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En física , una onda mecánica es una onda que es una oscilación de la materia , y por tanto transfiere energía a través de un medio material . [1] (El vacío es, desde la perspectiva clásica, un medio no material, donde se propagan las ondas electromagnéticas ).
Si bien las ondas pueden desplazarse a grandes distancias, el movimiento del medio de transmisión (el material) es limitado. Por lo tanto, el material oscilante no se mueve mucho de su posición de equilibrio inicial. Las ondas mecánicas solo se pueden producir en medios que poseen elasticidad e inercia . Existen tres tipos de ondas mecánicas: ondas transversales , ondas longitudinales y ondas superficiales . Algunos de los ejemplos más comunes de ondas mecánicas son las ondas de agua, las ondas sonoras y las ondas sísmicas .
Al igual que todas las ondas, las ondas mecánicas transportan energía . Esta energía se propaga en la misma dirección que la onda. Una onda requiere un aporte inicial de energía; una vez que se agrega esta energía inicial, la onda viaja a través del medio hasta que toda su energía se transfiere. En cambio, las ondas electromagnéticas no requieren un medio, pero pueden viajar a través de uno.
Una onda transversal es la forma de una onda en la que las partículas del medio vibran alrededor de su posición media perpendicular a la dirección del movimiento de la onda.
Para ver un ejemplo, mueva un extremo de un Slinky (cuyo otro extremo está fijo) hacia la izquierda y la derecha del Slinky, en lugar de hacia adelante y hacia atrás. [2] La luz también tiene propiedades de una onda transversal, aunque es una onda electromagnética. [3]
Las ondas longitudinales hacen que el medio vibre en paralelo a la dirección de la onda. Consisten en múltiples compresiones y rarefacciones. La rarefacción es la distancia más lejana entre sí en la onda longitudinal y la compresión es la distancia más cercana entre sí. La velocidad de la onda longitudinal aumenta a mayor índice de refracción, debido a la mayor proximidad de los átomos en el medio que se está comprimiendo. El sonido es una onda longitudinal.
Este tipo de onda se propaga por la superficie o interfaz entre dos medios. Un ejemplo de onda superficial serían las ondas en una piscina, en un océano, en un lago o en cualquier otro tipo de masa de agua. Existen dos tipos de ondas superficiales: las ondas de Rayleigh y las ondas de Love .
Las ondas de Rayleigh, también conocidas como ondas de superficie , son ondas que se propagan como ondulaciones con un movimiento similar al de las ondas en la superficie del agua. Estas ondas son mucho más lentas que las ondas corporales , con aproximadamente el 90 % de la velocidad de las ondas en masa [ aclarar ] para un medio elástico homogéneo típico. Las ondas de Rayleigh tienen pérdidas de energía solo en dos dimensiones y, por lo tanto, son más destructivas en los terremotos que las ondas en masa convencionales, como las ondas P y las ondas S , que pierden energía en las tres direcciones.
Una onda Love es una onda superficial que tiene ondas horizontales que son transversales a la dirección de propagación. Por lo general, se propagan un poco más rápido que las ondas Rayleigh, aproximadamente a un 90 % de la velocidad de la onda corporal, y tienen la mayor amplitud.