Ruch harmoniczny prosty
Mówimy, że ciało wykonuje ruch harmoniczny prosty, jeśli siła na nie działająca jest wprost proporcjonalna do jego wychylenia z położenia równowagi, ale skierowana przeciwnie do kierunku wychylenia, a wychylenia ciała opisywane są funkcją sinusoidalną zależną od czasu
Zgodnie z prawem Hooka wartość siły dla małych wychyleń zapisujemy wzorem:
F= -kx -siła dla ruchu harmonicznego gdzie k- współczynnik sprężystości
Natomiast zmiana położenia ciała opisana jest funkcją
x= A sin wt
charakterystycznymi wielkościami dla ruchu harmonicznego są:
T okres [s]- czas potrzebny na przebycie pełnego cyklu
F częstotliwość [Hz]- ilość pełnych cykli na jednostkę czasu, odwrotność okresu
Jednym z najprostszych przykładów ruchu harmonicznego jest wahadło matematyczne, w którym punkt materialny (ciało o małej objętość i dużej masie) zawieszone jest na nieważkiej i nierozciągliwej nici. Dla małych kątów wahadło matematyczne wykonuje drgania harmoniczne.
W ruchu drgającym może występować zjawisko rezonansu mechanicznego, czyli wymuszonego ruchu harmonicznego. Amplituda wymuszonych drgań wahadła będzie maksymalna, jeśli częstotliwość drgań własnych wahadła jest w przybliżeniu równa częstotliwości drgań wymuszonych. Rezonans polega na propagacji zaburzenia pomiędzy układami.
Odbicie
Odbiciem nazywamy zjawisko zachodzące wtedy, gdy fala napotyka na swojej drodze przeszkodę.
Kątem padania nazywamy kąt, jaki tworzy promień fali padającej z prostą prostopadłą do przeszkody.
Kąt odbicia nazywamy kąt, jaki tworzy prosta prostopadła do przeszkody z promieniem fali odbitej.
Prawo odbicia mówi, że kąt padania jest równy co do wartości kątowi odbicia, oraz że kąt padania, odbicia i prosta prostopadła do przeszkody leżą w jednej płaszczyźnie.
Załamanie
Załamanie jest zjawiskiem, które występuje, jeżeli fala propaguje się z jednego ośrodka do drugiego.
Prawo załamania mówi, że stosunek sinusa kąta padania w pierwszym ośrodku i załamania w drugim jest równy stosunkowi odpowiednich prędkości rozchodzenia się fali w tych ośrodkach.
Kątem padania nazywamy kąt, jaki tworzy promień fali padającej z prostą prostopadłą do przeszkody.
Kątem odbicia nazywamy kąt, jaki tworzy prosta prostopadła do przeszkody z promieniem fali odbitej.
Interferencją nazywamy sumowania się amplitud fal propagujących się z różnych źródeł a dochodzących do tego samego punktu ośrodka.
O wzmocnieniu mówimy wtedy, gdy różnica dróg fali wynosi całkowitą wielokrotność długości fal. Punkt ośrodka A, w którym następuje wzmocnienie fal nazywamy strzałką.
O wygaszeniu mówimy wtedy, gdy różnica dróg fali wynosi połowę całkowitej wielokrotności długości fal. Punkt ośrodka B, w którym następuje wygaszenie fal nazywamy wezelem.
