Page 1 - บทที่ 9 คลื่นกล

1

บทที่ 9 คลื่นกล

การเคลื่อนที่แบบคลื่น เป็นการถ่ายโอนพลังงานจากการถูกรบกวน โดยอนุภาคที่ได้รับพลังงานจะมีการ
เคลื่อนที่ขยับไปมา แต่ไม่ได้มีการเคลื่อนที่ไปพร้อมกันกับคลื่น ซึ่งมีความแตกต่างจากการเคลื่อนที่แบบอนุภาค

เนื่องจากอนุภาคที่ถูกรบกวนจะเคลื่อนที่ไปพร้อมกับพลังงานที่มารบกวน

9.1 การถ่ายโอนพลังงานของคลื่นกล

รูปที่ 1 การเกิดคลื่นวงกลม
เมื่อพิจารณาที่ผิวน้ำหลังจากที่โยนก้อนหินลงไปในสระน้ำ จะพบว่าก้อนหิน ซึ่งทำหน้าที่เป็นแหล่งกำเนิด

คลื่นเกิดการถ่ายโอนพลังงานให้กับอนุภาคของผิวน้ำ ซึ่งเป็นตัวกลางที่อยู่นิ่งเกิดการเคลื่อนที่ขยายวงออกไป จึงทำ

ให้เกิดเป็นคลื่นวงกลมที่ผิวน้ำ ซึ่งเรียกว่า คลื่นน้ำ ดังรูปที่ 1
ในการศึกษาลักษณะการเคลื่อนที่ของอนุภาคของน้ำ จะสังเกตได้จากการที่คลื่นไปตกกระทบกับวัตถุที่

ลอยน้ำ พบว่า วัตถุที่ลอยน้ำจะมีการสั่นขึ้นลงอย่างต่อเนื่องและซ้ำรอยเดิม ดังรูปที่ 2 ซึ่งสิ่งที่เกิดขึ้นนี้เป็นผลของ

การรบกวนที่ได้มาจากการถ่ายโอนพลังงานจากตำแหน่งหนึ่งไปยังอีกตำแหน่งหนึ่ง

ื่
รูปที่ 2 การเคลื่อนที่ขึ้นลงของวัตถุที่ลอยน้ำ เมอมีคลื่นน้ำเคลื่อนที่ผ่าน
9.1.1 การสั่น การเคลื่อนที่แบบฮาร์มอนิกอย่างง่าย และการเกิดคลื่น
จากการศึกษาการสั่นของเคลื่อนที่แบบฮาร์มอนิกอย่างง่าย พบว่า การแกว่งของลูกตุ้มในกรณีมุมเล็ก ๆ

(θ มีค่านิอย) ดังรูปที่ 3 คาบของการแกว่งลูกตุ้มจะมีค่าขึ้นกับความยาวของเส้นเชือกหรือแขนที่ติดกับลูกตุ้ม

ดังสมการที่ (9.1)