把石子扔进水中,出现的波纹为什么是圆形的?(具体)
2022-11-15 · 百度认证:北京惠企网络技术有限公司官方账号
因为水的密度和模量在水平面上是各向同的。把石子扔进水中,可以近似的认为扔进水中的那个点在做像簧一样的简谐振动。
根据振动传播理论,简谐振动源可以在其附近产生机械波,而机械波的波速与传播介质(水)的密度和模量(简单来说是物体的受压后的)有关。
通常情况下水在水平面上的各个方的密度和模量相同,那么从简谐振动源(石子的那个点)向各个方向传播的波速是相同的。所以任意时刻,波纹(所有机械波的波峰)到振动源的距离是相同的。所以波纹是圆形的。
扩展资料:
振动(又称振荡)是指一个状态改变的过程。即物体的往复运动。
在高中物理,可以定量研究(可以用公式法、作图法、列表法给出确定数值)的,只有四种最简单的运动:匀变速直线运动、匀速圆周运动、抛体运动和简谐振动。
复杂的运动,可以依托这四种运动,进行定性研究。
如果硬要定量研究复杂的运动,也是依托这四种运动,作近似研究的。
这四种最简单的运动中,匀变速直线运动和抛体运动是"一去不复返"的运动,运动状态(位置、速度)与时间的关系是拓朴(一一对应)的、不可重复的。
简谐振动可以看作匀速圆周运动沿正交(就是互相垂直)的两个方向进行分解(就是投影),其中任意一个方向的运动,都是简谐振动。由此可知,简谐振动比匀速圆周运动复杂得多。
抛体运动则可以分解为:正交的一个匀速直线运动和另一个匀变速直线运动,所以,抛体运动比匀变速直线运动复杂得多。
在匀速圆周运动作正交分解的过程中,原来大小不变的向心力,变成大小和方向都作周期性变化的回复力。简谐振动已经够复杂了。所以,振动就定量研究到简谐振动为止。
然而,通常我们遇到的振动的微观情况,都要比简谐振动复杂得多。所以,研究简谐振动过渡到研究振动、热振动等,需要洞察力、想象力和抽象思维、逻辑推理等能力。
特点
简谐振动的特点是:
1,有一个平衡位置(机械能耗尽之后,振子应该静止的唯一位置)。
2,有一个大小和方向都作周期性变化的回复力的作用。
3,频率单一、振幅不变。
振子就是对振动物体的抽象:忽略物体的形状和大小,用质点代替物体进行研究。这个代替振动物体的质点,就叫做振子。
振子在某一时刻所处的位置,用位移x表示。位移x就是以平衡位置为参照物(基点——基准点),得到的"振子在某一时刻所处的位置"的距离和方向。
我们对匀变速直线运动和抛体运动进行研究时,基准点选择在运动的始点。我们对匀速圆周运动和简谐振动研究时,基准点选择在圆心或平衡位置(不动的点)。
参照物本来就应该是在研究过程中保持静止(或假定为静止)的点,我们的物理思路,就是"从确定的量、不变的量出发进行研究"。
参考资料: