[Date Prev][Date Next][Thread Prev][Thread Next][Date Index][Thread Index]

про волны и все такое



Привет всем!
Привет, Клейн!
Привет, Аня и Bzicky!

Я между прочим про волны не сказал ни слова. Тема волны появилась в
комментариях Клейна (в вопросе о ее характеристиках),
уж не знаю преднамеренно или нет, и была вами подхвачена.
В основном вы все говорили правильно, НО - давайте пока вести речь именно о
колебаниях. Волна как колебание,
распространяющееся в пространстве, процесс более сложный. Давайте сначала
пройдемся по вещам простым,
а потом и до волн дойдем, если потребуется. Немного про волны скажу - ниже.

Комментарии к обсуждению и комментариям Клейна

Клейн:
> Прошу этот вопрос - "колебание численности биологических популяций" -
> осветить чуть подробнее ...может, даже график показать. :)) Спасибо.

К сожалению подробно про это я не пока не могу. Я по образованию не биолог,
а радиофизик.
У меня только самое общие соображения: например, колебания, обусловленные
сменой времен года. Ясно, что зимой численность должна уменьшаться -
холодно,
корма меньше. Слабые и больные - не выживают. Потомство не производится на
свет.
Летом наоборот. В действительности, конечно, влияющих факторов больше, они
сложнее
и сами изменчивы.

Пух:
>"Причем очень часто с разных точек зрения система может иметь разное число
> степеней свободы. Вот, например, Школа наша - система суперсложная. Чтобы
> полностью знать ее состояние, надо, вообще говоря, знать состояние каждого
> из нас. А уж состояние каждого из нас и подавно вряд ли может
> характеризоваться одной какой-нибудь величиной. Тем более измеряемой. Но
> если ввести простой количественный показатель - число писем, приходящих в
> день, то Школа тут же превращается в систему с одной степенью свободы,
> поскольку ее состояние можно характеризовать одной измеряемой величиной."
Клейн:
> Здесь допущена логическая ошибка в рассуждениях. Сравнивается не модель с
> моделью, как заявлено автором, - ("Причем очень часто с разных точек
зрения
> система может иметь разное число степеней свободы", - ключевое слово "с
> разных точек зрения", т.е. в зависимости от ВЫБРАННОЙ МОДЕЛИ) - а процесс
> (явление) сравнивается с моделью, т.е. Школа как явление ("Школа наша -
> система суперсложная") и Школа как модель ("Школа тут же превращается в
> систему с одной степенью свободы, поскольку ее состояние можно
> характеризовать одной измеряемой величиной").

Замечание совершенно справедливое. Я должен был более аккуратно
формулировать.
Конечно, говоря "Школа наша - система суперсложная" я должен был сказать,
что для точного описания
ее состояния нужно строить сложную модель. И хорошо было бы привести пример
такой модели.
Только вот она сложная очень. Так сразу наглядно не придумаешь.
А сравнивать явление с моделью, безусловно, нельзя.


Аня:
>Однако при более сложных системах эти "задающие" силы ведь сложно
>определить? Тогда как возможно изменить "общие характеристики колебаний",
не
>видя-зная, чем они определены-вызваны? В более сложных системах?

Надо так построить модель системы, чтобы с ней было легко работать.
На самом деле на колебания маятника влияет и Луна, и все планеты, и Солнце и
Ф.Д.
Но ошибки, вызванные тем, что мы этим влиянием пренебрегаем чрезвычайно
малы.
Если мы будем решать уравнение колебаний маятника, не учитывая этих влияний,
мы все равно получим решение, хорошо согласующееся с опытом, с тем, что мы
наблюдаем.
Если же мы учтем влияние планет, то решение сильно не изменится, но получить
его будет
намного сложнее.
Просто мы настолько привыкли (еще со школы) считать, что на маятник не
действуют
никакие силы, кроме притяжения Земли и силы трения, что автоматически
пропускаем
этап выбора модели - этап отсечения маловажных факторов.
Одним словом, если модель не позволяет получить простое решение задачи,
надо менять модель (провести другие границы). При этом нужно не упустить, не
отбросить
действительно важные факторы.

Bzicky:
>Чтобы организовать колебательный процесс, нужно иметь
>1. ВОЗВРАЩАЮЩУЮ СИЛУ, которая увеличивается с ростом отклонения и
>2. Некий механизм, выводящий систему из положения равновесия - "СИЛУ
ИНЕРЦИИ"

СИЛ инерции НЕ БЫВАЕТ! Тела обладают СВОЙСТВОМ инерции, то есть
всегда "стремятся" сохранить то состояние, в котором находятся. Мера
инертности - масса.
Поэтому тяжелые тела труднее сдвинуть с места, если они покоятся, и труднее
остановить,
если они движутся. Конечно, грузик на пружинке проскакивает положение
равновесия
ПО ИНЕРЦИИ, в силу того, что обладает этим свойством. Но СИЛА действует
только одна -
возвращающая, если говорить о механических системах. В системах другой
природы - аналог силы.
А вообще, существование колебаний всегда обусловлено возможностью перехода
одного типа энергии в другой. В физических системах - это кинетическая
(связанная с движением)
и потенциальная (связанная с энергией поля, например гравитационного или
электрического).
В процессе колебаний постоянно происходит превращение потенциальной энергии
в кинетическую
и наоборот.

Аня:
> А скажи пожалуйста, что такое "стоячая волна"?.. Приведи пример... не
> "представить как сумму двух одинаковых бегущих волн, распространяющихся в
> противоположных направлениях", а "из жизни" :-))).
Bzicky:
> Из жизни, говоришь? ;)
> Ну, например, колебание струны - это стоячая волна.
Аня:
>Тогда под категорию "стоячей волны" попадает и колебание маятника...

Определение, которое дал Bzicky совершенно правильное. Но колебания струны
вообще-то не всегда являются стоячей волной. Легче представить так (почти то
же самое, что струна):
Вот два человека держат веревку (не натянутую, но и не сильно провисающую)
за концы.
Опыт этот легко воспроизвести. Пусть один взмахнет рукой с веревкой
вверх-вниз. По веревке побежит волна. Бегущая.
Если же второй человек тоже будет двигать руку вверх-вниз причем синхронно с
первым, то веревка будет просто
колебаться. Волна вдоль веревки не побежит. И это именно результат сложения
волны бегущей от одного человека
с волной, бегущей ей на встречу. Колебания маятника не могут быть волной,
поскольку речь о распространении в пространстве
вообще не идет. О волне можно говорить только в среде, каждая точка которой
способна совершать колебания.
Ведь не зря говорят "качаться на волнах". На воде каждая точка поверхности
при распространении волны
совершает колебания только вверх-вниз. Сама вода в направлении
распространения волны практически
не перемещается. Распространяется энергия.
Если говорить о волнах, то нужно говорить о свойствах среды, в которой они
распространяются.
То есть в систему следует включать все пространство, а иногда даже его
бесконечно удаленные точки.
Еще раз повторю - я пока буду говорить только о колебаниях. О процессах,
ограниченных в пространстве.
Разговор о волнах в рамках моих лекций (продолжение следует) предлагаю пока
не поднимать.

Аня:
>А какая "возвращающая сила" у звуковой волны? Делающая посыл не прямой
>стрелой, а волной? Может быть, Пух, расскажешь несколько о природе волн как
>таковых?

Именно потому, что когда распространяется волна, колебания совершают все
точки
пространства, о возвращающей силе имеет смысл говорить не для волны а для
среды,
в которой она распространяется. Звуковая волна - это распространяющиеся в
пространстве
колебания давления воздуха. То есть в отдельно взятый момент времени волна
представляет
собой чередование областей повышенного и пониженного давления. В данном
случае в каждой
точке на молекулы воздуха будет действовать сила, направленная из областей
высокого
давления в области низкого.


Клейн, как ты считаешь, не слишком ли мы далеко углубляемся в физику?
Мне казалось, что этого можно бы избежать. Хотя с другой стороны так мир
устроен,
что самые простые системы - материальные, физические. Надо все-таки сначала
с ними разобраться.

Всем спасибо!

Пух.
















Home | Date Index | Thread Index | Author Index

Klein-by Mailing List Archive
January 2001