Πώς μπορεί να υπολογιστεί η ταχύτητα ενός μηχανικού κύματος;
v =fλ
όπου:
* V είναι η ταχύτητα του κύματος (σε μέτρα ανά δευτερόλεπτο, m/s)
* f είναι η συχνότητα του κύματος (στο Hertz, Hz)
* λ είναι το μήκος κύματος του κύματος (σε μέτρα, m)
Επεξήγηση:
* Συχνότητα (f): Αντιπροσωπεύει πόσοι κύκλοι κύματος περνούν ένα δεδομένο σημείο ανά δευτερόλεπτο.
* μήκος κύματος (λ): Αντιπροσωπεύει την απόσταση μεταξύ δύο διαδοχικών σημείων στο κύμα που βρίσκονται στην ίδια φάση (π.χ. δύο κορυφές ή δύο κοιλότητες).
Παράδειγμα:
Φανταστείτε ένα κύμα που ταξιδεύει σε μια συμβολοσειρά. Εάν η συχνότητα του κύματος είναι 10 Hz (δηλαδή 10 κύκλοι περνούν ένα σημείο κάθε δευτερόλεπτο) και το μήκος κύματος είναι 0,5 μέτρα, τότε η ταχύτητα του κύματος μπορεί να υπολογιστεί ως:
v =fλ =(10 Hz) * (0,5 m) =5 m/s
Σημαντικές σημειώσεις:
* Αυτός ο τύπος ισχύει για όλους τους τύπους μηχανικών κυμάτων, συμπεριλαμβανομένων των εγκάρσιων κυμάτων (όπως τα κύματα σε μια χορδή) και τα διαμήκη κύματα (όπως τα ηχητικά κύματα).
* Η ταχύτητα ενός μηχανικού κύματος εξαρτάται από τις ιδιότητες του μέσου μέσω των οποίων ταξιδεύει. Για παράδειγμα, η ταχύτητα του ήχου είναι διαφορετική στον αέρα, το νερό και τα στερεά.
* Η ταχύτητα ενός μηχανικού κύματος δεν επηρεάζεται από το εύρος του κύματος.
Εναλλακτικός τύπος:
Σε ορισμένες περιπτώσεις, η ταχύτητα ενός μηχανικού κύματος μπορεί επίσης να υπολογιστεί χρησιμοποιώντας τον ακόλουθο τύπο:
v =√ (t/μ)
όπου:
* t είναι η ένταση στο μέσο (στο Newton, n)
* μ είναι η γραμμική πυκνότητα μάζας του μέσου (σε χιλιόγραμμα ανά μέτρο, kg/m)
Αυτός ο τύπος ισχύει ειδικά για τα εγκάρσια κύματα που ταξιδεύουν σε μια τεντωμένη χορδή.
