Энергия упругой волны. Плотность потока энергии. Фазовые скорости продольных и поперечных волн

Дифракция волн. Принцип Гюйгенса.

Невесомость. Принцип эквивалентности.

Невесомость — состояние, когда сила взаимодействия тела с опорой (вес тела), возникающая в связи с гравитационным притяжением, действием других массовых сил, в частности силы инерции, возникающей при ускоренном движении тела, отсутствует. Иногда можно слышать другое название этого эффекта — микрогравитация — но это название неверно!! — гравитация (сила притяжения) остается прежней.

Дифракция волн - нарушение прямолинейности распространения и сопутствующие ему интерференционные явления.

Принцип Гюйгенса - метод, позволяющий определить положение фронта волны в следующий момент времени по его известному положению в текущий момент. Согласно принципу Гюйгенса:
- все точки, через которые проходит фронт волны в текущий момент времени, являются источниками вторичных сферических волн; и
- положение фронта волны в следующий момент времени совпадает с поверхностью, огибающей все вторичные волны.

Плотность потока энергии – количество энергии, переносимой волной в единицу времени через единичную площадку, перпендикулярную направлению распространения волны. Численно эта величина равна энергии, заключённой внутри цилиндрической поверхности с единичным основанием и образующей, равной v: S(t) = W₀(t)⋅ v.) Подчеркнём, что плотность потока энергии является функцией времени, поскольку зависит от времени величина W₀(t).

21.Экспериментальные доказательства …

Фуко маятник,тмаятник, используемый для демонстраций, подтверждающих факт суточного вращения Земли. Ф. м. представляет собой массивный груз, подвешенный на проволоке или нити, верхний конец которой укреплен (например, с помощью карданного шарнира) так, что позволяет маятнику качаться в любой вертикальной плоскости. Если Ф. м. отклонить от вертикали и отпустить без начальной скорости, то, поскольку действующие на груз маятника силы тяжести и натяжения нити лежат всё время в плоскости качаний маятника и не могут вызвать её вращения, эта плоскость будет сохранять неизменное положение по отношению к звёздам (к инерциальной системе отсчёта, связанной со звёздами). Наблюдатель же, находящийся на Земле и вращающийся вместе с нею, будет видеть, что плоскость качаний Ф. м. медленно поворачивается относительно земной поверхности в сторону, противоположную направлению вращения Земли. Этим и подтверждается факт суточного вращения Земли. На Северном или Южном полюсе плоскость качаний Ф. м. совершит поворот на 360° за звёздные сутки (на 15° за звёздный час). В пункте земной поверхности, географическая широта которого равна j, плоскость горизонта вращается вокруг вертикали с угловой скоростью wsinj, где w — угловая скорость Земли. Поэтому видимая угловая скорость вращения плоскости качаний Ф. м. на широте j, выраженная в градусах за звёздный час, имеет значение w_м = 15° sinj, т. е. будет тем меньше, чем меньше j, и на экваторе обращается в нуль (плоскость не вращается). В Южном полушарии вращение плоскости качаний будет наблюдаться в сторону, противоположную наблюдаемой в Северном полушарии.

Теоретически движение Ф. м. изучают, вводя для учёта суточного вращения Земли Кориолиса силу. Более точные расчёты показывают при этом, что нить маятника движется не в одной плоскости, а описывает коническую поверхность, и когда запуск маятника производится из точки максимального отклонения, он всегда минует положение равновесия, проходя правее от него (в Северном полушарии). Для w_м уточнённый расчёт даёт значение w_м = 15° [1 - ³/₈ (a/l)²] sinj, где a — амплитуда колебаний груза маятника, l — длина нити. Добавочный член, уменьшающий угловую скорость, тем меньше, чем больше l. Поэтому для демонстраций опыта целесообразно применять Ф. м. с возможно большей длиной нити (в несколько десятков м). Первый такой маятник, сооруженный Ж. Б. Л. Фуко в Пантеоне в Париже в 1851, имел длина 67 м; л. Ф. м. в Исаакиевском соборе в Ленинграде 98 м. Прили́в — периодическое колебание уровня океана или моря, обусловленное силами притяжения Луны и Солнца, а также другими приливообразующими силами. Приливы вызывают изменения в высоте уровня моря, а также периодические течения, известные как прили́вные течения, делающие предсказание приливов важным для прибрежной навигации. Прили́вные изменения в каком-либо месте земного шара — результат изменения положений Луны и Солнца относительно Земли вкупе с эффектами вращения Земли и особенностями данного рельефа. Хотя для земного шара сила тяготения Солнца почти в 200 раз больше, чем сила тяготения Луны, прили́вные силы, порождаемые Луной, почти вдвое больше порождаемых Солнцем. Это происходит из-за того, что приливные силы зависят не от величины гравитационного поля, а от степени его неоднородности (градиента). При увеличении расстояния до источника поля градиент уменьшается быстрее, чем величина самого поля. Поскольку Солнце почти в 400 раз дальше от Земли, чем Луна, то и приливные силы, вызываемые солнечным притяжением, слабее.

Дата добавления: 2014-11-25