Características das ondas mecânicas

Suponha que alguém faça um único movimento de vaivém, vertical, na extremidade de uma mola estendida horizontalmente. Observa se, então, um pulso propagando se ao longo da mola.

Enquanto o pulso se propaga horizontalmente, cada ponto da mola executa um movimento oscilatório vertical. A oscilação que gera o pulso, produzida na

extremidade da mola, é perpendicular (ou transversal)

à direção em que ela se propaga: trata se de um pulso transversal. Se o movimento for feito na mesma direção em que a mola está estendida, temos um pulso longitudinal.

Uma sequência de pulsos transversais ou longitudinais dá origem a ondas transversais ou ondas longitudinais. A oscilação geradora do movimento ondulatório tem também a mesma direção da propagação. (É impossível apresentar graficamente as propriedades das ondas mecânicas por meio de ondas longitudinais; por isso, elas são sempre descritas e explicadas por meio de ondas transversais, mas todas elas são igualmente válidas para ondas longitudinais.)

Nestes exemplos, os pulsos e as ondas são unidimensionais porque é possível determinar a posição da frente da perturbação, chamada de frente de onda, por meio de um único eixo de coordenadas; nas ondas unidimensionais a frente de onda é um ponto material.

A onda propagando-se na corda é unidimensional — a frente de onda é o ponto material P, localizado no eixo x.

As ondas na superfície da água são bidimensionais. Para a sua descrição matemática são necessários dois eixos coordenados — sua frente de onda é uma curva plana. Na figura abaixo, a frente de onda é o círculo C em que a posição de cada ponto material é determinada pelas coordenadas medidas nos eixos x e y.

As ondas sonoras propagam se por todo o espaço. São ondas tridimensionais, ou se ja, a sua descrição matemática exige um sistema de três coordenadas. A frente de ondas tridimensionais é sempre uma superfície. No c aso das ondas sonoras, podem ser superfícies esféricas. A figura abaixo representa essa tridimensionalidade da onda sonora (está representada por semiesferas por razões didáticas). A frente de onda é a superfície esférica E, de c entro em F (fonte),descrita pelos eixos x, y e z.