Come si calcola la velocità di propagazione di un onda in fisica?

Guardando intorno a noi, sappiamo che tutto ciò che vediamo, ogni persona e ogni oggetto, è composto da atomi. Questi atomi, raggruppati molto vicino gli uni agli altri, interagiscono fra di loro risultando in una "configurazione d'equilibrio" di queste interazioni (la posizione normale degli atomi), la quale è la forma dell'oggetto (mezzo). Quando su un oggetto applichiamo una forza, fornendo in pratica dell'energia agli atomi che lo compongono, gli atomi trasferiscono questa energia ad altri atomi vicini a loro e così via. La propagazione di questa perturbazione attraverso il mezzo è ciò che chiamiamo "onda". Si tratta del trasferimento di energia senza lo spostamento di materia. 

Un'onda è caratterizzata da diversi parametri:

1. La frequenza (f)
2. La lunghezza d'onda (λ)
3. L'ampiezza (A)
4. La velocità di propagazione (v)

Abbiamo detto che un'onda è un trasferimento di energia. La forma grafica di questo spostamento di energia è una sinusoide.

Un'onda si traduce come la regolare ripetizione di oscillazioni identiche fra di loro in modo periodico e progressivo. Il grafico sinusoidale è il risultato della rappresentazione di questo movimento ondulatorio, ponendo sull'ascissa il tempo di percorrenza e sull'ordinata l'ampiezza dell'onda.

I parametri che ci servono per conoscere la velocità dell'onda, cioè la distanza che questa onda può percorrere in un intervallo temporale, sono la sua frequenza e la lunghezza d'onda.

Da un punto di vista temporale, possiamo dire che il tempo necessario affinché un'onda completi un ciclo, ritornando alla sua configurazione iniziale dopo un'oscillazione, è la lunghezza d'onda. La distanza percorsa dal punto di partenza fino al prossimo punto corrispettivo è la lunghezza d'onda, misurata in metri (m).

Dal punto di vista spaziale, invece, la frequenza ci fornisce il numero di oscillazioni complete che attraversano un punto specifico in un secondo. L'unità di misura è l'Hertz (Hz).

La velocità si calcola con la seguente formula:

v=λ*f

La velocità è uguale al prodotto della distanza fra due punti corrispondenti e il numero di oscillazioni per secondo. Le sue unità di misura saranno metri per secondo (m/s).

Da questa formula possiamo capire che l'aumento della frequenza e/o della lunghezza d'onda porterà all'aumento della sua velocità di propagazione.

Infine, quando si parla della velocità di propagazione di un'onda, bisogna tenere in conto che questa può essere influenzata anche dalle caratteristiche fisiche del mezzo attraverso il quale si propaga.