Uvod
Mehanički talasi nastaju kada se poremećaj prenosi kroz materijalnu sredinu. Postoje dva osnovna tipa mehaničkih talasa:
1. Transverzalni talasi
Kod transverzalnih talasa čestice sredine osciluju u pravcu normalnom na pravac prostiranja talasa.
- Primer: talas se prostire s leva na desno, dok čestice osciluju gore-dole.
- Ugao između pravca prostiranja talasa i pravca oscilovanja čestica je: $ 90^\circ $
- Ovaj tip talasa se najčešće javlja u čvrstim supstancama (npr. talasi na žici).
2. Longitudinalni talasi
Kod longitudinalnih talasa čestice osciluju u istom pravcu u kojem se talas prostire.
- Primer: talas se prostire s leva na desno, a čestice osciluju napred-nazad u istom pravcu.
- Ovaj tip talasa se dominantno javlja u gasovima (npr. zvučni talasi u vazduhu).
Karakteristične veličine talasa
Talasna dužina
Najmanja udaljenost između dve tačke koje osciluju na isti način: $ \lambda $ Merna jedinica: metar (m).
Frekvencija talasa
Broj talasa koji prođe kroz neku površinu normalnu na pravac prostiranja talasa u jedinici vremena: $ \nu = \frac{n}{t} $ Merna jedinica: herc (Hz).
Amplituda
Maksimalna udaljenost od ravnotežnog položaja koju čestica dostigne: $ A $
Veza između brzine, talasne dužine i frekvencije
Brzina talasa $v$ povezana je sa talasnom dužinom $\lambda$ i frekvencijom $\nu$: $ v = \lambda \cdot \nu $
Iz ovog izraza sledi: $ \nu = \frac{v}{\lambda} $
Uticaj međumolekulskih sila
Brzina prostiranja talasa zavisi od intenziteta međumolekulskih sila:
- Veće sile → brže prenosi oscilacije → veća brzina talasa.
Primena – Gitara
- Kada zatežemo žicu, povećava se tenzija → raste brzina talasa → raste frekvencija → ton je viši.
- Kada pritisnemo žicu na prag, skraćuje se dužina žice → smanjuje se talasna dužina → raste frekvencija: $ \nu = \frac{v}{\lambda} $
Pragovi na gitari su raspoređeni tako da svaki prag menja frekvenciju za pola muzičkog stepena.
Ključne formule:
- $v = \lambda \cdot f$
- $\nu= \dfrac{v}{\lambda}$