Kecepatan propagasi gelombang

Propagasi gelombang melintang dan longitudinal

Berapa kecepatan propagasi gelombang?

Itu Kecepatan propagasi gelombang Magnitudolah yang mengukur kecepatan di mana gangguan gelombang menyebar di seluruh perpindahannya. Kecepatan di mana gelombang menyebar tergantung pada jenis gelombang dan media yang menyebar.

Secara logis, gelombang yang bergerak di udara yang dilakukan oleh orang yang melakukannya melalui bumi atau di tepi laut tidak akan bergerak pada kecepatan yang sama. Demikian pula, gelombang seismik, suara atau cahaya tidak maju pada kecepatan yang sama. Misalnya, gelombang elektromagnetik menyebar dengan kecepatan cahaya; yaitu, pada usia 300.000 km/s.

Dalam kasus suara di udara, kecepatan propagasinya adalah 343 m/s. Secara umum, untuk gelombang mekanis, kecepatan melalui material terutama tergantung pada dua karakteristik lingkungan: kepadatannya dan kekakuannya. Bagaimanapun, kecepatan umumnya terkait dengan nilai panjang gelombang dan periode.

Hubungan dapat diekspresikan secara matematis melalui hasil bagi: v = λ / t, di mana v adalah kecepatan gelombang yang diukur dalam meter per detik, λ adalah panjang gelombang yang diukur dalam meter dan t adalah periode yang diukur dalam detik.

Bagaimana kecepatan propagasi diukur?

Secara umum, kecepatan gelombang ditentukan oleh panjang gelombangnya dan pada periodenya.

Oleh karena itu, karena periode dan frekuensi gelombang berbanding terbalik, juga dapat ditegaskan bahwa kecepatan tergantung pada frekuensi gelombang.

Dapat melayani Anda: Dirac Jordan Atomic Model: Karakteristik dan Deposulat

Hubungan ini dapat diekspresikan secara matematis:

v = λ / t = λ ∙ f

Dalam ungkapan ini f adalah frekuensi gelombang yang diukur dalam Hz.

Hubungan seperti itu hanyalah cara lain untuk mengekspresikan hubungan antara kecepatan, ruang dan waktu: V = S / T, di mana S mewakili ruang yang dilalui oleh tubuh yang bergerak.

Oleh karena itu, untuk mengetahui kecepatan di mana gelombang menyebar, perlu untuk mengetahui panjang gelombangnya dan, baik periode atau frekuensinya. Dari atas, jelas bahwa kecepatan tidak tergantung pada energi gelombang atau amplitudonya.

Misalnya, jika diinginkan.

Faktor tergantung pada kecepatan propagasi

Pada akhirnya, kecepatan propagasi gelombang akan tergantung pada jenis gelombang dan karakteristik media yang digunakan untuk bergerak. Beberapa kasus spesifik diekspos di bawah ini.

Kecepatan propagasi gelombang silang pada tali

Contoh yang sangat sederhana dan sangat grafis untuk memahami apa faktor -faktor di mana kecepatan gelombang yang biasanya tergantung adalah bahwa dari gelombang transversal yang maju di sepanjang tali.

Ekspresi berikut memungkinkan untuk menentukan kecepatan propagasi untuk gelombang ini:

v = √ (t / μ)

Dalam ungkapan ini μ adalah kepadatan linier dalam kilogram per meter dan T adalah ketegangan tali.

Dapat melayani Anda: partikel subatomik

Kecepatan propagasi suara

Suara adalah kasus khusus gelombang mekanis; Oleh karena itu, itu membutuhkan sarana untuk bergerak, tidak bisa melakukannya dalam ruang hampa.

Kecepatan di mana suara berjalan dengan media material akan didasarkan pada karakteristik media yang melaluinya ditransmisikan: suhu, kepadatan, tekanan, kelembaban, dll.

Suara bergerak lebih cepat dalam tubuh solid state daripada dalam cairan. Dengan cara yang sama, ia maju lebih cepat dalam cairan daripada di gas, sehingga bergerak lebih cepat dalam air daripada di udara

Secara khusus, kecepatan propagasi di udara adalah 343 m/s ketika berada pada suhu 20 ºC.

Kecepatan propagasi gelombang elektromagnetik

Gelombang elektromagnetik, yang merupakan jenis gelombang transversal, menyebar melalui ruang. Oleh karena itu, mereka tidak membutuhkan sarana untuk bergerak: mereka dapat melakukan perjalanan melalui kekosongan.

Gelombang elektromagnetik bergerak ke sekitar 300.000 km/s (kecepatan ringan) meskipun, tergantung pada kecepatannya, mereka dikelompokkan ke dalam rentang frekuensi menyusun apa yang disebut spektrum elektromagnetik.

Latihan terpecahkan

Latihan Pertama

Hitung kecepatan di mana gelombang transversal menyebar melalui tali panjang 6 m, jika ketegangan tali adalah 8 N dan massa totalnya 12 kg.

Larutan

Hal pertama yang perlu dihitung adalah kepadatan linier tali:

 μ = 12/6 = 2 kg / m

Setelah ini selesai, sudah mungkin untuk menentukan kecepatan propagasi, yang diganti dalam ekspresi:

Itu dapat melayani Anda: Tuduhan Langsung: Konsep, Karakteristik, Contoh

V = √ (t / μ) = √ (8/2) = 2 m / s

Latihan kedua

Diketahui bahwa frekuensi nada musik adalah 440 Hz. Tentukan berapa panjang gelombangnya baik di udara maupun di air, mengetahui bahwa di udara kecepatan perambatannya adalah 340 m/s, sedangkan di dalam air mencapai 1400 m/s.

Larutan

Untuk menghitung panjang gelombang yang kami hapus λ dari ekspresi berikut:

V = λ ∙ f

Diperoleh: λ = v / f

Mengganti data pernyataan, hasil berikut tercapai:

λ _udara = 340 /440 = 0,773 m

λ _air = 1400 /440 = 3,27 m