结构推理
在原书图18.22的驻波形成图中,在t=T/4时,各质元的能量是什么能?大小分布如何?在t=T/2时,各质元的能量是什么能?大小分布如何?波节和波腹处的质元的能量各是如何变化的?
【正确答案】在该图中,在t=T/4时,各质元都在越过各自的平衡位置,因无形变而无弹性势能;但由于有速度而具有动能,在波节处的质元速度为零,动能为零;在波腹处的质元速度最大,动能最大;从波腹到波节,各质元动能逐渐减小。在t=T/2时,各质元均达到各自的极端位移处,速度均为零而无动能。但由于形变而具有弹性势能。在波节处的质元形变最大而弹性势能最大;波腹处质元(即位移最大的质元)无形变而弹性势能为零;从波节到波腹,各质元弹性势能逐渐减小。波节处质元始终无动能,其弹性势能作周期性变化。波腹处质元始终无形变而无弹性势能,其动能作周期性变化。波腹处质元的动能最大时,波节处质元的弹性势能为零;波节处质元的弹性势能最大时,波腹处质元的动能为零。能量就这样周期性地在波节和波腹间转化并转移着。
【答案解析】