¿En qué patrón se mueven las partículas individuales en una onda longitudinal?

Ondas transversales, como la superficie superior del agua de un estanque, o en una cuerda que se sacude; la onda transversal se puede entender y dibujar fácilmente (para diferentes momentos, como en t segundo, t + 0,25 segundo, t + 0,5 segundo (por ejemplo), donde cada partícula puede moverse en ambas direcciones (ARRIBA y ABAJO ) de su posición original.

Ahora, mi pregunta es;

(1) en caso de ondas longitudinales; ¿Un punto (de medio) se mueve de 2 maneras (HACIA ADELANTE Y HACIA ATRÁS) con respecto a su POSICIÓN ORIGINAL?

Las ondas de primavera son rápidas y no claras, y tampoco pudieron recordar bien (para mí) la posición espacial real de cada giro individual, por lo que no pude comparar las condiciones t1, t2, t3, etc. , no puedo entender el movimiento de partículas individuales. Solo el movimiento general de compresiones y enrarecimientos podría ser bien observado.

(De esta animación de wikipedia, me parece que las partículas van hacia adelante y regresan a la posición original, pero no parecen retroceder más desde la posición original)

https://en.wikipedia.org/wiki/File:Onde_compression_impulsion_1d_30_petit.gif

o https://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/6/62/Onde_compression_impulsion_1d_30_petit.gif

(no se pudo cargar)

........................

(2) ¿Cómo dibujar (en un cuaderno) los diferentes pasos de las ondas longitudinales con respecto al tiempo? Cómo dibujar eso, si la partícula realmente se mueve en ambas direcciones desde la posición original. En diferentes libros de texto se dan imágenes, con barras verticales o semicírculos, tales como:

t1=> |.|||..|...|....|.......|.......|...|..|.|||.

t2=> .|.....|....|.....|..|.|||..|...|....|.......|.

t3=> ||..|...|....|........|....|......|....|.|.|||. .

Pero en tales dibujos, no me queda claro de qué manera oscilan las partículas individuales. Porque no está claro, entre tantas barras verticales, cuál barra en t1 es igual a cuál barra vertical en t2 o t3.

Actualizar:

Resolví esto solo como una suposición, pero requiere una verificación.

  1. Las capas podrían cambiar tanto hacia adelante como hacia atrás.

  2. He renderizado uno.

Onda longitudinal

El diagrama superior es una representación gráfica de tipo seno. El diagrama inferior es la onda longitudinal real. Los colores indican 3 posiciones temporales separadas (t1, t2, t3; respectivamente, que están hacia el futuro). Los puntos gruesos indican una cresta y el signo de caja indica un valle.

Antes de renderizar de esta manera, cada vez que asumía que la posición original de las capas (punto neutral) (¿nodo?) en el gráfico sinusoidal sería comparable con la capa en la onda real que no muestra ningún cambio desde su posición original. (Simplemente similar a la onda transversal en la cuerda).

eso me dio un dibujo engorroso cada vez.

Entonces me pareció que el gráfico de seno solo es aplicable para la presión y no es aplicable para el cambio de capas. Me pareció, si de las zonas de enrarecimiento salen algunas capas (de ambos lados), y a las zonas de compresión si entra alguna capa de ambos lados, en la parte intermedia (la posición original o puntos neutros ) (¿nodos?) de la curva sinusoidal, se desplazaría la capa desde la posición original. Más bien, la capa en el centro de enrarecimiento (considerada aquí como valle) y la capa en el centro de compresión (considerada aquí como cresta), permanecerían en sus posiciones originales.

Ahora el renderizado se ve bien, pero necesita verificación.

Respuestas (1)

Tiene la conclusión correcta y creo que tiene el análisis correcto, pero no entiendo completamente su presentación.

Piénselo de esta manera: si el desplazamiento ocurre solo entre "neutro" y "adelante", entonces la densidad promedio (moléculas de aire por volumen o resortes por longitud) en todo el sistema (cámara de aire o resorte) debe aumentar. ¡Pero esto no es posible! Tenemos un número fijo de moléculas y un número fijo de espiras de resorte, por lo que no podemos aumentar la densidad promedio.

Para cumplir la condición de que no agreguemos más moléculas o resortes (sistema cerrado) debemos tener que el desplazamiento sea tanto "hacia adelante" como "hacia atrás".

¿Qué "Presentación"? ¿podría decirme qué parte no está clara? entonces podría intentarlo. Supongo que te refieres al diagrama. Porque, para evitar el diagrama torpe, no había agregado algún etiquetado detallado. Tales como Los puntos como "Cresta" en diagramas realistas y similares a senos. Las cajas significan el canal para ambos casos. Otra causa de falta de claridad es que no soy bueno en inglés y he hecho el texto demasiado largo.
Su lógica parece satisfactoria y simple. Por cierto, ¿qué puede pasar si la fuente vibratoria se mueve solo entre la posición original y la dirección hacia adelante (y no hacia atrás)? y lo contrario (es decir, si vibra entre la posición original y la dirección hacia atrás?)
Por "Presentación" me refiero a lo que nos presentaste. :) La figura está bien. El texto a continuación fue un poco difícil de seguir, pero la figura ayudó. Puse una advertencia sobre mi comprensión en caso de que respondiera una pregunta que no hiciste, lo que me hubiera hecho sonar como un tonto. :)
No, no, no me quejé de nada para su comprensión :) Si escribí algo tonto, lo siento por eso :(. Gracias :)