Механика. Механические колебания и волны, звук

Начиная с основных понятий механики, пространства, времени, силы и массы, Исаак Ньютон установил три основных закона (аксиом) механики, лежащие в основе ньютоновской или классической механики. Теоретическое изучение явлений и законов движения, определяется их законами и теоремами, независимо от их значения в реальной жизни, и используются только математические средства, принадлежащие к теоретической или рациональной механике. Механика, в которой законы и методы теоретической механики применяются в технике, называется технической или прикладной механикой.

Рисунок 1. Закон всемирного тяготения Ньютона

Механика начинается с простейших объектов: частиц и твердых тел, а затем постепенно принимает во внимание и другие физические свойства (эластичность, пластичность и т.д.), и таким образом приближается к более точным знаниям о законах движения и равновесия реальных тел в природе.

Законы механики и методы широко используются во многих науках в решении самых разнообразных и зачастую весьма сложных технических проблем. Все технические расчеты в проектировании и строительстве зданий, проектировании и строительстве машин и механизмов, транспортных машин, управляемых и неуправляемых космических аппаратов, основано на законах механики.

Рисунок 2. Космический аппарат

Звуковые волны

В случае продольных гармонических звуковых волн, частота и длина волны может быть описана формулой:

где

$y_0-$ амплитуда колебаний;

$\omega -$ угловая частота волны;

$c-$ скорость волны.

Обычная частота $\left({\rm f}\right)$волны задается

Скорость звука распространения зависит от типа, температуры и состава среды, через которую он распространяется.

В упругой среде, гармоническая продольная волна проходит в положительном направлении вдоль оси.

В физике, звук является вибрацией, которая распространяется, как правило, механической волной от давления и смещения, через среду, такую как воздух или вода.

Звук распространяется из-за упругих связей между молекулами сред.

Особенности звука

Основные технические характеристики звука:

1. шаг,
2. объем звука,
3. продолжительность звука,
4. тембр.

Эти особенности тесно связаны с соответствующими параметрами акустической волны.

Свойства звуковой волны

Звуковая волна с помощью различных средств массовой информации движется с различной скоростью. В воздухе, волна, движется со скоростью около $300$ м/с, в воде приблизительная скорость $1500$ м/с. Звук определяется, как и другие волны, двумя физическими параметрами, частотой и длиной волны.

Нормальное человеческое ухо может слышать звуки на частоте от $16$ Гц до $20000$ Гц.