ONDASDefinición: Perturbación que se propaga a través de un medio material o en el vacío, sin transporte de materia, pero si de energía.

FORMAS DE CLASIFICAR UNA ONDA

1.-CLASIFICACION DE LAS ONDAS SEGÚN SU NATURALEZA:

a) ONDAS MECANICAS: Son las que necesitan un medio material para propagarse

Ejemplos: Ondas sísmicas, ondas en la superficie del agua, ondas sonoras, ondas en una cuerda

b) ONDAS ELECTROMAGNETICAS: El movimiento oscilatorio de cargas eléctricas genera ondas electromagnéticas, que pueden propagarse incluso en el vacío, a la velocidad de 3x108 [m/s]

Ejemplos: Ondas de radio, la luz. Rayos ultravioleta, ondas de telecomunicaciones

2.- CLASIFICACION DE LAS ONDAS SEGÚN LA FORMA DE PROPAGARSE

a) ONDAS TRANSVERSALES: Las partículas oscilan perpendicularmente a la dirección de propagación de la onda.

Ejemplos: La luz, una onda que se propaga en una cuerda, las olas en el mar, el flamear de una bandera

Piensa en lo que ocurre con las ondas en la superficie del mar, la ola de mar se propaga hacia la playa, pero el medio por donde se propaga la onda, el agua, se mueve de arriba abajo. Cuando el publico en el estadio hace la “ola” se ve algo que se propaga a través de los asientos pero la gente solo sube y baja en su posición fija.

b) ONDAS LONGITUDINALES:

En las ondas longitudinales las partículas oscilan en la misma dirección de propagación de la onda. Esto significa que si la onda avanza hacia adelante, las partículas del medio vibran hacia atrás y hacia adelante en torno a su posición de equilibrio

Ejemplo: El sonido, ondas en un resorte

3.- CLASIFICACION DE LAS ONDAS SEGÚN SU SENTIDO DE PROPAGACION

a) ONDAS VIAJERAS: Son ondas que se propagan partiendo desde la fuente , sin volver atrás.

Por ejemplo:- la luz del Sol que viaja por el espacio y llega a nosotros- Las ondas de televisión que emite la antena de un canal en Santiago se

propagan desde la antena de un canal hacia los todos los televisores del país

Las ondas viajeras se propagan libremente transportando la energía desde la fuente a otros puntos del espacio. La amplitud de vibración disminuye a medida que el tiempo avanza

b) ONDAS ESTACIONARIAS: Se producen cuando una onda se propaga en un medio acotado. Las ondas estacionarias son las que se forman cuando una onda viajera incide en un punto fijo y regresa invertida respecto de la primera por el mismo medio. Así, ambas ondas, la incidente y la reflejada se superponen en forma precisa, originando una onda que parece estar fija.

Por ello entonces, en las ondas estacionarias la energía no se propaga libremente sino que esta confinada a la región del espacio delimitada por puntos fijos y la amplitud de vibración es constante. Ejemplo Una onda en una cuerda de guitarra

4.- CLASIFICACION DE LAS ONDAS SEGÚN LAS DIMENSIONES EN QUE SE PROPAGAN

a) ONDAS UNIDIMENSIONALES: Son aquellas que se propagan en una dirección. Por ejemplo, ondas en una cuerda, en un resorte

b) ONDAS BIDEMENSIONALES: Son aquellas que se propagan en dos direcciones. Por ejemplo, las ondas que se generan en la superficie del agua

c) ONDAS TRIDIMENSIONALES: Son aquellas que se propagan en tres direcciones. Por ejemplo, una onda sonora que se propaga en el espacio, ondas luminosas

ACTIVIDADES

1.- Realiza un mapa conceptual que incluya todos los conceptos anteriores

2.- ¿Qué tipo de onda es «la ola» que hace el público en el estadio?

3- Marca una X según corresponda

ELEMENTOS DE UNA ONDA

- Método para graficar un movimiento ondulatorio:

- Se pueden distinguir elementos característicos de toda onda

ELEMENTOS TEMPORALES DE UNA ONDA

a) Período (T): Tiempo que emplea la onda en completar un ciclo completo

b) Frecuencia (f): Cantidad de ciclos por que realiza la onda en un segundo

Periodo y frecuencia son inversamente proporcionales

ELEMENTOS ESPACIALES DE UNA ONDA

a) Amplitud (A): Elongación máxima que alcanzan que alcanzan las partículas del medio en su vibración. Se puede visualizar como la altura de un valle o la profundidad de una cresta, medidas a partir de la posición de equilibrio

A mayor amplitud, mayor es la energía que propaga. La amplitud se mide en [metros]

b) Longitud de onda (λ): Se puede definir de varias formas (todas expresan el mismo concepto)- La distancia que existe entre una cresta y la cresta mas cercana, o la distancia

entre un valle y el valle más cercano- La distancia más corta que existe entre dos puntos en igual estado de vibración- La distancia que recorre la onda en un cicloSe mide en [metros]

En el caso de una onda en la superficie de un liquido, la longitud de onda también, es la distancia entre una cresta y la cresta más cercana

Para el caso, más típico de una onda propagándose en una cuerda

EJEMPLO: En la imagen, indique entre que letras se forma una longitud de onda

VELOCIDAD DE PROPAGACION DE UNA ONDA

Es la velocidad con la cual los pulsos de una onda se propagan

De manera general:- Para cualquier movimiento uniforme se cumple:

Resumen de formulas útiles:

Observacion:

En un medio homogéneo (que presente las mismas condiciones en todas sus partes), la velocidad de propagación de una onda será constante.

Entonces como en la relación la velocidad es constante, esto significa que: la longitud de onda y la frecuencia son inversamente proporcionales

Por ejemplo, si en una cuerda una persona produce una onda de alta frecuencia, obtendrá ondas de pequeña y viceversa

EJEMPLO: Una onda se propaga en un medio homogéneo; si su frecuencia se triplica. ¿Qué ocurre con su longitud de onda y su velocidad de propagación?

EJEMPLOS

1.- La figura muestra el perfil de una onda transversal periódica. La onda demoro 30 segundos en ir de A hasta B. Determina:

a) Periodob) Frecuenciac) Longitud de ondad) Velocidad de propagación

2.- Una onda se propaga a lo largo de una cuerda con una frecuencia de 60 Hz. Según se indica en la figura. Determina la:

e) amplitud de la ondaf) longitud de la ondag) Velocidad de propagación

3.- La figura muestra una onda que se propaga en una cuerda con una frecuencia de 10 Hz. Determina la velocidad de propagación de la onda

4.- En un estanque se generan olas que suben y bajan 3 veces cada 6 segundos y la distancia entre una cresta y la mas cercana es de 50 cm. Determina la velocidad de propagación de las ondas

5.- Una perturbación periódica se propaga avanzando 120 m cada 6 s. Si el periodo de la onda es de T= ¼ s. Determina la longitud de la onda

6.-La radio FM Hit opera en la frecuencia 101,7 MHz . Considerado 3x108 m/s la velocidad de propagación de las ondas de radio. Calcula la longitud de onda de la transmisión

EJERCICIOS

1.- La onda de la figura demoro 5 s en ir de A hasta B. Determina:a)Periodo b) frecuencia c) longitud de onda d) velocidad

2.- La onda de la figura avanza con una frecuencia de 0,5 Hz, según se indica en la figura. Determina la velocidad de propagación

3.- Una onda se propaga en una cuerda con una frecuencia de 4 Hz, según se indica en la figura. Determina la velocidad de propagación de la onda

4.- Un corcho que flota en el mar realiza 20 ciclos en 30 s, debido al paso de las olas. Si la distancia entre una cresta y otra es de 6 m. Determina la velocidad de las olas

5.- Una onda periódica de 5 Hz se propaga avanzando 80 m en 4 s. Determina:a) Velocidad de propagación b) periodo c) longitud de onda

6.- Una onda recorre una distancia de 32 m en 16 s. Si cada 6 s se producen 3 ciclos. Determina:a) Velocidad de propagación b) frecuencia c) longitud de onda

7.- La onda de la figura avanza con una frecuencia de 5 Hz. Determina su velocidad de propagación

8.- Una onda radial tiene una frecuencia de 150 MHz. Determina su longitud de onda

FENOMENOS ONDULATORIOSREFLEXION Es el fenómeno que se presenta cuando una onda choca contra un obstáculo que le

impide continuar propagándose, retorna por el mismo medio en el que venia

En la mayoría de los casos de reflexión, una parte de la energía incidente es transmitida al nuevo medio, en un fenómeno que se conoce como absorción. Esto hace que la amplitud de la onda reflejada sea menor

REFRACCION Fenómeno que ocurre cuando una onda pasa de un medio a otro de diferente

densidad. Por ejemplo, un rayo onda luminosa que pasa del aire al agua

En este cambio de medio la onda modifica su dirección de movimiento y rapidez y mantiene su frecuencia constante

La imagen muestra una onda propagándose con distintos grosores:

DIFRACCION: Fenómeno que ocurre cuando una onda pasa a través de una abertura menor o igual a su longitud de onda, ésta se desvía de su trayectoria, dispersándose. Se llama difracción a la propiedad que posee una onda de rodear un obstáculo que interrumpe su propagación

La difracción ocurre en todo tipo de ondas: ondas Sonoras, de luz, ondas en el agua, ondas de radio.

SUPERPOSICION: cuando se encuentran dos ondas que se propagan por el mismo medio, pero en sentido contrario. Diremos que cuando dos o mas ondas de igual naturaleza, se propagan en un mismo medio y pasando por el mismo punto en el mismo tiempo estas se superponen, provocando una interferencia que puede ser:

ONDAS ESTACIONARIAS:Las ondas estacionarias son las que se forman cuando una onda viajera incide sobre un punto fijo y regresa invertida respecto de la primera por el mismo medio. Así, ambas ondas, la incidente y la reflejada, se superponen en forma precisa, originando una onda que pareciera estar fijaLa energía no se propaga y permanece constante, lo que implica que la amplitud es constante

Estudio de las ondas estacionarias en una cuerda

ANALISIS DE LAS ONDAS ESTACIONARIAS

Relación entre el largo y λ

EJEMPLOS:

1.- La figura muestra una onda estacionaria. Si la frecuencia de oscilación de la cuerda es de 15 Hz y la distancia entre nodos es de 60 cm. ¿Cuál es la rapidez de propagación de la onda?

2.- Un onda de 3 m de longitud se propaga en un medio “A” a una velocidad de 27 m/s. Al pasar a un medio “B” su velocidad de propagación se reduce a 18 m/s. Calcula la longitud de onda en el medio “B”

3.- Una onda estacionara tiene una longitud total de 40 [m]. Si ella tiene 5 nodos. ¿Cuanto vale su longitud de onda

4.- En una onda estacionaria la distancia entre nodos es de 1,5 [m]. Si la onda vibra con una frecuencia de 15 [Hz] y posee 4 nodos. Determina:

a) la longitud de ondab) la velocidad de propagaciónc) el largo de la cuerda