Questo articolo spiega cos’è la velocità di oscillazione di un’onda, chiamata anche velocità di vibrazione. Inoltre, potrai vedere come calcolare la velocità di oscillazione di un’onda.
Cos’è la velocità di oscillazione?
La velocità di oscillazione , o velocità di vibrazione , è una grandezza che indica la velocità con cui un’onda oscilla. In altre parole, la velocità di oscillazione di un’onda è la velocità con cui l’onda varia la sua elongazione verticale.
In fisica, la velocità di oscillazione è solitamente rappresentata dal simbolo v e .
Per comprendere appieno il significato della velocità di oscillazione è importante capire che si tratta della velocità verticale dell’onda. La velocità orizzontale dell’onda è la velocità con cui si muove in avanti ed è quindi un tipo diverso di velocità. Di seguito vedremo le differenze tra questi due tipi di velocità.
Va notato che la velocità di oscillazione di un’onda non è costante, poiché ciascuna particella nell’onda può oscillare a velocità diverse.
Formula della velocità di oscillazione
La velocità di oscillazione di un’onda è uguale alla derivata dell’equazione del moto dell’onda rispetto al tempo. Pertanto, per calcolare la velocità di oscillazione di un’onda, bisogna prima trovare la sua equazione del moto e poi dedurla rispetto al tempo.
Quindi, data l’equazione che descrive il moto di un’onda:
La velocità di oscillazione dell’onda si ottiene derivando l’equazione precedente rispetto al tempo:
Oro:
-
è l’allungamento dell’onda.
-
è l’allungamento dell’onda.
-
è la distanza dal punto studiato all’origine dell’onda.
-
è il momento del tempo.
-
è l’ampiezza dell’onda.
-
è il numero d’onda.
-
è la frequenza angolare o pulsazione.
-
è la fase iniziale dell’onda.
Nota: il segno davanti alla velocità angolare determina la direzione di avanzamento dell’onda. Se il segno è negativo significa che l’onda si propaga verso destra, se invece il segno è positivo significa che l’onda si propaga verso sinistra.
Se analizziamo la formula della velocità di vibrazione insieme alla sua equazione del moto, possiamo determinare quando si verifica la velocità massima. La massima velocità di oscillazione si verifica quando la particella passa per la sua posizione di equilibrio (y=0), invece la velocità di oscillazione è nulla quando la particella si trova ad uno degli estremi delle oscillazioni (y=A oppure y= -TO ).
L’unità di velocità di oscillazione nel Sistema Internazionale (SI) è il metro diviso al secondo (m/s).
Velocità di oscillazione e velocità di propagazione
Infine vedremo qual è la differenza tra la velocità di oscillazione e la velocità di propagazione di un’onda, perché sebbene questi due tipi di velocità siano correlati, sono due nozioni diverse.
La velocità di propagazione è la velocità con cui si propaga un’onda, cioè la velocità di propagazione è la velocità con cui un’onda avanza longitudinalmente.
Pertanto, la differenza tra velocità di oscillazione e velocità di propagazione è che la velocità di oscillazione è la velocità verticale delle particelle nell’onda, mentre la velocità di propagazione è la velocità con cui l’onda si propaga orizzontalmente.