15-3波的能量 第十五章机械波 波动能量的传播 当机械波在媒质中传播时，媒质中各质点均在 其平衡位置附近振动，因而具有振动动能. 同时，介质发生弹性形变，因而具有弹性势能 以固体棒中传播的纵波为例分析波动能量的传播. X X dx y+dy X
15 – 3 波的能量 第十五章 机械波 一 波动能量的传播 当机械波在媒质中传播时，媒质中各质点均在 其平衡位置附近振动，因而具有振动动能. 同时，介质发生弹性形变，因而具有弹性势能. x x O dx O x y y + dy 以固体棒中传播的纵波为例分析波动能量的传播
15-3波的能量 第十五章机械波 x dx 'yv+dy X dR-号dm2=,(orj y=Acosolt-).v--04sin ou-) 8t 日振动动能 d =AdVA@'sin"o(t-)
15 – 3 波的能量 第十五章 机械波 ( ) ( ) 2 2 k d 2 1 d 2 1 dW = m v = V v cos ( ) u x y = A t − sin ( ) u v x A t t y = − − = 振动动能 d sin ( ) 2 1 d 2 2 2 k u x W = VA t − x x O dx O x y y + dy
15-3波的能量 第十五章机械波 ▣弹性势能 X dw,=k(dy) dx 2 X y+dy F 杨氏模量 =E △l F ES SE = △1 k= dx d。=kdyy= 1 ESdx dy E u= 2 dx 0 1 Asin o(t-) 一 u 1 2 sin'ot u
15 – 3 波的能量 第十五章 机械波 ( ) 2 P d 2 1 dW = k y 杨氏模量 l l E S F = E u = sin ( ) u x A t x u y = − − x SE k d = d sin ( ) 2 1 2 2 2 u x = VA t − 2 2 ) d d d ( 2 1 x y = u V ( ) 2 2 P ) d d d ( 2 1 d 2 1 d x y W = k y = ES x 弹性势能 x x O dx O x y y + dy l l ES F =
15-3波的能量 第十五章机械波 1 dw,=dw,pdVA"@"sin?w(t-) 体积元的总机械能 dw =dw +dw,pdvA2@"sin2w(t-x) 讨论 1)在波动传播的媒质中，任一体积元的动能、 势能、总机械能均随x,作周期性变化，且变化是 同相位的. 日体积元在平衡位置时，动能、势能和总机械能 均最大 日体积元的位移最大时，三者均为零
15 – 3 波的能量 第十五章 机械波 ➢ 体积元的总机械能 d d d d sin ( ) 2 2 2 k p u x W = W + W = VA t − d sin ( ) 2 1 d d 2 2 2 k p u x W = W = VA t − 讨 论 体积元在平衡位置时，动能、势能和总机械能 均最大. 体积元的位移最大时，三者均为零. 1）在波动传播的媒质中，任一体积元的动能、 势能、总机械能均随 作周期性变化，且变化是 同相位的. x,t
15-3波的能量 第十五章机械波 dw pdVA'@2 sin2o(t) u 2)任一体积元都在不断地接收和放出能量， 即不断地传播能量.任一体积元的机械能不守恒. 波动是能量传递的一种方式. 能量密度：单位体积介质中的波动能量 =pdio'ino( dw dy 平均能量密度：能量密度在一个周期内的平均值， W=
15 – 3 波的能量 第十五章 机械波 2） 任一体积元都在不断地接收和放出能量， 即不断地传播能量 . 任一体积元的机械能不守恒 . 波动是能量传递的一种方式 . d d sin ( ) 2 2 2 u x W = VA t − ➢ 能量密度：单位体积介质中的波动能量. sin ( ) d d 2 2 2 u x A t V W w = = − 平均能量密度：能量密度在一个周期内的平均值. 2 2 0 2 1 d 1 w t A T w T = =