Equipo 4.1 Generalidades. 4.2 Parámetros que caracterizan el movimiento ondulatorio 4.3 Magnitudes relativas a fenómenos ondulatorios. . 4.4 Fenómenos ondulatorios: reflexión, refracción, difracción, interferencia y resonancia de ondas
1 Una onda es una perturbación que avanza o que se propaga en un medio material o incluso en el vacío.
A pesar de la naturaleza diversa de las perturbaciones que pueden originarlas, todas las ondas tienen un comportamiento semejante. El sonido es un tipo de onda que se propaga únicamente en presencia de un medio que haga de soporte de la perturbación. Los conceptos generales sobre ondas sirven para describir el sonido, pero, inversamente, los fenómenos sonoros permiten comprender mejor algunas de las características del comportamiento ondulatorio.
El movimiento ondulatorio aparece en casi todos los campos de la Física. Sin duda alguna, la noción más intuitiva que tenemos del movimiento ondulatorio está asociada con las ondas producidas por el viento o alguna otra perturbación sobre la superficie del agua. Oímos un foco sonoro por medio de las ondas (ondas sonoras) que se propagan en el aire o en cualquier otro medio material- y las vibraciones del propio foco (ejemplos: la cuerda de una guitarra, la columna de aire en un tubo sonoro, etc. ) constituyen una onda denominada onda estacionaria. Muchas de las propiedades de la luz se explican satisfactoriamente por medio de una teoría ondulatoria, estando firmemente establecido hoy día que las ondas luminosas tienen la misma naturaleza que las radiondas, las radiaciones infrarrojas y ultravioletas, los rayos X y la radiación gamma.
Uno de los progresos más importantes de la Física del siglo XX ha sido el descubrimiento de que toda la materia está dotada de propiedades ondulatorias (ondas de materia) y que, por ejemplo, un cristal difracta del mismo modo un haz de electrones que un haz de rayos X.
Reflexión
Sabemos, que una onda está caracterizada por un frente de onda, que son los puntos de propagación de la onda que poseen igual fase. Se denomina rayo, a un vector imaginario cuya dirección es perpendicular al frente de onda y su sentido es el de propagación del mismo.
Cuando un rayo se refleja en una superficie, se denominan: ángulo de incidencia, al formado por el rayo incidente y la normal; ángulo de reflexión, al formado por el rayo reflejado y la normal. Siendo la normal, la perpendicular a la superficie, esquematizado en la figura siguiente.
Refracción
Si una onda pasa de un medio a otro distinto, (por ej. distinta densidad), ésta cambia su velocidad y se produce una desviación de la dirección de propagación de la onda. Esto es lo que se denomina refracción
Difracción e Interferencia
La difracción es un fenómeno característico de las ondas, éste se basa en el curvado y esparcido de las ondas cuando encuentran un obstáculo o al atravesar una rendija.
RESONANCIA
Es la situación en la que un sistema mecánico, estructural o acústico vibra en respuesta a una fuerza aplicada con la frecuencia natural del sistema o con una frecuencia próxima. La frecuencia natural es aquella a la que el sistema vibraría si lo desviáramos de su posición de equilibrio y lo dejáramos moverse libremente. Si se excita un sistema mediante la aplicación continuada de fuerzas externas con esa frecuencia, la amplitud de la oscilación va creciendo y puede llevar a la destrucción del sistema.
El movimiento ondulatorio se mide por la frecuencia, es decir, por el número de ciclos u oscilaciones que tiene por segundo. La unidad de frecuencia es el hertz (Hz), que equivale a un ciclo por segundo.
Una onda es una perturbación que avanza o que se propaga en un medio material o incluso en el vacío. A pesar de la naturaleza diversa de las perturbaciones que pueden originarlas, todas las ondas tienen un comportamiento semejante. El sonido es un tipo de onda que se propaga únicamente en presencia de un medio que haga de soporte de la perturbación.
Algunas clases de ondas precisan para propagarse de la existencia de un medio material que haga el papel de soporte de la perturbación; se denominan genéricamente ondas mecánicas. El sonido, las ondas que se forman en la superficie del agua, las ondas en cuerdas, son algunos ejemplos de ondas mecánicas y corresponden a compresiones, deformaciones y, en general, a perturbaciones del medio que se propagan a través suyo. Sin embargo, existen ondas que pueden propasarse aun en ausencia de medio material, es decir, en el vacío. Son las ondas electromagnéticas o campos electromagnéticos viajeros; a esta segunda categoría pertenecen las ondas luminosas.
Independientemente de esta diferenciación, existen ciertas características que son comunes a todas las ondas, cualquiera que sea su naturaleza, y que en conjunto definen el llamado comportamiento ondulatorio,
El tipo de movimiento característico de las ondas se denomina movimiento ondulatorio. Su propiedad esencial es que no implica un transporte de materia de un punto a otro. Las partículas constituyentes del medio se desplazan relativamente poco respecto de su posición de equilibrio. Lo que avanza y progresa no son ellas, sino la perturbación que transmiten unas a otras. El movimiento ondulatorio supone únicamente un transporte de energía y de cantidad de movimiento.
Junto a una primera clasificación de las ondas en mecánicas y electromagnéticas, es posible distinguir diferentes tipos de ondas atendiendo a criterios distintos. En relación con su ámbito de propagación las ondas pueden clasificarse en:
• Monodimensionales: Son aquellas que, como las ondas en los muelles o en las cuerdas, se propagan a lo largo de una sola dirección del espacio.
• Bidimensionales: Se propagan en cualquiera de las direcciones de un plano de una superficie. Se denominan también ondas superficiales y a este grupo pertenecen las ondas que se producen en la superficie de un lago cuando se deja caer una piedra sobre él. Atendiendo a la periodicidad de la perturbación local que las origina, las ondas se clasifican en:
• Periódicas: Corresponden a la propagación de perturbaciones de características periódicas, como vibraciones u oscilaciones que suponen variaciones repetitivas de alguna propiedad. Así, en una cuerda unida por uno de sus extremos a un vibrador se propagará una onda periódica.
• No periódicas: La perturbación que las origina se da aisladamente y en el caso de que se repita, las perturbaciones sucesivas tienen características diferentes. Las ondas aisladas, como en el caso de las fichas de dominó, se denominan también pulsos. Según que la dirección de propagación coincida o no con la dirección en la que se produce la perturbación, las ondas pueden ser:
• Longitudinales: El movimiento local del medio alcanzado por la perturbación se efectúa en la dirección de avance de la onda. Un muelle que se comprime da lugar a una onda longitudinal.
• Transversales: La perturbación del medio se lleva a cabo en dirección perpendicular a la de propagación. En las ondas producidas en la superficie del agua las partículas vibran de arriba a abajo y viceversa, mientras que el movimiento ondulatorio progresa en el plano perpendicular. Lo mismo sucede en el caso de una cuerda; cada punto vibra en vertical, pero la perturbación avanza según la dirección de la línea horizontal. Ambas son ondas transversales.
2 Es el proceso por el cual se propaga energía de un lugar a otro sin transferencia de materia, mediante ondas magnéticas o electromagnéticas.
En una onda podemos observar; la amplitud, longitud de onda, período, frecuencia, velocidad de la onda, y la ecuación de onda. Amplitud (A):
Elongación (x):
Fase
Período (T):
Frecuencia (f)
Velocidad del movimiento ondulatorio (v) La reflexión es el cambio de dirección de un rayo.
La refracción es el cambio de dirección que experimenta una onda al pasar de un medio material a otro.
La difracción se basa en el curvado y esparcido de las ondas cuando encuentran un obstáculo o al atravesar una rendija.
La interferencia es un fenómeno característico de todo movimiento ondulatorio, trátese de ondas en el agua, ondas sonoras u ondas de luz
La resonancia de ondas es la situación en la que un sistema mecánico, estructural o acústico vibra en respuesta a una fuerza aplicada.
3 Una onda es la propagación en el espacio de una perturbación armónica.
Parámetros de una onda:
En toda onda se definen los parámetros:
y perturbación que experimenta un punto x en el instante t
A valor máximo de la perturbación
longitud de onda es el espacio que avanza la onda en un período T
k número de onda k = 2 • /
w pulsación w = 2 • / T
F frecuencia, número de oscilaciones en un segundo F = 1 / T
v velocidad de propagación de la onda v = / T = v = . F = w / k Para describir con precisión un movimiento ondulatorio hay que determinar las siguientes magnitudes comunes a todos ellos:
• Amplitud (A): Es la distancia máxima que puede separarse de su posición de equilibrio un punto que está realizando un movimiento vibratorio. Se mide en metros.
• Elongación (x): Es la distancia que separa a un punto que está vibrando de su posición de equilibrio. Se mide en metros.
• Fase: Se dice que dos partículas están en fase cuando se encuentran en el mismo estado de vibración.
• Período (T): Es el tiempo que emplea en una oscilación o vibración completa. También se define como el tiempo que transcurre hasta que una partícula vuelve a estar en el mismo estado de vibración. Se mide en segundos.
• Frecuencia (f): Es el número de oscilaciones completas que una partícula da en un segundo. Su unidad es el hertz o hertzio (Hz) que corresponde a una vibración cada segundo: 1Hz = 1
El período y la frecuencia son inversamente proporcionales: T = 1/f
• Velocidad del movimiento ondulatorio (v): Es la velocidad con la que se propaga la onda. Se expresa como el cociente entre la longitud de onda y el período. Reflexión
Sabemos, que una onda está caracterizada por un frente de onda, que son los puntos de propagación de la onda que poseen igual fase. Se denomina rayo, a un vector imaginario cuya dirección es perpendicular al frente de onda y su sentido es el de propagación del mismo.
Cuando un rayo se refleja en una superficie, se denominan: ángulo de incidencia, al formado por el rayo incidente y la normal; ángulo de reflexión, al formado por el rayo reflejado y la normal. Siendo la normal, la perpendicular a la superficie, esquematizado en la figura siguiente.
Refracción
Si una onda pasa de un medio a otro distinto, (por ej. distinta densidad), ésta cambia su velocidad y se produce una desviación de la dirección de propagación de la onda. Esto es lo que se denomina refracción
Difracción e Interferencia
La difracción es un fenómeno característico de las ondas, éste se basa en el curvado y esparcido de las ondas cuando encuentran un obstáculo o al atravesar una rendija.
RESONANCIA
Es la situación en la que un sistema mecánico, estructural o acústico vibra en respuesta a una fuerza aplicada con la frecuencia natural del sistema o con una frecuencia próxima. La frecuencia natural es aquella a la que el sistema vibraría si lo desviáramos de su posición de equilibrio y lo dejáramos moverse libremente. Si se excita un sistema mediante la aplicación continuada de fuerzas externas con esa frecuencia, la amplitud de la oscilación va creciendo y puede llevar a la destrucción del sistema.
4 Proceso que propaga energía de un lugar a otro mediante ondas electromagneticas Amplitud, longitud de onda, frecuencia, periodo, velocidad de onda Amplitud, elongación, fase, periodo, velocidad de movimiento ondulatorio Reflexión::
Cuando un rayo de luz, o bien la dirección de propagación de un frente de ondas, se encuentra con una superficie, la onda reflejada lo hará con un ángulo igual que el de la onda incidente, medido desde la perpendicular a la superficie donde se refleja la onda.
REFRACCIÓN:La ley de refracción nos ofrece el ángulo que adopta la propagación de la onda en el segundo medio, medido también respecto a la vertical a la superficie, como se indica en la figura. Además los rayos de incidencia, reflexión y refracción se encuentran siempre en el mismo plano
DIFRACCIÓN: Ocurre cuando una onda al topar con el borde de un obstáculo deja de ir en línea recta para rodearlo.
INTERFERENCIA:Ocurre cuando dos ondas se combinan al encontrarse en el mismo punto del espacio.
RESONANCIA DE ONDAS: Es la situación en la que un sistema mecánico, estructural o acústico vibra en respuesta a una fuerza aplicada con la frecuencia natural del sistema o con una frecuencia próxima.
5 Se define como modelo de un sistema a la estructura cuyo comportamiento es conocido o se puede deducir a partir de bases teóricas, y que se asemeja bastante al sistema real en estudio. Amplitud, longitud, onda, onda, periodo. Amplitud, elongación, fase, periodo, velocidad del movimiento ondulatorio. -REFLEXIÓN:
La ley de la reflexión se enuncia afirmando que, cuando un rayo de luz, o bien la dirección de propagación de un frente de ondas, se encuentra con una superficie, la onda reflejada lo hará con un ángulo igual que el de la onda incidente, medido desde la perpendicular a la superficie donde se refleja la onda.
-REFRACCIÓN:La ley de refracción nos ofrece el ángulo que adopta la propagación de la onda en el segundo medio, medido también respecto a la vertical a la superficie, como se indica en la figura. Además los rayos de incidencia, reflexión y refracción se encuentran siempre en el mismo plano. La ley que relaciona el ángulo de incidencia con el de refracción se conoce como ley de Snell.
-DIFRACCIÓN: Ocurre cuando una onda al topar con el borde de un obstáculo deja de ir en línea recta para rodearlo.
-INTERFERENCIA:Ocurre cuando dos ondas se combinan al encontrarse en el mismo punto del espacio.
-RESONANCIA DE ONDAS: Es la situación en la que un sistema mecánico, estructural o acústico vibra en respuesta a una fuerza aplicada con la frecuencia natural del sistema o con una frecuencia próxima. La frecuencia natural es aquella a la que el sistema vibraría si lo desviáramos de su posición de equilibrio y lo dejáramos moverse libremente. Si se excita un sistema mediante la aplicación continuada de fuerzas externas con esa frecuencia, la amplitud de la oscilación va creciendo y puede llevar a la destrucción del sistema.
6 Se define como modelo de un sistema a la estructura cuyo comportamiento es conocido o se puede deducir a partir de bases teóricas, y que se asemeja bastante al sistema real en estudio. En una onda podemos observar; la amplitud, longitud de onda, período, frecuencia, velocidad de la onda, y la ecuación de onda.
La amplitud, se lo denomina a la altura máxima que alcanza cada punto del medio al ser perturbado, es decir, la altura máxima de la perturbación.
La longitud de onda, es la distancia que se recorre por la perturbación al realizar una onda completa.
El período es el tiempo asociado a la longitud de onda que tarda para realizarse una onda toda completa.
La frecuencia es la cantidad de oscilaciones completas que se realizan en la unidad del tiempo, existe entre la frecuencia y el período una relación matemática , una es la inversa del otro. • Amplitud (A): Es la distancia máxima que puede separarse de su posición de equilibrio un punto que está realizando un movimiento vibratorio. Se mide en metros.
• Elongación (x): Es la distancia que separa a un punto que está vibrando de su posición de equilibrio. Se mide en metros.
• Fase: Se dice que dos partículas están en fase cuando se encuentran en el mismo estado de vibración.
• Período (T): Es el tiempo que emplea en una oscilación o vibración completa. También se define como el tiempo que transcurre hasta que una partícula vuelve a estar en el mismo estado de vibración. Se mide en segundos.
• Frecuencia (f): Es el número de oscilaciones completas que una partícula da en un segundo. Su unidad es el hertz o hertzio (Hz) que corresponde a una vibración cada segundo: 1Hz = 1
El período y la frecuencia son inversamente proporcionales: T = 1/f
• Velocidad del movimiento ondulatorio (v): Es la velocidad con la que se propaga la onda. Se expresa como el cociente entre la longitud de onda y el período. Reflexión::
Cuando un rayo de luz, o bien la dirección de propagación de un frente de ondas, se encuentra con una superficie, la onda reflejada lo hará con un ángulo igual que el de la onda incidente, medido desde la perpendicular a la superficie donde se refleja la onda.
REFRACCIÓN:La ley de refracción nos ofrece el ángulo que adopta la propagación de la onda en el segundo medio, medido también respecto a la vertical a la superficie, como se indica en la figura. Además los rayos de incidencia, reflexión y refracción se encuentran siempre en el mismo plano
DIFRACCIÓN: Ocurre cuando una onda al topar con el borde de un obstáculo deja de ir en línea recta para rodearlo.
INTERFERENCIA:Ocurre cuando dos ondas se combinan al encontrarse en el mismo punto del espacio.
RESONANCIA DE ONDAS: Es la situación en la que un sistema mecánico, estructural o acústico vibra en respuesta a una fuerza aplicada con la frecuencia natural del sistema o con una frecuencia próxima.
Fenómenos ondulatorios
Material: Agua, cuerdas.
Generación de las ondas: colocar la cuera fija en un punto y proporcionarle un pulso, enseguida dos pulsos y posterormente tres pulsos.
Determinar las
Equipo Ondas en la cuerda Ondas en el cable Ondas en el alambre
1 2 3
4
2 2 3 4
3 2 3
5
4 3 3 4
5 2 3 3
6 2 3 3
Observar las ondas que se generan sobre la superficie de agua:
Una gota, dos gotas tres gotas de agua sobre la superifice:
Reflexion de las ondas:
Equipo Una gota Dos gotas Tres gotas
1
2
3
4 4 5 7
5
6 2 4 8
jueves, 13 de enero de 2011
Fenómenos ondulatorios:reflexión, refracción,difracción, iterferencia y resonancia de ondas.
Las ondas periódicas están caracterizadas por crestas/montes y valles, y usualmente es categorizada como longitudinal o transversal. Una onda transversal son aquellas con las vibraciones perpendiculares a la dirección de propagación de la onda; ejemplos incluyen ondas en una cuerda y ondas electromagnéticas. Ondas longitudinales son aquellas con vibraciones paralelas en la dirección de la propagación de las ondas; ejemplos incluyen ondas sonoras.
Cuando un objeto corte hacia arriba y abajo en una onda en un estanque, experimenta una trayectoria orbital porque las ondas no son simples ondas transversales sinusoidales.
Ondas en la superficie de una cuba son realmente una combinación de ondas transversales y longitudinales; por lo tanto, los puntos en la superficie siguen caminos orbitales.
Todas las ondas tiene un comportamiento común bajo un número de situaciones estándar. Todas las ondas pueden experimentar las siguientes:
Difracción - Ocurre cuando una onda al topar con el borde de un obstáculo deja de ir en línea recta para rodearlo.
Efecto Doppler - Efecto debido al movimiento relativo entre la fuente emisora de las ondas y el receptor de las mismas.
Interferencia - Ocurre cuando dos ondas se combinan al encontrarse en el mismo punto del espacio.
Reflexión - Ocurre cuando una onda, al encontrarse con un nuevo medio que no puede atravesar, cambia de dirección.
Refracción - Ocurre cuando una onda cambia de dirección al entrar en un nuevo medio en el que viaja a distinta velocidad.
Onda de choque - Ocurre cuando varias ondas que viajan en un medio se superponen formando un cono.
Cuando un objeto corte hacia arriba y abajo en una onda en un estanque, experimenta una trayectoria orbital porque las ondas no son simples ondas transversales sinusoidales.
Ondas en la superficie de una cuba son realmente una combinación de ondas transversales y longitudinales; por lo tanto, los puntos en la superficie siguen caminos orbitales.
Todas las ondas tiene un comportamiento común bajo un número de situaciones estándar. Todas las ondas pueden experimentar las siguientes:
Difracción - Ocurre cuando una onda al topar con el borde de un obstáculo deja de ir en línea recta para rodearlo.
Efecto Doppler - Efecto debido al movimiento relativo entre la fuente emisora de las ondas y el receptor de las mismas.
Interferencia - Ocurre cuando dos ondas se combinan al encontrarse en el mismo punto del espacio.
Reflexión - Ocurre cuando una onda, al encontrarse con un nuevo medio que no puede atravesar, cambia de dirección.
Refracción - Ocurre cuando una onda cambia de dirección al entrar en un nuevo medio en el que viaja a distinta velocidad.
Onda de choque - Ocurre cuando varias ondas que viajan en un medio se superponen formando un cono.
Magnitudes relativas a fenómenos ondulatorios.
El movimiento de vibración más sencillo posible es el movimiento armónico simple. Si generamos este tipo de movimiento en un punto de un medio elástico (por ejemplo un resorte), ese punto actúa como foco de una onda armónica.
En la figura se representa una onda armónica transversal producida en un muelle. Es como si se hubiera hecho una fotografía en un cierto instante, mientras todos los puntos del muelle están realizando un movimiento armónico simple perpendicular a la dirección de propagación. Se producen alternativamente una serie de "crestas" y de "valles".
Para describir a la onda armónica, se definen las siguientes magnitudes:
La longitud de onda, l, igual a la distancia entre los centros de dos crestas o dos valles consecutivos.
El periodo, T que es el tiempo que tarda la perturbación en avanzar una longitud de onda.
La velocidad de propagación de la onda, c, que es la rapidez con la que avanza la perturbación.
En la figura se representa una onda armónica transversal producida en un muelle. Es como si se hubiera hecho una fotografía en un cierto instante, mientras todos los puntos del muelle están realizando un movimiento armónico simple perpendicular a la dirección de propagación. Se producen alternativamente una serie de "crestas" y de "valles".
Para describir a la onda armónica, se definen las siguientes magnitudes:
La longitud de onda, l, igual a la distancia entre los centros de dos crestas o dos valles consecutivos.
El periodo, T que es el tiempo que tarda la perturbación en avanzar una longitud de onda.
La velocidad de propagación de la onda, c, que es la rapidez con la que avanza la perturbación.
Parámetros que caracterizan el movimiento ondulatorio.
En una onda podemos observar; la amplitud, longitud de onda, período, frecuencia, velocidad de la onda, y la ecuación de onda.
La amplitud, se lo denomina a la altura máxima que alcanza cada punto del medio al ser perturbado, es decir, la altura máxima de la perturbación.
La longitud de onda, es la distancia que se recorre por la perturbación al realizar una onda completa.
El período es el tiempo asociado a la longitud de onda que tarda para realizarse una onda toda completa.
La frecuencia es la cantidad de oscilaciones completas que se realizan en la unidad del tiempo, existe entre la frecuencia y el período una relación matemática , una es la inversa del otro.
La velocidad de onda, depende del tipo de la onda y del medio en el que se propaga; como la velocidad es la distancia recorrida dividiendo el tiempo que tarda en recorrer dicha distancia si en lugar de tener una distancia cualquiera tenemos una longitud de onda el tiempo empleado será el período (T) por lo tanto la velocidad de propagación de la onda se podrá calcular. V=
La ecuación de la onda, es una onda que se propaga a partir del sistema que emite y a medida que se analiza, provoca oscilaciones de algún tipo en los puntos del espacio de alcance. Es posible descubrir este proceso con una canción que permita predecir el estado de cualquier punto alcanzado por la onda en cualquier instante del tiempo
En toda onda se definen los parámetros: y perturbación que experimenta un punto x en el instante t
A valor máximo de la perturbación
l longitud de onda es el espacio que avanza la onda en un período T
k número de onda k = 2 · p / l
w pulsación w = 2 · p / T
F frecuencia, número de oscilaciones en un segundo F = 1 / T
v velocidad de propagación de la onda v = l / T = v = l . F = w / k
Física 2.
UNIDAD 4: Fenómenos ondulatorios mecánicos.
Generalidades:
En física, química e ingeniería, movimiento repetido de un lado a otro en torno a una posición central, o posición de equilibrio. El recorrido que consiste en ir desde una posición extrema a la otra y volver a la primera,pasando dos veces por la posición central, se denomina ciclo. El número de ciclos por segundo, o hercios (Hz), se conoce como frecuencia de la oscilación.
Cuando
Un tipo peligroso de vibración es la oscilación repentina y violenta conocida como flameo. Este fenómeno se produce sobre todo en las superficies de control de los aviones, pero también ocurre en los cables eléctricos cubiertos de escarcha cuando la velocidad del viento es elevada. Uno de los casos de flameo más espectaculares provocó en 1940 el hundimiento de un puente en Tacoma, Estados Unidos. La causa fue un viento huracanado cuya velocidad potenció la vibración del puente.
En el flameo, la amplitud de vibración de una estructura puede aumentar tan rápidamente como para que ésta se desintegre casi de forma instantánea. Por eso, impedir el flameo es muy importante a la hora de diseñar puentes y aviones. En el caso de los aviones, el análisis de flameo suele complementarse con pruebas realizadas con una maqueta del avión en un túnel aerodinámico.
Término empleado en física para indicar el número de veces que se repite en un segundo cualquier fenómeno periódico. La frecuencia es muy importante en muchas áreas de la física, como la mecánica o el estudio de las ondas de sonido.
Las frecuencias de los objetos oscilantes abarcan una amplísima gama de valores. Los temblores de los terremotos pueden tener una frecuencia inferior a 1, mientras que las veloces oscilaciones electromagnéticas de los rayos gamma pueden tener frecuencias de 1020 o más. En casi todas las formas de vibración mecánica existe una relación entre la frecuencia y las dimensiones físicas del objeto que vibra. Por ejemplo, el tiempo que necesita un péndulo para realizar una oscilación completa depende en parte de la longitud del péndulo; la frecuencia de vibración de la cuerda de un instrumento musical está determinada en parte por la longitud de la cuerda. En general, cuanto más corto es el objeto, mayor es la frecuencia de vibración.
En todas las clases de movimiento ondulatorio, la frecuencia de la onda suele darse indicando el número de crestas de onda que pasan por un punto determinado cada segundo. La velocidad de la onda (v) y su frecuencia (f) y longitud de onda (l) están relacionadas entre sí. La longitud de onda (la distancia entre dos crestas consecutivas) es inversamente proporcional a la frecuencia y directamente proporcional a la velocidad.
En el caso de una onda mecánica, su amplitud es el máximo desplazamiento de las partículas que vibran. En una onda electromagnética, su amplitud es la intensidad máxima del campo eléctrico o del campo magnético.
La frecuencia se expresa en hercios (Hz); una frecuencia de 1 Hz significa que existe 1 ciclo u oscilación por segundo. Las unidades como kilohercios (kHz) (miles de ciclos por segundo), megahercios (MHz) (millones de ciclos por segundo) y gigahercios (GHz) (miles de millones de ciclos por segundo) se usan para describir fenómenos de alta frecuencia como las ondas de radio. Estas ondas y otros tipos de radiación electromagnética pueden caracterizarse por sus longitudes de onda o por sus frecuencias.
Generalidades:
MOVIMIENTO ONDULATORIO
Proceso por el que se propaga energía de un lugar a otro sin transferencia de materia, mediante ondas mecánicas o electromagnéticas. En cualquier punto de la trayectoria de propagación se produce un desplazamiento periódico, u oscilación, alrededor de una posición de equilibrio. Puede ser una oscilación de moléculas de aire, como en el caso del sonido que viaja por la atmósfera, de moléculas de agua (como en las olas que se forman en la superficie del mar) o de porciones de una cuerda o un resorte. En todos estos casos, las partículas oscilan en torno a su posición de equilibrio y sólo la energía avanza de forma continua. Estas ondas se denominan mecánicas porque la energía se transmite a través de un medio material, sin ningún movimiento global del propio medio. Las únicas ondas que no requieren un medio material para su propagación son las ondas electromagnéticas; en ese caso las oscilaciones corresponden a variaciones en la intensidad de campos magnéticos y eléctricos.Oscilación
En física, química e ingeniería, movimiento repetido de un lado a otro en torno a una posición central, o posición de equilibrio. El recorrido que consiste en ir desde una posición extrema a la otra y volver a la primera,pasando dos veces por la posición central, se denomina ciclo. El número de ciclos por segundo, o hercios (Hz), se conoce como frecuencia de la oscilación.
Cuando
Flameo
Un tipo peligroso de vibración es la oscilación repentina y violenta conocida como flameo. Este fenómeno se produce sobre todo en las superficies de control de los aviones, pero también ocurre en los cables eléctricos cubiertos de escarcha cuando la velocidad del viento es elevada. Uno de los casos de flameo más espectaculares provocó en 1940 el hundimiento de un puente en Tacoma, Estados Unidos. La causa fue un viento huracanado cuya velocidad potenció la vibración del puente.
En el flameo, la amplitud de vibración de una estructura puede aumentar tan rápidamente como para que ésta se desintegre casi de forma instantánea. Por eso, impedir el flameo es muy importante a la hora de diseñar puentes y aviones. En el caso de los aviones, el análisis de flameo suele complementarse con pruebas realizadas con una maqueta del avión en un túnel aerodinámico.
Frecuencia
Término empleado en física para indicar el número de veces que se repite en un segundo cualquier fenómeno periódico. La frecuencia es muy importante en muchas áreas de la física, como la mecánica o el estudio de las ondas de sonido.
Las frecuencias de los objetos oscilantes abarcan una amplísima gama de valores. Los temblores de los terremotos pueden tener una frecuencia inferior a 1, mientras que las veloces oscilaciones electromagnéticas de los rayos gamma pueden tener frecuencias de 1020 o más. En casi todas las formas de vibración mecánica existe una relación entre la frecuencia y las dimensiones físicas del objeto que vibra. Por ejemplo, el tiempo que necesita un péndulo para realizar una oscilación completa depende en parte de la longitud del péndulo; la frecuencia de vibración de la cuerda de un instrumento musical está determinada en parte por la longitud de la cuerda. En general, cuanto más corto es el objeto, mayor es la frecuencia de vibración.
En todas las clases de movimiento ondulatorio, la frecuencia de la onda suele darse indicando el número de crestas de onda que pasan por un punto determinado cada segundo. La velocidad de la onda (v) y su frecuencia (f) y longitud de onda (l) están relacionadas entre sí. La longitud de onda (la distancia entre dos crestas consecutivas) es inversamente proporcional a la frecuencia y directamente proporcional a la velocidad.
v = l.f
En una onda transversal, la longitud de onda es la distancia entre dos crestas o valles sucesivos. En una onda longitudinal, corresponde a la distancia entre dos compresiones o entre dos enrarecimientos sucesivos.En el caso de una onda mecánica, su amplitud es el máximo desplazamiento de las partículas que vibran. En una onda electromagnética, su amplitud es la intensidad máxima del campo eléctrico o del campo magnético.
La frecuencia se expresa en hercios (Hz); una frecuencia de 1 Hz significa que existe 1 ciclo u oscilación por segundo. Las unidades como kilohercios (kHz) (miles de ciclos por segundo), megahercios (MHz) (millones de ciclos por segundo) y gigahercios (GHz) (miles de millones de ciclos por segundo) se usan para describir fenómenos de alta frecuencia como las ondas de radio. Estas ondas y otros tipos de radiación electromagnética pueden caracterizarse por sus longitudes de onda o por sus frecuencias.
Suscribirse a:
Entradas (Atom)