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Las ondas pueden tomar dos formas básicas: movimiento transversal o de arriba a abajo y compresión longitudinal o de material. Las ondas transversales son como las olas oceánicas o las vibraciones en un cable de piano: puedes ver fácilmente su movimiento. Las ondas de compresión, en comparación, son capas alternas invisibles de moléculas comprimidas y enrarecidas. El sonido y las ondas de choque viajan de esta manera.
Ondas Mecánicas
Las ondas de compresión solo pueden viajar a través de algún tipo de medio material, como aire, agua o acero. Un vacío no puede transportar ondas de compresión, ya que no tiene sustancia para conducir la energía. Su dependencia de un medio significa que se trata de ondas mecánicas, y el medio determina su velocidad de movimiento. La velocidad del sonido a través del aire, por ejemplo, es de 346 metros por segundo. Un material denso como el acero conduce el sonido a 6.100 metros por segundo.
Ondas de compresión
Si pudieras ver una onda de compresión moviéndose a través del aire, verías un área de moléculas comprimidas en la dirección desde la cual viajaba la onda. Las moléculas se vuelven cada vez más enrarecidas después del punto de compresión máximo, hasta que vea un área de presión más baja que tiene la menor cantidad de moléculas de aire. El aire se vuelve cada vez más denso después de ese punto, hasta que alcanzas una compresión máxima nuevamente. La distancia entre la compresión máxima o los puntos de rarefacción es una longitud de onda. A medida que aumenta la frecuencia de una onda, su longitud de onda se acorta.
Interferencia
Dos o más olas, cruzando el mismo punto en un medio, interfieren entre sí. Puedes ver esto si dejas caer dos piedras en un estanque quieto; las ondas se extienden y se superponen entre sí. Lo mismo sucede con las ondas de compresión. Si un punto de compresión se encuentra con un punto enrarecido, los dos se cancelan entre sí. Si se encuentran dos puntos de compresión, se refuerzan entre sí, creando un punto que tiene el doble de presión.
Ondas de choque
Un chorro que se mueve por el aire más rápido que la velocidad del sonido produce un estallido sónico. A medida que el chorro avanza, las moléculas de aire se apilan frente a él, como la nieve frente al arado. Las capas de aire comprimido y enrarecido no se mueven directamente de una fuente, como sucede con el sonido. La onda de choque forma un patrón en forma de cono con la punta justo por delante del avión, y las ondas de compresión se mueven detrás de ella en círculos cada vez más grandes.