ondas

Movimiento Ondulatorio
Física 2

Introducción
Consideraremos la propagación de algo que no es materia, sino energía
propagada a través de la materia.
Las ondas que estudiaremos requieren:
1.

Alguna fuente de propagación

2.

Un medio que pueda perturbarse

3.

Cierta conexión física por medio de la cual partes adyacentes del medio
puedan afectarse entre sí

CaracterísticasLa longitud de onda  es la distancia mínima entre dos puntos cualesquiera
sobre una onda que se comportan idénticamente.
La frecuencia es la tasa de tiempo a la cual la perturbación se repite a sí
misma,

Cresta

Valle

Tipos de ondas
Una onda viajera es una perturbación que se propaga a lo largo
de un medio a una velocidad definida.
Una onda viajera que causa que las partículas delmedio
perturbado se muevan perpendicularmente al movimiento de la
onda se conoce como onda transversal.
Una onda viajera que causa que las partículas del medio
perturbado se muevan paralelas al movimiento de la onda se
conoce como onda longitudinal.
Algunas ondas no son ni transversales ni longitudinales como las
ondas en la superficie del agua. Éstas tienen componentes
longitudinal ytransversal.

Onda transversal
Onda longitudinal

Ondas viajeras unidimensionales
Una onda viajera se puede representar como una función y = f(x). Al desplazamiento
máximo del pulso se le llama amplitud.
Si la forma del pulso de onda no cambia con el tiempo, podemos representar el
desplazamiento y de la cuerda para todos los tiempos ulteriores como:
y = f(x – vt)
Si el pulso se desplazaa la derecha y por
y = f(x + vt)
Si el pulso se desplaza a la izquierda.
Donde v es la velocidad de desplazamiento del pulso. A la función y se le llama a veces
función de onda.

ejemplo
Un pulso de onda se mueve hacia la derecha y se representa por

y  x, t  

2
 x  3.0t  2  1

y  x, t  

2
 x  3 2  1

Graficar en t = 0, 1, 2 s.
2
y  x, t   2
x 1

y  x,t  

2
 x  6 2  1

Tarea
Una onda se describe por

y  x, t  5.00e

  x  5t  2

Encuentre a) la dirección de movimiento de la onda, b) la
rapidez, c) la amplitud máxima, d) la amplitud cuando t = 0.5
en x = 1.5.

Superposición e interferencia de
ondas
El principio de superposición establece que:
Si dos o más ondas viajeras se mueven a través de un medio, lafunción de
onda resultante en cualquier punto es la suma algebraica de las funciones
de ondas individuales.
Las ondas que obedecen este principio son llamadas ondas lineales. Las
que no lo cumples son ondas no lineales.
La combinación de ondas independientes en la misma región del espacio
para producir una onda resultante se denomina interferencia.
La interferencia es constructiva si eldesplazamiento es en la misma
dirección y destructiva en caso contrario.

La velocidad de ondas en cuerdas
La velocidad de ondas mecánicas lineales depende exclusivamente de las
propiedades del medio por la cual viaja la onda. Si la tensión en la cuerda
es F y su masa por unidad de longitud es , la velocidad de la onda es:

F
v


Fr 2 Fsen 2 F
m  s 2 R
mv 2
Fr 
R
2  R v 22 F 
R

Ejemplo
Una cuerda tiene 0.300 kg de peso y una longitud de 6 m. la
cuerda pasa por una polea y sostiene un objeto de 2 kg. Calcule
la rapidez de un pulso viajando a lo largo de la cuerda.

5m

1m

2 kg

Reflexión y transmisión de ondas
Pulso incidente

Reflexión de un pulso de onda
viajera en el extremo fijo de
una cuerda alargada.
El pulso reflejado se invierte,pero su forma permanece
igual.

Pulso reflejado

Pulso incidente

Reflexión de un pulso de onda
viajera en el extremo libre de
una cuerda alargada.
El pulso reflejado no se
invierte.

Pulso reflejado

Pulso incidente

Un pulso viaja hacia la
derecha en una cuerda ligera
unida a una cuerda pesada.
Parte del pulso se refleja y
parte del pulso se transmite a
la cuerda más...