Biomechanikos konspektas

BIOMECHANIKA 1. Bangos lygtis. Garso banga. Garso intensyvumas. Akustinis slėgis. Mechaninė banga – tai svyravimo plitimas tampria aplinka. Sklindant bangai iš vienos aplinkos vietos į kitą perduodami virpesiai ir virpėjimo energija, o medžiaga nepernešama (dalelės tik svyruoja apie pusiausvyros padėtis). Banga, pernešanti energiją, vadinama sklindančiąja. Banginis judėjimas erdvėje aprašomas bangos lygtimi. Bangos lygtis nusako aplnikos dalelių (jas galima laikyti materialiais taškais) nuokrypio priklausomybę nuo koordinačių ir laiko. Vienmate neriboto ilgio vienalyte tampria aplinka sklindančios išilgai ašies x bangos lygtis yra: S =A cos ω (t – x/v) S =A cos 2π (t/T – x/λ) k – banginis skaičius (kx – judėjimo ervėje (sklidimo) narys) x – svyruojančios dalelės koordinatė λ – bangos ilgis (atstumas tarp artimiausių taškų, svyruojančių ta pačia faze) v – bangos sklidimo greitis s – nuokrypis nuo pusiausvyros padėtis A – amplitudė (didžiausias nuokrypis nuo pusiausvyros padėties) T – periodas (vieno svyravimo trukmė) + 0 svyravimo fazė (dydis nusakantis nuokrypio kampinę padėtį laiku t) kampinis (ciklinis) dažnis (svyravimų skaičius per 2π laiko vienetų), f-dažnis (svyravimų skaičius per laiko vienetą) f=1/T Kaip matyti iš bangos lygties, svyravimo fazė priklauso nuo t ir x. Grafinis lygtimi aprašomos bangos vaizdas pateiktas pav. Tarp harmonio svyravimo grafiko ir bangos grafiko esminis skirtumas: svyravimo grafikas vaizduoja vienos dalelės nuokrypį skirtingais laiko momentais, o bangos grafikas nusako skirtingų dalelių padėtis (koordinates) tuo pačiu laiko momentu. Garsus sukelia svyravimai. Garsas – tai mechaninė banga. Taigi garsus sukelia svyravimai. Papraščiausi garsai, pvz muzikinės natos, atitinka harmoninius virpesius, t.y. periodiniį fizikinio dydžio kitimą pagal sinuso arba kosinuso dėsnį, todėl harmonio svyravimo lygtis: , čia dydžiai A, f, ω ir T nekinta: Pagrindinės garso bangos charakteristikos yra bangos ilgis, bangos periodas ir bangos sklidimo greitis. Šiuos dydžius sieja ryšys: v = f λ = λ/T Garso bangos sklidimo greitis priklauso nuo aplinkos tamprumo ir tankio. Garsui pereinant iš vienos aplinkos į kitą, kinta jos greitis ir bangos ilgis, o dažnis išlieka pastovus. Išilginių gaeso bangų plitimo greitis: ρ – aplinkos tankis, E – aplinkos tamprumo koeficientas, vadinamas Jungo moduliu. Garso bangos yra išilginės, nes oro dalelės juda išilgai bangos sklidimo krypties. (Skersinėmis bangomis vadinamos tokios bangos, kuriose dalelės virpa statmenai bangos sklidimo krypčiai). Garso, kaip mechaninės bangos, charakteristika yra jos stipris(intensyvumas) I ir garso(akustinis) slėgis p. Sklindant garsui, išjudinus vieną terpės dalelę iš pusiausvyros padėties, atsiranda tamprumo jėga, kuri sąlygoja didesnes slėgio sritis (sutankėjimus) ir mažesnio slėgio sritis (išretėjimus). Garso p tiesiogiai priklauso nuo temperatūros: p = nkT, k- Bolcmano konst, T- temperatūra. Slėgio amplitudė priklauso: ρ – aplinkos tankis, v – garso greitis, ym – dalelių sv. amplitudė, ω – bangos kampinis dažnis Bangos pernešama energija pro ploto vienetą per laiko vienetą vadinama bangos intensyvumu (kokiu greičiu banga perneša energiją): I = w v = v (energija padauginta iš greičio I = J/sm2; W/m2 ) Z vadinamas akustine varža (akustiniu pasipriešinimu), akustinis impedansas 2. Garso intensyvumo lygis. Girdos slenkstis. Belas, decibelas. Garso intensyvumas – tai garso galia tenkanti ploto vienetui, I = J/sm2; W/m2 Ausies jautrumas leidžia žmogui girdėti 1–3 kHz dažnių diapazone garsą, kurio intensyvumas yra tik 10-12 W/m2. Ši riba vadinama girdos slenksčiu. Maksimalus garso intensyvumas, kurį gali priimti žmogaus ausis, yra artimas 1 W/m2. Taigi girdimas garso signalų intensyvumo diapazonas yra labai didelis, jis net viršija regos diapazoną. Atskirų individų girdos slenkstis turi gana didelę sklaidą, pirmiausiai dėl pakitimų, susijusių su amžiumi, taip pat dėl darbo sąlygų. Logaritminis ryšys tarp stimulo garso intensyvumo I ir pojūčio S išreiškiamas formule: S(I) = K ln (I / I 0) Intensyvumų santykis Imax/Io=1013 , todėl patogiau naudotis logaritmine intensyvumų skale Santykis I/I0 tapo pagrindu garso galios lygiams įvesti (kai koef. K=1, garso galių santykis šreiškiamas belais (B), kai K=10, decibelais (dB)): LB matuojamas belais LdB matuojamas decibelais Belas – toks garso tono, kurio dažnis  = 1 kHz , intensyvumo lygio pokytis, kai garso intensyvumas pakinta 10 kartų. Tačiau daug patogesnė ir svarbesnė garso charakteristika yra slėgis. Žmogaus ausis tiesiogiai reaguoja į slėgio svyravimus. Garso slėgis ir techniniuose įrenginiuose yra lengviau registruojamas ir matuojamas nei kiti akustiniai dydžiai: intensyvumas, svyravimo greitis, poslinkis ir kt. Vidutinis kvadratinis slėgis

Daugiau informacijos...

★ Klientai rekomenduoja

Šį rašto darbą rekomenduoja mūsų klientai. Ką tai reiškia?

Mūsų svetainėje pateikiama dešimtys tūkstančių skirtingų rašto darbų, kuriuos įkėlė daugybė moksleivių ir studentų su skirtingais gabumais. Būtent šis rašto darbas yra patikrintas specialistų ir rekomenduojamas kitų klientų, kurie po atsisiuntimo įvertino šį mokslo darbą teigiamai. Todėl galite būti tikri, kad šis pasirinkimas geriausias!