Temas Varios

Guía de Vibraciones y Ondas

Movimientos Vibratorios

“El viento que pasa por un campo de mieses determina un movimiento en forma de onda, que se difunde a lo largo de toda su extensión. Podemos distinguir en este caso dos movimientos; el de propagación de la onda y el movimiento de cada una de las espigas, las cuales ejecutan sólo pequeños desplazamientos de vaivén, es decir, pequeñasoscilaciones” (La física, aventura del pensamiento, Einstein - Infeld)

Para entender los fenómenos ondulatorios relacionados con la luz y el sonido, es necesario conocer el movimiento vibratorio.

El movimiento vibratorio, se puede definir como el movimiento que realiza un cuerpo cuando ocupa sucesivamente posiciones simétricas con respecto a un punto llamado posición de equilibrio. Dichomovimiento se caracteriza porque el cuerpo en vibración alcanza la misma posición cada cierto tiempo, es decir, se trata de un movimiento periódico, siendo el período una constante del movimiento.

Si fijamos una lámina por un extremo en el borde de una mesa y aplicamos una fuerza deflectora, observaremos que al soltarla se producirá un movimiento vibratorio, que generará un sonido y perdurará mientas elcuerpo vibre.

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El mismo tipo de efecto, al igual que en el caso de la lámina, se observa en la oscilación de un péndulo: Como producto de la acción de gravedad, este oscila en torno a su posición de equilibrio.








Si golpeamos uninstrumento de percusión, junto con percibir el sonido, percibiremos la vibración en su estructura. De igual forma, cuando soplamos un instrumento de viento, percibiremos junto al sonido, un movimiento vibratorio.

Asimismo, cuando emitimos un sonido, nuestras cuerdas vocales vibran, lo que puede percibirse apoyando ligeramente los dedos en la zona de la laringe. De igual forma, podemos percibiresta vibración en el cráneo.



Elementos asociados a un movimiento vibratorio

• Elongación (d): Posición cualquiera de una partícula respecto a la posición de equilibrio en un determinado instante.


• Amplitud (A): Es la máxima elongación o separación de la posición de equilibrio. Se expresa en unidades de longitud.

• Periodo (T): Tiempo empleado por una partícula enefectuar una oscilación completa.


T = tiempo/nº de oscilaciones


• Frecuencia (f): Número de oscilaciones que se producen en la unidad de tiempo. Se mide en vibración/s, ciclos/s, Hertz (Hz), las que son equivalentes.


F=nº de oscilaciones/tiempo

Una propiedad importante del movimiento oscilatorio es su frecuencia, que presenta una relación recíproca con el período delmovimiento:
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Ejemplo Nº 1.: Determine la frecuencia y el periodo si se efectúan 24 osc. en 8 seg.

Desarrollo
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Ondas

La onda es un fenómeno físico que se propaga en algún medio (sólido, líquido, gas), desde la perturbación (foco) hacia otras regiones del medio (movimiento oscilatorio). Cabe destacar que las ondas son portadoras de energía, pero no de materia.

Elementos deuna onda

• Cresta y valles: Los puntos más elevados verticalmente hacia arriba de la posición de equilibrio del péndulo corresponden a las crestas o montes de la onda senoidal. Mientras que los más bajos se denominan valles.

• Longitud de onda (λ): Distancia que se propaga una onda en un periodo. También puede definirse como la distancia existente entre dos partículas consecutivasen igual condición de fase



• Velocidad de propagación (v): La velocidad de propagación depende de la naturaleza del medio, representada por la elasticidad y densidad. Luego, la velocidad de propagación está dada por:

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Ejemplo Nº 2.: Una perturbación periódica se propaga en un medio avanzando 60m cada 10s. Calcular la...