В этой статье объясняется, что такое скорость колебаний волны, также называемая скоростью вибрации. Дополнительно вы сможете увидеть, как рассчитать скорость колебаний волны.
Что такое скорость колебаний?
Скорость колебаний , или скорость вибрации , — это величина, указывающая скорость, с которой колеблется волна. Другими словами, скорость колебаний волны — это скорость, с которой волна меняет свое вертикальное удлинение.
В физике скорость колебаний обычно обозначают символами v и .
Чтобы полностью понять значение скорости колебаний, важно понимать, что это вертикальная скорость волны. Горизонтальная скорость волны — это скорость, с которой она движется вперед, и, следовательно, это другой тип скорости. Ниже мы увидим различия между этими двумя типами скоростей.
Следует отметить, что скорость колебаний волны не является постоянной, поскольку каждая частица в волне может колебаться с разной скоростью.
Формула скорости поворота
Скорость колебаний волны равна производной уравнения движения волны по времени. Следовательно, чтобы вычислить скорость колебаний волны, нужно сначала найти ее уравнение движения, а затем вывести его относительно времени.
Итак, дано уравнение, описывающее движение волны:
Скорость колебаний волны получается путем вывода приведенного выше уравнения относительно времени:
Золото:
-
является удлинением волны.
-
является удлинением волны.
-
– расстояние от исследуемой точки до начала волны.
-
это момент времени.
-
это амплитуда волны.
-
это волновое число.
-
— угловая частота или пульсация.
-
является начальной фазой волны.
Примечание: знак перед угловой скоростью определяет направление распространения волны. Если знак отрицательный, это означает, что волна распространяется вправо, а если знак положительный, это означает, что волна распространяется влево.
Если мы проанализируем формулу скорости вибрации вместе с уравнением движения, мы сможем определить, когда достигается максимальная скорость. Максимальная скорость колебаний возникает при прохождении частицей положения равновесия (y=0), с другой стороны, скорость колебаний равна нулю, когда частица находится на одном из концов колебаний (y=A или y= -TO ).
Единицей скорости колебаний в Международной системе (СИ) является метр, деленный на секунду (м/с).
Скорость колебаний и скорость распространения
Наконец, мы увидим, в чем разница между скоростью колебаний и скоростью распространения волны, ведь эти два типа скорости хоть и родственны, но это два разных понятия.
Скорость распространения – это скорость, с которой распространяется волна, т.е. скорость распространения – это скорость, с которой волна распространяется в продольном направлении.
Следовательно, разница между скоростью колебаний и скоростью распространения заключается в том, что скорость колебаний — это вертикальная скорость частиц в волне, а скорость распространения — это скорость, с которой волна распространяется горизонтально.