Решение на момент правки #19625 от , автор igor. Это не текущая версия.

Условие

3.8.3. При нормальном падении волны на жесткую стенку возникает возмущение, при котором смещение и скорость среды вблизи стенки нулевые. Если представить себе, что на падающую волну налагается идущая симметрично из-за стенки перевернутая волна смещений, то получится возмущение с нулевым смещением и требуемыми вблизи стенки свойствами. Постройте для изображенной на рисунке падающей волны распределение смещения и скорости среды, когда волна «войдет в стенку» на 1/6,
1/2, 2/3 своей длины.

К задаче $3.8.3$
К задаче

Решение

Смещения

Длиный участок волны описывается , а короткий участок волны описывается (где в каждом случае есть постоянная, подбирающаяся по ситуации). Амплитуда смещения пусть равна . Каждая волна пусть занимает единиц по оси горизонтальной . Опишем результат реального наложения волн, а другие участки без наложения совпадают с одной из волн на реальной области ее нахождения.

Далее при сложении функций начало отсчета координат помещаем в центральной точке картины на стенке.

  • Вхождение на . Сумма падающей п и отраженной о функций

по

на реальном отрезке наложения .

  • Вхождение на . Сумма падающей п и отраженной о функций на реальном наложении на отрезке

по

а на реальном отрезке наложения :

по

  • Вхождение на . Сумма падающей п и отраженной о функций

по

на реальном отрезке наложения .

Скорости

Сивухин сказал, что давление и скорость среды связаны так , где есть плотность среды и есть скорость волны. И еще , где есть модуль Юнга и есть относительное смещение. Тогда

то есть скорость среды пропорциональна смещению в данной точке.

По Сивухину в волне сжатия скорость среды совпадает с направление скорости распространения волны, а в волне разрежения наоборот связаны эти скорости.

В нашем случае волны скоростей двигаются навстречу друг другу:

[продолжение...]

Ответ

[Вставьте краткий ответ или результат в рамке]