Grabitazioa eta Uhinak: Oinarrizko Fisika Kontzeptuak

Grabitazioa

Eremu Grabitatorioa

Espazioko puntu bateko eremu grabitatorioaren intentsitatea puntu horretan kokaturiko masa unitateak jasango lukeen indarra da. Masa puntual baten eremu grabitatorioaren propietateak: Erradiala da eta distantziaren karratuaren arabera txikiagotzen da. Eremu zentrala da. g eta u bektoreak aurkakoak dira, eta g bektorea beti eremua sortzen duen partikularekikoa da. Indar grabitatorioak erakarleak dira.

Eremu Lerroak

Puntu bakoitzean, eremu grabitatorioaren intentsitate-bektorearen norabidea indar-lerroen tangentea da, eta norantza berekoa. Lerroen dentsitatea eremu grabitatorioaren moduluaren proportzionala da. Horregatik, eremu-lerroak zenbat eta bilduago egon, eremu grabitatorioa hainbat eta intentsuagoa da.

Gainazal Ekipotentzialak

Balio bereko potentzial grabitatorioa duten puntuak biltzean gainazal ekipotentzialak lortzen dira. Eremu-lerroen perpendikularrak dira edonon. Masa bat gainazal ekipotentzial bereko puntu batetik bestera eramatean, eremu grabitatorioaren lana nulua da. Masa puntualaren kasuan, potentzialak balio bera du masatik distantzia berera dauden puntu guztietan. Beraz, zentroa masan duten esfera kontzentrikoak dira.

Lurraren Eremu Grabitatorioa

Espazioko puntu bateko Lurraren eremu grabitatorioaren intentsitatea Lurrak puntu horretako masa unitateari egiten dion erakarpen indarra da. Gorputz guztietan Lurraren gainazalarekin lotuta iraunarazten digun indar batek eragiten du: pisua, gorputz bat erakartzean Lurrak egiten duen indarra. Gorputzaren pisua kokaturik dagoen tokiaren araberakoa da, eremu grabitatorioaren intentsitatearen proportzionala baita. Lurraren eremu grabitatorioa Lurraren zentrorako distantziaren karratuaren alderantziz proportzionala da. g = GM_L/(R_L+h)² eta g₀= GM_L/R_L² arteko zatiketa atalez atal eginez, g= g₀/(1+h/R_L)²

Ihes Abiadura

Lurraren inguruko orbita zirkularrean dabilen satelitearen energia mekanikoa (EM) bere energia zinetikoa (EZ) eta energia potentzialaren (EP) arteko batura da. E=EZ + Ep= 0.5mv² – GMm/r eta v orbitalaren balioa sartuz: E= 0.5mGM/r – GMm/r. E=-0.5GMm/r. Kanpo indarren eraginik gabeko ibilbidean, satelitearen EM kontserbatu egiten da: EZa+EPa=EZb+EPb. Ihes abiadura Lurraren erakarpen indarretik ihes egiteko gorputzak izan behar duen v minimoa da. Ihes egiteko baldintza minimoa distantzia infinitura iristeko ahalmena izatea da. Beraz, EM nulua izan behar du.

Keplerren Legeak

1. legea: Planeta guztiak orbita eliptikoetan ibiltzen dira, eta Eguzkia elipsearen fokuetako batean dago kokaturik.

2. legea: Planeta eta Eguzkia lotzen dituen lerro zuzenak azalera berdinak zapaltzen ditu denboratarte berdinetan.

3. legea: Planetaren ibilbidearen periodoaren karratua planetatik Eguzkirako batez besteko distantziaren kuboaren zuzenki proportzionala da: T²=Cr³. Horri esker, planeten masa kalkula dezakegu, planetek sateliteren bat izanez gero eta satelitearen periodoa eta erradio orbitala ezagutuz gero. M=4π²r³/GT²

Partikula batean egindako lana bere EZ igotzeko edo jaisteko erabiltzen da. Lana egiten duen indarrak ez du axola konserbakorra den ala ez. Eremua kontserbakorra izateko, EM kontserbatu behar da, hau da, kanpo indarrik gabe.

Uhinak

Uhin Higidura

Uhin higidura: energiaren transmisio era bat da, nolabaiteko perturbazio motaren baten bidez buruturikoa, baina materiaren garraio netorik gabekoa. Espazioan hedatzen den perturbazio hori uhina da, mekanikoa edo elektromagnetikoa. Zeharkakoa eta luzetarakoa: baldin bere hedapen norabidea perturbaturiko ingurunean sorrarazten duen oszilazioaren norabidearen perpendikularra/paraleloa bada. Soka bertikalki eragitean, tontor berezi bat sortzen da, pultsua deritzona, aldiuneko perturbazioa da.

Uhin Harmonikoak

Uhin harmonikoak: Jatorria ingurune elastiko batean higidura harmoniko sinple baten bidez sorturiko perturbazio periodikoetan dutenak dira: anplitudea (elongazio maximoa), uhin luzera (bibrazio egoera berean dauden 2 punturen distantzia minimoa), periodoa (perturbaturiko edozein puntuk oszilazio osoa burutzeko denbora), maiztasuna (puntu bakoitzak denbora unitatean burutzen dituen oszilazio kopurua).

Periodikotasun Bikoitza

Uhin higidura 2 aldagairen funtzio periodikoa da, izan ere, y perturbazioaren balioa denboraren eta inguruneko x posizioaren menpekoa da. Posizioarekiko: y=f(x+nλ) denbora jakin batean, y elongazioa x posizioaren funtzio sinusoidala da, eta horren periodoa uhin luzera da. Denborarekiko: y=f(t+nT) posizio jakin batean, elongazioa denboraren funtzio sinusoidala da, eta horren periodoa T da.

Islapen Legeak

Islapen legeak: Izpi erasotzailea, banaketa gainazalaren eraso puntuko normala eta izpi islatua plano berean daude. E=i.

Polarizazioa

: uina polarizatu gabe dagoela esan oi da denbora pasatu ahala inguruneko partikulen oszilazio norabide guziak probabilitate berekoak direnean. Baldintza hori betetzen ez denean polarizatuta. Lineala: baldin bibrazioa hedapenarekiko perpendikularra den norabide bereko lerro zuzenetan gertzatzen bada. Zirkularra: baldin denbora pasatu ahala puntu batek duen bibrazioa, uhinaren edapen norabidearekiko perpendikularrak diren planoetako zirkulu ta elipseetan gertatzen bada.

Uhin geldikorrak: norabide berean baina aurkako norantzaz edatzen ari diren A ta f bereko 2 uhinen interferentziaz sortzen diren uhinak dira. Sabelen posizioa: abzisak cos (kx) = 1 betetzen duenean daude sabelak, bertan A max da ta interferitzen ari diren uhinen A baino 2 aldiz andiagoa: x = 2nlanda/4; beraz, sabelak landaren laurdenen kopuru bikoitira daude. Nodoen posizioa: abzisak cos (kx) = 0 betetzen duenean A nulua da: x = (2n+1) landa/4; beraz, nodoak fokutik uin luzeraren laurdenen kopuru bakoitira daude.