Ondas

ONDA: Perturbación que viaja a través de un medio o del espacio, transportando energía sin que haya transporte de materia.

1. DE ACUERDO AL MEDIO DE PROPAGACIÓN PUEDEN SER:

• ONDAS MECÁNICAS: Este tipo deondas necesitan un soporte materialpara su propagación.

• ONDAS ELECTROMAGNÉTICAS: éstasno requieren medio alguno depropagación, se propagan en elvacío.

2. DE ACUERDO AL NÚMERO DE OSCILACIONES PUEDEN SER:

• PULSO O PERTURBACIÓN: En estetipo de ondas las partículaspermanecen en reposo hasta quellega el pulso, realiza unaoscilación, luego permanece enreposo.

Se clasifican de acuerdo a ciertos criterios así:

ONDA PERIÓDICA: En éstas la partícula tiene movimientoperiódico, pues la fuente perturbadora vibra continuamente.

3. DE ACUERRDO CON LA DIRECCIÓN DE PROPAGACIÓN PUEDEN SER:• ONDAS TRASVERSALES: en éstas el desplazamiento de la partícula inicial es

perpendicular a la cadena y las otras partículas oscilan perpendicular a ladirección de propagación de las ondas.

• ONDAS LONGITUDINALES: Ocurren cuando el desplazamiento de la partículainicial es paralela a la cadena y las otras partículas oscilan en la misma direcciónen que viaja la onda.

TÉRMINOS ASOCIADOSAmplitud: Es la máxima separación de su punto de equilibrio.

Cresta: Es el punto máximo de desplazamiento de la Onda (la onda ensu parte superior).

Valle: El punto mínimo de desplazamiento de la onda ( la onda en laparte inferior).

Longitud de Onda (λ): Es la distancia que hay entre dos crestas o dosvalles de onda consecutivos.

Frecuencia: Es el número de crestas de onda que pasa por un puntodeterminado cada segundo.

Velocidad: Se refiere a la longitud recorrida por la Onda en surespectiva unidad de tiempo. Es constante.

ECUACIONES

EJERCICIOS

FENÓMENOS ONDULATORIOS

• REFLEXIÓN: éste fenómeno se presenta cuando la ondaexperimenta un cambio en su dirección depropagación, debido a que la onda choca con algúnobstáculo.

• REFRACCIÓN: éste fenómeno se presenta cuando laonda experimenta una variación en su velocidad, debidoa que la onda cambia el medio de propagación.

• DIFRACCIÓN: éste fenómeno se presenta cuando la onda pasacerca de un obstáculo o a través de un orificio de menor tamañoal de la longitud de onda, lo cual produce un cambio en lacurvatura de la onda.

• INTERFERENCIA: Se refiere a la superposición de dos ondas, esdecir, cuando en un punto coinciden más de una ondaproveniente de fuentes diferentes; en este caso la elongación dela onda es la suma algebraica de las elongaciones de las ondasincidentes.

La interferencia que se presenta entre dos ondas puede ser constructiva odestructiva.

La Interferencia constructiva ocurre si las dos ondas llegan en fase a unpunto, en este caso la diferencia de camino es un número entero de longitudesde onda y la amplitud total del movimiento resultante aumenta.

La interferencia destructiva ocurre cuando las ondas llegan en oposición de fase(desfasadas) ; en este caso la diferencia de camino es un número impar delongitudes de onda dividido por dos y la amplitud de la onda resultantedisminuye.

CUERDAS VIBRANTES: consideremos una cuerda fija en los extremos, la cual se hace vibrar produciendo ondas estacionarias, con nodos en los extremos y cierto número de nodos entre ellos.

Como la distancia entre cada nodo es media longitud de onda ( λ/2), la longitud de la cuerda viene dada por: (n=1,2,3,…)

La longitud de la onda :

Puesto que , deducimos entonces que

Y como concluimos que las frecuencias en una cuerda son:

TUBOS SONOROS: son cavidades que contienen aire y producen sonido alhacer vibrar las moléculas encerradas. Encontramos dos tipos: abiertos ycerrados.

• Tubos abiertos: son aquellos que poseen dos o más aberturas, en los dos extremos de un tubo abierto se forma un antinodo.

Al igual que en una cuerda vibrante la longitud del tubo será:

Y la frecuencia del tubo estará determinada por

Tubos cerrados: Poseen una sola abertura. Cuando se comprimeel aire en un tubo cerrado, al ejercer presión sobre laembocadura, se produce un antinodo en el extremo abierto y unnodo en el extremo cerrado.

En este caso la longitud del tubo puede ser:

Y la frecuencia del tubo será: