O que é uma onda elástica?
Uma onda elástica geralmente viaja através de um material ou fluido, ou em sua superfície, sem causar mudanças estruturais ou físicas permanentes. É tipicamente identificado por uma distorção ou deslocamento. As ondas que se propagam pela água, o som se movendo pelo ar e a energia que se move através de materiais sólidos como a Terra são frequentemente descritas como ondas elásticas. A propagação pode ser analisada matematicamente, enquanto a altura, o comprimento e o tempo de uma onda elástica podem ser visualizados usando um gráfico. Câmeras ultrassônicas especiais também podem visualizar o movimento através de uma superfície sólida, como uma folha de metal ou papel.
Se uma pedra ou outro objeto cair na água, as ondulações geralmente se movem em todas as direções. Eles podem ser vistos como um anel circular de cima ou observado na superfície à medida que a superfície se move para cima e para baixo. A medição de uma onda elástica pode ser realizada através do gráfico da altura a partir de um ponto de referência, como a superfície normal da água. A altura da linha curva é chamada de amplitude, que pode se estender acima da linha de superfície e também abaixo dela. Este é tipicamente um ciclo no movimento da onda.
Ondas elásticas normalmente têm picos e vales. De um pico para o próximo, assim como de um vale para outro, existe um ciclo chamado amplitude. Se a onda elástica for comparada ao tempo em vez da distância, essa medida será do período da onda. Dividir o comprimento de onda pelo período em uma equação de onda normalmente fornece um valor para a velocidade da onda.
Uma onda acústica viaja frequentemente de maneira semelhante, através do ar, da água ou de um material sólido. O período de uma onda sonora é chamado de frequência; normalmente é medido em unidades chamadas hertz, se o tempo de viagem for medido em segundos. Os cálculos matemáticos geralmente ficam mais complexos quando uma onda elástica é analisada através de um material sólido. As propriedades geométricas de cilindros e tubos em camadas, por exemplo, bem como a densidade, dureza e forma dos objetos são frequentemente levadas em consideração. Esses dados são normalmente analisados e registrados pelos engenheiros para objetos como conchas de alumínio e vários componentes mecânicos.
Além de usar matemática e modelagem computacional, uma onda elástica também pode ser visualizada usando lasers e detectores ultrassônicos. Experimentos usaram câmeras de vídeo para criar imagens da vibração da superfície e analisar as propriedades elásticas de vários materiais. Em uma placa de metal, por exemplo, essa imagem pode parecer semelhante a ondulações em um lago. Diferentes materiais podem mostrar padrões de propagação separados, enquanto cada tipo pode transmitir uma onda elástica de maneira diferente sob estresse.