VALOVI

1. VALOVI

2. NASTAJANJE VALA NA VODI Ubacimo li na mirnu vodenu površinu kamen, on načas povuče za sobom okolne čestice vode u dubinu. One se ubrzo vraćaju gore, ali se ne zaustavljaju u početnom položaju nego se iznad njega izdižu, pa se opet spuštaju u udubinu i nastavljaju se gibati gore dolje. To se gibanje postupno prenosi i na druge čestice vode oko njih. I one se počinju gibati gore-dolje poput prvih. To se gibanje širi sve dalje u koncentričnim krugovima, koji postaju sve širi. Zato oko mjesta na kojemu je pao kamen vidimo naizmjence kružne udubine i izbočine. Udubine se zovu valni dolovi, a izbočine valni brjegovi. Takvo gibanje zovemo valovima. Mjesto iz kojega se valovi šire je izvorvala. Valno gibanje BRJEGOVI SMJER VALA DOLOVI MIRNA POVRŠINA VODE

3. Izvor vala na konopu Kada se jedan kraj konopa zatitra, na njemu nastaje poremećaj tj. val. Čestice konopa gibaju se gore- dolje, dok se val rasprostire duž konopa. Kada je konop zategnut tada su čestice U ravnotežnom položaju. Na mjestu trzaja poremećen je ravnotežni položaj čestica konopa. Mjesto na kojem je izazvan poremećaj je izvor vala.

4. Širenje vala sredstvom • Čestice na izvoru vala su trzajem potisnute prema dolje, zbog molekularnih sila koje postoje među česticama, one za sobom povuku susjedne čestice koje ih okružuju, ove novi niz susjednih čestica i tako se poremećaj, nastao na izvoru vala, širi sredstvom, u ovom primjeru konopom. • Za tijelo kažemo da se giba ako mijenja položaj prema drugim tijelima.

5. Gibanje koje se nakonodređenog vremena ponavlja po istoj putanji, naizmjenično u oba smjera, zove se periodično gibanje. Periodično gibanje PRIMJER PERIODIČNOG GIBANJA Titranje je periodično gibanje. Za vrijeme jednog titraja tijelo prijeđe put od ravnotežnog položaja 0, do jednog krajnjeg položaja A1 , pa natrag prema ravnotežnom položaju 0, zatim prema drugom krajnjem položaju A2. pa opet prema ravnotežnom položaju… amplituda A1 0 • A2 amplituda Krajnje točke A1 i A2 su najveće udaljenosti tijela od ravnotežnog položaja 0 i zovu se amplitude. Svaka udaljenost tijela od ravnotežnogpoložaja je elongacija. Amplituda je najveća elongacija.

6. n f = t 1 f = T 1 1Hz = 1 s s Frekvencija Vrijeme ( t ) nakon kojeg se gibanje ponavlja je period titranja ( T ). Ako odredimo koliko titraja tijelo načini u jednoj sekundi, dobili smo frekvenciju titranja ( f ). Ako u jedinici vremena tijelo načini dva, tri puta više titraja to svaki titraj traje dva, tri puta kraće vrijeme, tj. period titranja T tijela je dva, tri puta manji. Frekvencija ( f ) i period titranja ( T ) Mjerna jedinica za frekvenciju je , pišemo još i kao s . Ta se jedinica naziva herc, oznaka Hz , u čast njemačkog fizičara Heinricha Hertza. n – brojtitraja koje tijelo učini u vremenu t -1

7. Svako tijelo koje se giba ima kinetičku energiju. Čestice izvora vala titraju jer im je tijelo koje stvara poremećaj predalo energiju; one energiju predaju susjednim česticama, ove narednim, tako se energija s izvora vala prenosi sredstvom. Što je val? Valno gibanje je pojava prijenosa energije titranjem čestica elastičnog sredstva.

8. OPIS VALOVA

9. Poprečni ili transverzalni valovi POKUS NA KONOPU Promotrimo kako se valovi šire uzduž konopa.Konop je s jedne strane učvršćen, a s druge strane uzastopno se diže i spušta. Gibanje kraja konopa u našoj ruci prenosi se uzduž konopa.Svaka čestica konopa jednako se giba gore-dolje kao onaj dio konopa u našoj ruci, no kasnije što je dalje od naše ruke. Potvrda je to da svaka čestica konopa titra. Uočljivo je da čestice konopa titraju gore-dolje, a val se širi u vodoravnom smieru, odnosno val se siri okomito na smjer titranja čestica konopa. Takvi se valovi mogu širiti samo čvrstim tijelima. Na primjer, pri potresu se transverzalni valovi šire čvrstom unutrašnjosti Zemlje. ZAPAMTIMO Valovi kod kojih čestice titraju okomito na smjer širenja vala zovu se poprečni ili transverzalni valovi.

10. Uzdužni ili longitudinalni valovi POKUS NA ELASTIČNOJ OPRUZI Na vodoravnu podlogu položimo veliku elastičnu oprugu. Jedan kraj opruge pričvrstimo o zid. Slobodni kraj opruge sabijemo i zatim pustimo . Kada se opruga pusti,duž opruge se lijevo-desno šire poremećaji u obliku zgušćenja i razrjeđenja. Na početku sredstva izvedeno je prisilno titranje u uzdužnom smjeru.

11. valna duljina Amplitude su visina brijega i dola transverzalnoga vala. Promatrajući transverzalne valove,uočavamo da se nakon nekog vremena u sredstvu ponovno pojavljuje brijeg, odnosno dol vala. λ Udaljenost dviju najbližih čestica sredstva koje titraju u istom smjeru i jednake su elongacije je valna duljina. oznaka λ.

12. Čestice u valnom sredstvu titraju u smjeru širenja vala. Tada kažemo da se sredstvom prostire longitudinalni val. Izraziti primjer longitudinalnog vala je zvuk. Val u kojem čestice sredstva (opruge) titraju u smjeru rasprostiranja vala nazivamo longitudinalni val. Longitudinalni val čini zgušćenje i razrjeđivanje. Valna duljina takvog vala jednaka je duljini jednog zgušćenja i jednog razrjeđenja.

13. PRISJETIMO SE Val u elastičnom sredstvu nastaje kad izazovemo poremećaj čestica na izvoru vala.Što više poremećaja izazovemo na izvoru vala u kraćem vremenu, više valova nastane i proširi se sredstvom. PERIOD TITRANJA GORNJI KRAJNJI POLOŽAJ T- period titranja je vrijeme potrebno da se val proširi za svoju valnu duljinu tj. vrijeme potrebno za jedan titraj SREDNJI POLOŽAJ DONJI KRAJNJI POLOŽAJ PRIKAZ JEDNOG TITRAJA ANIMACIJA PROMJENE PERIODA

14. FREKVENCIJA Frekvencija ( f ) je fizikalna veličina kojom se izražava broj titraja u određenom vremenskom intervalu . FREKVENCIJA VALA Broj titraja čestica izvora vala u jednoj sekundi, tj. broj nastalih valova je frekvencija izvora, odnosno frekvencija vala. Kada se val neke frekvencije širi sredstvom, tada svaka čestica sredstva titra tom istom frekvencijom. Frekvencija vala jednaka je frekvenciji kojom titraju šestice u izvoru vala.

15. KRAJ