Indhold
Mekaniske bølger er energiske impulser, der bevæger sig gennem et medium. De udvider eller komprimerer stoffet øjeblikkeligt, når de passerer gennem dem, så faste, flydende og gasformige genstande kan udføre mekaniske bølger, mens vakuumet får dem til at ophøre. Nogle eksempler på denne type bølge er jordskælvene, lyden og bølgerne i havet. Der er eksperimenter, som let kan vise driften af en mekanisk bølge, forskellen mellem tværgående og langsgående bølger, og den effekt, som mediespændingen har på dem.
Impulsbølge
Stram et reb tæt på en genstand, der er tæt fastgjort til en væg, såsom et rækværk. Hold rebet og gå væk fra væggen, indtil rebet er lidt løs. Swing det op og ned hurtigt, som om du revner en pisk. Bemærk, at bølgen rejser længden af rebet fra din hånd til væggen og ryggen. Væggen "reflekterer" bølgen tilbage til dig. Hvis du ser nøje, vil du se, at den bølge, der bevæger sig tilbage til din hånd, er et inverteret spejlbillede af den bølge, der rejste mod væggen. Ifølge Newtons tredje lov, når bølgen rammer væggen, reagerer den på bevægelsen ved at skubbe strengen i modsat retning. Denne reaktion fra væggen resulterer i inversionen af bølgen.
Stationær bølge
Bind et reb mellem to genstande fastgjort til en væg, og lad kablet let løsne. Hvis du flytter repet flere gange op og ned, vil bølgerne rejse frem og tilbage mellem de to objekter. Prøv at ryste rebet hurtigere og langsommere. På et tidspunkt vil der være dannelsen af en stående bølge, det vil sige, at det ser ud til, at bølgen ikke bevæger sig. Længden af denne type bølge er en simpel brøkdel af afstanden mellem de to objekter. For eksempel, hvis du ser en stående bølge med en krone og en dal, vil længden være præcis afstanden mellem objekter. Hvis der er to kam og to dale, er længden halvdelen af afstanden. Jo hurtigere du bevæger rebet, jo mere stationære bølger vil du se.
spænding
Skær et gummibånd og drej det til en strimmel i stedet for cirklen. Træk enderne til det punkt, hvor elastikken stopper løsningen. Lav en bevægelse på elastikken og bemærk at den vibrerer, selvom det er meget langsomt. Træk de elastiske spidser længere, forøget spændingen, og skab en anden bevægelse. Bemærk, at det vibrerer hurtigere. Jo højere spændingen i elastikken er, jo hurtigere vibrationer.
Longitudinale bølge
Læg en legetøjsfjeder på en hård overflade og stræk den mellem dig og en partner. Hvis du flytter foråret fra side til side, vil resultatet være en tværgående bølge, såvel som dem der skabes af reb. Træk fjederspidsen frem og tilbage hurtigt vil forårsage en langsgående eller kompressionsbølge. Denne type bølge forårsager ikke, at foråret bevæger sig sidelæns; I stedet bevæger bølgen i retning af længden af fjederen, komprimerer og strækker omviklerne. Som i den tværgående bølge reflekterer den langsgående bølge tilbage, når den når den anden side. Lydbølger er kompressionsbølger, der sker, når molekylerne knuses og spredes i luften.
Bell i vakuumet
Har vakuumklokkeapparatet i dine hænder plus et 6 volt batteri og en vakuumpumpe. Sørg for, at reservoirdækslet, der indeholder klokken, er tæt skruet. Slut batteriet til klokken, og du kan høre det spille højt. Tilslut vakuumpumpen til en slange, som skal fastgøres til en reservoiråbning. Tænd vakuumpumpen. Tilslut klokken til batteriet igen. Da pumpen dræner luften fra reservoiret, bliver bølgens støj svagere, indtil det er næsten umuligt at høre det, selvom klappen synligt når klokken. Afbryd slangen og afbryd pumpen. Når luften vender tilbage til reservoiret, vil du høre klokken igen. Mekaniske bølger, som lyd, har brug for et medium, hvorigennem man kan rejse. Fjernelse af dette medium, i dette tilfælde luften, forsvinder lydbølgerne.
