W tym artykule zajmiemy się opisem wielkości fizycznych charakteryzujących fale mechaniczne. Za przykład posłuży nam fala poprzeczna wytworzona w linie, czyli fala, w której drgania ośrodka (w tym przypadku drgania elementów liny) zachodzą w kierunku prostopadłym do kierunku rozchodzenia się fali. Wzory, które znajdziesz w dalszej części tego artykułu będzie można zastosować nie tylko do opisu mechanicznych fal poprzecznych, ale także do opisu mechanicznych fal podłużnych (np. fal dźwiękowych). A zatem do dzieła!

Czytaj całość

Fale morskie, fale tsunami czy fale na włosach. Pewnie każdy z Was spotkał się z pojęciem fali. A to oznacza, że Dawid Podsiadło w piosence Nie ma fal  po prostu się mylił ;) Fale były, są i będą. Ale czym jest właściwie fala i jaki jest mechanizm jej powstawania? Jakie rodzaje fal wyróżniamy i czym one się od siebie różną? Aby uzyskać odpowiedź na w/w pytania, koniecznie przeczytaj dalszą część tego artykułu.

Czytaj całość

Oscylator harmoniczny, którego drgania, a dokładniej amplituda drgań, ulegają osłabieniu na skutek działania sił zewnętrznych (np. sił oporu) nazywamy oscylatorem harmonicznym tłumionym. Drgania wykonywane przez taki oscylator nazywane są dlatego drganiami tłumionymi. Prostym przykładem takiego oscylatora jest układ przedstawiony na poniższym rysunku, składający się ze sprężyny o stałej sprężystości k  oraz ciężarka o masie m  zanurzonego w cieczy.

Czytaj całość

Wahadło matematyczne oraz wahadło fizyczne to przykłady oscylatora harmonicznego, którego drgania zachodzą w płaszczyźnie pionowej, pod wpływem siły grawitacji. Na początku zajmiemy się omówieniem wahadła matematycznego tj. wahadła mającego postać ciała o masie m  zawieszonego na jednym z końców nierozciągliwej linki o znikomej masie i o długości L, której drugi koniec zamocowany jest w stałym punkcie. Przykładem takiego wahadła jest układ ciężarek – linka przedstawiony na poniższym rysunku, wykonujący drgania w płaszczyźnie pionowej w kierunku z lewa na prawą.

Czytaj całość

Wahadło torsyjne, nazywane również wahadłem skrętnym, to przykład oscylatora harmonicznego, w którym drgania układu związane są ze zmianą przemieszczenia kątowego φ (skręcenia) jednego z końców cienkiego drutu, którego drugi, nieruchomy koniec zamocowany jest w stałym punkcie. Na poniższym rysunku przedstawiono przykład takiego wahadła, w którym przemieszczeniu kątowemu φ  ulega pręt o masie m  zawieszony w środku na drucie o długości L.

Czytaj całość

Gdy przemieszczenie układu składającego się z klocka o masie m  i sprężyny o stałej sprężystości k  (zobacz rysunek), drgającego ruchem harmonicznym jest liniowo proporcjonalne ze znakiem minus do siły, która ten ruch wywołała, wówczas układ taki nazywamy liniowym oscylatorem harmonicznym. Zależność F(t)  dla takiego układu przedstawiono w artykule Siła w ruchu harmonicznym. W tym artykule zajmiemy się opisem energii mechanicznej w ruchu harmonicznym. Przekonasz się, że energia mechaniczna liniowego oscylatora harmonicznego zmienia się z energii kinetycznej w energię potencjalną i odwrotnie, przy czym suma tych dwóch energii przez cały czas trwania ruchu pozostaje stała (zakładamy brak jakichkolwiek sił tarcia działających na układ).

Czytaj całość