Was ist eine mechanische Welle?
Eine mechanische Welle ist eine Störung, die durch irgendeine Form von Medium pulsiert: ein Feststoff, eine Flüssigkeit oder ein Gas, das das Original trägt und Energie von einem Ort zum anderen initiiert. Es gibt drei Arten von mechanischen Wellen: Quer, Längsschnitt und Grenze. Einfache Beispiele für Wellen und die Medien, durch die sie sich bewegen, sind Klang in Luft, seismische Wellen im Rock und die Vibrationen einer Gitarrenschnur.
Ein Beispiel für mechanische Wellen sind Wellen in einem Teich, die sich von dem Ort nach außen bewegen, an dem ein Stein fallen gelassen wird. Die Welle bewegt sich durch das Medium, obwohl die Atome und Moleküle des Mediums selbst im Allgemeinen in ihre ursprüngliche Position zurückkehren, nachdem sie zusammengedrückt, getrennt oder von der Welle gedreht wurden, die durch sie verläuft. Die mechanische Welle kann sich in einer geraden Bewegung, der Rotationsbewegung oder einer Kombination der beiden bewegen.
Wellen besitzen die Eigenschaften von Frequenz, Periode, Wellenlänge und Amplitude. Der Abstand zwischen einem Wellenpuls und dem nächsten istSeine Wellenlänge und die Zeit zwischen Impulsen sind die Periode. Bei einer Querwellen ist die Amplitude der Abstand, in dem die Welle das Medium verdrängt. Die Anzahl der Wellen, die im Laufe der Zeit durch das Medium fließen, ist die Frequenz der Welle. Je höher die Frequenz einer mechanischen Welle, desto größer ist die Energie, die sie überträgt.
Querwellen übertragen ihre Energie in einer Auf und Ab oder einer Seite von Seite zu Seite und zwingen das Medium, die Form eines Wappen und Trogs-wie in einer Sinuswelle. Ein gutes Beispiel für diese Art von Welle ist eine seismische S-Welle, in der sich die Erdkruste auf und ab oder von einer Seite zur Seite bewegt, senkrecht zur Richtung der Wellenausbreitung. Das mechanische Wellenmodell einer Querwelle wird durch die Wellengleichung gegeben, eine Energiegleichung, deren Lösung eine Sinuswelle ist, die die oben genannten Eigenschaften von Frequenz, Periode, Wellenlänge und Amplitude besitzt.
LongitUdinale Wellen sind Dichtewellen, die sich durch die Ausdehnung und Kompression von Partikeln des Mediums bewegen. Eine Expansion und Kompression ist eine Wellenlänge. Gute Beispiele für diese Wellen sind Schallwellen in Luft und seismische P-Wellen im Boden. Je größer die Dichte des Materials, desto schneller bewegen sich die Wellen durch sie.
Grenzwellen sind mechanische Wellen, die zwischen zwei unterschiedlichen Medien schwingen. Lufthöhlen und eingeschränkte Saiten in Musikinstrumenten, die Schwingung einer Tuninggabel und die kronenähnliche Form eines Wassertropfenspritzers sind gute Beispiele für mechanische Grenzwellen. Der Resonanzgeräusch der Stimmgabel ist durch die Form und Größe ihrer Grenze und die Elastizität des es bestehenden Materials begrenzt.