Titulo de la tarea: ¿Qué onda con las ondas?
¿Qué es una onda?
“Se denomina onda a la transmisión de una perturbación de un punto a otro del espacio sin que exista transporte neto de materia entre ambos, transportando solamente energía. "
Un ejemplo que tiende a aclarar este concepto, lo podemos observar en la clásica "ola" que se produce por parte de los espectadores de un estadio, cuando son excitados por un buen desempeño de sus jugadores en el campo de juego.
Este fenómeno conocido por todos, no se produce porque un espectador salga corriendo por las diferentes tribunas que conforman el estadio; sino que, si bien el medio no es continuo, lo que hace el espectador, es modificar su posición vertical respecto a su asiento. Lo que se perturba (modifica) es la posición del espectador y el efecto se transmite de espectador e
n espectador por el estadio.
Con este ejemplo, se pretende dejar claro el concepto de que no existe desplazamiento de materia en la transmisión de la ola, sino que lo que se traslada, es la perturbación que va pasando de espectador en espectador.
Fuente cibernética:
Ondas lineales producidas en una cuerda que se mueve de abajo hacia arriba, por tanto, el movimiento ondulatorio es transversal y se propaga en una sola dimensión o rayo; en este caso a la derecha.
Ondas lineales producidas al comprimir un resorte, el movimiento ondulatorio es longitudinal y se propaga en una sola dimensión.
Características de las ondas:
Longitud de las ondas:
Es la distancia entre dos frentes de onda que están en la misma fase. Por ejemplo, la distancia entre dos crestas o dos valles consecutivos. La longitud de onda se representa por la letra lambda y se mide en m/ciclo.
Características de las ondas.
Frecuencia:
Es el numero de ondas emitidas por el centro emisor en un segundo. Se mide en ciclos/s, esto es hertz (Hz).
1 hertz = 1 ciclo/s
Periodo:
Es el tiempo que tarda en realizarse un ciclo de la onda. Como puede notarse, el periodo es igual al inverso del periodo, por consiguiente:
T= 1/f y f= 1/T
Donde: T= periodo en s/ ciclo.
F= frecuencia en ciclos/ s= hertz (Hz).
Nodo:
Es el punto donde la onda cruza la línea de equilibrio.
Elongación:
Es la distancia entre cualquier punto de una onda y su posición de equilibrio.
Amplitud de onda:
Es la máxima elongación o alejamiento de su posición de equilibrio que alcanzan las partículas vibrantes.
Velocidad de propagación:
Es aquella con la cual se propaga un pulso atraves de un medio. En otras palabras, es la velocidad con que se desplazan los frentes de una onda en la dirección del rayo.
La velocidad con la que se propaga una onda esta en función de elasticidad y de la densidad del medio, mientras este es más elástico y menos denso, la velocidad de propagación es mayor. En general, dicha velocidad en un medi específico siempre es del mismo valor y puede calcularse con la expresión:
V= lambda/T
Donde: lambda= longitud de onda m/ciclo.
v= velocidad de propagación en m/s.
T= periodo en s/ciclo.
Como: T=1/f
v= (lambda) (f)
La velocidad de propagación es igual al producto de la frecuencia por la longitud de onda. El valor de la velocidad de propagación de una onda es constante para cada medio, lo cual significa que para que una onda de mayor frecuencia que incidía en un determinado medio, el valor de su longitud de onda debe disminuir, de tal forma que el producto (lambda) (F) sea el mismo y viceversa.
Fuente bibliográfica:
Libro: FISICA GENERAL autor: Héctor Pérez Montiel Editorial: PATRIA pág.: 314, 315
Tipos de ondas:
Ondas electromagnéticas:
Son las que no necesitan de un medio material para su propagación, ya que se difunden aun en el vacío, tal es el caso de las luminosas, caloríficas y de radio.
Ondas lineales:
Son las que se propagan en una sola dimensió o dirección.
Ondas longitudinales:
Se presentan cuando las partículas del medio material vibran paralelamente a la dirección de la propagación de la onda.
Ondas mecánicas:
Son aquellas ocasionadas por una perturbación y que para su propagación requiere de un medio material.
Ondas sísmicas:
Se producen por la corteza terrestre se encuentra sujeta a vibraciones constantes debido al hundimiento de cavidades subterráneas, obturación de vapores volcánicos y dislocación.
Ondas sonoras:
Son ondas mecánicas longitudinales que se producen cuando un cuerpo es capaz de vibrar a una frecuencia comprendida entre 20 ciclos/s y unos 20000 ciclos/ s.
Ondas superficiales:
Son las que se propagan en dos dimensiones o dos direcciones.
Ondas transversales:
Se presentan cuando las partículas del medio material vibran perpendicularmente a la dirección de propagación de las ondas.
Ondas tridimensionales:
Son las que se propagan en tres dimensiones, es decir, en el espacio.
Ondas estacionarias:
Se producen cuando una interfiere dos movimientos ondulatorios de la misma frecuencia y amplitud que se propagan en diferente sentido a lo largo de la línea con una diferencia de fase media longitud de onda.
Fuente bibliografía:
Libro: FISICA GENERAL autor: Héctor Pérez Montiel editorial: PATRIA pág.:316, 317, 320 y 331
Tipos de ondas:
La física distingue entre dos tipos de ondas fundamentales, las ondas materiales que requieren un medio material para propagarse, y las ondas electromagnéticas que no requieren un medio material.
Las ondas materiales, se transmiten por la vibración de las partículas que integran el medio por el que estas viajan. En este caso, el medio es fundamental para la transmisión de la perturbación, siendo de partícula a partícula. La energía se transmite gracias a las condiciones elásticas del medio.
En cambio las ondas electromagnéticas se transmiten por las modificaciones que sufren los campos magnéticos y eléctricos, transmitiéndose en el vacío.
La velocidad a que se propagan las ondas electromagnéticas, depende de la constante dieléctrica "e" y la permeabilidad magnética del medio "m". En caso de transmitirse por el vacío, su velocidad será
No obstante lo expresado anteriormente, las ecuaciones que describen el comportamiento de ambos tipos de ondas son las mismas y en ambos casos, lo que se transporta es energía.
También las ondas, pueden ser clasificadas según el comportamiento que tiene la perturbación en relación a la propagación de la onda.
Tendremos entonces, ondas que se propagan en una dirección, mientras que las partículas del medio se mueven en dirección perpendicular a dicha propagación (caso de ondas en una cuerda) y las llamaremos ondas transversales.
En cambio cuando comprimimos un resorte, se observa que la dirección del movimiento de las partículas es la misma que la de la onda. A este tipo de ondas se les llama longitudinales.
Las ondas o perturbaciones longitudinales pueden tener como ejemplo claro el de la propagación del sonido. Para entenderlo basta con pensar el movimiento de pistón que realiza el cono de un parlante donde podemos observar que se mueve en la misma dirección en que se propaga el sonido.
Fuente cibernética:
5 EJEMPLOS PRACTICOS DEL FISICO TEORICONUMERO 1 DE LA VIDA COTIDIANA DONDE SE OBSERVE EL MOVIMIENTO ONDULATORIO:
1. EL RADIO:
Un claro ejemplo de las ondas en nuestra vida cotidiana es cuando escuchamos la radio el radio es un medio de comunicación el cual emite ondas sonoras atraves de un aparto eléctrico este explica que envía señales atraves de ondas electromagnéticas que se propagan en el aire. Una onda de radio se origina cuando una partícula cargada de electrones se altera a una frecuencia en la zona llamada zona de radiofrecuencia del espectro electromagnético.
Este es un fenómeno de propagación de ondas sonoras, el sonido es un fenómeno físico el cual estimula al oído, el sonido se percibe cuando un cuerpo vibra a una frecuencia comprendida entre 15 y 20 000 ciclos/s y llega al oído interno: gama denominada de frecuencias del espectro audible.
Cuando una frecuencia de una onda sonora es inferior al límite audible, se dice que es infrasónica y si es mayor es ultrasónica.
El sonido se produce cuando un cuerpo vibra. Se propaga por medio de ondas mecánicas longitudinales, ya que las partículas vibran en la dirección de propagación de la onda. El sonido se transmite en todas direcciones y por eso es una onda tridimensional o espacial.
Fuente bibliográfica:
Autor: Héctor Pérez Montiel Libro: Física General Editorial: PATRIA pág.: 317
2.- EL HORNO DE MICROONDAS:
Otro ejemplo en la vida cotidiana es el horno de microondas donde la gente puede calentar su comida en cierto determinado tiempo y esto ocurre por medio de ondas electromagnéticas las cuales hacen el la comida se caliente en una frecuencia de 300 MHz y 300 GHz y una longitud de onda en el rango de 1 m a 1 mm.
El horno de microondas calienta los alimentos emitiendo partículas de agua en movimiento que se encuentran en los alimentos. Aquí se puede ver como el magnetrón produce las ondas y la manda al ventilador para que junto al divisor de haz (que divide la luz en dos) se caliente el alimento.
En este ejemplo el fenómeno que se produce es propagación de ondas electromagnéticas ya que estas necesitan de un material para su propagación, ya que se difunden a un en el vacío.
Fuente cibernética:
3.- CUANDO TIRAMOS UNA ROCA EN EL AGUA:
Cuando sucede este caso la roca al caer en el agua crea un punto de perturbación la cual recibe una energía potencial la cual esta acumulada en la roca y la energía se desplaza por el agua alrededor de donde cayo la roca. Este fenómeno emite ondas en forma de circulo en el lugar donde cayo, estos frentes de ondas producen una oscilación sobre el agua (la onda se propaga), cuando pasa el fenómeno el agua vuelve a su forma original.
Fuente cibernética:
4.- UNA CUERDA:
Este ejemplo es cuando movemos los dos extremos de las cuerdas se produce una onda que se propaga a lo largo de la cuerda ya que no hay materia el cual pueda viajar por la cuerda. Las partículas de la cuerda oscilan perpendicularmente a la dirección que viaja la onda, este tipo de ondas se le denomina ondas transversales que se presentan cuando las partículas del medio material en este caso es la cuerda vibran en línea a donde empieza o terminara la onda que será los dos extremos de la cuerda.
Fuente cibernética:
En este ejemplo es el mismo que el anterior ya que se producen las ondas transversales son las que no tienen ningún material que transmitir y van en dirección lineal.
Fuente bibliográfica:
Autor: Héctor Pérez Montiel Libro: Física General Patria: PATRIA pág.: 331
6.- LA LUZ ULTRAVIOLETA:
En este ejemplo la luz del sol es una energía radiante transportada a través de fotones y transmitida por un campo ondulatorio, por ondas de luz.
La luz ultravioleta también recibe el nombre de luz negra por que no le advierte el ojo humano. Solo algunos insectos son capaces de distinguirla. Dichas radiaciones emitidas por el sol, pueden causar quemaduras en la piel sin necesidad de calentarla. Ello explica porque la piel se quema, en un día frio. Las lociones bronceadores protegen la piel al eliminar radiaciones que producen quemaduras.
Fuente bibliográfica:
Autor: Héctor Pérez Montiel Libro: Física General Editorial: PATRIA pág.: 568
7.- CUANDO SACAMOS COPIAS DE UNA IMPRESORA:
En este ejemplo el documento el cual vamos a copiar es barrido por un rayo de luz que a su vez proyecta la imagen del documento sobre un tambor fotosensible, el que se encarga eléctricamente de acuerdo a la luz recibida.
La fotocopiadora genera ondas que producen la energía para poder imprimir el documento necesario.
Fuente cibernética:
Experimentos del físico teórico numero 2:
Experimento 1:
Materiales:
2 botellas de plástico llenas de agua
Cinta adhesiva
Procedimiento:
una botella la llene con agua y la otra botella la encime con la otra botella y en la boca de las botellas les puse cinta para que no se saliera el agua.
Mi fenómeno de este experimento:
Es que la onda que hice es transversal mejor dicho como un remolino.
Mis conclusiones: fue que las ondas pueden estar presentes en el agua y en varios lugares y los utilizamos a diariamente.
Experimento 2
Materiales:
2 metros de resistencia
30 palitos de paleta
Pegamento
Cinta métrica
Procedimiento: Medí 4 cm de ancho y puse un palito y después medí otro 4 cm y puse otro palito y así sucesivamente hasta que termine con ellos
El fenómeno de este experimento: es que al pegar uno de esos palitos se movieron en formas de ondas y esta onda se llama transversal
Conclusiones: Fueron que este experimento sencillo se mostro ondas solo con 2 metros de resistencia y lo utilizamos a diariamente.
Experimento3
Materiales:
1 resistencia de una libreta o una espiral
Procedimiento:
La resistencia lo sujete con una silla y en la otra parte lo agarre yo y lo moví varias veces para el movimiento de ondas
El fenómeno del experimento:
Es que vi varias ondas como transversales y longitudinales
Mis conclusiones:
Fue que hasta una resistencia de libreta mostraba ondas diferentes.
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Experimento 4
Materiales:
2 copas de vidrio
2 cerillos
Agua
Procedimiento:
Una copa sin agua se la pone dos cerillos sobre ella y la otra copa se le agrega agua y en esa misma copa moja uno se tus dedos y pasarla sobre la copa y se oirá un sonido y los cerillos se moverán por el sonido de las copas
El fenómeno de este experimento:
Es que hay ondas transversales que por medio de ellas se mueven las cosas pequeñas por el sonido.
Experimento 5
Materiales:
Una cuerda o una manguera
Procedimiento:
Se amarra la punta en una silla y la otra parte de la punta la sujetas tu moviéndola de un lado a otro donde se distinguirá las ondas
El fenómeno de este experimento:
Es que se vieron varias ondas como transversales y longitudinales.
Relación entre movimiento vibratorio y movimiento armónico simple:
Movimiento vibratorio
Consideraremos un cuerpo puntual. Cuando ese cuerpo se mueve en línea recta en torno a una posición de equilibrio se dice que tiene un movimiento vibratorio u oscilatorio. Si además siempre tarda el mismo tiempo en completar una oscilación y la separación máxima de la posición de equilibrio es siempre la misma decimos que se trata de un movimiento vibratorio armónico simple (mvas).
Las magnitudes y unidades S.I. que definen un movimiento vibratorio son las siguientes: elongación (m), amplitud (m), periodo (s),frecuencia (Hz), velocidad de vibración (m/s) y aceleración de vibración (m/s2)
Aunque no estudiaremos cuantitativa mente este movimiento, si diremos que en la posición de equilibrio la velocidad es máxima y la aceleración nula y que en los extremos la aceleración es máxima y la velocidad nula.
Fuente cibernética:
recursostic.educacion.es/secundaria/edad/.../4q11_contenidos_1a.htm
Movimiento armónico simple:
El movimiento armónico simple (se abrevia m.a.s.), también denominado movimiento vibratorio armónico simple (abreviado m.v.a.s.), es un movimiento periódico, oscilatorio y vibratorio en ausencia de fricción, producido por la acción de una fuerza recuperadora que es directamente proporcional al desplazamiento pero en sentido opuesto. Y que queda descrito en función del tiempo por una función senoidal (seno o coseno). Si la descripción de un movimiento requiriese más de una función armónica, en general sería un movimiento .
Conclusiones
En los ejemplos que vimos pudimos saber que en cual actividad cotidiana pueden hacer y específicamente en algunas se pueden percibir los fenómenos de las ondas o tipos especificas.
Donde sea podemos saber que los fenómenos de la física se hacen presentes
Ya sea para alguna actividad cotidiana o fuera de lo común, ¿la física es inútil? No es inútil nos sirve de mucho ya que no sabemos en que momento las podemos utilizar y es útil para sobrevivir la podemos utilizar para calcular la distancia entre un carro y otro para que al momento de frenar bruscamente no choquen y sufran consecuencias.
Así que en los ejemplos son muy comunes que hacemos cada día sabemos o no sabemos lo que tiene que ver con la física.armónico, pero no un m.a.s.
En el caso de que la trayectoria sea rectilínea, la partícula que realiza un m.a.s. oscila alejándose y acercándose de un punto, situado en el centro de su trayectoria, de tal manera que su posición en función del tiempo con respecto a ese punto es una senosoide. En este movimiento, la fuerza que actúa sobre la partícula es proporcional a su desplazamiento respecto a dicho punto y dirigida hacia éste.
Fuente cibernética:
es.wikipedia.org/wiki/Movimiento_armónico_simple
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