Onda longitudinal: o que é, características, fórmula e exemplos

Este artigo explica o que são ondas longitudinais na física e quais são suas características. Então você encontrará a definição de onda longitudinal, exemplos de ondas longitudinais e qual é a equação de uma onda longitudinal.

O que é uma onda longitudinal?

Uma onda longitudinal é uma onda na qual o movimento oscilante das partículas no meio ocorre na mesma direção de propagação da onda. Em outras palavras, numa onda longitudinal, as partículas do meio se movem longitudinalmente.

Por exemplo, as ondas sonoras são ondas longitudinais, pois neste tipo de ondas o movimento do meio é paralelo à propagação da onda.

Ondas mecânicas longitudinais também são chamadas de ondas de compressão ou ondas de compressibilidade porque produzem compressão e rarefação à medida que passam por um meio.

Características de uma onda longitudinal

As características ou partes de uma onda longitudinal são:

Comprimento de onda (λ) : é a distância entre dois pontos equivalentes consecutivos na onda.
Ciclo ou oscilação : é o caminho da onda de um ponto ao próximo ponto equivalente. Portanto, durante um ciclo, a onda longitudinal completa a fase de expansão uma vez e a fase de compressão uma vez.
Amplitude (A) : é a distância, o alongamento máximo da onda e sua posição de equilíbrio.
Período (T) : é o tempo necessário para que a onda longitudinal complete uma oscilação completa.
Frequência (f) : é o número de oscilações ou vibrações que a onda produz por unidade de tempo.
Frequência angular (ou pulsação) (ω) : é a velocidade com que a onda oscila.
Velocidade de propagação (v) : é a velocidade com que a onda se propaga.

Exemplos de ondas longitudinais

Agora que conhecemos a definição de onda longitudinal, veremos vários exemplos desse tipo de onda para entender melhor o conceito.

Exemplos de ondas longitudinais:

Uma onda sonora.
Uma onda que percorre o comprimento de uma mola enquanto ela oscila.
Ondas sísmicas criadas por terremotos.
Ondas de pressão.

Fórmula de uma onda longitudinal

Uma onda longitudinal é descrita pela fórmula y(x,t) = A sin(k x – ω t + φ ₀ ). Esta equação também é utilizada para descrever outros tipos de ondas, porém, na fórmula da onda longitudinal, y(x,t) corresponde ao deslocamento horizontal em relação à posição de equilíbrio, em vez do deslocamento vertical.

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

Ouro:

$y$

representa o deslocamento horizontal do ponto na onda longitudinal em relação à sua posição de equilíbrio.
$A$

é a amplitude do deslocamento da onda longitudinal.
$x$

é a distância do ponto estudado até a origem da onda.
$k$

é o número de onda.
$\omega$

é a frequência angular ou pulsação.
$t$

é o momento do tempo.
$\phi_0$

é a fase inicial da onda.

Observe que o número de onda e a frequência angular de uma onda longitudinal são calculados usando as seguintes fórmulas:

$\begin{array}{c}k=\cfrac{2\pi}{\lambda}\\[4ex]\omega=\cfrac{2\pi}{T}=2\pi f\end{ tableau}$

Ouro:

$k$

é o número de onda.
$\lambda$

é o comprimento de onda.
$\omega$

é a frequência angular ou pulsação.
$T$

é o ponto.
$f$

é a frequência.

onda longitudinal e onda transversal

Por fim, veremos qual a diferença entre uma onda longitudinal e uma onda transversal, pois são dois tipos de ondas muito comuns na física.

Na física, uma onda transversal é um tipo de onda em que a perturbação é perpendicular à direção de propagação da onda.

Portanto, a diferença entre uma onda longitudinal e uma onda transversal é a direção da perturbação. Numa onda longitudinal, a perturbação viaja na mesma direção da onda, enquanto numa onda transversal, a perturbação viaja numa direção perpendicular à onda.

➤ Veja: O que é uma onda transversal?

O que é uma onda longitudinal?

Características de uma onda longitudinal

Exemplos de ondas longitudinais

Fórmula de uma onda longitudinal

onda longitudinal e onda transversal

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