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Le onde meccaniche sono impulsi energetici che si muovono attraverso un mezzo. Espandono o comprimono momentaneamente la sostanza mentre passano attraverso di loro, così che oggetti solidi, liquidi e gassosi possono condurre onde meccaniche, mentre il vuoto li fa cessare. Alcuni esempi di questo tipo di onda sono i terremoti, il suono e le onde dell'oceano. Ci sono esperimenti che possono facilmente mostrare il funzionamento di un'onda meccanica, la differenza tra onde trasversali e longitudinali e l'effetto che la media tensione ha su di loro.
Onda impulsiva
Legare saldamente una fune a un oggetto fissato saldamente a una parete, ad esempio una ringhiera. Tenere la corda e allontanarsi dal muro finché la corda non è leggermente allentata. Swing su e giù rapidamente, come se steste rompendo una frusta. Si noti che l'onda percorre la lunghezza della corda dalla mano al muro e viceversa. Il muro "riflette" l'onda su di te. Se osservi da vicino, vedrai che l'onda che torna alla tua mano è un'immagine invertita e speculare dell'onda che ha viaggiato verso il muro. Secondo la terza legge di Newton, quando l'onda colpisce il muro, risponde al movimento spingendo la corda nella direzione opposta. Questa reazione del muro provoca l'inversione dell'onda.
Onda stazionaria
Lega una corda tra due oggetti saldamente attaccati a un muro, lasciando la corda leggermente allentata. Se muovi la corda ripetutamente su e giù, le onde viaggiano avanti e indietro tra i due oggetti. Prova a scuotere la corda più velocemente e più lentamente. Ad un certo punto, ci sarà la formazione di un'onda stazionaria, cioè, sembrerà che l'onda non si muova. La lunghezza di questo tipo di onda è una semplice frazione della distanza tra i due oggetti. Ad esempio, se vedi un'onda stazionaria con una cresta e una valle, la sua lunghezza sarà esattamente la distanza tra gli oggetti. Se ci sono due creste e due valli, la lunghezza è metà della distanza. Più veloce muovi la corda, più onde stazionarie vedrai.
tensione
Taglia un elastico, trasformandolo in una striscia, invece del cerchio. Tirare le estremità fino al punto in cui l'elastico si arresta. Fai un movimento sull'elastico e nota che vibra, anche se molto lentamente. Tirare ulteriormente le punte elastiche, aumentando la tensione e creare un altro movimento. Si noti che vibra più velocemente. Maggiore è la tensione nell'elastico, più veloci sono le vibrazioni.
Onda longitudinale
Metti una molla giocattolo su una superficie dura e allungala tra te e un compagno. Se muovi la molla da un lato all'altro, il risultato sarà un'onda trasversale, così come quelli creati dalla corda. Tirando rapidamente la punta della molla avanti e indietro si causerà un'onda longitudinale o di compressione. Questo tipo di onda non fa muovere la molla lateralmente; invece, l'onda si muove nella direzione della lunghezza della molla, comprimendo e allungando i giri. Come nell'onda trasversale, l'onda longitudinale si riflette quando raggiunge l'altro lato. Le onde sonore sono onde di compressione che si verificano quando le molecole vengono schiacciate e disperse nell'aria.
Campana nel vuoto
Avere l'apparato campana sotto le mani, oltre a una batteria da sei volt e una pompa del vuoto. Assicurarsi che il tappo del serbatoio contenente la campana sia ben avvitato. Collega la batteria alla campana e puoi sentirla suonare ad alta voce. Collegare la pompa a vuoto a un tubo flessibile, che deve essere collegato all'apertura del serbatoio. Accendere la pompa del vuoto. Collegare nuovamente la campana alla batteria. Mentre la pompa scarica l'aria dal serbatoio, il rumore della campana diventa più debole fino a quando è quasi impossibile sentirlo, anche se il clapet sta raggiungendo visibilmente la campana. Scollegare il tubo e scollegare la pompa. Quando l'aria ritorna al serbatoio, sentirai di nuovo il campanello. Le onde meccaniche, come il suono, hanno bisogno di un mezzo attraverso il quale viaggiare. Rimuovendo questo mezzo, in questo caso, l'aria, le onde sonore scompaiono.
