Ondas Mecánicas En Cuerdas

Ondas mecánicas en cuerdas. Modelo de ondas armónicas estacionarias producidas en cuerda fija en ambos extremos. Frecuencia, longitud de onda y velocidad de propagación de una onda armónica.

En las ondas mecánicas (ondas en el agua, en una cuerda , las ondas sonoras, etc) la energía y la cantidad de movimiento se transporta mediante una perturbación del medio, que se propaga debido alas propiedades elásticas del mismo: una cuerda del violín se pulsa o se roza con el arco y la perturbación provocada en la forma de la cuerda se propaga a lo largo de la misma y, al mismo tiempo, la cuerda vibrante, produce una ligera variación en la presión del aire adyacente y este intercambio de presión se propaga en forma de onda sonora. Para explicar el fenómeno de propagación pensemos enuna sucesión de esferas ubicadas una a continuación y contacto con otra.


Si a la esfera 1 le pegamos, ésta va transmitiendo el impacto sucesivamente hasta que la última esfera sale impulsada hacia delante

Las ondas luminosas y las electromagnéticas están producidas por cargas eléctricas oscilantes en átomos o moléculas o quizás por una antena transmisora de radio. Son producidas por lasoscilaciones de un campo eléctrico en relación con un campo magnético asociado, por lo tanto se desplazan en el vacío sin necesidad de un medio.
A pesar de la diversidad de las ondas, hay muchas características que son comunes a toda clase de ondas, mientras que otras afectan a un amplio margen de fenómenos ondulatorios.

ONDAS EN CUERDAS: Forman parte de nuestra experiencia común y pueden visualizarsefácilmente:


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



Cuando a una cuerda tensa se le da una sacudida, su forma varía con el tiempo en forma regular: la pequeña comba que se produce en el origen debido a la sacudida, se mueve a lo largo de la cuerda en forma de PULSO DE ONDA (en este caso, la perturbación delmedio es la variación de forma de la cuerda respecto a lo que tiene en equilibrio).
El PULSO DE ONDA recorre la cuerda a una velocidad definida que depende de la tensión de la cuerda y de su densidad de masa(en este caso, masa por unidad de longitud).
El pulso al moverse puede cambiar de forma (por ejemplo, ensancharse), efecto que se denomina DISPERSIÓN.
ONDAS ESTACIONARIAS
Cuando las ondasestán confinadas en el espacio, como las ondas en una cuerda de piano, se produce reflexiones en ambos extremos y por consiguiente, existen ondas moviéndose en los dos sentidos que se combinan de acuerdo con el principio de superposición.
Para una cuerda determinada, existen ciertas frecuencias para las cuales la superposición da un esquema vibratorio estacionario denominado ONDA ESTACIONARIA.

Sifijamos los dos extremos de una cuerda larga y movemos una parte de la misma arriba y abajo con un M.A.S. de pequeña amplitud, resulta que, a ciertas frecuencias se obtiene esquemas de ondas estacionarias semejantes a los del dibujo. Las frecuencias que producen estos esquemas se llaman FRECUENCIA DE RESONANCIA del sistema de cuerdas.

La frecuencia de resonancia más baja se denomina FrecuenciaFundamental (f1) y produce el esquema de ondas estacionarias indicadas en la parte (a), este esquema recibe el nombre de nodo fundamental de vibración o primer armónico.










Frecuencia es una magnitud que mide el número de repeticiones por unidad detiempo de cualquier fenómeno o suceso periódico.
Para calcular la frecuencia de un suceso, se contabilizan un número de ocurrencias de este teniendoen cuenta un intervalo temporal, luego estas repeticiones se dividen por el tiempo transcurrido. Según el Sistema Internacional (SI), la frecuencia se mide en hercios (Hz), en honor a Heinrich Rudolf Hertz. Un hercio es la frecuencia de un suceso o fenómeno repetido una vez por segundo. Así, un fenómeno con una frecuencia de dos hercios se repite dos veces por segundo. Esta unidad se llamó...