Cześć Ósmoklasiści! Przygotowujemy się do sprawdzianu z drgań i fal. Będzie dobrze, przejdziemy przez wszystko krok po kroku!
Czym są Drgania?
Drgania to ruch, który powtarza się regularnie. Myśl o huśtawce albo strunie gitary.
Ruch Harmoniczny
Specjalnym rodzajem drgań jest ruch harmoniczny. W nim siła przywracająca ciało do położenia równowagi jest wprost proporcjonalna do wychylenia. Przykładem jest ruch ciężarka na sprężynie.
Okres drgań (T) to czas jednego pełnego drgania. Mierzymy go w sekundach (s).
Częstotliwość drgań (f) to liczba drgań w ciągu jednej sekundy. Jednostką jest Herc (Hz). Pamiętaj, że f = 1/T.
Amplituda Drgań
Amplituda (A) to największe wychylenie z położenia równowagi. Im większa amplituda, tym więcej energii ma drganie.
Fale – Przenoszenie Energii
Fale przenoszą energię bez przenoszenia materii. Wyobraź sobie falę na wodzie.
Rodzaje Fal
Mamy dwa główne rodzaje fal: fale poprzeczne i fale podłużne.
Fale poprzeczne: drgania odbywają się prostopadle do kierunku rozchodzenia się fali. Przykładem jest fala na sznurze.
Fale podłużne: drgania odbywają się wzdłuż kierunku rozchodzenia się fali. Dźwięk to przykład fali podłużnej.
Charakterystyka Fal
Długość fali (λ) to odległość między dwoma kolejnymi punktami fali, które są w tej samej fazie (np. między dwoma grzbietami). Mierzymy ją w metrach (m).
Częstotliwość fali (f) to liczba fal przechodzących przez dany punkt w ciągu jednej sekundy. Tak jak przy drganiach, jednostką jest Herc (Hz).
Prędkość fali (v) to szybkość, z jaką fala się rozchodzi. Obliczamy ją ze wzoru: v = λ * f.
Fale Dźwiękowe
Dźwięk to fala mechaniczna, która rozchodzi się w ośrodku (np. powietrzu, wodzie).
Prędkość dźwięku zależy od ośrodka. W powietrzu wynosi około 340 m/s.
Wysokość dźwięku zależy od częstotliwości. Wysokie dźwięki mają wysoką częstotliwość, a niskie dźwięki mają niską częstotliwość.
Głośność dźwięku zależy od amplitudy. Im większa amplituda, tym głośniejszy dźwięk. Mierzymy ją w decybelach (dB).
Infradźwięki i Ultradźwięki
Infradźwięki to dźwięki o częstotliwości poniżej 20 Hz. Nie słyszymy ich.
Ultradźwięki to dźwięki o częstotliwości powyżej 20 000 Hz. Też ich nie słyszymy. Używają ich np. nietoperze.
Zjawiska Falowe
Fale podlegają różnym zjawiskom.
Odbicie Fali
Odbicie to zmiana kierunku rozchodzenia się fali, gdy napotyka ona przeszkodę. Przykładem jest echo.
Załamanie Fali
Załamanie to zmiana kierunku rozchodzenia się fali, gdy przechodzi ona z jednego ośrodka do drugiego. Przykładem jest to, jak wygląda słomka w szklance z wodą.
Ugięcie Fali (Dyfrakcja)
Ugięcie to rozchodzenie się fali wokół przeszkód lub przez szczeliny. Dzięki temu słyszymy dźwięk za rogiem.
Nakładanie się Fal (Interferencja)
Interferencja to nakładanie się dwóch lub więcej fal. Mogą się wzmacniać (interferencja konstruktywna) lub osłabiać (interferencja destruktywna).
Przykładowe Zadania
Spróbujmy rozwiązać kilka zadań. To pomoże utrwalić wiedzę.
Zadanie 1: Oblicz częstotliwość fali, której okres wynosi 0,2 s.
Rozwiązanie: f = 1/T = 1/0,2 s = 5 Hz
Zadanie 2: Fala dźwiękowa ma długość 2 m i częstotliwość 170 Hz. Oblicz jej prędkość.
Rozwiązanie: v = λ * f = 2 m * 170 Hz = 340 m/s
Zadanie 3: Co się stanie z długością fali, jeśli jej częstotliwość wzrośnie, a prędkość pozostanie stała?
Rozwiązanie: Długość fali zmaleje. Ponieważ v = λ * f, to jeśli v jest stałe, a f rośnie, to λ musi maleć.
Podsumowanie
Pamiętaj! Drgania to ruch powtarzający się. Fale przenoszą energię. Znamy fale poprzeczne i podłużne. Ważne są pojęcia: długość fali (λ), częstotliwość (f), prędkość (v). Nie zapomnij o odbiciu, załamania, ugięciu i interferencji fal.
Ucz się regularnie i nie stresuj się! Powodzenia na sprawdzianie!
