Рух - передумова виникнення хвиль і коливань

          Починаю з останнього пункту, що є узагальнюючий та вступний цієї проблеми.

  1.    Коливання різної фізичної природи мають багато загальних закономірностей і тісно взаємопов'язані з хвилями. Тому дослідженнями цих закономірностей займається узагальнена теорія коливань і хвиль.   (Довідка з Вікіпедії)

Головна проблема полягає у визначенні та розумінні

найпростішого аспекту фізики – рух.         

      Сучасне розуміння про рух є однозначний поступальний рух до якого відносяться усі різновиди, включно й обертальний рух. Поперечний рух у механіці не вивчається, а від того й не визнається.  В такому разі в теорії коливань, як науки про коливання, немає! Хвилі в акустиці успішно вивчені та використовуються. Коливання – „Країна інкогніто” для механіки, але теоретикам здається, що вони займаються коливаннями!

       Тому дослідженнями цих закономірностей займається узагальнена теорія коливань і хвиль. Але хвилі і коливання дуже різняться і, саме, в рухах! Якщо хвилі – поступальні рухи, то коливання – поперечні рухи.

           Рух

      Світова теорія фізики презентує два види рухів – поступальний та обертальний рухи.

     Поступальний – проґресуючий рух у поздовжньому односпрямованому напрямку статичної точки або тіла, являє найпростіший вид руху, що має єдиний вектор напрямку – вперед. Усі інші види руху  являють модифікації та інтерпретацію поступального руху:

• рівномірний прискорений рух;
• рух вільного падіння;
• рух тіла, що кинули в гору;
• рух тіла, що кинули в горизонтальному напрямку;
• рух тіла  що кинули під кутом до горизонту.

         Усі ці рухи являють модифікацію, що створена ґравітаційними силами,  які завжди присутні у Земних умовах, але до Ґалілея не приймалися до уваги. Напрямок нескінченного, за траєкторією руху, що вільний та ні до чого не прив’язаний, презентує перший вид руху  –  поступальний, до Ґалілеєвський рух.

        Другий вид руху – обертальний. На відміну від поступального, він має точку закріплення руху – вісь, що вільно обертається. Інші фізичні властивості обертального руху дорівнюють поступальному рухові. Обертальний рух частково дорівнює рухові тіла,  що кинули під кутом до горизонту з різницею: замість фіксованої осі обертального руху, маємо вісь ґравітації Землі та поступальний рух із змінною швидкістю.

Від цього – обидва види руху, поступальний та обертальний, є один вид руху.

                           Є ще один вид руху, що не сприймається сучасною наукою, це 

рух визволення від деформації статичного тіла усім синхронним фронтом напруг, що спричинила деформація – коливальний поперечний рух.

Хвилі

      Усяка хвиля починається від руху.  Зрушення з місця будь якої субстанції із одного стану в інший,  викликає обурення, рух.

         Найпростіша хвиля, в сучасному уявленні, це траєкторія руху – рисунок шляху, який пройшло тіло або енерґія. Усі хвилі являють рух енерґій: тензорна енерґія, пружність, ґравітація, тепло, радіація, маґнетизм, радіо, пневматика, гідравліка, електростатика, світло – усі вони не матеріальні енерґії і матерії не несуть. Вплив на матерію, що змінює форму, не додаючи чи відбираючи частину її, утворює матеріально енерґетичні хвилі. Вони пружно деформують  матерію  та перетворюють напруження  на рух повернення до нейтрального стану.  Більшість з цих енерґій, що надані навмання, перетворюють одна одну. Так тензорна енерґія – змінює довжину на ширину, пружність – змінює кривизну, ґравітація – багатоґранне перетворення, тепло – на ємність, текучість, твердість  на рідкий стан і. т. д.   

     Якщо кинути камінь у воду, то ми побачимо не одну хвилю, а цілий комплекс різноманітних хвиль, що виникли від одного обурення. Найперша та найшвидша, хвиля первинного поштовху на  поверхні  води  –    поступальна   хвиля Гюйґенса.  Вона досягла усіх берегів до того часу, як ми побачили здіймання води та почули сплеск. Швидкість лінійної хвилі у товщині води в 4,5 рази більша ніж у повітрі, тобто це у 4,5 рази надзвукова швидкість.  Швидкість хвилі на поверхні води – вторинні наслідки первинного поштовху послідовної хвилі Гюйґенса, що надала усім хвилям уявлення  „хвилястого” вигляду – у 1500 разів та більше, повільніша.

     Реакція поверхні води на поштовх каменя: 

• тиск площі поперечного поштовху каменя на поверхню води, яка дорівнює масі та кількості води під площею каменя, що довелось занурити;
• деформативна здатність води з причини поверхневої плівки натягнення та текучості, відразу виштовхує місткість рідини, яку виштовхнули поруч, та утворює круглий  валик навколо;    
• плівка поверхневого натягу, маса висоти стовпа води, що залежить від атмосферного тиску та ґравітація Землі  намагаються вирівняти поверхню води – це  сили, що повертають.

        Рух від місця обурення, робота інерції маси води, які спричинили поперечні хвилі з компонентами поздовжніх хвиль, що біжать, матеріальних поперечних коливальних хвиль інертності маси та ґравітації – усе це другорядна дія виникнення енерґетичної первинної поступальної хвилі, що має цілком лінійний вигляд.

 Якщо б камінь упав на тверду землю, ніхто не помітив би хвиль, що виникли. Але середовище, що має здатність помітно реагувати на відхилення, дає можливість спостерігати та робити, не завжди правильні, висновки.

         Форму поступальній хвилі  надає умова виникнення її – поштовх. Форму вторинної траєкторії поступальної хвилі, шляху її руху, визначає стороння енерґія, що впливає на траєкторію вторинного руху хвилі. Обидві хвилі мають різну природу. Перша, лінійна поступальна, що рухається через нерухому густину, надзвукова хвиля поштовху. Друга, поперечна, матеріально енерґетична, що змінила рівень води у місці поштовху. Внаслідок маси  матерії, повільна, якій заважає рухатись інерція води, що занурюється та виринає, намагаючись вирівняти загальний рівень води поперечним хвильовим переміщенням.

Поступальні хвилі

       Поступальна хвиля  виникає від зрушення енерґетичної або матеріальної точки.   Первинний вигляд   поступальної хвилі – енерґія поштовху. Точка, що здатна на випромінювання енерґії при отриманні поштовху.

             Поступальна хвиля, що являє енерґетичну або матеріальну точку, якій надали поштовх енерґією.  Якщо  поштовх є поодиноким, виникає проста, поодинока аперіодична поступальна хвиля.

     Якщо поштовх є серію поштовхів, виникає поступальна,  згущення-розрідження, періодична хвиля.

     Хвилі енерґій у механіці, незалежні у  своєму русі від інших енерґій.

     Матеріально енерґетичні хвилі, як усе матеріальне, залежать від сил і енерґій, що можуть на них впливати і є комплексними хвилями. Наприклад: вплив гравітаційної енерґії Землі на тіло, що кинули у гору під кутом.

       У разі зустрічі енерґії з матеріальним тілом, в залежності від властивостей цього тіла та енерґій, що вже впливають на нього – виникають матеріально енерґетичні комплексні  хвилі з різними варіаціями особистих  властивостей тіла.

     Природу хвилі,  матеріальній,  енерґетичній чи матеріально-енерґетичній, надає спосіб її вилучення. Рух хвилі, її траєкторію визначає шлях, яким вона рухається, які сторонні обставини спричинили змінити траєкторію руху. Форма поступальної хвилі – поступальний поштовх, усе інше – вплив на шлях її руху. Поштовх може бути поодиноким, або пачками імпульсів чи коливальних рухів.

      Односпрямований, поодинокий поштовх точки або тіла являє просту поступальну хвилю. Якщо поштовх має кулястий напрямок в усі сторони (вибух), маємо поступальні хвилі Гюйґенса.

        Поступальні матеріальні хвилі є точеними хвилями, що доведено впровадженням Декартових координатів та диференційним обчисленням.  У Декартових координатах аналізують матеріальні траєкторії руху хвилі.

       Якщо на шляху руху хвилі відсутні сторонні сили, що впливають на траєкторію – рух лінійний та прямий, а швидкість його дорівнює енрґієпровідності матеріалу в якому він рухається. У разі модуляції виникнення поступальної хвилі пачками високочастотних імпульсів – такі хвилі містять імпульсну енерґію частоти ґенератора з інтервалами пачок імпульсів, (наприклад меандр)  але швидкість їх дорівнює енрґієпровідності матеріалу і форма їх лінійна. Така хвиля являє енерґетичну згущення-розрідження хвилю за формою звукопровіду.  

       У разі модуляції точки виникнення хвилі від ґенератора  синусоїдального змінного струму 50 Гц, форма хвилі і траєкторії її, не змінюється, але наповнення траєкторії лінійної хвилі складатиме тиск згущення-розрідження молекул або електронів за ґрафіком синусоїди.

          Поступальних,  синусоїдальних за формою, хвиль не існує, є хвилі згущення-розрідження з наявністю перепаду енерґій, вмісту у поштовхах точки, яка поступально ґенерує інформацію частотою, амплітудами, але усі прості поступальні хвилі, за формою лінійні. Якщо форма хвильоводу має криву форму, хвиля повторює цю форму, але не свою лінійну форму початкового поштовху.