Ondas Grado 11 Defiomf Kd

INSTITUTO TÉCNICO INDUSTRIAL
Física: Movimiento ondulatorio Grado: Once

Introducción:
Movimiento ondulatorio, proceso por el que se propaga energía de un lugar a otro sin transferencia de materia, mediante ondas mecánicas o electromagnéticas. En cualquier punto de la trayectoria de propagación seproduce un desplazamiento periódico, u oscilación, alrededor de una posición de equilibrio. Puede ser una oscilación de moléculas de aire, como en el caso del sonido que viaja por la atmósfera, de moléculas de agua (como en las olas que se forman en la superficie del mar) o de porciones de una cuerda o un resorte. En todos estos casos, las partículas oscilan en torno a su posición de equilibrio y sólola energía avanza de forma continua. Estas ondas se denominan mecánicas porque la energía se transmite a través de un medio material, sin ningún movimiento global del propio medio. Las únicas ondas que no requieren un medio material para su propagación son las ondas electromagnéticas; en ese caso las oscilaciones corresponden a variaciones en la intensidad de campos magnéticos y eléctricos.Onda: Es una vibración que viaja a través del espacio o en un medio elástico, transportando energía sin que haya desplazamiento de masa.

Ver animación en: http://www.sc.ehu.es/sbweb/fisica/ondas/ondaArmonica/ondasArmonicas.html

Elementos de una onda

Nodos(N): puntos cuya amplitud es cero.
Cresta: parte superior de la onda
Valle: parte inferior de la onda.
Antinodo(A): puntos que oscilan conmáxima amplitud.
Longitud de onda (λ): distancia recorrida por la onda en el tiempo de un periodo (T). Se puede calcular midiendo la distancia entre tres nodos consecutivos.

Clasificación de las ondas
De acuerdo con el medio de propagación:
Mecánicas: necesitan de un medio elástico que vibre
Electromagnéticas: Se pueden propagar en el vació.
Ver animación en:http://www.educaplus.org/play-321-Onda-electromagn%C3%A9tica.html

De acuerdo al movimiento de las partículas del medio:
Ver animación en: http://www.educaplus.org/play-127-Ondas-longitudinales-y-transversales.html

Transversales: Las partículas del medio vibran perpendicularmente a la dirección de propagación de las ondas.

Longitudinales: las partículas del medio vibran paralelamente a la dirección de propagación de las ondas.Velocidad Mientras la partícula baja y sube con un tiempo de un periodo (T), el punto de máximo desplazamiento o cresta de la onda recorre una distancia, llamada longitud de onda (λ), con velocidad de propagación (v) constante, o sea: para la onda tenemos ó
Velocidad de las ondas transversales
Velocidad de propagación de una onda, a partir de las propiedades del medio.
, donde (T) es la tensiónde la cuerda en Newton(N), y (μ) es la masa por unidad de longitud ó (kg/m).

Ecuación de una onda
Caso 1
(Aquí se ha supuesto que en t=0 y x=0, la elongación correspondiente es máxima).
Porque
Caso 2
(Si para t=0 y x=0 la elongación es , porque
Donde (A) es la amplitud, (ω) la frecuencia angular (rad/s), (k) número de onda angular (rad/m).
Ejemplo de aplicación

Sea la ecuación de onda , ladistancia en cm y el tiempo en segundos.
Observamos y vemos que la ecuación de onda no se encuentra en su forma general, luego , la amplitud de esta onda es A= 3 cm, la frecuencia angular es ,
El periodo es luego , la frecuencia es , luego , la longitud de onda es , luego , la velocidad de propagación es , luego , la onda sedesplaza hacia los equis(x) positivos, debido al signo negativo delante de equis(x).

Actividad de aplicación
Las preguntas 1 a 3 se basan en la siguiente información:
Sea la ecuación de una onda: (Las distancias en cm. Y los tiempos en s)
1. La frecuencia de esta onda es:
a. 0.05Hz b. 0.1 hz c. 10 Hz d. 20 Hz e. 20π Hz
2. La longitud de onda es:
a. 0.05...