Son conocidas como ondas mecánicas las que se mueven mediante un canal elástico o deformable, contrario a las que no necesitan de ningún medio para su difusión. Asimismo, se describen a las ondas mecánicas como las que viajan de un sitio a otro mediante un medio material, creando una perturbación temporal en este canal, sin que el medio al mismo tiempo se mueva de un lugar a otro.
Otro elemento esencial por el que se conocen las ondas es el hecho de que todo movimiento de tipo ondulatorio posee una energía vinculada a él.
En ese sentido, hasta ahora solo se ha observado diversas formas de energía, que se mueven de un sitio a otro por el movimiento de los cuerpos o de partículas (como en las diversas formas de energía mecánica), pero en el caso de las ondas se hallan con un fenómeno físico en el cual se muestra un hecho de transporte de energía sin que las partículas o cuerpos se muevan.
Características de las ondas mecánicas
Superposición de ondas
Dos elementos materiales no pueden existir en el mismo lugar del espacio, esto es, por ejemplo, dos plumas no pueden ocupar el mismo sitio en el espacio. Pero, dos o más ondas si puede habitar en el mismo espacio en el mismo tiempo.
Si se lanzan un par de piedras al agua, las ondas producidas se superponen y forman un patrón conocido como patrón de interferencia. Los resultados de las ondas pueden incrementar, reducir o neutralizarse en el patrón de interferencia.
El principio de superposición indica que cuando algunas ondas se unen en un punto, el movimiento de cualquier partícula en un momento dado, es la sorna vectorial de los movimientos que generaría cada onda individual actuando por sí misma. El principio de superposición es aceptable para las ondas mecánicas cuando la fuerza de restitución cambia de forma lineal con el movimiento.
Propagación de las ondas
Para definir el movimiento de las ondas mecánicas, se parte de una onda transversal que se mueve en una cuerda que continúa de forma horizontal.
Se supone una cuerda apropiada en la que la perturbación, pudiendo ser un pulso o tren de ondas, mantienen su forma en tanto se propaguen. Esto conlleva que las pérdidas de energía tienen que ser despreciables. La perturbación se mueve a lo largo de x en tanto se conserva en el plano xy.
Velocidad de propagación
En un momento de una noche de tormenta ingresa un fogonazo de luz por una ventana, la persona puede saber que es muy posible que sea debido a un rayo y que, luego de unos momentos oye un estruendo generado por ese fenómeno. Todas las ondas mecánicas, tal es el caso del sonido, poseen una velocidad limitada de difusión.
Se puede describir la velocidad de propagación de una onda mecánica como la velocidad a la que se mueve la perturbación por el canal. Usualmente depende de las características mecánicas del mismo por lo que es persistente si estas no cambian.
Aplicación
El análisis de las ondas es un campo de esencial importancia en la Física, puesto que facilita explicar muchos fenómenos de la naturaleza (la luz o el sonido), e interpretar cómo funcionan algunos dispositivos que usa la gente como los controles remotos o radios, así como otros de tecnología más desarrollada como satélites, celulares o hornos de microondas.- Dentro de las clases de ondas mecánicas, las que más impacto tienen en la vida común y en aplicaciones de ingeniería y ciencia son las ondas sonoras, o, mejor dicho, el sonido.
- El sonido, además de ser una forma elemental de comunicación y de música, tiene otras aplicaciones como las de salud, con las ecografías, en el sector vinculado a la inspección de instrumentos mecánicos, con los ultrasonidos, o en aplicaciones de microscopía y las interferometrías acústicas.