29 votos

Y esa constante es la velocidad del sonido.

De los que no puedo entender esto, según lo que he leído aquí. La velocidad de una onda depende de su longitud de onda y su profundidad, a través de la relación $$ v=\sqrt{\frac{g\lambda}{2\pi}\tanh\left(2\pi \frac d\lambda\right)}, $$ donde $\lambda$ es la longitud de onda, $d$ es la profundidad del agua, y $g$ es la aceleración debida a la gravedad.

Sin embargo, la velocidad del sonido es constante en $343\:\rm m/s$.

Pero el sonido es un producto de una oscilación que provoca que las moléculas del medio (ambiente) para desplazarse hacia arriba y hacia abajo.

Una ola oceánica es de nuevo el producto de una oscilación que provoca que las moléculas del medio (agua/océano) para desplazarse hacia arriba y hacia abajo.

No debería ser ambas constantes sólo de un valor diferente ya que el agua es un medio más denso que el aire ? Puedo entender el razonamiento de la una, pero a la hora de aceptar lo que no puedo entender por qué no se aplica a los otros y viceversa :P estoy realmente confundido aquí...

31voto

Farcher Puntos 906

Creo que esta pregunta es por qué las ondas de sonido son no-dispersivo mientras que las ondas de gravedad en la superficie del agua, y también dependen de la profundidad del agua.

De hecho, si la profundidad del agua es de menos de la mitad de una longitud de onda, la velocidad de las ondas de gravedad es $\sqrt{gd}$ y no depende de la longitud de onda de las olas. La velocidad de las ondas de gravedad en función de la profundidad del agua no es realmente diferente de la velocidad del sonido en el aire en función de la presión, densidad, etc.

También las ondas de sonido pueden mostrar dispersión como se ilustra en el artículo acerca de la dispersión en el hormigón.

Nos encontramos con que a bajas frecuencias ultrasónicas la llegada de la velocidad de pulso ultrasónico, de tal material, aumenta con el tamaño de grano. En las altas frecuencias ultrasónicas una disminución de los pulsos de velocidad con la frecuencia y el tamaño de grano que se observa.

En el capítulo de El Origen de el Índice de Refracción de Feynman explica que las ondas electromagnéticas de interactuar con la envolvente de los electrones de un dieléctrico. La envolvente de los electrones experimentan oscilaciones forzadas bajo la influencia de la entrada de las ondas electromagnéticas. Si la frecuencia de la bobina del electroimán onda no es cercana a la de una frecuencia natural de los materiales, a continuación, la dispersión es muy pequeña, pero cerca de la resonancia que el material será altamente dispersivo.

Entonces, ¿qué debe tener en cuenta es la interacción de la onda con el medio y sus alrededores.

En el enlace de HyoerPhysics que usted ha citado usted se ha observado que el movimiento de las ondas de gravedad son como se muestra a continuación.

Wave circulation graphic

Si la profundidad del agua es restringido (superficial de las ondas en el agua), entonces usted puede imaginar que la velocidad de las ondas bien podría ser afectado.

Esta dependencia de la velocidad en profundidad se explica en este pobre calidad de video pero excelente contenido Ondas en Fluidos que es uno de una serie de videos en la dinámica de fluidos realizados por el Comité Nacional para la Mecánica de Fluidos Películas.

En aguas profundas las ondas de gravedad se hacen dispersivo como la velocidad de fase es $\sqrt{\dfrac{g\lambda}{2 \pi}}$ que depende de la longitud de onda.
Como se explica en el vídeo de las ondas de gravedad son el resultado de una diferencia en la presión hidrostática que hace que las fuerzas horizontales que resulta en la propagación de la onda.
Me temo que no puedo explicar simplemente por la "mano que se agita" ¿por qué es que la mayor longitud de onda de las ondas de gravedad viajar más rápido que la de menor longitud de onda de las ondas que se muestra en las Ondas en un Estanque de vídeo en la que las ondas capilares también se describen.

Así que tal vez la respuesta a tu pregunta es que cuando uno comienza a estudiar el movimiento de las olas de los ejemplos utilizados tienden a ser relativamente sencillo y la dispersión tiende a no ser mencionado excepto en la separación de la luz blanca en sus colores por medio de un prisma. En cursos más avanzados, a continuación, mostrar que las hipótesis formuladas en los menos avanzados supuesto, no son necesariamente válidas.

El libro por Willard Bascom "Olas y Playas" está disponible en electrónico gratuito de préstamo de Archive.org si te registras con ellos.

21voto

Nathan Feger Puntos 7675

La dinámica de los orígenes de los dos son muy diferentes.

  • Las ondas superficiales en el agua son las ondas de gravedad, lo que significa que la fuerza de restauración tratando de traer a los picos y valles de la espalda a la altura media es de gravedad. Los picos son más altos que el agua circundante y tienden a caer, mientras que las depresiones son más bajos y tienden a llenar con el agua de los picos en cualquiera de los lados. (Y, como todos los fenómenos oscilatorios, la ola viene de una interacción entre este restauración de la fuerza y la inercia de la media.)
  • Las ondas sonoras son ondas de presión, lo que significa que la fuerza de restauración es proporcionada por la presión en el medio. De alta presión bolsillos expanda a sus vecinos, mientras que los de baja presión bolsillos contrato.

Desde el origen dinámico es diferente, no hay ninguna razón para esperar que la velocidad de las dos ondas tienen un comportamiento similar.

7voto

Fernando Briano Puntos 3704

Las ondas de sonido de transferencia de energía a las moléculas que se mueve la energía , pero las moléculas de permanecer en una posición media,

>Una onda de sonido viaja a través del aire es un ejemplo clásico de una onda longitudinal. Como una onda de sonido se mueve de los labios de un altavoz para el oído del oyente, las partículas de aire vibrar de ida y vuelta en la misma dirección y sentido opuesto de transporte de energía.

La cursiva es mía.

No hay colectivo de la masa de movimiento,sólo el transporte de energía.

Mientras que las ondas que viajan dentro de las profundidades del océano son ondas longitudinales, las ondas que viajan a lo largo de la superficie de los océanos se conocen como ondas de superficie. Una superficie de onda es una onda en la que las partículas del medio se someten a un movimiento circular. Las ondas de superficie son ni longitudinal ni transversal. En longitudinales y ondas transversales, todas las partículas en todo el grueso del medio se mueven en paralelo y perpendicular a la dirección (respectivamente) en relación a la dirección de transporte de energía. En una superficie de onda, es sólo las partículas en la superficie del medio que realiza el movimiento circular. El movimiento de las partículas tiende a disminuir a medida que se avanza más lejos de la superficie.

La fórmula incorpora esta observación.

Usted debe haber notado los rizos en rompiendo las olas del mar.

4voto

Manuel Fortin Puntos 114

Pero el sonido es un producto de una oscilación que provoca que las moléculas del medio (ambiente) para desplazarse hacia arriba y hacia abajo.

Las ondas de sonido en el aire son ondas longitudinales. Que comprimir y expandir el aire en la dirección de propagación de la onda. Las moléculas no ir hacia arriba y hacia abajo, sino hacia adelante y hacia atrás. Usted puede tener similares de las ondas en el agua y su velocidad tiene la misma propiedad que la velocidad del sonido en el aire. Usted puede tener variaciones en la velocidad de propagación cuando el espacio a través del cual el sonido se propaga pone muy estrecho, pero en condiciones normales, no es despreciable la dispersión.

Las otras respuestas proporcionar información acerca de las ondas de superficie, que son ondas longitudinales.

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