Neste artigo, discutiremos detalhadamente a diferenciação entre ondas transversais e ondas longitudinais com uma explicação detalhada.
Dependendo da propagação das ondas com os movimentos vibracionais da partícula, as ondas são diferenciadas em duas; as ondas longitudinais e as ondas transversais.
| Onda transversal | Onda longitudinal |
| A onda tem crista e vale | A onda tem compressão e rarefação |
| A propagação de uma onda é paralela à direção do movimento das moléculas vibrantes | A propagação da onda é perpendicular à direção do movimento das moléculas vibrantes |
| Uma onda transversal não pode viajar através de fluidos e se propaga a partir de meios sólidos e sobre superfícies líquidas. | As ondas longitudinais podem viajar através de qualquer meio, seja ele sólido, líquido ou gasoso. |
| A propagação das ondas transversais depende do deslocamento das moléculas vibrantes junto com a distância | A propagação da onda longitudinal depende da densidade do meio |
| O gráfico da onda transversal será o gráfico de deslocamento v/s de distância | O gráfico da onda longitudinal será o gráfico de densidade v/s de distância |
| A densidade e a pressão não variam neste caso | A pressão e a densidade das ondas são máximas na região de compressão e variam periodicamente |
| Exemplos de ondas transversais são ondulações na água, luz solar, ondas eletromagnéticas, vibração de cordas, ondas oceânicas, etc. | Exemplos de ondas longitudinais são ondas sonoras, tambores, trovões, terremotos, tsunamis, ondas de ultrassom, etc. |
| Eles também são chamados de ondas de cisalhamento ou ondas S | Eles também são chamados de ondas de pressão, ondas de compressão, ondas primárias ou ondas p. |
| A frequência e o comprimento de onda são constantes durante toda a propagação de uma onda | A frequência da onda é máxima na região de compressão |
| Esta onda atua em duas dimensões, a propagação da onda em um eixo e o movimento das partículas em outro. | Essas ondas atuam apenas em uma dimensão, pois a direção da onda e o movimento da partícula estão no mesmo plano. |
| Uma onda transversal pode ser polarizada | Ondas longitudinais não podem ser polarizadas |
O que é Onda Transversal?
Uma onda transversal penetra em uma direção fazendo 90 graus com o caminho devido às oscilações das partículas.
Ondas transversais são formadas devido à vibração das partículas. Se o movimento das partículas vibrando estiver no eixo y, a onda se propagará no eixo x.
As ondas transversais também são chamadas de onda de cisalhamento, pois essas ondas podem levar à deformação do objeto sobre o qual essas ondas são atravessadas. Eles são sustentados pela distância mais curta e não são capazes de penetrar em meios fluidos, embora viajem sobre os líquidos. Eles podem viajar apenas a partir do estado sólido.
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O que é uma onda longitudinal?
O movimento das ondas longitudinais é ao longo do caminho percorrido pelas partículas vibrantes.
A energia das moléculas vibrantes é transmitida para as moléculas subsequentes no caminho e, portanto, a onda se propaga junto com ela.
A ondas longitudinais podem viajar através de qualquer meio e, portanto, viaja a uma distância maior. Ao contrário da onda transversal, a onda longitudinal consiste em regiões de compressão e rarefação em vez de vale e crista, respectivamente. A densidade das ondas é maior na compressão do que na rarefação.
Diferença entre frequência e comprimento de onda de uma onda transversal e uma onda longitudinal
O comprimento de onda de uma onda transversal é um comprimento entre duas cristas ou vales subsequentes e é consistente com o tempo ao longo da propagação. A amplitude da onda pode diminuir no momento do desaparecimento, mas o comprimento de onda é constante. A frequência da onda transversal permanece constante durante a propagação da onda.
A frequência da onda longitudinal é maior na região de compressão do que na rarefação. A densidade da onda é menor na região de rarefação e, portanto, a pressão é mínima, enquanto a pressão é maior onde a densidade das ondas é maior. Devido à diferença de pressão, o calor é gerado, portanto, são necessárias condições de temperatura constante, o que é essencial para a propagação das ondas a uma distância maior.
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O que são ondas sísmicas?
As ondas sísmicas são de dois tipos, ondas s e ondas p. A onda s é uma onda transversal e a onda p é uma onda longitudinal.
As ondas sísmicas são geradas devido às atividades das placas tectônicas como uma erupção de magma, movimento de placas causando placas convergentes ou divergentes, terremotos, deslizamentos de terra, explosivos, etc.
Estas são ondas de baixa frequência que na maioria das vezes nem são sentidas pelos seres humanos. Os sismógrafos são usados para rastrear a onda para receber alertas de atividades abaixo da crosta terrestre. Bem, uma onda p chamada onda primária é a primeira a traçar no sismômetro que é uma onda longitudinal. À medida que o magma derretido sobe, o movimento das partículas produz ondas vibracionais. TAs ondas longitudinais são capazes de passar por qualquer meio, atravessando assim a astenosfera, e são rastreados em sismógrafos que dão o alerta probatório de atividades vulcânicas antes do mito atingir a crosta superficial.
Considerando que, as ondas de cisalhamento não são capazes de penetrar na astenosfera no estado líquido, que é rica em magma fundido tetrahidratado. Incapaz de atravessar, a onda s também chamada de ondas secundárias pode viajar apenas através das rochas sólidas. Dá uma ideia apenas das atividades que acontecem na crosta terrestre.
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Direção de Propagação de Ondas Transversais e Ondas Longitudinais
Se a oscilação das partículas estiver no eixo y, a onda transversal se propagará no eixo x. O onda transversal sempre viaja em um ângulo de 90 graus com o movimento das partículas vibrantes.
Se a oscilação da partícula estiver no eixo x, a onda longitudinal viajará no eixo x. A onda longitudinal viaja em um plano fazendo um ângulo de 180 graus com a direção do movimento das moléculas vibrantes.
Polarização da Onda Transversal e Longitudinal
A polarização é um método para evitar as vibrações de uma onda, restringindo-a a uma direção de propagação.
A fonte é dita polarizada se as vibrações da fonte incidente estiverem confinadas apenas em uma direção na polarização.
As ondas transversais, quando passadas de uma fenda vertical e de uma fenda horizontal, as ondas percorrerão despolarizadas desde a primeira fenda e seguindo para a fenda horizontal; nenhuma vibração da partícula passará dando zero amplitude de uma onda. Portanto, as ondas transversais podem ser polarizadas.
Crédito de imagem: P
Quando as ondas longitudinais incidem nas fendas com a mesma posição em vez de ondas transversais, a onda passa por ambas as fendas sem se polarizar.
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Gráfico de uma Onda Transversal e uma Onda Longitudinal
O gráfico da onda transversal pode ser plotado como um deslocamento da onda devido ao padrão vibracional das partículas v/s a distância percorrida pela onda.
O gráfico mostra as variações da onda ao longo da distância. A onda transversal também pode ser plotada em um gráfico de deslocamento v/s tempo para mostrar o deslocamento da onda ao longo do tempo.
Como a densidade das ondas varia nas ondas longitudinais, as variações da densidade devido à compressão e rarefação da onda são observadas traçando um gráfico de densidade v/s distância conforme mostrado abaixo para ondas longitudinais.
O gráfico acima mostra as variações na densidade das ondas devido à compressão e rarefação da onda ao longo da distância.
Perguntas Frequentes
Q1. Um fio de latão de 100 cm de comprimento é puxado aplicando uma tensão de 250N no fio. A massa da corda é de 0.25 gramas. Calcule a velocidade da onda transversal gerada no fio.
Dado: m = 1.25 gramas
T = 250N
L=100cm=1m
A massa por unidade de comprimento é m/l=1.25/1=1.25 gramas
A velocidade da onda transversal é dada pela equação
v=√T/m
v=√(250N/1.25g)
v=200m/s
A velocidade da onda transversal é de 200 m/s.
Qual é o comprimento de onda da onda transversal?
Uma onda é composta de crista e cavado.
A comprimento de onda da onda transversal é o deslocamento da partícula para completar uma oscilação. Em um gráfico, é o comprimento do caminho entre cristas ou vales.
O que são compressão e rarefação?
A compressão e rarefação de uma onda são formadas devido à diferença de pressão experimentada na propagação da onda.
Isto é devido ao fato de que a densidade das ondas na região de compressão é mais onde a pressão sentida é mais em comparação com a região de rarefação.
Se a propagação da onda transversal é na direção y, então em que direção as partículas se movem?
A propagação da onda faz um ângulo de 90 graus com o caminho traçado pelas partículas vibrantes.
Portanto, o movimento da partícula deve ser no plano yz, pois ambos os planos são perpendiculares ao eixo direcional x.
Que ondas são produzidas durante um tsunami?
As ondas longitudinais, assim como as transversais, são produzidas devido ao tsunami.
As ondas transversais são geradas no fundo oceânico devido às ondas secundárias produzidas a partir do fundo oceânico. Essas ondas transversais são então convertidas em ondas longitudinais à medida que se aproximam da costa.
Por que as ondas transversais podem se propagar apenas em meios sólidos e não em meios gasosos?
Uma onda transversal se propaga através de sólidos e na superfície de líquidos.
Uma onda transversal é gerada através da deformação do sólido, pois o sólido tem um módulo de cisalhamento e, portanto, eles sofrem tensões, líquidos ou gases não possuem isso, pois não têm uma forma definida.
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Olá, sou Akshita Mapari. Eu fiz M.Sc. em Física. Trabalhei em projetos como Modelagem numérica de ventos e ondas durante ciclones, Física de brinquedos e máquinas mecanizadas de emoção em parque de diversões baseado na Mecânica Clássica. Fiz um curso de Arduino e realizei alguns miniprojetos no Arduino UNO. Gosto sempre de explorar novas zonas no campo da ciência. Pessoalmente, acredito que o aprendizado é mais entusiasmado quando aprendido com criatividade. Além disso, gosto de ler, viajar, dedilhar violão, identificar rochas e estratos, fotografar e jogar xadrez.
