fisica

VELOCIDAD DE PROPAGACIÓN DE LAS ONDAS TRANSVERSALES EN UNA CUERDA
Vamos a analizar la propagación de un movimiento ondulatorio en una cuerda sometida a una tensión y a determinar la velocidad de propagación de las ondas transversales que se forman en la misma.
La onda se propaga con una velocidad constante a lo largo de la cuerda. Si pinchamos una cuerda de guitarra y soltamos, se forma unaonda que se propaga por la cuerda y rebota en los puntos de sujeción.
Se propaga con una velocidad que depende de la tensión del pellizco y de la masa por unidad de longitud de la cuerda. A igualdad de pellizco la velocidad de la onda en una "prima"-la cuerda inferior de la guitarra y más delgada- no es igual a aquella con que se propaga en un "bordón".
Los elementos materiales de la cuerda semueven perpendicularmente a ella, arriba y abajo, con velocidad variable dada por la ecuación de un movimiento vibratorio armónico simple, pero no se desplazan a lo largo de ella. La onda se propaga por la cuerda con una velocidad constante que depende del impulso que se le aplica y del grosor de la cuerda.
Pellizquemos una cuerda. Ahora sólo se esta formando y se ha propagado a un pequeño elementode cuerda. Veamos esto pormenorizadamente.
La tensión de la cuerda se puede suponer que tiene dos componentes uno vertical y otro horizontal.
Las componentes horizontales se anulan al estar drigidos en sentidos opuestos y neutralizados por la sujeción de las cuerda. La componente vertical de la tensión acelera la masa de un pequeño trozo de la cuerda por donde se propagó la onda en un tiempo"t", muy pequeño (la parte inclinada de la figura).

La densidad lineal, m,es la masa total de la cuerda dividida por su longitud.
Suponiendo una densidad lineal m, de la cuerda representa una masa de cuerda a la que se propagó de m=m·v·t.
La onda se propaga con velocidad "v" y en el tiempo "t" recorre una distancia "v·t"
 
La velocidad de vibración vertical es variable como corresponde a unM.A.S. y es u=A w sen wt
La fuerza vertical comunica en ese tiempo un impulso hacia arriba al elemento de cuerda, trozo de masa vt. , va a incrementar su cantidad de movimiento:
Fy t= u
T (sen  )· t= vt· u
Tal como vemos en la figura podemos deducir de lo que avanza la onda mientras transcurre el tiempo "t" y la distancia que bajo que: sen a=tg =v·t / u·t
Por lo tanto:
T .(u/v)=  v u
T/ v= v
Despejando:

Esta fórmula permite conocer la dependencia de la velocidad de propagación de las ondas transversales en la cuerda con la tensión de la cuerda T (N) y con su densidad lineal m (kg/m)y poder hallar su valor.
La expresión de la velocidad de propagación del sonido en el aire es semejente a la anterior pero en lugar de la tensión se pone la presión atmosférica y la densidadlineal se sustituye por la densidad del aire.
DESCRIPCIÓN
Cuando una cuerda tensa se pulsa o se roza la perturbación resultante se propaga a lo largo de ella. Dicha perturbación consiste en la variación de la forma de la cuerda a partir de su estado de equilibrio: los segmentos de la cuerda se mueven en una dirección perpendicular a la cuerda y por tanto perpendicularmente a la dirección depropagación de la perturbación. Una onda en la que la perturbación es perpendicular a la dirección de propagación se denomina onda transversal.


OBJETIVOS
1. Definir las ondas transversales.
2. Estudiar la propagación de ondas transversales en cuerdas.
 
 Estudiar la propagación de las ondas transversales en una cuerda y resortes, determinar las relaciones entre frecuencia, tensión y longitudde onda.

TIPOS DE ONDAS
Podemos establecer criterios de clasificación de las ondas. Algunos serían:

Según el medio por el que se propaguen.
Ondas mecánicas. Son las que requieren un medio material para propagarse. Ejemplo, el sonido La onda de sonido ordinario es una forma de transmisión de energía, perturbaciones en el aire entre fuente vibrante que es la que produce el sonido y un...