diff --git a/tex/waves/lectures/lec_7.tex b/tex/waves/lectures/lec_7.tex index 5660b35..f750166 100644 --- a/tex/waves/lectures/lec_7.tex +++ b/tex/waves/lectures/lec_7.tex @@ -27,7 +27,7 @@ \section{Studio di un'onda progressiva} \end{dcases} \rightsquigarrow F_y = -T\sin \theta \thickapprox -T \tan \theta = -T \frac{\partial \xi }{\partial x} \] -Di conseguenza \(F_y = -T \left. \frac{\partial \xi }{\partial x}\right\vert_x=0 \). In questo sistema si producono esclusivamente onde progressive (\(f(x-vt)\) ), se ci fosse un + al posto del - tratteremmo invece onde regressive. +Di conseguenza \(F_y = -T \left. \frac{\partial \xi }{\partial x}\right\vert_x=0 \). In questo sistema si producono esclusivamente onde progressive (\(f(x-vt)\)), se ci fosse un + al posto del - tratteremmo invece onde regressive. \begin{figure}[H] \centering \includegraphics[width=0.8\textwidth]{screenshots/2024-03-19-11-22-13.png} @@ -64,14 +64,14 @@ \subsection{Energia e potenza} \begin{figure}[H] \centering - \includegraphics[width=0.5\textwidth]{screenshots/2024-03-19-11-33-56.png} + \includegraphics[width=0.45\textwidth]{screenshots/2024-03-19-11-33-56.png} \end{figure} E la potenza risulta quindi: \[ - \mathcal{P} = \frac{\delta L}{\mathrm{d} t} = -T \left. \frac{\partial \xi }{\partial x} \right\vert_{x=0} \frac{\partial \xi (0,t)}{\partial t} + \mathcal{P} = \frac{\delta L}{\mathrm{d} t} = -T \left. \frac{\partial \xi }{\partial x} \right\vert_{x=0} \left. \frac{\partial \xi}{\partial t}\right\vert_{x=0} \] -Tuttavia la relazione è più generale, che vale per ogni punto della corda: +Tuttavia la relazione è più generale e vale per ogni punto della corda: \[ \mathcal{P} = -T \frac{\partial \xi }{\partial x} \frac{\partial \xi }{\partial t} \] @@ -127,12 +127,12 @@ \subsection{Energia e potenza} Nel caso di onde progressive abbiamo le formule già viste che collegano la derivata in x alla derivata in t (Fig. \ref{fig:dt-dx-onda-prog}), quindi possiamo ricavare la seguente uguaglianza: \begin{figure}[H] \centering - \includegraphics[width=0.8\textwidth]{screenshots/2024-03-19-11-56-45.png} + \includegraphics[width=0.6\textwidth]{screenshots/2024-03-19-11-56-45.png} \end{figure} L'energia potenziale e l'energia cinetica sono uguali istante per istante in ogni punto! Quindi l'energia totale è il doppio dell'energia cinetica e il doppio dell'energia potenziale. La potenza e l'energia trasmessa sono inoltre proporzionali: \begin{figure}[H] \centering - \includegraphics[width=0.8\textwidth]{screenshots/2024-03-19-11-58-19.png} + \includegraphics[width=0.7\textwidth]{screenshots/2024-03-19-11-58-19.png} \end{figure} \subsection{Scambi di energia} @@ -166,7 +166,7 @@ \subsection{Trasporto di energia e potenza} Le onde meccaniche trasportano energia e potenza, come appena accennato. Ricaviamo la potenza e l'energia media: \begin{figure}[H] \centering - \includegraphics[width=0.6\textwidth]{screenshots/2024-03-19-12-28-50.png} + \includegraphics[width=0.5\textwidth]{screenshots/2024-03-19-12-28-50.png} \end{figure} Ricordiamo che invece lo spostamento medio (in cui non compare l'oscillazione elevata al quadrato) è nullo: \(\langle \xi (x,t)\rangle = \frac{1}{T_P} \int_{0}^{T_P} \xi (x,t)rm \,\mathrm{d}t =0\). Le formule ricordano quelle dell'oscillatore armonico: dipendenza dal quadrato dell'ampiezza e dal quadrato della pulsazione. @@ -174,7 +174,7 @@ \subsection{Trasporto di energia e potenza} Ricordando che \(\mathcal{P} (x,t) = Z \omega ^{2} A ^{2} \cos ^{2} (kx-\omega t)\), \begin{figure}[H] \centering - \includegraphics[width=0.7\textwidth]{screenshots/2024-03-19-12-32-43.png} + \includegraphics[width=0.6\textwidth]{screenshots/2024-03-19-12-32-43.png} \end{figure} Ho ritrovato la formula dell'oscillatore armonico per l'energia presente in un tratto di corda lungo \(\lambda: E = \frac{1}{2}m \omega ^{2} A^{2} \), ovvero in un periodo \(T_P\). @@ -196,10 +196,10 @@ \subsection{Intensità} \centering \includegraphics[width=0.6\textwidth]{screenshots/2024-03-19-12-40-52.png} \end{figure} -Che permette di ricavare un'espressione dell'intensità come serie analoga a quanto visto per una singola onda (N.B.: restano solo i termini \(\sin (k_n x- \omega _n t) \sin (k_m x- \omega _m t)\) e \(\cos (k_n x- \omega _n t) \cos (k_m x- \omega _m t)\) ) con \(m=n\): +Che permette di ricavare un'espressione dell'intensità come serie analoga a quanto visto per una singola onda (N.B.: restano solo i termini \(\sin (k_n x- \omega _n t) \sin (k_m x- \omega _m t)\) e \(\cos (k_n x- \omega _n t) \cos (k_m x- \omega _m t)\)) con \(m=n\): \begin{figure}[H] \centering - \includegraphics[width=0.8\textwidth]{screenshots/2024-03-19-12-42-32.png} + \includegraphics[width=0.7\textwidth]{screenshots/2024-03-19-12-42-32.png} \end{figure} Dove è stato posto \(I_n = \frac{1}{2} Z \omega ^{2} _n (a^{2} _n + b ^{2} _n )\). Questo ci permette di rappresentare lo spettro di potenza dell'onda in funzione della pulsazione, perché \(I_n\) è funzione di \(\omega _n\).