¿Por qué las ondas de agua son transversales o de arriba hacia abajo? [duplicar]

Las ondas de agua tienen una componente transversal y otra longitudinal. Tal como lo entiendo, los componentes son la dirección del movimiento de la onda en sí y el movimiento de las moléculas de agua individuales. Este último comprende la componente longitudinal, porque las moléculas de agua tienen órbitas circulares en la onda. Creo que esto se vuelve más claro con esta imagen.

Las ondas de agua pueden ser bastante complicadas, pueden ser tanto transversales como longitudinales dependiendo del tipo de onda que sean. Voy a enumerar tres tipos de ondas que son comunes:

Ondas capilares

Las ondas capilares ocurren en amplitudes y longitudes de onda pequeñas y es muy probable que sean lo que está sucediendo en su imagen. La fuerza restauradora es la tensión superficial, por lo que cada parte de la ola que tiene curvas tiene una fuerza que intenta hacer que la superficie sea menos curva. Esto crea ondas que son principalmente transversales.

ondas superficiales

Onda de superficie es un nombre que generalmente describe una ola oceánica típica. Estos ocurren cuando la longitud de onda es más pequeña que la profundidad del océano, por lo que también se incluyen en la categoría de "olas profundas" . Estas ondas profundas muestran un comportamiento complicado: no son sinusoidales perfectas sino que tienen un pico y el movimiento es una combinación de longitudinal y transversal, lo que da como resultado una especie de movimiento circular como se ve en la respuesta de Tatjana.

Ondas de agua poco profunda

Las ondas de agua son poco profundas cuando la longitud de onda es mucho mayor que la profundidad del agua. Las olas poco profundas son en su mayoría longitudinales. Sorprendentemente, los tsunamis son olas de aguas poco profundas a pesar de que el océano es muy profundo. La longitud de onda de un tsunami puede alcanzar más de 100 km. La velocidad de una onda poco profunda es como$v=\sqrt{gd}$con$g$la aceleración gravitatoria y$d$la profundidad del fondo del océano. Cuando el océano tiene más de 6 km de profundidad, los tsunamis pueden viajar a la velocidad de las aerolíneas comerciales .

Las ondas superficiales son en su mayoría transversales porque empujas el agua de manera localizada y observas un efecto secundario; las ondas de volumen son en su mayoría longitudinales (ondas de sonido en un volumen de agua debajo de una membrana).

La física es una ciencia empírica, es decir, una ciencia observacional. Las ondas en la materia en general tendrán una componente tanto transversal como longitudinal.

Con solo mirar la imagen que ha publicado, podemos ver que el componente transversal del movimiento es mucho mayor que el movimiento longitudinal en la superficie del agua. Por continuidad, generalmente postularíamos lo mismo en el cuerpo principal del agua.

(Una observación más cuantitativa analizará cómo estos dos componentes se amortiguan con el tiempo, con la distancia de la perturbación tanto a lo largo de la superficie como en la masa de agua. Y un estudio teórico intentará conectar esto con la teoría de las olas poco profundas) .