geluidssnelheid

[always]

"These different waves (compression waves and the different polarizations of shear waves) may have different speeds at the same frequency. Therefore, they arrive at an observer at different times, an extreme example being anearthquake, where sharp compression waves arrive first, and rocking transverse waves seconds later."
 
Dus de lengte golven en dwarse golven hebben verschillende snelheden. Zouden bij een duw de lengtegolven dan niet eerder/meer bepalend kunnen zijn?

[Professor Puntje]

Wikipedia zegt er dit over:
 
 
Pressure-pulse or compression-type wave (longitudinal wave) confined to a plane. This is the only type of sound wave that travels in fluids (gases and liquids)
 

Onde_compression_impulsion_1d_30_petit 254 keer bekeken

 
By Christophe Dang Ngoc Chan (cdang) - Own work, CC BY-SA 3.0, https://commons.wikimedia.org/w/index.php?curid=1386746
 
 
 
Transverse wave affecting atoms initially confined to a plane. This additional type of sound wave (additional type of elastic wave) travels only in solids, and the sideways shearing motion may take place in <b>any</b> direction at right angles to the direction of wave-travel (only one shear direction is shown here, at right angles to the plane). Furthermore, the right-angle shear direction may change over time and distance, resulting in different types of polarization of shear-waves
 

Onde_cisaillement_impulsion_1d_30_petit 254 keer bekeken

 
By Christophe Dang Ngoc Chan (cdang) - Own work, CC BY-SA 3.0, https://commons.wikimedia.org/w/index.php?curid=1386792
 
 
 
Bij het schuin aanslaan of aanduwen van je staaf zou je in principe beide golven moeten krijgen...

[Marko]

Goeie vraag. Aanvankelijk was mijn verbeelding er één van dat je een staaf in je hand houdt en je arm naar voren duwt waarmee de staaf dus ook naar voren gaat en de andere verbeelding was dat je een trilling aanbrengt op het uiteinde van een staaf met bijv. een hamer. Zo op het eerste gezicht moest de trilling dus helemaal door de staaf heen als een domino-effect en bij de duw zou je dan veel meer gebruik kunnen maken van de stijfheid van de staaf waardoor er vervolgens minder trillingen nodig zouden zijn oftewel er minder trillingen en dus vertraging zou zijn. 

 

Bij de duw pak je dus als het ware het hele rooster (van atomen) op en de atomen die je hand raken volgen dan je hand en de atomen die dáár weer aan vast zitten worden als het ware meegesleurd. Dat leek mij dan een heel andere beweging dan dat het achtereenvolgens aantikken van atomen door atomen. Efin dat was een beetje de verbeelding achter de twee verschillende bewegingen.

 

Hoewel je dus al aangaf dat zowel bij een duw als een trillingslag dezelfde trilling door de staaf gaat, vroeg ik mij dus af of de vrijheidsgraden toch verschillend werden belast bij de twee handelingen. Bovendien vraag ik me dan af of er uberhaupt verschillen zitten in de vrijheidgraden in het rooster van een staaf, zoals bijv. in een toch vrij eenvoudig rooster zoals in een van berilliumatomen gemaakte staaf. Zijn bijvoorbeeld de horizontale trillingen/vrijheidsgraden even groot als de verticale trillingen in een staaf (ik suggesteer maar iets)?

Een deel van de verwarring komt dus door de definitie van duw. Het gaat je in feite niet om het verschil tussen duwen en slaan (waar het verschil alleen gaat om de snelheid en tijdsduur van de aangebrachte kracht) maar om het verschil tussen in de lengterichting of overdwars in beweging brengen van de staaf. Begrijp ik dat goed?

In dat geval hebben we het strikt genomen over het verschil tussen logitudinale* rek (of compressie) of buiging. Dat is een andere manier van belasten. Maar laat je niet in de war brengen: bij het buigen van een staaf is geen sprake van afschuif (shear) spanningen, en dus ook niet van de corresponderende golven.
 
De afleiding voor de golfsnelheid is wat anders; er komen ook wat andere vergelijkingen uit. Maar in de basis geldt dat de propagatiesnelheid in een lange staaf ten gevolge van buigen is gelijk aan die ten gevolge van longitudinale belasting.
 
Dus, ook als het je om dit verschil tussen duwen en slaan te doen was, is er uiteindelijk geen verschil in de snelheid waarmee een vervorming het uiteinde bereikt.
 
* in de lengterichting