web analytics

Όταν χωρίζει ένας «παλμός»

Δημοσιεύτηκε από τον/την Κορφιάτης Ευάγγελος στις 9 Ιανουάριος 2013 και ώρα 13:36

Θεωρούμε μια ελαστική χορδή μεγάλου μήκους, η οποία εκτείνεται κατά μήκος του άξονα x΄x ενός συστήματος συντεταγμένων. Απομακρύνουμε ένα τμήμα της χορδής από την θέση ισορροπίας του τοποθετώντας  το επί μιας συνημιτονοειδούς καμπύλης όπως στο σχήμα.

Την στιγμή t=0 αφήνουμε την χορδή ελεύθερη να κινηθεί, με αποτέλεσμα σε αυτήν να διαδοθούν δύο κύματα προς αντίθετες κατευθύνσεις με ταχύτητα υ=50cm/s.

α) Να βρείτε τις εξισώσεις των δύο κυμάτων

β) Να σχεδιάσετε τα στιγμιότυπα των δύο κυμάτων την στιγμή t1=0,5 s.

γ) Να βρείτε την εξίσωση της απομάκρυνσης από την θέση ισορροπίας των σημείων της χορδής την στιγμή t1.

δ) Να σχεδιάσετε το στιγμιότυπο του κύματος την στιγμή t1.

Η συνέχεια στο blogspot ή  ;h 

Τα σχόλια

%ce%ba%ce%b1%cf%84%ce%b1%ce%b3%cf%81%ce%b1%cf%86%ce%ae-30Σχόλιο από τον/την Διονύσης Μάργαρης στις 9 Ιανουάριος 2013 στις 16:05

Ωραίο θέμα Βαγγέλη. Να λέγαμε, βάζουμε το βίντεο να τρέξει προς τα πίσω;

a5-2Σχόλιο από τον/την ΜΑΝΩΛΗΣ ΔΡΑΚΑΚΗΣ στις 9 Ιανουάριος 2013 στις 17:05

Πολύ καλό θέμα!!

a1-6Σχόλιο από τον/την Γκενές Δημήτρης στις 9 Ιανουάριος 2013 στις 20:28

Βαγγέλη πολύ ωραίο pizzicato

Σχόλιο από τον/την Χαλκιαδάκης Παναγιώτης στις 9 Ιανουάριος 2013 στις 22:57

Βαγγέλη, πολύ ωραίο θέμα

Κάτι όμως δεν καταλαβαίνω . Αρχικά παραμορφώνουμε το τμήμα της χορδής τοποθετώντας το επι της συνημιτονοειδούς καμπύλης. Οπότε τα σημεία x=-50cm και x=50cm είναι ακίνητα (;) άρα υ=0. Αν θεωρήσουμε ότι η αρχική διαταραχή είναι αποτέλεσμα της συμβολής των δύο παλμών τότε τα δύο αυτά σημεία αρχικά δεν θα έπρεπε να έχουν ταχύτητα υmax;

ΥΓ Όταν έγραφα το σχόλιο  μου γεννήθηκε και μια άλλη απορία . Αν οι ταχύτητες των σημείων x=-50cm και x=50cm αρχικά ήταν μηδέν θα μπορούσαμε να είχαμε κυματική διάδοση; Νομίζω πώς όχι

a3Σχόλιο από τον/την Κορφιάτης Ευάγγελος στις 10 Ιανουάριος 2013 στις 11:51

Καλημέρα Παναγιώτη.

Η ερώτηση είναι εύλογη. Όμως, όπως λέει ο Διονύσης βάζουμε το βίντεο να τρέξει προς τα πίσω.

Ας θεωρήουμε τους δύο παλμούς ΄σε ένα “εικονικό παρελθόν”.

Τα σημεία Κ – Λ έχουν διαφορά φάσης π , τα Μ-Ν εχουν διαφορά φασης Π και τα Μ-Λ έχουν διαφορά φάσης 0.

Όταν “το Μ συναντηθεί με το Κ ” και το Λ με το Ν, τότε όλα τα ταυτιζόμενα σημεία έχουν ίσες απομακρύνσεις και αντίθετες ταχύτητες. Επομένως, ως αποτέλεσμα της συμβολής, την στιγμή που ταυτίζονται  οι δύο παλμοί όλα τα σημεία θα έχουν ταχύτητες 0 και απομακρύνσεις διπλάσιες των εικονιζομένων.

Σε επίπεδο μαθηματικών υποθέτουμε ότι την στιγμή t=0 η απομακρύνσεις των σημείων του μέσου δίνονται από την συνάρτηση y(x,0)=φ(x). Υποθέουμε επίσης ότι την στιγμή 0 οι ταχύτητες όλων των σημείων του μέσου είναι 0. Η λύση της κυματικής εξίσωσης με αυτές τις συνοριακές συνθήκες θα είναι y(x,t)=1/2 [φ(x-υt)+φ(x+υt)]

Αν για παράδειγμα τοποθετήσουμε τα σημεία του μέσου στην παραβολή y=1-x^2 με -1<x<1, η παραβολή αυτή θα χωρίσει σε δύο παραβολές ύψους 0.5 οι οποίες θα διαδίδονται προς αντίθετες κατευθύνσεις.

Σχόλιο από τον/την Χαλκιαδάκης Παναγιώτης στις 10 Ιανουάριος 2013 στις 21:50

Βαγγέλη ,  ευχαριστώ

 

Loading

Subscribe
Ειδοποίηση για
0 Σχόλια