Ταλαντώσεις και κύματα

Κάτι που ταξιδεύει χωρίς να μετακομίζει

Ρίξε μια πέτρα σε λίμνη. Οι κυματισμοί απλώνονται προς τα έξω, αλλά ένα φελλό στην επιφάνεια δεν ταξιδεύει μαζί τους: ανεβοκατεβαίνει στη θέση του.

Αυτό είναι το κρίσιμο σημείο. Το κύμα μεταφέρει ενέργεια, όχι ύλη.

Ταλάντωση

Ταλάντωση είναι η επαναλαμβανόμενη κίνηση γύρω από μια θέση ισορροπίας: εκκρεμές, χορδή κιθάρας, ελατήριο.

Τρία μεγέθη την περιγράφουν:

• Περίοδος $T$: πόσο κρατάει μία πλήρης ταλάντωση, σε δευτερόλεπτα.
• Συχνότητα $f$: πόσες ταλαντώσεις γίνονται σε ένα δευτερόλεπτο, σε Hertz.
• Πλάτος: πόσο μακριά από τη θέση ισορροπίας φτάνει.

$$T = \frac{1}{f}$$

Περίοδος και συχνότητα είναι αντίστροφα μεγέθη: αν κάτι επαναλαμβάνεται $4$ φορές το δευτερόλεπτο, κάθε επανάληψη κρατά $0{,}25$ s.

Κύμα

Όταν μια ταλάντωση διαδίδεται σε ένα μέσο, έχεις κύμα.

Τα τρία μεγέθη ενός κύματος

Άλλαξε πλάτος, μήκος κύματος και συχνότητα χωριστά. Πρόσεξε ποια από τα τρία αλλάζουν την ταχύτητα και ποιο όχι.

Περίοδος0,5 s

Μήκος κύματος4 m

Ταχύτητα8 m/s

4 × 2 = 8 · η ταχύτητα βγαίνει από το γινόμενο μήκους κύματος επί συχνότητα

Πλάτος3

Μήκος κύματος4 m

Συχνότητα2 Hz

Η θεμελιώδης σχέση:

$$\upsilon = \lambda \cdot f$$

Δύο είδη κυμάτων

Στο διαμήκες κύμα δεν υπάρχουν «κορυφές»: υπάρχουν περιοχές πύκνωσης και αραίωσης. Ο ήχος είναι ακριβώς αυτό — διαδοχικές συμπιέσεις του αέρα.

Ας το κάνουμε μαζί

Δοκίμασέ το πρώτα. Μετά δες τη λύση.

Δείξε τη λύση

Δοκίμασέ το πρώτα. Μετά δες τη λύση.

Δείξε τη λύση

Δοκίμασέ το πρώτα. Μετά δες τη λύση.

Δείξε τη λύση