LE ONDE ELASTICHE

fisica

LE ONDE ELASTICHE

Possiamo definire un'onda come una perturbazione che si propaga nello spazio,verso l'esterno, trasportando energia ma senza che vi sia trasporto di materia.

L'onda elastica è un'onda che si propaga grazie alle proprietà elastiche del mezzo materiale in cui ha origine.

Se le particelle del mezzo oscillano nella stess 929d35j a direzione nella quale si propaga l'onda, questa è detta onda longitudinale; invece, se le particelle del mezzo oscillano perpendicolarmente alla direzione di propagazione, si parla di onda trasversale.

Una superficie caratterizzata dal fatto che tutti i suoi punti hanno la medesima fase di oscillazione, si chiama fronte d'onda.

Per le onde circolari e rettilinee, una qualunque retta perpendicolare al fronte d'onda costituisce un raggio di propagazione dell'onda. (Onde impulsive quando la perturbazione che dà loro origine dura per un breve lasso di tempo; onde periodiche generate da una sorgente che oscilla con moto periodico senza mai fermarsi).

Le onde armoniche sono quelle generate da una sorgente che oscilla di moto armonico; ogni punto dell'onda vibra con la stessa frequenza del moto della sorgente.

La distanza tra due creste (oppure tra due gole) consecutive si chiama lunghezza d'onda e si indica con l (lambda).

L'ampiezza è definita come il massimo spostamento di un punto dalla posizione di equilibrio.

In un'onda armonica una grandezza y varia nel tempo, in una posizione fissata seguendo la legge:

La variazione della stessa onda nello spazio, a un istante fissato, è invece data dalla formula:

Quando le oscillazioni causate da ciascuna onda si sommano tra loro, la perturbazione che ne risulta è data dalla somma delle perturbazioni che ciascuna onda produrrebbe singolarmente (principio di sovrapposizione).

L'interferenza è l'effetto che si ha in ogni punto, nel quale si sovrappongono più onde. Poiché l'oscillazione dovuta a ciascuna onda può avere fase diversa da quella delle altre onde, si hanno casi di interferenza costruttiva (quando gli effetti concomitanti si potenziano) e distruttiva (quando gli effetti si contrastano).

Fase iniziale:

Velocità dell'onda:

MOTI ARMONICI NELLA STESSA DIREZIONE

Supponiamo che le due oscillazioni che giungono in uno stesso punto abbiano la medesima frequenza e la medesima ampiezza, e corrispondano alle equazioni:

Per trovare il moto composto, ricordiamo un'identità goniometrica, secondo la quale:

Facendo uso di questa formula, si ricava che la somma vale

Questo è il risultato che cercavamo. Componendo i due moti, si ottiene un nuovo moto armonico di frequenza eguale a quella dei moti componenti; la fase iniziale di questo moto è (cioè metà dello sfasamento tra i due moti componenti), mentre l'ampiezza vale .

Questa formula dice una cosa molto importante: il risultato della "somma" dei due moti armonici, dipende dal loro sfasamento, nel senso che l'ampiezza risultante può variare, in pratica, tra 0 e 2a a seconda del valore assunto dall'angolo .

Se , con k intero, il fattore A è uguale a zero e si ha una combinazione distruttiva:i due moti armonici si sommano in modo tale da non dare alcun moto risultante. Se, viceversa, (sempre con k intero), la combinazione è costruttiva e il moto risultante ha ampiezza 2°, doppia di quella di ciascun componente.