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Royal American School
Departamento de Ciencias Física Primero Medio

Ondas Mecánicas

El concepto de movimiento ondulatorio, o más simplemente el concepto de onda, no nos resulta ajeno. En la naturaleza, el movimiento mecánico ondulatorio es tan frecuente como el movimiento de objetos, baste citar un ejemplo con el cual ya estamosfamiliarizados: el sonido.
En estos apuntes ampliaremos y profundizaremos en las características fundamentales del movimiento mecánico ondulatorio, lo cual, nos permitirá dar una interpretación unificada a un gran número de fenómenos aparentemente diversos, y aplicar posteriormente estos conocimientos al estudio de las ondas electromagnéticas.

Concepto y características del movimiento mecánicoondulatorio

Recordemos brevemente algunos ejemplos de movimiento ondulatorio y qué se entiende en general por una onda.
Si al extremo de una cuerda de escalamiento le damos una sacudida, esta perturbación del estado mecánico provocada en dicho extremo se propaga a lo largo de la cuerda, sin que esta, se desplace como un todo. Si se pulsa la cuerda de una guitarra, las oscilaciones que tienen lugar enella se propagan en forma de compresiones y enrarecimientos del aire que la rodea, las cuales pueden alcanzar e impresionar nuestros órganos auditivos, sin que por ello ocurra un desplazamiento neto del aire por el que se propagan las oscilaciones provocadas por la cuerda vibrante. Si se deja caer una pequeña piedra en el centro de una piscina estando la superficie del agua tranquila, laperturbación provocada por la caída de la piedra se propaga en forma de pequeñas olas que forman círculos concéntricos, sin que por ello se desplace el agua.
Conocemos que en estos casos estamos en presencia de lo que denominamos movimiento mecánico ondulatorio, o simplemente onda mecánica. Se denomina onda mecánica a la propagación de una perturbación de naturaleza mecánica en un medio.

¿Cuáles son lascaracterísticas fundamentales de este tipo de movimiento?

En primer término debemos señalar que las ondas mecánicas solamente pueden ser originadas en la sustancia




Una campana de vidrio que se le puede extraer el aire y dentro se coloca un timbre; se pone a funcionar el timbre mientras exista aire en la campana se escucha sonido cuando se comienza a extraer el aire el sonido deja depercibirse poco a poco hasta que no se escucha. ¿A qué conclusión puedes llegar?
Todas las películas de ciencia ficción donde se escucha un ruido ensordecedor en el espacio (sea el motor de una nave o una explosión) están completamente equivocadas. 



Analicemos otra importante característica del movimiento ondulatorio: si el extremo de una cuerda se hace oscilar como se indica en la figura, al cabo decierto intervalo de tiempo, un punto cualquiera alejado del extremo de la cuerda, también comenzará a oscilar, es decir, una onda mecánica se propaga a través de la cuerda. Notemos que todos los puntos de la cuerda se mueven (verticalmente en torno a la posición inicial que es la posición de equilibrio), pero no existe una traslación neta de las diferentes partes del resorte en el sentido en que sepropaga la onda.

La ausencia del transporte neto (resultante) de sustancia en el movimiento ondulatorio constituye una característica fundamental de las ondas que distingue a este tipo de movimiento del corpuscular (partícula). O sea, durante el movimiento ondulatorio se trasmiten las oscilaciones (en general las perturbaciones), y con ello, por supuesto, la energía y la cantidad de movimiento dedichas oscilaciones, sin que para ello medie el movimiento traslacional de las partículas de un punto a otro del medio.

Un rumor se propaga sin que ninguna persona de las que toman parte para difundirlo haga el viaje para tal fin. Tenemos aquí dos movimientos diferentes, el del rumor y el de las personas en difundirlo
Veamos otro ejemplo: el viento que pasa sobre un campo de trigo determina un...