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ONDAS LONGITUDINALES


RESUMEN
A partir de la experiencia cotidiana es claro que el movimiento de un objeto representa un cambio continuo en la posición de un objeto. En física se clasifica por categorías el movimiento en tres tipos: traslacional, rotacional y vibratorio. Un automóvil que viaja en una autopista es un ejemplo de movimiento traslacional, el giro de la Tierra sobre su eje es unejemplo de movimiento rotacional, y el movimiento de ida y vuelta de un péndulo es un ejemplo de movimiento vibratorio. En éste experimentos, se tratará sólo con el movimiento vibratorio. (Más adelante, se mostraran los resultados obtenidos y se discutirán los movimientos rotacional y vibratorio.)

Introducción
Cuando se deja caer una piedra en un estanque de agua, se origina una perturbaciónque se propaga en círculos concéntricos, que al cabo del tiempo se extienden a todas las partes del estanque.

Un corcho pequeño, que flota sobre la superficie del agua, se mueve hacia arriba y hacia abajo a medida que se propaga la perturbación. En realidad, se ha transferido energía a través de una cierta distancia, desde el punto del impacto de la piedra en el agua hasta el lugar donde seencuentra el trozo de corcho.

Esta energía se transmite mediante la agitación de las partículas de agua que colindan entre sí. Únicamente la perturbación se mueve a través del agua. El movimiento real de cualquier partícula de agua individual es relativamente pequeño.

A la propagación de la energía por medio de una perturbación en un medio, y no por el movimiento del medio mismo, se le llamamovimiento ondulatorio. El ejemplo anterior se refiere a una onda mecánica porque su existencia misma depende de una fuente mecánica y de un medio material.

Tipos de Ondas: Las ondas se clasifican de acuerdo con el tipo de movimiento que generan en una parte determinada del medio en el cual se producen, respecto a la dirección en la que se propaga la onda. Un tipo de onda es la ondatransversal.

En una onda transversal, la vibración de las partículas individuales del medio es perpendicular a la dirección de la propagación de la onda. Como se muestra en la figura 1.

Figura 1: En una onda de tipo transversal, cada una de las partículas se mueve perpendicularmente a la dirección de propagación de la onda. Paul E. Tippens


Figura 2: En una onda longitudinal el movimiento de laspartículas individuales es paralelo a la dirección de propagación de la onda. La ilustración muestra el movimiento de un pulso de condensación. P. E.T.

Otro Caso particular de una perturbación en el espacio es las ondas longitudinales como la que se genera con un resorte en espiral, como aparece en la figura 2. Las espiras cercanas al extremo izquierdo se comprimen formando una condensación.Cuando cesa la fuerza de distorsión, un pulso de condensación se propaga a lo largo del resorte. Ninguna parte del resorte se mueve mucho respecto a su posición de equilibrio, pero el pulso continúa recorriendo el resorte. Este tipo de onda se llama onda longitudinal debido a que las partículas del resorte se desplazan en la misma dirección en la que avanza la perturbación.

En una ondalongitudinal, la vibración de las partículas individuales es paralela a la dirección de la propagación de la onda. Calculo de la rapidez de una onda. Se utiliza un sistema como se muestra en la siguiente figura 3.

Figura 3: Cálculo de la rapidez de un pulso transversal en una cuerda.

En el sistema se utiliza un vibrador el cual nos indica la frecuencia con el cual también tendrá un tensióndebido al peso (W) del bloque, el hilo tendrá una longitud L. Matemáticamente la velocidad de una onda se escribe como:


 = velocidad en m/s.
F = fuerza en Newton (N)
m = Masa en kilogramos (Kg)
L = Longitud del hilo metros (m)

La masa por unidad de longitud fx se conoce generalmente como la densidad lineal de la cuerda. Si F se expresa en newtons y /x en kilogramos por metro, la rapidez...