca și cum ați sparge un bici. Observați că undă călătorește lungimea frânghiei de la mână la perete și înapoi. Zidul "reflectă" valul înapoi către voi. Dacă urmăriți îndeaproape, veți vedea că valul care se mișcă înapoi în mână este o imagine inversată, oglindă a valului care a călătorit spre perete. Conform Legii a treia a lui Newton, când valul lovește peretele, acesta răspunde la mișcare prin împingerea șirului în direcția opusă. Această reacție a peretelui are ca rezultat inversarea valului.
Valul staționar
Legați o frânghie între două obiecte ferm atașate la un perete, lăsând coarda ușor slăbit. Dacă mișcați în mod repetat coarda în sus și în jos, valurile vor călători înainte și înapoi între cele două obiecte. Încercați să agitați coarda mai repede și mai încet. La un moment dat, va exista formarea unui val în picioare, adică va apărea că valul nu se mișcă. Lungimea acestui tip de val este o fracțiune simplă a distanței dintre cele două obiecte. De exemplu, dacă vedeți un val în picioare cu creastă și vale, lungimea sa va fi exact distanța dintre obiecte. Dacă există două crestături și două văi, lungimea este de jumătate din acea distanță. Cu cât miscați mai repede coarda, cu atât vor fi mai multe valuri staționare.
tensiune
Tăiați o bandă de cauciuc, transformându-o într-o bandă, în loc de cerc. Trageți capetele în punctul în care elastica se oprește. Faceți o mișcare pe elastic și observați că vibrează, deși foarte lent. Trageți mai mult vârfurile elastice, mărind tensiunea și creați o altă mișcare. Observați că vibrează mai repede. Cu cât tensiunea din elastic este mai mare, cu atât vibrațiile sunt mai rapide.
Lung longitudinal
Plasați un izvor de jucărie pe o suprafață tare și întindeți-l între dvs. și un partener. Dacă mișcați arcul dintr-o parte în alta, rezultatul va fi un val transversal, precum și cele create de coarda. Tragerea rapidă a vârfului arcului înainte și înapoi va determina un val longitudinal sau de compresie. Acest tip de val nu determină mișcarea arcului lateral; în schimb, undele se deplasează în direcția lungimii arcului, comprimând și întinzând înclinările. Ca și în cazul undelor transversale, undele longitudinale se reflectă înapoi atunci când ajung pe cealaltă parte. Undele sonore sunt unde de compresie care se întâmplă atunci când moleculele sunt zdrobite și împrăștiate în aer.
Bell în vid
Dispozitivul clopot vid este în mâinile dvs., plus o baterie de șase volți și o pompă de vid. Asigurați-vă că capacul rezervorului care conține clopotul este bine înșurubat. Conectați acumulatorul la clopot și îl puteți auzi cu voce tare. Conectați pompa de vid la un furtun, care trebuie atașat la o deschidere a rezervorului. Porniți pompa de vid. Conectați din nou clopotul la baterie. Odată ce pompa scurge aerul din rezervor, zgomotul clopotului devine mai slab până când este aproape imposibil să îl auziți, chiar dacă clopotul ajunge vizibil la clopot. Deconectați furtunul și deconectați pompa. Când aerul revine la rezervor, veți auzi din nou clopotul. Undele mecanice, ca sunetul, au nevoie de un mijloc prin care să călătorească. Îndepărtarea acestui mediu, în acest caz, aerul, undele de sunet dispar.
