파동 계수의 전파 속도 및 측정 방법



그 파 전파 속도 파의 외란이 변위를 따라 전파하는 속도를 측정하는 크기입니다. 웨이브가 전파되는 속도는 웨이브의 유형과 그것이 전파되는 매체에 따라 달라집니다.

논리적으로, 육지 나 바다를 통과하는 공기를 통과하는 파도가 같은 속도로 움직이지 않을 것입니다. 같은 방식으로 지진파, 소리 또는 빛이 같은 속도로 진행되지 않습니다. 예를 들어, 진공 상태에서 전자기파는 빛의 속도로 전파됩니다. 즉, 300,000 km / s.

공기 중에 소리가 나는 경우 전파 속도는 343m / s입니다. 일반적으로 기계적 파동의 경우 재료를 통과하는 속도는 주로 밀도와 강성의 두 가지 특성에 따라 달라집니다. 어쨌든, 일반적으로 속도는 파장의 값 및 기간과 관련된다.

관계는 다음과 같이 지수로 수학적으로 표현 될 수 있습니다. v = λ / T, 여기서 v는 초당 미터로 측정 된 파의 속도, λ는 미터로 측정 된 파장, T는 초 단위로 측정 한주기입니다.

색인

  • 1 측정 방법?
  • 그것이 좌우하는 2 요인
    • 2.1 문자열상의 횡파 전파 속도
    • 2.2 소리 전파 속도
    • 2.3 전자파의 전파 속도
  • 3 연습 문제 해결
    • 3.1 첫 번째 운동
    • 3.2 두 번째 운동
  • 4 참고

측정 방법?

이미 위에서 언급했듯이, 일반적으로 파동의 속도는 파동의 파장과 파동주기에 의해 결정됩니다.

따라서 웨이브의주기와 주파수가 반비례한다는 점을 감안할 때, 웨이브의 주파수에 따라 속도가 달라질 수 있습니다..

이러한 관계는 수학적으로 다음과 같이 표현할 수 있습니다.

v = λ / T = λ · f

이 식에서 f는 Hz 단위로 측정 된 파의 주파수입니다..

이러한 관계는 속도, 공간 및 시간 사이의 관계를 표현하는 또 다른 방법 일뿐입니다. v = s / t, 여기서 s는 움직이는 물체가 이동 한 공간을 나타냅니다..

따라서 전파가 전파되는 속도를 알기 위해서는 파장과 그주기 또는 주파수를 알아야합니다. 위에서 볼 때, 속도는 파동의 에너지 나 진폭에 좌우되지 않는다는 것이 분명합니다.

예를 들어, 로프를 따라 물결의 전파 속도를 측정하려면 로프의 한 지점에서 다른 지점으로 이동하는 데 걸리는 시간을 결정하여 수행 할 수 있습니다.

의존 요인

궁극적으로 웨이브의 전파 속도는 웨이브 유형과 웨이브의 이동 특성에 따라 달라집니다. 다음은 특정 사례입니다..

횡파의 전파 속도

파도의 속도가 일반적으로 의존하는 요인이 무엇인지 이해하는 매우 간단하고 매우 그래픽적인 예는 문자열을 따라 움직이는 횡파의 것입니다.

다음의 표현식은 이러한 파동의 전파 속도를 결정할 수 있습니다.

v = √ (T / μ)

이 식에서 μ는 미터 당 선형 킬로그램 밀도이고, T는 스트링의 장력이다..

소리 전파 속도

사운드는 기계적 파동의 특별한 경우입니다. 그러므로, 그것은 이동하는 수단을 필요로하고, 진공 상태에서 그렇게 할 수는 없다..

소리가 재료 매체를 통과하는 속도는 온도, 밀도, 압력, 습도 등 전송되는 매체의 특성에 따라 달라집니다..

소리는 액체보다 고체 상태의 몸체에서 더 빠르게 이동합니다. 같은 방식으로 가스보다 액체에서 더 빨리 진행되기 때문에 공기보다 물속에서 더 빠르게 이동합니다

특히 20 ºC의 온도에서 공기의 전파 속도는 343 m / s입니다.

전자파의 전파 속도

횡파의 일종 인 전자파가 공간을 통해 전파됩니다. 따라서 이동 수단이 필요하지 않습니다. 이동 수단을 사용할 수 없습니다..

전자기파는 약 30 만 km / s (빛의 속도)로 움직입니다. 속도에 따라 전자기 스펙트럼을 구성하는 주파수 범위로 그룹화됩니다.

해결 된 연습 문제

첫 번째 운동

로프 장력이 8N이고 총 질량이 12kg 인 경우 횡파가 6m 길이의 로프를 통해 전파되는 속도를 계산합니다.

솔루션

계산해야 할 첫 번째 것은 문자열의 선형 밀도입니다.

 μ = 12 / 6 = 2kg / m

이것이 완료되면 전파 속도를 결정하는 것이 이미 가능합니다. 전파 속도는 식에서 대체됩니다.

v = √ (T / μ) = √ (8/2) = 2m / s

두 번째 운동

뮤지컬 음표의 주파수는 440Hz 인 것으로 알려져 있습니다. 전파에서 전파 속도가 340m / s 인 것을 알면 공기와 물의 파장이 모두 무엇인지 결정할 수 있습니다. 물은 1400 m / s에 이른다..

솔루션

우리는 파장을 계산하기 위해 λ 다음 표현식의 :

v = λ ∙ f

너는 얻는다 : λ = v / f

이 진술의 데이터를 대체하면 다음과 같은 결과가 도출됩니다.

λ 공기 = 340/440 = 0.773m

λ 물 = 1400/440 = 3.27m

참고 문헌

  1. 웨이브 (n.d.). Wikipedia에서. 2018 년 5 월 19 일 en.wikipedia.org에서 검색 함.
  2. 위상 속도 (n.d.). Wikipedia에서. 2018 년 5 월 19 일 en.wikipedia.org에서 검색 함.
  3. 소리의 속도 (n.d.). Wikipedia에서. 2018 년 5 월 19 일 en.wikipedia.org에서 검색 함.
  4. 피달고 산체스, 호세 안토니오 (2005). 물리학 및 화학. 에베레스트
  5. 데이비드 C. 캐시디, 제럴드 제임스 홀튼, 플로이드 제임스 러더퍼드 (2002). 물리학 이해하기. Birkhäuser.
  6. 프랑스어, A.P. (1971). 진동 및 파동 (M.I.T. 입문 물리학 시리즈). 넬슨 쏜즈.
  7. Crawford jr., Frank S. (1968). 파도 (버클리 물리학 과정, 3 권), McGraw-Hill.