Liike ja aallot Flashcards
Mitä on värähdysliike?
Värähtely on jaksollista liikettä jonkin tasapainoaseman ympärillä.
Amplitudi:
Suurin poikkeama (A) [A] = m
Jaksonaika:
Yhteen kokonaiseen värähdykseen kulunut aika (T) [T] = s
Taajuus:
Ilmoittaa, kuinka monta ‘‘kokonaista’’ värähdystä tapahtuu aikayksikössä (sekunissa) (f) [Hz]
f = 1 / T ->
T = 1 / f
Jousivoima:
Voima, jonka suuruus on suoraan verrannollinen poikkeamaan tasapainoasemasta:
F = -kx
->
k = F / x
Harmoninen värähtely
Harmonien voima kaava periodi:
T = 2 x pii neliöjuuri m / k
m = (kg) k = N/m
Heilurin kaava:
T = 2 x pii neliöjuuri L / g
Resonanssi:
Jos jaksollisesti muuttuva voima vaikuttaa värähtelijään sen ominaistaajuudella -> kappale/värähtelijä alkaa värähdellä
Harmonisen värähtelijän energia kaava:
Ajattele pot mutta värähtelijään
Jouseen varastoitunut energia
Ep = 1/2 x k x x^2
Emek:
Emek: 1/2 x m x v^2 + 1/2 x k x x^2
Jousta venytetty ääriasentoon: potentiaalienergia
Jousi päästetään irti ääriasennosta: kineettinen energia
Aaltoliikkeen perusyhtälö:
v = f x lambda
v = nopeus [m/s] f = taajuus [Hz] lambda = aallonpituus (m)
Mitkä seikat muuttuu aaltoliikkeessä aineiden rajapinnassa?
- aaltoliikkeen etenemisnopeus muuttuu (v)
- aaltoliikkeen aallonpituus muuttuu (lambda)
- aaltoliikkeen taajuus ei muutu (f)
- osa aaltoliikkeistä heijastuu ja osa taittuu
Miksi valo taittuu veden rajapinnassa? Ja kerro heijastumis-taittumis kulmien nimet
Vesi on tiheämpää kuin ilma, näin ollen aallon etenemisnopeus hidastaa, jolloin se taittuu.
Alpha 1: tulokulma
Beeta: heijastuskulma
Alpha 2: taitekulma
Heijastuslaki:
Tulokulma = heijastuskulma
Alpha 1 = Beeta
Taittumislaki:
Sin alpha 1 / Sin alpha 2 = Lambda 1 / Lambda 2 = v1 / v2 = n12
n12 = rajapinnan taitesuhde
Miksi seisovassa aaltoliikkeessä (f1) yhtälö on muotoa lambda1 = 2xL?
Koska kuvassa on vain puolikasaalto, joka kimpoaa sitten toiseen suuntaan se täytyy merkitä muodossa 2xL, koska aalto on vain puolet kokonaisesta, se täytyy kertoa kahdella.
Mistä äänen etenemisnopeus riippuu?
Äänen väliaineesta
Mistä seisova ääniaalto syntyy?
Kun putken päistä heijastuneet vastakkaisiin suuntiin etenevät ääniaallot interferoituvat
Dopplerin ilmiössä kuuntelija kuulee äänen korkeammalla taajuudella kun
ääni tulee kohti.
Doppler kaava:
f = fo x v / v +- vL
f = havaittu taajuus fo = aaltolähteen taajuus v = aaltoliikkeen nopeus vL = aaltolähteen nopeus
etumerkki + kun liikkuu poispäin (matalampi)
etumerkki - kun liikkuu kohti (korkeampi)
Äänen intensiteetti yhtälö
I = P / A [ I ] = W / m^2
=
I = P / 4pii x r^2
Äänen intensiteetti heikkenee kuinka monta kertaa kun mennään kauemmaksi?
x 4
2 metrin päässä = 1 / 4
3 metrin päässä = 1 / 9
jne.
Intensiteettitaso L (dB) kuinka monin kertaisesti se kasvaa ja kuinka monin kertaisesti dB kasvaa?
Itse intensiteettitaso kasvaa 10 kertaisesti, eli:
1 kpl x 10kpl x 100 kpl
MUTTA
äänen dB taso summautuu kymmenellä, eli:
80dB + 10 dB = 90dB jne.
Intensiteettitaso kaava:
L = 10xlg(I / Io)dB
I = tutkittavan äänen intensiteettitaso Io = kuulokynnys 10^-12 W / m^2
Vmax mass spring systeemi kaava
Vmax = neliöjuuri k / m x A
a max mass pring systeemi kaava
amax = k x A / m
Harmoninen värähtely
Harmonien voima kaava taajuus:
f = 1 / 2pii neliöjuuri k / m
HUOM! k ja m toisin päin vs taajuus yhtälössä!
Aallon nopeus yhtälö
v = neliöjuuri F / myy
Linear density (Myy) yhtälö
myy = m / L
Aaltoliike n yhtälö (se, missä oli 2L PUOLIKAS AALLONPITUUS)
= 2 x L / n
Äänen intensiteetti yhtälö on: L = 10xlg(I / Io)
millainen yhtälö syntyy, jos tarvitsee ratkaista I?
I = Io x 10^L/10
