Физика. Механика. Колебания и волны. Гидродинамика. Электростатика - 74 стр.

UptoLike

Рубрика: 

74
Лабораторная установка для изучения собственных колебаний
струны ФПВ-О4 (рис. 1).
Краткая теория и методические указания
Во время распространения в среде одновременно нескольких волн
колебания частиц среды можно определить геометрической суммой коле-
баний, которые выполняла бы частица при распространении любой из
волн в отдельности, т.е. волны просто накладываются между собой, не
возмущая друг друга. Это утверждение называется принципом суперпози-
ции волн. Если накладываются две волны, которые идут навстречу друг
другу, образуется волна, которая называется стоячей. На практике стоя-
чие волны возникают при наложении прямой и отражённой от препятст-
вия волн. Например, можно получить стоячую волну, если закрепить один
конец струны или тонкого стержня к стене. Прямая волна отражается от
стены и отражённая волна накладывается на прямую, образовывая стоя-
чую волну. Найдём уравнения стоячей волны. Уравнения прямой и отра-
жённой волн можно записать следующим образом:
(
)
,cos
11
α+ω= kxtAS
(
)
.cos
22
α+ω= kxtAS
Амплитуды и частоты прямой и отражённой волн одинаковые. Урав-
нение стоячей волны имеет вид:
.
2
cos
2
cos2
1212
21
α+α
+ω
αα
+=+= tkxASSS
Для упрощения выберем начало отсчёта координаты так, чтобы
0
12
=αα
, а начало отсчёта времени так, чтобы
0
12
=α+α
. Тогда по-
лучим такое уравнение стоячей волны:
Рис. 1