Unde mecanice

1. Undemecanice Unda mecanica Mediul unidimensional Viteza de propagare Unde sonore Unde seismice Interferenţa Huygens - Fresnel

2. Undamecanica Definiţie Unda mecanica reprezinta forma de propagare a perturbatiei im mediu. Reţine Unda constituie transport de energie.Propagarea se face cu o anumita intarziere (nu se transmite instantaneu) Undele mecanice isi au originea in deplasarea unei anumite portiuni dintr-un mediu elastic de la pozitia sa normala,ducand la oscilatii in jurul pozitiei de echilibru. Din pricina proprietatilorelastice ale mediului, perturbatia se transmite de la un strat vecin. Aceasta perturbatie sau unda se propaga deci prin mediu. Observam ca mediul insusi nu se misca ca un intreg odata cu propagare undei; diferitele portiuni ale mediului oscileaza doar pe distante limitate

3. Mediul unidimensional Aici undele sunt de două feluri Unde transversale  Unde longitudionale Unda transversală : -unda mecanica pentru care punctele materiale ale mediului elasticoscileaza pe directii perpendiculare pe directia de propagare. -unda pentru care elongaţia este o mărime vectorială care oscilează într-un plan normal pe direcţia de propagare. Unda longitudinală: -unda mecanică pentru care punctelemateriale ale mediului elastic oscilează peaceeaşi direcţie cu direcţia de propagare a mişcării ondulatorii.

4. Reţine ! Propagarea oscilaţiilor,indiferent de mediu (solid,lichid sau gaz) nu este însoţită de transportul de masă. Propagarea perturbaţiei presupune întotdeuna transport de energie,transport ce are loc cu viteză de propagare a undei. In cazul undelor longitudinale propagarea perturbaţiei este însoţită de o variaţie a presiunii în mediu pe timpul deplasării

5. Viteza de propagare Ce trebuie ştiut ? Există medii oIn urma experientelor megene in care perturbatiile se propaga cu aceeasi viteza.Daca viteza de propagare este aceeasi in toate directiile mediul este izotrop. In mediile solide se formeaza atat unde longitudionale cat si unde transversale;undele transversale se propaga cu viteza mai mica decat undele longitudionale. Undele transversale presupun deformatii ale mediului de tipul forfecarii. Din aceasta cauza undele transversale se pot forma doar in mediile rigide(solide). Undele longitudionale se poat forma atat in mediile solide cat si in cele lichide si gazoase.

6. Viteza de propagare depinde de proprietatiile inertiale ale mediului si de fortele de revenire(elastice) care actioneaza asupra particulelor mediului.VIteza undelor longitudinale,in mediile solide depinde de modul de elasticitate,E,si densitatea mediului. Ve = √ E / φ Unde : E – unde de elasticitate ; φ – densitate Viteza de propagare a perturbatiilor nu depinde de amplitudinea perturbatiei. Vt = √ T / μ Unde : μ = m / lt = tensiunea ;μ=masa unitatii de lungime

7. Unde sonore Sunetele sunt vibraţii mecanice care se propagă în medii continuu deformabile sub formă de unde longitudinale şi provoacă senzaţii sonore urechii umane Sunetele produse de o sursă sonoră se propagă prin unde longitudinale în medii elastice (continuu deformabile) şi ajung la urechea noastră. Viteza undelor sonore (între anumite limite) depinde de proprietăţile mediului, de tipul undei şi de temperatură. Proprietăţile sunetelor (depind de sursă şi de receptor): a) înălţime b) Intensitate c) Timbrul

8. Ultrasunetele : Vibrațiimecanice cu frecvențemaimari de 20 000 Hz. Ele au de obiceiintensitatearedusă Efecteleproduse de ultrasunete:  -Provoacăîncălziri locale -Duc la omogenizareaunorsistemedispersate cum arfi: solutiicoloidale, emulsii.  -Distrugestarea de omogenitate a unorastfel de sisteme;  -Potaccelerasichiarprovocaunelereactiichimice; -Potfavorizaprocesele de polimerizaresiinvers  -Producfenomenul de cavitatie, care consta in aparitiaunorgoluri in fluide in miscare;  -Provoacaperturbatiimecanice in interiorulcelulelor vii, care pot duce pana la distrugereamicroorganismelor. Aplicatii: Distrugerea microorganismelor Tratarea unor nevralgii Curatarea pieselor metalice Taierea sau perforarea metalelor

9. Unde seismice Sunt unde elastice care pot traversa un mediu fără a se modifica. Impulsul dat la plecare taie particulele elementare prezente în acel mediu care vor împinge alte particule înainte să-și reia locul, se produce după o reacție în lanț. Vibrațiile unui seism se propagă în toate direcțiile. Se disting două tipuri de unde, undele de volum care traversează Pământul și undele de suprafață care se propagă la suprafața Pământului. Pe înregistrările seismografelor, ele se succed sau se suprapun. Viteza lor de propagare și amplitudinea lor sunt modificate de către structurile geologice pe care ele le traversează de aceea, semnalele înregistrate sunt combinația de efecte legate la sursă, la mijloacele traversate și la instrumente de măsură.

10. Interferenţa undelor Fenomenul de suprapunere a două sau mai multe unde care se întâlnesc într-un punct din spațiu. Pentru a obține un fenomen de interferență staționar, undele trebuie să aibă aceeași frecvență și să fie coerente, adică să aibă o diferență de fază constantă. În acest caz, în anumite puncte din spațiu se vor forma zone cu aceeași valoare a intensității rezultante numite franje de interferență. Franjele pot fi de minim sau de maxim, în funcție de valoarea amplitudinii rezultante. Interferenta este stationara in punctele din campul de interferenta(amplitudinea ramane constanta in timp)daca sursele de unde sunt coerente(diferenta dintre faza se mentine constanta in timp).Noua unda este formata din ventre si noduri care nu se deplaseaza in timp si se numeste unda stationara. Punctele cu amplitudine maxima de oscilatie se numesc ventre iar cele cu amplitudine minima noduri.Se pot forma unde stationare intr-un fir elastic prin excitarea periodica in apropierea mijlocului sau la un capat al firului.Intr-o unda stationara toate punctele oscileaza cu amplitudini constante in timp,cuprinse intre valoarea maxima in ventre si valoarea 0 in noduri.

11. Exemple de interferenţe

12. Principiul Huygens - Fresnel Fiecare punct de pe un front de undă poate fi considerat ca punct de plecare a unei unde elementare, care se propagă cu aceeaşi viteză şi lungime de undă ca şi unda iniţială. Noul front de undă este creat prin însumarea tuturor acestor unde elementare. O perturbaţie provocată într−un punct al suprafeţei apei se propagă în toate direcţiile, fronturile de undă fiind cercuri concentrice (cu centrul în locul perturbaţiei iniţiale) şi a căror rază creşte în timp.