Unda mecanică
În fizica clasică o undă mecanică este propagarea unei perturbații într-un mediu gazos, lichid sau solid cu transportul de energie și impuls .
Necesită o sursă de perturbare, un mediu care suferă acțiunea perturbatoare și o conexiune între materia perturbată și cea adiacentă necesară propagării sale. O caracteristică fundamentală care distinge o undă mecanică de o undă electromagnetică este necesitatea de a se propaga printr-un mediu.
Efecte
Trecerea unei unde mecanice provoacă o deformare elastică în materie: particulele constitutive ale materiei perturbate suferă o modificare a poziției lor inițiale în care se întorc numai atunci când amplitudinea undei este redusă la zero. Deformarea elastică a materiei determină transmiterea deplasării, vitezei și energiei mecanice (potențial cinetic și elastic) către materia adiacentă.
Propagare și interferență
Valurile pot fi descrise cantitativ printr-o funcție de spațiu-timp. Ca orice val, acestea sunt afectate de reflecție și transmisie. Și pe baza deplasării lor, ele pot fi definite longitudinal sau transversal. Dacă mai multe unde se propagă în același mediu, se aplică principiul suprapunerii: perturbarea rezultată într-un punct al unui mediu în care se întâlnesc două sau mai multe unde este egală, la un moment dat, cu suma perturbărilor unice produse în acel punct și în acel moment. [1] Suprapunerea a două unde cu frecvență egală poate provoca interferențe constructive sau distructive. Dacă undele cu o frecvență ușor diferită se suprapun, are loc fenomenul bătăilor (variații periodice ale amplitudinii maxime a undei). [1]
Dacă interferează două unde de amplitudine și frecvență egale, propagându-se în direcții opuse, se obține o undă staționară caracterizată prin prezența punctelor fixe, numite noduri, (amplitudine zero) și a burților (amplitudine maximă). În acest caz, energia nu este transferată dintr-un punct în altul, ci rămâne localizată.
Unde sonore
Sunt unde mecanice longitudinale care se propagă în medii compresibile sau elastice și suferă deplasări în raport cu pozițiile de echilibru, creând variații de densitate și presiune, cu crearea unor zone de compresie urmate de zone de rarefacție. Viteza de propagare a sunetului în aer depinde de temperatură și de presiunea atmosferică, în condiții standard (T = 0 ° C; P = 1 atm) măsoară 331 m / s. În lichide și solide, sunetul se propagă mai repede. [1] Undele mecanice cu o frecvență sub 20 Hz se numesc infrasunete, cele peste 20 000 Hz se numesc ultrasunete. Aceste valuri nu pot fi resimțite de oameni, în timp ce unele animale pot.
Valuri sinusoidale
Undele mecanice care descriu o curbă, numită sinusoidă, caracterizate prin creste succesive (cele mai înalte puncte ale oscilației) și jgheaburi (cele mai mici puncte ale oscilației).
Viteza de fază
Caracteristica particulară a undelor mecanice este viteza de fază, adică viteza de mișcare a unui punct al undei cu amplitudine determinată și depinde de mediul de propagare. În general, puterea transmisă de o undă este proporțională cu viteza acesteia și cu pătratul amplitudinii sale maxime.
efectul Doppler
Efectul Doppler apare atunci când există o mișcare relativă (de exemplu unde mecanice sinusoidale și electromagnetice) între sursa de undă și observator: frecvența percepută de observator este de fapt diferită de cea care caracterizează sursa. Acest efect apare în raport cu viteza relativă dintre sursă și observator.
