ONDAS Y MOVIMIENTO ONDULATORIO

Juan Carlos Arango Arango

Educador

Ciencias Naturales y Educación Ambiental

I.E San José Itagüí

Ondas y movimiento ondulatorio

Conceptos preliminares para su definición

Sistema físico: cualquier región del espacio junto con los elementos. Ej: un gas contenido en un recipiente, el agua de un estanque, las hojas de un árbol, un móvil que se desplaza.Equilibrio y perturbación:Ejemplo: estanque cuya superficie esta quieta, no hay viento ni perturbación. Está en equilibrio.Si se lanza una piedra se forman ondas, se rompe el equilibrio debido a la perturbación

Equilibrio: un cuerpo está en equilibrio cuando sus características no varía en el tiempo.Perturbación: cualquier fenómeno que altera las características de un sistema físico que estaba en equilibrio

Ondas Onda

Cuando una perturbación se propaga sin que haya desplazamiento de los cuerpos afectados.

Ondas ¿Cómo se producen las ondas?

Las ondas se producen cuando en un sistema físico en equilibrio ocurre una perturbación . Estas perturbaciones producen vibraciones. Las vibraciones origen las ondas

Ondas Elementos de las ondas

Cresta y valle Son las porciones superior e inferior respectivamente

Longitud de onda, λ Distancia en la línea recta entre dos puntos consecutivos que se encuentran en el mismo estado de vibración .

Amplitud (A) Es la distancia de la cresta o valle de la onda a la línea de equilibrio

Frecuencia, f Número de oscilaciones o de longitudes de onda que se propagan en un segundo. La frecuencia se mide en una unidad denominada hertzio (Hz). Un hertzio es una oscilación por segundo.

Elementos de las ondas

Período (T) Es el tiempo que tarda la perturbación en recorrer una distancia igual a una longitud de onda. El período se mide en segundos

Frente de onda Es la superficie constituida por todos los puntos que son alcanzados por una onda en el mismo instante

Rayo Representa cualquier dirección en la que se propaga un movimiento ondulatorio

Clases de ondas según la propagación

Ondas mecánicas Requieren un medio material para su propagación.

Ondas electromagnéticas

Se propagan en el vacío es decir no necesitan de un medio material para su propagación.

Clases de ondas según la dirección de propagación y la dirección en que vibran las partículas del medioLongitudinales Se propagan en la misma dirección en que vibran las partículas.

Ejemplo: onda que se produce en un resorte con bloques unidos a él

Transversales Son aquellas en las que la dirección de propagación es perpendicular a la dirección de las oscilaciones. La onda se transmite en sentido horizontal pero cada punto pero cada punto de la cuerda oscila verticalmente. Ej: las ondas electromagnéticas y gravitatorias.

Propagación y velocidad de las ondas

Depende de si necesita un medio para la propagación. Por ejemplo, el sonido necesita de un medio para propagarse pero la luz no lo necesita

Se llama velocidad de propagación de una onda a la distancia que recorre la perturbación transmitida por la onda en un tiempo dado.

El sonido se transmite a mayor velocidad a través del agua que del aire y con mayor velocidad en los sólidos que en los líquidos.

Velocidad es igual a distancia sobre tiempo

Energía y movimiento ondulatorio

La energía es la que permite realizar trabajo.

En el movimiento ondulatorio no se transmite materia pero si energía

Propiedades de las ondas

Dependiendo del medio en el que se transmitan las ondas, se pueden producir dos fenómenos:• Reflexión • Refracción

Reflexión de las ondas

La reflexión de las ondas es el cambio de dirección que experimenta un movimiento ondulatorio cuando choca contra un obstáculo sin atravesarlos, es decir, choca contra el objeto y rebota.

Elementos de la reflexión

Onda incidente Es aquella que llega al obstáculo

Onda reflejada Es la que se produce después de la reflexión y que se aleja del obstáculo

Ángulo de incidencia Es el ángulo que se forma entre el rayo incidente y la normal, o recta perpendicular al obstáculo

Ángulo de reflexión Es el ángulo formado por la normal y el rayo reflejado.

Nota: en la reflexión, el rayo incidente, el rayo reflejado y la normal a la superficie están en un mismo plano. Además, el ángulo de incidencia es igual al ángulo de reflexión.

Reflexión de las ondas

Refracción de las ondas

Es el cambio de dirección que experimenta un movimiento ondulatorio cuando pasa de un medio material a otro. La refracción se debe al cambio en la velocidad de propagación de las ondas

Elementos de la refracción

Onda incidente Es la que se propaga por el primer medio y llega a la superficie de separación entre amos medios.

Onda refractada Es la que se propaga en el segundo medio

Rayo incidente y rayo refractado

Representan la dirección en que se deslaza el frente de ondas incidentes y refractadas, respectivamente

Ángulo de incidencia Es aquel que forma el rayo incidente con la normal a la superficie de separación de ambos medios.

Ángulo de refracción Es el que forman el rayo refractado con la normal de separación de ambos medios.

Refracción de las ondas

Difracción de las ondas

La difracción de las ondas consiste en que las ondas, al encontrar un obstáculo con un orificio en él, pasan a través propagándose detrás del obstáculo en todas las direcciones. Para que se produzca la difracción el tamaño del orificio debe ser similar a la longitud de onda del movimiento ondulatorio. Por el fenómeno de difracción podemos escuchar, detrás de una puerta, los sonidos que se producen en una habitación.

Difracción de las ondas