파도의 움직임

이 기사에서는 물리학에서 파동 운동이 무엇인지, 그리고 그 특성이 무엇인지 설명합니다. 따라서 파동 운동의 정의, 파동 운동 공식 및 다양한 유형의 파동 운동이 무엇인지 확인할 수 있습니다.

파동이란 무엇입니까?

파동 운동은 조화파로 표현되는 운동입니다. 즉, 파동은 연속적이고 주기적으로 진동하는 교란의 전파입니다.

따라서 파동 운동은 파동이 평형 위치를 중심으로 진동할 때 만드는 움직임입니다.

예를 들어 줄을 한쪽 끝에 묶고 다른 쪽 끝에서 진동시키면 줄이 수직으로 진동하면서 파동이 발생하여 파동이 발생합니다.

또한 파동 운동의 특징 중 하나는 에너지를 한 곳에서 다른 곳으로 전달하지만 중요하지는 않다는 것입니다.

파도 움직임의 예

파동 운동의 개념을 완전히 이해하기 위해 이러한 유형의 운동에 대한 몇 가지 예를 살펴보겠습니다.

파도 움직임의 예:

  • 음파는 파도와 같은 움직임입니다.
  • 돌을 던질 때 연못 표면에 발생하는 파동은 파동 운동입니다.
  • 줄의 진동에 의해 발생하는 파동은 파동운동이다.
  • 소스를 통해 전파되는 파동은 파동 운동입니다.

파도의 움직임의 특징

파도의 움직임의 특징은 다음과 같습니다.

  • Elongation(y) : 파동의 위치와 평형 위치 사이의 거리입니다.
  • 진폭(A) : 최대 확장과 평형 위치 사이의 거리입니다.
  • 크레스트(Crest) : 파도의 가장 높은 지점.
  • 밸리(Valley) : 파도의 가장 낮은 지점.
  • 주기 또는 진동 : 한 지점에서 다음 등가 지점까지의 파동 경로입니다.
  • 파장(λ) : 파동의 연속된 두 등가점 사이의 거리입니다.
  • 주기(T) : 완전한 진동을 완료하는 데 필요한 시간입니다.
  • 주파수(f) : 단위 시간당 파동이 생성하는 진동 또는 진동 수입니다.
  • f=\cfrac{1}{T}

  • 각주파수(또는 맥동)(Ω) : 파동이 진동하는 속도입니다.
  • \omega=\cfrac{2\cdot \pi}{T}=2\cdot \pi \cdot f

  • 파수(k) : 2π미터 길이에 걸쳐 진행되는 주기 수로 정의됩니다.
  • k=\cfrac{2\cdot \pi}{\lambda}

  • 전파 속도(v) : 파동이 전파되는 속도입니다.
  • v=\cfrac{\lambda}{T}=\cfrac{\omega}{k}

파동 운동의 특징

파동의 공식

파동 운동 방정식은 y(x,t) = A sin(k x ± Ω t + ψ 0 )입니다. 이 공식은 주어진 위치와 특정 시간에 파동 운동 지점의 신장을 계산하는 데 사용됩니다.

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

금:

  • y

    파동의 연장이다.

  • A

    파동의 진폭이다.

  • x

    연구한 지점에서 파동의 근원지까지의 거리입니다.

  • k

    파수입니다.

  • \omega

    각주파수 또는 맥동입니다.

  • t

    시간의 순간입니다.

  • \phi_0

    파동의 초기 단계이다.

각속도 앞의 부호는 파동의 진행 방향을 결정합니다. 음수이면 파동의 움직임이 오른쪽으로 전파된다는 의미이고, 부호가 양수이면 파동의 움직임이 왼쪽으로 전파된다는 의미입니다.

참고: 파동 방정식을 표현하는 방법에는 여러 가지가 있으므로 코사인 함수로 표현할 수도 있습니다. 하지만 가장 많이 사용되는 표현은 이 글에서 설명하는 함수이다.

파동의 종류

파도의 움직임을 분류하는 방법에는 여러 가지가 있으므로 이제 분류하기 위해 선택한 기준에 따라 다양한 유형의 파도 움직임이 무엇인지 살펴보겠습니다.

전파 차원에 따르면

  • 1차원 파동 운동 : 파동 운동은 한 방향으로만 전파됩니다.
  • 2차원 파동 운동 : 파동 운동은 2차원, 즉 표면을 가로질러 전파됩니다.
  • 3차원 파동 운동 : 파동 운동은 3차원, 즉 공간을 통해 전파됩니다.

진동방향에 따라

  • 파동의 종방향 운동 : 진동의 방향은 파동의 전파방향과 동일하다.
  • 파동의 횡방향 운동 : 진동 방향은 파동의 전파 방향과 수직입니다.

매체에 따라

  • 기계적 파동 운동 : 파동 운동이 전파되려면 물질적 지원이 필요합니다.
  • 전자기파의 움직임 : 파동의 움직임은 진공 상태에서 전파될 수 있습니다.

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