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颓机械波四-中兴大学物理系.PDF
機械波 固體中的橫波與縱波 前面討論過，介質中波的傳遞速度可以寫為： 彈性係數 2 u = 慣性項 橫波(transverse wave) 彈性體所產生之形變為剪應變(shear strain) 恢復力為剪應力(shear stress) 彈性係數為shear modulus G 慣性項為質量密度r 此橫波的速度為 G u r shear modulus小檔案 F x G A L 中興大學物理系孫允武 機械波四- 1 機械波 縱波(longitudinal wave) 彈性體所產生之形變為拉伸應變(tensile strain) 恢復力為拉伸應力(tensile stress) 彈性係數為Youngs modulus Y 慣性項為質量密度r 此縱波的速度為 Y u r Youngs modulus 小檔案 F L Y A L 中興大學物理系孫允武 機械波四-2 1 機械波 例題 3 3 10 (a)鋼之密度為7.83×10 kg/m ，G=8.3×10 Pa ，橫波在鋼中傳遞之速率為 10 G 8.3 10 Pa u 3000 m/s 3 3 r 7.8310 kg/m 3 3 (b)鑽石的橫波聲速高達12800 m/s ，密度為3.51×10 kg/m ，他的shear modulus 2 可以求出為 G ru =5.75×1011 Pa •一般而言，在固體中，YG ，因此縱波的速率較橫波為大。 •對流體而言，流體對shear strain 無恢復力，因而橫波無法在流體中傳遞 ，只有 縱波（壓力波）可傳遞。 中興大學物理系孫允武 機械波四-3 機械波 對流體而言，對應之Y可寫為 F A P P Y B L / L AL / AL V / V B稱為bulk modulus 流體壓力的改變和 dP B V 所造成體積改變比 dV 例間的比值。 流體中之縱波波速可寫為 B u r P+P
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