Onda longitudinal
Onda longitudinal, onda constituída por uma perturbação ou vibração periódica que ocorre na mesma direcção que o avanço da onda. Uma mola enrolada que é comprimida numa extremidade e depois libertada experimenta uma onda de compressão que percorre o seu comprimento, seguida de um alongamento; um ponto em qualquer bobina da mola mover-se-á com a onda e voltará ao longo do mesmo caminho, passando pela posição neutra e depois invertendo o seu movimento novamente. O movimento do som através do ar também comprime e rarefaz o gás na direção de viagem da onda sonora, à medida que eles vibram para frente e para trás. As ondas sísmicas P (primárias) também são longitudinais. Em uma onda longitudinal, cada partícula de matéria vibra em sua posição normal de repouso e ao longo do eixo de propagação, e todas as partículas que participam do movimento da onda se comportam da mesma maneira, exceto que há uma mudança progressiva na fase (q.v.) da vibração – ou seja, cada partícula completa seu ciclo de reação em um momento posterior. Os movimentos combinados resultam no avanço de regiões alternadas de compressão e rarefação na direção da propagação.
Um modelo mecânico é útil na explicação das ondas longitudinais. No topo da figura, pequenas massas A, B, C, etc. são unidas por molas enroladas para representar um meio transmissor que tem propriedades tanto de inércia como de elasticidade. Como a massa B tem inércia, o movimento de A para a esquerda (seta 2) estende a mola a que está ligada e o movimento para a direita (seta 1) comprime-a. Um movimento correspondente será comunicado a B através da mola, exceto que haverá um leve atraso na fase. A massa B transmitirá seu movimento ao seu parceiro C, e assim por diante, o impulso que viaja de A a K e a defasagem aumentando progressivamente. No instante mostrado, A conduz J em fase por 360°; A está iniciando sua segunda vibração, enquanto J está iniciando sua primeira.
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Da Física por Erich Hausmann e Edgar P. Slack por Litton Educational Publishing, Inc. Reimpresso com permissão da Van Nostrand Reinhold Company.
Uma representação transversal de uma onda longitudinal é mostrada na parte inferior da figura. Aqui são traçadas linhas verticais através das posições de repouso (indicadas por a,b,c, etc.), com comprimentos proporcionais às distâncias que as massas se moveram do equilíbrio (suas amplitudes). As linhas são traçadas para cima do eixo quando o deslocamento é para a esquerda e para baixo quando para a direita. Uma curva suave traçada através das extremidades das linhas verticais dá uma curva transversal. Esta curva transversal mostra que há uma compressão e uma rarefação por ciclo, sendo aj um comprimento de onda. A frequência seria representada pelo número de ciclos completos executados por qualquer uma das massas por segundo.