Ondas

Que es?

Es una perturbación que se propaga desde el punto en que se produjo hacia el medio que rodea ese punto , es decir movimientos armónicos simples continuos .

! Viaja energía no materia. 

Ejemplo : Las olas , se pasa energía de arriba abajo

Los grandes descubridores de las ondas electromagnéticas fueron Maxwell (Edimburgo,13 de junio de 1831–Cambridge,5 de noviembre de 1879) quien postuló la existencia de estas ondas aclarando el problema de la naturaleza de la luz, y además unir la electricidad, el magnetismo y la óptica en una misma rama. Sin embargo no pudo demostrar su existencia , fue Hertz (Hamburgo el 22 de febrero de 1857 muere en 1894). 20 años después ,en 1887, el primero en producir ondas electromagnéticas y con ello confirmar las leyes de Maxwell.

                                                                                  Maxwell                                                              Hertz

Como se originan ?

Sucesión de partículas que existe .

Elementos de una onda 

-Longitud de onda : λ  Es la distancia entre tres nodos consecutivos o distancia que hay cresta a cresta.
- Amplitud : Distancia vertical entre una cresta y el punto medio de la onda
- Cresta : Punto mas alto de la onda
- Valle: Punto mas bajo de la onda
- Linea de equilibrio : Por donde pasa la onda
                             
                                 


Elementos del movimiento ondulatorio 

- Frecuencia
- Periodo
- Velocidad 

Formulas :            V= λ/T                   &            V= λ*f

! Si es corta o larga se demora según su velocidad .

Ejemplo

La longitud de una onda en un hilo es de 50 cm y T= 0.1 Seg. Calcular la velocidad .

                            V=λ/T                                            50 cm= 0.5m

                         V= 0.5/0.1

                         V= 5 m/s


Clasificación de las ondas 

1. Según su dirección de propagación 

• Longitudinales : Las ondas oscilan en la misma dirección de la propagación.    

Ejemplo : Sonido

• Transversales : Las ondas vibran perpendicularmente a la propagación .           

Ejemplo: Movimiento de una bandera .

     2. Según su medio 

• Mecánicas : Necesitan materia para poder viajar.   Ejemplo : Sismos , olas.
• Electromagnéticas : Viajan halla o no halla materia.   Ejemplo : Luz.

     3. Según su dimensión 

• Ondas unidimensionales     Ejemplo : Cuando sueltas una cuerda
• Ondas bidimensionales       Ejemplo : Lanzas una piedra al agua.
• Ondas tridimensionales       Ejemplo : Cuando hablas en un cuarto o x lugar, todos te                                                escuchan.

https://www.youtube.com/watch?v=FjBR1ehTUXM

Ondas según su medio y según su dimensión

     4. Según su numero de oscilaciones

• Pulso : Una onda
• Periódicas : Viajan ondas     

Ejemplo : Latidos del corazón .

Velocidad de onda

Cuando la onda viaja por un medio cualquiera puede usarse estas 2 ecuaciones :

                                                       V=λ/T       &           V= λ*f

Pero si viaja por un medio mecánico como una cuerda , la ecuación sera :

                                    V=Tension/µ          &           µ=m/L         µ= Miu

                                                                                                        L= Longitud

                                                                                                        m=Densidad

                                                                  Ejemplo

La velocidad de propagación de un movimiento ondulatorio es de 2000 cm/s . Si la frecuencia es 4 Hz . Cual es el valor de su periodo y la longitud de onda .

                          V=2000 cm/s = 2 m/s

                          f= 4Hz

                                                                T= 1/f                                   λ= v/f

                                                                T=1/4                                   λ= 2/4

                                                                T= 0.25 seg.                        λ= 0.5 seg

Fenómenos ondulatorios 

- Reflexión : Cuando la onda choca contra un obstáculo , el cual se manifiesta con un cambio de dirección .

                                             

- Refracción : La onda pasa de un medio a otro , variando su velocidad de propagación .

- Difracción : La onda pasa atreves de un orificio produciendo un cambio  de curvatura al pasar por la abertura , bordeando el obstáculo .

                                   

                                       

- Polarización : Reducen todos los planos de vibración de la onda a uno solo .

- Principio de Huygens : Cada punto de una fuente de onda se puede considerar como nueva fuente generadora de ondas .

- Superposición : Dos o mas ondas atraviesan la misma región del espacio independiente unas a otras.

                                                       

- Interferencia : Viene después de la superposición donde en un punto se conectan mas de una onda . Hay dos tipos : Interferencia constructiva e interferencia destructiva .

Ondas estacionarias 

Es el resultado de la superposición de dos ondas armónicas de iguales amplitudes e iguales frecuencias pero que viajan en sentidos contrarios .

Onda armónica : Produce un sonido 

! Amplitud y frecuencia están en sentidos contrarios .

 

                                  Taller de repaso

1. La longitud de onda de un movimiento ondulatorio es de 50 cm y una frecuencia de 10 Hz. Cual es su velocidad.

R/ 5 m/s

2. Calcula la longitud de onda del sonido producida por una cuerda de una guitarra cuya frecuencia es de 440 Hz . Siendo la velocidad del sonido en el aire 340 m/s.

R/ 0.772 m

3. La velocidad de propagación de un mov . ondulatorio es de 2000 cm/s . Si la frecuencia es 4 Hz , cual es el valor de su periodo y la longitud de onda .

R/  T= 0.25 seg      λ= 0.5 seg

4. Hallar el valor de la frecuencia de la estación transmicion del " vikingo I Y II" al enviar desde marte hacia la tierra ondas de radio cuya longitud es de 20 cm ( velocidad de la luz = 300.000 km/s)

R/ 1.5X10^9 Hz.

5. Un diapasón vibra a 256 v/s produciendo una onda de 130 cm de longitud . Cual es la velocidad de la onda? 

R/ 332.8 m/s

6. Se escucha en una estación de radio H.J.D.X en 1070 kilo Hz ( ondas largas) , L.R.X.Q en 120 kilos Hz ( ondas cortas) . Cual es el valor de las longitudes de onda de dicha emisora? ( v=3.10^8 km/s).

R/ X1= 280.37 m      X2= 2500 m.

7. Una cuerda tiene 6 m de longitud y una masa de 60 gr . Se encuentra tensionada con una fuerza de 25 N , si la cuerda vibra con una frecuencia de 10 vibraciones x seg. Calcular la longitud de onda.

R/ 0.5 Hz