Temas selectos de fisica II

TEMAS SELECTOS DE FISICA II
MECANICA ONDULATORIA.

La mecánica ondulatoria se encarga de estudiar el comportamiento a igual que los distintos tipos de ondas, es necesario definir el concepto de onda.
ONDA.- Es una perturbación que se propaga desde el punto en que se produjo hacia el medio que rodea ese punto. Una onda transporta energía y cantidad de movimiento pero no transporta materia:Las partículas vibran alrededor de la posición de equilibrio pero no viajan con la perturbación.
Ondas Longitudinales:
Es cuando la vibración de la onda es paralela a la dirección de propagación de la propia onda. Estas ondas se deben a las sucesivas compresiones y enrarecimientos del medio, de este tipo son las ondas sonoras. Un resorte que se comprime y estira también da lugar a una ondalongitudinal.

El sonido se trasmite en el aire mediante ondas longitudinales.
Otro ejemplo de onda longitudinal es aquella que se produce cuando se deja caer una piedra en un estanque de agua, Se origina una perturbación que se propaga en círculos concéntricos que, al cabo del tiempo, se extienden a todas las partes del estanque.
Ondas Transversales:
Donde la vibración es perpendicular a ladirección de la onda. Las ondas transversales se caracterizan por tener montes y valles. Por ejemplo, las ondas que se forman sobre la superficie del agua al arrojar una piedra o como en el caso de una onda que se propaga  a lo largo de una cuerda tensa a la que se le sacude por uno de sus extremos.



Características generales o elementos de las ondas
Tren de ondas: Todas las ondas al moverse lohacen una tras otra como si fuera un tren de donde se coloca un vagón tras otro.

Nodo: Es el punto donde la onda cruza la línea de equilibrio.

 
Elongación: Es la distancia entre cualquier punto de onda y su posición de equilibrio.
Cresta, monte o pico: es el punto más alto de una onda
Valle: Es el punto más bajo de una onda.

Periodo: Tiempo que tarda en efectuarse una onda o vibracióncompleta, se mide en segundos o s/ciclo se representa con una T mayúscula.

 Notemos que el periodo (T) es igual al recíproco de la frecuencia (f) y viceversa.
Amplitud (A): Es la máxima separación de la onda o vibración desde su punto de equilibrio.

 
La longitud de onda (λ) es la distancia entre dos máximos o compresiones consecutivos de la onda. En las ondas transversales la longitudde onda corresponde a la distancia entre dos montes o valles, y en las ondas longitudinales a la distancia entre dos compresiones contiguas. También podemos decir que es la distancia que ocupa una onda completa, se indica con la letra griega lambda (Λ) y se mide en metros. A la parte superior de la onda se le llama cresta y a la inferior se le llama valle.
Tomaremos como ejemplo ilustrativo unaonda transversal.

Frecuencia: Es el número de ondas producidas por segundo. La frecuencia se indica con la letra f minúscula. Se mide en ciclos/ segundo o hertz (Hz). Coincide con el número de oscilaciones por segundo que realiza un punto al ser alcanzado por las ondas.
Las dos magnitudes anteriores, longitud y frecuencia, se relacionan entre sí para calcular la velocidad de propagación de unaonda.
Velocidad de propagación: Es la relación que existe entre un espacio recorrido igual a una longitud de onda y el tiempo empleado en recorrerlo.
Se indica con la letra V y es igual al producto de la frecuencia (f) por la longitud de onda (λ).
Matemáticamente se expresa así:

 Por lo tanto

Fórmula que nos indica que la longitud de onda λ y la frecuencia f son dos magnitudesinversamente proporcionales, es decir que cuanto mayor es un tanto menor es la otra.
Periodo: Es el tiempo (en segundos) que tarda un punto en realizar una oscilación completa al paso de una onda. Se abrevia con la letra (T).

La frecuencia (f) se relaciona con el periodo según la fórmula

Volvamos a la fórmula

 Para reemplazar en ella f (frecuencia), y nos queda la fórmula

Lo cual nos indica...