Fisica

Onda mecánica
Una onda mecánica es una perturbación tensional que se propaga a lo largo de un medio material. Todas las ondas mecánicas requieren: 1) alguna fuente que cree la perturbación, 2) un medio que reciba la perturbación y 3) algún medio físico a través del cual elementos del medio puedan influir uno al otro. El sonido es el ejemplo más conocido de onda mecánica, que en los fluidos sepropaga como onda longitudinal de presión. Los terremotos, por otra parte, se modelizan como ondas elásticas que se propagan por el terreno. Por otra parte, las ondas electromagnéticas no requieren de un sustrato material, ya que también pueden propagarse por el vacío.

|Contenido |
| [ocultar] |
|1 Ondas sonoras|
|2 Ondas elásticas |
|2.1 Ondas planas |
|2.2 Ondas P y S |
|3 Véase también |

Ondas sonoras [editar]

Una onda sonora es un caso de particular de elástica, concretamente una onda elástica longitudinal. Los fluidos son medioscontinuos que se caracterizan por no tener rigidez y por tanto no pueden transmitir ondas elásticas transversales sólo longitudinales de presión.

Ondas elásticas [editar]

Artículo principal: Onda elástica
En un medio elástico no sometido a fuerzas volumétricas la ecuación de movimiento de una onda elástica que relaciona la velocidad de propagación con las tensiones existentes en el medioelástico vienen dadas, usando el convenio de sumación de Einstein, por:

(1)[pic]

Donde [pic] es la densidad y el término entre paréntesis del segundo término coincide con la aceleración o derivada segunda del desplazamiento. Reescribiendo la ecuación anterior en términos de los desplazamientos producidos por la onda elástica, mediante lasecuaciones de Lamé-Hooke y las relaciones del tensordeformación con el vector desplazamiento, tenemos:

(2a)[pic]

Que escrita en la forma vectorial convencional resulta:

(2b)[pic]

Ondas planas [editar]
Artículo principal: Onda plana
En general una onda elástica puede ser una combinación de ondas longitudinales y de ondas transversales. Una manera simple de demostrar esto considerar la propagación de ondas planas en las que el vector dedesplazamientos provocados por el paso de la onda tiene la forma [pic]. En este caso la ecuación (2b) se reduce para una onda plana a:

[pic]

En las ecuaciones anteriores la componente X es una onda longitudinal que se propaga con velocidad vL mientras que la componente en las otras dos direcciones es transversal y se se propaga con velocidad vT. Donde la velocidad de la onda longitudinal y de la ondatransversal vienen dadas por:

[pic]

Siendo:

[pic], el módulo de Young y el coeficiente de Poisson, respetivamente.
Ondas P y S [editar]
Una onda elástica que responde a la ecuación (2b) puede descomponerse, mediante la descomposición de Helmholtz para campos vectoriales, en una componente longitudinal a lo largo de la dirección de propagación de la propagación y una ondatransversal a la misma. Estas dos componentes se llaman usualmente componente P (onda Primaria) y componente S (onda Secundaria).

Para ver esto se define los potenciales de Helmholtz del campo de desplazamiento:

[pic]

• Ondas viajeras: son aquellas ondas que se desplazan libremente por el medio. Por ejemplo, si suponemos que una soga es tan larga como nosotros queramos, la ondaque generamos en esta, se propagara indefinidamente por la soga. Las ondas viajeras se dividen en transversales y longitudinales.

Una onda simple u onda viajera es una perturbación que varía tanto con el tiempo t como con la distancia z de la siguiente manera:

[pic]
donde A(z,t) es la amplitud de la onda, k es el número de onda y φ es la fase. La velocidad de fase vf de esta...