In diesem Artikel wird erklärt, wie hoch die Schwingungsgeschwindigkeit einer Welle ist, auch Vibrationsgeschwindigkeit genannt. Außerdem erfahren Sie, wie Sie die Schwingungsgeschwindigkeit einer Welle berechnen.
Was ist die Schwingungsgeschwindigkeit?
Die Schwingungsgeschwindigkeit oder Vibrationsgeschwindigkeit ist eine Größe, die die Geschwindigkeit angibt, mit der eine Welle schwingt. Mit anderen Worten: Die Schwingungsgeschwindigkeit einer Welle ist die Geschwindigkeit, mit der die Welle ihre vertikale Ausdehnung ändert.
In der Physik wird die Schwingungsgeschwindigkeit üblicherweise durch das Symbol v und dargestellt.
Um die Bedeutung der Schwingungsgeschwindigkeit vollständig zu verstehen, ist es wichtig zu verstehen, dass es sich dabei um die vertikale Geschwindigkeit der Welle handelt. Die horizontale Geschwindigkeit der Welle ist die Geschwindigkeit, mit der sie sich vorwärts bewegt, und ist daher eine andere Art von Geschwindigkeit. Im Folgenden werden wir die Unterschiede zwischen diesen beiden Geschwindigkeitstypen sehen.
Es ist zu beachten, dass die Schwingungsgeschwindigkeit einer Welle nicht konstant ist, da jedes Teilchen in der Welle mit einer anderen Geschwindigkeit schwingen kann.
Schwunggeschwindigkeitsformel
Die Schwingungsgeschwindigkeit einer Welle ist gleich der Ableitung der Bewegungsgleichung der Welle nach der Zeit. Um die Schwingungsgeschwindigkeit einer Welle zu berechnen, muss man daher zunächst ihre Bewegungsgleichung finden und sie dann in Bezug auf die Zeit ableiten.
Gegeben sei also die Gleichung, die die Bewegung einer Welle beschreibt:
Die Schwingungsgeschwindigkeit der Welle erhält man, indem man die obige Gleichung in Abhängigkeit von der Zeit herleitet:
Gold:
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ist die Ausdehnung der Welle.
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ist die Ausdehnung der Welle.
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ist der Abstand vom untersuchten Punkt zum Ursprung der Welle.
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ist der Moment der Zeit.
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ist die Amplitude der Welle.
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ist die Wellenzahl.
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ist die Kreisfrequenz oder Pulsation.
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ist die Anfangsphase der Welle.
Hinweis: Das Vorzeichen vor der Winkelgeschwindigkeit bestimmt die Ausbreitungsrichtung der Welle. Wenn das Vorzeichen negativ ist, bedeutet dies, dass sich die Welle nach rechts ausbreitet. Ist das Vorzeichen hingegen positiv, bedeutet dies, dass sich die Welle nach links ausbreitet.
Wenn wir die Formel für die Schwingungsgeschwindigkeit zusammen mit ihrer Bewegungsgleichung analysieren, können wir bestimmen, wann die maximale Geschwindigkeit auftritt. Die maximale Schwingungsgeschwindigkeit tritt auf, wenn das Teilchen seine Gleichgewichtslage durchläuft (y=0). Andererseits ist die Schwingungsgeschwindigkeit Null, wenn sich das Teilchen an einem der Enden der Schwingungen befindet (y=A oder y= -TO). ).
Die Einheit der Schwingungsgeschwindigkeit im Internationalen System (SI) ist der Meter geteilt pro Sekunde (m/s).
Schwinggeschwindigkeit und Ausbreitungsgeschwindigkeit
Abschließend werden wir sehen, was der Unterschied zwischen der Schwingungsgeschwindigkeit und der Ausbreitungsgeschwindigkeit einer Welle ist, denn obwohl diese beiden Arten von Geschwindigkeit miteinander zusammenhängen, handelt es sich um zwei unterschiedliche Begriffe.
Ausbreitungsgeschwindigkeit ist die Geschwindigkeit, mit der sich eine Welle ausbreitet, dh Ausbreitungsgeschwindigkeit ist die Geschwindigkeit, mit der sich eine Welle in Längsrichtung ausbreitet.
Daher besteht der Unterschied zwischen Schwingungsgeschwindigkeit und Ausbreitungsgeschwindigkeit darin, dass die Schwingungsgeschwindigkeit die vertikale Geschwindigkeit der Teilchen in der Welle ist, während die Ausbreitungsgeschwindigkeit die Geschwindigkeit ist, mit der sich die Welle horizontal ausbreitet.