CARACTERIZACIÓN DE ONDAS MECÁNICAS

DEFINICIÓN DE ONDA MECÁNICA:

Una Onda Mecánica es la propagación de una perturbación del medio mismo.

Este medio tiene que ser “elástico”, es decir, que puede deformarse y recuperarse para que pueda trasmitir la perturbación.

También puede decirse que:

Una onda es un movimiento oscilatorio de un conjunto de partículas enlazadas por fuerzas físicas, que fue originado en un punto y se trasmitió hacia otros puntos.

El medio perturbado o las partículas perturbadas NO son las que viajan, las partículas solo realizan movimientos verticales u horizontales, lo que viaja es el patrón o forma general de la perturbación.

La onda transporta energía, ya que para ir moviendo las partículas en la perturbación se requiere ir aplicando trabajo mecánico al sistema.

CLASIFICACIÓN DE LAS ONDAS

Según el medio por el que se propagan:

Ondas Mecánicas

Son las que se originan y propagan en un medio como el agua, el gas o un sólido, tales como las ondas sonoras, las olas del mar.

Ondas Electromagnéticas

Son las ondas que se propagan en el “vacío” y que son generadas por un campo eléctrico o magnético, tales como los rayos X, la luz visible, los rayos ultravioletas.

Ondas Gravitacionales

Que en teoría son ondas que se originan por la presencia de materia y se propagan por el espacio-tiempo

Por la dirección de la perturbación:

         Ondas Longitudinales

Son las ondas en las que sus vibraciones de la perturbación se producen en la misma dirección que la de su propagación.

Ondas Transversales

Son las ondas en que sus vibraciones de la perturbación se producen en dirección perpendicular a la de la propagación de la onda.

Por el tiempo de duración o Periodicidad:

         Ondas Periódicas o Tren de Ondas

Cuando la perturbación es repetitiva y uniforme

         Onda No Periódicas o Pulso

Cuando solo es una perturbación.

Por las dimensiones que utilizan para propagarse:

         Ondas Unidimensionales

Son las ondas que se propagan a lo largo de una sola dirección en el espacio, como la onda que se propaga en una cuerda.

         Ondas Bidireccionales

Son las ondas que se desplazan en un plano, tales como las ondas que se producen en un lago después de dejar caer una piedra en el.

         Ondas Tridimensionales

Son las ondas que se desplazan esféricamente, tales como el sonido o las ondas electromagnéticas

Por su interacción con ellas mismas:

         Ondas viajeras

Son las ondas que se trasmiten indefinidamente en un medio de longitud infinita

         Ondas Estacionarias

Son las ondas que se trasmiten en un medio de longitud finita.

Características de las ondas:

Las ondas se pueden estudiar a través de sus elementos y características físicas que presenten tales como:

Longitud de onda (λ):

Es la distancia que hay entre 2 crestas (puntos más altos de la onda) o valles (puntos más bajos de la onda).

Amplitud (A):

Es la distancia entre el punto de equilibrio y el máximo desplazamiento alcanzado.

Frecuencia (f):

Es el número de ciclos o vibraciones completas que pasan por un punto en 1 segundo. Su unidad de medida es el Hertz = (#ciclos / segundo)

Periodo (T):

Es el tiempo en el que se produce un ciclo completo o una vibración completa. La unidad de medida son los segundos, pero también es igual al inverso de la frecuencia: Periodo (T) = 1 / Frecuencia(f).

Velocidad de propagación:

La velocidad de propagación de una onda es la velocidad con la que se propaga la onda en el medio perturbado.

Esta velocidad puede ser muy baja como la velocidad de una onda en un estanque (30m/s) o tan alta como la velocidad de la luz (300,000 km /s).

FORMULA DE LA VELOCIDAD DE UNA ONDA

La velocidad de propagación se obtiene con las siguientes formulas:

Intensidad de una onda:

La intensidad de una onda es la cantidad de energía que trasmite una onda a través de una unidad de superficie perpendicular a la dirección de propagación en una unidad de tiempo:

UNIDAD DE MEDIDA DE LA INTENSIDAD DE ONDA

La unidad de medida de la intensidad de onda es el Julio/m2*s o el Watt/m2(en el sistema internacional)

EJEMPLOS:

1.- Determina la velocidad con la que se propagan las ondas en un estanque de agua, cuando estas tienen una longitud de onda de 0.5 m y son emitidas con una frecuencia de 3 Hertz.

         Primero determinamos la formula a utilizar:

         Sustituimos nuestros valores:

         Realizamos las operaciones y obtenemos:

         Recuerda el valor del Hertz. Se utilizó para hacer las operaciones.

Puedes consultar mas ejemplos y ejercicios en nuestras guías.

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