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Universidad de Cartagena, año 2021
ONDAS
W. TORRES1, L. FUNEZ2, D. LÓPEZ3, J. A. GUERRERO4, R. D. MAZA5
1Estudiantes de Ingeniería de Alimentos de la Universidad de Cartagena, Cartagena de Indias D.T.C.
2Profesor de Laboratorio de física mecánica de la Facultad de Ingeniería de la Universidad de
Cartagena.
Correo electrónico: rmazag@unicartagena.edu.co
Recibido 23 de Septiembre de 2021; Aceptado 23 de Septiembre de 2021; Publicado en línea
XXXX
Resumen
Una onda es un movimiento que se expande a través de un líquido. Se trata de los picos que se crean al
incidir sobre la superficie de un fluido en el siguiente trabajo veremos a través medio de phet y considerar
el principio de ondas, dónde tenemos claro conceptos que se van a evaluar como lo es la frecuencia y la
amplitud, analizamos el movimiento de las ondas, como se comportan, características de esta. la fuente
que emite las ondas, el movimiento de partículas y ondas en la fase de sonido, las ondas que se emite al
caer una gota de agua y el comportamiento de ondas mecánicas en la fase de luz teniendo en cuenta que
la frecuencia del espectro de color, manejamos el concepto armónico simple.
Palabras claves: Ondas, frecuencia, amplitud.
Abstract
A wave is a movement that expands through a fluid. It is the peaks that are created when impinging on
the surface of a fluid in the following work we will see through phet medium and consider the principle
of waves, where we have clear concepts to be evaluated as is the frequency and amplitude, we analyze
the movement of waves, how they behave, characteristics of this. The source that emits the waves, the
movement of particles and waves in the sound phase, the waves that are emitted when a drop of water
falls and the behavior of mechanical waves in the light phase taking into account that the frequency of
the color spectrum, we handle the simple harmonic concept.
Key words: Waves, frequency, amplitude.
© 2021, Universidad de Cartagena. Todos los derechos reservados.
1
1. Introducción
Una onda es una propagación de una perturbación
de alguna propiedad de un medio, por ejemplo,
densidad, presión, campo eléctrico o campo
magnético, que se propaga a través del espacio
transportando energía. El medio perturbado puede
ser de naturaleza diversa como aire, agua, un trozo
de metal o el vacío.
Una vibración puede definir las características
necesarias y suficientes que caracterizan un
fenómeno como onda es, como mínimo, algo
flexible. El término suele ser entendido
intuitivamente como el transporte de
perturbaciones en el espacio, donde no se
considera el espacio como un todo sino como un
medio en el que pueden producirse y propagarse
dichas perturbaciones a través de él. En una onda,
la energía de una vibración se va alejando de la
fuente en forma de una perturbación que se
propaga en el medio circundante (Hall, 1980: 8).
Sin embargo, esta noción es problemática en casos
como una onda estacionaria (por ejemplo, una
onda en una cuerda bajo ciertas condiciones)
donde la transferencia de energía se propaga en
ambas direcciones por igual, o para ondas
electromagnéticas/luminosas en el vacío, donde el
concepto de medio no puede ser aplicado.
Por tales razones, la teoría de ondas se conforma
como una característica rama de la física que se
ocupa de las propiedades de los fenómenos
ondulatorios independientemente de cuál sea su
origen físico (Ostrovsky y Potapov, 1999). Una
peculiaridad de estos fenómenos ondulatorios es
que a pesar de que el estudio de sus características
no depende del tipo de onda en cuestión, los
distintos orígenes físicos que provocan su
aparición les confieren propiedades muy
particulares que las distinguen de unos fenómenos
a otros. Por ejemplo, la acústica se diferencia de la
óptica en que las ondas sonoras están relacionadas
con aspectos más mecánicos que las ondas
electromagnéticas (que son las que gobiernan los
fenómenos ópticos). Conceptos tales como masa,
cantidad de movimiento, inercia o elasticidad son
conceptos importantes para describir procesos de
ondas sonoras, a diferencia de en las ópticas, donde
estas no tienen una especial relevancia. Por lo
tanto, las diferencias en el origen o naturaleza de
las ondas producen ciertas propiedades que
caracterizan cada onda, manifestando distintos
efectos en el medio en que se propagan (por
ejemplo, en el caso del aire: vórtices, ondas de
choque. En el caso de los sólidos: dispersión. En el
caso del electromagnetismo presión de radiación.)
2. Objetivos
OBJETIVOS
OBJETIVO GENERAL:
 Estudiar las ondas longitudinales,
mecánicas y senoidales para comprender
como se comportan las ondas en la
naturaleza.
OBJETIVO ESPECÍFICO:
● Conocer distintas formas de clasificar las
ondas y sus diferencias.
● Aprender a identificar un tipo de onda en
particular.
● Identificar las características de ondas
transversales y longitudinales
3. Antecedentes y Marco Teórico
Gran parte del conocimiento actual del
movimiento ondulatorio proviene del estudio
acústico. Los antiguos filósofos griegos, muchos
de los cuales estaban interesados en la música,
tenían la hipótesis que había una conexión entre
ondas y sonidos, y que las vibraciones, o
alteraciones, debían ser las responsables de los
sonidos. Pitágoras observó, 550 AC, que cuando
los hilos vibraban producían sonido, y determinó
la relación matemática entre las longitudes de los
hilos que creaban tonos armoniosos.
Laboratoriode física moderna, Ingenieríade alimentos, año(2021)
4
Las teorías científicas de la propagación de las
ondas cobraron gran importancia en el siglo XVII,
cuando Galileo Galilei (1564-1642) publicó una
clara proclamación sobre la conexión entre los
cuerpos que vibran y los sonidos que producen.
Robert Boyle, en un clásico experimento de 1660,
probó que el sonido no puede viajar a través del
vacío. Isaac Newton publicó una descripción
matemática sobre cómo el sonido viaja en su
recorrido Principia (1686). En el siglo 18, el
matemático y científico Francés Jean Le Rond
d'Alembert derivó la ecuación de la onda, una
completa y general descripción matemática de las
ondas. Esta ecuación constituye la base para las
siguientes generaciones de científicos que
estudiaron y describieron el fenómeno de las
ondas.
En física, una onda consiste en la propagación de
una perturbación de alguna propiedad de un medio,
por ejemplo, densidad, presión, campo eléctrico,
campo magnético, a través de dicho medio,
implicando un transporte de energía sin transporte
de materia. El medio perturbado puede ser de
naturaleza diversa como aire, agua, un trozo de
metal e incluso, inmaterial, como el vacío. La
función de onda es una forma de representar el
estado físico de un sistema de partículas. ...
Históricamente el concepto función de onda fue
desarrollado en el marco de la primera física
cuántica, donde se interpretaba que las partículas
podían ser representadas mediante una onda física
que se propaga en el espacio.
𝑦 = 𝐴 𝑆𝑒𝑛 (𝑘𝑥 − 𝑤𝑡 + ∅) Ecuación 1. Función
de onda.
donde v es la velocidad de propagación de la onda.
Por ejemplo, ciertas perturbaciones de la presión
de un medio, llamadas sonido, verifican la
ecuación anterior, aunque algunas ecuaciones no
lineales también tienen soluciones ondulatorias.
Elementos de un Movimiento Ondulatorio
La longitud de onda (λ):
Es la distancia que existe entre dos puntos
consecutivos de la perturbación que oscilan en la
misma fase, es decir que se encuentran en el mismo
estado de vibración. Su unidad de medida en el S.I.
es el metro (m).
𝜆 = 𝑣𝑡 𝜆 =
𝑣
𝑓
Ecuación 2. Longitud de onda
La amplitud (A): es la distancia de una cresta a
donde la onda está en equilibrio. La amplitud es
usada para medir la energía transferida por la onda.
Cuando mayor es la amplitud, mayor es la energía
transferida (la energía transportada por una onda es
proporcional al cuadrado de su amplitud).
El periodo (T): es el tiempo que tarda la onda en
recorrer una distancia igual a su longitud de onda
o lo que es igual al tiempo que tarda cada punto de
la perturbación en realizar una oscilación
completa. Su unidad de medida en el S.I. es el
segundo (s).
𝑇 =
1
𝑓
Ecuación 3. Periodo
La frecuencia (f): es el número de longitudes de
onda que avanza la onda en cada segundo o lo que
es igual al número de oscilaciones completas que
realiza cada punto de la perturbación cada
segundo. Su unidad de medida es el Hertz (Hz). El
periodo y la frecuencia son inversos entre sí.
𝑓 =
1
𝑇
Ecuación 4. Frecuencia
Rapidez de la onda (v): es la distancia que recorre
la perturbación en cada segundo. Como el tiempo
que tarda la propagación en avanzar una longitud
de onda es T, entonces:
𝑣 =
𝜆
𝑘
𝑣 = 𝜆𝑓
Ecuación 5. Rapidez de onda
Cresta: El punto más alto de una onda.
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4
Valle: El punto más bajo de una onda.
Clasificación de las Ondas
Las ondas se clasifican atendiendo a diferentes
aspectos: En función del medio en el que se
propagan se clasifican en:
•Ondas mecánicas: las ondas mecánicas necesitan
un medio material elástico (sólido, líquido o
gaseoso) para propagarse. Las partículas del medio
oscilan alrededor de un punto fijo, por lo que no
existe transporte neto de materia a través del
medio.
•Ondas electromagnéticas: las ondas
electromagnéticas se propagan por el espacio sin
necesidad de un medio material, pudiendo por lo
tanto propagarse en el vacío. Esto es debido a que
las ondas electromagnéticas son producidas por las
oscilaciones de un campo eléctrico, en relación con
un campo magnético asociado. Las ondas
electromagnéticas viajan aproximadamente a una
velocidad de 300000 km/s, de acuerda la velocidad
puede ser agrupado en rango de frecuencia.
En función de su dirección
•Ondas unidimensionales: las ondas
unidimensionales son aquellas que se propagan a
lo largo de una sola dirección del espacio, como las
ondas en los muelles o en las cuerdas. Si la onda se
propaga en una dirección única, sus frentes de onda
son planos y paralelos.
•Ondas bidimensionales o superficiales: son
ondas que se propagan en dos direcciones. Pueden
propagarse, en cualquiera de las direcciones de una
superficie, por ello, se denominan también ondas
superficiales. Un ejemplo son las ondas que se
producen en una superficie líquida en reposo
cuando se deja caer una piedra en ella.
•Ondas tridimensionales o esféricas: son ondas
que se propagan en tres direcciones. Las ondas
tridimensionales se conocen también como ondas
esféricas, porque sus frentes de ondas son esferas
concéntricas que salen de la fuente de perturbación
expandiéndose en todas direcciones. El sonido es
una onda tridimensional.
En función del movimiento de sus partículas.
•Ondas longitudinales: son aquellas que se
caracterizan porque las partículas del medio se
mueven o vibran paralelamente a la dirección de
propagación de la onda. Por ejemplo, las ondas
sísmicas P, las ondas sonoras y un muelle que se
comprime dan lugar a una onda longitudinal.
•Ondas transversales: son aquellas que se
caracterizan porque las partículas del medio vibran
perpendicularmente a la dirección de propagación
de la onda. Por ejemplo, las olas del mar, las ondas
que se propagan en una cuerda y las ondas sísmicas
S.
Frecuencia de onda
La frecuencia de una onda (f) es la medida de cuán
frecuentemente el punto completa un ciclo de su
movimiento. En otras palabras, la frecuencia es el
número de ciclos de las ondas, completado por un
punto a través de la onda en un periodo de tiempo.
La frecuencia de la onda está relacionada con el
periodo de la onda por la siguiente ecuación:
f = 1 T
Ecuación 6. Frecuencia de onda
Donde f es la frecuencia y T es el período. La
frecuencia se mide en ciclos por segundo, o Hertz
(Hz). Si el período de una onda es de 10 segundos
(por ejemplo, le toma 10 segundos a la onda
completar un ciclo), entonces la frecuencia es de
0.1 Hz. En otras palabras, la onda completa 0.1
ciclos cada segundo.
Velocidad de las ondas
Recuerde que una onda es una alteración o
disturbio que viaja o se mueve. La velocidad de la
onda es una descripción de cuán rápido viaja una
onda. La velocidad de la onda está relacionada con
la frecuencia, el período y la longitud de onda a
través de las simples ecuaciones:
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4
v = λ/ T
v = λ f
Ecuación 7. Velocidad de onda
Donde v es la velocidad de la onda, λ es la longitud
de onda, T es el período, y f es la frecuencia. La
velocidad de la onda se mide en unidades de metros
por segundo (m/s). Por ejemplo, la nota musical
"A" es un sonido con una frecuencia de 440 Hz. La
longitud de onda de una onda es de 78.4 cm. ¿Cuál
es la velocidad de una onda sonora?
Para determinar la velocidad de una onda,
podemos usar la ecuación 3 y sustituir los valores
dados por longitud de onda y frecuencia,
asegurándonos que estamos usando unidades
standard.
f = 440 Hz λ = 78.4 cm = 0.784 m
v = λ f = (0.784 m) (440 Hz) = 345 m/s
El valor (345 m/s) es el valor aproximado de la
velocidad del sonido en el aire. Cuán interesante es
esto, que la velocidad del sonido en el aire depende
de la temperatura y la presión. Un músico que toca
un instrumento de viento, como la trompeta, puede
afinar su trompeta en la base de una montaña,
escalar la montaña hasta donde la presión del aire
es más baja, y encontrar que la trompeta ya no está
afinada. De manera similar, un cambio de
temperatura en el aire también puede cambiar el
tono del instrumento.
El sonido
El sonido es un tipo de onda mecánica y
longitudinal, como en el caso de las compresiones
y enrarecimientos de las espiras de un muelle,
aunque en el caso del sonido no sea tan fácil ver
estas ondas. Aunque no se puedan ``ver'' las ondas
sonoras, probaremos con experimentos que el
sonido cumple los requisitos de las ondas
mecánicas, es una onda mecánica o algo bastante
parecido.
Puede obtenerse una representación temporal (no
espacial) de las ondas sonoras con un ordenador
equipado con tarjeta de sonido, micrófono, y
programas informáticos para la captura de sonido
a través de la entrada de micrófono de la tarjeta y
su edición/visualización. Así pueden ser más
asimilables conceptos como frecuencia, amplitud y
timbre haciendo ``experimentos'' de grabación de
distintos sonidos y viendo su representación en
pantalla. Sabiendo de qué formas se comportan las
ondas en general, es fácil explicar el
comportamiento del sonido en particular:
Emisión del sonido
Se puede empezar el estudio del sonido
investigando cómo se produce, para obtener
información de su naturaleza y características. Para
ello se pueden producir sonidos con distintos
objetos. No importa de qué forma se provoque el
sonido (golpeo de un tambor o una campana,
frotamiento de las cuerdas de un violín o una
sierra,) se puede observar que el objeto emisor está
vibrando, lo cual se comprueba simplemente
tocándolo. Por ello se puede afirmar que en general
los sonidos son producidos por cuerpos (sólidos,
líquidos o gases) en vibración.
Esta vibración puede estudiarse con más
detenimiento haciendo experimentos de emisión
de sonidos en una cuerda (de seda o nylon) tensa a
la que se le ha atado un botón o un papel de color
llamativo, variando su longitud. Además, puede
observarse la forma temporal de esta vibración con
un software para visualización de ondas sonoras
recogidas desde una tarjeta de sonido, e intentando
generar un sonido lo más ``puro'' posible (de
amplitud y frecuencia constantes en toda la onda,
y de forma lo más sinuosa posible). Así se repasan
los conceptos de amplitud y frecuencia intentando
controlarlos.
La luz
La luz es una forma de energía que se origina en
los objetos luminosos y que se transmite por el
vacío y por los medios transparentes (cuerpos que
dejan pasar la luz y se puede ver a través de ellos).
Laboratoriode física moderna, Ingenieríade alimentos, año(2021)
4
Una fracción de la energía, emitida por un cuerpo
luminoso, llega a nuestros ojos e impresiona la
retina. La visión es la sensación que produce la luz
cuando llega a nosotros.
Aunque la principal fuente de energía es el Sol, del
que la recibimos principalmente en forma de luz y
calor, también hay otras fuentes de energía que nos
proporcionan luz, como la incandescencia
(calentamiento de una sustancia hasta que emite
luz) o la combustión de algunas sustancias. La luz
del Sol es necesaria para que las plantas sinteticen
los alimentos, que después vamos a asimilar, y
también, gracias a ella, podemos ver los objetos y
distinguir sus formas y colores.
Propagación de la luz
Siempre que no cambie de medio, la luz se propaga
en línea recta. Así lo hace en el aire, en el agua, en
el vidrio, en el plástico transparente y en cualquier
otro medio homogéneo que permita su paso. Pero
si pasa de un medio a otro, cambia de dirección
(refracción).
El rayo de luz es la dirección de propagación de la
luz. Lo utilizamos para estudiar la marcha de la luz,
pero realmente no es nada material, sino sólo la
representación de dicha marcha. Un haz estrecho
de luz se puede considerar como si fuera un rayo,
y como tal, se representa por medio de una recta.
Se pueden producir haces muy estrechos de luz con
láseres.
La luz se propaga en el vacío, y aproximadamente
en el aire, a una velocidad constante de unos
300000 km/s. El tiempo que tarda en viajar de la
Luna a la Tierra es aproximadamente de un
segundo, y en llegar al Sol de unos ocho minutos.
Sin embargo, las dimensiones del Universo son tan
grandes que la estrella más próxima, sin tener en
cuenta al Sol, se halla en la constelación de
Cenrtauro y su luz tarda más de cuatro años en
llegar a la Tierra. Por eso, los astrónomos utilizan
como unidad de distancia entre astros el año-luz (la
distancia que recorre la luz en un año).
4. Procedimiento Experimental
En este experimento observamos el
comportamiento de ondas en distintas fases, para
su posterior análisis:
● Fase del agua: Al graduar una frecuencia
mínima y una amplitud máxima, se observa que las
ondas mecánicas no son ligeras: realizamos el
procedimiento contrario (frecuencia máxima y
amplitud mínima) se visualiza que el movimiento
de la onda es nulo, por ende, no se generan ondas;
con una frecuencia máxima y una amplitud media,
las ondas se comportaron ligeras; al graduar una
amplitud y frecuencia máxima, vimos que estas
actuaron de maneras 100% armónicas sin sufrir
perturbación.
Imagen 1. Fase de
agua
● Fase del sonido: Se obtuvo que, para una
frecuencia mínima y una amplitud máxima,
aumenta radicalmente la amplitud de la onda y su
comportamiento es lento; con una frecuencia y una
amplitud máxima, se vio que las ondas mecánicas
fueron más claras y rápidas; con una frecuencia
máxima y una amplitud mínima, el
comportamiento es nulo; al aumentar al máximo
los dos parámetros, estas fueron las ligeras y
concéntricas entre sí.
-Teniendo activas las partículas y ondas, teniendo
la amplitud y la frecuencia máximos, se vio que las
ondas se comportan extremadamente rápidas; con
una frecuencia y amplitud bajos, el
comportamiento es casi nulo.
Imagen 2. Fase de sonido
Laboratoriode física moderna, Ingenieríade alimentos, año(2021)
4
● Fase de luz: En este caso la frecuencia está
expresada en nanómetro, el cual se representa en
colores, es decir, cada color tiene una expresión
nanométrica diferente, como se evidencia en la
figura 1.
Imagen 3. Nanómetro.
Imagen 4. Fase
de luz
Cuando el láser emite un color verde es decir una
frecuencia de 500), con una amplitud máxima, se
observó con mayor intensidad la generación de
ondas; con un color amarillo y una amplitud
máxima, las ondas mecánicas no sufren
perturbación: con una frecuencia baja (color
Vinotinto) y una amplitud máxima, las ondas se
comportaron muy lentas; cuando el láser emitió
el color morado intenso (frecuencia máxima) y
una amplitud máxima , se visualizan bastante
claras las ondas concéntricas, con un
comportamiento armónico y por último, al
graduar una frecuencias nanométrica máxima
(color morado) y una amplitud baja, se observó
que el comportamiento de las ondas fueron nulos
5. Resultados y Discusión
Figura 1.
Comportamiento de onda con frecuencia mínima y
amplitud máxima
Figura 2.
Comportamiento de la onda a una frecuencia
máxima y amplitud mínima
Figura 3.
Comportamiento de la onda cuando la frecuencia
es máxima y la amplitud es media
Figura 4.
Comportamiento de las ondas cuando la
frecuencia y la amplitud son máximas.
Fase de agua
Frecuencia Amplitud Movimiento de
onda
Laboratoriode física moderna, Ingenieríade alimentos, año(2021)
4
Mínima Máximo No son ligeras, la
onda es mucho
más alargada y
lenta.
Máxima Mínima Nulo, no se
generan ondas
Máxima Media Ligeras
Máxima Máxima 100% armónicas,
no sufren
perturbación
Tabla 1. Relación frecuencia - amplitud en la fase
de agua
Figura 5.
Comportamiento de ondas sonoras, relación de la
frecuencia mínima con la amplitud máxima
Figura 6.
Comportamiento de ondas y partículas cuando la
frecuencia y la amplitud son máximas.
Figura 7.
Comportamiento de partículas cuando la
frecuencia es máxima pero la amplitud es mínima
Fase sonido
Frecuencia Amplitud Comportamiento
Mínima Máxima Aumenta
radicalmente la
amplitud de la
onda, lento
Máxima Máxima Ondas mecánicas
claras y rápidas
Máximo Mínima Nulo
Tabla 2. Relación frecuencia - amplitud en la fase
de sonido
Figura 8.
Comportamiento de ondas mecánicas, cuando la
frecuencia es 500 nm y amplitud máxima.
Figura 9.
Comportamiento de ondas mecánicas, cuando la
frecuencia es 600 nm y la amplitud es máxima.
Laboratoriode física moderna, Ingenieríade alimentos, año(2021)
4
Figura 10.
Comportamiento de ondas mecánicas, cuando la
frecuencia es 760 nm y la amplitud es máxima.
Figura 11.
Comportamiento de ondas mecánicas, cuando la
frecuencia es 460 nm y la amplitud es máxima.
Figura 12.
Comportamiento de ondas mecánicas, cuando la
frecuencia es 400 nm y la amplitud es máxima.
Figura 13.
Comportamiento de ondas mecánicas, cuando la
frecuencia es 400 nm y la amplitud es mínima.
Fase de luz
Color de luz f (nm) A Comportamiento
ondas mecánicas
Verde 500
nm
Máxima Mayor
intensidad de
generación de
ondas
Amarillo 600
nm
Máxima No sufre
perturbación
Rojo vino
tinto
760
nm
Máxima Muy lentas
Azul 470
nm
Menor Las ondas son
pequeñas
morado 400
nm
Máxima Claras ondas
concéntricas con
comportamiento
armónico
Morado 400
nm
Baja Nulo
Tabla 3. Relación frecuencia - amplitud en la fase
de luz
Bueno aquí aplicamos correctamente las formula
de frecuencia (1/T), la longitud de ondas, el
periodo (1/F), la velocidad de propagación, y la
velocidad de ondas (v = λ T, v = λ f) y los datos
que fueron clave para el éxito de esta práctica;
estos experimentos, nos llevaran a una correcta
explicación de cómo es el mundo de las ondas ya
que ella se compone de este punto, recordando
conceptos como cresta, valle, y amplitud. En las
diferentes fase del agua notamos que al graduar
una frecuencia mínima y una amplitud máxima,
las ondas mecánicas no son ligeras: realizamos el
procedimiento contrario (frecuencia máxima y
amplitud mínima) se visualiza que el movimiento
Laboratoriode física moderna, Ingenieríade alimentos, año(2021)
4
de la onda es nulo, por ende, no se generan ondas;
con una frecuencia máxima y una amplitud media,
las ondas se comportaron ligeras; al graduar una
amplitud y frecuencia máxima, vimos que estas
actuaron de maneras 100% armónicas sin sufrir
perturbación también las fase del sonido como
podrán ver son fenómenos que contribuye a la
necesidad del mundo con las diferentes fórmula
adecuada con una frecuencia y una amplitud
máxima, se vio que las ondas mecánicas fueron
más claras y rápidas; con una frecuencia máxima y
una amplitud mínima, el comportamiento es nulo;
al aumentar al máximo los dos parámetros, estas
fueron las ligeras y concéntricas entre sí y por
último la fase de luz como son los comportamiento
con la amplitud y la frecuencia que con una
amplitud máxima, se observó con mayor
intensidad la generación de ondas; con un color
amarillo y una amplitud máxima, las ondas
mecánicas no sufren perturbación: con una
frecuencia baja (color Vinotinto). Recordando los
resultado que son Comportamiento de onda con
frecuencia media y amplitud máxima que se vio
algo bastante ondulatorio pero la amplitud fue
menos “ por decirlo así su altura ondulatoria era
pequeña” y así las ondas era bastante rápidas,
después Comportamiento de la onda a una
frecuencia mínima y amplitud máxima, aquí las
cosa de los resultado eran buena se esperaba algo
con ese sentido como no tenía frecuencia por
decirlo así se había quedado sin forma ondulatoria
aunque la amplitud fuerza máxima,
Comportamiento de la onda cuando la frecuencia
es máxima y la amplitud es media en estos fue
bastante rápido y su amplitud un poco corto pero
fue necesario para su ondulación era más rápida.
5.1 Análisis de Resultados
Fase de agua
Se analizó el comportamiento de las ondas variando
la frecuencia y amplitud para analizar varios puntos
interesantes, entre ellos se observó un movimiento
de ondas no ligeras cuando la frecuencia era mínima
y la amplitud máxima, donde utilizamos.
A medida que se alejan unas ondas con otras el
movimiento de onda tendrá menor amplitud y
aumenta un poco la longitud de onda en la fase de
agua cuando la frecuencia y amplitud son
máximas.
Fase de sonido
Las ondas son longitudinales en la fase de sonido,
se observó que, a mayor amplitud, mayor
velocidad,
Fase de luz
El color del espectro de luz indica una frecuencia
en nanómetros, donde se evidencio que las
tonalidades cálidas tienen una frecuencia mayor
que las tonalidades frías.
6. Agradecimientos
Agradecemos al profesor de laboratorio Ruben
Dario Maza Galofre por dirigir el proceso de
aprendizaje teórico-práctico, fomentar la
investigación y suministrar los recursos necesarios
para conocer un poco más en detalle el
comportamiento de ondas en diferentes fases y
profundizar la aplicación de los temas ya vistos de
movimiento de los tipos de ondas.
7. Conclusiones
Bueno aquí determinamos los valores que fueron
puesto en práctica sobre las ondas y conocimos que
el comportamiento de una onda es según la
densidad del medio en que se propagan y que
también comprendimos de que las ondas son
afectadas por el medio de una onda es su velocidad,
Laboratoriode física moderna, Ingenieríade alimentos, año(2021)
4
frecuencia, periodo, longitud de ondas etc.
Encontramos las fases de la onda como lo son el
agua, sonido y la luz que se aplicaron la fórmula
(frecuencia y amplitud y otras), gracias a esto
pudimos entender muchas cosas sobre los
fenómenos de las ondas y su manejo al mundo.
● El movimiento de las ondas es concéntrico, es
decir, una rebasa la otra cuan
● Sin amplitud no hay ondas.
● En la fase de luz, a menor amplitud, el campo
eléctrico describe ondas pequeñas y a mayor
amplitud, el campo eléctrico describe ondas
grandes.
● En la fase de sonido entre más aumenta la
amplitud, mayor será la separación entre las
ondas, como se mostró en el frecuencímetro.
8. Referencias
[1] María Teresa Caballero Caballero, Julián
Espinosa Tomas, Jorge Pérez Rodríguez, and Juan
José Miret Mari. Tema 2. oscilaciones y ondas
(curso 2010-2011). Física, 2010
[2]Alicia Guerrero de Mesa. Oscilaciones y ondas.
Univ. Nacional de Colombia, 2005.
[3] Paul M Fishbane and Stephen Gasiorowicz.
FISICA. VOLUMEN 1. 1994.
[4]Lage, E. (2020). Ondas. Revista de Ciência
Elementar, 8(1).
https://doi.org/10.24927/rce2020.016
[5]Universidad Iberoamericana. (2012). Ondas
mecánicas. In Universidad Iberoamericana (Ed.),
Notas para el curso de Física Universitaria (pp. 79–
86). Universidad Iberoamericana. Retrieved from
https://ibero.mx/campus/publicaciones/fisica/pdf/14
ONDASmecanicas.pdf
[6]Pérez Carmona, M., & Esper, L. (2005). Algunos
problemas en la conceptualización de ondas
mecánicas. Enseñanza de Las Ciencias, (Extra), 1–
6.
[7]Young, H. D., & Freedman, R. A. (2009). Ondas
mecánicas. In Física Universitaria (pp. 487–526).
Pearsons.
[8]Apuntes de acústica musical, Leonardo Fiorelli,
Luis Jure, Martín Rocamora. eMe - estudio de
Música electroacústica (Abril de 2006)
Universidad de la República Oriental del Uruguay,
Facultad de Artes, Escuela Universitaria de Música
[9]Física Preuniversitaria (Tomo I y II); Paul A.
Tipler. Editorial Reverté S.A.
[10]LAGE, E. Campos (Física), Rev. Ciência
Elem., V6(2):039. (2018). DOI:
10.24927/rce2018.039.
[11]Gettys, Killer, Skove, Física para ciencias e
ingeniería, tomo I y II. Editorial McGrawn-Hill.

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  • 1. Universidad de Cartagena, año 2021 ONDAS W. TORRES1, L. FUNEZ2, D. LÓPEZ3, J. A. GUERRERO4, R. D. MAZA5 1Estudiantes de Ingeniería de Alimentos de la Universidad de Cartagena, Cartagena de Indias D.T.C. 2Profesor de Laboratorio de física mecánica de la Facultad de Ingeniería de la Universidad de Cartagena. Correo electrónico: rmazag@unicartagena.edu.co Recibido 23 de Septiembre de 2021; Aceptado 23 de Septiembre de 2021; Publicado en línea XXXX Resumen Una onda es un movimiento que se expande a través de un líquido. Se trata de los picos que se crean al incidir sobre la superficie de un fluido en el siguiente trabajo veremos a través medio de phet y considerar el principio de ondas, dónde tenemos claro conceptos que se van a evaluar como lo es la frecuencia y la amplitud, analizamos el movimiento de las ondas, como se comportan, características de esta. la fuente que emite las ondas, el movimiento de partículas y ondas en la fase de sonido, las ondas que se emite al caer una gota de agua y el comportamiento de ondas mecánicas en la fase de luz teniendo en cuenta que la frecuencia del espectro de color, manejamos el concepto armónico simple. Palabras claves: Ondas, frecuencia, amplitud. Abstract A wave is a movement that expands through a fluid. It is the peaks that are created when impinging on the surface of a fluid in the following work we will see through phet medium and consider the principle of waves, where we have clear concepts to be evaluated as is the frequency and amplitude, we analyze the movement of waves, how they behave, characteristics of this. The source that emits the waves, the movement of particles and waves in the sound phase, the waves that are emitted when a drop of water falls and the behavior of mechanical waves in the light phase taking into account that the frequency of the color spectrum, we handle the simple harmonic concept. Key words: Waves, frequency, amplitude. © 2021, Universidad de Cartagena. Todos los derechos reservados.
  • 2. 1 1. Introducción Una onda es una propagación de una perturbación de alguna propiedad de un medio, por ejemplo, densidad, presión, campo eléctrico o campo magnético, que se propaga a través del espacio transportando energía. El medio perturbado puede ser de naturaleza diversa como aire, agua, un trozo de metal o el vacío. Una vibración puede definir las características necesarias y suficientes que caracterizan un fenómeno como onda es, como mínimo, algo flexible. El término suele ser entendido intuitivamente como el transporte de perturbaciones en el espacio, donde no se considera el espacio como un todo sino como un medio en el que pueden producirse y propagarse dichas perturbaciones a través de él. En una onda, la energía de una vibración se va alejando de la fuente en forma de una perturbación que se propaga en el medio circundante (Hall, 1980: 8). Sin embargo, esta noción es problemática en casos como una onda estacionaria (por ejemplo, una onda en una cuerda bajo ciertas condiciones) donde la transferencia de energía se propaga en ambas direcciones por igual, o para ondas electromagnéticas/luminosas en el vacío, donde el concepto de medio no puede ser aplicado. Por tales razones, la teoría de ondas se conforma como una característica rama de la física que se ocupa de las propiedades de los fenómenos ondulatorios independientemente de cuál sea su origen físico (Ostrovsky y Potapov, 1999). Una peculiaridad de estos fenómenos ondulatorios es que a pesar de que el estudio de sus características no depende del tipo de onda en cuestión, los distintos orígenes físicos que provocan su aparición les confieren propiedades muy particulares que las distinguen de unos fenómenos a otros. Por ejemplo, la acústica se diferencia de la óptica en que las ondas sonoras están relacionadas con aspectos más mecánicos que las ondas electromagnéticas (que son las que gobiernan los fenómenos ópticos). Conceptos tales como masa, cantidad de movimiento, inercia o elasticidad son conceptos importantes para describir procesos de ondas sonoras, a diferencia de en las ópticas, donde estas no tienen una especial relevancia. Por lo tanto, las diferencias en el origen o naturaleza de las ondas producen ciertas propiedades que caracterizan cada onda, manifestando distintos efectos en el medio en que se propagan (por ejemplo, en el caso del aire: vórtices, ondas de choque. En el caso de los sólidos: dispersión. En el caso del electromagnetismo presión de radiación.) 2. Objetivos OBJETIVOS OBJETIVO GENERAL:  Estudiar las ondas longitudinales, mecánicas y senoidales para comprender como se comportan las ondas en la naturaleza. OBJETIVO ESPECÍFICO: ● Conocer distintas formas de clasificar las ondas y sus diferencias. ● Aprender a identificar un tipo de onda en particular. ● Identificar las características de ondas transversales y longitudinales 3. Antecedentes y Marco Teórico Gran parte del conocimiento actual del movimiento ondulatorio proviene del estudio acústico. Los antiguos filósofos griegos, muchos de los cuales estaban interesados en la música, tenían la hipótesis que había una conexión entre ondas y sonidos, y que las vibraciones, o alteraciones, debían ser las responsables de los sonidos. Pitágoras observó, 550 AC, que cuando los hilos vibraban producían sonido, y determinó la relación matemática entre las longitudes de los hilos que creaban tonos armoniosos.
  • 3. Laboratoriode física moderna, Ingenieríade alimentos, año(2021) 4 Las teorías científicas de la propagación de las ondas cobraron gran importancia en el siglo XVII, cuando Galileo Galilei (1564-1642) publicó una clara proclamación sobre la conexión entre los cuerpos que vibran y los sonidos que producen. Robert Boyle, en un clásico experimento de 1660, probó que el sonido no puede viajar a través del vacío. Isaac Newton publicó una descripción matemática sobre cómo el sonido viaja en su recorrido Principia (1686). En el siglo 18, el matemático y científico Francés Jean Le Rond d'Alembert derivó la ecuación de la onda, una completa y general descripción matemática de las ondas. Esta ecuación constituye la base para las siguientes generaciones de científicos que estudiaron y describieron el fenómeno de las ondas. En física, una onda consiste en la propagación de una perturbación de alguna propiedad de un medio, por ejemplo, densidad, presión, campo eléctrico, campo magnético, a través de dicho medio, implicando un transporte de energía sin transporte de materia. El medio perturbado puede ser de naturaleza diversa como aire, agua, un trozo de metal e incluso, inmaterial, como el vacío. La función de onda es una forma de representar el estado físico de un sistema de partículas. ... Históricamente el concepto función de onda fue desarrollado en el marco de la primera física cuántica, donde se interpretaba que las partículas podían ser representadas mediante una onda física que se propaga en el espacio. 𝑦 = 𝐴 𝑆𝑒𝑛 (𝑘𝑥 − 𝑤𝑡 + ∅) Ecuación 1. Función de onda. donde v es la velocidad de propagación de la onda. Por ejemplo, ciertas perturbaciones de la presión de un medio, llamadas sonido, verifican la ecuación anterior, aunque algunas ecuaciones no lineales también tienen soluciones ondulatorias. Elementos de un Movimiento Ondulatorio La longitud de onda (λ): Es la distancia que existe entre dos puntos consecutivos de la perturbación que oscilan en la misma fase, es decir que se encuentran en el mismo estado de vibración. Su unidad de medida en el S.I. es el metro (m). 𝜆 = 𝑣𝑡 𝜆 = 𝑣 𝑓 Ecuación 2. Longitud de onda La amplitud (A): es la distancia de una cresta a donde la onda está en equilibrio. La amplitud es usada para medir la energía transferida por la onda. Cuando mayor es la amplitud, mayor es la energía transferida (la energía transportada por una onda es proporcional al cuadrado de su amplitud). El periodo (T): es el tiempo que tarda la onda en recorrer una distancia igual a su longitud de onda o lo que es igual al tiempo que tarda cada punto de la perturbación en realizar una oscilación completa. Su unidad de medida en el S.I. es el segundo (s). 𝑇 = 1 𝑓 Ecuación 3. Periodo La frecuencia (f): es el número de longitudes de onda que avanza la onda en cada segundo o lo que es igual al número de oscilaciones completas que realiza cada punto de la perturbación cada segundo. Su unidad de medida es el Hertz (Hz). El periodo y la frecuencia son inversos entre sí. 𝑓 = 1 𝑇 Ecuación 4. Frecuencia Rapidez de la onda (v): es la distancia que recorre la perturbación en cada segundo. Como el tiempo que tarda la propagación en avanzar una longitud de onda es T, entonces: 𝑣 = 𝜆 𝑘 𝑣 = 𝜆𝑓 Ecuación 5. Rapidez de onda Cresta: El punto más alto de una onda.
  • 4. Laboratoriode física moderna, Ingenieríade alimentos, año(2021) 4 Valle: El punto más bajo de una onda. Clasificación de las Ondas Las ondas se clasifican atendiendo a diferentes aspectos: En función del medio en el que se propagan se clasifican en: •Ondas mecánicas: las ondas mecánicas necesitan un medio material elástico (sólido, líquido o gaseoso) para propagarse. Las partículas del medio oscilan alrededor de un punto fijo, por lo que no existe transporte neto de materia a través del medio. •Ondas electromagnéticas: las ondas electromagnéticas se propagan por el espacio sin necesidad de un medio material, pudiendo por lo tanto propagarse en el vacío. Esto es debido a que las ondas electromagnéticas son producidas por las oscilaciones de un campo eléctrico, en relación con un campo magnético asociado. Las ondas electromagnéticas viajan aproximadamente a una velocidad de 300000 km/s, de acuerda la velocidad puede ser agrupado en rango de frecuencia. En función de su dirección •Ondas unidimensionales: las ondas unidimensionales son aquellas que se propagan a lo largo de una sola dirección del espacio, como las ondas en los muelles o en las cuerdas. Si la onda se propaga en una dirección única, sus frentes de onda son planos y paralelos. •Ondas bidimensionales o superficiales: son ondas que se propagan en dos direcciones. Pueden propagarse, en cualquiera de las direcciones de una superficie, por ello, se denominan también ondas superficiales. Un ejemplo son las ondas que se producen en una superficie líquida en reposo cuando se deja caer una piedra en ella. •Ondas tridimensionales o esféricas: son ondas que se propagan en tres direcciones. Las ondas tridimensionales se conocen también como ondas esféricas, porque sus frentes de ondas son esferas concéntricas que salen de la fuente de perturbación expandiéndose en todas direcciones. El sonido es una onda tridimensional. En función del movimiento de sus partículas. •Ondas longitudinales: son aquellas que se caracterizan porque las partículas del medio se mueven o vibran paralelamente a la dirección de propagación de la onda. Por ejemplo, las ondas sísmicas P, las ondas sonoras y un muelle que se comprime dan lugar a una onda longitudinal. •Ondas transversales: son aquellas que se caracterizan porque las partículas del medio vibran perpendicularmente a la dirección de propagación de la onda. Por ejemplo, las olas del mar, las ondas que se propagan en una cuerda y las ondas sísmicas S. Frecuencia de onda La frecuencia de una onda (f) es la medida de cuán frecuentemente el punto completa un ciclo de su movimiento. En otras palabras, la frecuencia es el número de ciclos de las ondas, completado por un punto a través de la onda en un periodo de tiempo. La frecuencia de la onda está relacionada con el periodo de la onda por la siguiente ecuación: f = 1 T Ecuación 6. Frecuencia de onda Donde f es la frecuencia y T es el período. La frecuencia se mide en ciclos por segundo, o Hertz (Hz). Si el período de una onda es de 10 segundos (por ejemplo, le toma 10 segundos a la onda completar un ciclo), entonces la frecuencia es de 0.1 Hz. En otras palabras, la onda completa 0.1 ciclos cada segundo. Velocidad de las ondas Recuerde que una onda es una alteración o disturbio que viaja o se mueve. La velocidad de la onda es una descripción de cuán rápido viaja una onda. La velocidad de la onda está relacionada con la frecuencia, el período y la longitud de onda a través de las simples ecuaciones:
  • 5. Laboratoriode física moderna, Ingenieríade alimentos, año(2021) 4 v = λ/ T v = λ f Ecuación 7. Velocidad de onda Donde v es la velocidad de la onda, λ es la longitud de onda, T es el período, y f es la frecuencia. La velocidad de la onda se mide en unidades de metros por segundo (m/s). Por ejemplo, la nota musical "A" es un sonido con una frecuencia de 440 Hz. La longitud de onda de una onda es de 78.4 cm. ¿Cuál es la velocidad de una onda sonora? Para determinar la velocidad de una onda, podemos usar la ecuación 3 y sustituir los valores dados por longitud de onda y frecuencia, asegurándonos que estamos usando unidades standard. f = 440 Hz λ = 78.4 cm = 0.784 m v = λ f = (0.784 m) (440 Hz) = 345 m/s El valor (345 m/s) es el valor aproximado de la velocidad del sonido en el aire. Cuán interesante es esto, que la velocidad del sonido en el aire depende de la temperatura y la presión. Un músico que toca un instrumento de viento, como la trompeta, puede afinar su trompeta en la base de una montaña, escalar la montaña hasta donde la presión del aire es más baja, y encontrar que la trompeta ya no está afinada. De manera similar, un cambio de temperatura en el aire también puede cambiar el tono del instrumento. El sonido El sonido es un tipo de onda mecánica y longitudinal, como en el caso de las compresiones y enrarecimientos de las espiras de un muelle, aunque en el caso del sonido no sea tan fácil ver estas ondas. Aunque no se puedan ``ver'' las ondas sonoras, probaremos con experimentos que el sonido cumple los requisitos de las ondas mecánicas, es una onda mecánica o algo bastante parecido. Puede obtenerse una representación temporal (no espacial) de las ondas sonoras con un ordenador equipado con tarjeta de sonido, micrófono, y programas informáticos para la captura de sonido a través de la entrada de micrófono de la tarjeta y su edición/visualización. Así pueden ser más asimilables conceptos como frecuencia, amplitud y timbre haciendo ``experimentos'' de grabación de distintos sonidos y viendo su representación en pantalla. Sabiendo de qué formas se comportan las ondas en general, es fácil explicar el comportamiento del sonido en particular: Emisión del sonido Se puede empezar el estudio del sonido investigando cómo se produce, para obtener información de su naturaleza y características. Para ello se pueden producir sonidos con distintos objetos. No importa de qué forma se provoque el sonido (golpeo de un tambor o una campana, frotamiento de las cuerdas de un violín o una sierra,) se puede observar que el objeto emisor está vibrando, lo cual se comprueba simplemente tocándolo. Por ello se puede afirmar que en general los sonidos son producidos por cuerpos (sólidos, líquidos o gases) en vibración. Esta vibración puede estudiarse con más detenimiento haciendo experimentos de emisión de sonidos en una cuerda (de seda o nylon) tensa a la que se le ha atado un botón o un papel de color llamativo, variando su longitud. Además, puede observarse la forma temporal de esta vibración con un software para visualización de ondas sonoras recogidas desde una tarjeta de sonido, e intentando generar un sonido lo más ``puro'' posible (de amplitud y frecuencia constantes en toda la onda, y de forma lo más sinuosa posible). Así se repasan los conceptos de amplitud y frecuencia intentando controlarlos. La luz La luz es una forma de energía que se origina en los objetos luminosos y que se transmite por el vacío y por los medios transparentes (cuerpos que dejan pasar la luz y se puede ver a través de ellos).
  • 6. Laboratoriode física moderna, Ingenieríade alimentos, año(2021) 4 Una fracción de la energía, emitida por un cuerpo luminoso, llega a nuestros ojos e impresiona la retina. La visión es la sensación que produce la luz cuando llega a nosotros. Aunque la principal fuente de energía es el Sol, del que la recibimos principalmente en forma de luz y calor, también hay otras fuentes de energía que nos proporcionan luz, como la incandescencia (calentamiento de una sustancia hasta que emite luz) o la combustión de algunas sustancias. La luz del Sol es necesaria para que las plantas sinteticen los alimentos, que después vamos a asimilar, y también, gracias a ella, podemos ver los objetos y distinguir sus formas y colores. Propagación de la luz Siempre que no cambie de medio, la luz se propaga en línea recta. Así lo hace en el aire, en el agua, en el vidrio, en el plástico transparente y en cualquier otro medio homogéneo que permita su paso. Pero si pasa de un medio a otro, cambia de dirección (refracción). El rayo de luz es la dirección de propagación de la luz. Lo utilizamos para estudiar la marcha de la luz, pero realmente no es nada material, sino sólo la representación de dicha marcha. Un haz estrecho de luz se puede considerar como si fuera un rayo, y como tal, se representa por medio de una recta. Se pueden producir haces muy estrechos de luz con láseres. La luz se propaga en el vacío, y aproximadamente en el aire, a una velocidad constante de unos 300000 km/s. El tiempo que tarda en viajar de la Luna a la Tierra es aproximadamente de un segundo, y en llegar al Sol de unos ocho minutos. Sin embargo, las dimensiones del Universo son tan grandes que la estrella más próxima, sin tener en cuenta al Sol, se halla en la constelación de Cenrtauro y su luz tarda más de cuatro años en llegar a la Tierra. Por eso, los astrónomos utilizan como unidad de distancia entre astros el año-luz (la distancia que recorre la luz en un año). 4. Procedimiento Experimental En este experimento observamos el comportamiento de ondas en distintas fases, para su posterior análisis: ● Fase del agua: Al graduar una frecuencia mínima y una amplitud máxima, se observa que las ondas mecánicas no son ligeras: realizamos el procedimiento contrario (frecuencia máxima y amplitud mínima) se visualiza que el movimiento de la onda es nulo, por ende, no se generan ondas; con una frecuencia máxima y una amplitud media, las ondas se comportaron ligeras; al graduar una amplitud y frecuencia máxima, vimos que estas actuaron de maneras 100% armónicas sin sufrir perturbación. Imagen 1. Fase de agua ● Fase del sonido: Se obtuvo que, para una frecuencia mínima y una amplitud máxima, aumenta radicalmente la amplitud de la onda y su comportamiento es lento; con una frecuencia y una amplitud máxima, se vio que las ondas mecánicas fueron más claras y rápidas; con una frecuencia máxima y una amplitud mínima, el comportamiento es nulo; al aumentar al máximo los dos parámetros, estas fueron las ligeras y concéntricas entre sí. -Teniendo activas las partículas y ondas, teniendo la amplitud y la frecuencia máximos, se vio que las ondas se comportan extremadamente rápidas; con una frecuencia y amplitud bajos, el comportamiento es casi nulo. Imagen 2. Fase de sonido
  • 7. Laboratoriode física moderna, Ingenieríade alimentos, año(2021) 4 ● Fase de luz: En este caso la frecuencia está expresada en nanómetro, el cual se representa en colores, es decir, cada color tiene una expresión nanométrica diferente, como se evidencia en la figura 1. Imagen 3. Nanómetro. Imagen 4. Fase de luz Cuando el láser emite un color verde es decir una frecuencia de 500), con una amplitud máxima, se observó con mayor intensidad la generación de ondas; con un color amarillo y una amplitud máxima, las ondas mecánicas no sufren perturbación: con una frecuencia baja (color Vinotinto) y una amplitud máxima, las ondas se comportaron muy lentas; cuando el láser emitió el color morado intenso (frecuencia máxima) y una amplitud máxima , se visualizan bastante claras las ondas concéntricas, con un comportamiento armónico y por último, al graduar una frecuencias nanométrica máxima (color morado) y una amplitud baja, se observó que el comportamiento de las ondas fueron nulos 5. Resultados y Discusión Figura 1. Comportamiento de onda con frecuencia mínima y amplitud máxima Figura 2. Comportamiento de la onda a una frecuencia máxima y amplitud mínima Figura 3. Comportamiento de la onda cuando la frecuencia es máxima y la amplitud es media Figura 4. Comportamiento de las ondas cuando la frecuencia y la amplitud son máximas. Fase de agua Frecuencia Amplitud Movimiento de onda
  • 8. Laboratoriode física moderna, Ingenieríade alimentos, año(2021) 4 Mínima Máximo No son ligeras, la onda es mucho más alargada y lenta. Máxima Mínima Nulo, no se generan ondas Máxima Media Ligeras Máxima Máxima 100% armónicas, no sufren perturbación Tabla 1. Relación frecuencia - amplitud en la fase de agua Figura 5. Comportamiento de ondas sonoras, relación de la frecuencia mínima con la amplitud máxima Figura 6. Comportamiento de ondas y partículas cuando la frecuencia y la amplitud son máximas. Figura 7. Comportamiento de partículas cuando la frecuencia es máxima pero la amplitud es mínima Fase sonido Frecuencia Amplitud Comportamiento Mínima Máxima Aumenta radicalmente la amplitud de la onda, lento Máxima Máxima Ondas mecánicas claras y rápidas Máximo Mínima Nulo Tabla 2. Relación frecuencia - amplitud en la fase de sonido Figura 8. Comportamiento de ondas mecánicas, cuando la frecuencia es 500 nm y amplitud máxima. Figura 9. Comportamiento de ondas mecánicas, cuando la frecuencia es 600 nm y la amplitud es máxima.
  • 9. Laboratoriode física moderna, Ingenieríade alimentos, año(2021) 4 Figura 10. Comportamiento de ondas mecánicas, cuando la frecuencia es 760 nm y la amplitud es máxima. Figura 11. Comportamiento de ondas mecánicas, cuando la frecuencia es 460 nm y la amplitud es máxima. Figura 12. Comportamiento de ondas mecánicas, cuando la frecuencia es 400 nm y la amplitud es máxima. Figura 13. Comportamiento de ondas mecánicas, cuando la frecuencia es 400 nm y la amplitud es mínima. Fase de luz Color de luz f (nm) A Comportamiento ondas mecánicas Verde 500 nm Máxima Mayor intensidad de generación de ondas Amarillo 600 nm Máxima No sufre perturbación Rojo vino tinto 760 nm Máxima Muy lentas Azul 470 nm Menor Las ondas son pequeñas morado 400 nm Máxima Claras ondas concéntricas con comportamiento armónico Morado 400 nm Baja Nulo Tabla 3. Relación frecuencia - amplitud en la fase de luz Bueno aquí aplicamos correctamente las formula de frecuencia (1/T), la longitud de ondas, el periodo (1/F), la velocidad de propagación, y la velocidad de ondas (v = λ T, v = λ f) y los datos que fueron clave para el éxito de esta práctica; estos experimentos, nos llevaran a una correcta explicación de cómo es el mundo de las ondas ya que ella se compone de este punto, recordando conceptos como cresta, valle, y amplitud. En las diferentes fase del agua notamos que al graduar una frecuencia mínima y una amplitud máxima, las ondas mecánicas no son ligeras: realizamos el procedimiento contrario (frecuencia máxima y amplitud mínima) se visualiza que el movimiento
  • 10. Laboratoriode física moderna, Ingenieríade alimentos, año(2021) 4 de la onda es nulo, por ende, no se generan ondas; con una frecuencia máxima y una amplitud media, las ondas se comportaron ligeras; al graduar una amplitud y frecuencia máxima, vimos que estas actuaron de maneras 100% armónicas sin sufrir perturbación también las fase del sonido como podrán ver son fenómenos que contribuye a la necesidad del mundo con las diferentes fórmula adecuada con una frecuencia y una amplitud máxima, se vio que las ondas mecánicas fueron más claras y rápidas; con una frecuencia máxima y una amplitud mínima, el comportamiento es nulo; al aumentar al máximo los dos parámetros, estas fueron las ligeras y concéntricas entre sí y por último la fase de luz como son los comportamiento con la amplitud y la frecuencia que con una amplitud máxima, se observó con mayor intensidad la generación de ondas; con un color amarillo y una amplitud máxima, las ondas mecánicas no sufren perturbación: con una frecuencia baja (color Vinotinto). Recordando los resultado que son Comportamiento de onda con frecuencia media y amplitud máxima que se vio algo bastante ondulatorio pero la amplitud fue menos “ por decirlo así su altura ondulatoria era pequeña” y así las ondas era bastante rápidas, después Comportamiento de la onda a una frecuencia mínima y amplitud máxima, aquí las cosa de los resultado eran buena se esperaba algo con ese sentido como no tenía frecuencia por decirlo así se había quedado sin forma ondulatoria aunque la amplitud fuerza máxima, Comportamiento de la onda cuando la frecuencia es máxima y la amplitud es media en estos fue bastante rápido y su amplitud un poco corto pero fue necesario para su ondulación era más rápida. 5.1 Análisis de Resultados Fase de agua Se analizó el comportamiento de las ondas variando la frecuencia y amplitud para analizar varios puntos interesantes, entre ellos se observó un movimiento de ondas no ligeras cuando la frecuencia era mínima y la amplitud máxima, donde utilizamos. A medida que se alejan unas ondas con otras el movimiento de onda tendrá menor amplitud y aumenta un poco la longitud de onda en la fase de agua cuando la frecuencia y amplitud son máximas. Fase de sonido Las ondas son longitudinales en la fase de sonido, se observó que, a mayor amplitud, mayor velocidad, Fase de luz El color del espectro de luz indica una frecuencia en nanómetros, donde se evidencio que las tonalidades cálidas tienen una frecuencia mayor que las tonalidades frías. 6. Agradecimientos Agradecemos al profesor de laboratorio Ruben Dario Maza Galofre por dirigir el proceso de aprendizaje teórico-práctico, fomentar la investigación y suministrar los recursos necesarios para conocer un poco más en detalle el comportamiento de ondas en diferentes fases y profundizar la aplicación de los temas ya vistos de movimiento de los tipos de ondas. 7. Conclusiones Bueno aquí determinamos los valores que fueron puesto en práctica sobre las ondas y conocimos que el comportamiento de una onda es según la densidad del medio en que se propagan y que también comprendimos de que las ondas son afectadas por el medio de una onda es su velocidad,
  • 11. Laboratoriode física moderna, Ingenieríade alimentos, año(2021) 4 frecuencia, periodo, longitud de ondas etc. Encontramos las fases de la onda como lo son el agua, sonido y la luz que se aplicaron la fórmula (frecuencia y amplitud y otras), gracias a esto pudimos entender muchas cosas sobre los fenómenos de las ondas y su manejo al mundo. ● El movimiento de las ondas es concéntrico, es decir, una rebasa la otra cuan ● Sin amplitud no hay ondas. ● En la fase de luz, a menor amplitud, el campo eléctrico describe ondas pequeñas y a mayor amplitud, el campo eléctrico describe ondas grandes. ● En la fase de sonido entre más aumenta la amplitud, mayor será la separación entre las ondas, como se mostró en el frecuencímetro. 8. Referencias [1] María Teresa Caballero Caballero, Julián Espinosa Tomas, Jorge Pérez Rodríguez, and Juan José Miret Mari. Tema 2. oscilaciones y ondas (curso 2010-2011). Física, 2010 [2]Alicia Guerrero de Mesa. Oscilaciones y ondas. Univ. Nacional de Colombia, 2005. [3] Paul M Fishbane and Stephen Gasiorowicz. FISICA. VOLUMEN 1. 1994. [4]Lage, E. (2020). Ondas. Revista de Ciência Elementar, 8(1). https://doi.org/10.24927/rce2020.016 [5]Universidad Iberoamericana. (2012). Ondas mecánicas. In Universidad Iberoamericana (Ed.), Notas para el curso de Física Universitaria (pp. 79– 86). Universidad Iberoamericana. Retrieved from https://ibero.mx/campus/publicaciones/fisica/pdf/14 ONDASmecanicas.pdf [6]Pérez Carmona, M., & Esper, L. (2005). Algunos problemas en la conceptualización de ondas mecánicas. Enseñanza de Las Ciencias, (Extra), 1– 6. [7]Young, H. D., & Freedman, R. A. (2009). Ondas mecánicas. In Física Universitaria (pp. 487–526). Pearsons. [8]Apuntes de acústica musical, Leonardo Fiorelli, Luis Jure, Martín Rocamora. eMe - estudio de Música electroacústica (Abril de 2006) Universidad de la República Oriental del Uruguay, Facultad de Artes, Escuela Universitaria de Música [9]Física Preuniversitaria (Tomo I y II); Paul A. Tipler. Editorial Reverté S.A. [10]LAGE, E. Campos (Física), Rev. Ciência Elem., V6(2):039. (2018). DOI: 10.24927/rce2018.039. [11]Gettys, Killer, Skove, Física para ciencias e ingeniería, tomo I y II. Editorial McGrawn-Hill.