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Ondas (fisica)
 

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    Ondas (fisica) Ondas (fisica) Presentation Transcript

    •  Una onda es una perturbación que se propaga desde el punto en quese produjo hacia el medio que rodea ese punto. Las ondas materiales (todas menos las electromagnéticas) requierenun medio elástico para propagarse. El medio elástico se deforma y se recupera vibrando al paso de laonda. La perturbación comunica una agitación a la primera partícula delmedio en que impacta -este es el foco de las ondas- y en esa partículase inicia la onda. La perturbación se transmite en todas las direcciones por las que seextiende el medio que rodea al foco con una velocidad constante entodas las direcciones, siempre que el medio sea isótropo ( de igualescaracterísticas físico- químicas en todas las direcciones ). Todas las partículas del medio son alcanzadas con un cierto retrasorespecto a la primera y se ponen a vibrar: recuerda la ola de losespectadores en un estadio de fútbol.La forma de la onda es la foto de la perturbación propagándose, lainstantánea que congela las posiciones de todas las partículas en eseinstante. Curiosamente, la representación de las distancias de separación de laposición de equilibrio de las partículas al vibrar frente al tiempo danuna función matemática seno que, una vez representada en el papel,tiene forma de onda.
    •  Podemos predecir la posición que ocuparán dichaspartículas más tarde, aplicando esta función matemática. El movimiento de cada partícula respecto a la posición deequilibrio en que estaba antes de llegarle laperturbación es un movimiento vibratorio armónicosimple.Una onda transporta energía y cantidad de movimientopero no transporta materia: las partículas vibranalrededor de la posición de equilibrio pero no viajan conla perturbación. Una onda transporta energía y cantidad de movimientopero no transporta materia: las partículas vibranalrededor de la posición de equilibrio pero no viajan conla perturbación. : la onda que transmite un látigo lleva unaenergía que se descarga al golpear su punta. Laspartículas del látigo vibran, pero no se desplazan con laonda.Las partículas perturbadas por la onda sufren unasfuerzas variables en dirección e intensidad que lesproducen una aceleración variable y un M.A.S.
    • Pulso y tren de ondas El movimiento de cualquier objeto material en un medio(aire, agua, etc) puede ser considerado como una fuente deondas. Al moverse perturba el medio que lo rodea y estaperturbación, al propagarse, puede originar un pulso o untren de ondas. Un impulso único, una vibración única en el extremo de unacuerda, al propagarse por ella origina un tipo de ondallamada pulso. Las partículas oscilan una sola vez al pasodel pulso, transmiten la energía y se quedan como estabaninicialmente. El pulso sólo está un tiempo en cada lugar delespacio. El sonido de un disparo es un pulso de ondasonora. Si las vibraciones que aplicamos al extremo de la cuerda sesuceden de forma continuada se forma un tren de ondas quese desplazará a lo largo de la cuerda. Tipos de ondas: ondas transversales y ondas longitudinales En función del tipo de soporte que requieren para supropagación las ondas se clasifican en mecánicas yelectromagnéticas. Las mecánicas requieren un medioelástico para propagarse y las electromagnéticas no, sepueden propagar en el vacío.
    •  Si las clasificamos en función de como vibran respecto a ladirección de propagación tenemos las ondas transversales ylas longitudinales. Si las partículas del medio en el que se propaga laperturbación vibran perpendicularmente a la dirección depropagación las ondas se llaman transversales. Si vibran en lamisma dirección se llaman longitudinales. Aceptaremos que laforma de los pulsos no varía durante la propagación, lo cualsólo es sólo cierto para las ondas electromagnéticaspropagándose en el vacío. Las demás ondas se atenúan. Vamos a referirnos únicamente a ondas cuyos pulsos puedenser descritos por las funciones matemáticas seno y coseno.Lamamos a estas ondas ondas armónicas. Las partículas delmedio en que se propaga una ondas transversal (en este casolas de la cuerda) vibran perpendicularmente a la posición inicialde la cuerda, separándose de la posición inicial, subiendo ybajando con un movimiento vibratorio armónico simple. La separación de la posición de equilibrio responde a la fórmulay(t )=A· sen (w t), donde A es la amplitud o separaciónmáxima. La velocidad de vibración de las partículas es variable( v=A ·w·cos wt ), perpendicular a la dirección de propagación ydiferente de la velocidad de propagación del pulso (V) que esconstante.
    •  Las ondas tranversales tienen crestas y valles y laslongitudinales tienen compresiones y dilataciones. En losdos tipos de ondas una partícula siempre se separaarmónicamente de la posición de equilibrio. Si una onda interfiere con otra en determinados puntospuede ocurrir que se anule la vibración formándoseun nodo (mira el dibujo animado del inicio de la páginaque representa la onda estacionaria en una cuerda). Las ondas longitudinales (como las del sonido) sepropagan en medios con resistencia a la compresión(gases, líquidos y sólidos) y las transversales necesitanmedios con resistencia a la flexión, como la superficie deun líquido, y en general medios rígidos. Los gases y loslíquidos no transmiten las ondas transversales. Longitud de onda, frecuencia y periodo Se define la longitud de onda, l, como la distancia querecorre el pulso mientras un punto realiza una oscilacióncompleta. El tiempo que tarda en realizar una oscilaciónse llama periodo ( T ) y la frecuencia ( n ) es el número deoscilaciones (vibraciones) que efectúa cualquier punto dela onda en un segundo.