Carpeta

Tema 2: Ondas
Oscilaciones y Ondas
Fundamentos físicos de la ingeniería
Ingeniería Industrial
Primer Curso
Joaquín Bernal Méndez
Curso 2008/2009

Ingeniería Industrial Dpto. Física Aplicada III
Universidad de Sevilla

1

Índice
Introducción
Función de onda
Ondas sinusoidales
Velocidad de las ondas mecánicas lineales
Onda en una cuerda: energía transmitida
Ondas de sonidoEfecto Doppler
Reflexión y transmisión de ondas
Superposición de ondas
Fundamentos Físicos de la Ingeniería
Curso 2008/2009

Ingeniería Industrial
Dpto. Física Aplicada III – Universidad de Sevilla

Tema 2.-Ondas
2/69

Introducción: ondas
mecánicas
Onda: perturbación que viaja sin
transferencia de materia transmiten energía
Ondas en el agua, ondas de sonido…

Clasificación según elmedio de propagación:
Mecánicas: perturbación de un medio.
Ondas en el agua, ondas sísmicas, de sonido, en una
cuerda…

Electromagnéticas: no requieren un medio.
Luz, rayos X, ondas de radio…
Fundamentos Físicos de la Ingeniería
Curso 2008/2009

Ingeniería Industrial
Dpto. Física Aplicada III – Universidad de Sevilla

Tema 2.-Ondas
5/69

Ondas mecánicas
La formación ypropagación de una onda
mecánica requiere:
Una fuente de perturbación
Ej: Piedra que cae en el agua

Un medio que pueda ser perturbado
Ej: El agua

Mecanismo físico de interacción entre partículas
del medio
Ej: Fuerzas de atracción-repulsión entre las moléculas
de agua
Fundamentos Físicos de la Ingeniería
Curso 2008/2009

Ingeniería Industrial
Dpto. Física Aplicada III – Universidad deSevilla

Tema 2.-Ondas
6/69

Ondas transversales y
longitudinales
Clasificación de las ondas según la dirección
del desplazamiento de las partículas del
medio:
Transversales: perpendicular a la dirección de
propagación (Ej: ondas en cuerdas, ondas en el
agua)

Fundamentos Físicos de la Ingeniería
Curso 2008/2009

Ingeniería Industrial
Dpto. Física Aplicada III – Universidad deSevilla

Tema 2.-Ondas
7/69

Ondas transversales y
longitudinales
Clasificación de las ondas según la dirección
del desplazamiento de las partículas del
medio:
Transversales: perpendicular a la dirección de
propagación (Ej: ondas en cuerdas, ondas en el
agua)
Longitudinales: paralela a
la dirección de propagación
(Ej: ondas de sonido,
ondas en un muelle)
Fundamentos Físicos de laIngeniería
Curso 2008/2009

Ingeniería Industrial
Dpto. Física Aplicada III – Universidad de Sevilla

Tema 2.-Ondas
8/69

Índice
Introducción
Función de onda
Ondas sinusoidales
Velocidad de las ondas mecánicas lineales
Onda en una cuerda: energía transmitida
Ondas de sonido
Efecto Doppler
Reflexión y transmisión de ondas
Superposición de ondas
Fundamentos Físicos de la IngenieríaCurso 2008/2009

Ingeniería Industrial
Dpto. Física Aplicada III – Universidad de Sevilla

Tema 2.-Ondas
9/69

Función de onda
Pulso que viaja en una cuerda:

Fundamentos Físicos de la Ingeniería
Curso 2008/2009

Ingeniería Industrial
Dpto. Física Aplicada III – Universidad de Sevilla

Tema 2.-Ondas
10/69

Función de onda
Pulso que viaja en una cuerda:
y

t =0

y ( x,t = 0) = f ( x)
v

P

y

xP

y ( x, t ) = f ( x − vt )

vt

P′

t

x

Función de onda

x
xP′ = xP + vt → f ( xP′ − vt ) = f ( xP )
Fundamentos Físicos de la Ingeniería
Curso 2008/2009

Ingeniería Industrial
Dpto. Física Aplicada III – Universidad de Sevilla

Tema 2.-Ondas
11/69

Función de onda
y ( x, t ) = f ( x ± vt )

Representa el valor de la coordenada y encualquier punto x en un instante t
El signo positivo indica onda viajando hacia x
decreciente (la izquierda en nuestro
diagrama)
Para un t0 fijo y(x,t0) forma de onda: función
que proporciona la forma geométrica del
pulso
Fundamentos Físicos de la Ingeniería
Curso 2008/2009

Ingeniería Industrial
Dpto. Física Aplicada III – Universidad de Sevilla

Tema 2.-Ondas
12/69

Índice...