ONDAS PERIÓDICAS
| Sitio: | Aulas | Uruguay Educa |
| Curso: | CIENCIAS FÍSICO - QUÍMICA |
| Libro: | ONDAS PERIÓDICAS |
| Imprimido por: | Invitado |
| Día: | jueves, 21 de noviembre de 2024, 21:39 |
1. Ondas
En la vida existen diversos ejemplos de situaciones donde se puede percibir una
onda, pero para entender su concepto, veamos el siguiente ejemplo. Si dos personas
sostienen una cuerda, cada una de cada extremo, y una de ellas mueve la cuerda, la
otra percibirá un movimiento en su mano, esto se debe a que viaja por la cuerda una
deformación la cual no traslada materia (cuerda) si no que transporta solo energía.
(Figura 1).
Por lo tanto por onda se entiende: “toda forma de transferir energía de un lugar
a otro del espacio sin desplazar materia.”
2. Pulsos
Imagina que se tiene una cuerda atada a una pared de forma tensa. En determinado
momento golpeamos con una regla el punto “A” verticalmente hacia abajo. En las
cercanías de “A” la cuerda se deforma. A medida que pasa el tiempo esa
deformación viaja por la cuerda, pero la cuerda no se desplaza. Se ha generado una
perturbación denominada pulso que se propaga por la cuerda.
Si se observa la secuencia de imágenes se observa que los puntos de la cuerda
tienen un movimiento vertical, mientras que el pulso se propaga horizontal.
Ahora imagina que tienes un conjunto de pulsos que se repiten periódicamente (al
mismo tiempo). En este caso se tendrá una sucesión de pulsos, que se denomina
onda periódica.
3. Clasificación de ondas
- 1° criterio: según en las direcciones en que se propague la onda. - Unidimensional, la onda se propaga en una sola dirección. Ejemplo en una cuerda. - Bidimensional, la onda se propaga en dos dimensiones, o sea un plano. Ejemplo en el agua, una mesa. - Tridimensional, la onda se propaga en tres dimensiones, o sea en el espacio. Ejemplo el sonido, la luz.
- 2° criterio: según si necesita de un medio material para propagarse o no. - Mecánica, necesita necesariamente de un medio material para propagarse. Ejemplo: cuerda, agua, sonido. - Electromagnética, no necesariamente necesita de un medio material para propagarse. Ejemplo la luz.
- 3° criterio: según el movimiento relativo entre la dirección de propagación de la onda y los puntos del medio. - Transversal, los puntos del medio se mueven de forma perpendicular a la dirección de propagación de la onda. Ejemplo, cuerda, agua, la luz. - Longitudinal, los puntos del medio se mueven de forma paralela a la dirección de propagación de la onda. Ejemplo, el sonido.
4. Ondas periódicas
Se denomina al conjunto de pulsos que son emitidos a
intervalos iguales de tiempo. Es decir en cada período se
provoca una perturbación idéntica a la anterior. Pensemos en
el siguiente ejemplo, una cuerda larga y tensa está unida en
uno de sus extremos a un oscilador (Figura 2), cuando el
sistema comienza a funcionar, los puntos de la cuerda se
separaran una cierta distancia de a posición de equilibrio.
Valle y cresta se le denomina a todos los puntos que
adquieren la posición más alejada de la posición de equilibrio, siendo la cresta el punto que se encuentra por
encima y valle el que se encuentra por debajo de la posición de equilibrio.
5. Puntos en fase
Puntos en fase: dos puntos del medio elástico se encuentran
en fase cuando están a la misma distancia de la posición de
equilibrio y con la misma velocidad en todo momento. En la
(Figura 3) se muestran varios puntos en fase distinguidos con
el mismo color.
6. Ciclo u oscilación completa
Ciclo u oscilación completa: es un viaje redondo, o sea que el punto del medio pasa por todas las posiciones
o lo que es lo mismo que salga de la posición de equilibrio, realice 2 amplitudes y vuelva a la posición de
equilibrio, esto sería que el punto sube se transforma en cresta, baja hasta transformarse en valle y vuelve a la
posición de equilibrio (Figura 4). Es lo mismo pensar que un ciclo u oscilación completa es cuando la onda
completa el recorrido entre dos puntos en fase (Figura 5).
7. Amplitud
Amplitud: es la máxima separación de cada punto del medio elástico con respecto a la posición de equilibrio (Figura 6). La representamos con la letra “ ” y su unidad comúnmente puede ser en metro “ ” o centímetros “ ”.
Ejemplo:
En base a los datos que se te proporcionan en la siguiente imagen, determina la amplitud de la onda.
Como se brinda la distancia entre las dos separaciones máximas,
para determinar la amplitud se debe dividir entre 2, ya que la
misma refiere a la separación máxima desde la posición de
equilibrio.
12. Importante
- Para practicar un poco sobre este tipo de ondas puedes hacer uso del siguiente simulador: https://phet.colorado.edu/sims/html/wave-on-a-string/latest/wave-on-a-string_es.html Teniendo en cuenta que debes seleccionar los siguientes puntos para el funcionamiento deseado, Oscilador, Sin Extremo y Ninguna amortiguación.
- Por otro lado, los ejemplos presentados son una forma de determinar las variables deseadas, pero ten en cuenta que puede haber ejercicios donde tengas que combinar resultados obtenidos de alguna ecuación en otra. Por ejemplo que un ejercicio pida determinar la velocidad de una onda, pero previamente debes determinar la longitud de onda y el período.