F SICA III 2015 1

BLOQUE I
MOVIMIENTO ONDULATORIO
La| energía se puede transferir de un lugar a otro por diversos medios. Al golpear un clavo, la energía
cinética del martillo se convierte en trabajo útil sobre el clavo.El viento, los proyectiles y la mayoría
de las máquinas simples también realizan trabajo a expensas del movimiento de la materia.
En este capítulo estudiaremos la transferencia de energía de unpunto a otro sin que se realice una
transferencia física de la materia entre los puntos.
Ondas mecánicas.(concepto)
Cuando se deja caer una piedra en un estanque, se producirán una serie de perturbaciones en forma
circular y concéntricos.
A la propagación de la energía por medio de una perturbación en un medio, y no por el movimiento
del medio mismo, se le llama movimiento ondulatorio.
Ondamecánica:(definición) Una onda mecánica es una perturbación física en un medio elástico.

TIPOS DE ONDAS.

1) Onda transversal: En una onda transversal, la vibración de las partículas individuales del medio es
perpendicular a la dirección de la onda.
Cuando una cuerda atada por una extremo, se mueve hacia arriba y hacia abajo, enviamos una sola
perturbación llamada pulso. En este caso una partícula semueve en sentido vertical,si el
desplazamiento de la onda es horizontal, entonces existe una perpendicularidad, por esto es una
onda transversal.
2) Onda longitudinal:En una onda longitudinal, la vibración de las partículas individuales es paralela a
la dirección de la propagación de la onda.
Cuando un resorte inicialmente en reposo, se comprime (condensación) considera una partícula
cualquiera de él,se mueve hacia la derecha y cuando se libera (rarefacción), la partícula se mueve
hacia la izquierda. El movimiento de la partícula es en la misma dirección que el desplazamiento de la
onda, por esto es longitudinal.

Cálculo de la rapidez de onda
La rapidez a la cual se mueve un pulso a través de un medio depende de la elasticidad del
medio y de la inercia de las partículas del mismo. Losmateriales mas elásticos producen
mayores fuerzas de restitución cuando se distorsionan, además los materiales menos densos
se resisten menos a moverse.
En ambos casos, la capacidad de las partículas para propagar una perturbación a las partículas
vecinas es mejor, y el pulso viajará en ese caso a mayor rapidez.
Análisis de un ejemplo.
Consideremos el movimiento de un pulso transversal a través de unacuerda. La masa "m" de
la cuerda y su longitud "L" se mantienen bajo una tensión constante "F" por medio de la pesa
suspendida.
Cuando se da un solo movimiento a la cuerda en su extremo izquierdo, se propaga un pulso
transversal a lo largo de la misma.
La elasticidad de la cuerda se mide por la tensión "F". La inercia de las partículas individuales
se determina mediante la masa por unidad delongitud μ de la cuerda.

Se puede demostrar que la rapidez de onda del pulso transversal en una cuerda está dado por
v= √ (F/μ) = √ [F/(m/L)]
La masa por unidad de longitud μ se conoce generalmente como la densidad lineal de la
cuerda. Si "F" se expresa en Newtons y "μ" en Kilogramos por metro, la rapidez estará
expresada en metros por segundo.
Nota: Realiza un análisis dimensional para verificar quela fórmula exprese el resultado en
m/seg.
Resuelve los siguientes ejercicios, de acuerdo a la información disponible (fórmulas). Resuelve
solo los que puedas
1.- Una onda transversal tiene una longitud de onda de 30 cm. y vibra con una frecuencia de
420 Hz. ¿Cuál es la rapidez de esta onda?
2.- En un muelle, una persona cuenta los choques de una ola cuando las crestas golpean un
poste. Si escucha80 choques en 1 min. y una cresta en particular recorre una distancia de 8 m
en 4 seg, ¿Cuál es la longitud de onda de una sola ola?

3.- La figura(21.13) muestra una onda transversal. Determinar y calcular la amplitud, la longitud de
onda, el período y la rapidez de la onda si ésta tiene una frecuencia de 12 Hz.
4.- En el caso de la onda longitudinal de la figura 21.13, halle la amplitud, la...