Ondas: ondas longitudinales
Las ondas en las que la perturbación es paralela a la dirección de propagación se denominan longitudinales
1 un ejemplo de estas son la ondas acústicas.
Las variaciones de presión (compresión y rarefacción) en un sistema originan el sonido
Al apretar la membrana, el aire en la zona AB se comprime.
Archivo:Rarefacción.jpg Al estirar la membrana, el aire en la zona AB se vuelve menos denso, es decir, se rarifica.
Como una simple introducción a las ondas acústicas , consideremos una perturbación longitudinal en un gas confinado en una tuberia cilindrica. En equilibrio el gas permanece uniforme, con una presión constante.
Supongamos que ξ (x) es el desplazamiento del aire durante el paso de una onda sonora. Tomamos un elemento de volumen de aire de espesor dx, localizado entre dos planos de área A , perpendiculares a la dirección de propagación, situados en las coordenadas x y x + dx . El volumen antes de que pase la onda sonora es Adx = V.
Bajo estas condiciones se realiza un pequeño desplazamiento del gas, limitado por los planos A.
Al pasar la onda sonora, el plano izquierdo se desplaza una distancia ξ (x), y el plano derecho se desplaza una distancia Error al representar (SVG (MathML puede ser habilitado mediante un plugin de navegador): respuesta no válida («Math extension cannot connect to Restbase.») del servidor «https://en.wikipedia.org/api/rest_v1/»:): \mathit{\xi\,} ( \mathbf{x}+{dx} ) \approx \mathit{\xi\,} ( \mathbf{x}) + \frac{\partial\xi\,}{\partial\mathbf{x}}{\mathrm{dx}}
Por tanto, el incremento de volumen de este elemento será.
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Estudiando el efecto de este incremento de volumen sobre la presión del aire y recordando que el aire, siendo un gas, se encuentra en equilibrio antes de que pase la onda sonora, nos fijamos en la compresibilidad del gas, la cual esta definida por :
