Definición de onda transversal

En el terreno de la física, una onda es un movimiento periódico cuya propagación se puede producir en el vacío o en un medio físico. Transversal, por otro lado, es un adjetivo que alude a aquello que se aleja de la dirección recta, que se cruza de manera perpendicular o que se encuentra atravesado.

Una onda transversal, en este marco, es aquella que presenta una magnitud vectorial con oscilaciones en dirección perpendicular respecto a la dirección de propagación. Esta característica permite diferenciarlas de las ondas longitudinales, que oscilan en la misma dirección que el desplazamiento de la onda.

Para comprender la noción de onda transversal, es imprescindible recordar que la propagación de las ondas en un medio está vinculada a la vibración que provocan en las partículas del medio en cuestión. Cuando la dirección de propagación es perpendicular a la dirección en la cual vibran esas partículas, se trata de una onda transversal. Por el contrario, si la dirección de la propagación es la igual a la dirección en la que se produce la vibración de las partículas del medio, la onda es longitudinal.

Ejemplos de ondas transversales

Las ondas electromagnéticas, por ejemplo, son ondas transversales. Al igual que las ondas que se generan en la superficie del agua si arrojamos un objeto contundente, por mencionar otro caso.

Supongamos que lanzamos una piedra a un lago y cae cerca de donde flota una boya. La dirección de la vibración que se produce en la superficie resulta perpendicular a la dirección del desplazamiento de la onda. La boya, mientras tanto, asciende y desciende de acuerdo a la llegada de los frentes de onda, que avanzan de manera horizontal. La acción, en definitiva, dio lugar a la aparición de ondas transversales.

El caso de la cuerda

Existe un concepto que por lo general se conoce con el nombre de ondas transversales en una cuerda y se centra precisamente en el movimiento ondulatorio que se propaga en una cuerda a la cual se somete a una tensión. Uno de los objetivos que se presentan en problemas de este tipo, en el ámbito de la física, es la averiguación de la velocidad a la que se propagan las ondas, y para eso es necesario dar con la fórmula adecuada.

Para explicar este tema veremos un ejemplo a continuación en el que nos detendremos en cada una de las variables y llegaremos finalmente a la ecuación que nos permite calcular la velocidad de propagación de las ondas transversales en una cuerda. Tomemos por ejemplo una cuerda con una determinada tensión, la cual representaremos con la variable T. Cuando se encuentra en equilibrio, podemos decir que la línea que forma es recta.

Si, en cambio, desplazamos un elemento con una longitud dx desde un punto del cual conocemos su posición en el eje X y lo hacemos en una magnitud ψ (la vigésima tercera letra griega, psi) tomando como referencia su posición de equilibrio. Para calcular la aceleración del elemento debemos aplicar la segunda ley de Newton, también conocida como la ley fundamental de la dinámica:

«el movimiento cambia de forma directamente proporcional a la fuerza que se imprime y lo hace de acuerdo con la línea recta sobre la cual se imprima».

La tensión es igual a la fuerza que el lado izquierdo de la cuerda ejerce sobre el mismo lado del elemento, y en este punto la dirección es tangente a la cuerda, dando lugar a un ángulo que llamamos α. Lo mismo se puede decir del lado derecho, con la diferencia de que el ángulo formado se denomina α’. Dado que el elemento se mueve en vertical, la ecuación que necesitamos para resolver el problema es la siguiente: velocidad = √tensión / densidad lineal.

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