Onde stazionarie su una corda
Quando le onde si riflettono e interferiscono, si formano figure stabili con nodi e ventri. Le onde stazionarie sono centrali per gli strumenti musicali e la risonanza.
Nodi e ventri
I nodi sono punti che restano fermi; i ventri oscillano con ampiezza massima. Il numero di segmenti dipende da frequenza e condizioni al contorno.
Risonanza e armoniche
Alle frequenze di risonanza, sulla corda stanno multipli interi di mezze lunghezze d'onda. Ogni armonica aggiunge un ventre tra le estremità fissate.
Vedi la risonanza nel laboratorio
Eccita una corda a frequenze diverse nella simulazione e guarda formarsi figure stazionarie con letture dal vivo di lunghezza d'onda e velocità.
L'equazione delle onde
La velocità di un'onda è fissata dal mezzo in cui viaggia — la tensione di una corda o l'aria — non da quanto in fretta scuoti la sorgente. Poiché la velocità resta fissa, ogni ciclo che emetti deve rientrare in quella velocità: uno scuotimento più rapido accorpa i cicli in una lunghezza d'onda più corta.
v = f · λ
- v — velocità dell'onda (m/s): quanto in fretta la figura d'onda avanza nel mezzo
- f — frequenza (Hz): quanti cicli d'onda passano da un punto ogni secondo
- λ — lunghezza d'onda (m): la lunghezza di un ciclo completo
Un'onda percorre una corda completando 5 cicli interi al secondo. Ogni ciclo si stende su 2 metri. Quanto veloce viaggia l'onda?
- f = 5 Hz
- λ = 2 m
- v = f · λ
- v = 5 Hz × 2 m
v = 10 m/s