INTRODUCCION

La física es la ciencia que estudia la Naturaleza en su sentido más amplio. La física es la ciencia básica que estudia el cosmos, es decir, el todo desde el punto de vista científico. Aunque, aparentemente, la física consiste en buscar o encontrar una matematización de la realidad observable, no es así. Lo que ocurre es que la matemática es el idioma en que se puede expresar con mayor precisión lo que se dice en física.

Desde un punto de vista aplicado, el campo de la física es mucho más amplio, ya que se utiliza, por ejemplo, en la explicación de la aparición de propiedades emergentes, más típicos de otras ciencias como Sociología y Biología. Esto hace que la física y sus métodos se pueda aplicar y utilizar en otros campos de la ciencia y se utilicen para cualquier tipo de investigación científica.

La física es una de las Ciencias Naturales que más ha contribuido al desarrollo y bienestar del hombre porque gracias a su estudio e investigación ha sido posible encontrar explicación a los diferentes fenómenos de la naturaleza, que se presentan cotidianamente en nuestra vida diaria. Como por ejemplo, algo tan común para algunas personas como puede ser la lluvia, entre muchos otros.

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I UNIDAD:

1.1 CENTRO DE GRAVEDAD Y MOVIMIENTO ARMONICO SIMPLE

1.2 ASOCIACION DE RESORTES

II UNIDAD

III UNIDAD

IV UNIDAD

CENTRO DE GRAVEDAD

Es el centro de simetría de masas

Es el punto donde se considera concentrada la masa del cuerpo

Es la intersección de los 3 planos: sagital, frontal y horizontal

En el hombre está alrededor del 60 % de la altura, en posición anatómica, y va variando cuando realizamos un movimiento a partir de dicha posición

El centro de gravedad en el hombre, en posición anatómica, cae entre los 2 pies, en la parte anterior de estos, por esa razón el cuerpo tiende a irse hacia adelante, y para que el cuerpo no se caiga, los músculos gemelos y los espinales se contraen isométricamente, por esta razón a estos músculos se los denomina "antigravitatorios"

BASE DE SUSTENTACIÓN

Es la fuerza que circunscribe a las partes del cuerpo en contacto con la superficie de apoyo, es decir está determinada por la superficie de apoyo

EQUILIBRIO

Un cuerpo está en equilibrio cuando la proyección de su centro de gravedad cae dentro de la base de sustentación, por el contrario cuando el CG cae afuera de esta el cuerpo pierde el equilibrio

FACTORES QUE AFECTAN EL EQUILIBRIO

1- LA BASE DE SUSTENTACIÓN Cuanto más grande es la base de sustentación, mayor será el equilibrio de cualquier cuerpo.

2- LA ALTURA Cuanto más bajo es un objeto mas bajo estará su CG y mayor equilibrio tendrá.

3- EL PESO Cuanto más pesado es un cuerpo mas estable es.

CAMINATA CUESTA ARRIBA

Cuando caminamos cuesta arriba el Cg de nuestro cuerpo cae hacia atrás, por ello debemos inclinarnos hacia delante. Los músculos tibiales se deben contraerse vigorosamente, es por ello que luego de esa practica, usualmente dichos músculos quedan doloridos, con excepción de las personas que están acostumbradas a este tipo de actividad

CAMINATA CUESTA ABAJO

En este caso el CG cae hacia adelante, debemos inclinarnos hacia atrás para restablecer el equilibrio y los músculos gemelos deben contraerse vigorosamente.

TRANSPORTE DE OBJETOS

Llevar objetos pesados con los brazos por delante del cuerpo no es muy aconsejable ya que los músculos espinales deben contraerse isométricamente con gran intensidad para evitar que el cuerpo vaya hacia adelante, puesto que el CG cae más hacia adelante. Las personas que desarrollan está práctica en forma periódica suelen tener dolores en la columna lumbar con el transcurso de los añosPor el contrario llevar pesos en la espalda por medio de una mochila no ocasiona este problema ya que el CG cae hacia atrás y los músculos que deben contraerse para lograr una postura normal son los abdominalesEl transporte de objetos pesados de un solo lado del cuerpo, como puede ser cargar bolsas o paquetes sobre un hombro deberían tratar de evitarse ya que tiende a desviar la columna vertebral hacia un lado, con el transcurso de los años puede desarrollar una escoliosis.

EFECTO DOPPLER (Click AQUI)

ONDAS ( CONCEPTO )

Ondas
Sabemos que la mayoría de los objetos elásticos, pensemos en un sistema resorte-masa, oscilan cuando se les aplica una fuerza. Incluso los átomos de un sólido oscilan con respecto a una posición de equilibrio, como si estuvieran conectados con sus vecinos por medio de resortes imaginarios.

Las ondas se relacionan estrechamente con el fenómeno de oscilación. Las ondas sonoras, las ondas en cuerdas alargadas y las ondas en el agua son producidas por alguna fuente en vibración. A medida que una onda sonora viaja por algún medio, como el aire, las moléculas del medio oscilan hacia adelante y hacia atrás; cuando una onda en la superficie del agua se desplaza por un estanque, las moléculas de agua oscilan hacia arriba y hacia abajo y hacia adelante y hacia atrás. Cuando las ondas viajan a través de un medio, las partículas del medio se mueven en ciclos repetitivos. Por consiguiente, el movimiento de las partículas guarda una gran semejanza con el movimiento periódico de un péndulo o el de una masa unida a un resorte.

Hay muchos otros fenómenos en la naturaleza cuya explicación requiere que se comprendan los conceptos de oscilación y ondas. Para entender cómo trabajan la radio y la televisión se debe entender el origen y la naturaleza de las ondas electromagnéticas y la forma en que se propagan por el espacio. Mas aún, mucho de lo que los científicos han aprendido respecto de la estructura atómica ha provenido de la información que llevan las ondas. En consecuencia, se deben estudiar primero las ondas y oscilaciones para entender los conceptos y teorías de la física atómica.

Los principales tipos de ondas son las ondas mecánicas y las electromagnéticas. Las ondas sonoras y las ondas en el agua son ondas mecánicas: un medio físico se está perturbando, moléculas de aire y moléculas de agua. Las ondas electromagnéticas son una clase de onda que no necesita un medio para propagarse, y algunos ejemplos son la luz visible, las ondas de radio y de televisión.

Las ondas también pueden clasificarse como ondas transversales y como ondas longitudinales. Una onda transversal es una en la que las partículas del medio se mueven en una dirección perpendicular a la dirección de la velocidad de propagación de la onda. Una onda longitudinal es aquella en la que las partículas del medio se mueven en una dirección paralela a la dirección de la velocidad de propagación de la onda.
Cualquier onda unidimensional que viaje a una rapidez v en la dirección x puede representarse mediante una función de onda de la forma
y=f(x ± vt)
donde el signo + se aplica a una onda que viaja en la dirección x negativa, en tanto que el signo - se aplica a una onda que viaja en la dirección x positiva. La forma de onda en cualquier instante (una foto instantánea de la onda) se obtiene para un tiempo t dado o fijo.

Para una onda periódica podemos distinguir:

Su amplitud, que es su elongación máxima.
Su longitud de onda , que es la distancia entre crestas sucesivas.
El período T, que es el tiempo que tarda la cresta de la onda en recorrer la longitud de onda .
Su velocidad de propagación v.

La relación entre v, y T es, para cualquier onda:

v=Longitud de Onda/T (distancia)/(tiempo) ó

v=Longitud de Onda f f=1/T f : frecuencia de la onda.

La función de onda para una onda senoidal unidimensional que viaja hacia la derecha es
y=Asen[2p/l(x - vt)]

INTRODUCCION A ONDAS

INTRODUCCION A MOVIMIENTO ONDULATORIO ( VIDEO )

MOVIMIENTO ONDULATORIO

Universidad los Ángeles de Chimbote

SEDE - SULLANA

PROFESOR: EDWARD HERRERA FARFAN



CURSO: FISICA II



TEMA: MOVIMIENTO ONDULATORIO



SEMESTRE: II-2007

Introducción

En este capitulo daremos una idea muy somera sobre el “movimiento ondulatorio”, sobre los fenómenos ondulatorios de la luz, de modo que le principiante en física tenga una noción fundamental sobre estos conceptos de fenómenos, y la importancia que tienen las ondas en la vida del hombre.

No es exagerado decir que vivimos en un mundo en el que las ondas nos rodean por todas partes: ondas sonoras, ondas luminosas, ondas de calor, ondas herzianas, etc son expresiones que pertenecen al lenguaje diario. La televisión, la radio telefonía y el radar son algunas de las muchas maravillas modernas que funcionan gracias alas ondas.

Movimiento Ondulatorio.

Ondas: se denomina onda a cada perturbación que se propaga en el espacio de un lugar a otro.
Ejemplo 1:
Cuando se arroja una piedra en un tanque se producen olas


Ejemplo 2:
La vibración de una cuerda

Las ondas se propagan sin arrastrar material consigo, sin embargo las ondas son portadoras de energía

En el punto “P” la cuerda no se traslada alo largo de una onda sino q vibra de un lado a otro trasmitiendo energía de vibración Alos demás puntos y permitiendo de está manera que se propague la onda.

Clasificación de las ondas:

a) Ondas Transversales: Cuando la vibración de las partículas son perpendiculares ala dirección de la propagación de la onda
Ejemplo:
La vibración de un acuerda


b) Ondas Longitudinales: cuando las partículas oscilan en la misma dirección de la propagación de onda
Ejemplo:
La vibración de un resorte:


ELEMENTOS DE UNA ONDA TRANSVERSAL

1. Longitud de onda: Es la distancia q existe entre dos puntos consecutivos de posición semejante, medida paralelamente ala de propagación de onda.

2. Ciclo: Es la alteración producida mientras cada partícula cumple una oscilación completa.

3. Periodo (t): Es el tiempo empleado en realizar un ciclo, también se define como el tiempo empleado en recorrer una distancia igual ala longitud de onda.

4. Frecuencia (f): Es el número de perturbaciones que pasan por un punto en cada unidad de tiempo. La frecuencia se mide en: vibraciones/s o perturbaciones/s etc.

Matemáticamente se cumple que: f = 1/t

5. Amplitud (a): La amplitud en cada uno de los movimientos ondulatorios de conforman la onda. Es decir el desplazamiento máximo en cada partícula.

6. Cresta: Se llama así a la zona más alta de la onda.

7. Valle: Se denomina así alas zonas mas bajas de la onda.


8. Velocidad de propagación (v): Las ondas de un medio homogéneo se propagan a la velocidad constante.
v = .f

9. Intensidad: Es la energía trasmitida por cada segundo por unidad la superficie perpendicular al sentido de propagación.

Velocidad de propagación de una onda trasversal en una cuerda.

Depende únicamente de la tensión (f). Que se aplica a una cuerda de “u” (masa por unidad de longitud).

V = f/u u=masa de la cuerda/ longitud de la cuerda = densidad lineal.


Ecuación de una onda trasversal:


Estudiaremos los movimientos de puntos “O” y “B” ,situado a una distancia “x”
Del punto “u” como se ve en la figura.
Mientras la onda se desplace hacia la derecha cada punto vibra en dirección transversal, es decir en eje “Y”, un movimiento armónico simple o amplitud “A”. La ecuación del punto “O” al instante dado será “Y0 = A sen Wt
Donde w = va ser frecuencia angular.
T = tiempo medido desde el instante que se produce la perturbación.

Cuando la onda llega al punto “b”este empieza a oscilar con una amplitud “A”.
Y “w” luego la ecuación será
Yb = A sen w (t- ∆t)
Donde ∆t es el tiempo que demora de ir la onda de “O” hasta “B”. ∆t =x/v

En conclusión la ecuación de una onda es: Y = A sen 2 (t/T +- x/ ) el signo + se usa si viaja hacia la izquierda y el signo – si la onda viaja hacia la derecha.

Fase de una onda: la ecuación general de una onda se tiene la forma Y = A sen donde se denomina fase de onda.

a) ONDAS EN FASE : Se dice q están en fase si : 1 = 2


b) ONDAS DESFASADAS: Se dice q las ondas están desfasadas si 1 2

Interfaces de ondas: Si dos trenes de ondas distintos, procedentes de diferentes centros de vibración, concurren simultáneamente en una cierta región y después se separarán, cada un a de ellas continuara propagándose como si se hubiese encontrado.



Ondas estacionarias: Se producen cuando dos ondas de la misma frecuencia y amplitud viajan por un mismo medio en sentidos opuestos.


Principios de HUYGENS: cada punto alcanzado por un movimiento ondulatorio se convierte a su vez en un centro propulsor de ondas.


Resonancia: se dice que un cuerpo vibra por resonancia cuando a el llegan vibraciones de frecuencia igual ala propia vibración del cuerpo.

Sonido: es un movimiento de vibración longitudinal que se puede percibir por los nervios auditivos.

Propagación del sonido: El sonido necesita un medio material para propagarse. En el vació no se propaga el sonido
Ejemplo:
· La velocidad del sonido en el agua de mar es 1500m/s
· El agua dulce es 1435m/s
· La velocidad del sonido en el ambiente es de 340m/s

Estas velocidades son indispensables de la presión la frecuencia y longitud de onda. En conclusión: la velocidad del sonido depende de la naturaleza del medio material que se propague.

Velocidad del sonido en un gas: En un gas la velocidad del sonido varia según con la temperatura según la ecuación

Donde: T1, T2 es =temperatura absoluta del gas.

V1= velocidad del sonido cuando el gas se encuentra en una temperatura T1.

V2= velocidad del sonido cuando el gas se encuentra en una temperatura T2.

Reflexión del sonido: Cuando el sonido choca con medios duros se refleja, es decir. Regresa este fenómeno produce el “eco”.
Sin embargo, existen algunos materiales q absorben el sonido, es decir al chocar con estos materiales el sonido no se refleja. Estos materiales son los llamados aislante acústico por ejemplo el tryplay, corcho, cartón, etc.


Efecto de Doppler

Cuando una fuente de ondas sonoras se aproxima a un observador está se aproxima ala fuente, la frecuencia percibida por el observador es mayor producida x aquella por los contrario el alejamiento el observador percibe un alejamiento menor.

F= frecuencia verdadera del sonido
F’= frecuencia percibida por el observador
C = velocidad del sonido
Vf = velocidad de la fuente
Vo = velocidad del observador

A. cuando se mueve la fuente sonora el observador se encuentra en reposo.