Moduł 16 kursu Ruch drgający i fale: Zestawienie ruchu drgającego i fal w jeden obraz fizyczny: tabela całego działu, zadania problemowe i transferowe oraz przekrojowy sprawdzian wiedzy.
Gratulacje — dotarłeś do finałowego modułu całego działu „Ruch drgający i fale” ! W tym module spinamy wszystkie zdobyte wiadomości w jeden spójny, fizyczny obraz świata.
Gratulacje — dotarłeś do finałowego modułu całego działu „Ruch drgający i fale” ! W tym module spinamy wszystkie zdobyte wiadomości w jeden spójny, fizyczny obraz świata.
| Cecha fizyczna | Ruch drgający (moduły 01–12) | Fala mechaniczna (moduły 13–15) |
|---|---|---|
| Gdzie zachodzi zjawisko? | W jednym, ściśle określonym punkcie przestrzeni. | Rozprzestrzenia się w przestrzeni przez cały ośrodek. |
| Co się przemieszcza? | Pojedyncze ciało kołysze się wokół punktu równowagi. | Przemieszcza się stan zaburzenia i energia. Cząsteczki ośrodka nie przemieszczają się z falą! |
| Amplituda $A$ | Maksymalne wychylenie ciała z równowagi [m, cm]. | Maksymalne wychylenie cząsteczek na grzbiecie fali [m, cm]. |
| Okres $T$ i częstotliwość $f$ | Czas 1 pełnego cyklu drgania ($T = t/n$, $f = 1/T$). | Identyczny jak w źródle drgań — fala nie zmienia $f$ ani $T$ po wejściu do innego ośrodka! |
| Długość fali $\lambda$ | Nie występuje (drganie nie ma długości przestrzennej). | Odległość między dwoma sąsiednimi grzbietami: $\lambda = v \cdot T = \frac{v}{f}$ [m]. |
| Prędkość $v$ | Prędkość ciała zmienia się bez przerwy (0 w zwrotach, max w $y=0$). | Stała prędkość biegu fali w danym jednorodnym ośrodku: $v = \lambda \cdot f$ [m/s]. |
| Wykres charakterystyczny | Tylko wykres czasowy $y(t)$ (oś pozioma w sekundach). | Zarówno wykres przestrzenny $y(x)$ (zdjęcie), jak i czasowy $y(t)$ (film). |
| Wielkość / Prawo | Wzór podstawowy | Przekształcenia | Jednostka SI |
|---|---|---|---|
| Okres drgań ($T$) | $T = \frac{t}{n}$ | $t = n \cdot T, \quad n = \frac{t}{T}$ | sekunda [$\text{s}$] |
| Częstotliwość ($f$) | $f = \frac{n}{t} = \frac{1}{T}$ | $T = \frac{1}{f}, \quad n = f \cdot t$ | herc [$\text{Hz} = 1/\text{s}$] |
| Podstawowy wzór falowy ($v$) | $v = \lambda \cdot f = \frac{\lambda}{T}$ | $\lambda = \frac{v}{f} = v \cdot T, \quad f = \frac{v}{\lambda}$ | metr na sekundę [$\text{m/s}$] |
| Wzór echosondy i sonaru ($d$) | $d = \frac{v \cdot t}{2}$ | $t = \frac{2d}{v}, \quad v = \frac{2d}{t}$ | metr [$\text{m}$] |
| Reguła burzy ($d$) | $d \approx \frac{t}{3}\text{ [km]}$ | $t \approx 3 \cdot d\text{ [s]}$ | kilometr [$\text{km}$] |
Sytuacja fizyczna: W nowo wybudowanej szkolnej hali sportowej o wymiarach $40\text{ m} \times 20\text{ m} \times 8\text{ m}$ ściany wyłożono gładkimi kafelkami, a na podłodze położono twardy lakierowany parkiet.