Movimiento Ondulatorio El movimiento ondulatorio es la propagación de una onda por un medio. En este proceso se propaga energía de un lado a otro sin transferencia de materia. Una onda es una perturbación que viaja en el tiempo ya sea a través de un medio material o a través del espacio. El medio perturbado puede ser de naturaleza diversa como aire, agua, una cuerda, un trozo de metal o el vacío.

Características La longitud de onda l es la distancia mínima entre dos puntos cualesquiera sobre una onda que se comportan idénticamente. La frecuencia es la tasa de tiempo a la cual la perturbación se repite a sí misma, Cresta Valle v

Tipos de ondas Una onda viajera es una perturbación que se propaga a lo largo de un medio a una velocidad definida. Según el medio en el que se propagan se clasifican en: Ondas Mecánicas Las ondas mecánicas requieren de un medio elástico (sólido, líquido o gaseoso) para propagarse. Las partículas del medio oscilan alrededor de un punto fijo, por lo que no existe transporte de materia a través del medio. Dentro de las ondas mecánicas tenemos las ondas elásticas, las ondas sonoras y las ondas de gravedad.   Ondas electromagnéticas Las ondas electromagnéticas no requieren de un medio para propagarse, por lo que se propagan a través del vacío. Esto se debe a que las ondas electromagnéticas son producidas por las oscilaciones de un campo eléctrico en relación con un campo magnético asociado

De acuerdo a las vibraciones de las partículas del medio con respecto a la dirección de propagación delas ondas, se clasifican en: Onda transversal. Una onda viajera que causa que las partículas del medio perturbado se muevan perpendicularmente al movimiento de la onda se conoce como onda transversal. Onda longitudinal. Una onda viajera que causa que las partículas del medio perturbado se muevan paralelas al movimiento de la onda se conoce como onda longitudinal. Algunas ondas no son ni transversales ni longitudinales como las ondas en la superficie del agua. Éstas tienen componentes longitudinal y transversal.

Onda transversal Onda longitudinal

Ondas viajeras unidimensionales Una onda viajera se puede representar como una función y = f(x). Al desplazamiento máximo del pulso se le llama amplitud. Si la forma del pulso de onda no cambia con el tiempo, podemos representar el desplazamiento y de la cuerda para todos los tiempos ulteriores como: y = f(x – vt) Si el pulso se desplaza a la derecha y por y = f(x + vt) Si el pulso se desplaza a la izquierda. Donde v es la velocidad de desplazamiento del pulso. A la función y se le llama a veces función de onda.

ejemplo Un pulso de onda se mueve hacia la derecha y se representa por Graficar en t = 0, 1, 2 s.

Tarea Una onda se describe por Encuentre a) la dirección de movimiento de la onda, b) la rapidez, c) la amplitud máxima, d) la amplitud cuando t = 0.5 en x = 1.5.

Superposición e interferencia de ondas El principio de superposición establece que: Si dos o más ondas viajeras se mueven a través de un medio, la función de onda resultante en cualquier punto es la suma algebraica de las funciones de ondas individuales. Las ondas que obedecen este principio son llamadas ondas lineales. Las que no lo cumples son ondas no lineales. La combinación de ondas independientes en la misma región del espacio para producir una onda resultante se denomina interferencia. La interferencia es constructiva si el desplazamiento es en la misma dirección y destructiva en caso contrario.

Interferencia constructiva

Interferencia destructiva

Reflexión y transmisión de ondas Pulso incidente Reflexión de un pulso de onda viajera en el extremo fijo de una cuerda alargada. El pulso reflejado se invierte, pero su forma permanece igual. Pulso reflejado

El pulso reflejado no se invierte. Pulso incidente Reflexión de un pulso de onda viajera en el extremo libre de una cuerda alargada. El pulso reflejado no se invierte. Pulso reflejado

Pulso incidente Un pulso viaja hacia la derecha en una cuerda ligera unida a una cuerda pesada. Parte del pulso se refleja y parte del pulso se transmite a la cuerda más pesada. Pulso transmitido Pulso reflejado Pulso incidente Un pulso viaja hacia la derecha en una cuerda pesada unida a una cuerda ligera. Parte del pulso se refleja y parte del pulso se transmite a la cuerda más ligera. Pulso reflejado Pulso transmitido

Los resultados anteriores pueden resumirse en lo siguiente: Cuando un pulso de onda viaja de un medio A a un medio B y vA > vB (es decir, cuando B es más denso que A), el pulso se invierte en la reflexión. Cuando un pulso de onda viaja de un medio A a un medio B y vA < vB (es decir, cuando A es más denso que B), el pulso no se invierte en la reflexión.

DIFRACCION DE ONDA Es la propiedad que presentan las ondas de rodear un obstáculo al ser interrumpida su propagación.

Movimiento ondulatorio periódico Una placa metálica en vibración produce una onda transversal continua, como se muestra. Para una vibración completa, la onda se mueve una distancia de una longitud de onda l como se ilustra. l B A La longitud de onda l es la distancia entre dos partículas que están en fase.

Velocidad y frecuencia de onda. El periodo T es el tiempo para recorrer una distancia de una longitud de onda. Por tanto, la rapidez de onda es: La frecuencia f está en s-1 o hertz (Hz). La velocidad de cualquier onda es el producto de la frecuencia y la longitud de onda:

Producción de una onda longitudinal Condensaciones Rarefacciones Un péndulo en oscilación produce condensaciones y rarefacciones que viajan por el resorte. La longitud de onda l es la distancia entre condensaciones o rarefacciones adyacentes.

Velocidad, longitud de onda, rapidez Frecuencia f = ondas por segundo (Hz) Longitud de onda l (m) l Velocidad v (m/s) Ecuación de onda

Ejemplo 2: Un vibrador electromagnético envía ondas por un resorte Ejemplo 2: Un vibrador electromagnético envía ondas por un resorte. El vibrador realiza 600 ciclos completos en 5 s. Para una vibración completa, la onda se mueve una distancia de 20 cm. ¿Cuáles son la frecuencia, longitud de onda y velocidad de la onda? f = 120 Hz La distancia que se mueve durante un tiempo de un ciclo es la longitud de onda; por tanto: v = fl v = (120 Hz)(0.02 m) l = 0.020 m v = 2.40 m/s

MATERIAL COMPLEMENTARIO http://aprendiendofisica2.es.tl/MOVIMIENTO-ONDULATORIO.htm https://www.youtube.com/watch?v=gSeGhXHeo6A http://www.sc.ehu.es/sbweb/fisica_/problemas/ondas/problemas/ondas_problemas.html http://acer.forestales.upm.es/basicas/udfisica/asignaturas/fisica/ondas/ondas_probl_files/ondas_probl.html