Movimiento Ondulatorio

Movimiento OndulatorioSe produce al perturbar un medioLa perturbacin se propaga por el medioFsicamente se puede manifestar como energa (calor, luz, sonido), momentum (presin). Sin embargo alguna de estas puede no notarse

La velocidad depende de las caractersticas del medioTransporta energa sin transportar materiaCuando la onda va progresando por distintos lugares del espacio: onda viajera.Cuando la onda se manifiesta en una regin restringida del espacio: onda estacionaria

Cuando la onda pasa por el medio las partculas oscilan en su punto de equilibrio, pero es la perturbacin la que viaja.

Segn el medio de propagacin se clasifican en:Mecnicas:Necesitan de un medio para poder viajar, se propagan por el choque de las partculas del medio.(sonido, ondas en el agua, pulso sanguneo) Ondas Electromagnticas, viajan por cualquier parte incluso en el vaco. Estn formadas por un Campo Elctrico (E) y un Campo Magntico (B) que oscilan perpendicularmente entre si.(Luz, ondas de radio, rayos X, raros csmicos, rayos UV)

Pulso o perturbacin; es un solo pulso que viaja por el medio, el cual se vuelva a repetir en un tiempo muy largoOnda peridica; es una perturbacin que se repite en forma peridica en el tiempoSegn el nmero de oscilaciones se clasifican en:

Segn la direccin de propagacin se clasifican en:Longitudinales; las partculasoscilan en forma paralela a la direccin de la ondaTransversales; las partculas oscilan en forma perpendicular a la direccin de la onda

Dimensiones de vibracinUnidimensionales; en una sola direccin (ondas unidireccionales) (cuerda)

Bidimensionales; en el plano (ondas planas) (agua)

Tridimensionales, en el espacio (ondas esfericas) (sonido,OE)

Caractersticas de las ondasFrecuencia (f)Longitud de onda (l)Velocidad de la onda (v)

V=lf

Ondas senoidalesConsiderando la periodicidad de la perturbacin (oscilacin), se tiene la siguiente ecuacink=nmero de onda (vector de onda)w=frecuencia angularf=constante de fase

ejemploUna onda viaja en el sentido de las x positivas, con una amplitud de 15,0 cm, una longitud de onda de 40,0 cm y una frecuencia de 8,0 Hz. En t=0 y x=0 se tiene Yo=5. cm Determine:el nmero de onda, la frecuencia angular y el periodola constante de fase y escriba la funcin de ondala velocidad de la ondaLa posicin de un punto para t=0,32 s y x=0,25 m

SuperposicinCuando sobre un punto del medio concurren dos ondas el efecto neto resulta de la composicin de ambas perturbaciones. Pasado el punto de encuentro, cada onda contina como si nada hubiera ocurrido, sin modificarse por el encuentro.

Onda Mecnicaonda en una cuerdaLa velocidad depende de la tensin de la cuerda (F) y de su densidad de masa lineal (u)

Onda mecnicasonidoSonido (onda sonora)Velocidad depende de las caractersticas elsticas del medio Slido

Y=mdulo de Youngd=densidad

Fluido

B=modulo de volumend=densidad

Aire

Infrasonica f< 20 Hz 20 Hz < onda audible < 20 000 Hz 20 000 Hz < UltrasonicasOnda mecnicasonido

MaterialTemp. C Velocidad del sonido m/sAluminio205100Cobre203570Hierro204910Plata202600Oro201740Agua201481Agua de mar131500Alcohol etil.251207Alcohol metil.251103Acetona251174Amoniaco0415aire0331,4monox. carbono25338diox. carbono25259

Propiedades de las notas musicales de la escala principalFRECUENCIA (Hz) LONGITUD DE ONDA (m)(Invariante a la propagacin) (Aire seco a 20 C, a presin normal)

DO 261.63 1.30RE 293.661.16MI 329.631.03FA 349.230.97SOL 392.000.87LA 440.000.77SI 493.880.69

Intensidad del sonidoPara el sonido se define la intensidad a la razn entre la potencia y el rea que atraviesa

I=P/A (W/m2)

Umbral de audicin Io=1x10-12 (W/m2)Umbral del dolor I=1 (W/m2)Escala deciblica b=10 log (I/Io) dB

Ejemplo: determine el umbral de audicin y el umbral del dolor en la escala deciblica

Intensidad del sonidoLa voz humana produce sonido en el rango 100 Hz a 10000 Hz, pero prcticamente toda a informacin verbal est contenida en la regin de 200 Hz a 6000 Hz. La banda de frecuencia para la inteligibilidad de la palabra (entender palabra y frases) est contenida entre 500 Hz y 2500 Hz

Efecto Doppler Cuando la fuente o el observador se mueven se produce un cambio aparente en la frecuencia de la onda. Si la onda se mueve a una velocidad V, la fuente a una velocidad Vs y el observador a una velocidad Vo, se puede escribir

V=velocidad de la ondaVs= velocidad de la fuenteVo= velocidad del observadorPositivas si se acercan Negativas si se alejan

ejemplo1.- Un tren se mueve 40 m/s. La locomotora emite un silbido que tiene una frecuencia propia de 450 Hz. Determine la frecuencia que recibe un observador A que ve alejarse el tren y otro observador B que ve acercarse el tren. Considere la velocidad del sonido en ese lugar 340 m/s.

2.- La sirena de un carro de bomba emite un sonido de 850 Hz.Un da en que la temperatura es de 10C, el carro acude a un llamado, movindose hacia la derecha con una velocidad de 140 km/h. Por la misma pista se mueven dos carros A y B a velocidades vA=90 km/h y vB=70 km/h, A delante del carro y B detrs del carro. Por la pista contraria un carro C que lleva una velocidad vC=100Km/h ve acercarse al carro de bomba: encuentreLa longitud de onda de la ondaLa frecuencia y longitud de onda que reciben los observadores A y BLa longitud de onda que recibe el observador C