Ondas
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ONDA: Perturbación que viaja a través de un medio o del espacio, transportando energía sin que haya transporte de materia.
1. DE ACUERDO AL MEDIO DE PROPAGACIÓN PUEDEN SER:
• ONDAS MECÁNICAS: Este tipo deondas necesitan un soporte materialpara su propagación.
• ONDAS ELECTROMAGNÉTICAS: éstasno requieren medio alguno depropagación, se propagan en elvacío.
2. DE ACUERDO AL NÚMERO DE OSCILACIONES PUEDEN SER:
• PULSO O PERTURBACIÓN: En estetipo de ondas las partículaspermanecen en reposo hasta quellega el pulso, realiza unaoscilación, luego permanece enreposo.
Se clasifican de acuerdo a ciertos criterios así:
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ONDA PERIÓDICA: En éstas la partícula tiene movimientoperiódico, pues la fuente perturbadora vibra continuamente.
3. DE ACUERRDO CON LA DIRECCIÓN DE PROPAGACIÓN PUEDEN SER:• ONDAS TRASVERSALES: en éstas el desplazamiento de la partícula inicial es
perpendicular a la cadena y las otras partículas oscilan perpendicular a ladirección de propagación de las ondas.
• ONDAS LONGITUDINALES: Ocurren cuando el desplazamiento de la partículainicial es paralela a la cadena y las otras partículas oscilan en la misma direcciónen que viaja la onda.
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TÉRMINOS ASOCIADOSAmplitud: Es la máxima separación de su punto de equilibrio.
Cresta: Es el punto máximo de desplazamiento de la Onda (la onda ensu parte superior).
Valle: El punto mínimo de desplazamiento de la onda ( la onda en laparte inferior).
Longitud de Onda (λ): Es la distancia que hay entre dos crestas o dosvalles de onda consecutivos.
Frecuencia: Es el número de crestas de onda que pasa por un puntodeterminado cada segundo.
Velocidad: Se refiere a la longitud recorrida por la Onda en surespectiva unidad de tiempo. Es constante.
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ECUACIONES
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EJERCICIOS
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FENÓMENOS ONDULATORIOS
• REFLEXIÓN: éste fenómeno se presenta cuando la ondaexperimenta un cambio en su dirección depropagación, debido a que la onda choca con algúnobstáculo.
• REFRACCIÓN: éste fenómeno se presenta cuando laonda experimenta una variación en su velocidad, debidoa que la onda cambia el medio de propagación.
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• DIFRACCIÓN: éste fenómeno se presenta cuando la onda pasacerca de un obstáculo o a través de un orificio de menor tamañoal de la longitud de onda, lo cual produce un cambio en lacurvatura de la onda.
• INTERFERENCIA: Se refiere a la superposición de dos ondas, esdecir, cuando en un punto coinciden más de una ondaproveniente de fuentes diferentes; en este caso la elongación dela onda es la suma algebraica de las elongaciones de las ondasincidentes.
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La interferencia que se presenta entre dos ondas puede ser constructiva odestructiva.
La Interferencia constructiva ocurre si las dos ondas llegan en fase a unpunto, en este caso la diferencia de camino es un número entero de longitudesde onda y la amplitud total del movimiento resultante aumenta.
La interferencia destructiva ocurre cuando las ondas llegan en oposición de fase(desfasadas) ; en este caso la diferencia de camino es un número impar delongitudes de onda dividido por dos y la amplitud de la onda resultantedisminuye.
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CUERDAS VIBRANTES: consideremos una cuerda fija en los extremos, la cual se hace vibrar produciendo ondas estacionarias, con nodos en los extremos y cierto número de nodos entre ellos.
Como la distancia entre cada nodo es media longitud de onda ( λ/2), la longitud de la cuerda viene dada por: (n=1,2,3,…)
La longitud de la onda :
Puesto que , deducimos entonces que
Y como concluimos que las frecuencias en una cuerda son:
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TUBOS SONOROS: son cavidades que contienen aire y producen sonido alhacer vibrar las moléculas encerradas. Encontramos dos tipos: abiertos ycerrados.
• Tubos abiertos: son aquellos que poseen dos o más aberturas, en los dos extremos de un tubo abierto se forma un antinodo.
Al igual que en una cuerda vibrante la longitud del tubo será:
Y la frecuencia del tubo estará determinada por
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Tubos cerrados: Poseen una sola abertura. Cuando se comprimeel aire en un tubo cerrado, al ejercer presión sobre laembocadura, se produce un antinodo en el extremo abierto y unnodo en el extremo cerrado.
En este caso la longitud del tubo puede ser:
Y la frecuencia del tubo será: