Oscilación y OndasOscilación y Ondas

Colegio AdventistaSubsector de FísicaArica

Profesor: Ignacio Espinoza Braz

Vibración : Es un movimiento de ida y vuelta en torno a un punto central o de equilibrio. A este movimiento de ida y vuelta, también se le conoce como oscilación.

Ej: Las líneas en A representan las respectivas posiciones centrales o de equilibrio.

A

CB

CB

PénduloOscilación de una regla

Elementos que Permiten describir una oscilaciónElementos que Permiten describir una oscilación

Montes y Valles : Los puntos más elevados verticalmente hacia arriba de la posición de equilibrio de una onda corresponde al “monte de una onda”, mientras que los más bajos se llaman “valles”. Elongación (S) : Es la posición de una partícula con respecto a la posición de equilibrio; puede ser positiva o negativa, dependiendo del sentido elegido como positivo.

Nodo

Valle

Monte

A

λ = Longitud de Onda

T = Período

Posición de Equilibrio

Amplitud (A) : Es la distancia vertical entre el monte y la posición de equilibrio, o el valle con esta última. Es el máximo valor que toma la elongación. Longitud de Onda (λ): Longitud horizontal que abarca un ciclo o longitud entre 2 valles o 2 crestas o 3 nodos consecutivos. Periodo (T) : Tiempo que tarda una partícula en describir una oscilación completa. Frecuencia (f) : Es el número de oscilaciones que describe la partícula en cada unidad de tiempo.

Es una perturbación que se propaga a lo largo de un medio mediante la oscilación ligada a partículas que lo constituyen. Son portadoras de energía, pero no de materia (masa).

Las ondas se pueden clasificar según sus propiedades, las cuales son:

OndaOnda

Naturaleza de una Onda

Ondas Mecánicas : Son ondas que necesitan de un medio material para propagarse y en el cual los elementos constitutivos del medio son los que oscilan. Algunos ejemplos de este tipo de ondas son las olas del mar, el sonido, ondas sísmicas, etc. La condición para que un medio propague una onda mecánica es que sea elástico

Medio Elástico: Por medio elástico se entiende por aquel que luego de que la perturbación ha pasado por él, es capaz de retomar su estado de equilibrio o inicial.

Ondas Electromagnéticas : Son las que no necesitan de un medio material por el cual propagarse, por lo tanto viajan en el vacío. Ejemplo de este tipo de ondas son las ondas de radio, rayos X, rayos ultravioleta (componente de la radiación solar).

Dirección de la OscilaciónDirección de la Oscilación

Baja

Sube

Ondas Transversales

Las partículas se mueven perpendicularmente a la dirección de propagación de la onda (o sea, de arriba hacia abajo)

Ondas Longitudinales

Son aquellas en donde la dirección de oscilación del medio coincide con la dirección en la que viaja la onda.

Sentido de Propagación de una OndaSentido de Propagación de una Onda

Ondas Viajeras : La propagación de una onda es único. Un claro ejemplo es de la luz que proviene del sol, viaja desde esta estrella hacia nosotros, pero no se devuelve. Las ondas viajeras se expanden libremente en todas direcciones llegando a recorrer grandes distancias.

Ondas Estacionarias : Se producen a partir de 2 ondas viajeras que se propagan en sentidos opuestos. Cuando una onda viajera coincide sobre un punto fijo que la obliga a devolverse, pero invertida respecto de su forma inicial, ambas ondas (incidente y reflejada) se combinarán en forma precisa, dando origen a una nueva onda aparentemente estática con lugares de vibración nula, llamados “nodos” y lugares de vibración máxima (amplitud) llamados “antinodos”.

Los Nodos se encuentran a una distancia igual a media longitud de onda (λ/2) uno de otro. Si se modifica la longitud de onda, cambia el número de nodos y antinodos.

Nodo

Antinodos

Onda IncidenteOnda Reflejada

Antinodos

Velocidad de Propagación de una OndaVelocidad de Propagación de una Onda

Corresponde a la velocidad con que avanza la onda en sentido de propagación. Se denota por v y su valor se obtiene del producto de la frecuencia de la onda y su longitud.

v f vT

1.- El período de una onda mecánica es de 3,5[s]. ¿´Cuál es la frecuencia de la onda?

2.- Una onda en una cuerda se propaga con una velocidad de 12[m/s]. Si el periodo de la onda es de 0,6 [s] . ¿Cuál será su longitud de onda?

3.- La frecuencia de una onda es de 60[Hz] y su longitud de onda es de 0,3[m]. De acuerdo a esto, ¿cuál será su rapidez de propagación?

4.- Si la frecuencia de oscilación de la onda que emite una estación de FM es de 100.000.000[Hz]. Calcular:

a) El periodo de vibraciónb) La longitud de onda.

5.- Una onda sonora en el aire tiene una frecuencia de 262[Hz] y viaja con una rapidez de 343[m/s] .¿cuál es la distancia de separación entre las crestas de la onda?6.- El limpiaparabrisas de un automóvil realiza 15 oscilaciones en 30 segundos. ¿Cuál es su periodo y frecuencia?.