Las Ondas
1.- Concepto de onda. Es la propagación de una perturbación a través del espacio en un intervalo de tiempo. Perturbación que sin ser en si misma algo material viaja de un sitio a otro transportando energía sin transporte de materia.
1.1.- Movimiento oscilatorio. Es el movimiento según el móvil recorre siempre el mismo camino, una vez en un sentido y otra en sentido contrario. 1.2.- Movimiento ondulatorio. Es el que se produce cuando se perturba la superficie del agua en reposo y se manifiesta en forma de ondas. También se puede decir, que es la ausencia del transporte neto de partículas materiales. Por ejemplo: si se coloca una hoja en el agua, mientras ocurre el movimiento ondulatorio, cuando la perturbación la alcanza se ve cómo la hoja no avanza sino, que sube y baja. Es decir, que la perturbación no arrastra el agua en estado de reposo, sino que la altera en forma de ondas.
1.3.- Ondas Mecánicas. Son aquellas que necesitan de un medio material para propagarse. También, son aquellas que se desplazan en medios deformables o elásticos. Aquí la que se desplaza es la onda y no las partículas del medio. Estas ondas también reciben el nombre de ondas materiales porque necesitan un medio material para propagarse. Por ejemplo: las ondas de sonido son ondas mecánicas que se pueden propagar por el aire, líquidos o materiales sólidos.
1.4.- Ondas electromagnéticas. Este tipo de onda no necesita de un medio material para propagarse, sino, que lo puede hacer en el vacío, es decir, en ausencia de partículas que transportan la energía de la onda. Sin embargo, también pueden propagarse a través de un medio material. Por ejemplo: las ondas de radio, la luz visible, los rayos x y las microondas.
1.5.- Ondas transversales y longitudinales. Ondas Transversales Son aquellas cuyas partículas del medio vibran en dirección perpendicular a la dirección en que se propaga el movimiento ondulatorio. Por ejemplo: las ondas en las superficies de los líquidos. Si se coloca una cuerda sobre un plano horizontal y la hacemos un desplazamiento horizontal, se efectuara una vibración que se propagara en forma de onda.
Ondas Longitudinales Son aquellas cuyas partículas del medio vibran en la misma dirección en la que se propaga el movimiento ondulatorio. Por ejemplo: si colocamos un resorte y hacemos que uno de sus extremos oscilen hacia arriba y hacia abajo, notamos que los movimientos de las partículas tiene la misma dirección en que se propaga la perturbación.
2.- Ondas que se propagan en resortes. Las ondas que se propagan en resortes son las ondas mecánicas.
2.1.- Características. * Necesitan de un medio material para propagarse. * Se propagan por el aire, líquidos o materiales sólidos. * Se desplazan en medios deformables o elásticos. * Se desplaza la onda y no la partícula.
2.2.- Pulso incidente. Es cuando se produce un pulso que se dirige hacia la derecha y la elongación de la onda incidente es positiva.
2.3.- Pulso reflejado. Es el que se produce cuando la onda al chocar en un punto regresa hacia la izquierda como una onda reflejada, esta onda es negativa.
2.4.- Elongación. Es la distancia comprendida entre cualquier punto de una onda y la posición de equilibrio.
2.5.- Amplitud. Se refiere a la altura de una cresta o a la profundidad de un valle. A mayor amplitud de la onda mayor es la energía que se prepaga.
2.6.- Reflexión. Se llama reflexión de una onda al cambio de dirección que experimenta en su propagación al chocar con un obstáculo, regresando por el mismo medio de llegada.
2.7.- Principios de superposición Es la mayor diferencia que existe entre el movimiento de las ondas y el de las partículas, las ondas no muestran ninguna clase de atracción o repulsión entre ella, a diferencia de la interacciones entre partículas. Por esto dos ondas pueden convivir en el mismo punto sin inconveniente.
2.8.- Interferencia Se llama interferencia al fenómeno ocurrido cuando dos o más ondas al encontrarse dan como resultado una onda que puede ser más fuertes, más débil o anularse. La interferencia se origina cuando dos o más frentes de ondas se superponen simultáneamente.
2.9.- Refracción. Se origina cuando estas pasan de un medio a otro de distinta densidad, o bien cuando el medio es el mismo pero, están en condiciones diferentes. En el agua, la velocidad de propagación de las ondas es diferente a distintas profundidades. Se llama refracción de ondas al cambio de dirección que experimenta un movimiento ondulatorio cuando pasa de un medio a otro por variar su velocidad de propagación.
2.10.- Pulso refractado Es el pulso que continua por el resorte, se propaga por encima de la línea de equilibrio y su rapidez y amplitud son menores que las del pulso incidente.
2.11.- Pulso reflejado Es el pulso que se devuelve en el resorte, se propaga por debajo de la línea de equilibrio hasta la misma rapidez pero menor amplitud que las del pulso incidente.
3.Ondas producidas en la superficie del agua: Las ondas que se propagan en el agua son las ondas circulare y las ondas planas. 3.1 Valles y Crestas Valles Son los puntos más bajos que alcanzan las partículas que vibran para formar ondas transversales.
Crestas Son los puntos más altos que alcanzan las partículas que vibran para formar ondas transversales. 3.2 Ondas circulares: Esta formada por unos círculos, que aumentan de tamaño alejándose del punto en donde se originó la perturbación.
3.3 Ondas planas: Está formada por unas franjas que se mueven alejándose del lugar en donde se originó la perturbación.
3.4 Características de las ondas en la superficie del agua: 3.4.1 Vibración completa o ciclo Es el movimiento efectuado por la partícula en un vaivén. 3.4.2 Período: Es el tiempo que emplea cada partícula en realizar una vibración completa. Se anota con la letra T. 3.4.3 Longitud de onda: Es la distancia que recorre la perturbación en el tiempo de un período. Se anota con la letra griega λ. La longitud de onda es la distancia entre dos crestas o dos valles consecutivos.
3.4.4 Frecuencia Es el número de ondas que se forman en cada unidad de tiempo. Se anota con la letra f. Para la medida de la frecuencia se toma como unidad de tiempo el segundo y la frecuencia de una vibración en cada segundo se llama Hertz que se abrevia Hz. 1 Hertz = 1 vibración o ciclo 1 Segundo
3.4.5 Elongación Es la distancia que hay entre la posición de equilibrio de una partícula y la posición que tiene en un instante dado. 3.4.6 Amplitud Es la elongación máxima, es decir, es la distancia desde el punto de equilibrio hasta la parte superior de una cresta. 3.4.7 Velocidad de propagación La velocidad de cualquier movimiento se mide por el cociente que resulta de dividir la distancia recorrida entre el tiempo que se emplea en recorrerla.
Resumen de formulas: V= λ T V= λ.F T.f= 1
V- Es la velocidad de propagación λ- Es la longitud de onda f- Es la frecuencia T-Es el período
Ejemplo: 1) ¿Qué velocidad tendrá una onda, cuya longitud es de 0.3mt y de frecuencia 200 Hz?
V=?
V= λ.f
λ=0.3mt
V=0,3mt.200 Hz
f= 200 Hz
V=60 mt/seg
4.Acústica: Es la parte de la física que estudia el sonido.
4.1 Sonido: Es la perturbación originada por ciertas ondas, que al chocar con el tímpano nos produce la sensación de oír.
4.2 Ondas sonoras: Las vibraciones de un cuerpo sonoro se transmiten al aire en forma de ondas, llamadas ondas sonoras.
4.3 Decibeles La energía que llevan las ondas es muy pequeña y para comparar un sonido con otro usamos una unidad que se llama bel y el decibel que es la décima parte del bel.
Algunos ejemplos de decibeles son: Respiración normal________10 decibeles Conservación normal_______60 decibeles Tráfico normal____________80 decibeles Trueno fuerte_____________10 decibeles
4.4 Rapidez del sonido La rapidez del sonido está determinada por la rapidez con que la vibración de una molécula se transmite a la siguiente, por lo tanto, cuanto más cerca están las moléculas del medio que transmite las vibraciones, la rapidez de propagación será mayor.
4.5 Rapidez del sonido en diferentes medios: Aire A 20ºC___________340m/seg Agua a 25ºC__________1 500m/seg Hierro_____________5 000m/seg Piedra_______________6 000m/seg Madera______________4 000m/seg
4.6 Cualidades del sonido:
4.6.1 El tono Propiedad que clasifica los sonidos en agudos o latos, y graves o bajos. El tono de un sonido depende de su número de vibraciones por segundo. Cuando el numero de vibraciones por segundo es bajo, decimos que el sonido es grave. Cuando el numero de vibraciones por segundo es alto, decimos que el sonido es agudo. 4.6.2 La intensidad Es una cualidad que identifica los sonidos como fuertes o débiles. La intensidad de un sonido depende de la amplitud de sus vibraciones. Cuando la amplitud es pequeña el sonido es débil y casi no se oye y cuando la amplitud es grande el sonido es fuerte.
4.6.3 El timbre Cualidad que permite distinguir un mismo sonido producido en diferentes instrumentos. El timbre de un sonido depende de los sonidos secundarios que acompañan al sonido principal.
REPUBLICA BOLIVARIANA DE VENEZUELA MINISTERIO DEL PODER POPULAR PARA LA EDUCAION U.E.P “COLEGIO PLAZA” MATERIA: FISICA 3ER AÑO “A”
NDAS
PROFESOR: MANUEL OTERO
INTEGRANTES: -LAMEDA ANDREINA #13 -MORENO BRYAN # 19 -MORENO DIANA #20
GUARENAS, 6 DE JUNIO DE 2014