Módulo IV.- Movimiento Ondulatorio

Ya estamos en el ecuador del temario, hemos terminado los campos. Vamos a arrancar con las ondas, un tema que os suele gustar bastante. No me enredo, al lío!

MÓDULO IV.- MOVIMIENTO ONDULATORIO

Es la propagación de una perturbación con transporte de energía pero sin transporte de materia

TIPOS DE ONDAS:

Ondas mecánicas

Transportan energía mecánica y necesitan un medio material para propagarse (no se pueden propagar en el vacío). Ejemplos de este tipo de ondas son el sonido, las cuerdas, el agua…

Ondas electromagnéticas

Transportan energía electromagnética y no necesitan un medio material para propagarse (sí pueden propagarse en el vacío) Ejemplos de este tipo de ondas son la luz, la radio…

Ondas longitudinales

Son las que la dirección de propagación coincide con la de vibración. Por ejemplo, el sonido

Ondas transversales

Son las que la dirección de propagación es perpendicular a la de vibración. Por ejemplo, las ondas que se producen cuando lanzamos una piedra al agua

ONDAS ARMÓNICAS

Son ondas en las que cada punto del medio vibra con un Movimiento Armónico Simple. Su ecuación es y (x, t) = A sen (wt $pm$ Kx + $varphi _{0}$ ), donde $varphi$ = wt $pm$ Kx + $varphi _{0}$ es la fase, medida en radianes.

Pondremos +kx o -kx dependiendo de si la onda se propaga en el sentido positivo del eje X (usaremos -) o negativo (usaremos +)

La longitud de onda, o mínima distancia entre dos puntos en fase podemos calcularla como: $lambda = frac{2pi }{k}$

$T = frac{2pi }{w}$

$f= frac{1}{T}$

La velocidad de propagación $v_{p}= frac{lambda }{T}$

ENERGÍA DEL MOVIMIENTO ONDULATORIO

Potencia: $P = frac{E}{t}$

Intensidad: $I = frac{E/t}{S} = frac{P}{S}$ , en ondas esféricas la S = 4 $pi$ r²

$frac{I_{1}}{I_{2}}= frac{r_{2}^{2}}{r_{1}^{2}}$ o $frac{I_{1}}{I_{2}}= frac{A_{2}^{2}}{A_{1}^{2}}$

Absorción: $I_{s}= I_{e}cdot e^{-gamma x}$ , siendo $gamma$ el coeficiente de absorción

ONDAS SONORAS: $beta = 10 logfrac{I}{I_{0}}$ ; donde I₀ = 10^-12 W/m²

EFECTO DOPPLER

Si entre un foco emisor y un observador no hay movimiento, el observador percibe una frecuencia emitida por el foco f, pero si hay movimiento relatico entre ambos, el observador percibirá otra frecuencia f ’, que es: $f' = fcdot frac{v-v_{0}}{v-v_{f}}$ , siendo f ’ la frecuencia recibida por el observador

f la frecuencia emitida por la fuente

v la velocidad de propagación

v₀ la velocidad de propagación del observador

v_f , la velocidad de la fuente

PRINCIPIO DE HUYGENS: “Las ondas se propagan de tal forma que todo punto del frente de onda se convierte en un foco emisor de una onda de iguales características que la onda inicial. Las superficies envolventes de estas ondas secundarias forman el nuevo frente de onda”

DIFRACIÓN: Es el cambio de la dirección de propagación de una onda cuando se encuentra con obstáculos o rendijas comparables a su longitud de onda.

RESONANCIA: Se da cuando un cuerpo recibe ondas de una frecuencia igual o similar a su frecuencia natural de vibración. Entonces el cuerpo oscila a máxima amplitud, lo que puede producir la rotura de materiales rígidos como el cristal

INTERFERENCIA DE ONDAS

y_R = y₁ + y₂ = $2Acdot sen frac{K(x_{2}-x_{1})}{2} cdot cosfrac{K(x_{2}-x_{1})}{2}$ ) cos

Si la amplitud de onda resultante es máxima, diremos que las ondas son constructivas y si la amplitud resulta 0, diremos que las ondas son destructivas.

ONDAS ESTACIONARIAS: y = 2A cos (Kx) sen (wt)

Módulo IV.- Movimiento Ondulatorio

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