Science >> Wetenschap >  >> Fysica

Welke vergelijkingen vertellen ons hoe snel een golf reist?

De snelheid van een golf wordt bepaald door de eigenschappen van het medium waar het doorheen reist. Hier zijn de belangrijkste vergelijkingen:

1. Algemene golfvergelijking:

* v =fλ

* v: Golfsnelheid (m/s)

* f: Frequentie (Hz)

* λ: Golflengte (M)

Deze vergelijking vertelt ons dat de snelheid van een golf recht evenredig is met zijn frequentie en golflengte.

2. Specifieke golftypen:

* dwarsgolven op een string:

* v =√ (t/μ)

* t: Spanning in de string (n)

* μ: Lineaire masserdichtheid (massa per lengte -eenheid) van de string (kg/m)

* geluidsgolven in lucht:

* v =√ (γp/ρ)

* γ: Adiabatische index (verhouding van specifieke heats) voor lucht (ongeveer 1,4)

* P: Druk van de lucht (PA)

* ρ: Dichtheid van de lucht (kg/m³)

* Lichtgolven (elektromagnetische golven) in een vacuüm:

* v =c

* C: Lichtsnelheid in vacuüm (ongeveer 299.792.458 m/s)

belangrijke punten:

* Gemiddelde afhankelijkheid: De snelheid van een golf wordt bepaald door de eigenschappen van het medium waar het doorheen reist. Geluid reist bijvoorbeeld sneller in vaste stoffen dan in vloeistoffen, en sneller in vloeistoffen dan in gassen.

* Frequentie en golflengte: De relatie tussen frequentie en golflengte is altijd v =fλ , maar de werkelijke waarden van F en λ kunnen veranderen, afhankelijk van het medium.

Voorbeeld:

Laten we zeggen dat je een golf hebt die op een touwtje reist met een spanning van 100 N en een lineaire masserdichtheid van 0,05 kg/m. De vergelijking gebruiken voor transversale golven op een string:

* v =√ (100 n/0,05 kg/m) =√2000 m²/s² =44,7 m/s

Dit betekent dat de golf op dat string met 44,7 meter per seconde reist.