Ondas estacionarias

Ondas Estacionarias
Resumen
La Física es una de la Ciencias que más ha contribuido al desarrollo y bienestar del hombre, puesto que sus estudios e investigaciones se basan principalmente en encontrarle una explicación a los diferentes fenómenos de la naturaleza, tratando de plantear las leyes mediante las cuales ésta se rige.
Uno de los temas a los que se ha dedicado a estudiar durantemuchos años, es acerca de los tipos de ondas, en donde encontramos una gran variedad de categorías, y entre ellas están las Ondas Estacionarias. A éstas se les ha otorgado un gran valor tanto en la Física como la Ingeniería, ya que están implicadas en los circuitos electrónicos, antenas, vibraciones mecánicas, en el funcionamiento de los instrumentos musicales, etc.
Se forman por la interferencia dedos ondas de la misma naturaleza con igual amplitud, longitud y frecuencia; el lugar donde se propagan es fijo y está delimitado en uno de sus extremos por una pared, la cual es la que permite que ésta choque y posteriormente retorne en sentido opuesto, dando la ilusión a simple vista que no se moviese, pero en realidad es todo lo contrario, giran a tal velocidad, que para nosotros es imposiblepercibir el movimiento.
Las ondas estacionarias se componen de nodos, que son los segmentos inmóviles dentro del cuerpo vibrante, como también de antinodos que refieren a los lugares de mayor amplitud dentro de estas. Es por ello, que se realizó un experimento en el que se llevaron a cabo todos estos conceptos de manera práctica, en donde se hizo vibrar cierto tramo de una cuerda, uno estaba sujetodel vibrador propiamente tal, mientras que del otro extremo colgaba un peso. De esa manera, a medida que el vibrador aumentaba sus frecuencias, la cuerda generaba más antinodos, haciendo la longitud de onda cada vez más pequeña, en donde se resalta el rol fundamental que juega la tensión dentro de la cuerda, la cual es la que hace posible que se genere todo este movimiento.
Marco Teórico
Unaonda estacionaria es aquella que 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.
Este tipo de onda se presenta en un medio limitado, como es el caso de una cuerda, en donde uno de sus extremos se fija a una pared, mientras que el otro se hace vibrar a una determinada amplitud.De esta manera, se obtienen una serie de pulsos transversales que viajan y chocan en dicho obstáculo, en donde luego se reflejan y devuelven en sentido opuesto, produciéndose una serie de interferencia que dan lugar a oscilaciones desordenadas.

Consideremos la suma de dos ondas de igual amplitud y frecuencia una que se desplaza hacia la derecha "y1" y otra hacia la izquierda "y2"1949450128270
En donde su superposición dará lugar a una nueva onda de ecuación
154368512700
Teniendo en cuenta la relación trigonométrica
1724660-3175
La expresión anterior da como resultado:
1844040128270
Aquí se cumple el siguiente principio:
-Principio de Superposición: Si dos o más ondas viajeras se mueven en un medio, el valor resultante de la función de onda en cualquier punto, es la sumaalgebraica de los valores de las funciones de onda de las ondas individuales.

-Concepto de Resonancia: Se ha logrado apreciar que en un sistema tal como una cuerda estirada, se es capaz de oscilar en uno o más modos naturales de vibración. Es por esto, que si se aplica una fuerza periódica a este sistema, la amplitud resultante del movimiento de éste será mayor cuando la frecuencia de la fuerzaaplicada sea igual o relativamente igual, a una de las frecuencias naturales del sistema, que cuando la fuerza excitadora se aplique en alguna otra frecuencia.
Las correspondientes frecuencias naturales de oscilación de un sistema, generalmente se conocen como frecuencias resonantes.
Una onda estacionaria se compone de dos elementos:
Nodo: es un punto que permanece fijo en un cuerpo vibrante,...