Μηχανικό κύμα είναι μια διαταραχή που διαδίδεται σε ένα ελαστικό μέσο.
Κατά την διάδοση ενός κύματος μεταφέρεται ενέργεια και ορμή.
Η ταχύτητα διάδοσης ενός κύματος εξαρτάται από τις ιδιότητες του μέσου και δίνεται από την εξίσωση
(1)
Εγκάρσια κύματα είναι τα κύματα στα οποία τα σημεία του ελαστικού μέσου ταλαντώνονται κάθετα στην διεύθυνση διάδοσης του κύματος. Τα εγκάρσια κύματα διαδίδονται μόνο στα στερεά. Στα εγκάρσια κύματα διακρίνουμε σημεία που ονομάζονται όρη και κοιλάδες.
Αν η πηγή του κύματος εκτελεί περιοδική κίνηση τότε το κύμα που προκύπτει ονομάζεται περιοδικό. Περίοδο και συχνότητα του κύματος ονομάζουμε την περίοδο και τη συχνότητα της πηγής.
Η απόσταση που διανύει το κύμα σε μια περίοδο ονομάζεται μήκος κύματος και συμβολίζεται με λ. Μήκος κύματος είναι μια χωρική περίοδος.
Από την εξίσωση (1) και τον ορισμό του μήκους κύματος προκύπτει πως αν t = T τότε x = λ έτσι
(2)
ή
(3)
Η ταχύτητα υ ενός κύματος εξαρτάται μόνο από το μέσο στο οποίο διαδίδεται. Η συχνότητα f του κύματος εξαρτάται μόνο από την πηγή που δημιουργεί το κύμα και το μήκος κύματος λ εξαρτάται και από το μέσο (ταχύτητα) αλλά και από την πηγή (συχνότητα).
Eξίσωση κύματος
Ας υποθέσουμε ότι στην θέση x = 0 βρίσκεται η πηγή που εκτελεί ταλάντωση τότε το σημείο του ελαστικού που βρίσκεται στην θέση x θα αρχίσει να εκτελεί την ίδια κίνηση που εκτελεί και η πηγή αλλά με καθυστέρηση όσος είναι δηλαδή ο χρόνος που απαιτείται για να φτάσει το κύμα στο σημείο αυτό. Η εξίσωση που περιγράφει την διάδοση ενός κύματος είναι
(4)
Έτσι αν η πηγή εκτελεί απλή αρμονική ταλάντωση με
η (4) γίνεται
(5)
ή
(6)
Η ταχύτητα ταλάντωσης ενός σημείου την χρονική στιγμή t θα είναι
(7)
Οι εξισώσεις (4),(5),(6) παριστάνουν ένα κύμα να διαδίδεται προς την θετική φορά. Αν έχουμε ένα αρμονικό κύμα που διαδίδεται προς την αρνητική φορά τότε η εξίσωση που το περιγράφει είναι