= T. Bok. Fysik 3. Harmonisk kraft. Svängningsrörelse. Svängningsrörelse. k = = = Vågrörelse. F= -kx. Fjäder. F= -kx. massa 100 g töjer fjärder 4,0 cm

Transkript

1 Bok Vågrörelse Fysik 3 Fysik 3, Vågrörelse Mekanisk vågrörelse Ljud Ljus Harmonisk kraft Ex [ F] [ k ] N / m [ x] Fjäder F -kx F -kx [ F] k fjäderkonstanten [ k ] [ x] - kraften riktad mot jämviktsläget N / m massa 00 g töjer fjärder 4,0 cm k? F mg 0,0 kg 9,8m / s k 5kg / s x x 0,040m oscillation Amplitud A Periodtiden Svängningsrörelse Periodtiden Svängningsrörelse Frekvens f svängningar per tidsenhet f [ f ] ( ) [ ] Hz herts [ s ]

2 Svängningstid Resonans Beror av... π m k Egenfrekvens glas dämpad svängning akoma Narrows Bridge Collapse Uppkomst av vågor Puls Vågor transporterar energi Våglängd λ Utbredning Våglängd λ Period utbredningshastighet v v λf v λ f yper Longitudiell längs rörelseriktningen ransversell vinkelrät mot rörelseriktningen

3 ... Vågor transporterar energi CERN CERN in 3 minutes CERN Multimedia Gallery nterferens.5 Vågors samverkan pulserna adderas samma sida förstärker motsatt sida försvagar Vågorna Förstärker där amplituden är lika riktad Försvagar där amplituden är motsatt riktad nterferens Huygens princip Varje punkt på en vågfront är en källa till en ny våg som utbreder sig sfäriskt. Diffraktion superpossitionsprincipen 3

4 Reflektion a,c Mot hårdare medium byter polaritet (fasförskjutning 80º, upp och ner) Mot tunnare medium samma polaritet ingen fasförskjutning Animation courtesy of Dr. Dan Russell, Kettering University mellan två medium Passerar gränsyta fasen samma hastihget ändras a,c -35 läxa Reflexion Brytning normalen α, nfallsvinkel β, reflexionsvinkel α β α β α β α 4

5 Brytning v λf Brytningsindex Hastigheten ändras α β Brytningslagen α Brytningslagen v v unnare medium ätare medium sin α v sin α v v v unnare medium ätare medium Lägre hastighet sin α v sin α v α brytningsvinkel α sin α v fλ λ sin α v fλ λ n α Exempel sin α v fλ λ sin α v fλ λ n otalreflexion En våg träffar gränsytan mellan två medium, infallsvinkeln är 65º V 48 m/s V 34 m/s Beräkna brytningsvinkeln v v α α När α blir 90º α β sin α v sin α v v v α -35 läxa -37 Läxa

6 Ljusets hastighet i vatten Stående våg Vågen svänger på samma ställe ngen energi transporteras Stående våg Vågen svänger på samma ställe Ställen i vila kallas noder Mellan noderna finns bukar Stående våg Avståndet mellan två noder är λ Den första kallas grundfrekvens v λf Exempel 3λ 4 buk 5 mm lång stav. v i staven 450 m/s Hur kan de stående vågorna se ut? a) Vilken är grundfrekvensen. l λ 4 nod -37 Läxa Läxa Sid 39 Uppgift - 6

7 Ljud oscilloskop ryckvåg Variationer i trycket Longitudinell våg Vi hör 0 och Hz Ljud hastighet Ljud hastighet Stående våg 5/4 λ 96 cm 435 Hz Vatten 480 m/s Stål 500 m/s c c Exempel Ljudhastighet läxa -0 v v 7

8 nterferens och svävning esta nterferensvågens frekvens är: f f -f ysin(5*x)+sin(4*x) pipa Ljudnivå, intensitet Stående våg En pipa kan ha öppet eller stängt nertill Ljudets intensitet, Effekt per yta A w/m [] [A] m Ljudnivå, intensitet Ljudets intensitet, Effekt per yta r r A A 4 πr Läs. Ljud 8

9 - a) v λf -6 λl λl λ/3l,00 m λ/l 6,00 m Akustik Ljudnivå A Byggnader tar hänsyn till ljudvågorna Ljudnivå L L 0lg [ L ] ( decibel) 0 0 W / 0 m Exempel L 0lg 0 0 W / 0 m Högre frekvens än Hz Ultraljud 9

10 doppler ljudvallen Om ljudkällan rör sig a