Vad är en mekanisk våg?
En mekanisk våg är en störning som pulserar genom någon form av medium: ett fast ämne, en vätska eller en gas som bär originalet och initierar energi från en plats till en annan. Det finns tre typer av mekaniska vågor: tvärgående, längsgående och gräns. Enkla exempel på vågor och media genom vilket de rör sig är ljud i luften, seismiska vågor i rock och vibrationerna från en gitarrsträng.
Ett exempel på mekaniska vågor är krusningar i ett damm som rör sig utåt där en sten tappas. Vågen rör sig genom mediet även om atomerna och molekylerna i mediet i allmänhet återgår till sitt ursprungliga läge efter att de har pressats ihop, sträckts isär eller roterats av vågen som passerar genom dem. Den mekaniska vågen kan röra sig i rak linje rörelse, rotationsrörelse eller en kombination av de två.
Vågor har egenskaperna för frekvens, period, våglängd och amplitud. Avståndet mellan en vågpuls och nästa är dess våglängd och tiden mellan pulserna är perioden. För tvärgående vågor är amplituden avståndet som vågen förskjuter mediet. Antalet vågor som passerar genom mediet över tiden är vågens frekvens. Ju högre frekvensen för en mekanisk våg är, desto större är den energi som överförs.
Tvärgående vågor överför sin energi upp och ner eller sida vid sida, vilket tvingar mediet att ta formen av ett vapen och tåg - som i en sinusvåg. Ett bra exempel på denna typ av våg är en seismisk S-våg där jordskorpan rör sig upp och ner, eller sida vid sida, vinkelrätt mot riktningen för vågutbredningen. Den mekaniska vågmodellen för en tvärgående våg ges av vågekvationen, en energiekvation, vars lösning är en sinusvåg som har de ovannämnda egenskaperna för frekvens, period, våglängd och amplitud.
Längsvågor är densitetsvågor som rör sig genom expansion och komprimering av partiklar i mediet. En expansion och komprimering är en våglängd. Bra exempel på dessa vågor är ljudvågor i luft och seismiska P-vågor i marken. Ju större densitet materialet är, desto snabbare rör sig vågorna genom det.
Gränsvågor är mekaniska vågor som resonerar mellan två olika media. Luftkaviteter och begränsade strängar i musikinstrument, vibrationen av en avstämningsgaffel och den krona-liknande formen på en vattendroppstänk är goda exempel på mekaniska gränsvärden. Stämgaffelns resonansljud begränsas av formen och storleken på dess gräns och elasticiteten hos materialet som komponerar den.