Ondas Caracteristicas Clasificación

UNIDAD 2: ONDAS Y SONIDO MOVIMIENTO ARMÓNICO SIMPLE.

Si observamos el movimiento de la lenteja de un reloj de péndulo, notaremos que esta oscila a un lado y otro de un punto de equilibrio. Este movimiento recibe el nombre de movimiento movimiento oscilatorio. Cuando las oscilaciones son pequeñas y no hay rozamiento se dice que se trata de un movimiento armónico simple (MAS). Describimos (MAS).  Describimos este movimiento porque las fuentes de ondas vibran de esta forma. os principales elementos de este movimiento son!  Posición de equilibrio equilibrio :

Es el punto de referencia del movimiento movimiento oscilatorio. Ejemplo!

E  Elongación (x):

a distancia medida desde el punto de equilibrio hasta cualquier punto de la trayectoria en un instante cualquiera. Se mide con unidades de lon"itud.

 Amplitud (A): Es el m#$imo desplazamiento que tiene un cuerpo que se mueve con %&S, con respecto al  punto de equilibrio. equilibrio. 'ambién 'ambién se puede decir que es la m#$ima m#$ima elon"aci(n elon"aci(n que tiene el cuerpo al moverse con %&S. Se mide con unidades de lon"itud. Velocidad (v): Es m#$ima en el punto de equilibrio y nula en los E$tremos.  Energía cinética cinética (Ec=  mv ! ):

Es la capacidad de realizar un trabajo en virtud de la velocidad. Como se ve, es m#$ima en el  punto de equilibrio equilibrio y nula en los e$tremos. e$tremos. Se mide en )oules. )oules. ! En el punto de equilibrio  Ec =  m vm"x   Energía el"stica el"stica (Ee =  #x ! ):

Es la que tiene un medio el#stico después de ser deformado por una fuerza e$terna. * + es la constante del medio el#stico en -m $, es la elon"aci(n en metros. En los e$tremos es m#$ima la ener"/a el#stica y nula en el punto de equilibrio.

En un e$tremo  Ee =  #$A!  Energía total:

En cualquier punto de la trayectoria la ener"/a total es Ec 0 Ee + constante.

 Aceleración (a): Es m#$ima en los e$tremos y nula en el punto de equilibrio. Este vector siempre est# diri"ido hacia el centro ésta es una caracter/stica del %&S. Se mide en m-s-s + m-s 1. %uer&a ('):

Es m#$ima en los e$tremos y nula en el punto de equilibrio. Se da en e2tons tiene la misma direcci(n de la aceleraci(n. 3 + *.$. Sus componentes ya son conocidos se observa que la fuerza y elon"aci(n son proporcionales.

%recuencia ('): Es el n4mero de oscilaciones completas que da el cuerpo por unidad de tiempo. Se e$presa

 f  

n =

t  matem#ticamente esta relaci(n mediante!   56.67 donde n  es el n4mero de oscilaciones que se han tomado y t  el tiempo en se"undos que se ha tardado en oscilar ese n4mero de veces. a unidad de frecuencia es el hertz 58z7 que equivale a una oscilaci(n por se"undo.  Periodo (): Es el tiempo que se tarda un cuerpo que se mueve con %&S en una oscilaci(n completa. Su

T  valor est# dado por

t  =

n  56.17 y se mide en se"undos.

De la relaci(n entre las ecuaciones 56.67 y 56.17 se deduce que la frecuencia es el inverso del

 f    periodo y viceversa, esto es

=

6

T 

T  y

=

6

 f   . '.f+6

  ONDAS:

a ener"/a se traslada de un punto a de dos maneras! a7 con desplazamiento de materia 5un  bal(n de f4tbol en movimiento7, b7 sin desplazamiento de materia 5onda7. 9na onda se "enera por la vibraci(n de un elemento material, por ejemplo, las cuerdas de una "uitarra 5sonido7 o los electrones un #tomo 5luz7. Esta vibraci(n que se desplazada a través del espacio, trasladando la ener"/a de la fuente, se llama onda.

Se representa una onda mediante una l/nea sinusoidal

 Elementos de una onda

as partes superiores de una onda se denominan crestas y las inferiores valles. a distancia que hay entre la cima de dos crestas o dos valles consecutivos toma el nombre de longitud de onda y se representa mediante la letra "rie"a lambda 5 λ7. a amplitud de la onda est# dada por la distancia de la l/nea de equilibrio hasta la cresta o el valle. :tros elementos importantes de una onda son los si"uientes!  Frecuencia (f): es el n4mero de ondas que pasan por un punto en la unidad tiempo y se e$presa en hertz.  Periodo (T): Es el tiempo que tarda una onda en recorrer una distancia i"ual a una lon"itud de onda. Velocidad (v): a velocidad de una onda en su forma fundamental est# dada por el producto de v λ  f   la lon"itud de onda por la frecuencia esto es y se e$presa en m-s. =

 Energa de una onda mec!nica: siendo la onda un movimiento oscilatorio que se transmite en el espacio, su ener"/a depende de la ener"/a del movimiento oscilatorio y viene dada por!  E  1π  1 mf  1 A 1   donde m es la masa de la part/cula oscilante, f   la frecuencia de la onda y A la amplitud. =

 "ntensidad de una onda: es la relaci(n entre la potencia 5;7 y el #rea 5&7! ;-&. a unidad! 2attio - m1.  lases de ondas

as ondas se clasifican de dos maneras! a7 en funci(n de la direcci(n del movimiento de las  part/culas oscilantes pueden ser! #ndas transversales cuando la direcci(n del movimiento de las part/culas es perpendicular a la direcci(n de propa"aci(n de la onda. 3i". 6.<

 

3i".6.<

$ndas longitudinales: cuando la direcci(n del movimiento de las part/culas es la misma que la de propa"aci(n de la onda y se produce por medio de compresiones y e$pansiones del medio. 3i".6.=.

 

3i".6.=

 b7 ;or la forma como se producen pueden ser! ondas mec!nicas cuando se ori"inan en la oscilaci(n de medios el#sticos y no pueden por consi"uiente propa"arse en el vac/o. ;or  ejemplo! el sonido. #ndas electromagn%ticas: son aquellas que se ori"inan por oscilaciones de electrones lo cual  produce oscilaciones de los campos eléctricos y ma"néticos. ;or ejemplo! ondas de radio, '>, luz, rayos ?. Se caracterizan por que todas viajan a la velocidad de la luz, esto es < $ 6@ A m-s y no necesitan de un medio el#stico para propa"arse

E)EBC:S

6. De al"unos ejemplos de de movimiento oscilatorio 1. En qué se diferencia la frecuencia del periodo en el %&S <. ;or qué se dice que la frecuencia es el inverso del periodo =. Fué suceder/a con la elon"aci(n & si el peso 5mg 7 disminuye G. a amplitud de un resorte & que se mueve con %&S es de = cm y la de otro resorte es de 1 cm, cu#l tiene mayor ener"/a H. Cu#l es el ori"en de toda onda I. Es i"ual el periodo en el %&S que el periodo en una onda )ustifique su respuesta. A. C(mo se mueven las part/culas del medio en una onda a7 transversal, b7 lon"itudinal