Ondas

Autora: Cristina Cárdenas

¿Qué es una onda?

Clasificación de las ondas:

• Según su naturaleza se clasifican en:

Mecánicas

Electromagnéticas

Mecánicas

Se necesitan de medio (materia) para propagarse.

El orden del estado de la materia en el cual se propagan

con mayor rapidez es el siguiente:

Ejemplos:

No se de un medio (materia) para propagarse, ya que, lo

pueden hacer en el vacío.

Están conformadas por un campo eléctrico y magnético

perpendiculares entre sí.

Electromagnéticas

Ejemplos:

Clasificación de las ondas:

• Según su dirección de propagación se clasifican

en:

Transversales

Longitudinales

Se propagan en dirección perpendicular al de su fuente

de emisión.

Transversales

Ejemplos:

Se propagan en la misma dirección al de su fuente de

emisión.

Longitudinales

Ejemplos:

Clasificación de las ondas:

• Según su sentido de propagación se clasifican en:

Viajeras

Estacionarias

Cambian de posición en el tiempo.

Viajeras

Ejemplos:

Son aquellas ondas en las cuales, ciertos

puntos de la onda llamados

nodos, permanecen inmóviles.

Estacionarias

Ejemplos:

Partes de una onda

Período de una onda (T):• Corresponde al tiempo en que la onda tarda en

dar un ciclo o vuelta completa. Se representa con

la letra T, y su unidad en el S.I es el [s]. Además

corresponde al inverso de la frecuencia.

Frecuencia de una onda (f):• Corresponde al número de vueltas que una onda

genera en el tiempo de un segundo. Se representa

con la letra f, y su unidad en el S.I es el [Hz].

Además corresponde al inverso del período.

Rapidez de propagación de una onda (v):

• Corresponde a la rapidez con la que avanza la onda en el sentido de propagación. Se denota por v y es el producto de la frecuencia y la longitud de onda, o el cuociente entre la longitud de onda y el período.

• En el caso de una cuerda, cuanto más gruesa sea menor es la rapidez de la onda que se propaga a través de ella, y también depende de la tensión a la cual está sometida la cuerda, entonces mientras más estirada se encuentre, mayor será la rapidez de propagación y está dad por la expresión:

Recordemos

que la

densidad lineal

de masa es en

SI [Kg/m]

Y de la

tensión es en

SI [N]

Ejercicio:• Se lanza una piedra en el centro de una piscina

circular de 8 [m] de diámetro. Si la onda choca con

los bordes de la piscina 8 [s] después y cada 0,2 [s]

dejando una marca de agua 10 [cm] más arriba

del nivel normal, determinar:

• A)frecuencia

• B)Período

• C)Amplitud máxima

• D)Rapidez de propagación de la onda resultante

• E)Longitud de onda

Ejercicio:• Una cuerda uniforme e inextensible de masa 0,3

[Kg] y longitud de 6[m] sostiene un bloque de masa

de 2[Kg], como indica la figura. Al generar un pulso

en la cuerda tensa, ¿Cuál será su rapidez de

propagación en la cuerda?

2 Kg

6 [m]

Ejercicio:• La tensión de una cuerda es de 10 [N], en la cual se

(forma una onda transversal) en la que su rapidez

de onda es de 100[m/s], ¿Cuál es la densidad lineal

de la cuerda?

Fenómenos Ondulatorios• Todo tipo de ondas se presentan los fenómenos de:

Reflexión

Refracción

Transmisión

Difracción

Interferencia

• Cuando un medio material no permite que una onda

siga propagándose, ésta rebota, es decir, se refleja y se

cumple que la onda incidente, la onda reflejada y la

normal están en un mismo plano (1ra ley de reflexión) y

el ángulo de incidencia es congruente con el ángulo de

reflexión (segunda ley de la reflexión). La reflexión se

produce cuando una onda encuentra en su camino un

medio de propagación más denso.

Reflexión

• Cuando una onda pasa de un medio a otro, parte de esta se

devuelve 8reflexión) y otra parte pasa al nuevo medio

(transmisión). En este proceso no hay pérdida de energía, ya

que la suma de la energía de la onda reflejada y la transmitida

es equivalente a la energía de la onda incidente, si sumáramos

las amplitudes de las ondas reflejada y transmitida, esta deber

ser equivalente a la amplitud de la onda incidente. En la

transmisión la onda mantiene su frecuencia, variando su

longitud de onda, lo que hace que se modifique su rapidez de

propagación.

Transmisión

• Cuando una onda traspasa de un medio a

otro, generalmente cambia su dirección de

propagación (esto no ocurre cuando incide

perpendicularmente a la superficie de contacto de los

dos medios).

Refracción

• Si una onda es interrumpida parcialmente por unobstáculo en su dirección de propagación, la ondapuede rodearlo y seguir propagándose. Cuando haydos obstáculos que delimitan un pequeño espacio, lasondas también pueden pasar.

Difracción

• La interferencia ocurre mediante el principio desuperposición, el cual establece que si dos o más ondasviajeras se mueven a través de un medio, la función de ondaresultante en cualquier punto es la suma algebraica de lasfunciones de onda individuales. Se distinguen dos tipos deinterferencia:

Interferencia

Interferencia Constructiva

Interferencia Destructiva

• La interferencia constructiva ocurre cuando dos pulsosde amplitud y1 e y2, que viajan uno al encuentro delotro, pero en sentidos opuestos, cuando se superponganambos, la onda instantánea resultante presentará unaamplitud de (y1-y2)

Interferencia Constructiva

• La interferencia Constructiva se genera a partir de dos pulsos

y1 e y2 que viajan en el mismo sentido y que al momneto de

interferirse sus amplitudes generan una de mayor

amplitud, siendo la suma de ambas, y por lo tanto una onda

con amplitud mayor que las originales, es decir, (y1+y2).

Interferencia Destructiva

PREGUNTA Nº 1

E es correcta aalternativ La

• En una onda el valor de la velocidad depende de

I. la longitud de la onda.

II. el material por el que se propaga.

III. el número de ciclos por segundo.

a) Sólo I

b) Sólo II

c) Sólo III

d) Ninguna de las alternativas es correcta.

e) Todas las alternativas son correctas.

PREGUNTA Nº 2

C es correcta aalternativ La

• Todas las ondas sonoras que se propagan en algún

medio, al pasar a otro medio homogéneo mantienen

constante su

a) longitud de onda

b) amplitud

c) frecuencia

d) rapidez de propagación

e) elongación

PREGUNTA Nº 3

A es correcta aalternativ La

• La frecuencia de una onda sonora es de 25 [Hz],

entonces, su período es aproximadamente

a) 0,04 [s]

b) 0,4 [s]

c) 4 [s]

d) 40 [s]

e) 400 [s]

PREGUNTA Nº 4

C es correcta aalternativ La

El período de una onda mecánica es de 5/7 [s].

Entonces, la frecuencia de la onda es

a) 7,5 [Hz]

b) 5/7 [Hz]

c) 7/5 [Hz]

d) 5,7 [Hz]

e) 0,7 [Hz]

PREGUNTA Nº 5

C es correcta aalternativ La

• La longitud de una onda sonora en un medio A es de 2 [m];

en un medio B, el mismo sonido se propaga con una

longitud de onda de 8 [m]. ¿Cuál es la relación entre la

velocidad de propagación en el medio A respecto a la del

medio B?

a) 2 : 3

b) 1 : 2

c) 1 : 4

d) 3 : 4

e) 4 : 1

PREGUNTA Nº 6

A es correcta aalternativ La

• Cuando una onda pasa de un medio a otro

I. no cambia su frecuencia, sino su longitud de onda.

II. la velocidad de propagación se mantiene constante.

III. el período del frente de ondas no se mantiene constante.

a) Sólo I

b) Sólo II

c) Sólo III

d) Sólo I y II

e) I, II y III