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.