▷ 波の振動速度

この記事では、波の振動速度 (振動速度とも呼ばれます) について説明します。さらに、波の振動速度を計算する方法もわかります。

発振速度とは何ですか?

振動速度、または振動速度は、波が振動する速度を示す量です。言い換えれば、波の振動速度は、波の垂直方向の伸びが変化する速度です。

物理学では、振動速度は通常、記号 v_とで表されます。

振動速度の意味を完全に理解するには、それが波の垂直方向の速度であることを理解することが重要です。波の水平方向の速度は波が前に進む速度であり、異なるタイプの速度です。以下では、これら 2 つのタイプの速度の違いを見ていきます。

波の中の各粒子は異なる速度で振動する可能性があるため、波の振動速度は一定ではないことに注意してください。

波の振動速度は、時間に対する波の運動方程式の微分に等しい。したがって、波の振動速度を計算するには、まずその運動方程式を見つけてから、それを時間に関して推定する必要があります。

したがって、波の動きを説明する方程式を考えると、次のようになります。

$y(x,t)=A\cdot \text{sin}(k\cdot x\pm w\cdot t+\phi_0)$

波の振動速度は、時間に関して上記の方程式を導出することで得られます。

$v_y(x,t)=\cfrac{dy(x,t)}{dt}=-\omega \cdot A\cdot \text{cos}(k\cdot x\pm w\cdot t+\phi_0 )$

金：

注:角速度の前の符号は、波の進行方向を決定します。符号が負の場合は波が右に向かって伝播することを意味し、一方、符号が正の場合は波が左に向かって伝播することを意味します。

振動速度の公式とその運動方程式を解析すると、最大速度がいつ発生するかを判断できます。最大振動速度は、粒子が平衡位置 (y=0) を通過するときに発生します。一方、粒子が振動の端のいずれか (y=A または y= -TO) にあるとき、振動速度はゼロになります。）。

国際システム (SI) における振動速度の単位は、メートルを 1 秒あたりに分割したもの (m/s) です。

最後に、振動の速度と波の伝播速度の違いを見ていきます。これら 2 つのタイプの速度は関連していますが、2 つの異なる概念であるためです。

伝播速度は波が伝播する速度、つまり伝播速度は波が縦方向に進む速度です。

したがって、振動速度と伝播速度の違いは、振動速度は波の中の粒子の垂直方向の速度であるのに対し、伝播速度は波が水平方向に伝播する速度であるということです。