In dit artikel wordt uitgelegd wat longitudinale golven in de natuurkunde zijn en wat hun kenmerken zijn. Zo vindt u de definitie van een longitudinale golf, voorbeelden van longitudinale golven en wat de vergelijking van een longitudinale golf is.
Wat is een longitudinale golf?
Een longitudinale golf is een golf waarbij de oscillerende beweging van de deeltjes in het medium plaatsvindt in dezelfde voortplantingsrichting van de golf. Met andere woorden: bij een longitudinale golf bewegen de deeltjes in het medium longitudinaal.
Geluidsgolven zijn bijvoorbeeld longitudinale golven, omdat bij dit soort golven de beweging van het medium parallel loopt aan de voortplanting van de golf.
Longitudinale mechanische golven worden ook compressiegolven of samendrukbaarheidsgolven genoemd omdat ze compressie en verdunning veroorzaken wanneer ze door een medium gaan.
Kenmerken van een longitudinale golf
De kenmerken of delen van een longitudinale golf zijn:
- Golflengte (λ) : is de afstand tussen twee opeenvolgende equivalente punten op de golf.
- Cyclus of oscillatie : het is het pad van de golf van het ene punt naar het volgende gelijkwaardige punt. Daarom voltooit de longitudinale golf tijdens een cyclus eenmaal de expansiefase en eenmaal de compressiefase.
- Amplitude (A) : is de afstand, de maximale verlenging van de golf en zijn evenwichtspositie.
- Periode (T) : is de tijd die nodig is voordat de longitudinale golf een volledige oscillatie voltooit.
- Frequentie (f) : is het aantal oscillaties of trillingen dat de golf per tijdseenheid produceert.
- Hoekfrequentie (of pulsatie) (ω) : dit is de snelheid waarmee de golf oscilleert.
- Voortplantingssnelheid (v) : dit is de snelheid waarmee de golf zich voortplant.
Voorbeelden van longitudinale golven
Nu we de definitie van een longitudinale golf kennen, zullen we verschillende voorbeelden van dit type golf zien om het concept beter te begrijpen.
Voorbeelden van longitudinale golven:
- Een geluidsgolf.
- Een golf die de lengte van een veer aflegt terwijl deze oscilleert.
- Seismische golven veroorzaakt door aardbevingen.
- Druk golven.
Formule van een longitudinale golf
Een longitudinale golf wordt beschreven door de formule y(x,t) = A sin(k x – ω t + φ 0 ). Deze vergelijking wordt ook gebruikt om andere soorten golven te beschrijven, maar in de longitudinale golfformule komt y(x,t) overeen met de horizontale verplaatsing ten opzichte van de evenwichtspositie, in plaats van met de verticale verplaatsing.
Goud:
-
vertegenwoordigt de horizontale verplaatsing van het punt in de longitudinale golf ten opzichte van zijn evenwichtspositie.
-
is de amplitude van de verplaatsing van de longitudinale golf.
-
is de afstand vanaf het bestudeerde punt tot de bron van de golf.
-
is het golfgetal.
-
is de hoekfrequentie of pulsatie.
-
is het moment van de tijd.
-
is de beginfase van de golf.
Merk op dat het golfgetal en de hoekfrequentie van een longitudinale golf worden berekend met behulp van de volgende formules:
![\begin{array}{c}k=\cfrac{2\pi}{\lambda}\\[4ex]\omega=\cfrac{2\pi}{T}=2\pi f\end{ tableau}](https://physigeek.com/wp-content/ql-cache/quicklatex.com-bd9a9c86ac7bfe615da6e49025b8b40f_l3.png "Rendered by QuickLaTeX.com")
Goud:
-
is het golfgetal.
-
is de golflengte.
-
is de hoekfrequentie of pulsatie.
-
is het punt.
-
is de frequentie.
longitudinale golf en transversale golf
Ten slotte zullen we zien wat het verschil is tussen een longitudinale golf en een transversale golf, aangezien het twee veel voorkomende soorten golven zijn in de natuurkunde.
In de natuurkunde is een transversale golf een type golf waarbij de verstoring loodrecht staat op de voortplantingsrichting van de golf.
Daarom is het verschil tussen een longitudinale golf en een transversale golf de richting van de verstoring. Bij een longitudinale golf plant de verstoring zich in dezelfde richting voort als de golf, terwijl bij een transversale golf de verstoring zich in een richting loodrecht op de golf voortplant.