Dá para mostrar a luz aqui como onda transversal?

Não: aqui só há ondas mecânicas num meio. A luz é uma onda eletromagnética transversal e não precisa de meio; as «partículas» na tela são pontos do meio, não os campos E e B.

Por que as partículas voltam ao lugar? A onda não as arrasta para a frente?

As partículas oscilam em torno do equilíbrio. A onda transporta energia, não matéria. Como a «onda» no estádio: as pessoas levantam-se e sentam-se, mas não correm pela arquibancada.

Que onda real é ao mesmo tempo transversal e longitudinal?

A onda de superfície na água: as partículas descrevem uma elipse, com componente transversal e longitudinal. Aqui, para clareza, os dois tipos puros estão separados.

A frequência e o comprimento de onda mudam a velocidade neste modelo?

Para um dado meio a velocidade é constante e vem das propriedades do meio. Frequência e comprimento de onda ligam-se por v = fλ. Não há dispersão (dependência de v com f) aqui.

Ondas transversais e longitudinais

A mesma senóide viajante: oscilação transversal perpendicular à propagação e longitudinal ao longo dela, com compressões e rarefações.

Sobre o modelo

Ondas transversais e longitudinais diferem pela direção da oscilação das partículas em relação à propagação. Na transversal (corda) o deslocamento é perpendicular ao rumo: y(x,t) = A sin(kx − ωt). Na longitudinal (som no ar) as partículas oscilam na direção da onda e formam compressões e rarefações. Nos dois painéis está a mesma senóide: em cima o movimento transversal, embaixo o longitudinal com «molinhas» entre os pontos. A velocidade liga-se à frequência e ao comprimento de onda: v = fλ. Simplificações: pontos discretos, sem amortecimento, sem dispersão e sem campo tridimensional. A energia segue à frente; o material do meio, em média, fica no lugar.

Para quem: Ensino médio e início da graduação: ondas mecânicas, tipos de oscilação, v = fλ.

Conceitos-chave

onda transversal
onda longitudinal
amplitude
comprimento de onda
frequência
compressão
rarefação

Como funciona

Nos dois painéis está a mesma onda senoidal viajante. Em cima as partículas oscilam para cima e para baixo em torno de um x fixo (transversal). Embaixo o deslocamento ao longo da propagação comprime e estica os intervalos entre as partículas (longitudinal). Frequência, comprimento de onda e amplitude são comuns; a velocidade de fase é v = fλ.

Fórmulas principais

Transversal: y(x,t) = A sin(kx − ωt), k = 2π/λ

Longitudinal: u(x,t) = A sin(kx − ωt), x′ = x + u

Perguntas frequentes

Dá para mostrar a luz aqui como onda transversal?: Não: aqui só há ondas mecânicas num meio. A luz é uma onda eletromagnética transversal e não precisa de meio; as «partículas» na tela são pontos do meio, não os campos E e B.
Por que as partículas voltam ao lugar? A onda não as arrasta para a frente?: As partículas oscilam em torno do equilíbrio. A onda transporta energia, não matéria. Como a «onda» no estádio: as pessoas levantam-se e sentam-se, mas não correm pela arquibancada.
Que onda real é ao mesmo tempo transversal e longitudinal?: A onda de superfície na água: as partículas descrevem uma elipse, com componente transversal e longitudinal. Aqui, para clareza, os dois tipos puros estão separados.
A frequência e o comprimento de onda mudam a velocidade neste modelo?: Para um dado meio a velocidade é constante e vem das propriedades do meio. Frequência e comprimento de onda ligam-se por v = fλ. Não há dispersão (dependência de v com f) aqui.

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