3 ONDAS MECANICAS

ONDAS MECÁNICAS

Profesor: Luis Dávila del Carpio

PROPÓSIT
• Reconoce OS
la formación de una onda
mecánica y sus propiedades.
•Analiza y explica los
fenómenos
ondulatorios relacionados con el oído y el
ojo humano.
•Analiza las propiedades de una onda
mecánica
aplicando
su
expresión
matemática o Ecuación de Onda.

ONDA
Es toda perturbación que experimenta un medio sólido, líquido
o gaseoso, yque se transmite por vibraciones de sus moléculas,
transportando energía sin el movimiento del medio (materia).

Las ondas surgen siempre que un sistema es perturbado de su
posición de equilibrio y la perturbación puede viajar o propagarse de
una región del sistema a otra. Al propagarse una onda, transporta
energía.

Elementos de una onda:

Las ondas en las cuerdas desempeñan un papel importanteen
música. Cuando un músico toca una guitarra o un violín, produce
ondas que viajan en direcciones opuestas por las cuerdas del
instrumento. Al traslaparse estas ondas de dirección opuesta, se
genera interferencia.

Tipos de ondas mecánicas

Como veremos, las ondas periódicas con
movimiento armónico simple son especialmente
fáciles de analizar; las llamamos ondas senoidales.

Ondas periódicaslongitudinales

Fuentes de ondas
Son los cuerpos que actuando en un medio provocan la
perturbación.
Ejemplo 01: En la Fig., la piedrita, es la fuente de
ondas y el agua el medio.

Ondas mecánicas

Se llaman así a las perturbaciones mecánicas
(deformaciones) que se propagan en un medio
elástico.

Ondas estacionarias

Se llaman as! a las perturbaciones del campo electromagnético
que se pro paganen un medio o en el vacío.

Figura Nº1: Pulso de onda moviéndose hacia la derecha sobre una cuerda tensa.
Cuando el pulso llega al soporte rígido, se refleja e invierte.

como estamos interesado en conocer la velocidad de propagacion de onda en una cuerda ,
despejamos y queda :
v

F


donde

velocidad de la cuerda 

tension de la cuerda
densidad lineal

Unidades de Medida SistemaInternacional
(F) N
(  )  Kg / m
v

N
 m 2 / seg 2
Kg / m

m / seg

Los primeros cuatro modos normales de una cuerda fija
en ambos extremos.

Principio de superposición

Ejemplo 2.

La elongación de una onda en función de la posición y el tiempo está dada por:

Y= 4 cos( 2X – 4�.t )

• La amplitud de la onda
con x en metros y
• El valor de k
t en segundos. Hallar: • El valor de w (velocidadangular)
• La velocidad de propagación
de la onda en m/s
• Su Periodo (T) y longitud de
onda (λ).

3.- Bajo una tensión F, un pulso tarda 2.00 s en recorrer la
longitud de un alambre tensado. ¿Qué tensión se requiere
(en términos de F) para que el pulso tarde 6.00 s en hacer
ese recorrido?

4.- Las ondas sonoras son ondas longitudinales en aire. Calcule
la longitud de onda de una onda sonora en aire, sila frecuencia
es de 262 Hz (la frecuencia aproximada del do medio de un
piano).

5.- Un niño está jugando con la cuerda para tender: desata
un extremo, tensa la cuerda y mueve el extremo hacia
arriba y hacia abajo senoidalmente, con una frecuencia de
2.00 Hz y una amplitud de 0.075 m. La rapidez de onda es
v=12.0 m/s. En t = 0, el extremo tiene desplazamiento
positivo máximo y está en reposoinstantáneamente.
Suponga que ninguna onda rebota del extremo lejano para
complicar el patrón. a) Calcule la amplitud, la frecuencia
angular, el periodo, la longitud de onda y el número de
onda. b) Obtenga una función de onda que la describa.

6.- El 26 de diciembre de 2004 ocurrió un intenso terremoto
en las costas de Sumatra, y desencadenó olas inmensas (un
tsunami) que provocaron la muerte de200,000 personas.
Gracias a los satélites que observaron esas olas desde el
espacio, se pudo establecer que había 800 km de la cresta de
una ola a la siguiente, y que el periodo entre una y otra fue de
1.0 hora. ¿Cuál fue la rapidez de esas olas en m/s y en km/h?
¿Su respuesta le ayudaría a comprender por qué las olas
causaron tal devastación?

7.- La luz es una onda, pero no una onda mecánica....