Гіпермаркет знань >> Фізика і астрономія >> Фізика 8 клас >> Фізика: Механічні хвилі
Пам'ятайте, як писав Козьма Прутков: "Кидаючи в воду камінці, дивись на кола, ними утворені; інакше таке кидання буде пустою забавою". Ці кола (у вигляді чергуються гребенів і западин) є прикладом обурення спокійною до цього поверхні води. Виникнувши в одному місці (куди був кинутий камінчик), вони відразу ж починають поширюватися на всі боки (рис. 41). Це і є хвилі. 
Хвилі на поверхні рідини існують завдяки дії на частки рідини сил тяжкості і сил міжмолекулярної взаємодії. Найбільш поширеними і примітними серед хвиль цього типу є морські хвилі, т. Е. Хвилі на поверхні морів і океанів.
Англійський вчений А. Еддінгтон писав, що "подорожує на кораблі здається, що океан складається з хвиль, а не з води" .Перші ознаки хвиль (легка брижі у вигляді паралельних рядів) починають з'являтися після того, як швидкість вітру, що діє на поверхню води, досягає 1,1 м / с. У міру збільшення швидкості вітру характер хвиль змінюється, висота гребенів збільшується, а їх форма ускладнюється. Висота хвиль в Балтійському морі доходить до 5 м, в Атлантичному океані - до 9 м, а в водах південної півкулі, де водне кільце охоплює всю Землю, спостерігалися хвилі висотою 12-13 м, що переміщаються зі швидкістю близько 20 м / с!
Коли морські хвилі доходять до берега, то при різкій зміні глибини водного шару поблизу нього можуть спостерігатися надзвичайно високі (іноді висотою до кількох десятків метрів) взброси води. При цьому кінетична енергія величезних мас води передається зустрічним (береговим) перешкодам, які можуть не витримати натиску води і зруйнуватися. Руйнівна сила прибою іноді досягає дивно великих значень.
Так, наприклад, на островах Шетлендських можна знайти уламки скель масою до 13 т, які були викинуті прибоєм на висоту близько 20 м. А в Більбао (Іспанія) прибоєм був перевернутий і скинутий з місця бетонний масив в 1700 т!
Поряд з хвилями на поверхні рідини в механіці вивчають так звані пружні хвилі - обурення, що поширюються в різних середовищах завдяки дії в них сил пружності. Самі ці середовища називають пружними. Обурення пружного середовища - це будь-яке відхилення частинок цього середовища від свого положення рівноваги.
Візьмемо, наприклад, довгу мотузку (або гумову трубку) і прикріпимо один з її кінців до стіни. Туго натягнувши мотузку, різким бічним рухом руки створимо на її незакріпленому кінці короткочасне обурення. Ми побачимо, що це обурення "побіжить" уздовж мотузки і, дійшовши до стіни, відіб'ється назад (рис. 42). 
Початкове обурення середовища, що приводить до появи в ній хвилі, викликається дією в ній будь-якого стороннього тіла, званого джерелом хвилі. Це може бути рука людини, який вдарив по мотузці; камінчик, впав у воду, і т. д.
Якщо дію джерела носить короткочасний характер, то в середовищі виникає так звана одиночна хвиля (див. Рис. 42). Якщо ж джерело хвилі здійснює тривалу коливальний рух, то хвилі в середовищі починають йти одна за одною. Подібну картину можна побачити, помістивши над ванною з водою вібруючу пластину, що має наконечник, опущений в воду.
Необхідною умовою виникнення хвилі є поява в момент виникнення обурення перешкоджають йому сил, наприклад сил пружності. Ці сили прагнуть зблизити сусідні частинки середовища, якщо вони розходяться, і растолкнуть їх, коли вони зближуються. Діючи на все більш віддалені від джерела частки середовища, сили пружності починають виводити їх з положення рівноваги . Поступово всі частинки середовища одна за одною залучаються до коливальний рух. Поширення цих коливань і представляється у вигляді хвилі.
У будь-який пружною хвилі одночасно існують два види руху: коливання частинок середовища і поширення обурення. Хвиля, в якій частинки середовища коливаються вздовж напрямку її поширення, називається поздовжньої, а хвиля, в якій частинки середовища коливаються поперек напрямку її поширення, називається поперечною.
У поздовжньої хвилі обурення представляють собою стиснення і розрідження середовища (рис. 43, а), а в поперечної - зміщення (зрушення) одних верств середовища щодо інших (рис. 43, б). але деформація стиснення завжди супроводжується виникненням сил пружності, в той час як деформація зсуву призводить до появи сил пружності тільки в твердих тілах: зсув шарів в газах і рідинах виникненням сил пружності не супроводжується. Тому поздовжні хвилі можуть поширюватися в усіх середовищах (ів рідких, і в твердих, і в газоподібних), а поперечні - тільки в твердих. 
Хвилі на поверхні води (або будь-який інший рідини) не є ні поздовжніми, ні поперечними. Вони мають складний, поздовжньо-поперечний характер, при якому частинки рідини рухаються або по колах (рис. 44), або по витягнутих в горизонтальному напрямку еліпсам. У цьому легко можна переконатися, спостерігаючи за переміщеннями на воді легкої тріски. Але це ще не все. Кругові рухи частинок на поверхні води (особливо при великій амплітуді коливань ) Супроводжуються їх повільним переміщенням в напрямку поширення хвилі. Саме цим пояснюються всі ті "дари моря", які можна виявити на березі. 
??? 1. Чим відрізняються пружні хвилі від хвиль на поверхні рідини? 2. Що розуміють під обуренням пружного середовища? 3. У чому полягає необхідна умова виникнення хвилі? 4. Які хвилі називають поздовжніми? поперечними? 5. В яких середовищах поширюються повздовжні хвилі? поперечні? 6. Як рухаються частинки в хвилях на поверхні води?
С.В. Громов, Н.А. Вітчизна, Фізика 8 клас
Відіслано читачами з інтернет-сайтів
Вся фізика онлайн , Вивчай фізику безкоштовно, матеріали з фізики 8 клас, завдання і відповіді з фізики за класами, плани конспектів уроків з фізики 8 клас
зміст уроку 
конспект уроку
опорний каркас презентація уроку акселеративного методи інтерактивні технології Практика завдання і вправи самоперевірка практикуми, тренінги, кейси, квести домашні завдання дискусійні питання риторичні питання від учнів Ілюстрації аудіо-, відео- та мультимедіа фотографії, картинки графіки, таблиці, схеми гумор, анекдоти, приколи, комікси притчі, приказки, кросворди, цитати Доповнення реферати статті фішки для допитливих шпаргалки підручники основні і додаткові словник термінів інші Удосконалення підручників та уроків виправлення помилок в підручнику оновлення фрагмента в підручнику елементи новаторства на уроці заміна застарілих знань новими Тільки для вчителів ідеальні уроки календарний план на рік методичні рекомендації програми обговорення Інтегровані уроки
Якщо у вас є виправлення або пропозиції до даного уроку, Напишіть нам .
Якщо ви хочете побачити інші коригування та побажання до уроків, дивіться тут - освітній форум .
1. Чим відрізняються пружні хвилі від хвиль на поверхні рідини?2. Що розуміють під обуренням пружного середовища?
3. У чому полягає необхідна умова виникнення хвилі?
4. Які хвилі називають поздовжніми?
Поперечними?
5. В яких середовищах поширюються повздовжні хвилі?
Поперечні?
6. Як рухаються частинки в хвилях на поверхні води?
