▷ Movimento delle onde

Questo articolo spiega cosa sono i moti ondulatori in fisica e quali sono le loro caratteristiche. Troverai quindi la definizione di movimento ondoso, la formula per il movimento ondoso e quali sono i diversi tipi di movimento ondoso.

Cos’è il moto ondoso?

Il moto ondoso è il movimento descritto da un’onda armonica. In altre parole, il moto ondoso è la propagazione di una perturbazione che oscilla in modo continuo e periodico.

Pertanto, il moto ondoso è il movimento che un’onda compie mentre oscilla attorno a una posizione di equilibrio.

Ad esempio, se una corda è legata ad un’estremità e viene fatta vibrare all’altra estremità, quando la corda oscilla verticalmente si produce un moto ondoso e si genera così un’onda.

Inoltre, una delle caratteristiche dei movimenti ondosi è che trasferiscono energia da un luogo a un altro, ma non importa.

➤ Vedi: Cosa sono le onde armoniche?

Esempi di movimenti ondosi

Per comprendere appieno il concetto di movimento ondoso vedremo diversi esempi di questo tipo di movimento.

Esempi di movimenti ondosi:

Le onde sonore sono movimenti ondulatori.
L’onda che si forma sulla superficie di uno stagno quando viene lanciata una pietra è un moto ondoso.
L’onda generata dalla vibrazione di una corda è un movimento ondulatorio.
Le onde che si propagano attraverso una sorgente sono movimenti ondulatori.

Caratteristiche dei movimenti ondosi

Le caratteristiche dei movimenti ondosi sono le seguenti:

Allungamento (y) : è la distanza tra la posizione dell’onda e la sua posizione di equilibrio.
Ampiezza (A) : è la distanza tra la massima estensione e la sua posizione di equilibrio.
Cresta : ciascuno dei punti più alti dell’onda.
Valle : ciascuno dei punti più bassi dell’onda.
Ciclo o oscillazione : è il percorso dell’onda da un punto al punto equivalente successivo.
Lunghezza d’onda (λ) : è la distanza tra due punti equivalenti consecutivi sull’onda.
Periodo (T) : è il tempo necessario per compiere un’oscillazione completa.
Frequenza (f) : è il numero di oscillazioni o vibrazioni che l’onda produce nell’unità di tempo.

$f=\cfrac{1}{T}$

Frequenza angolare (o pulsazione) (ω) : è la velocità con cui oscilla l’onda.

$\omega=\cfrac{2\cdot \pi}{T}=2\cdot \pi \cdot f$

Numero d’onda (k) : È definito come il numero di cicli effettuati su una lunghezza di 2π metri.

$k=\cfrac{2\cdot \pi}{\lambda}$

Velocità di propagazione (v) : è la velocità con cui si propaga l’onda.

$v=\cfrac{\lambda}{T}=\cfrac{\omega}{k}$

Formula per il moto ondoso

L’equazione per il moto ondoso è y(x,t) = A sin(k x ± ω t + φ ₀ ). Questa formula viene utilizzata per calcolare l’allungamento di un punto del moto ondoso in una determinata posizione e in un momento specifico.

$y(x,t)=A\cdot \text{sin}(k\cdot x\pm w\cdot t+\phi_0)$

Oro:

$y$

è l’allungamento dell’onda.
$A$

è l’ampiezza dell’onda.
$x$

è la distanza dal punto studiato all’origine dell’onda.
$k$

è il numero d’onda.
$\omega$

è la frequenza angolare o pulsazione.
$t$

è il momento del tempo.
$\phi_0$

è la fase iniziale dell’onda.

Il segno davanti alla velocità angolare determina la direzione in avanti del moto ondoso. Se è negativo significa che il movimento ondoso si propaga verso destra, se invece il segno è positivo implica che il movimento ondoso si propaga verso sinistra.

Nota: tieni presente che esistono diversi modi per esprimere l’equazione del moto ondoso, quindi può anche essere espressa tramite una funzione coseno. Tuttavia, l’espressione più utilizzata è la funzione spiegata in questo articolo.

Tipi di movimenti ondosi

Esistono diversi modi per classificare i movimenti ondosi, vedremo quindi quali sono le diverse tipologie di movimenti ondosi in base ai criteri scelti per classificarli.

Secondo le dimensioni di propagazione

Moti ondosi unidimensionali : il moto ondoso si propaga in una sola direzione.
Moti ondulatori bidimensionali : il moto ondoso si propaga in due dimensioni, cioè attraverso una superficie.
Movimenti ondulatori tridimensionali : il moto ondoso si propaga in tre dimensioni, cioè nello spazio.

Secondo la direzione delle oscillazioni

Movimenti longitudinali delle onde : la direzione delle oscillazioni è la stessa della direzione di propagazione dell’onda.
Movimenti trasversali delle onde : la direzione delle oscillazioni è perpendicolare alla direzione di propagazione dell’onda.

A seconda del mezzo

Movimenti ondulatori meccanici : il movimento ondoso necessita di un supporto materiale per propagarsi.
Movimenti di onde elettromagnetiche : il movimento delle onde può propagarsi nel vuoto.

Il movimento delle onde