Ondas estacionarias

Aplicaciones de la superposición de ondas estacionarias
.El principio de superposición de ondas establece que la magnitud del desplazamiento ondulatorio en cualquier punto del medio es igual a la suma de los desplazamientos en ese mismo punto de todas las ondas presentes. Esto es consecuencia de que la Ecuación de onda es lineal, y por tanto si existen dos o más soluciones, cualquiercombinación lineal de ellas será también solución.
Una onda estacionaria se forma por la interferencia de dos ondas de la misma naturaleza con igual amplitud, longitud de onda (o frecuencia) que avanzan en sentido opuesto a través de un medio.
Las ondas estacionarias permanecen confinadas en un espacio (cuerda, tubo con aire, membrana, etc.). La amplitud de la oscilación para cada punto depende de suposición, la frecuencia es la misma para todos y coincide con la de las ondas que interfieren.
Los temas a tratar en este reporte son las ondas estacionarias en cuerda, tubos, resorte, en líneas de transmisión y en una columna de aire.
Una cuerda, tendida entre dos puntos fijos, es susceptible de emitir un sonido gracias a sus vibraciones. La nota producida por una cuerda vendrá determinada por lalongitud (L), la tensión (T), la densidad (d) y la sección (S). Así, si disponemos de una cuerda muy tensa y fina, obtendremos una nota aguda; y por el contrario, si la cuerda está poco tensa y es gruesa, la nota será grave.
En la onda de cuerda tenemos el ejemplo claro de as notas que se disponen de la guitarra disponen de un tono, duración, fuerza... que los diferencia de los demásinstrumentos. No existe una definición predeterminada para describir el sonido de cualquier instrumento. Cuando se pulsa una cuerda, esta vibra junto con la caja armónica, irradiando ondas sonoras que son percibidas por el oyente, (normalmente van reflejadas en la pared, objetos...) interfiriendo la acústica del lugar en la percepción del sonido. Otro ejemplo, si se ata a una pared el extremo de una cuerda yse agita el otro extremo hacia arriba y hacia abajo, las ondas se reflejan en la pared y vuelven en sentido opuesto. Esta onda tiene la misma frecuencia y longitud de onda que la onda original. Con determinada frecuencias las dos ondas, propagándose en sentidos contrarios interfieren para producir una onda estacionaria.

Ondas estacionarias en tubos
Ondas estacionarias en Tubos Sonoros
Lostubos de caña o de otras plantas de tronco hueco, constituyeron los primeros instrumentos musicales. Emitían sonido soplando por un extremo. El aire contenido en el tubo entraba en vibración emitiendo un sonido.
Las versiones modernas de estos instrumentos de viento son las flautas, las trompetas y los clarinetes, todos ellos desarrollados de forma que el intérprete produzca muchas notas dentro deuna amplia gama de frecuencias acústicas (frecuencias entre 16 hz y 20.000 hz).
El órgano es un instrumento formado por muchos tubos en los que cada tubo da una sola nota. El órgano de la sala de conciertos de La Sydney Opera House terminado en 1979 tiene 10500 tubos controlados por la acción mecánica de 5 teclados y un pedalero.
El tubo de órgano es excitado por el aire que entra por elextremo inferior. El aire se transforma en un chorro en la hendidura entre el alma (una placa transversal al tubo) y el labio inferior. El chorro de aire interactúa con la columna de aire contenida en el tubo. Las ondas que se propagan a lo largo de la corriente turbulenta mantienen una oscilación uniforme en la columna de aire haciendo que el tubo suene.
Cuando los tubos están en resonancia con lafuente de vibración, se generan ondas estacionarias en él. La fuente de vibracion se encuentran en una extremidad del tubo: la boca de una flauta o el escarpado de un saxofon accionado por una corriente de aire. Generalmente ésta fuente emite un sonido complejo en el cual se encuentra la frecuencia conveniente para producir el sistema de ondas estacionarias en un tubo dado. El tubo vibrante...