วันพุธที่ 15 สิงหาคม พ.ศ. 2555

คลื่นกล





-อัตราเร็วของคลื่น


3. อัตราเร็วคลื่นในตัวกลางชนิดต่าง ๆ
     เมื่อตัวกลางถูกรบกวนจะเกิดการคลื่นแผ่ไปในตัวกลาง โดยอัตราเร็วคลื่นขึ้นอยู่กับความยืดหยุ่นของตัวกลางที่คลื่นเคลื่อนที่ผ่าน ซึ่งอัตราเร็วในตัวกลางต่าง ๆ มีดังนี้
      3.1 อัตราเร็วของคลื่นตามขวางในเส้นเชือก
     เมื่อคลื่นตามขวางเคลื่อนที่ด้วยอัตราเร็ว v ไปตามความยาวของเส้นเชือกจะมีแรงตึงเชือกเป็น T ดังรูป
ดังนั้น อัตราเร็วของคลื่นตามขวางในเส้นเชือก จะได้จาก
=
(3)
โดยที่   T แทน แรงตึงเชือก มีหน่วยเป็น นิวตัน (N)
             =  ซึ่ง m แทนมวลของเส้นเชือก และ L แทนความยาวเชือก  มีหน่วยเป็นกิโลกรัมต่อเมตร (kg/m)
     3.2 อัตราเร็วของคลื่นตามยาวในท่อ
     เมื่อให้ความดันแก่ของไหลในท่อจะทำให้เกิดคลื่นตามยาวเคลื่อนที่ไปในของไหล จะทำให้เกิดส่วนอัดและส่วนขยายในของไหล ปริมาตรของของไหลจะเปลี่ยนแปลงไป ทำให้คลื่นที่เกิดขึ้นในของไหลเคลื่อนที่ด้วยอัตราเร็ว v ถ้าของไหลมีความหนาแน่น  ผล อัตราเร็วของคลื่นตามยาวในท่อ จะคำนวณได้จาก

=
(4)
โดย    B คือ ค่าบักค์โมดูลัสของตัวกลางที่คลื่นเคลื่อนที่ มีหน่วยเป็น นิวตันต่อตารางเมตร (N/m2)
             คือ ความหนาแน่นของตัวกลาง มีหน่วยเป็นกิโลกรัมต่อลูกบาศก์เมตร( kg/m3)

3.3 อัตราเร็วของเสียงในของแข็ง
     ในการทำให้เกิดเสียงในของแข็ง เช่น เคาะแท่งเหล็กจะทำให้เกิดคลื่นตามยาวของเสียงในแท่งเหล็กนี้ โดยอัตราเร็วของคลื่นเสียงในของแข็งนอกจากจะมีค่าขึ้นกับความหนาแน่นของของแข็งและยังขึ้นกับความยืดหยุ่นในของแข็งด้วย เราสามารถคำนวณหาอัตราเร็วเสียงในของแข็งได้จาก
  =
(5)
โดย Y คือ ค่ายังโมดูลัสของตัวกลางที่คลื่นเคลื่อนที่ มีหน่วยเป็น นิวตันต่อตารางเมตร(N/m2)
          คือ ความหนาแน่นของตัวกลาง มีหน่วยเป็น kg/m3

ไม่มีความคิดเห็น:

แสดงความคิดเห็น