Movimiento ondulatorio
Capítulo 21
Física Sexta edición
Paul E. Tippens
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Ondas mecánicas
Tipos de ondas
Cálculo de la velocidad de onda
Movimiento ondulatorio periódico
Energía de una onda periódica
Principio de superposición
Ondas estacionarias
Frecuencias características
Ondas mecánicas
Una onda mecánica es una perturbación física en un
medio elástico.
Tipos de ondas
En una onda
transversal la vibración
de las partículas
individuales del medio
es perpendicular a la
dirección de la
propagación de la onda.
En una onda longitudinal la vibración de las partículas
individuales es paralela a la dirección de la propagación
de la onda.
Cálculo de la velocidad de onda
v=
F
=
m
F
m/l
donde:
v = velocidad de la onda
transversal
F = tensión de la cuerda
m or m/ l = masa de la
cuerda por unidad de
longitud.
Movimiento ondulatorio periódico
La longitud de onda l de un
tren de ondas es la distancia
entre dos partículas
cualesquiera que estén en fase.
La frecuencia f de una
onda es el número de
ondas que pasan por un
punto específico en una
unidad de tiempo.
v = fl
donde:
v = velocidad de la onda
f = frecuencia
l = longitud de onda
Energía de una onda periódica
La energía por unidad de longitud.
La potencia de la propagación
de la onda.
P = 2 p f A mv
2
2
2
E
= 2p 2 f 2 A 2 m
l
donde:
E = energía total
l = longitud
f = frecuencia
A = amplitud
m = masa por unidad de longitud
P = potencia
v = velocidad
El principio de superposición
Cuando dos o más trenes de ondas existen simultáneamente en
el mismo medio, cada onda recorre el medio como si las otras
no estuvieran presentes.
Principio de superposición: cuando dos o más ondas existen
simultáneamente en el mismo medio, el desplazamiento
resultante en cualquier punto y en cualquier instante es la suma
algebraica de los desplazamientos de cada onda.
• La interferencia constructiva se presenta cuando
el principio de superposición produce una onda
de mayor amplitud.
• La interferencia destructiva se presenta cuando
el principio de superposición produce una onda
de menor amplitud.
Ondas estacionarias
La distancia entre nodos
alternados o antinodos en
una onda estacionaria es una
medida de la longitud de onda
de las ondas componentes.
Frecuencias características
La frecuencia caracterísitca
de vibración está dada por:
n F
fn =
2l m
donde n = 1, 2, 3, .....
Conceptos clave
• Movimiento
ondulatorio
• Rapidez de onda
• Longitud de onda
• Frecuencia
• Fase
• Nodos
• Antinodos
• Fundamental
• Sobretono
• Armónica
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Ondas mecánicas
Ondas transversales
Ondas longitudinales
Densidad lineal
Amplitud
Principio de superposición
Interferencia constructiva
Interferencia destructiva
Ondas estacionarias
Frecuencias características
Resumen de ecuaciones
v=
F
=
m
F
m/l
fn =
v = fl
n F
2l m
E
= 2p 2 f 2 A 2 m
l
P = 2 p f A mv
2
2
2
donde n = 1, 2, 3, .....
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