1. UNIDAD 1: Ondas Liceo Bicentenario Via del Mar FSICA Prof. Paula Durn vila 1 ao medio 2. Objetivos Al trmino de la unidad, ustedes debern: 1. Comprender el concepto de onda. 2. Clasificar las ondas. 3. Reconocer las caractersticas de una onda. 4. Reconocer los fenmenos ondulatorios. 5. Aplicar los conceptos a la solucin de problemas. 3. Definicin de onda: VIBRACIN u OSCILACIN: Para la existencia de una onda debe producirse una vibracin. Es una oscilacin (movimiento de vaivn) respecto a una posicin en equilibrio. Se desplazan por un espacio y para esto requieren de un determinado tiempo. 4. Nota: prender altavoces Ejemplo: 5. Definicin de onda: ONDAS: Son producidas por la vibracin de un medio cualquiera, producto de una perturbacin externa. Una vibracin simple produce un pulso, que es una nica perturbacin que viaja por el medio de propagacin. Transportan solo energa 6. Clasificacin de las ondas Segn medio de propagacin Ondas Mecnicas Ondas Electromagnticas Segn direccin de oscilacin de las partculas Ondas Transversales Ondas Longitudinales Segn el sentido de propagacin Ondas Viajeras Ondas Estacionarias 7. CLASIFICACIN DE LAS ONDAS 7 Segn el medio de propagacin: MECNICAS Slo se propagan en medios materiales. Partcula oscilando entregando energa a la otra ELECTROMAGNTICAS: Se propagan en medios materiales y en el vaco. Oscilacin o vibracin de cargas electricas 8. CLASIFICACIN DE LAS ONDAS Segn la direccin de oscilacin de las partculas: LONGITUDINALES: Las partculas oscilan en la direccin de propagacin de la onda. TRANSVERSALES: Las partculas oscilan perpendicularmente a la direccin de propagacin de la onda. 8 Obs: en ambas la energa se mueve de izquierda a derecha 9. CLASIFICACIN DE LAS ONDAS VIAJERAS: Se propagan en un sentido nico. ESTACIONARIAS: Dos ondas viajeras que se propagan en sentidos contrarios. 9 Segn el sentido de propagacin: 10. Ejemplos: Olas Microondas Ondas de radio Resorte Terremotos 11. Elementos de una onda Cresta o Monte Posicin ms alta con respecto a la posicin de equilibrio. Valle Posicin ms baja con respecto a la posicin de equilibrio. Amplitud (A) Mximo alejamiento de la onda respecto a la posicin de equilibrio. Elongacin (e) Distancia del punto de equilibrio hasta cualquier parte de la onda. Cresta Valle Amplitud Amplitud Posicin de equilibrio 12. Elementos de una onda Longitud de una onda () : Es la distancia que hay entre dos puntos equivalentes y consecutivos de una onda. Se puede calcular como: Longitud de onda n L : longitud de onda L: largo total de la onda n: nmero de oscilaciones 13. Ejercicio 1: 13 Identificar cada parte de la onda con los conceptos vistos en clases: 14. Elementos de una onda Perodo (T): Tiempo transcurrido entre dos ondas consecutivas. Tiempo que demora una partcula en realizar una oscilacin. Se mide en segundos (s), esoscilacionn tiempo T 15. Elementos de una onda Frecuencia (f) Cantidad de oscilaciones u ondas emitidas por unidad de tiempo. Se mide en Hertz (Hz) tiempo esoscilacionn f Esto quiere decir que hizo 3 oscilaciones en 1 segundo. 16. Observaciones: La frecuencia es el inverso del perodo o viceversa T f 1 f T 1 17. Ejercicio 2: La siguiente onda se demora 5 segundos en recorrer 10 metros. Determina: 1. Nmero de ciclos u oscilaciones 2. Longitud de onda 3. Amplitud 4. Frecuencia 5. Perodo 10 metros 3metros3metros 18. Elementos de una onda Rapidez de Propagacin (v): Concepto que representa el cambio de posicin de un punto a travs del tiempo. Es constante. Se mide en metros/segundos, [m/s]. fv T v 19. Ejercicio 3 Calcule la rapidez de propagacin de una onda, si posee una longitud de onda de 3[m] y una frecuencia de 10[Hz]. VARIABLE VALOR Longitud de onda Frecuencia 20. Ejercicio 4 A partir de los valores obtenidos del ejercicio 2, determinar la rapidez de propagacin de la onda. 21. Si la onda dibujada demor 30 s en ir de A hasta B, cul de las siguientes alternativas es falsa? A) El nmero de ciclos es 3 y la longitud de onda es 30(m). B) La frecuencia es 0,1 (Hz). C) El perodo es 10 (s). D) La velocidad de propagacin es 3 (m/s). E) Todas las anteriores son falsas. Ejercicio 5 E Aplicacin 21 22. Fenmenos Ondulatorios Transmisin Reflexin Refraccin Difraccin Interferencia 23. Fenmenos Ondulatorios REFLEXIN: Se produce cuando una onda se encuentra con otro medio que no permite el paso de la onda y esta se devuelve por donde vena. La medida del ngulo de incidencia es igual a la medida del ngulo de reflexin. 23 24. FENMENOS ONDULATORIOS TRANSMISIN: Se produce cuando una onda pasa a otro medio material que permite el ingreso. La frecuencia se mantiene constante. La longitud de onda y la velocidad de propagacin varan. 24 25. FENMENOS ONDULATORIOS REFRACCIN: Al incidir una onda en la interfaz de dos medios, bajo un cierto ngulo, la onda vara su direccin de propagacin. 25 26. FENMENOS ONDULATORIOS DIFRACCIN: Es la propiedad que posee una onda de rodear un obstculo cuando ste le interrumpe la propagacin. 26 27. FENMENOS ONDULATORIOS INTERFERENCIA: Se produce cuando una onda incidente o reflejada se mezcla con otra onda, superponindose. 27 28. TIPOS DE INTERFERENCIA CONSTRUCTIVA: Se produce cuando las ondas estn en fase. DESTRUCTIVA: Se produce cuando las ondas estn totalmente desfasadas. Ambos casos son extremos, lo ms comn es que las interferencias sean una combinacin de ellos. 28 29. SNTESIS DE LA CLASE 29 ONDAS Naturaleza Direccin de oscilacin Sentido de propagacin Se clasifican segn su Elongacin Sus magnitudes son Amplitud Ciclo frecuencia Perodo Longitud de onda Reflexin Sus propiedades son Refraccin Difraccin Interferencia 30. ONDAS Elementos Amplitud Longitud de onda Frecuencia Periodo Velocidad de propagacin Clasificacin Naturaleza Mecnica Electromagntica Direccin de oscilacin Perpendicular Transversal Sentido de propagacin Viajeras Estacionarias Propiedades Reflexin Absorcin Difraccin Refraccin 31. Ejercicios Extras 1. Si la onda se demor 30[s] en ir desde A hasta B, calcula: Nmero de ciclos Longitud de onda Frecuencia Perodo Velocidad de Propagacin de la onda 32. 2. La siguiente figura muestra el movimiento de un resorte con un peso vertical en torno a su posicin de equilibrio a medida que pasa el tiempo. a) En qu tiempo pasa el resorte por la posicin de equilibrio? b) Cul es su amplitud? c) Cul es el perodo y cul es la frecuencia y oscilacin del resorte? d) Seale en el dibujo: cresta, valle, longitud de onda, amplitud y elongacin 33. 3. Si el perodo de una onda es de 2[s]. Cul es su frecuencia? 4. Cul es la rapidez de una onda que tiene una frecuencia de 50[hz] y posee una longitud de onda de 4 [m]? 5. El limpiaparabrisas de un auto realiza 10 oscilaciones en un tiempo de 20 segundos cul es su perodo y su frecuencia? 34. Contenidos para la prueba Definicin de onda Elementos de una onda Clasificacin de las ondas Propiedades de la onda