onde e oscillazioni

quando si aumenta l'ampiezza di un'onda generata dall'oscillazione di una corda, il suono prodotto diventa più forte (e ha un'energia maggiore?); pertanto si può correlare l'ampiezza dell'onda con l'intensità o sono concetti totalmente distinti?


il 17 Settembre 2015, da Valeria Rusticali

Giovanni Barazzetta il 17 Settembre 2015 ha risposto:

Ciao Valeria! Come spiegato in questa lezione https://library.weschool.com/lezione/onde-elettromagnetiche-meccaniche-onda-longitudinale-trasversale-lunghezza-d-onda-14943.html, un'onda è il trasporto di energia; un suono è semplicemente una variazione (oscillante) di pressione nell'aria che ci circonda. Supponiamo di far vibrare una corda di massa $m$, con una pulsazione $\omega$ e un'ampiezza iniziale $A_0$: con dei conti che tralascio perché un po' complicati, l'energia $E$ trasportata da questa vibrazione è$$ E = \frac{1}{2} m \omega^2 A_0^2 $$Come vedi l'energia dipende dal quadrato dell'ampiezza iniziale: quindi, ad ampiezza doppia corrisponde un suono quattro volte più forte (c'è comunque da dire che le nostre percezioni funzionano su scala logaritmica, nel senso che sentiamo un suono due volte più forte quando esso trasmette un'energia dieci volte superiore). Se variassimo la pulsazione cambierebbe l'energia, ma cambierebbe anche la nota che sentiamo: infatti la nota è legata alla frequenza $f$ dell'oscillazione, e, come sappiamo $\omega = 2\pi \ f \Rightarrow f = \frac{\omega}{2\pi}$, di conseguenza variando la pulsazione varieremmo la frequenza. Spero di aver chiarito i tuoi dubbi :3 Ciao!