Ona mecànica

Una ona mecànica és la propagació d'una pertorbació a través d'un medi material elàstic sense que es produeixi transport de matèria, només hi ha un transport d'energia i quantitat de moviment.^[1] Les ones mecàniques són una oscil·lació local del material, però el material que oscil·la no es mou lluny del seu punt d'equilibri inicial, l'energia es transporta a través del material, i aquest recupera la seva forma inicial en passar la pertorbació. El so és un exemple d'ona mecànica que es transporta a través de l'aire, també ho serien les onades que es propaguen a l'aigua del mar. Una ona mecànica requereix l'aportació d'una energia inicial per ser creada, un cop creada l'ona viatjarà a través del medi fins que s'hagi transferit tota l'energia. Viatja saltant d'una partícula del medi a una altra i van més ràpides sobre els sòlids i els líquids que sobre els gasos.

Classificació

Les ones mecàniques es poden classificar segons diferents criteris.

Segons el tipus d'oscil·lació o vibració de les partícules del medi durant la propagació de l'ona
- Ones transversals: Són ones que fan que les partícules del medi vibrin perpendicularment (amb un angle de 90°) respecte de la direcció de propagació de l'ona. L'ona presenta crestes i valls, les crestes són els punts més elevats de l'ona i les valls els més baixos; la longitud d'ona és la distància entre dues crestes o dues valls consecutives.
- Ones longitudinals: Són ones que fan que les partícules del medi sobre el que es propaguen vibri en una direcció paral·lela a la de la propagació.
Segons les dimensions del medi sobre el que es propaguen
- Unidimensionals: Si es propaguen a través d'un medi d'una sola dimensió, com les que ho fan al llarg d'una corda.
- Bidimensionals: Si es propaguen a través d'un medi de dues dimensions, com les ones que viatgen sobre la superfície de l'aigua.
- Tridimensionals: Si es propaguen a través d'un medi de tres dimensions, con les ones sonores.
Segons els temps que dura l'aportació inicial d'energia
- Ones produïdes per una alteració puntual: Només hi ha una aportació puntual d'energia, com en el cas d'una pedra llençada a una bassa.
- Ones produïdes per un "tren de pulsacions": Si l'aportació d'energia es fa a partir d'una sèrie de pulsacions continuades.

Casos reals curiosos

En els motors de quatre temps les vàlvules d'admissió i escapament s'obren per acció de lleves i es tanquen (generalment) per l'expansió de molles d'acer (típicament helicoidals) que es comprimeixen en el període d'apertura. En els primers motors, per culpa del disseny i la fabricació de les molles de vàlvula, el règim de gir quedava limitat per la ressonància de les molles (un dels possible efectes d'una ona mecànica) a 4500-5000 rpm. Les altres peces del motor haurien permès 8000-10.000 revolucions.^[2] Els motors actuals es fabriquen amb molles amb una ressonància superior al règim de gir màxim del motor.^[3]

En els motors de combustió interna, en els conductes d'admissió i escapament es produeixen unes ones sonores que determinen el rendiment volumètric del motor. Es tracta d'ones mecàniques que transmet un gas en moviment (aire més combustible - a l'admissió- o productes de la combustió a l'escapament).

Referències

↑ «Propagació i interferencia d’ones» (PDF). UPC. [Consulta: 29 maig 2021].
↑ Hubert Mèmeteau; Bruno Collomb Technologie fonctionnelle de l'automobile - Tome 1 - 8e éd.: Le moteur et ses auxiliaires. Dunod, 2 maig 2019, p. 77–. ISBN 978-2-10-079830-8.
↑ Tim Gilles. Automotive Engines: Diagnosis, Repair, Rebuilding. Cengage Learning, 1 febrer 2010, p. 320–. ISBN 1-4354-8641-2.

Vegeu també

[1] «Propagació i interferencia d’ones» (PDF). UPC. [Consulta: 29 maig 2021].

[MèmeteauCollomb2019-2] Hubert Mèmeteau; Bruno Collomb Technologie fonctionnelle de l'automobile - Tome 1 - 8e éd.: Le moteur et ses auxiliaires. Dunod, 2 maig 2019, p. 77–. ISBN 978-2-10-079830-8.

[Gilles2010-3] Tim Gilles. Automotive Engines: Diagnosis, Repair, Rebuilding. Cengage Learning, 1 febrer 2010, p. 320–. ISBN 1-4354-8641-2.

[1]

[2]

[3]