Caratteristiche delle onde

Figura 1. Parametri rappresentativi di un'onda sinusoidale. Fonte: f. Zapata.

IL Caratteristiche delle onde Sono i distintivi del fenomeno ondulato: la lunghezza d'onda, la frequenza, le valli, le creste, la velocità, l'energia e gli altri che spiegheremo in questo articolo.

Nelle onde, non sono particelle che viaggiano con disturbo, ma energia. Quando un'onda si diffonde in un mezzo di materiale, che può essere acqua, aria o una corda, tra gli altri, le particelle si spostano dalla posizione di equilibrio, per tornare ad essa dopo poco tempo.

Tuttavia, il movimento viene trasmesso da una particella all'altra, facendo vibrare ciascuno di essi. In questo modo il disturbo che chiamiamo si sta diffondendo nel mezzo vibrazione, Come fanno l'ondata di fan negli stadi, quando si giocano le partite di calcio.

Lo studio delle onde è molto interessante, dal momento che viviamo in un mondo pieno di loro: luce, onde marine, il suono della musica e della voce sono tutti fenomeni ondulati, sebbene di natura diversa. Sia la luce che il suono sono particolarmente importanti, perché abbiamo continuamente bisogno di loro per comunicare con il mondo esterno.

Quali sono le caratteristiche delle onde?

Vibrazione

È il tour completo che rende una particella nel suo movimento oscillante. Ad esempio, un pendolo ha un movimento di swing, dal momento che da un certo punto descrive un arco, si ferma quando raggiunge una certa altezza e ritorna nella sua posizione originale.

Se non fosse per attrito, questo movimento seguirebbe indefinitamente. Ma a causa dell'attrito, il movimento diventa più lento e le meno ampia oscillazione, fino a quando il pendolo si ferma.

Può servirti: seconda legge della termodinamica: formule, equazioni, esempi

Quando una corda tesa orizzontale è disturbata, le particelle della corda vibrano in una direzione verticale, cioè dall'alto verso il basso, mentre il disturbo viaggia orizzontalmente lungo la corda.

Centro di oscillazione

Quando una particella fa il suo movimento oscillante, lo fa in movimento rispetto a un certo punto, chiamato Origin o Oscillation Center.

Nell'esempio del pendolo, è in equilibrio nel punto più basso e oscilla intorno a questo se lo separiamo un po 'da questa posizione. Pertanto, questo punto può essere considerato il centro dell'oscillazione.

Possiamo anche immaginare una molla o una molla su un tavolo orizzontale, soggetto da un'estremità a un muro e con un blocco all'altra estremità. Se il sistema a molla è ininterrottamente, il blocco è in una certa posizione di equilibrio.

Tuttavia, quando si comprime o si allungano un po 'la molla, il sistema inizia a oscillare attorno a quella posizione di equilibrio.

Allungamento

È la distanza che la particella si allontana dal centro di oscillazione dopo un po '. Viene misurato in metri quando il sistema internazionale viene utilizzato se.

Se una molla è compressa o allungata con un blocco ad un'estremità, si dice che abbia sperimentato un numero di "x" numero di metri, centimetri o unità che viene utilizzata per misurare la distanza.

Creste e valli

Sono, rispettivamente, i punti più alti e più bassi che la particella raggiunge rispetto alla posizione di equilibrio y = 0 (vedi Figura 1).

Ampiezza

Le onde del mare, quando hanno molta ampiezza come questa, portano molta energia

È la distanza massima che la particella si separa dal centro di oscillazione ed è anche somministrata in metri. È indicato come A o come E. Lì la posizione di equilibrio coincide con y = 0 e corrisponde alle creste e alle valli d'onda.

Può servirti: attrito dinamico o cinetico: coefficiente, esempi, esercizi

L'ampiezza è un parametro importante, poiché è correlata all'energia che trasporta l'onda. Maggiore è l'ampiezza, maggiore è l'energia, come con le onde del mare, per esempio.

Nodo

I nodi sono i punti in cui la particella passa attraverso il centro di oscillazione o la posizione di equilibrio.

Ciclo

Questa si chiama oscillazione completa, quando la particella passa da una cresta all'altra o da una valle all'altra. Quindi diciamo che ha fatto un ciclo.

Il pendolo esegue una completa oscillazione quando una certa altezza della posizione di equilibrio viene spostata, passa attraverso il punto più basso, aumenta alla stessa altezza durante un viaggio e ritorna all'altezza iniziale in viaggio di cambio.

Periodo

Poiché le onde sono ripetitive, il movimento delle particelle è giornale. Il periodo è il tempo necessario per fare un'oscillazione completa e di solito viene negata con la lettera T maiuscola. Le unità del periodo nel sistema internazionale se sono i secondi (i).

Frequenza

È l'entità inversa o reciproca del periodo ed è correlata alla quantità di oscillazioni o cicli effettuati per unità di tempo. È indicato dalla lettera F.

Poiché la quantità di oscillazioni non è un'unità, per la frequenza vengono utilizzati i secondi^-1 (S^-1), chiamato Hertz o Hertzios e abbreviato HZ.

Essendo l'inverso del periodo, possiamo scrivere una relazione matematica tra le due magnitudini:

F = 1 /t

O Bene:

T = 1/f

Se ad esempio un pendolo esegue 30 cicli in 6 secondi, la sua frequenza è:

F = (30 cicli)/(6 s) = 5 cicli/s = 5 Hz.

Può servirti: densità relativa: calcolo, esempi, esercizi

Lunghezza d'onda

È la distanza tra due punti di un'onda alla stessa altezza, a condizione che sia stata eseguita una completa oscillazione. Può essere misurato da una cresta a un altro consecutivo, ad esempio, ma anche da Valle a Valle.

La lunghezza d'onda è indicata dalla lettera greca λ, che legge "lambda" ed è misurata in unità di distanza come i contatori del sistema internazionale, sebbene vi sia una così grande varietà di lunghezze d'onda, che i multipli e i sottomulini sono frequenti.

Numero d'onda

È l'entità inversa della lunghezza d'onda, moltiplicata per numero 2π. Pertanto, indicando il numero d'onda per lettera K, abbiamo:

K = 2π / λ

Velocità di propagazione

È la velocità con cui il disturbo viaggia. Se il mezzo in cui l'onda si propaga è omogeneo e isotropico, cioè le sue proprietà sono le stesse ovunque, allora questa velocità è costante ed è data da:

V = λ / t

Le unità della velocità di propagazione sono le stesse di quelle di qualsiasi altra velocità. Nel sistema internazionale corrisponde a m/s.

Poiché il periodo è l'inverso della frequenza, può anche essere espresso:

v = λ . F

E poiché la velocità è costante, il prodotto λ.F anche, in modo che se ad esempio la lunghezza d'onda viene modificata, la frequenza cambia in modo che il prodotto rimanga lo stesso.

Riferimenti

1. Giancoli, d.  2006. Fisica: principi con applicazioni. 6 °. Ed Prentice Hall.
2. Hewitt, Paul. 2012. Scienze fisiche concettuali. 5 °. Ed. Pearson.
3. Sears, Zemansky. 2016. Fisica universitaria con fisica moderna. 14 °. Ed. Volume 1. Pearson.
4. Serway, r., Jewett, J. (2008). Fisica per la scienza e l'ingegneria. Volume 1. 7 °. Ed. Apprendimento del Cengage.
5. Tipler, p. (2006) Fisica per la scienza e la tecnologia. 5 ° ed. Volume 1. Editoriale tornato.