Ondas

Ondas

FÍSICA - 4° año2022

EMPEZAR

Índice

Representación y características de las ondas

Clasificación de las ondas

Definición

Te invito a que navegues por cada uno de los espacios que se muestran a la derecha.

Materiales extras

Ejemplos y ejercicios

Propiedades de las ondas.

¿Qué tienen en común los fenómenos que observamos a continuación?

CRITERIOS DE CLASIFICACIÓN

CRITERIO 1: Medio de propagación

MECÁNICAS O ELECTROMAGNÉTICAS.

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CRITERIO 2: Velocidad de propagación de la onda y velocidad de las partículas del medio.

LONGITUDINALES O TRANSVERSALES.

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CRITERIO 3: Dimensiones de propagación

UNIDIMENSIONALES, BIDIMENSIONALES Y TRIDIMENSIONALES

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CRITERIO 4: Límites de propagación

VIAJERAS O ESTACIONARIAS

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CRITERIO 5: Duración

ONDAS PERIÓDICAS O PULSOS

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CRITERIO 1: Medio para propagarse

Ondas mecánicas

Son aquellas que necesitan de un medio material para propagarse., por ejemplo, las ondas en una cuerda, alambre, aire o agua.

Ondas electromagnéticas

Se caracterizan por no necesitar de un medio material para propagarse, como por ejemplo, la luz, las ondas de radio y televisión.

CRITERIO 2: Velocidad de propagación de la onda y velocidad de las partículas del medio.

Ondas longitudinales

En este tipo de ondas,las partículas del medio vibran en la misma dirección en que se propaga la onda.

Ondas transversales

En una onda transversal, las partículas del medio vibran en dirección perpendicular a la dirección en que se propaga la onda,

CRITERIO 3: Dimensiones de propagación.

Ondas unidimensionales

Son aquellas que se propagan en una sóla dirección..Ejemplos de estas son las ondas en una cuerda, cables, alambres.

Ondas bidimensionales

Si las ondas se propagan en un plano, es decir en dos dimensiones, se les denomina bidimensionales.Las ondas en la superficie del agua representan un ejemplo de estas.

Ondas tridimensionales

Estas ondas se propagan en todas las direcciones.El sonido es una onda de este tipo.

CRITERIO 4: Límites

Ondas viajeras

Ondas viajeras

Son aquellas ondas que se puede propagar de forma libre y en una región no limitada, como el sonido, se denominan VIAJERAS.

Ondas estacionarias

Ondas confinadas a una región del espacio, como la vibración de una cuerda de guitarra.

CRITERIO 5: Duración

Según la duración, una onda se puede clasificar como un pulso cuando es una única pertubación la que se transmite (gota de agua), o como una onda periódica cuando son una serie de pulsos regulares en el tiempo, como el sonido de una nota musical.

¡¡ AHORA PONDREMOS A PRUEBA LO TRABAJADO !!¿CÓMO? Realizando las siguientes actividades.

1) Observen las imágenes que muestran algunos fenómenos onulatorios y clasifíquenlos de acuerdo a los criterios trabajados.

Simulamos ondas

Entrando al enlace que encuentras en el QR, estudiaremos la influencia de la tensión ejercida sobre la cuerda en la velocidad de propagación de un pulso que se propaga por ella.Utiliza la guía de la actividad.

VELOCIDAD DE PROPAGACIÓN DE UN PULSO EN UNA CUERDA

CARACTERÍSTICAS DE UNA ONDA PERIÓDICA EN UNA DIMENSIÓN (en una cuerda)

Perturbaciones iguales y sucesivas en tiempos iguales.

LONGITUD DE ONDA

ELEMENTOS ESPACIALESSon aquellos que expresan la distancia entre dos puntos determinados de una onda. Son: -Elongación -La amplitud. -La longitud de onda.

AMPLITUD(A)

VALLE

POSICIÓN DE EQUILIBRIO

ELEMENTOS TEMPORALESSon aquellas magnitudes relacionadas con el tiempo. Estas son : -El período. -La freceuncia y -La velocidad de propagación.

CARACTERÍSTICAS DE UNA ONDA PERIÓDICA EN UNA DIMENSIÓN (en una cuerda)

Perturbaciones iguales y sucesivas en tiempos iguales.

LONGITUD DE ONDA

ELEMENTOS ESPACIALESSon aquellos que expresan la distancia entre dos puntos determinados de una onda. Son: -Elongación -La amplitud. -La longitud de onda.

AMPLITUD(A)

VALLE

POSICIÓN DE EQUILIBRIO

ELEMENTOS TEMPORALESSon aquellas magnitudes relacionadas con el tiempo. Estas son : -El período. -La freceuncia y -La velocidad de propagación.

AMPLITUD

Se denomina AMPLITUD a la máxima elongación ( distancia de cada punto del medio elástico con respecto a la posición de equilibrio). Se representa con la letra A. Su unidad en el Sistema Internacional es el metro (m) y está relacionada con la energía que transmite la onda. A mayor amplitud, mayor es la energía que transporta.

LONGITUD DE ONDA

Longitud de onda, es la distancia mínima entre dos puntos medio que se mueven en fase. Se representa con la letra lambda minúscula del alafabeto griego. Su unidad en el sistema internacional en el el metro "m".

¿QUÉ SIGNIFICA QUE DOS PUNTOS SE MUEVEN EN FASE?

Dos puntos del medio se encuentran en fase cuando están a la misma distancia de la posición de equilibrio (elongación) y con la misma velocidad en todo momento.

PERÍODO

Es el tiempo que demora en realizar un ciclo (oscilación completa). Se mide en segundos (s).

FRECUENCIA

Es el número de ciclos que realiza una onda por unidad de tiempo. Se representa con la letra f y su unidad en Sistema INternacional es el Hertz (Hz).

PERÍODO Y FRECUENCIA

VELOCIDAD DE PROPAGACIÓN

Para medir la velocidad de propagación debemos saber el desplazamiento del pulso y dividirlo entre el tiempo que tarda en realizarlo. Ya hemos visto que si el medio es homogéneo, la velocidad de propagación es constante, por lo que utilizamos la expresión utilizada el año pasado.

En el caso de una onda, si se considera un ciclo, la distancia recorrida es su longitud de onda, mientras que el tiempo que tarda en hacerlo es el período (T). Entonces podemos expresar la velocidad de la siguiente forma:

Esta magnitud no depende de la frecuencia ni de la longitud de onda. Si uno de estos factores cambi, el otro también lo hace, de modo que su producto permanece contante.Es una característica propia del medio por donde viaja.

¿SABÍAS QUÉ...

1) Si una gran explosión tiene lugar en un punto de la superficie terrestre, una persona situada a varios kilómetros de ella, detecta primero el temblor de la tierra y más tarde oye el ruido.

Durante las tormentas, primero se ven los relámpagos y después se oyen los truenos.También se dice que si se ve un relámpago y contamos lentamente hasta escuchar el trueno, si divivimos el número que hemos contado entre tres se obtiene la distancia, en kilómetros, a la que se ha producido el rayo.

Explica con tus palabras, claramente estos fenómenos, investigando sobre ellos.

PROPIEDADES DE LAS ONDAS

REFLEXIÓN

INTERFERENCIA SUPERPOSICIÓN

DIFRACCIÓN

POLARIZACIÓN

REFRACCIÓN

REFLEXIÓN de un pulso en una cuerda...

TENSA CON UN EXTREMO LIBRE

CON UN EXTREMO FIJO

Un pulso incidente que se propaga por una cuerda tensa con un extremo libre se refleja sin invertirse. La velocidad de propagación cambia de sentido pero su módulo permanece constante.Cuando llega el pulso al punto "A", éste mueve el anillo hacia arriba, transfiriéndole energía en forma de trabajo. Al bajar, el anillo transfiere nuevamente la eneregía a la cuerda, generando un pulso derecho.

Un pulso incidente que se propaga por una cuerda con un extremos fijo, al llegar al extremo se refleja. El pulso reflejado está invertido con respecto al incidente. Su velocidad cambia de sentido y su módulo permanece constante dado que el medio de propagación es el mismo.

Cuando el pulso llega al punto "A", este aplica una fuerza sobre "B" vertical y hacia arriba (acción). El punto "B" aplica a la cuerda una fuerza también vertical, con igual módulo pero sentido opuesto (reacción). Dicha fuerza hacia abajo, hace que el pulso se invierta.

REFRACCIÓN de pulsos en cuerdas

REFRACCIÓN Y REFLEXIÓN de un pulso en una cuerda tensa. Cuando éste pasa de una cuerda de menor densidad lineal de masa a una cuerda de mayor densidad, el pulso refractado es derecho. El pulso reflejado se invierte.

REFRACCIÓN Y REFLEXIÓN de un pulso en una cuerda tensa. Cuando éste pasa de una cuerda de mayor densidad lineal de masa a una cuerda de menor densidad, el pulso refractado y el reflejado son derechos, no se invierten.

INTERFERENCIA DE ONDAS EN UNA DIMENSIÓN

Se denomina INTERFERENCIA al fenómeno físico en el que dos perturbaciones que viajan por el mismo medio se superponen en una región determinada.

PRINCIPIO DE SUPERPOSICIÓN

El principio de superposición establece que el desplazamiento resultante de una interferencia de pulsos se obtiene sumando los desplazamientos que produce cada pulso actuando por sí solo.

INTERFERENCIA DESTRUCTIVASi uno de los pulsos es invertido con respecto al otro, al superponerse se generará momentáneamente una deformación resultante, menor que cada pulso. Se atenúan sus efectos.

INTERFERENCIA CONSTRUCTIVALas perturbaciones viajan por el mismo medio: se superponen, se suman sus efectos, se cruzan y luego continúan su camino.

DIFRACCIÓN DE UNA ONDA

La difracción es la propiedad de las ondas de poder rodear un obstáculo que se interpone parcialmente es su propagación.

La difracción de una onda por un orificio es más notoria si el ancho de la abertura y la longitud de onda tienen valores cercanos. Si el anchp de la abertura es mucho mayo que la longitud de onda, la difracción es poco apreciable, su dirección de popagación prácticamente no se altera al pasar por el hueco. Si vamos disminuyendo el ancho de la abertura, manteniendo constante la longitud de onda, la difracción es más notoria. El cambio de dirección debido a la difracción no depende separadamente de la longitud de onda y del ancho de la ranura sino de la relación entre ellos. Para el caso en que la longitud de onda es mucho mayor qe el ancho de la abertura, la onda se refleja completamente en el obstáculo, por lo tanto no se difracta.

¿SABÍAS QUÉ...

Investiga acerca del sonido y explica con tus palabras lo que se visualiza en la imagen.

POLARIZACIÓN

La polarización de la luz es uno de los fenómenos que contribuyó a establecer la teoría ondulatoria. En una onda no polarizada la vibración oscila en todas las direcciones perpendiculares a la dirección de propagación. Partiendo de ese estado, la onda se polariza si por algún motivo (por ejemplo, después de atravesar un cristal) pasa a oscilar sólo en un determinado plano, al que se denomina plano de polarización. POR EJEMPLO: la polarización electromagnética es una propiedad de las ondas que pueden oscilar con más de una orientación.

POLARIZACIÓN DE LAS ONDAS SONORAS Las ondas de sonido en un gas o líquido son ondas exclusivamente longitudinales en la que la oscilación va siempre en la dirección de la onda; por lo que no se habla de polarización en este tipo de ondas.

PRINCIPIO DE HUYGENS

Postuló en su principio : cada punto de al que llega una onda se convierte, a su vez, en centro emisor de ondas.

El principio supone que cada punto del frente de ondas primario se comporta como una fuente de ondas secundarias, que produce ondas circulares. Éstas tienen la misma frecuencia y se propagan en todas las direccciones, con la misma velocidad que la onda primaria en cada uno de los puntos.

EXPERIMENTO DE YOUNG

DETERMINACIÓN DE LA LONGITUD DE ONDA DE LA LUZ A PARTIR DEL PATRÓN DE INTERFERENCIA

La evidencia experimenal parece verificar la teoría ondulatoria. SI la luz es una onda, ¿cuál es su longitud de onda?¿y su frecuencia? Realizando el experimento de Young con una luz monocromática coherente podemos determinar la longitud de onda de la luz incidente.

COLOR, LONGITUD DE ONDA Y FRECUENCIA

Realiza el cuestionario.

EJEMPLOS

QUE TE AYUDARÁN A ENTENDER MÁS, LO TRABAJADO.

EJERCICIOS

TE HARÁN PENSAR Y APLICAR LOS CONCEPTOS TRABAJADOS. ¡¡mucha suerte!! recuerda que cuentas conmigo

ESTUDIAREMOS CON ESTE SIMULADOR, QUE SUCEDE CON LA VELOCIDAD DE PROPAGACIÓN DE UN PULSO, A MEDIDA QUE AUMENTAMOS LA TENSIÓN DE LA CUERDA.