| TIPOS de
ONDAS. GENERACIÓN DE ONDAS TRANVERSALES Vamos a estudiar las ondas materiales (que son las que necesitan un soporte material para propagarse) y a comprobar como se generan las ondas TRANVERSALES y cuales son sus características. Para ello utilizaremos una máquina que simula vibraciones en el extremo de una cuerda. Todo lo que estudiemos se puede generalizar a cualquier otro tipo de ondas tranversales como por ejemplo las ondas en la superficie del agua, etc. PULSO y TREN DE ONDAS El movimiento de cualquier objeto material puede ser
considerado como una fuente de ondas. Al moverse perturba el medio que lo rodea y esta
perturbación al propagarse puede ser un pulso o un tren de ondas. Un impulso único,
,como una vibración en el extremo de una cuerda, al propagarse da lugar a un tipo de onda
llamada pulso. Si las vibraciones del extremo se suceden, se formará un tren de
ondas que se transmite a lo largo de la cuerda. ONDAS TRANSVERSALES y LONGITUDINALES Si las partículas del medio en el que se propaga la perturbación vibran perpendicularmente a la dirección de propagación las ondas se llaman transversales. Si vibran en la misma dirección se llaman longitudinales. Pulsa más abajo en " Tipos de Ondas" para ver como se comportan estos dos tipos de onda. En las ondas longitudinales que has podido observar, si medimos la posición en que se encuentra un punto que vibra, -distancias hacia la derecha y hacia la izquierda de la posición de equilibrio- y la representamos frente al tiempo, obtenemos una función matemática senoidal (forma de onda). Aceptaremos que la forma de los pulsos no varía durante la propagación (lo cual sólo es sólo cierto para las ondas electromagnéticas, que no son materiales, propagándose en el vacío). Nos referiremos únicamente a ondas cuyos pulsos pueden ser descritos por las funciones matemáticas seno y coseno. A estas ondas las llamaremos ondas armónicas. Las partículas del medio en que se propagan estas ondas (en este caso las de la cuerda) vibran perpendicularmente a la posición inicial de la cuerda, separándose de la posición inicial arriba y abajo con un movimiento vibratorio armónico simple. La separación de la posición de equilibrio responde a la fórmula y(t)=A· senw t. La velocidad de vibración de las partículas es variable ( v=A ·wsen wt ) , perpendicular a la dirección de propagación y diferente a la velocidad de propagación del pulso (V) que tiene valor constante para una onda y un medio dados. Se define la longitud de onda (l) como la distancia que recorre el pulso mientras un punto realiza una oscilación completa. El tiempo que tarda en realizar una oscilación se llama periodo ( T) y la frecuencia ( n) es el número de oscilaciones (Vibraciones) que efectúa culaquier punto de la onda en un segundo.
Las ondas viajeras de la cuerda son ondas bidimensionales y, como toda onda, realizan una transmisión de energía sin transporte de materia. Instrucciones de manejo del applet 1.Al cargarse el applet se verá una cuerda marcada con nudos, que serán útiles para ver su separación de la posición iinicial, y en el medio de la cuerda un nudo de color azul. Un cuadro de control nos permite iniciar la generación de ondas com "play" y obtener una pausa con ( "pause") . Con la cuerda detenida con pause podemos variar, paso a paso, la posición de la cuerda hacia donde se encontraba momentos antes o adelantar el movimineto con "back" o " forward". Podemos variar las condiciones en que vibra la cuerda selecionando los botones de radio para las condiciones : pulso hacía arriba ((pulse crest); pulso hacia abajo ( pulse frough) ; tren de ondas (continous). No vamos a estudiar las interferencias que se forman cuando rebota la onda y selecionaremos "end less" ( si fin , como si la onda prosiguiera hacia el infinito). Realización práctica Realiza, obseva y comprueba lo siguiente: 1- Fija las condiciones de "end les" para que no reboten las ondas. Provoca la agitación del extremo de la cuerda pulsando "play" y observa como avanza el tren de ondas. 2.- Pulsa "pause " y cliquea en "back" para ver las posiciones de la cuerda paso a paso. Procediendo así es como si efectuáramos la vibración a cámara lenta. Fijate que el punto azul se encuentra a una longitud de onda del punto iizquierdo del inicio de la cuerda. 3.- Cada punto de la cuerda al vibrar arrastra a los puntos próximos que le siguen con un cierto retraso. La posición que ocupan en un determinado instante todos los puntos de la cuerda la vemos pulsando "pause" y esa forma es lo que denominamos onda. 4.- Si represntaramos la separación de un punto dado de la posición de equilibrio en cada instante y lo representamos ffrente al tiempo, obtendremos ua gráfica con forma senoidal. 5.- A continuación realiza la animación parándola con "pause" y luego "back" y podrás comprobar que los puntos situados unos de otros a una distancia igual a la longitud de onda están en fase (vibran manteniendo la misma distancia a la posición de equilibrio). Lo mismo les sucede a los que están a doble, triple etc. longitudes de onda los unos de los otros. Las posiciones de distintos puntos coinciden si estan separados por un múltiplo entero de la longitud de onda. 6.- La posición de un mismo punto (medida como distancia al punto de reposo inicial) se repite cada cierto tiempo llamado periodo, |
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