Unde Mecanice

Prezentarea conceptelor care stau la baza undelor mecanice.

Intr-un mediu omogen, suprafetele de unda sunt sfere concentrice, deoarece oscilatiile se propaga in toate directiile cu aceeasi viteza.Perpendiculara pe suprafata de unda se numeste raza de propagare

Undele sonore sunt unde longitudinale, in timp ce undele electromagnetice sunt unde transversale.Undele se propaga uniform, de aceea pentru propagarea lor putem aplica legea miscarii uniforme.

Sunetele sunt produse de vibratiile elastice a caror frecventa este cuprinsa intre 16 si 20000Hz.Le percepem cu ajutorul organului nostru auditiv (urechea). Masuratori exacte au stabilit ca in aer sunetul se propaga cu viteza de 340m/s, in timp ce lumina strabate intr-o secunda o distanta de 300000 km. In apa sunetul se propaga cu viteza mai mare, cam cu 1500m/s iar in otel cu 5000m/s. Asadar, prin solide sunetul se propaga mai repede decat prin lichide, iar prin lichide mai repede decat prin gaze.

Sunetele se deosebesc intre ele prin trei calitati:inaltime, intensitate si timbru.

Inaltimea sunetului este calitatea sunetului de a fi mai inalt sau mai profund si depinde de frecventa lui de vibratie.

Intensitatea sunetului este calitatea unui sunet de a fi mai puternic sau mai slab

Timbrul sunetelor este calitatea prin care urechea deosebeste sunetele de aceleasi inaltimi si aceeasi intensitate produse de instrumente diferite

Cand undele sonore intalnesc in drumul lor un obstacol se intorc din drum, adica se reflecta. Cand sunetul cade perpendicular pe obstacol, el se intoarce pe acelasi drum.

Ecoul este repetarea sunetului datorit unui fenomen de reflexie.

Cand obstacolul reflectator se gaseste la o distanta mai mica de 17m, sunetul reflectat nu se mai aude distinct, ci prelungeste numai sunetul initial.Fenomenul se numeste reverberatie.

Sunetele a caror frecventa este mai mare de 20000Hz nu mai sunt auzite de urechea noastra.Ele alcatuiesc domeniul ultrasunetelor.

Ultrasunetele pot fi produse cu ajutorul unor generatori ultrasonori, care folosesc anumite proprietati electrice sau magnetice ale corpurilor.

Datorită frecvenţei mari şi a energiei mari pe care o transportă, ultrasunetele produc o serie de efecte fizico-chimice dintre care menţionăm : distrugerea stărilor labile de echilibru; încălzirea mediului; formarea de sisteme disperse (emulsii şi suspensii) şi distrugerea de astfel de sisteme (coagulări); influenţarea potenţialelor electrochimice şi a pasivităţii metalelor; voalarea plăcilor fotografice; creşterea vitezei unor reacţii chimice; explozia substanţelor puţin stabile (de exemplu iodura de azot)

Un fenomen interesant care apare la propagarea ultrasunetelor în lichide este fenomenul de cavitaţie care constă în apariţia unor bule care se ridică la suprafaţă şi se sparg. Proprietăţile ultrasunetelor permit folosirea lor într-o mare varietate de aplicaţii practice.

UNDE MECANICE

I. Fundamentare teoretica

Conceptele care stau la baza eseului sunt:

- Propagarea oscilatiilor

- Lungimea de unda

- Unde sonore

- Viteza de propagare a sunetului

- Calitatiile sunetului

- Reflexia sunetului

- Ecoul

- Reverberatia

- Rezonanta

- Ultrasunetele

Propagarea oscilatiilor

Daca aruncam o piatra in apa limpede a unui lac observam ca pe suprafata apei se formeaza valuri concentrice ale caror raza se maresc mereu (fig.1).

In punctul in care a cazut piatra apa incepe sa oscileze iar oscilatiile se propaga in toate directiile in asa fel incat pe o directie data fiecare punct intra succesiv in stare de oscilatie.Aceste oscilatii periodice care se propaga in toate directiile se numesc unde.

Daca aruncam un fir de pai pe suprafata apei constatam ca paiul oscileaza, dar nu se departeaza de centrul de miscare.

Asadar, prin unde se propaga numai miscarea, in timp ce mediul prin care se propaga unda nu se departeaza de centrul de miscare.

Daca vom face o sectiune in unda de pe suprafata apei, vom observa ca ea are o forma serpuitoare (fig.2).

Formarea undelor poate fi observata si cu ajutorul unui tub de cauciuc mai lung (3 4m), pe care-l intindem de capete.Lovind tubul in apropierea unui capat, se formeaza o bucla, care inainteaza in lungul lui (fig.3).Se observa de asemenea ca unda, ajunsa la capatul opus, se reflecta.