ondas



Juan José Suárez
Departamento de
Física y Química
IES”Pando” de Oviedo
Física: 2º Bach.
I. MOVIMIENTO ONDULATORIO
MAGNITUDES QUE CARACTERIZAN UNA ONDA.
La nota musical la tiene una frecuencia, por convenio internacional, de 440 Hz. Si en el aire se propaga con una velocidad de 340 m/s y en el agua lo hace a 1400 m/s, calcula su longitud de onda en esos medios.
Respuesta: 0,773 m y3,27 m
ONDAS MECÁNICAS TRANSVERSALES
La ecuación de una onda, en unidades del S.I., que se propaga por una cuerda es:
y(x,t) = 0,05 cos[2π(4t – 2x)]
a) Determina las magnitudes características de la onda.
b) Deduce las expresiones generales de la velocidad y la aceleración transversal de un elemento de la cuerda y sus valores máximos.
c) Determina los valores de la elongación, velocidad yaceleración de un punto situado a 1 m del origen en el instante t = 3 s.
Respuesta: (a) A = 0,05 m; ω = 8π rad/s; λ = 0,5 m; T = 0,25 s; υ = 4 Hz.
(b) vmáx = 4π m/s; amáx = 3,2π2 m/s2; (c) y = 0,05 m; v = 0; a = -3,2 π2 m/s2
Se agita el extremo de una cuerda con una frecuencia de 2 Hz y una amplitud de 3 cm. Si la perturbación se propaga con una velocidad de 0,5 m/s, escribe la expresión querepresenta el movimiento por la cuerda.
Respuesta: y = 0,03 cos[4π(t – 2x)]
Un foco genera ondas de 2 mm de amplitud con una frecuencia de 250 Hz, que se propagan por un medio con una velocidad de 250 m/s. Determina el período y la longitud de onda de la perturbación. Si en el instante inicial la elongación de un punto situado a 3 m del foco es y = -2mm, determina la elongación de un punto situadoa 2,75 m del foco en el mismo instante.
Respuesta: 500π Hz, 1 m y 0
En una cuerda elástica se mueve una onda progresiva transversal sinusoidal. Determina su ecuación conociendo las elongaciones de cada partícula de la cuerda en el instante t = 0 s y la elongación en función del tiempo para el origen que ocupa la posición x = 0 m

Respuesta: y = 0,0002 sen [2π(500t – 10x)]
Una ondatransversal de 1 cm de amplitud y 100 Hz de frecuencia se propaga a lo largo del eje de abscisas con una velocidad de 20 m/s. Escribe la expresión de la elongación, velocidad y aceleración de una partícula situada a 10 cm del foco. ¿En qué instante alcanza esa partícula los valores máximos de las expresiones anteriores?
ymáx = 0,01 m para t = 0,005 s; vmáx = 6,28 m/s para t = 0,0125 s;
amáx = 400π2 m/s2para t = 0,01 s.
La ecuación de una onda que se propaga transversalmente por una cuerda, expresada en unidades del sistema internacional es: y = 0,06[cos2π(4t – 2x)].
a) Determina el período y la longitud de onda.
b) Calcula la diferencia de fase entre los estados de vibración de una partícula cualquiera de la cuerda en los instantes t = 0, t = 0,5 s y t = 0,625 s.
c) Representagráficamente la forma que adopta la cuerda en los instantes anteriores.
d) Halla la diferencia de fase entre los estados de vibración en un instante para las partículas situadas en las posiciones x = 0, x = 1 m y x = 1,25 m.
e) Representa gráficamente los movimientos vibratorios de las partículas anteriores.
Respuesta: (a) T = 0,25 s; λ = 0,5 m; (b) 4π y 5π rad; (d) 4π y 5π rad.
Un oscilador vibra conuna frecuencia de 500 Hz y genera ondas que se propagan con una velocidad de 350 m/s. Halla:
a) La separación de dos puntos consecutivos que vibren con una diferencia de fase de 60º.
b) El intervalo de tiempo que transcurre entre dos estados de vibración consecutivos de un punto con una diferencia de fase de 180º.
c) Diferencia de fase en un instante cualquiera entre dos puntos separados poruna distancia de 3,15 m.
Respuesta: (a) 0,117 m; (b) 0,001 s; (c) 180º.
ENERGÍA Y POTENCIA ASOCIADAS AL MOVIMIENTO ONDULATORIO. ATENUACIÓN DE UNA ONDA. ABSORCIÓN.
Un foco emite ondas esféricas con una potencia de 20 W, observándose una amplitud de 3 cm a una distancia de 2 m del foco. ¿Cuál es la intensidad y la amplitud a una distancia de 4 m del foco.
Respuesta: 0,1 W/m2 y 1,5 cm....