PhysicsWaves for iOS

Deskripsi

Aplikasi Waves terdiri dari kumpulan lima simulasi berbeda yang berhubungan dengan gelombang berjalan, gelombang berdiri, dan ketukan. Ada dua simulasi gelombang berjalan yang berbeda, satu untuk gelombang transversal dan satu lagi untuk gelombang longitudinal. Ada juga dua simulasi untuk gelombang berdiri, satu untuk gelombang transversal dan satu untuk gelombang longitudinal.

Simulasi 1 - Gelombang Perjalanan Transversal. Dua gelombang berjalan independen ditampilkan. Anda dapat menyesuaikan amplitudo dan frekuensi masing-masing gelombang secara individual. Ini mensimulasikan gerakan gelombang yang merambat di sepanjang tali, jadi Anda juga dapat menyelidiki bagaimana menyesuaikan tegangan yang diterapkan pada tali dan/atau berat tali (melalui massa per satuan panjang) memengaruhi gelombang pada tali itu.

Simulasi 2 - Gelombang Berdiri Transversal. Ini adalah model gelombang berdiri pada tali yang tetap (dengan kata lain, ditahan di tempat) di kedua ujungnya. Contoh senar seperti itu adalah senar gitar atau senar piano. Dengan menggunakan tombol, Anda dapat memilih antara menampilkan gelombang berdiri fundamental (frekuensi terendah), atau menampilkan harmonik kedua, ketiga, keempat, atau kelima dari fundamental. Frekuensi harmonik adalah kelipatan bilangan bulat dari frekuensi fundamental. Perhatikan bahwa gelombang berdiri adalah superposisi (jumlah) dari dua gelombang berjalan yang identik, satu bergerak ke kanan dan satu bergerak ke kiri. Karena tali diikat pada kedua ujungnya, gelombang berdiri harus memiliki simpul (titik gerak nol) di ujungnya.

Simulasi 3 - Ketukan. Fenomena ketukan adalah contoh lain dari superposisi. Dalam hal ini, kedua gelombang memiliki frekuensi yang sedikit berbeda, sehingga mereka secara bertahap bergeser dari sepenuhnya sefase satu sama lain (di mana gelombang yang dihasilkan memiliki amplitudo yang besar) menjadi benar-benar tidak sefase satu sama lain (di mana gelombang yang dihasilkan memiliki a amplitudo kecil) untuk kembali ke fase lagi. Naik turunnya kenyaringan gelombang adalah apa yang kita sebut sebagai ketukan - frekuensi ketukan sama dengan perbedaan frekuensi antara dua gelombang individu.

Simulasi 4 - Gelombang perjalanan longitudinal. Ini adalah simulasi bagaimana gelombang suara merambat melalui udara. Bagian atas layar menunjukkan representasi transversal dari gelombang berjalan, dengan representasi longitudinal di bawahnya. Gelombang longitudinal ditunjukkan melalui pipa, tetapi pipa tidak diperlukan. Gerakan titik-titik mewakili gerakan rata-rata semua molekul udara yang berada di sekitar titik-titik. Perhatikan bahwa tidak ada aliran bersih molekul udara ke segala arah - molekul berosilasi tentang posisi kesetimbangan, rata-rata, untuk mentransfer energi gelombang melalui udara.

Simulasi 5 - Gelombang berdiri memanjang. Simulasi ini menunjukkan beberapa dari berbagai gelombang berdiri yang dapat terjadi dalam pipa - ini adalah model dari apa yang terjadi pada alat musik tiup seperti pipa organ, seruling, dll. Seperti simulasi 4, bagian atas layar menunjukkan representasi melintang dari gelombang berdiri, dengan representasi longitudinal yang ditunjukkan di bawah itu. Ujung kiri pipa selalu terbuka dalam simulasi ini, dan Anda dapat memilih antara membiarkan ujung kanan terbuka atau menutupnya. Pada ujung terbuka, molekul udara bebas bergerak, dan gelombang berdiri memiliki anti-simpul (titik perpindahan maksimum dari kesetimbangan) untuk perpindahan molekul. Pada ujung tertutup, molekul tidak bebas bergerak, sehingga gelombang berdiri memiliki simpul untuk perpindahan molekul (yaitu, molekul tidak bergerak di sana). Hal ini menyebabkan kondisi resonansi yang berbeda untuk pipa, sehingga frekuensi yang menghasilkan gelombang berdiri di pipa terbuka berbeda dari frekuensi yang memberikan gelombang berdiri ketika pipa memiliki ujung tertutup.