MOVIMIENTO ONDULATORIO
Los fenómenos ondulatorios que podemos
observar a nuestro alrededor son muy frecuentes y variados. Por ejemplo, si en
un punto de la superficie del agua de una piscina ocasionamos un pequeño
hundimiento, se produce una perturbación que se propaga por la superficie.
Si hacemos oscilar una cuerda desde uno
de sus extremos, la perturbación se transmite por toda la cuerda.
Estas perturbaciones son de carácter
ondulatorio. Por lo tanto, una onda es cualquier perturbación que se propaga de
un lugar a otro en el tiempo. Algunas como el sonido, utilizan un medio para
transportarse. Otras como la luz, no requieren de un medio material para
propagarse.
CLASIFICACIÓN DE LAS ONDAS
Criterio de clasificación.
1.
Según
su medio de propagación se clasifican en:
a.
Mecánicas:
ondas
que requieren para desplazarse de un medio elástico que vibre, por ejemplo las
ondas en el agua.
b.
Electromagnéticas:
son
las que se propagan en el vacío, por ejemplo las ondas de radio, la luz.
2.
Según
el número de oscilaciones se clasifican en:
a. Pulso o perturbación: es
aquel en el cual cada partícula del medio permanece en reposo hasta que llegue
el pulso, realiza una oscilación con M.A.S y después permanece en reposo.
b. Ondas
periódicas: son aquellas en las cuales las partículas del medio
tienen un movimiento periódico, debido a que la fuente perturbadora vibra
continuamente. Si la fuente vibra con M.A.S la onda periódica es llamada
armónica.
3.
Según
su dirección de propagación:
Ondas transversales y longitudinales
Una
onda se propaga a través de un medio gracias a la vibración que se produce en
las partículas de éste. La dirección de propagación de la onda puede ser
paralela o perpendicular a la dirección de oscilación de las partículas del
medio de propagación. De acuerdo con eso tenemos dos tipos de ondas:
transversales y longitudinales.
En
las ondas
transversales las partículas del medio oscilan en dirección
perpendicular a la dirección en que se propaga el movimiento ondulatorio. Son
ejemplos de ondas transversales, las generadas en una cuerda, las de la luz
quien no requiere de medio material de propagación. En la figura, y mientras
las partículas de la cuerda, por ejemplo las del punto P, oscilan en dirección
vertical, la onda se propaga en dirección horizontal.
Es
así como en las ondas longitudinales las partículas del medio material oscilan
en la misma dirección de propagación del movimiento ondulatorio. Son ejemplos
de ondas longitudinales las producidas en un resorte cuando se hace oscilar uno
de sus extremos en la misma dirección del resorte y la del sonido.
En
la figura, mientras que cada partícula del resorte oscila con respecto a su
posición de equilibrio, transmite el movimiento la siguiente partícula y así se
propaga la onda.
4.
Según
su número de dimensiones en que se propaguen:
a.
Unidimensionales:
se
propagan en una dimensión, por ejemplo un resorte.
b.
Bidimensionales: se
propagan en dos dimensiones, por ejemplo las ondas en el agua.
c.
Tridimensionales:
se
propagan en tres dimensiones, por ejemplo la luz
Gráfico
de onda unidimensional.
Se
muestra un arreglo de fichas de dominó, un leve empujón a la primera se
transmite a las demás tumbándolas una a una hasta llegar a la última. Observe que
el empujón se transmite sin que las fichas cambien de posición. En este caso se
ha transmitido un pulso.
Gráfico
bidimensional.
Movimiento de vaivén de un corcho debido
a la propagación de pulsos en la superficie del agua. Se puede observar que el
corcho no se traslada en la dirección que se propagan los pulsos, simplemente
se mueve hacia arriba y hacia abajo.
Gráfico
tridimensional.
La
luz es un elemento que se propaga en tres dimensiones, es decir en el plano x,y,z
ELEMENTOS DE UNA ONDA
Cuando
se produce una onda esta posee los siguientes elementos:
Cresta: es el punto más
alto de la onda.
Valle: es el punto más
bajo de la onda.
Nodos (N): punto que
oscila con mínima amplitud
Antinodo: puntos que
oscilan con máxima amplitud
Amplitud de onda: es
la altura de la cresta o la profundidad del valle con respecto a la posición de
equilibrio de las partículas del medio.
Longitud de onda: representada
por l, es la
distancia entre dos crestas consecutivas, o entre dos valles consecutivos.
Frecuencia: es el número de
vibraciones producidas por unidad de tiempo. La unidad de frecuencia es el
hertz (hz) o s-1.
Periodo:
es
el tiempo en el cual se produce la vibración o el tiempo que una onda emplea en
desplazarse una longitud de onda.
Puesto
que la onda se desplaza una longitud de onda en un tiempo equivalente a un
periodo T, la velocidad de propagación, que es constante, se expresa mediante
En
una onda periódica, al igual que en todos los movimientos periódicos el periodo
y la frecuencia se relacionan de la siguiente manera.
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