Eu só sei algumas coisas sobre ondas, mas essa questão simplesmente surgiu na minha mente.
Eu já sei que as partículas transferem energia umas para as outras, mas eu não sei COMO eles fazem isso!
A verdade é que eu realmente quero uma explicação usando a transferência de energia e uma explicação usando as forças que uma partícula aplica à outra ao lado dela.
Estou falando de uma análise para cada tipo de onda. Ondas longitudinais, transversais e de superfície. Agradeço antecipadamente 🙂
Comentários
- Ondas em que meio? Em uma corda de violão? Na água?
- Não acho que isso seja importante. Porque se você pensar bem, o importante aqui é o tipo de onda. Em cada tipo de onda, a onda se move da mesma maneira em um meio como em outro. A diferença vem de diferentes tipos. Por exemplo, as ondas longitudinais viajam da mesma maneira na água (sob a superfície) e no ar, com a única diferença sendo que partículas diferentes estão se movendo (água e ar em cada exemplo respectivamente).
- Claro, o movimento da onda é o mesmo. Mas a questão de " como as partículas exercem a força umas sobre as outras " pode ser bem diferente. As interações das moléculas no ar não ' t necessariamente se parecem muito com a interação das moléculas em uma rede cristalina, embora ambas suportem ondas de pressão transversal.
- Transversal e as ondas longitudinais são os dois tipos diferentes. As ondas de superfície não são um tipo novo, mas podem ser qualquer um destes dois.
- ok, concordo, mas quero apenas uma explicação mais geral de cada tipo. Podemos ' entrar em detalhes sobre cada situação.
Resposta
Uma corda é o melhor exemplo .
Pense em uma corda como uma cadeia de partículas presas umas às outras.
- Agora você pega a partícula no final e a levanta. Sua mão aplica a força que causa a aceleração da partícula.
- Conforme essa partícula começa a se mover para cima, ela puxará a próxima partícula ao lado dela exercendo a mesma força que a mão aplica.
- Esta segunda partícula responde começando a acelerar, e conforme ela começa a se mover, ela puxará a terceira partícula junto.
- E assim por diante
Qualquer que seja você exercer a força sobre a partícula final será, portanto, enviada até cada partícula sucessivamente.
Quando sua mão atinge o topo de seu movimento (a amplitude da onda), ela para de se mover e, portanto, também para o movimento da primeira partícula. Ele agora exerce uma força para baixo, de modo que a primeira partícula pare e comece uma aceleração para baixo.
Como antes, essas mesmas forças são enviadas por todo o caminho através de todas as partículas por sua vez .
Isso é para uma onda transversal. Para uma onda longitudinal, a mesma cadeia de forças de reação acontecerá, mas seria mais uma força de compressão.
Durante um terremoto, as partículas internas próximas ao ponto de expansão estão sendo comprimidas. Pense em um banho de bolas elásticas.
- Se você empurrar tão rápido a primeira bola, que ela não terá tempo de se mover nem nada, ela ficará um pouco apertada.
- esta primeira bola tentará agora “descomprimir” e voltar ao tamanho original. Portanto, ele empurrará a próxima bola.
- essa segunda bola agora é um pouco comprimida. Da mesma forma, esta bola tentará retornar ao estado relaxado e liberar sua energia elástica armazenada. Para fazer isso, ela deve empurrar sua vizinha, a terceira bola da linha.
- e assim on.
Espero que fique mais claro.
Comentários
- Ótima resposta, mas ainda tenho uma pergunta. Você explicou que para ondas transversais, as partículas na corda puxarão a próxima partícula com ela … mas e as ondas de superfície (as ondas da superfície da água são ondas transversais). as moléculas de água não estão conectadas umas com as outras. uma partícula puxa a próxima partícula com ela?
- Bem, por que você diria que as moléculas de água não estão conectadas? Na verdade elas estão – apenas com ligações mais fracas (ligações de Van der Waals, se bem me lembro) do que dentro de um sólido. Eles puxam e empurram um ao outro da mesma maneira. E essas ligações quebram facilmente quando a onda está muito alta (na água da sombra ou algo assim) e você vê o respingo branco da água em
- Sim, você está certo!
- Deve-se acrescentar que a matéria se liga e interage com forças elétricas e magnéticas, nos campos de transbordamento dos átomos e moléculas.
Resposta
Forças eletrostáticas, também conhecidas como forças de atração, entre as partículas.
(para uma onda transversal) Em uma escala micro, quando a onda é iniciada , uma partícula é deslocada perpendicularmente a sua partícula vizinha.Como a partícula deslocada e a partícula vizinha são atraídas eletrostaticamente uma pela outra, a partícula vizinha é puxada perpendicularmente à próxima partícula ao longo. A partícula original é movida na direção oposta e, portanto, a partícula vizinha é puxada nesta direção.
Você estava correto ao dizer que o meio em que a onda se propaga é irrelevante / desnecessário para dar uma resposta.