Onde armoniche – esercizio 7

Le onde armoniche sono rappresentate da funzioni sinusoidali del tipo:

$y=Asin(kx±ωt+φ)$

Nel problema non vengono dati informazioni riguardo la fase inziale dell'onda che possiamo porre uguale a 0

$y=Asin(kx±ωt)$

Non viene neanche specificato se l'onda sia progressiva o regressiva, dunque possiamo porre che l'onda sia progressiva mettendo inserendo il segno meno dentro la funzione seno

$y=Asin(kx-ωt)$

L'ampiezza dell'onda è nota ed è $A=0,012m$

$y=0,012sin(kx-ωt)$

Le onde armoniche si muovono di moto armonico, cioè sono la proiezione di un moto circolare sul proprio diametro. Dunque la velocità angolare è la stessa del moto circolare ed è:

$ω=\frac{2π}{T}$

Conoscendo la frequenza dell'onda possiamo scrivere la velocità angolare dell'onda (sapendo che $T=1/f$) come:

$ω=2πf=3455$ $rad/s$

Sostituendo nella funzione d'onda otteniamo:

$y=0,012sin(kx-3455t)$

L'unica incognita che rimane è il numero d'onda $k$ che rappresenta il numero di oscillazioni dell'onda per unità di spazio ed è:

$k=\frac{2π}{λ}$

La lunghezza d'onda la possiamo ricavare dalla formula della velocità delle onde

$v=λf$

$λ=\frac{v}{f}=\frac{200}{550}$

$λ=0,36m$

Dalla lunghezza d'onda possiamo ricavare il numero d'onda

$k=\frac{2π}{0,36m}=17,45$ $rad/s$

Sostituendo all'interno della funzione d'onda otteniamo:

$y=0,012sin(17,45x-3455t)$