Cтраница 1
Участок шнура в точке Я сначала поднимается, а затем опускается. Вернувшись в первоначальное положение, он мгновенно останавливается. Почему он не совершает перелет и не опускается ниже своего первоначального положения. [1]
Когда волновой импульс подходит к закрепленному концу ( 0), точка А ( рис. 12.21, а) растянутого участка ОА шнура продолжает по инерции двигаться вверх. Однако точка О не может следовать за ней, поэтому участок ОА некоторое время будет растягиваться еще больше, пока упругие силы не остановят точку А. [2]
Затем, как показано на рис. 205, ж, точка Р переходит в задний угол, где сила T sin 6 действует на нее в таком направлении чтобы остановить этот участок шнура. Сообщаемый при этом импульс имеет как раз нужное значение, чтобы намертво затормозить этот участок шнура, не допуская перелета. [3]
Предположим, что натяжение шнура равно Т ньютонов. Результирующая сила, действующая на участок шнура в точке Р, равна нулю. Согласно принципу инерции Галилея этот участок шнура должен оставаться в покое или двигаться с постоянной скоростью. Поскольку волна еще не пришла в точку Р, мы знаем, что он покоится. [4]
Затем, как показано на рис. 205, ж, точка Р переходит в задний угол, где сила T sin 6 действует на нее в таком направлении чтобы остановить этот участок шнура. Сообщаемый при этом импульс имеет как раз нужное значение, чтобы намертво затормозить этот участок шнура, не допуская перелета. [5]
Предположим, что натяжение шнура равно Т ньютонов. Результирующая сила, действующая на участок шнура в точке Р, равна нулю. Согласно принципу инерции Галилея этот участок шнура должен оставаться в покое или двигаться с постоянной скоростью. Поскольку волна еще не пришла в точку Р, мы знаем, что он покоится. [6]
Таким образом, изменение потенциальной энергии во времени и в пространстве аналогично изменению кинетической энергии. Максимум потенциальной энергии приходится как раз на те области среды, в которых максимальна кинетическая энергия. Участок шнура А, до которого дошел импульс, деформируется ( вытягивается и изгибается) и одновременно приобретает наибольшую скорость вверх. По мере прохождения импульса участок шнура А ( отмечен жирной линией) поднимается. На гребне ( рис. 12.13, в) скорость и деформация обращаются в нуль. Всю энергию, которую получил участок в начальный момент, он передал другим частицам, в результате чего импульс и продвигается вперед. [7]
Таким образом, изменение потенциальной энергии во времени и в пространстве аналогично изменению кинетической энергии. Максимум потенциальной энергии приходится как раз на те области среды, в которых максимальна кинетическая энергия. Участок шнура А, до которого дошел импульс, деформируется ( вытягивается и изгибается) и одновременно приобретает наибольшую скорость вверх. По мере прохождения импульса участок шнура А ( отмечен жирной линией) поднимается. На гребне ( рис. 12.13, в) скорость и деформация обращаются в нуль. Всю энергию, которую получил участок в начальный момент, он передал другим частицам, в результате чего импульс и продвигается вперед. [8]
Раз мы разобрали количественно силы, действующие на переднем изломе волны, мы легко можем увидеть, что происходит в других точках. На рис. 205, е изображен момент, когда точка Р находится на вершине волны. Вставка показывает действующие при этом силы. Горизонтальные компоненты снова уравновешивают друг друга. Поэтому участок шнура Р не только останавливается, но и поворачивает обратно, приобретая в конце концов скорость V, направленную вниз. [9]
Нетрудно также наблюдать волны, распространяющиеся вдоль резинового шнура. Скорость волны будет тем больше, чем сильнее натянут шнур. Йолна добежит до точки закрепления шнура, отразится и побежит назад. Здесь при распространении волны происходят изменения формы шнура. Каждый же участок шнура колеблется относительно своего неизменного положения равновесия. Такие волны называются поперечными. [10]