ΠΡΟΟΜΟΙΩΕΙ ΦΥΙΚΗ ΓΥΜΝΑΙΟΥ. Μητανικά Κύματα

Transcript

1 ΠΡΟΟΜΟΙΩΕΙ ΦΥΙΚΗ ΓΥΜΝΑΙΟΥ Μητανικά Κύματα 1

2 ΠΕΡΙΕΧΟΜΕΝΑ 1. Μητανικά Κύματα 1. Εγθάξζην θύκα ζε ειαηήξην 3 2. Εγθάξζην θύκα ζε ζρνηλί Κάζεην θύκα 5 3. Εγθάξζην θύκα ζε ζρνηλί Οξηδόληην θύκα 7 4. Δηάκεθεο θύκα ζε ειαηήξην 9 5. Δηάκεθεο θύκα ζε ζηήιε αέξα Κπθιηθό επηθαλεηαθό θύκα Επίπεδν επηθαλεηαθό θύκα Ιδιότητες κσμάτων 8. Αλάθιαζε θύκαηνο 9. Δηάζιαζε θύκαηνο Ητητικά κύματα 10. Δηάδνζε ερεηηθνύ θύκαηνο ζε ζωιήλα Αλάθιαζε ερεηηθνύ θύκαηνο 23 2

3 ΜΗΦΑΝΙΚΑ ΚΥΜΑΤΑ 1. Εγκάρζιο κύμα ζε ελαηήριο Σθνπόο ηεο πξνζνκνίωζεο είλαη ε θαηαλόεζε ηνπ εγθάξζηνπ θύκαηνο πνπ παξάγεηαη από ηελ θαηαθόξπθε θίλεζε ειαηεξίνπ. Γηα ην ιόγν απηό δείρλεηαη ην θύκα πνπ παξάγεηαη από ηελ θαηαθόξπθε θίλεζε ειαηεξίνπ πάλω ζε κηα νξηδόληηα επηθάλεηα. Σηελ αξρή ηεο πξνζνκνίωζεο ην ειαηήξην είλαη αθίλεην. Σηε ζπλέρεηα ην αξηζηεξό άθξν ηαιαληώλεηαη (δηαηαξάζζεηαη) θαηαθόξπθα νπόηε παξαηεξνύκε πωο ε δηαηαξαρή δηαδίδεηαη θαηά κήθνο ηνπ ειαηεξίνπ πξνο ην άιιν άθξν ηνπ ελώ νη ζπείξεο ηνπ ηαιαληώλνληαη θάζεηα. Μόιηο ην θύκα θζάζεη ζην άιιν άθξν ηόηε όιεο νη ζπείξεο ηαιαληώλνληαη θάζεηα ελώ ην θύκα δηαδίδεηαη νξηδόληηα από ηα αξηζηεξά πξνο ηα δεμηά. Με ηε βνήζεηα ηωλ ελδείμεωλ ζην ηξαπέδη, κπνξνύκε λα κεηξήζνπκε ην κήθνο ηνπ θύκαηνο πνπ είλαη ε απόζηαζε κεηαμύ δύν δηαδνρηθώλ θνξπθώλ. Επίζεο ζηελ πξνζνκνίωζε δείρλεηαη ν ρξόλνο πνπ δηαδίδεηαη ην θύκα νπόηε κπνξνύκε λα κεηξήζνπκε θαη ηελ πεξίνδό ηνπ πνπ είλαη ν ρξόλνο πνπ θάλεη κία θνξπθή λα θηάζεη ζηε ζέζε ηεο επόκελεο. Σπκπέξαζκα από ηελ εθηέιεζε ηνπ πεηξάκαηνο Με ην πείξακα θαηαλνείηαη ε δηάδνζε εγθάξζηνπ θύκαηνο ζε ειαηήξην Παράμετροι Προγράμματος 1. A Τν πιάηνο ηνπ θύκαηνο Παίξλεη ηηκέο από 0.1 ωο 0.2 m 2. t Ο ρξόλνο παξαηήξεζεο 3

4 Παίξλεη ηηκέο από 10 ωο 200 sec 3. τ.π. Η ηαρύηεηα ηεο πξνζνκνίωζεο. Παίξλεη ηηκέο από 1 ωο 100 Όζν απμάλεηαη ε ηηκή ηεο παξακέηξνπ ηόζν πην γξήγνξα εθηειείηαη ην πξόγξακκα. 4

5 ΜΗΦΑΝΙΚΑ ΚΥΜΑΤΑ 2. Εγκάρζιο κύμα ζε ζτοινί Κάθεηο κύμα Σθνπόο ηεο πξνζνκνίωζεο είλαη ε θαηαλόεζε ηνπ εγθάξζηνπ θύκαηνο πνπ παξάγεηαη από ηελ θαηαθόξπθε θίλεζε ζρνηληνύ. Γηα ηνλ ζθνπό απηό δείρλεηαη ην θύκα πνπ παξάγεηαη από ηελ θαηαθόξπθε θίλεζε ζρνηληνύ πάλω ζε κηα νξηδόληηα επηθάλεηα. Επίζεο γηα ηελ θαηαλόεζε ηνπ πεηξάκαηνο ζην ζρνηλί έρνπλ πξνζδεζεί κηθξέο ζθαίξεο κε αζήκαλην βάξνο ζε ίζεο απνζηάζεηο κεηαμύ ηνπο. Σηελ αξρή ηεο πξνζνκνίωζεο ην ζρνηλί είλαη αθίλεην. Σηε ζπλέρεηα ην αξηζηεξό άθξν ηαιαληώλεηαη (δηαηαξάζζεηαη) θαηαθόξπθα νπόηε παξαηεξνύκε πωο ε δηαηαξαρή δηαδίδεηαη θαηά κήθνο ηνπ ζρνηληνύ πξνο ην άιιν άθξν ηνπ ελώ νη ζθαίξεο ηαιαληώλνληαη θάζεηα. Τε δηάδνζε απηή ηεο δηαηαξαρήο κε ην ζρνηλί ηε ιέκε θύκα. Μόιηο ην θύκα θζάζεη ζην άιιν άθξν ηόηε όια ηα κέξε ηνπ ζρνηληνύ θαη θπζηθά θαη νη κηθξέο ζθαίξεο ηαιαληώλνληαη θαηαθόξπθα ελώ ην θύκα δηαδίδεηαη νξηδόληηα από ηα αξηζηεξά πξνο ηα δεμηά. Με ηε βνήζεηα ηωλ ελδείμεωλ ζην ηξαπέδη κπνξνύκε λα κεηξήζνπκε ην κήθνο ηνπ θύκαηνο πνπ είλαη ε απόζηαζε κεηαμύ δύν δηαδνρηθώλ θνξπθώλ. Σηελ πξνζνκνίωζε δείρλεηαη ν ρξόλνο πνπ δηαδίδεηαη ην θύκα νπόηε κπνξνύκε λα κεηξήζνπκε θαη ηελ πεξίνδό ηνπ πνπ είλαη ν ρξόλνο πνπ θάλεη κία θνξπθή λα θηάζεη ζηε ζέζε ηεο επόκελεο ηεο ή ν ρξόλνο πνπ απαηηείηαη γηα λα θάλεη κηα κηθξή ζθαίξα κηα πιήξε ηαιάληωζε. Επίζεο κε ηελ βνήζεηα ηωλ ηηκώλ ζηνλ θαηαθόξπθν άμνλα κπνξνύκε λα κεηξήζνπκε θαη ην πιάηνο ηνπ πνπ είλαη ην κηζό ηεο απόζηαζεο κηαο θνξπθήο ηνπ από ηελ επηθάλεηα ηνπ ηξαπεδηνύ. Σπκπέξαζκα από ηελ εθηέιεζε ηνπ πεηξάκαηνο Με ην πείξακα θαηαλνείηαη ε δηάδνζε εγθάξζηνπ θύκαηνο ζε ζρνηλί. 5

6 Παράμετροι Προγράμματος 1. A Τν πιάηνο ηνπ θύκαηνο Παίξλεη ηηκέο από 0.05 ωο 0.45 m 2. T Η πεξίνδνο ηνπ θύκαηνο Παίξλεη ηηκέο από 0.1 ωο 2.5 sec 3. t Ο ρξόλνο παξαηήξεζεο Παίξλεη ηηκέο από 1 ωο 200 sec 4. τ.π. Η ηαρύηεηα ηεο πξνζνκνίωζεο. Παίξλεη ηηκέο από 1 ωο 100 Όζν απμάλεηαη ε ηηκή ηεο παξακέηξνπ ηόζν πην γξήγνξα εθηειείηαη ην πξόγξακκα. 6

7 ΜΗΦΑΝΙΚΑ ΚΥΜΑΤΑ 3. Εγκάρζιο κύμα ζε ζτοινί Οριζόνηιο κύμα Σθνπόο ηεο πξνζνκνίωζεο είλαη ε θαηαλόεζε ηνπ εγθάξζηνπ θύκαηνο πνπ παξάγεηαη από ηελ νξηδόληηα θίλεζε ζρνηληνύ. Γηα ηνλ ζθνπό απηό δείρλεηαη ην θύκα πνπ παξάγεηαη από ηελ νξηδόληηα θίλεζε ζρνηληνύ πάλω ζε κηα επηθάλεηα. Επίζεο γηα ηελ θαηαλόεζε ηνπ πεηξάκαηνο ζην ζρνηλί έρνπλ πξνζδεζεί κηθξέο ζθαίξεο κε αζήκαλην βάξνο ζε ίζεο απνζηάζεηο κεηαμύ ηνπο. Σηελ αξρή ηεο πξνζνκνίωζεο ην ζρνηλί είλαη αθίλεην. Σηε ζπλέρεηα ην αξηζηεξό άθξν ηαιαληώλεηαη (δηαηαξάζζεηαη) παξάιιεια κε ηελ επηθάλεηα ηνπ ηξαπεδηνύ νπόηε παξαηεξνύκε πωο ε δηαηαξαρή δηαδίδεηαη θαηά κήθνο ηνπ ζρνηληνύ πξνο ην άιιν άθξν ηνπ ελώ νη ζθαίξεο ηαιαληώλνληαη θάζεηα ζηε δηεύζπλζε δηάδνζεο. Τε δηάδνζε απηή ηεο δηαηαξαρήο κε ην ζρνηλί ηε ιέκε θύκα. Μόιηο ην θύκα θζάζεη ζην άιιν άθξν ηόηε όια ηα κέξε ηνπ ζρνηληνύ θαη θπζηθά θαη νη κηθξέο ζθαίξεο ηαιαληώλνληαη θάζεηα ζηε δηεύζπλζε δηάδνζεο ελώ ην θύκα δηαδίδεηαη νξηδόληηα από ηα αξηζηεξά πξνο ηα δεμηά. Με ηε βνήζεηα ηωλ ελδείμεωλ ζην ηξαπέδη κπνξνύκε λα κεηξήζνπκε ην κήθνο ηνπ θύκαηνο πνπ είλαη ε απόζηαζε κεηαμύ δύν δηαδνρηθώλ θνξπθώλ. Σηελ πξνζνκνίωζε δείρλεηαη ν ρξόλνο πνπ δηαδίδεηαη ην θύκα νπόηε κπνξνύκε λα κεηξήζνπκε θαη ηελ πεξίνδό ηνπ πνπ είλαη ν ρξόλνο πνπ θάλεη κία θνξπθή λα θηάζεη ζηε ζέζε ηεο επόκελεο ηεο ή ν ρξόλνο πνπ απαηηείηαη γηα λα θάλεη κηα κηθξή ζθαίξα κηα πιήξε ηαιάληωζε. Σπκπέξαζκα από ηελ εθηέιεζε ηνπ πεηξάκαηνο Με ην πείξακα θαηαλνείηαη ε δηάδνζε εγθάξζηνπ θύκαηνο ζε ζρνηλί πνπ θηλείηαη παξάιιεια ζε κηα επηθάλεηα. Παράμετροι Προγράμματος 7

8 1. T Η πεξίνδνο ηνπ θύκαηνο Παίξλεη ηηκέο από 0.3 ωο 2.0 sec 2. A Τν πιάηνο ηνπ θύκαηνο Παίξλεη ηηκέο από 0.05 ωο 0.1 m 3. t Ο ρξόλνο παξαηήξεζεο Παίξλεη ηηκέο από 5 ωο 200 sec 4. τ.π. Η ηαρύηεηα ηεο πξνζνκνίωζεο. Παίξλεη ηηκέο από 1 ωο 100 Όζν απμάλεηαη ε ηηκή ηεο παξακέηξνπ ηόζν πην γξήγνξα εθηειείηαη ην πξόγξακκα 8

9 ΜΗΦΑΝΙΚΑ ΚΥΜΑΤΑ 4. Διάμηκες κύμα ζε ελαηήριο Σθνπόο ηεο πξνζνκνίωζεο είλαη λα θαηαλνεζεί ην δηακήθεο θύκα πνπ παξάγεηαη από ηελ νξηδόληηα θίλεζε ειαηεξίνπ. Γηα ηνλ ζθνπό απηό δείρλεηαη ην θύκα πνπ παξάγεηαη από ηελ νξηδόληηα θίλεζε ειαηεξίνπ πάλω ζε κηα νξηδόληηα επηθάλεηα. Σηελ αξρή ηεο πξνζνκνίωζεο ην ειαηήξην είλαη αθίλεην. Σηε ζπλέρεηα ην αξηζηεξό άθξν ηαιαληώλεηαη (δηαηαξάζζεηαη) νξηδόληηα νπόηε παξαηεξνύκε πωο ε δηαηαξαρή δηαδίδεηαη θαηά κήθνο ηνπ ειαηεξίνπ πξνο ην άιιν άθξν ηνπ ελώ νη ζπείξεο ηνπ ηαιαληώλνληαη ζηελ ίδηα δηεύζπλζε. Μόιηο ην θύκα θζάζεη ζην άιιν άθξν ηόηε όιεο νη ζπείξεο ηαιαληώλνληαη νξηδόληηα ελώ ην θύκα δηαδίδεηαη θαη απηό νξηδόληηα από ηα αξηζηεξά πξνο ηα δεμηά. Παξαηεξνύκε όηη αιινύ νη ζπείξεο ηνπ ειαηεξίνπ είλαη ππθλέο θαη αιινύ αξαηέο. Λέκε όηη θαηά ηε δηάδνζε ηνπ δηακήθνπο θύκαηνο ζρεκαηίδνληαη ππθλώκαηα θαη αξαηώκαηα. Με ηε βνήζεηα ηωλ ελδείμεωλ ζην ηξαπέδη, κπνξνύκε λα κεηξήζνπκε ην κήθνο ηνπ θύκαηνο πνπ είλαη ε απόζηαζε κεηαμύ δύν δηαδνρηθώλ ππθλωκάηωλ ή αξαηωκάηωλ. Επίζεο ζηελ πξνζνκνίωζε δείρλεηαη ν ρξόλνο πνπ δηαδίδεηαη ην θύκα νπόηε κπνξνύκε λα κεηξήζνπκε θαη ηελ πεξίνδό ηνπ πνπ είλαη ν ρξόλνο πνπ θάλεη έλα πύθλωκα (αξαίωκα) λα θηάζεη ζηε ζέζε ηνπ επόκελνπ αξαηώκαηνο (ππθλώκαηνο). Σπκπέξαζκα από ηελ εθηέιεζε ηνπ πεηξάκαηνο Με ην πείξακα θαηαλνείηαη ε δηάδνζε δηακήθνπο θύκαηνο ζε ειαηήξην Παράμετροι Προγράμματος 1. T 9

10 Η πεξίνδνο ηνπ θύκαηνο Παίξλεη ηηκέο από 0.4 ωο 1.0 sec 2. A Τν πιάηνο ηνπ θύκαηνο Παίξλεη ηηκέο από 0.02 ωο 0.12 m 3. t Ο ρξόλνο παξαηήξεζεο Παίξλεη ηηκέο από 5 ωο 200 sec 4. τ.π. Η ηαρύηεηα ηεο πξνζνκνίωζεο. Παίξλεη ηηκέο από 1 ωο 100 Όζν απμάλεηαη ε ηηκή ηεο παξακέηξνπ ηόζν πην γξήγνξα εθηειείηαη ην πξόγξακκα 10

11 ΜΗΦΑΝΙΚΑ ΚΥΜΑΤΑ 5. Διάμηκες κύμα ζε ζηήλη αέρα Σθνπόο ηεο πξνζνκνίωζεο είλαη λα θαηαλνεζεί ην δηακήθεο θύκα πνπ δηαδίδεηαη κέζα ζηνλ αέξα. Γηα ηνλ ζθνπό απηό δείρλεηαη ην θύκα πνπ παξάγεηαη ζε έλα ζωιήλα κε αέξα ν νπνίνο είλαη θιεηζηόο ζην έλα άθξν ηνπ ελώ ην άιιν άθξν ηνπ θιείλεηαη από έκβνιν. Σηελ αξρή ηεο πξνζνκνίωζεο ην έκβνιν είλαη αθίλεην. Σηε ζπλέρεηα ην έκβνιν ηαιαληώλεηαη (δηαηαξάζζεηαη) νξηδόληηα νπόηε παξαηεξνύκε πωο ε δηαηαξαρή δηαδίδεηαη κέζα ζηνλ αέξα θαηά κήθνο ηνπ ζωιήλα πξνο ην άιιν άθξν ηνπ. Λέκε όηη κέζα ζηνλ αέξα δηαδίδεηαη δηακήθεο θύκα. Παξαηεξνύκε όηη αιινύ ηα κόξηα ηνπ αέξα είλαη ππθλά θαη αιινύ αξαηά. Λέκε όηη θαηά ηε δηάδνζε ηνπ δηακήθνπο θύκαηνο ζρεκαηίδνληαη ππθλώκαηα θαη αξαηώκαηα. Με ηε βνήζεηα ηωλ ελδείμεωλ ζην ηξαπέδη, κπνξνύκε λα κεηξήζνπκε ην κήθνο ηνπ θύκαηνο πνπ είλαη ε απόζηαζε κεηαμύ δύν δηαδνρηθώλ ππθλωκάηωλ ή αξαηωκάηωλ. Επίζεο ζηελ πξνζνκνίωζε δείρλεηαη ν ρξόλνο πνπ δηαδίδεηαη ην θύκα νπόηε κπνξνύκε λα κεηξήζνπκε θαη ηελ πεξίνδό ηνπ πνπ είλαη ν ρξόλνο πνπ θάλεη έλα πύθλωκα (αξαίωκα) λα θηάζεη ζηε ζέζε ηνπ επόκελνπ αξαηώκαηνο (ππθλώκαηνο). Σπκπέξαζκα από ηελ εθηέιεζε ηνπ πεηξάκαηνο Με ην πείξακα θαηαλνείηαη ε δηάδνζε δηακήθνπο θύκαηνο ζην αέξα. Παράμετροι Προγράμματος 1. T Η πεξίνδνο ηνπ θύκαηνο Παίξλεη ηηκέο από 0.5 ωο 2.0 sec 11

12 2. A Τν πιάηνο ηνπ θύκαηνο Παίξλεη ηηκέο από 0.05 ωο 0.1 m 3. t Ο ρξόλνο παξαηήξεζεο Παίξλεη ηηκέο από 5 ωο 200 sec 4. τ.π. Η ηαρύηεηα ηεο πξνζνκνίωζεο. Παίξλεη ηηκέο από 1 ωο 100 Όζν απμάλεηαη ε ηηκή ηεο παξακέηξνπ ηόζν πην γξήγνξα εθηειείηαη ην πξόγξακκα 12

13 ΜΗΦΑΝΙΚΑ ΚΥΜΑΤΑ 6. Κσκλικό επιθανειακό κύμα Σθνπόο ηεο πξνζνκνίωζεο είλαη ε θαηαλόεζε ηνπ επηθαλεηαθνύ θύκαηνο πνπ δηαδίδεηαη ζηελ επηθάλεηα ελόο πγξνύ. Γηα ηνλ ζθνπό απηό δείρλεηαη ην θύκα πνπ παξάγεηαη από ηελ θίλεζε πνπ εθηεινύλ ηα κόξηα κηαο επηθάλεηαο λεξνύ. Σηελ αξρή ηεο πξνζνκνίωζεο ε επηθάλεηα ην λεξνύ είλαη αθίλεηε. Σηε ζπλέρεηα ην θέληξν ηεο αξρίδεη λα ηαιαληώλεηαη θαηαθόξπθα επεηδή έπεζε κηα κηθξή ζηαγόλα λεξνύ (ζηελ πξνζνκνίωζε ε ζηαγόλα δελ δείρλεηαη). Παξαηεξνύκε πωο ε δηαηαξαρή δηαδίδεηαη θπθιηθά πξνο όιεο ηεο θαηεπζύλζεηο ζρεκαηίδνληαο όξε θαη θνηιάδεο.. Τε δηάδνζε απηή ηεο δηαηαξαρήο ζηελ επηθάλεηα ηνπ λεξνύ ηε ιέκε επηθαλεηαθό θύκα. Με ην ρξνλόκεηξν κπνξνύκε λα κεηξήζνπκε ην ρξόλν πνπ δηαδίδεηαη ην θύκα θαη ηελ πεξίνδό ηνπ. Τν κήθνο ηνπ θύκαηνο είλαη ε απόζηαζε κεηαμύ δύν δηαδνρηθώλ θνξπθώλ. Τν πιάηνο ηνπ θύκαηνο είλαη ε απόζηαζε κηαο θνξπθήο ηνπ από ηελ ήξεκε επηθάλεηα ηνπ λεξνύ. Σρόιην Αλ θαη ην επηθαλεηαθό θύκα ζε έλα πγξό δείρλεη λα είλαη εγθάξζην ζηελ πξαγκαηηθόηεηα είλαη ζπλδπαζκόο εγθάξζηνπ θαη δηακήθνπο θύκαηνο γηαηί ηα κόξηα ηνπ πγξνύ ηαιαληώλνληαη θαη παξάιιεια θαη θάζεηα ζηε δηεύζπλζε δηάδνζεο ηνπ θύκαηνο. Σπκπέξαζκα από ηελ εθηέιεζε ηνπ πεηξάκαηνο Με ην πείξακα θαηαλνείηαη ε δηάδνζε θύκαηνο ζηελ επηθάλεηα ελόο πγξνύ. Παράμετροι Προγράμματος 13

14 1. T Η πεξίνδνο ηνπ θύκαηνο Παίξλεη ηηκέο από 1 ωο 5 sec 2. A Τν πιάηνο ηνπ θύκαηνο Παίξλεη ηηκέο από 0.02 ωο 2 m 3. t Ο ρξόλνο παξαηήξεζεο Παίξλεη ηηκέο από 5 ωο 200 sec 4. τ.π. Η ηαρύηεηα ηεο πξνζνκνίωζεο. Παίξλεη ηηκέο από 1 ωο 100 Όζν απμάλεηαη ε ηηκή ηεο παξακέηξνπ ηόζν πην γξήγνξα εθηειείηαη ην πξόγξακκα 14

15 ΦΑΡΑΚΤΗΡΙΣΤΙΚΑ ΜΕΓΕΘΗ ΤΟΥ ΚΥΜΑΤΟΣ 7. Επίπεδο επιθανειακό κύμα Σθνπόο ηεο πξνζνκνίωζεο είλαη ε θαηαλόεζε ηνπ θύκαηνο πνπ δηαδίδεηαη ζηελ επηθάλεηα ελόο πγξνύ. Γηα ηνλ ζθνπό απηό δείρλεηαη ην θύκα πνπ παξάγεηαη από ηελ θίλεζε πνπ εθηεινύλ ηα κόξηα κηαο επηθάλεηαο λεξνύ. Σηελ αξρή ηεο πξνζνκνίωζεο ε επηθάλεηα ην λεξνύ είλαη αθίλεηε. Σηε ζπλέρεηα ην θέληξν ηεο αξρίδεη λα ηαιαληώλεηαη θαηαθόξπθα ιόγω θάπνηαο δηαηαξαρήο. Παξαηεξνύκε πωο ε δηαηαξαρή δηαδίδεηαη ζρεκαηίδνληαο όξε θαη θνηιάδεο. Τε δηάδνζε απηή ηεο δηαηαξαρήο ζηελ επηθάλεηα ηνπ λεξνύ ηε ιέκε επηθαλεηαθό θύκα. Τν κήθνο ηνπ θύκαηνο είλαη ε απόζηαζε κεηαμύ δύν δηαδνρηθώλ θνξπθώλ. Σηελ πξνζνκνίωζε δείρλεηαη ν ρξόλνο πνπ δηαδίδεηαη ην θύκα νπόηε κπνξνύκε λα κεηξήζνπκε θαη ηελ πεξίνδό ηνπ πνπ είλαη ν ρξόλνο πνπ θάλεη κία θνξπθή λα θηάζεη ζηε ζέζε ηεο επόκελεο ηεο. Τν πιάηνο ηνπ θύκαηνο είλαη ε απόζηαζε κηαο θνξπθήο ηνπ από ηελ ήξεκε επηθάλεηα ηνπ λεξνύ. Όζν κεγαιύηεξν είλαη ην πιάηνο ηνπ θύκαηνο ηόζν πεξηζζόηεξε ελέξγεηα κεηαθέξεη. Σρόιην Αλ θαη ην επηθαλεηαθό θύκα ζε έλα πγξό δείρλεη λα είλαη εγθάξζην ζηελ πξαγκαηηθόηεηα είλαη ζπλδπαζκόο εγθάξζηνπ θαη δηακήθνπο θύκαηνο γηαηί ηα κόξηα ηνπ πγξνύ ηαιαληώλνληαη θαη παξάιιεια θαη θάζεηα ζηε δηεύζπλζε δηάδνζεο ηνπ θύκαηνο. Σπκπέξαζκα από ηελ εθηέιεζε ηνπ πεηξάκαηνο Με ην πείξακα θαηαλνείηαη ε δηάδνζε θύκαηνο ζηελ επηθάλεηα ελόο πγξνύ. 15

16 Παράμετροι Προγράμματος 1. T Η πεξίνδνο ηνπ θύκαηνο Παίξλεη ηηκέο από 0.1 ωο 2 sec 2. A Τν πιάηνο ηνπ θύκαηνο Παίξλεη ηηκέο από 0.02 ωο 2 m 3. t Ο ρξόλνο παξαηήξεζεο Παίξλεη ηηκέο από 5 ωο 200 sec 4. τ.π. Η ηαρύηεηα ηεο πξνζνκνίωζεο. Παίξλεη ηηκέο από 1 ωο 100 Όζν απμάλεηαη ε ηηκή ηεο παξακέηξνπ ηόζν πην γξήγνξα εθηειείηαη ην πξόγξακκα 16

17 ΙΔΙΟΤΗΤΕΣ ΚΥΜΑΤΩΝ 8. Ανάκλαζη κύμαηος θύκαηνο. Γηα ηνλ ζθνπό απηό δείρλεηαη έλα δηακήθεο θύκα πνπ παξάγεηαη από ηελ ηαιάληωζε κηαο ξάβδνπ κέζα ζε έλα πγξό. Σηελ αξρή ηεο πξνζνκνίωζεο ε ξάβδνο είλαη αθίλεηε. Σηε ζπλέρεηα ε ξάβδνο ηαιαληώλεηαη (δηαηαξάζζεηαη) νπόηε παξαηεξνύκε πωο ε δηαηαξαρή δηαδίδεηαη θαηά κήθνο ηεο δηεύζπλζεο πνπ ηαιαληώλεηαη. Παξαηεξνύκε όηη αιινύ ην πγξό είλαη ππθλό (έρεη έληνλν ρξώκα) θαη αιινύ αξαηό (έρεη απαιό ρξώκα) δειαδή ζρεκαηίδνληαη ππθλώκαηα θαη αξαηώκαηα. Δειαδή παξαηεξνύκε ηελ παξαγωγή θαη δηάδνζε ελόο δηακήθνπο θύκαηνο κέζα ζην πγξό. Μόιηο ην θύκα ζπλαληήζεη ηελ επηθάλεηα ηνπ ππζκέλα (πξάζηλν ρξώκα) αλαθιάηαη. Εύθνια δηαπηζηώλεηαη όηη ε γωλία πξόζπηωζεο (γωλία κεηαμύ δηεύζπλζεο δηάδνζεο θαη θαηαθόξπθνπ) είλαη ίζε κε ηε γωλία αλάθιαζεο (γωλία κεηαμύ δηεύζπλζεο αλάθιαζεο θαη θαηαθόξπθνπ). Σπκπέξαζκα από ηελ εθηέιεζε ηνπ πεηξάκαηνο Με ην πείξακα θαηαλνείηαη ην θαηλόκελν ηεο αλάθιαζεο ελόο θύκαηνο. Παράμετροι Προγράμματος 1. φ π Η γωλία πξόζπηωζεο ηνπ θύκαηνο Παίξλεη ηηκέο από 0 ν ωο 70 ν Με ηελ παξάκεηξν απηή ξπζκίδνπκε ηε γωλία κεηαμύ ηεο δηεύζπλζεο δηάδνζεο ηνπ θύκαηνο θαη θαηαθόξπθνπ. 17

18 2. d Τν κήθνο ηνπ παικνύ Παίξλεη ηηκέο από 0.6 ωο 1.2 m. Με ηελ παξάκεηξν απηή ξπζκίδνπκε πόζν κήθνο έρεη ν παικόο, δειαδή ε δηαηαξαρή ηνπ πγξνύ θαη δελ έρεη ζρέζε κε ην κήθνο θύκαηνο πνπ είλαη ε απόζηαζε κεηαμύ δύν δηαδνρηθώλ παικώλ. 3. t Ο ρξόλνο παξαηήξεζεο Παίξλεη ηηκέο από 5 ωο 200 sec 4. τ.π. Η ηαρύηεηα ηεο πξνζνκνίωζεο. Παίξλεη ηηκέο από 1 ωο 100 Όζν απμάλεηαη ε ηηκή ηεο παξακέηξνπ ηόζν πην γξήγνξα εθηειείηαη ην πξόγξακκα 18

19 ΙΔΙΟΤΗΤΕΣ ΚΥΜΑΤΩΝ 9. Διάθλαζη κύμαηος Σθνπόο ηεο πξνζνκνίωζεο είλαη λα θαηαλνεζεί ην θαηλόκελν ηεο δηάζιαζεο ελόο θύκαηνο. Γηα ηνλ ζθνπό απηό δείρλεηαη έλα δηακήθεο θύκα πνπ παξάγεηαη από ηελ ηαιάληωζε κηαο ξάβδνπ κέζα ζε έλα πγξό (αλνηρηό κπιε ρξώκα) θαη ζηε ζπλέρεηα δηαδίδεηαη ζε έλα άιιν πγξό (ζθνύξν κπιε ρξώκα) Σηελ αξρή ηεο πξνζνκνίωζεο ε ξάβδνο είλαη αθίλεηε. Σηε ζπλέρεηα ε ξάβδνο ηαιαληώλεηαη (δηαηαξάζζεηαη) νπόηε παξαηεξνύκε πωο ε δηαηαξαρή δηαδίδεηαη θαηά κήθνο ηεο δηεύζπλζεο πνπ ηαιαληώλεηαη. Παξαηεξνύκε όηη αιινύ ην πγξό είλαη ππθλό (έρεη έληνλν ρξώκα) θαη αιινύ αξαηό (έρεη απαιό ρξώκα) δειαδή ζρεκαηίδνληαη ππθλώκαηα θαη αξαηώκαηα. Δειαδή παξαηεξνύκε ηελ παξαγωγή θαη δηάδνζε ελόο δηακήθνπο θύκαηνο κέζα ζην πγξό. Μόιηο ην θύκα ζπλαληήζεη ηελ επηθάλεηα πνπ ρωξίδεη ηα δύν πγξά αιιάδεη θαηεύζπλζε ιόγω ηνπ θαηλόκελνπ ηεο δηάζιαζεο. Με ην πξόγξακκα κπνξνύκε λα κειεηήζνπκε ην θαηλόκελνπ ηεο δηάζιαζεο αλ κεηαβάιινπκε ηηο ηηκέο ηεο γωλίαο πξόζπηωζεο (γωλία κεηαμύ δηεύζπλζεο δηάδνζεο θαη θαηαθόξπθνπ) θαη ηηο ηηκέο πνπ έρνπλ νη δείθηεο δηάζιαζεο ηωλ δύν πγξώλ. Παξαηεξνύκε όηη αλ ν δείθηεο δηάζιαζεο ηνπ πγξνύ ζην νπνίν παξάγεηαη ην θύκα (ην επάλω πγξό) είλαη κηθξόηεξνο ηνπ δείθηε δηάζιαζεο ηνπ άιινπ πγξνύ ηόηε ην θύκα κεηά ηελ δηάζιαζε: α) ζπγθιίλεη πξνο ηελ θαηαθόξπθν, δειαδή ε γωλία δηάζιαζεο είλαη κηθξόηεξε από ηε γωλία πξόζπηωζεο β) ειαηηώλεηαη ε ηαρύηεηα δηάδνζήο ηνπ γ) ειαηηώλεηαη ην κήθνο θύκαηνο, πνπ είλαη ε απόζηαζε κεηαμύ δύν δηαδνρηθώλ παικώλ. δ) ε πεξίνδνο δελ κεηαβάιιεηαη 19

20 Σρόιην Αλ ην επάλω πγξό έρεη κηθξόηεξν δείθηε δηάζιαζεο από ην θάηω πγξό ηόηε ππάξρεη πεξίπηωζε ην θύκα λα αλαθιαζηεί αληί λα δηαζιαζηεί. Τόηε ην πξόγξακκα βγάδεη κήλπκα κε ηηο ζρεηηθέο νδεγίεο Σπκπέξαζκα από ηελ εθηέιεζε ηνπ πεηξάκαηνο Με ην πείξακα θαηαλνείηαη ην θαηλόκελν ηεο δηάζιαζεο ελόο θύκαηνο. Παράμετροι Προγράμματος 1. φ π Η γωλία πξόζπηωζεο ηνπ θύκαηνο Παίξλεη ηηκέο από 0 ν ωο 70 ν Με ηελ παξάκεηξν απηή ξπζκίδνπκε ηε γωλία κεηαμύ ηεο δηεύζπλζεο δηάδνζεο ηνπ θύκαηνο θαη θαηαθόξπθνπ. 2. d Τν κήθνο ηνπ παικνύ Παίξλεη ηηκέο από 0.6 ωο 1.2 m. Με ηελ παξάκεηξν απηή ξπζκίδνπκε πόζν κήθνο έρεη ν παικόο, δειαδή ε δηαηαξαρή ηνπ πγξνύ θαη δελ έρεη ζρέζε κε ην κήθνο θύκαηνο πνπ είλαη ε απόζηαζε κεηαμύ δύν δηαδνρηθώλ παικώλ. 3. n 1 Ο δείθηεο δηάζιαζεο ηνπ πξώηνπ κέζνπ Παίξλεη ηηκέο από 2 ωο 2 4. n 2 Ο δείθηεο δηάζιαζεο ηνπ δεύηεξνπ κέζνπ Παίξλεη ηηκέο από 1 ωο 2 5. t Ο ρξόλνο παξαηήξεζεο Παίξλεη ηηκέο από 5 ωο 200 sec 6. τ.π. Η ηαρύηεηα ηεο πξνζνκνίωζεο. Παίξλεη ηηκέο από 1 ωο 100 Όζν απμάλεηαη ε ηηκή ηεο παξακέηξνπ ηόζν πην γξήγνξα εθηειείηαη ην πξόγξακκα 20

21 ΗΦΗΤΙΚΑ ΚΥΜΑΤΑ 10. Διάδοζη ητηηικού κύμαηος ζε ζωλήνα Γηα ηνλ ζθνπό απηό ζην επάλω κέξνο ηεο πξνζνκνίωζεο δείρλεηαη έλα ερεηηθό θύκα πνπ παξάγεηαη ζε έλα ζωιήλα κε αέξα ν νπνίνο είλαη θιεηζηόο ζην έλα άθξν ηνπ ελώ ην άιιν άθξν ηνπ θιείλεηαη από έκβνιν. Σηελ αξρή ηεο πξνζνκνίωζεο ην έκβνιν είλαη αθίλεην. Σηε ζπλέρεηα ην έκβνιν ηαιαληώλεηαη (δηαηαξάζζεηαη) νξηδόληηα νπόηε παξαηεξνύκε πωο ε δηαηαξαρή δηαδίδεηαη κέζα ζηνλ αέξα θαηά κήθνο ηνπ ζωιήλα πξνο ην άιιν άθξν ηνπ. Λέκε όηη κέζα ζηνλ αέξα δηαδίδεηαη δηακήθεο θύκα. Παξαηεξνύκε όηη αιινύ ηα κόξηα ηνπ αέξα είλαη ππθλά θαη αιινύ αξαηά. Λέκε όηη θαηά ηε δηάδνζε ηνπ δηακήθνπο θύκαηνο ζρεκαηίδνληαη ππθλώκαηα θαη αξαηώκαηα. Σην θάηω κέξνο ηεο πξνζνκνίωζεο δείρλεηαη ε κεηαβνιή ηεο πίεζεο θαηά κήθνο ηνπ ζωιήλα ζε ζρέζε κε ην ρξόλν. Παξαηεξνύκε όηη ζηηο ζέζεηο πνπ θάπνηα ζηηγκή ππάξρνπλ ππθλώκαηα ε πίεζε έρεη κεγάιεο ηηκέο ελώ ζηε ζέζε πνπ ππάξρνπλ αξαηώκαηα ε πίεζε έρεη κηθξέο ηηκέο Σπκπέξαζκα από ηελ εθηέιεζε ηνπ πεηξάκαηνο Με ην πείξακα θαηαλνείηαη ε δηάδνζε ερεηηθνύ θύκαηνο. Παράμετροι Προγράμματος 1. T Η πεξίνδνο ηνπ θύκαηνο Παίξλεη ηηκέο από 0.2 ωο 2 sec 2. A Τν πιάηνο ηνπ θύκαηνο 21

22 Παίξλεη ηηκέο από 0.05 ωο 1 m 3. t Ο ρξόλνο παξαηήξεζεο Παίξλεη ηηκέο από 5 ωο 200 sec 4. τ.π. Η ηαρύηεηα ηεο πξνζνκνίωζεο. Παίξλεη ηηκέο από 1 ωο 100 Όζν απμάλεηαη ε ηηκή ηεο παξακέηξνπ ηόζν πην γξήγνξα εθηειείηαη ην πξόγξακκα 22

23 ΗΦΟΣ 11. Ανάκλαζη ητηηικού κύμαηος Σθνπόο ηεο πξνζνκνίωζεο είλαη λα θαηαλνεζεί ην θαηλόκελν ηεο αλάθιαζεο ελόο ερεηηθνύ θύκαηνο. Γηα ηνλ ζθνπό απηό δείρλεηαη έλα δηάκεθεο θύκα πνπ παξάγεηαη από κηα ερεηηθή πεγή πνπ αλαθιάηαη ζε κηα θαηαθόξπθε επηθάλεηα. Παξαηεξνύκε όηη ηα ππθλώκαηα (έληνλν ρξώκα) θαη αξαηώκαηα ζρεκαηίδνπλ θύθινπο κε θέληξν ηελ ερεηηθή πεγή. Επίζεο πωο απιώλνληαη ζην ρώξν θαηά ηε δηάδνζή ηνπο. Η απόζηαζε κεηαμύ δύν δηαδνρηθώλ ππθλωκάηωλ ηζνύηαη κε ην κήθνο ι ηνπ ερεηηθνύ θύκαηνο. Η πεξίνδνο Τ ηνπ θύκαηνο ηζνύηαη κε ηελ πεξίνδν ηεο πεγήο πνπ παξάγεη ηνλ ήρν. Αλ κεηαβάιιεηε ηελ πεξίνδν ηεο πεγήο ηόηε κεηαβάιιεηαη θαη ην κήθνο θύκαηνο. Η ηαρύηεηα ηνπ ήρνπ ζηνλ αέξα ζε ζεξκνθξαζία 20 ν Κειζίνπ είλαη 344 m/sec. Μόιηο ην θύκα ζπλαληήζεη ηελ επηθάλεηα αλαθιάηαη. Τν κήθνο θύκαηνο κεηά ηελ αλάθιαζε δελ κεηαβάιιεηαη. Επίζεο ζηελ πξνζνκνίωζε δείρλεηαη ν ρξόλνο πνπ δηαδίδεηαη ην θύκα νπόηε κπνξνύκε λα κεηξήζνπκε θαη ηελ πεξίνδό ηνπ θύκαηνο πνπ είλαη ν ρξόλνο πνπ θάλεη έλα πύθλωκα λα θηάζεη ζηε ζέζε ηεο επόκελνπ. Σπκπέξαζκα από ηελ εθηέιεζε ηνπ πεηξάκαηνο Με ην πείξακα θαηαλνείηαη ην θαηλόκελν ηεο αλάθιαζεο ελόο θύκαηνο. 23

24 1. T Η πεξίνδνο ηνπ θύκαηνο Παίξλεη ηηκέο από 0.1 ωο 0.7 sec 2. t Ο ρξόλνο παξαηήξεζεο Παίξλεη ηηκέο από 5 ωο 200 sec Παράμετροι Προγράμματος 3. τ.π. Η ηαρύηεηα ηεο πξνζνκνίωζεο. Παίξλεη ηηκέο από 1 ωο 100 Όζν απμάλεηαη ε ηηκή ηεο παξακέηξνπ ηόζν πην γξήγνξα εθηειείηαη ην πξόγξακκα 24