为什么平面简谐波的体积元的弹性势能与动能具有相同的表达式

发布时间: 2023-03-21 10:00:45 来源: 励志妙语 栏目: 经典文章 点击: 91

简谐波的动能和势能为什么同时达到最大或最小波动中的势能指的是构成波的材料的弹性势能,弹性势能由材料形变决定,你可以把波分成很多个...

为什么平面简谐波的体积元的弹性势能与动能具有相同的表达式

简谐波的动能和势能为什么同时达到最大或最小

波动中的势能指的是构成波的材料的弹性势能,弹性势能由材料形变决定,你可以把波分成很多个小微段,而在最高点(或最低点)处的微段的形变(基本没有被拉伸)是最小的。

所以弹性势能最小波动和单纯的振动不同,简谐运动中的振子机械能守恒,在最大位移处势能最大,而动能最小。

在平衡位置处动能最大,势能最小,振动过程机械能守恒。而波动,振源的振动形式和能量是靠介质中的一个点依次带动相邻的另一个点而传播开来的。

如果一个质点在运动中所受的合外力是一个简谐力即合外力的大小与位移成正比且方向相反,那么我们称这个质点的运动是简谐振动。在弹簧振子模型中,比例系数k即为弹簧系数,或称倔强系数(劲度系数)。

扩展资料:

如果用F表示物体受到的回复力,用x表示物体对于平衡位置的位移,根据胡克定律,F和x成正比。

将一个有孔小球体与一个弹簧连在一起,将一个极为光滑的水平杆穿入小球体,使球体可以在水平杆上左右滑动,而球体与水平杆的摩擦力小得可以忽略不计。将弹簧的一端固定住,弹簧的整体质量要比球体质量小得多,这样弹簧本身质量也可以忽略不计。这个系统便是一个弹簧振子。

弹簧振子系统在平衡状态下,弹簧没有形变,振子(小球体)在平衡位置保持静止。若把振子拉过平衡位置,到达最大幅度,再松开,弹簧则会将振子向平衡位置收回。

在收回的过程中,弹簧的势能转换为振子的动能,势能在降低的同时,动能在增加。当振子到达平衡位置时,振子所积累的动能又迫使振子越过平衡位置,继续向同样的方向移动。

参考资料来源:百度百科--简谐波

简谐波的动能和势能为什么同时达到最大或最小

波动中的势能指的是构成波的材料的弹性势能,弹性势能由材料形变决定,你可以把波分成很多个小微段,而在最高点(或最低点)处的微段的形变(基本没有被拉伸)是最小的。所以弹性势能最小波动和单纯的振动不同,简谐运动中的振子机械能守恒,在最大位移处势能最大,而动能最小;在平衡位置处动能最大,势能最小,振动过程机械能守恒.而波动,振源的振动形式和能量是靠介质中的一个点依次带动相邻的另一个点而传播开来的.对于每一个质元的能量就应该是不守恒的.当质元在平衡位置时动能最大,同时被拉伸的最厉害或是说形变最厉害.所以对应的形变势能最大(看图就看那点的斜率,斜率越大,就可看出被拉伸形变最大).若运动到波峰或波谷,则动能最小,形变也最小,即形变势能最小(图中,该点斜率为零,即几乎没形变).简谐波的动能和势能为什么同时达到最大或最小
这个问题很好,我也研究了半天
波动中的势能指的是构成波的材料的弹性势能,弹性势能由材料形变决定,你可以把波分成很多个小微段,而在最高点(或最低点)处的微段的形变(基本没有被拉伸)是最小的。所以弹性势能最小
而在这道题目中,考虑的都是单个的质点:尽管在c点,拉伸产生的最厉害,蕴含了最大的弹性势能,但是这个弹性势能无法被c点转化为自身的动能,因为它受到的是两个方向的力,好比你将橡皮筋拉开,此时橡皮筋的中点产生了大量弹性势能,但是它并没有加速度,因为你左右手对其施加的力相反。
振动与波动的区别在有的地方确实比较违反直觉,多加思考。
祝学习顺利。

弹性势能的表达式是什么?

弹性势能=弹力做功=∫(0-x)kx*dx=1/2k*x^2。

弹性势能是指发生弹性形变的物体的各部分之间,由于有弹力的相互作用,也具有势能。同一弹性物体在一定范围内形变越大,具有的弹性势能就越多,反之,则越小。

物体由于发生弹性形变,各部分之间存在着弹性力的相互作用而具有的势能叫做“弹性势能”。

拓展资料

1.什么是势能
1、定义:势能是储存于一个系统内的能量,也可以释放或者转化为其他形式的能量。势能是状态量,又称作位能。势能不是属于单独物体所具有的,而是相互作用的物体所共有。

2、类别:势能按作用性质的不同,可分为引力势能、弹性势能、电势能和核势能等。力学中势能有引力势能和弹力势能。

(1)重力势能:是物体因为重力作用而拥有的能量,公式为EP=mgh (m 质量,g应取9.8N/kg,h物体据水平面的高度)。

(2)弹性势能:是物体因为弹性形变而具有的能量。公式为EP=1/2 kx^2。

2什么是动能
1、定义:物体由于运动而具有的能量,称为物体的动能。它的大小定义为物体质量与速度平方乘积的二分之一,表达式:Ek=mv^2/2。

2、结论:质量相同的物体,运动速度越大,它的动能越大;运动速度相同的物体,质量越大,具有的动能就越大。

3势能和动能有什么区别
动能是物体因为具有速度而产生的一种机械能,计算方法是质量乘以速度平方再乘以1/2,势能是物体因为处在较高的势而具有的一种机械能,比如重力势能,电势能等,在其中势反应的是它在某种场内与某个零势位相差的位移,相差的位移越多,势的绝对值越大。

势能还可以是物体因为发生弹性形变而具有的弹性势能,它也是一种机械能,比如弹簧被压缩后或者被拉长后都具有弹性势能,有回到平衡位置的趋势。

动能和势能统称为机械能。在只有重力做功或系统内的弹力做功时,动能和势能的和是一定的,也就是机械能是守恒的,你说的相反可能就是这个意思吧。但其他情况机械能是不守恒的,这样说就不对了。

请教简谐波的能量问题

简谐波的能量是不守恒的,那么就不可以用简谐振动的能量公式计算其能量了吧?rn波传播过程,对每一质点而言,能量是变化的。吸收能量=现有能量+传出的能量,但不代表前一个质点把能量全都传给了下一个质点吧?那简谐波传递过后该点的能量只是被传出部分?因为只是振动状态的传播,波形图和质点是没有关系的是吗?书上推导出简谐波的质元动能和势能时刻保持相等,那么怎么会有动能为0,动能全部转化为弹性势能的情况?这里不懂的地方比较多……谢谢

简谐波的能量是不守恒的

 

那能量跑哪去了

 

机械波中的能量变化

机械波在什么位置动能最大?又是在什么位置势能最大呢?rnrn随着波的传播,能量是怎样变化的呢?
机械波在波峰和波谷时势能最大,平衡位置时的动能最大,在传播过程中,波能够连续向外传播能量是因为震源不停地提供能量。如果传播出的波形是同心圆的话,外圈的波的高度是不断降低的,但是整个的圆的一周的总能量是不变的(如果震源的振幅不变的话)
机械波中弹性势能和动能是同步的,同时达到最大(平衡位置),同时达到最小(波峰或波谷),机械波不能完全等效成机械振动,弹性势能不是简单变化的!
平面简谐波在传播中动能和势能同相变化,在平衡位置处动能和势能同时达到最大值,在最大位移处动能和势能同时为零。
本文标题: 为什么平面简谐波的体积元的弹性势能与动能具有相同的表达式
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