PhysicsWaves for iOS

תיאור

אפליקציית Waves מורכבת מאוסף של חמש סימולציות שונות העוסקות בגלים נעים, גלים עומדים ופעימות. ישנן שתי הדמיות שונות של גלים, אחת לגלים רוחביים ואחרת לגלים אורכיים. קיימות גם שתי סימולציות לגלים עומדים, אחת לגלים רוחביים ואחת לגלים אורכיים.

סימולציה 1 - גלים נוסעים רוחביים. מוצגים שני גלים נוסעים עצמאיים. ניתן להתאים את המשרעת והתדירות של כל אחד מהגלים בנפרד. זה מדמה את תנועת הגלים הנעים לאורך מיתרים, כך שתוכלו גם לחקור כיצד התאמת המתח המופעל על מיתר ו/או משקל המיתר (באמצעות המסה ליחידת אורך) משפיעה על הגל על ​​המיתר הזה.

סימולציה 2 - גלים עומדים רוחביים. זהו דגם של גלים עומדים על מיתר שקבוע (במילים אחרות, מוחזק במקומו) בשני הקצוות. דוגמה למיתר כזה תהיה מיתר גיטרה או מיתר לפסנתר. באמצעות הכפתורים, אתה יכול לבחור בין הצגת הגל העומד הבסיסי (התדר הנמוך ביותר), או הצגת ההרמוניה השנייה, השלישית, הרביעית או החמישית של היסוד. התדרים של ההרמוניות הם כפולות שלמות של התדר של היסוד. שימו לב שהגל העומד הוא סופרפוזיציה (סכום) של שני גלים נעים זהים, אחד נע ימינה ואחד נע שמאלה. מכיוון שהמחרוזת קבועה בשני הקצוות, על הגלים העומדים להיות צמתים (נקודות של אפס תנועה) בקצוות.

סימולציה 3 - פעימות. תופעת המכות היא דוגמה נוספת לסופרפוזיציה. במקרה זה, לשני הגלים יש תדרים שונים במקצת, כך שהם נסחפים בהדרגה מלהיות לגמרי בפאזה זה עם זה (כאשר לגל המתקבל יש משרעת גדולה) להיות לגמרי מחוץ לפאזה אחד עם השני (כאשר לגל המתקבל יש אמפליטודה גדולה). משרעת קטנה) כדי לחזור שוב לפאזה. העלייה והירידה של עוצמת הגל היא מה שאנו מתייחסים אליו כפעימות - תדירות הפעימה שווה להפרש התדרים בין שני הגלים הבודדים.

סימולציה 4 - גל נוסע אורכי. זוהי הדמיה של איך גלי קול מתפשטים באוויר. החלק העליון של המסך מציג ייצוג רוחבי של הגל הנוסע, כאשר מתחתיו ייצוג האורך. הגל האורכי מוצג עובר דרך צינור, אבל הצינור אינו הכרחי. תנועת הנקודות מייצגת את התנועה הממוצעת של כל מולקולות האוויר שנמצאות בקרבת הנקודות. שימו לב שאין זרימה נטו של מולקולות אוויר בשום כיוון - המולקולות מתנדנדות על מיקום שיווי משקל, בממוצע, כדי להעביר את האנרגיה של הגל באוויר.

סימולציה 5 - גלים עומדים אורכיים. הדמיה זו מציגה חלק מהגלים העומדים השונים שיכולים להתרחש בצינור - זהו מודל של מה שקורה בכלי נשיפה כגון צינורות עוגב, חלילים וכו'. כמו בהדמיה 4, בחלק העליון של המסך מוצג ייצוג רוחבי של הגל העומד, עם ייצוג האורך שמוצג מתחתיו. הקצה השמאלי של הצינור פתוח תמיד בסימולציה זו, וניתן לבחור בין השארת הקצה הימני פתוח או סגירתו. בקצה פתוח, מולקולות האוויר חופשיות לנוע, ולגל העומד יש אנטי-צומת (נקודה של תזוזה מקסימלית משיווי משקל) לעקירת מולקולה. בקצה סגור, המולקולות אינן חופשיות לנוע, ולכן לגל העומד יש צומת לתזוזה של מולקולה (כלומר, המולקולות אינן זזות לשם). זה מוביל לתנאי תהודה שונים לצינור, ולכן התדרים המייצרים גלים עומדים בצינור פתוח שונים מהתדרים שנותנים גלים עומדים כאשר לצינור יש קצה סגור.