Gelombang permukaan, jenis dan contoh

Itu Gelombang superfisial Mereka adalah mereka di mana partikel bergetar memiliki dua gerakan -dimensi, seperti gelombang yang terjadi ketika batu jatuh ke kolam atau danau.

Jenis gelombang ini diproduksi dalam antarmuka antara dua cara yang berbeda, seperti laut dan udara, atau di antara permukaan bumi dan udara. Ini adalah gelombang di mana partikel mengalami perpindahan transversal yang dikombinasikan dengan longitudinal, yaitu dua -dimensi.

Gambar 1. Gelombang superfisial di kolam. Sumber: Pixabay.

Misalnya, partikel air di permukaan samudera - gelombang - bergerak menggambarkan lintasan melingkar. Saat memecahkan gelombang di pantai, perpindahan longitudinal mendominasi dan itulah sebabnya ganggang atau sepotong kayu yang melayang dengan lembut bergerak dari depan ke belakang.

Di permukaan bumi, gelombang juga bergerak analog dengan gelombang laut. Mereka bepergian dengan kecepatan yang lebih rendah daripada gelombang yang bergerak secara internal melalui volume terestrial, tetapi mampu memprovokasi resonansi di bangunan dengan lebih mudah.

Karena gelombang menghasilkan getaran dan energi transportasi, memiliki efek destruktif selama gempa bumi.

Gambar 2. Gelombang permukaan di laut. Partikel air bergerak dalam jadwal ketika pergerakan gelombang berasal dari kiri ke kanan. Pada titik tertinggi mereka berada di puncak gelombang, sedangkan titik terendah disebut saluran. Sumber gambar kiri: f. Zapata. Sumber angka yang tepat: Giambattista, a. 2010. Fisika. 2nd. Edisi. Bukit McGraw.

[TOC]

Jenis gelombang superfisial

Jenis gelombang apa pun, apakah dangkal atau tidak, merupakan solusi dari persamaan gelombang, yang berlaku untuk hampir semua jenis gerakan bergelombang, tidak hanya mekanis, seperti contoh yang dijelaskan, tetapi juga gelombang elektromagnetik, yang merupakan jenis yang berbeda dari gelombang, karena mereka melintang.

Persamaan Gelombang, yang diperoleh mengingat hukum kedua Newton ditulis seperti ini:

Di mana ∇ melambangkan Operator Laplacian, yang dapat dinyatakan sebagai berikut dalam koordinat persegi panjang:

Dapat melayani Anda: Koefisien Poisson: Koefisien, Rumus, Nilai, Contoh

Dalam persamaan sebelumnya, atau Itu adalah fungsi gelombang yang tergantung pada tiga koordinat ruang X, Dan Dan z Lebih banyak waktu T: u = u (x, y, z, t). Di samping itu v Itu adalah kecepatan gangguan. Persamaan gelombang dapat dinaikkan dalam sistem koordinat lain tergantung pada geometri yang diperlukan.

Untuk menemukan solusi dari persamaan, ini sesuai dengan kondisi masalah, di mana misalnya geometri dibatasi dan sifat -sifat lingkungan ditetapkan melalui mana gangguan dipindahkan.

Ada banyak jenis gelombang superfisial, seperti:

-Gelombang gravitasi (Gelombang gravitasi) Seperti gelombang samudera yang dijelaskan pada awalnya, di mana gravitasi memberikan gaya restoratif yang memungkinkan gerakan transversal.

-Gelombang superfisial di kolam, berikut adalah tegangan permukaan air yang diberikan sebagai kekuatan restoratif.

-Gelombang elastis superfisial yang bergerak di permukaan bumi selama gempa bumi.

-Gelombang elektromagnetik, yang meskipun melintang, dapat dipandu dengan benar untuk bergerak di permukaan.

-Beberapa jenis gelombang yang terjadi pada senar gitar saat senar ditekan dengan keras.

Gelombang elastis superfisial di permukaan bumi

Gambar 3. Gelombang superfisial di permukaan bumi. Gerakan partikel adalah kombinasi perpindahan transversal dan longitudinal. Sumber: Giambattista, a. 2010. Fisika. 2nd. Edisi. Bukit McGraw.

Saat memecahkan persamaan gelombang, solusi, seperti yang telah kami katakan, sesuai dengan berbagai jenis gelombang. Ketika gangguan bergerak dalam media padat seperti kerak bumi, dimungkinkan untuk membuat beberapa asumsi tentang hal ini yang menyederhanakan proses.

Oleh karena itu dianggap bahwa mediumnya sangat elastis, homogen Dan isotropik, yang berarti propertinya sama terlepas dari posisi atau alamatnya.

Dengan pemikiran ini, dua solusi persamaan gelombang dalam media elastis sesuai dengan gelombang superfisial:

Itu dapat melayani Anda: boron nitride (bn): struktur, sifat, mendapatkan, menggunakan

-Rayleight Waves, dinamai untuk menghormati Lord Rayleight (1842-1919), ahli fisika Inggris yang menggambarkan mereka terlebih dahulu.

-Love Waves, oleh Augustus Love, Inggris Geofisika dan Matematika.

Dalam seismik, gelombang ini disebut Gelombang l, Untuk membedakan mereka dari gelombang P dan gelombang S, keduanya dianggap sebagai gelombang volume (Gelombang tubuh) bahwa mereka juga merupakan solusi dari persamaan gelombang dengan kondisi yang dijelaskan di atas. Gelombang P adalah longitudinal dan gelombang S adalah melintang.

Contoh gelombang superfisial

Gelombang Rayleight

Dalam gelombang Rayleight, partikel tepi gelombang bergetar di bidang vertikal, oleh karena itu dikatakan bahwa mereka terpolarisasi secara vertikal. Gerakan partikel yang menggambarkan elips, tidak seperti gelombang di permukaan laut, yang gerakannya melingkar, seperti yang dinyatakan pada awalnya (meskipun dekat pantai mereka agak elips).

Sumbu utama elips adalah vertikal dan sumbu minor mengikuti arah propagasi, seperti yang dapat dilihat pada gambar. Di sana juga diperingatkan bahwa gerakan itu retrograde, yaitu, itu dilakukan bertentangan dengan jarum jam.

Gambar 4. Gelombang Rayleight. Sumber: Lowrie, W. 2007. Geofisika mendasar. 2nd. Edisi. Cambridge University Press.

Perbedaan penting lainnya dengan gelombang air adalah bahwa gelombang rayleight hanya dapat menyebar di media padat, karena ada gaya geser yang tidak terjadi pada cairan.

Amplitudo perpindahan partikel berkurang secara eksponensial dengan kedalaman, karena gelombang terbatas pada permukaan, meskipun merupakan gempa bumi dengan intensitas besar, gelombang dapat berbalik di sekitar bumi beberapa kali sebelum memudar sepenuhnya sepenuhnya.

Dapat melayani Anda: keseimbangan translasi: penentuan, aplikasi, contoh

Love Waves

Dalam Gelombang Cinta Partikel -partikel terpolarisasi secara horizontal dan memiliki amplitudo besar gerakan yang sejajar dengan permukaan. Mereka bergerak pada kecepatan yang sedikit lebih rendah dari gelombang Rayleight, meskipun kecepatan dalam jenis gelombang ini tergantung pada panjang gelombang (gelombang dispersif).

Agar gelombang ini menyebar di tengah. Seperti gelombang Rayleight, gelombang cinta yang diproduksi selama gempa bumi dapat mengembalikan bumi beberapa kali sebelum membubarkan energi mereka.

Gambar 5. Love Waves. Sumber: Wikimedia Commons. Nicoguaro [CC oleh 4.0 (https: // createveCommons.Org/lisensi/oleh/4.0)]

Gulungan ground

Adalah umum untuk menemukan varian gelombang Rayleight ini, disebut Gulungan ground, Dalam catatan eksplorasi seismik. Itu dianggap kebisingan dan Anda harus menghindarinya, karena karena luasnya, kadang -kadang refleksi untuk dilihat masca.

Ombak samudera

Pada kedalaman yang luar biasa, gelombang laut adalah gelombang longitudinal, seperti suara. Ini berarti bahwa alamat propagasinya sama dengan arah di mana partikel bergetar.

Namun, gelombang, di dekat permukaan, memiliki komponen longitudinal dan transversal, menyebabkan partikel menggambarkan lintasan yang hampir melingkar (lihat Gambar 2 kanan).

Gambar 6. Gelombang laut adalah gelombang superfisial. Sumber: Pixabay.

Referensi

1. Figueroa, d. 2005. Gelombang dan fisika kuantum. Seri Fisik untuk Sains dan Teknik. Diedit oleh d. Figueroa.
2. Giambattista, a. 2010. Fisika. Bukit McGraw.
3. Lowrie, w. 2007. Geofisika mendasar. 2nd. Edisi. Cambridge University Press.
4. Wikipedia. Love Waves. Pulih dari: is.Wikipedia.org.
5. Wikipedia. Gelombang Rayleight. Pulih dari: is.Wikipedia.org.
6. Wikipedia. Gelombang permukaan. Diperoleh dari: di.Wikipedia.org.