ONA TRANSVERSAL: CARACTERÍSTIQUES I EXEMPLES - FÍSICA - 2025

Les ones transversals són aquelles en què l'oscil·lació passa en una direcció perpendicular a la direcció de propagació de l'ona. Per contra, les ones longitudinals són les ones en què el desplaçament a través de l'mitjà es produeix en la mateixa direcció en què es produeix el desplaçament de l'ona.

Convé recordar que les ones es propaguen a través d'un mitjà en virtut de la vibració que causen en les partícules d'aquest mitjà. Llavors, la direcció de propagació d'una ona pot ser paral·lela o perpendicular a la direcció en què vibren les partícules. Per això es marca la distinció entre ones transversals i longitudinals.

L'exemple més típic d'ona transversal són les ones circulars que es propaguen per la superfície de l'aigua quan es llança una pedra. També són ones transversals les ones electromagnètiques com la llum. Pel que fa a les ones electromagnètiques, es dóna el cas particular que no hi ha vibració de partícules com sí succeeix en altres ones.

Així i tot, són ones transversals perquè els camps elèctrics i magnètics associats a aquestes ones són perpendiculars a la direcció de propagació de l'ona. Altres exemples d'ones transversals són les ones que es transmeten al llarg d'una corda i les ones S o ones sísmiques secundàries.

Característiques

Les ones, ja siguin transversals o longitudinals, tenen una sèrie de característiques que les determinen. En general, les característiques més importants d'una ona són les que s'expliquen a continuació:

Amplitud d'ona (A)

Es defineix com la distància entre el punt més allunyat d'una ona i el seu punt d'equilibri. Atès que és una longitud, es mesura en unitats de longitud (habitualment es mesura en metres).

Longitud d'ona (λ)

Es defineix com la distància (normalment mesurada en metres) recorreguda per una pertorbació en un interval de temps determinat.

Aquesta distància es mesura, per exemple, entre dues crestes successives (les crestes són el punt més allunyat de la posició d'equilibri en la part superior de l'ona), o també entre dues valls (punt més allunyat de la posició d'equilibri en la part inferior de l'ona) successius.

No obstant això, realment es pot mesurar entre dos punts successius qualsevol de l'ona que estiguin en la mateixa fase.

Període (T)

Es defineix com el temps (generalment es mesura en segons) que tarda una ona en recórrer un cicle complet o una oscil·lació. També es pot definir com el temps que ocupa una ona per transitar una distància equivalent a la seva longitud d'ona.

Freqüència (f)

Es defineix com la quantitat d'oscil·lacions que es donen en una unitat de temps, normalment un segon. D'aquesta manera, quan el temps es mesura en segons (s), la freqüència es mesura en Hertz (Hz). La freqüència normalment es calcula a partir de el període per mitjà de la següent fórmula:

f = 1 / T

Velocitat de propagació de l'ona (v)

És la velocitat a la qual es propaga l'ona (l'energia de l'ona) per un mitjà. Se sol mesurar en metres per segon (m / s). Per exemple, les ones electromagnètiques es propaguen a la velocitat de la llum.

La velocitat de propagació es pot calcular a partir de la longitud d'ona i el període o la freqüència.

V = λ / T = λ f

O simplement dividint la distància recorreguda per l'ona en un determinat temps:

v = s / t

exemples

ones electromagnètiques

Les ones electromagnètiques són el cas més important d'ones transversals. Una característica particular de la radiació electromagnètica és que, contràriament a les ones mecàniques que requereixen un mitjà pel qual propagar-se, no requereixen un mitjà per propagar-se i poden fer-ho al buit.

Això no vol dir que no hi hagi ones electromagnètiques que es desplacen per un mitjà mecànic (físic). Algunes ones transversals són ones mecàniques, ja que requereixen d'un medi físic per a la seva propagació. A aquestes ones mecàniques transversals se les anomena ones T o ones de tall.

A més, com ja s'ha esmentat anteriorment, les ones electromagnètiques es propaguen a la velocitat de la llum, que en el cas de l'buit és de l'ordre de 3 ∙ 10 ⁸ m / s.

Un exemple d'ona electromagnètica és la llum visible, que és la radiació electromagnètica amb longituds d'ona estan compreses entre els 400 i 700 nm.

Ones transversals en l'aigua

Un cas molt típic i molt gràfic d'ona transversal és el que es dóna quan es llança una pedra (o qualsevol altre objecte) a l'aigua. Quan això passa es produeixen unes ones circulars que es propaguen des del lloc en el qual la pedra ha impactat en l'aigua (o focus de l'ona).

L'observació d'aquestes ones permet apreciar com la direcció de la vibració que té lloc en l'aigua és perpendicular a la direcció de desplaçament de l'ona.

Això s'observa millor si es situa una boia prop del punt d'impacte. La boia puja i baixa verticalment segons arriben els fronts d'ona, els quals es desplacen horitzontalment.

Més complicat és el moviment de les onades a l'oceà. El seu moviment implica no només l'estudi de les ones transversals, sinó també la circulació dels corrents d'aigua quan passen les ones. Per això, el moviment real de l'aigua en els mars i els oceans no es pot reduir únicament a un moviment harmònic simple.

Ona en una corda

Com ja s'ha dit anteriorment, un altre cas habitual d'ona transversal és el desplaçament d'una vibració per una corda.

Per a aquestes ones, la velocitat a la qual es propaga l'ona per la corda estirada ve determinada per la tensió de la corda i la massa per unitat de longitud de la corda. Així, la velocitat de l'ona es calcula a partir de la següent expressió:

V = (T / m / L) ^1/2

En aquesta equació T és la tensió de la corda, m la seva massa i L la longitud de la corda.

referències

1. Ona transversal (nd). En Wikipedia. Recuperat el 21 d'abril, 2018, des es.wikipedia.org.
2. Radiació electromagnètica (nd). En Wikipedia. Recuperat el 21 d'abril, 2018, des es.wikipedia.org.
3. Transverse wave (nd). En Wikipedia. Recuperat el 21 d'abril, 2018, des en.wikipedia.org.
4. Fidalgo Sánchez, José Antonio (2005). Física i Química. Everest
5. David C. Cassidy, Gerald James Holton, Floyd James Rutherford (2002). Understanding physics. Birkhäuser.
6. French, AP (1971). Vibrations and Waves (MIT Introductory physics sèries). Nelson Thornes.