Movimiento ondulatorio

MOVIMIENTO ONDULATORIO

Ondas mecánicas

Las ondas mecánicas se originan por el desplazamiento de alguna parte de un medio elástico de su posición normal, causando oscilaciones alrededor de una posición de equilibrio. A causa de las fuerzas elásticas sobre capas adyacentes, esta perturbación se trasmite de una capa a la próxima. En consecuencia, esta perturbación u onda, se desplaza a travésdel medio. El medio mismo no se mueve como un todo; por el contrario, las diversas partes oscilan en trayectorias limitadas. Por ejemplo, colocando pequeños objetos que floten, como los corchos, se puede mostrar que el movimiento real de las diferentes partes del agua, al pasar una onda, es de un ligero vaivén hacia arriba y hacia abajo, y también hacia adelante y atrás. Sin embargo, las ondas delagua se mueven de manera uniforme a lo largo del agua. Cuando alcanzan a los objetos flotantes los ponen en movimiento, es decir, les transfieren energía. Mediante el movimiento ondulatorio se puede trasmitir energía a distancias considerables. La energía en las ondas está en la forma tanto de energía cinética como de energía potencial de la materia; pero su transmisión se produce al pasar de unaparte de la materia a la siguiente y no por un movimiento de largo alcance de la propia materia.

Para la transmisión de las ondas mecánicas es necesario un medio material. En cambio, para transmitir las ondas electromagnéticas no es necesario dicho medio.

De acuerdo con la dirección en la que una onda hace vibrar a las partículas del medio material, los movimientos ondulatorios seclasifican en:


4.1.1.Ondas longitudinales.- Se presentan cuando las partículas del medio material vibran paralelamente a la dirección de propagación de la onda. Por ejemplo, en un resorte vertical en tensión. Se propaga una onda longitudinal si uno de sus extremos se hace oscilar hacia arriba y hacia abajo. Véase la figura 3.2.1.

Fig. 3.2.1.

Otro ejemplo de ondas longitudinales son las que seproducen en la propagación de sonido, del cual hablaremos en el próximo tema.

4.1.2.-Ondas Transversales.- Se presentan cuando las partículas del medio material vibran perpendicularmente a la dirección de propagación de la onda. Estas se producen, por ejemplo, cuando se arroja una piedra en un estanque, formándose prominencias y depresiones circulares. También en una cuerda en tensión, como semuestra en la Fig. 3.2.2, se puede propagar una onda transversal si uno de sus extremos se hace oscilar en vaivén; la perturbación se mueve a lo largo de la cuerda, pero sus partículas vibran perpendicularmente a la dirección en que se propaga la perturbación.


Fig. 3.2.2.

4.2.- Sonido

El estudio del sonido, a la luz de los conocimientos que actualmente proseemos, puedesubdividirse en tres apartados: Fuentes, transmisión y detección. La parte de la Física que aborda el estudio del sonido, recibe el nombre de Acústica.

4.2.1.- Onda Sonora

Las ondas sonoras son ondas mecánicas longitudinales. Pueden propagarse en los sólidos, en los líquidos o en los gases. Las partículas materiales que transmiten a tales ondas oscilan en la misma dirección en la que se propaga laonda. El intervalo de frecuencias en las que pueden generarse las ondas mecánicas longitudinales es muy amplio; las ondas sonoras están restringidas al intervalo de frecuencias que pueden estimular al oído y al cerebro humanos, para darle la sensación del sonido. Este intervalo es desde unos 20 ciclos/s (o 20 Hz) hasta unos 20,000 Hz y se llama el intervalo o espectro audible. Se dice que una ondamecánica longitudinal cuya frecuencia sea menor que la del límite inferior del intervalo audible es una onda infrasónica; y si su frecuencia es mayor que la del límite superior del intervalo audible se conoce como una onda ultrasónica.

Las ondas infrasónicas de interés son generadas, por lo general, mediante fuentes grandes, siendo un ejemplo de ellas las de los terremotos. Las grandes...