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Onde elastiche

Che cosa sono le onde elastiche?

Le onde possono essere classificate in base alla natura della perturbazione che si propaga in onde elastiche ed elettromagnetiche:

- le onde elastiche sono tutti quei fenomeni ondulatori che riguardano perturbazioni che si propagano in corpi elastici e materiali, come ad esempio il suono o le onde lungo una corda tesa;

- le onde elettromagnetiche invece non necessariamente devono propagarsi attraverso un mezzo materiale, ma possono viaggiare anche nel vuoto; è il caso della luce.

Esempi di onde elastiche

Onde trasversali lungo una corda tesa

Ipotizziamo di prendere in mano una corda tesa con un’estremità legata alla parete e ad imprimere alla corda un movimento verticale con la nostra mano:

onde elastiche

Onde elastiche.

Il movimento impresso dalla mano all’estremità a noi più vicina della corda si propagherà lungo la corda così che ogni punto di essa sarà soggetto ad uno spostamento.

Il movimento viene trasmesso in quanto siamo in presenza di un corpo elastico, un corpo cioè nel quale le molecole sono legate tra di loro da forze che possono essere paragonate ad oscillatori.

Così il movimento viene trasmesso da un punto all’altro e così via con un certo ritardo, cioè l’onda si muoverà ad una certa velocità v lungo la corda.

In questo caso l’onda si dirà anche trasversale in quanto il movimento ondulatorio (ogni punto va su e giù) risulta perpendicolare alla direzione di propagazione dell’onda stessa.

Onde sonore

Solitamente la trasmissione di un’onda trasversale lungo una corda tesa è seguita dall’emissione di un’onda sonora: pensiamo ad esempio alla corda di una chitarra o di un violino.

Se la corda fosse messa in vibrazione in un ambiente vuoto senza aria allora non sentiremmo alcun suono.

Ma se la vibrazione della corda avviene in aria o in un altro mezzo materiale, allora le molecole di aria più a contatto con la corda vengono compressi aumentando la propria densità e pressione.

Ciò causa una rarefazione dalla parte opposta che per compensare i primi strati si mettono ad oscillare trasmettendo così a tutte le altre molecole lo stesso impulso con la stessa frequenza vibratoria.

Ogni qualvolta una sorgente sonora dà origini a una successione di compressione e rarefazioni si ha la creazione di un’onda sonora.

L’onda poi a sua volta può raggiungere ad esempio delle membrane tese e porle in oscillazione. E’ proprio questo il funzionamento del nostro timpano nell’orecchio o quelli di un microfono.

Le onde sonore sono onde elastiche e possono propagarsi soltanto all’interno di un mezzo materiale, aria, solido o liquido.

L’onda sonora è un tipo di onda longitudinale ovvero l’oscillazione avviene lungo la stessa direzione di propagazione dell’onda.

Onde di superficie

Quando facciamo cadere un sasso sulla superficie liquida di un lago o del mare vediamo come esso generi delle onde circolari che si propagano lungo la superficie del liquido.

onde circolari nell'acqua

Quando il sasso entra nell’acqua, poiché essa è incomprimibile, necessariamente deve spostare un certo volume d’acqua per poter oltrepassare la superficie.

Tale volume di acqua risulterà innalzato rispetto al resto della superficie ed una volta completato l’ingresso del sasso, essa ricade, spostando tale movimento a zone sempre più esterne dal punto di caduta del corpo.

Tale tipo di onda che si genera è sia di tipo trasversale sia di tipo longitudinale, infatti il movimento sussultorio alto basso si trasmette orizzontalmente lungo la superficie

Per cui le onde del mare hanno movimenti allo stesso tempo longitudinale e trasversali che danno luogo a movimenti che risultano nel complesso ellittici.

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