•Clasificación de las ondas•Distinción entre ondas longitudinales y transversales, ondas estacionarias y viajeras•Periodo y frecuencia•Relación entre longitud de onda , frecuencia y velocidad de propagación

•Clasificación de las ondas•Distinción entre ondas longitudinales y transversales, ondas estacionarias y viajeras•Periodo y frecuencia•Relación entre longitud de onda , frecuencia y velocidad de propagación

DEFINICIÓNDEFINICIÓN

Es la propagación o transmisión de energía en el espacio producto de la perturbación de un medio.

Toda onda se caracteriza en general porque no transporta materia, solo energía. Un caso típico de esto lo constituye un trocito de corcho flotando en una fuente con agua.

CARACTERÍSTICA PRINCIPAL

Cuando se generan ondas se observa que éstas se propagan, llegan hasta donde está él, lo levantan realizando una trayectoria circular cerrada, y lo baja hasta llevarlo a la posición de origen. Misma situación la constituye una persona flotando en una piscina.

CARACTERÍSTICA PRINCIPAL

De acuerdo a la propagación que experimenta toda onda, estas se pueden clasificar como sigue:

CLASIFICACIÓN

CLASIFICACIÓN

DE LAS

ONDAS

NATURALEZA DIRECCIÓN SENTIDO

MECÁNICAS LONGITUDINALES

TRANSVERSALES VIAJERAS

ESTACIONARIAS

ELECTROMAGNÉTICAS

   

Naturaleza

Mecánicas - Necesitan de un mediopara propagarse

- Sonido- Onda en una cuerda

- Ondas sísmicas

Electromagnéticas - Ondas que oscilan en el campo magnético y eléctrico, no necesitan de un medio para

propagarse

- Luz- Ondas de radio

- Rayos X

  

Dirección de la oscilación

Longitudinales La dirección de propagación es la misma que la dirección de oscilación

- Sonido

Transversales La dirección de oscilación es perpendicular a la dirección de propagación

-Onda en una cuerda- Ondas

electromagnéticas

  

Sentido de propagación

Viajeras La propagación se realiza en un sentido único

La luz del Sol (sólo viaja del Sol a la

Tierra, no se devuelve)

Estacionarias Las ondas estacionarias se producen a partir de dos ondas viajeras que se propagan en sentidos contrarios. Al

combinarse ambas ondas, (incidente y reflejada) darán origen a una onda

aparentemente estática con lugares de vibración nula, llamados nodos y lugares de

vibración máxima (amplitud), llamados antinodos. Se pueden producir ondas estacionarias en ondas transversales y

longitudinales

Este tipo de ondas se produce en los instrumentos

musicales de cuerda como la guitarra, en

algunos de viento como la zampona y de

percusión como el tambor.

ELEMENTOS DE UNA ONDAPara todo tipo de ondas. Nos referiremos para ello a perfiles quePresentan valles y crestas.

MONTE o CRESTA

VALLE

ELEMENTOS DE UNA ONDAAmplitud: Altura de un monte o profundidad de un valle, medida a partir de la posición de equilibrio.Esta relacionada con la energía que posee la onda.

A

A

ELEMENTOS DE UNA ONDA

Longitud de onda: Es la distancia entre dos puntos consecutivos que se encuentran en el mismo estado de vibración.

Longitud de onda lambda λ

λ

λ

ELEMENTOS DE UNA ONDA

A

A

La longitud de onda ,corresponde a la distanciarecorrida por la onda, y el tiempo T, lo que demora en recorrer esa distancia.

ELEMENTOS DE UNA ONDAPeriodo: Tiempo utilizado por la onda, para realizar un ciclo u oscilación completa. Tiempo que demora en recorrer su propia longitud de onda. Se mide en segundos y se simboliza T

T

ELEMENTOS DE UNA ONDAFrecuencia: Número de oscilaciones que realiza la onda, en la unidad de tiempo Se simboliza con la letra fSe mide en 1/s = s-1 = Hertz = Hz

RELACIÓN ENTRE PERIODO Y FRECUENCIA

El periodo y la frecuencia son inversamente proporcionales entre sí

De ésta ecuación se deduce:

T · f = 1

ELEMENTOS DE UNA ONDAEjemplo: Un péndulo realiza 10 oscilaciones en medio minuto.a)Calcular el periodo

b) Calcular la frecuencia

RAPIDEZ DE ONDA TRANSVERSAL

Una onda viajando por un mismo medio, mantiene constante su rapidez.

Utilizando la ecuación para un movimiento uniforme,

se puede deducir la ecuación general para la rapidez de una onda transversal.

RAPIDEZ DE ONDA TRANSVERSAL

Supongamos que la onda recorre una distancia equivalente a una longitud .El tiempo que emplea en recorrer dicha distancia es un tiempo llamado periodo.Entonces:

Tv

t

dv

RAPIDEZ DE ONDA TRANSVERSAL

Reemplazando en función de la frecuencia, se obtiene finalmente que la expresión se traduce en:

RAPIDEZ DE ONDA TRANSVERSAL

Ejemplo 1: Calcular la rapidez de propagación de una onda, si su longitud es 0,5 m y el periodo es 5 s.

= 0,5 m = 0,1 5 s

RAPIDEZ DE ONDA TRANSVERSAL

Ejemplo 2: Calcular la rapidez de propagación de una onda, si su longitud es 2,5 m y vibra con una frecuencia de 0,5 [Hz].

= 2,5 m · 0,5 Hz = 1,25

RAPIDEZ DE ONDA TRANSVERSAL

Ejemplo 3:Dado el siguienteesquema. Calcular:

a) Longitud de ondab) Periodo c) Frecuenciad) Amplitud de ondae) Rapidez de propagación

150 cm

30 s

6 cm

21

vp

t=0

x

yPONGAMOS EL

TIEMPO EN MARCHA

¿Qué está ocurriendo?

22

x1

vp

t=t1

x

y

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23

x2

vp

t=t2

x

y

24

vp

t=t4

x

y

25

vp

t=T/4 Ha transcurrido una cuarta parte del periodo de oscilación de cualquiera de las partículas

x

y

26

vp

t>T/4 La primera partícula ha cambiado el sentido de su movimiento

x

y

27

vp

t>T/4 Ya son varias las partículas que han invertido el sentido de su movimiento

x

y

28

vp

t=T/2 Ha transcurrido medio periodo

x

y

29

vp

t>T/2

x

Una partícula cualquiera situada a una distancia x del origen, llevará un desfase con respecto a la primera, que dependerá únicamente de su separación en la dirección del movimiento x, y de la velocidad de propagación de la onda a lo largo del eje x

x

y

30

vp

t=3T/4

x

y

31

t>3T/4

x

y

vp

La amplitud oscilación de todas las partículas es la misma A(m)

LUIS SÁNCHEZ-CAPUCHINO – FÍSICA 2ºBACHILLERATO – MOVIMIENTO ONDULATORIO(I) 32

t=T Ha transcurrido un periodo completo

La frecuencia angular de todas es la misma – w(rad/s), ya que todas tardan el mismo tiempo en realizar una oscilación completa – T(s)=2/w

x

y

vp

33

t=T Si me fijo en la partícula que está en la posición x=0 Observo que ha realizado una oscilación, de amplitud A, oscilando a lo largo de la dirección ‘y’.

x

y

34

t=TSi me fijo en cualquier otra partícula que se encuentre en una posición x. Observo que también está realizando una oscilación de amplitud A, oscilando a lo largo de la dirección ‘y’.

x

y

x