Wykresy drgań i ich interpretacja

Na wykresie drgań możemy zobaczyć, jak zmienia się położenie wahadła w czasie. Oś pionowa $x$ pokazuje wychylenie w centymetrach, a oś pozioma $t$ czas w sekundach.

Amplituda drgań to maksymalne wychylenie od położenia równowagi. W naszym przykładzie wynosi ona 6 cm. Wahadło porusza się od +6 cm do -6 cm względem położenia równowagi $x=0$.

W chwili t=1s wahadło osiągnęło pierwsze maksymalne wychylenie, a w t=2s znalazło się w położeniu równowagi. Jedno pełne drganie (ruch tam i z powrotem) trwało 4 sekundy, co oznacza, że okres drgań T=4s.

💡 Wskazówka: Zwróć uwagę na symetrię wykresu! Jeśli potrafisz odczytać amplitudę i okres, poradzisz sobie z każdym wykresem drgań.

Częstotliwość i prędkość fali

Częstotliwość drgań to liczba pełnych drgań wykonanych w ciągu sekundy. Obliczamy ją jako odwrotność okresu: f = 1/T. W naszym przypadku f = 1/4 = 0,25 Hz, co oznacza, że wahadło wykonuje ćwierć drgania na sekundę.

Prędkość fali można obliczyć na dwa równoważne sposoby:

• v = λ/T (długość fali podzielona przez okres)
• v = λ·f (długość fali pomnożona przez częstotliwość)

Gdzie λ (lambda) to długość fali mierzona w metrach. Jeśli λ = 0,04 m, to prędkość fali wynosi: v = 0,04 · 0,25 = 0,01 m/s

🌊 Ciekawostka: Ta sama fala może mieć różną prędkość w różnych ośrodkach - dlatego światło zwalnia, gdy przechodzi z powietrza do wody!