16.6
Рассмотрим гибкий натянутый канат в равновесном положении с линейной плотностью массы μ и силой натяжения T.
Когда на правом конце прикладывается постоянная восходящая сила, поперечная волна проходит через канат с постоянной скоростью.
Малый элемент длины Δx колеблется перпендикулярно волновому движению под действием восстанавливающей силы каната.
Сила на каждом конце касательна к веревке.
Силы растяжения в направлениях x имеют одинаковую величину и противоположные направления, поэтому они компенсируются.
Наклон каната в точках x и x плюс Δx определяет выражения для y-компонент силы.
Объединение этих выражений дает чистую y-компоненту силы, которая, согласно второму закону Ньютона, равна массе элементов, умноженной на y-компоненту ускорения.
Деление на T-Δ x и принятие предела Δx равным нулю дает выражение в той же форме, что и линейное волновое уравнение.
Это дает выражение для скорости волны, которая зависит от напряжения и линейной плотности.
Скорость волны зависит от характеристик среды. Например, в случае гитары, струны вибрируют, чтобы создать звук. Скорость волн на струнах и длина волны…
Авторские права © 2026 MyJoVE Corporation. Все права защищены.