Equação de uma onda progressiva
Uma onda deslocando numa corda esticada pode assumir muitas formas, mas a propriedade fundamental para cada onda é o seu comprimento de onda (lâmbda) e sua frequência
. O comprimento de onda é a distância que a onda percorre durante um período
, isto é, o comprimento de onda de uma onda, é a distância mais curta, na qual o padrão da onda (sendo
mantido constante) repete-se completamente. A frequência é o número de oscilações transversais por unidade de tempo que qualquer elemento da corda sofre devido à passagem da onda. A frequência da onda é a frequência da fonte oscilante.
Definimos uma fonte de onda através da relação, , de um elemento da corda em função da posição
e do tempo
, daquele elemento ao longo da corda. Para um estudo específico, iremos escolher a onda abaixo, gerada pelo movimento de uma das extremidades da corda, transversalmente, em movimento periódico.
Escrevemos para a relação entre o deslocamento transversal de qualquer elemento da corda na posição
e no tempo
.
onde e
são constantes e A é a amplitude da onda, sendo a amplitude o deslocamento máximo de
. Em alguns textos a amplitude A é representada por
onde o subscrito
indica máximo. A quantidade
é conhecida como fase da onda. Podemos escrever também para a equação do deslocamento a forma
. Outra forma aceitável para o deslocamento
é
.
Todas as formas de onda, podem ser construídas pela soma das ondas senoidais, cujos comprimentos de onda e amplitudes de onda devem ser cuidadosamente selecionadas para se obter a forma de onda desejada. Dessa forma, o entendimento das ondas senoidais é a chave para o entendimento de ondas de qualquer forma.
As variáveis e
entendem-se de -∞ a +∞, ou seja, elas não possuem limites. Isto quer dizer que a equação descreve uma onda numa corda de comprimento infinito, existindo para todo o tempo, desde um passado distante a um futuro longínquo distante. Na prática, são consideradas apenas variações razoavelmente pequenas de cada variável.