PhysicsWaves for iOS

Penerangan

Aplikasi Waves terdiri daripada koleksi lima simulasi berbeza yang berurusan dengan ombak bergerak, gelombang berdiri dan rentak. Terdapat dua simulasi gelombang perjalanan yang berbeza, satu untuk gelombang melintang dan satu lagi untuk gelombang membujur. Terdapat juga dua simulasi untuk gelombang berdiri, satu untuk gelombang melintang dan satu untuk gelombang membujur.

Simulasi 1 - Gelombang Perjalanan Melintang. Dua gelombang perjalanan bebas ditunjukkan. Anda boleh melaraskan amplitud dan kekerapan setiap gelombang secara individu. Ini mensimulasikan gerakan gelombang yang bergerak sepanjang rentetan, jadi anda juga boleh menyiasat cara melaraskan ketegangan yang digunakan pada rentetan dan/atau berat rentetan (melalui jisim per unit panjang) mempengaruhi gelombang pada rentetan itu.

Simulasi 2 - Gelombang Berdiri Melintang. Ini ialah model gelombang berdiri pada rentetan yang tetap (dengan kata lain, dipegang pada tempatnya) di kedua-dua hujungnya. Contoh rentetan sedemikian ialah rentetan gitar atau rentetan piano. Menggunakan butang, anda boleh memilih antara menunjukkan gelombang berdiri asas (frekuensi terendah), atau menunjukkan harmonik kedua, ketiga, keempat atau kelima asas. Kekerapan harmonik ialah gandaan integer bagi kekerapan asas. Ambil perhatian bahawa gelombang berdiri ialah superposisi (jumlah) dua gelombang perjalanan yang sama, satu bergerak ke kanan dan satu bergerak ke kiri. Oleh kerana rentetan diikat pada kedua-dua hujung, gelombang berdiri mesti mempunyai nod (titik gerakan sifar) di hujungnya.

Simulasi 3 - Pukulan. Fenomena rentak adalah satu lagi contoh superposisi. Dalam kes ini, kedua-dua gelombang mempunyai frekuensi yang sedikit berbeza, jadi ia beransur-ansur hanyut daripada berada dalam fasa sepenuhnya antara satu sama lain (di mana gelombang yang terhasil mempunyai amplitud yang besar) kepada berada di luar fasa sepenuhnya antara satu sama lain (di mana gelombang yang terhasil mempunyai amplitud kecil) untuk kembali ke fasa semula. Kenaikan dan penurunan kenyaringan gelombang ialah apa yang kita rujuk sebagai rentak - kekerapan rentak adalah sama dengan perbezaan frekuensi antara dua gelombang individu.

Simulasi 4 - Gelombang perjalanan membujur. Ini adalah simulasi bagaimana gelombang bunyi merambat melalui udara. Bahagian atas skrin menunjukkan perwakilan melintang bagi gelombang perjalanan, dengan perwakilan membujur di bawah itu. Gelombang membujur ditunjukkan melalui paip, tetapi paip itu tidak diperlukan. Pergerakan titik mewakili pergerakan purata semua molekul udara yang berada di sekitar titik. Perhatikan bahawa tiada aliran bersih molekul udara dalam sebarang arah - molekul berayun pada kedudukan keseimbangan, secara purata, untuk memindahkan tenaga gelombang melalui udara.

Simulasi 5 - Gelombang berdiri membujur. Simulasi ini menunjukkan beberapa daripada pelbagai gelombang berdiri yang boleh berlaku dalam paip - ini ialah model yang berlaku dalam alat tiupan seperti paip organ, seruling, dll. Seperti simulasi 4, bahagian atas skrin menunjukkan perwakilan melintang bagi gelombang berdiri, dengan perwakilan membujur ditunjukkan di bawah itu. Hujung kiri paip sentiasa terbuka dalam simulasi ini, dan anda boleh memilih antara membiarkan hujung kanan terbuka atau menutupnya. Pada hujung terbuka, molekul udara bebas bergerak, dan gelombang berdiri mempunyai anti-nod (titik anjakan maksimum daripada keseimbangan) untuk anjakan molekul. Pada hujung tertutup, molekul tidak bebas untuk bergerak, jadi gelombang berdiri mempunyai nod untuk anjakan molekul (iaitu, molekul tidak bergerak ke sana). Ini membawa kepada keadaan resonans yang berbeza untuk paip, jadi frekuensi yang menghasilkan gelombang berdiri dalam paip terbuka adalah berbeza daripada frekuensi yang memberikan gelombang berdiri apabila paip mempunyai hujung tertutup.