MOVIMIENTO ONDULATORIO .

Ondas: se denomina onda a cada perturbación que se propaga en el espacio de un lugar a otro. Ejemplo 1:Cuando se arroja una piedra en un tanque se producen olas.

Ejemplo 2:La vibración de una cuerda

“las ondas se propagan sin arrastrar material consigo, sin embargo, las ondas son portadoras de energía”.

En el punto “P”la cuerda no se traslada a lo largo de una onda, sino que vibra de un lado a otro transmitiendo energía de vibración a los demás puntos y permitiendo de esta manera que se propague la onda

CLASIFICACIÓN DE LAS ONDAS:

a) OndasTransversales: cuando la vibración de las partículas son perpendiculares a la dirección de la propagación de la onda. Ejemplo: la vibración de una cuerda

b) Ondas Longitudinales : cuando las partículas oscilan en la misma dirección de la propagación de onda. Ejemplo : la vibración de un resorte:

ELEMENTOS DE UNA ONDA TRANSVERSAL:

1. Longitud de Onda ( ): es la distancia que existe entre dos puntos consecutivos de posición semejante, medida paralelamente a la de propagación de onda .

2. Ciclo: es la alteración producida mientras cada partícula cumple una oscilación completa.

3. Período (t): es el tiempo empleado en realizar un ciclo, también se define como el tiempo empleado en recorrer una distancia igual ala longitud de onda.

4. Frecuencia (f): es el número de perturbaciones que pasan por un punto en cada unidad de tiempo. La frecuencia se mide en: vibraciones/s o perturbaciones/ , etc.

Matemáticamente se cumple que: f = 1/t

5. Amplitud (a): la amplitud en cada uno de los movimientos ondulatorios que

conforman la onda. Es decir, el desplazamiento máximo en cada partícula.

6. Cresta : se llama así a la zona más alta de la onda.

7. Valle : se denomina así a las zonas más bajas de la onda.

8. Velocidad de Propagación (v): las ondas de un medio homogéneo se propagan a velocidad constante .

v = .f

9. Intensidad: es la energía trasmitida por cada segundo por unidad la superficie perpendicular al sentido de propagación.

Velocidad de propagación de una onda trasversal en una cuerda . Depende únicamente de la tensión (f) que se aplica a una cuerda de “ ” ( masa por unidad de longitud).

V = f/ =masa de la cuerda/ longitud de la cuerda = densidad lineal.

ECUACIÓN DE UNA ONDA TRASVERSAL :

Estudiaremos los movimientos de los puntos “O” y “B”, situado a una distancia “x”del punto “u”, como se vé en la figura.Mientras la onda se desplace hacia la derecha cada punto vibra en dirección transversal, es decir, en el eje “Y”, un movimiento armónico simple o amplitud “A”. La ecuación del punto “O” al instante dado será “Y0 = A sen Wt “Donde w = frecuencia angular . T = tiempo medido desde el instante que se produce la perturbación.

Cuando la onda llega al punto “b”, éste empieza a oscilar con una amplitud “A”.Y “w” luego la ecuación será Yb = A. sen w ( t - ∆t ) Donde : ∆t es el tiempo que demora de ir la onda de “O” hasta “B”. ∆t =x/v

Si la onda se desplaza a la izquierda , con el mismo criterio anterior se demuestra q onda es :

Y = A sen 2 ( t/T + x/ )En conclusión, la ecuación de una onda es : Y = A sen 2 ( t/T +- x/ ) * El signo + se usa si viaja hacia la izquierda y el signo – si la onda viaja hacia la derecha .

Fase de una onda: la ecuación general de una onda se tiene la forma Y = A sen donde se denomina fase de onda. Es decir:

= 2 (t/T +- x/ )

a) Ondas en Fase : se dice q están en fase si : 1 = 2

b) Ondas Desfasadas: se dice q las ondas están desfasadas si : 1 2

Interfaces de Ondas :si dos trenes de ondas distintas , procedentes de diferentes centros de vibración , concurren simultáneamente en una cierta región y después se separarán , cada una de ellas continuará propagándose como si se hubiese encontrado.

Ondas Estacionarias : se producen cuando dos ondas de la misma frecuencia y amplitud viajan por un mismo medio en sentidos opuestos .

Principios de HUYGENS: cada punto alcanzado por un movimiento ondulatorio se convierte a su vez en un centro propulsor de ondas.

Resonancia : se dice que un cuerpo vibra por resonancia cuando a él llegan vibraciones de frecuencia igual a la propia vibración del cuerpo. Sonido: es un movimiento de vibración longitudinal que se puede percibir por los nervios auditivos.

Propagación del sonido :el sonido necesita un medio material para propagarse . En el vació no se propaga el sonido Ejemplo : la velocidad del sonido en el agua de mar es 1500m/s , en el agua dulce es 1435m/s y la velocidad del sonido en el ambiente es de 340m/s . Estas velocidades son indispensables de la presión, la frecuencia y longitud de onda. En conclusión: la velocidad del sonido depende de la naturaleza del medio material que se propague .

Velocidad del sonido en un gas: en un gas la velocidad del sonido varia según con la temperatura, de acuerdo a la ecuación:

Donde: T1 ,T2 = temperaturas absolutas del gas .

V1= velocidad del sonido cuando el gas se encuentra en una temperatura T1.

V2= velocidad del sonido cuando el gas se encuentra en una temperatura T2.

Reflexión del sonido : cuando el sonido choca con medios duros se refleja , es decir , regresa. Este fenómeno produce el “eco”.Sin embargo, existen algunos materiales que absorben el sonido , es decir, al chocar con estos materiales, el sonido no se refleja. Estos materiales son los llamados aislantes acústicos, como por ejemplo el triplay, corcho ,cartón, etc.

Efecto de Doppler :cuando una fuente de ondas sonoras se aproxima a un observador, ésta se aproxima a la fuente. La frecuencia percibida por el observador es mayor que la producida por aquella. Por lo contrario, el alejamiento del observador percibe un alejamiento menor .F= frecuencia verdadera del sonidoF’= frecuencia percibida por el observador C = velocidad del sonido Vf = velocidad de la fuente Vo = velocidad del observador

A. Cuando se mueve la fuente sonora el observador se encuentra en reposo.