“Año de la consolidación del Mar de Grau"
UNIVERSIDAD NACIONAL DE UCAYALI
FACULTAD DE CIENCIAS DE LA SALUD
ESCUELA ACADEMICA PROFESIONAL DE ENFERMERIA
ONDAS CURSO
:
BIOFISICA
DOCENE
:
DR! AIME A#BERO $ASOR SEGURA
CIC#O
:
III%&'()
A#UMNO
:
MARIO UR*UIA CASRO
$UCA##$A + $ERU
2016
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DEDICAORIA
$ri,era,en-e a Dios .or /a0er,e .er,i-ido lle1ar /as-a es-e .un-o 2 /a0er,e dado salud3 ser el ,anan-ial de 4ida 2 dar,e lo necesario .ara se1uir adelan-e d5a a d5a .ara lo1rar ,is o06e-i4os3 ade,7s de su in8ini-a 0ondad 2 a,or!
INRODUCCI9N
Una onda suele de8inirse en -r,inos co,o una “-rans,isión de ener15a sin -rans,isión de ,a-eria;! Es-a de8inición3 aun3 s5 e?.resa un /ec/o cier-o: una onda 4ia6era -rans,i-e
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ener15a desde el .un-o en
Un cier-o a1en-e desarrolla una .o-encia al e,i-ir una onda =sea s-a en una cuerda3 de sonido3 elec-ro,a1n-ica o de o-ro -i.o>3 es-a .o-encia se ,ani8ies-a en una cier-a densidad de ener15a
Es-a .ro.a1ación es si,ul-7nea al al,acena,ien-o de ener15a! #a ener15a se .ro.a1a 1racias a
ONDAS
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En 85sica3 una onda =del la-5n unda> consis-e en la .ro.a1ación de una .er-ur0ación de al1una .ro.iedad del es.acio3 .or e6e,.lo3 densidad3 .resión3 ca,.o elc-rico o ca,.o ,a1n-ico3 i,.licando un -rans.or-e de ener15a sin -rans.or-e de ,a-eria! El es.acio .er-ur0ado .uede con-ener ,a-eria =aire3 a1ua3 e-c> o no =4ac5o>! #a ,a1ni-ud 85sica cu2a .er-ur0ación se .ro.a1a en el ,edio se e?.resa co,o una 8unción -an-o de la .osición co,o del -ie,.o>! Ma-e,7-ica,en-e se dice
donde es la 4elocidad de .ro.a1ación de la .er-ur0ación! $or e6e,.lo3 cier-as .er-ur0aciones de la .resión de un ,edio3 lla,adas sonido3 4eri8ican la ecuación an-erior3 aun
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Clases de ondas
Ondas Mecánicas: Es-as son las ondas
.ara -rans.or-arse3 co,o el a1ua3 el aire3 el resor-e o la cuerda! a2 -res -i.os de ondas Mec7nicas: Ondas Tans!esa"es: Es-as ondas /ace
,edio oscilen .er.endicular,en-e a la dirección de la .ro.a1ación de la onda! #a onda se ,ue4e a lo lar1o del resor-e /acia la derec/a3 .ero el resor-e ,is,o se des.la@a /acia arri0a 2 /acia a0a6o 8or,ando 7n1ulos rec-os res.ec-o al ,o4i,ien-o de la onda! #as ondas en un .iano 2 en las cuerdas de una 1ui-arra son e6e,.los re.resen-a-i4os de ondas -rans4ersales! Ondas L#n$i%&dina"es: Es-as Ondas /acen
,edio se ,ue4an .aralela,en-e a la dirección de .ro.a1ación de la onda! El des.la@a,ien-o del resor-e es-7n en la ,is,o dirección del ,o4i,ien-o de la onda! Un e6e,.lo de es-e -i.o de ondas es el sonido 2 la 8or,a en
lon1i-udinales 2 -rans4ersales! es decir cuando las ondas .ro8undas en un la1o o en el ocano son lon1i-udinales3 .ero en la su.er8icie
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del
a1ua
las
.ar-5culas
se ,ue4en
-an-o
.aralela
co,o
.er.endicular,en-e a la dirección de la onda! Ondas E"ec%#)a$n*%icas: Es-as ondas no neseci-an un ,edio .ara su
,o4i,ien-o3 2 4ia6an a -ra4s del es.acio con la 4elocidad de la lu@3 &3&3,Hs!
Sus
carac-er5s-icas
no
.ueden
ser
o0ser4adas
direc-a,en-e .or lo
C"asi(icaci+n de "as #ndas
#as ondas se clasi8ican a-endiendo a di8eren-es as.ec-os: En (&nci+n de" )edi# en e" ,&e se '#'a$an
i.os de ondas 2 al1unos e6e,.los!
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Ondas )ecánicas: las ondas ,ec7nicas necesi-an un ,edio el7s-ico
=sólido3 l5 .ara .ro.a1arse! #as .ar-5culas del ,edio oscilan alrededor de un .un-o 8i6o3 .or lo
el es.acio sin necesidad de un ,edio3 .udiendo .or lo -an-o .ro.a1arse en el4ac5o! Es-o es de0ido a
al-eran la 1eo,e-r5a ,is,a del es.acio%-ie,.o 2 aun
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En (&nci+n de s& '#'a$aci+n # (en%e de #nda
Ondas &nidi)ensi#na"es: las ondas unidi,ensionales son a
.ro.a1an a lo lar1o de una sola dirección del es.acio3 co,o las ondas en los ,uelles o en las cuerdas! Si la onda se .ro.a1a en una dirección Knica3 sus 8ren-es de onda son .lanos 2 .aralelos! Ondas -idi)ensi#na"es # s&'e(icia"es : son ondas
dos direcciones! $ueden .ro.a1arse3 en cual
direcciones! #as ondas -ridi,ensionales se conocen -a,0in co,o ondas es8ricas3 .or 2 las ondas elec-ro,a1n-icas!
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En (&nci+n de "a diecci+n de "a 'e%&-aci+n
Ondas "#n$i%&dina"es: son a
.ar-5culas del ,edio se ,ue4en =ó 4i0ran> .aralela,en-e a la dirección de .ro.a1ación de la onda! $or e6e,.lo3 un ,uelle
.ar-5culas del ,edio 4i0ran .er.endicular,en-e a la dirección de .ro.a1ación de la onda! ENER.IA Y AMPLITUD DE LAS ONDAS
Se /an de8inido las ondas co,o un 8enó,eno de -rans,isión de ener15a sin
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al1uno de los e6e,.los sencillos
De -al ,odo
3 es decir i1ual a la a,.li-ud3
-oda su ener15a ser7 .o-encial3 2 cuando .ase .or las .osiciones
-oda su
ener15a ser7 cin-ica3 es decir3 .asar7 a la 4elocidad ,7?i,a! $ero si
Dado
De dónde o0-ene,os
e,os
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En una cuerda en la
#a .erce.ción de una 8arola si-uada en un .un-o en el ca,.o 4a dis,inu2endo /as-a
$ero 4ea,os la .ri,era ra@ón de la dis,inución de la a,.li-ud A cuando la onda se .ro.a1a3 .ues 2a /e,os considerado
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#a dis,inución de la a,.li-ud se .roducir7 sie,.re
Si la onda se .ro.a1a en la su.er8icie del a1ua3 esa ener15a se -endr7
En el caso del sonido3 si s-e se .ro.a1a en un ,edio /o,o1neo 2 iso-ró.ico3 la onda 8or,ada es -ridi,ensional3 la ener15a del 8oco e,isor se dis-ri0u2e en-re -odos los .un-os de la su.er8icie de la onda
!
$ara de-er,inar la .o-encia en un .un-o del ,edio escri0ire,os:
Si nos encon-ra,os en un .un-o
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#la,a,os In%ensidad I de &na #nda a "a ene$/a ,&e a%a!iesa '# &nidad de %ie)'# '# &nidad de s&'e(icie 'e'endic&"a a "a diecci+n de '#'a$aci+n de "a #nda !
dado
endre,os
"a '#%encias en !a%i#s
# %a)-i*n en
3 "a
! Si se -ra-a de
encon-rar la .o-encia en un ele,en-o de su.er8icie 3 -endre,os:
$or eso se u-ili@a el ,e178ono o se 6un-an las ,anos alrededor de la 0oca3 .ues ello .er,i-e
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$ero lo ,is,o ocurrir7 con la in-ensidad! Si co,.ara,os la relación
2 3
encon-rare,os:
e,os .ues
O -a,0in:
#a a,.li-ud de la onda es in4ersa,en-e .ro.orcional a la dis-ancia a la 8uen-e de las .er-ur0aciones!
NIVEL DE INTENSIDAD DE LAS ONDAS
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El o5do /u,ano es sensi0le a un a,.lio in-er4alo de 8recuencias =audio8recuencias> e in-ensidades! #os es-udios 8isioló1icos /an .ues-o de ,ani8ies-o una relación lo1ar5-,ica en-re la in-ensidad de un sonido 2 la in-ensidad de nues-ra .erce.ción del ,is,o3 .or lo
siendo I ' una in-ensidad ar0i-raria de re8erencia
Hc,&3 4alor
El ni4el de in-ensidad sonora se e?.resa en decibelios =s5,0olo3 dB>3 siendo el ni4el ,7?i,o
I,a1ine,os el caso de un o2en-e 8i6o en el .un-o O 2 una 8uen-e sonora S es ,enor 3 es decir3 la
lon1i-ud
co,o l P v Hn'3
! Si la 4elocidad del sonido es v 2 la de la 8uen-e sonora es v S3 2 de
onda
del
sonido
es l 3
ser7
o
0ien3
! $or lo -an-o3 ser7:
Si3 en lu1ar de ale6arse3 la 8uen-e sonora se acercase al o2en-e3 la 8ór,ula ser5a la ,is,a con el si1no de v S ca,0iado3 es decir3 n P n'=v Q v S>Hv ! El e8ec-o Do..ler -a,0in se .roduce si es el o2en-e el
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.ar-iculares3 sólo de senos o sólo de cosenos>! #a u-ilidad de es-e -eore,a es-ri0a en 3 es .osi0le considerarlo 8or,ado .or la su.er.osición de los ,o4i,ien-os ondula-orios .uede o0-enerse co,o su,a de la serie: 2 P Asen ? Q (H Asen ? Q (H Asen ? Q !!! En la 8i1ura =0> se /an re.resen-ado los -res .ri,eros -r,inos de es-a serie3 2 en la =c> su su,a! O0sr4ese
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EL EFECTO DOPPLER
El e(ec%# D#''"e no es si,.le,en-e 8uncional al sonido3 sino -a,0in a o-ros -i.os de ondas3 aun
El e(ec%# D#''"e es el a.aren-e ca)-i# de (ec&encia de una onda .roducida .or el ,o4i,ien-o rela-i4o de la 8uen-e en relación a su o0ser4ador! Si
CAR# ISTHITIMEDI
Cuando se encuen-ra ,u2 cerca nues-ro el sonido se /ace dis-in-o3 lo escuc/a,os co,o si el coc/e es-u4iera .arado! #ue1o cuando con-inKa su 4ia6e 2 se 4a ale6ando lo
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INTINAHITIMEDIA Co,o .ueden 4er en la i,a1en3 el ,icró8ono ca.-a el sonido .roducido .or el coc/e 4erde con una onda ,enos in-ensa 2 ,enos a1uda3 lo ,is,o
Ee)'"#: Si escuc/a,os un sonido con 8recuencia de T@ en el aire3
Lcu7les son su .er5odo 2 su lon1i-ud de onda Solución:
P l ´ ''' l P H''' P '!(( ,e-ros es su lon1i-ud de onda T P (Hf P (H''' P ! V (' + se1undos es su .er5odo!
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PROPIEDADES DEL SONIDO
El -r,ino WsonidoX -iene un do0le sen-ido: .or un lado se e,.lea en sen-ido su06e-i4o .ara desi1nar la sensación Se dis.onen dos .andere-as3 .ró?i,as una 8ren-e a o-ra! De una de ellas se sus.ende un .e
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&> Den-ro de una ca,.ana en la de,ues-ra de,ues-ra ! $ara es-udiar el sonido en una di,ensión3 usare,os el -ra@ado de una 8or,a de onda sinusoidal si,.le! #a 8i1ura A es una onda sinusoidal!
AMPLITUD
#a .ri,era .ro.iedad
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4olu,en de la cadena de ,Ksica o del -ele4isor3 lo Si -ra0a67ra,os con es-aciones o edi-ores de audio di1i-al3 lo lla,ar5a,os a,.li-ud! #os dis.la2s de las es-aciones de -ra0a6o ,ues-ran el sonido 1ra0ado co,o una onda de sonido i@ se .resen-an en dos ca6as o /uecos rec-an1ulares uno al lado de o-ro! Cuando se re.roduce el sonido3 el dis.la2 se ,o4er7 2 4ere,os el .ro,edio del 4olu,en de una co,.le6a 8or,a de onda! Si los .un-os de lu@ o la a1u6a lle1an al 8inal de la escala3 en-onces /a0r7 dis-orsión! As53 es-e dis.la2 =en 8or,a de a1u6a o de .un-os lu,inosos> nos ,os-rar7 la a,.li-ud de la onda 2 nos .er,i-ir7 en -odo ,o,en-o sa0er cuando nos e?cede,os del 4olu,en o cuando es inaudi0le! FRECUENCIA
#a se1unda .ro.iedad es la 8recuencia! Se ,ide en ercios =er-@3 @> 2 nos .er,i-e sa0er a cuan-os ciclos .or se1undo 4a esa onda! Un ciclo es cuando la onda su0e /as-a un .un-o ,7?i,o de a,.li-ud3 0a6a /as-a a-ra4esar la l5nea cen-ral 2 lle1a /as-a el .un-o de a,.li-ud ,7?i,o ne1a-i4o 2 4uel4e a su0ir /as-a alcan@ar la l5nea cen-ral! El tono o altura de un sonido de.ende de su 8recuencia3 es decir3 del nK,ero de oscilaciones .or se1undo! El .rinci.io 2 el 8inal de un ciclo se ,ues-ra .or los nK,eros ( 2 & de la 8i1ura A! Es-a ,edida3
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de car-ulina a una sierra de disco: cuan-o ,a2or sea la 4elocidad de ro-ación del disco ,7s al-o ser7 el sonido .roducido! Cada no-a ,usical3 -iene un 4alor en ercios! Noso-ros 4e,os las 8recuencias re.resen-adas en nues-ras ,esas de ,e@clas o 1ra0ación co,o un con6un-o! As53 en la sección E* =ecuali@adora> de la ,esa .odre,os al-erar una 0anda de 8recuencias 2 ele1ir la
El timbre es la cualidad del sonido
o-ros sonidos de in-ensidad ,enor 2 de 8recuencia & n3 n3 n3 e-c! #os sonidos
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.a.el3 al acercar una 8uen-e de sonido al o-ro 0ra@o del dia.asón3 s-e en-ra en 4i0ración 2 la a1u6a re1is-ra so0re el .a.el la 4i0ración!
VELOCIDAD
Es-a es la .ro.iedad ,7s si,.le 2 .recisa del sonido! #a 4elocidad del sonido en un ,edio .uede ,edirse con 1ran .recisión! Se co,.rue0a
Su.oniendo
! Es-a e?.resión coincide con la de8inición del ,ódulo de
co,.resi0ilidad3 .or lo
Co,o en condiciones nor,ales es P P('( & $a 2 r P (3& J1H,3 sus-i-u2endo 4alores en la 8ór,ula se o0-iene v P &' ,Hs3 4alor
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#a.lace corri1ió a Ne[-on ra@onando
El sonido es un ,o4i,ien-o ondula-orio en-ran en 4i0ración al ,is,o -ie,.o 2 4i0ran con la ,is,a a,.li-ud!
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4I4LIO.RAFIA
/--.s:HHes![iJi.edia!or1H[iJiHOnda /--.:HH6esu0riJ!eres,as!co,H$ro.iedades\&'del\&'sonido!/-, /--.:HHconcurso!cnice!,ec!esHcnice&''H)]ondasH /--.:HH[[[![iJillera-o!or1HEner1\C\ADa]e]in-ensidad]de]las]ondas!/-,l /--.:HHla.lace!us!esH[iJiHinde?!./.H$o-encia]2]ener1\C\ADa]en]una]onda /--.:HH[[[!0a-an1a!co,HcuriosidadesH))H
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