+ All Categories
Home > Documents > Movimiento ondulatorio en word

Movimiento ondulatorio en word

Date post: 30-May-2018
Category:
Upload: roberto-laguna
View: 222 times
Download: 0 times
Share this document with a friend

of 13

Transcript
  • 8/14/2019 Movimiento ondulatorio en word

    1/13

    UNIVERSIDAD NACIONAL AUTNOMADE MXICO

    COLEGIO DE CIENCIAS YHUMANIDADES

    PLANTEL033

    VALLEJO

    MOVIMIENTO ONDULATORIO

    Lpez Montalvo TaniaInvierno 2010

    430 B

    Lunes 15 de febrero del 2010

  • 8/14/2019 Movimiento ondulatorio en word

    2/13

    Dedicatoria.

    A todas aquellas personas especiales en mi vida, por estar siempre a mi lado y nunca dejarde creer en lo que hago, por confiar en m cuando lo he necesitado y por mostrarme siempre

    su apoyo.

    En especial a mis padres y hermanos por mostrarme que en la vida nunca sern fciles las

    cosas pero que aquellas que cuestan ms trabajo conseguir son las que ms se disfrutan

    cuando se han conseguido, por mostrarme que la vida es corta y que se debe vivir y

    disfrutar al mximo en compaa de todos aquellos que hacen diferente mi existencia, por

    mostrarme que todo es complicado pero si las cosas se hacen por amor se disfrutan.

    Y a la vida por permitirme estar en este maravillosos lugar lleno de personitas especiales,

    colores diferentes, olores y sabores nuevos, por acogerme entre sus puertas y por

    permitirme tener la oportunidad de escoger lo que quiero en un futuro, gracias vida por ser

    cc-achera, gracias vida por tatuar experiencias nuevas y el azul y el oro en mi corazn,

    gracias vida por poder ser UNIVERSITARIA.

  • 8/14/2019 Movimiento ondulatorio en word

    3/13

    1. Movimiento ondulatorio

    2. Ondas mecnicas

    3. Tipos de ondas

    3.1 onda transversal

    3.2 onda longitudinal

    4. Calculo de la velocidad de la onda

    5. Movimiento ondulatorio peridico

    6. Energa de la onda peridica

    7. Principio de superposicin

    8. Ondas estacionarias

    9. Cuestionario

    10.Problemas

  • 8/14/2019 Movimiento ondulatorio en word

    4/13

    1-Movimiento ondulatorio

    La energa se puede transferir de un lugar a otro por diversos medios, la conduccin de

    calor y la electricidad implican el movimiento de partculas elementales llamadas

    electrones. Durante esta investigacin estudiaremos la transferencia de energa de un punto

    a otro sin que se realice una transferencia fsica del material entre los puntos.

    2- Ondas mecnicas

    Una onda mecnica es una perturbacin fsica en un medio elstico por ejemplo; cuando

    se deja caer una piedra en un estanque de agua, se origina una perturbacin que se propaga

    en crculos concntricos, que al cabo del tiempo se extiende a todas las partes del estanque.

    Un corcho pequeo que flota sobre la superficie del agua, se mueve hacia arriba y hacia

    abajo a medida que se propaga la perturbacin. En realidad, se ha transferido energa a

    travs de una cierta distancia, desde el punto de impacto de la piedra en el agua hasta el

    lugar donde se encuentra el trozo de corcho. Esta energa se transmite mediante la agitacin

    de las partculas de agua que colindan entre s. nicamente la perturbacin se mueve a

    travs del agua. El movimiento real de cualquier partcula de agua individual es

    comparativamente pequeo. A la propagacin de la energa por medio de la perturbacin en

    un medio y no por el movimiento del medio mismo, se le llama movimiento ondulatorio.

    Es importante notar que no todas las perturbaciones son necesariamente mecnicas.

  • 8/14/2019 Movimiento ondulatorio en word

    5/13

    3- 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, con respecto a la direccin en la que se

    propaga la onda.

    3.1- Onda transversal: la vibracin de las partculas individuales del medio es

    perpendicular a la direccin de la propagacin de la onda.

    Por ejemplo: supongamos que se ata el extremo de una cuerda a un poste y que agitemos

    con la mano el otro extremo como se muestra en la figura. Moviendo el extremo libre

    rpidamente hacia arriba y hacia abajo, enviamos una sola perturbacin llamadapulso a lo

    largo de la cuerda. Tres nudos a iguales distancias en los puntos a, b y c demuestran que las

    partculas individuales se mueven hacia arriba y hacia abajo mientras que la perturbacin semueve hacia la derecha con una velocidad v.

    3.2- Onda longitudinal: las ondas que se generan con un resorte en espiral. Las espiras

    cercanas al extremo izquierdo se comprimen formando una condensacin. Cuando cesa la

  • 8/14/2019 Movimiento ondulatorio en word

    6/13

    fuerza de distorsin, un pulso de condensacin se propaga a lo largo del resorte, ninguna

    parte del resorte se mueve mucho con respecto a su posicin de equilibrio, pero el pulso

    continua recorriendo el resorte. Esta es un tipo de onda longitudinal debido a que las

    partculas del resorte se desplazan en la misma direccin en la que avanza la perturbacin.

    4- Clculo de la velocidad de la onda

    La velocidad a la cual se mueve un pulso a travs de un medio depende de la elasticidad del

    medio y de la inercia de las partculas del mismo, los materiales ms elsticos producen

    mayor fuerza de restitucin cuando son distorsionados. Los materiales menos densos se

    resisten menos a moverse. En ambos casos, la capacidad de las partculas para propagar una

    perturbacin a las partculas vecinas es mejor, y el pulso viajara en ese caso a mayor

    velocidad.

    Por ejemplo: consideremos el movimiento de un pulso transversal a travs de una cuerda.

    La masa m de la cuerda y su longitud l mantienen bajo una tensin constante f por medio de

    la pesa suspendida. Cuando se da un solo movimiento a la cuerda en su extremo izquierdo

    se propaga un pulso transversal a lo largo de la misma. La elasticidad de la cuerda se mide

  • 8/14/2019 Movimiento ondulatorio en word

    7/13

    por la tensin f. la inercia de las partculas individuales se determina mediante la masa por

    unidad de longitud de la cuerda. Se puede demostrar que la velocidad del pulso

    transversal en una cuerda esta dado por:

    La masa por unidad de longitud se conoce generalmente como la densidad lineal de la

    cuerda. Si f se expresa en nwtone y en kilogramos por metro la velocidad esta expresada

    en metros por segundo.

    Parmetros:

    V= velocidad

    m= masa

    l = longitud

    f = tensin constante

    = masa por unidad de longitud / generalmente se conoce como densidad lineal

    5- Movimiento ondulatorio peridico

    Qu sucede cuando se repiten peridicamente otras perturbaciones similares?

    Las ondas resultantes estn formadas por muchas crestas y vallas que se mueven a lo largo

    de la cuerda con velocidad constate. La distancia entre dos crestas o vallas adyacentes en

    ese tipo de tren de ondas se llaman longitud de onda y se representa por .

    La longitud de onda de un tren de ondas peridicas es la distancia entre dos partculas

    cualesquiera que estn en fase.

    Cada vez que el punto extremo P de vibrador efecta una oscilacin completa, la onda se

    mover a travs de una distancia de una longitud de onda. El tiempo requerido para cubrir

    esta distancia es por lo tanto igual al periodo T de la fuente que vibra. De este modo, la

  • 8/14/2019 Movimiento ondulatorio en word

    8/13

    velocidad de la onda v se puede relacionar con la longitud de la onda y el periodo T por la

    ecuacin:

    V=

    La velocidad de una onda se expresa ms frecuentemente en trminos de su frecuencia y no

    de su periodo por lo tanto la ecuacin puede quedar as:

    V= f

    La frecuencia f de una onda es el numero de ondas que pasan por un punto determinado en

    la unidad de tiempo, es el equivalente a la frecuencia de la fuente de la vibracin y por lo

    tanto es igual al reciproco del periodo (f=1/T) La unidad del SI que corresponde a la

    frecuencia es el hertz (Hz) el cual se define como un ciclo por segundo.

    1 Hz = 1 ciclo/s =

    Parmetros:

    = longitud de una onda

    T= periodo

    s= segundo

    Hz = hertz

    6- Energa de una onda peridicaEl contenido de energa de una onda puede analizarse considerando el movimientoarmnico de las partculas en forma individual. Mientras la onda peridica recorre lacuerda, cada partcula oscila hacia atrs y hacia adelante con respecto a su propia posicinde equilibrio.La velocidad mxima de una partcula que oscila con frecuencia f y una amplitud A estadada por:

  • 8/14/2019 Movimiento ondulatorio en word

    9/13

    V max = 2 fA

    Cuando una partcula tiene esta velocidad, est pasando por su posicin de equilibrio dondesu energa potencial es cero y su energa cintica es mxima de modo que la energa totalde la partcula es:

    A medida que una onda peridica pasa a travs de un medio, cada elemento de este realizatrabajo continuamente sobre los elementos adyacentes.El contenido de energa de toda la cuerda es la suma de las energas individuales de las

    partculas que la forman si m representa la masa total de la cuerda en vez de la masa decada partcula, la ecuacin anterior representa la energa de la onda total en la cuerda. Enuna cuerda de longitud lla energa de la onda por unidad de longitud est dada por:

    7-Principio de superposicin

    Estudiaremos lo que sucede cuando dos o ms trenes de ondas pasan simultneamente atravs del mismo medio. Vamos a analizar las ondas transversales en una cuerda que estavibrando. La velocidad de una onda transversal se determina por medio de la tensin de lacuerda y su densidad lineal. Puesto que estos parmetros son funcin del mismo medio y node la fuente, cualquier onda transversal tendr la misma velocidad para una determinadacuerda bajo tensin constante.Sin embargo cuando dos o ms trenes de ondas existen simultneamente en el mismomedio, cada onda recorre el medio como si las otras no estuvieran presentes.La onda resultante es una superposicin de las ondas componentes. Es decir eldesplazamiento que resulta de una sola partcula en la cuerda que vibra es la sumaalgebraica de los deslazamientos que cada onda producir, independientemente de lasdems. Este es el principio de superposicin.Cuando dos o ms ondas existen simultneamente en el mismo medio, eldesplazamiento resultante en cualquier punto y en cualquier instante es la sumaalgebraica de los desplazamientos der cada onda.

  • 8/14/2019 Movimiento ondulatorio en word

    10/13

    La aplicacin de este principio se muestra grficamente en la siguiente imagen, las dosondas representadas por lneas continuas y discontinuas se superponen para formar la ondaresultante indicada por la lnea gruesa. La superposicin da como resultado una onda demayor amplitud. Se dice que estas ondas interfieren constructivamente.

    La interferencia destructiva se representa cuando la amplitud resultante es ms pequea.

    8- Ondas estacionarias

    Cuando el extremo de una cuerda se ata fuertemente al soporte el pulso que llega golpea eleje y ejerce sobre el una fuerza ascendente. La fuerza de de reaccin que ejerce a su vez elsoporte tira entonces en direccin de la cuerda hacia abajo, lo cual origina un pulsoreflejado. Tanto el desplazamiento como la velocidad se invierten en el pulso reflejado.Esto quiere decir que si un pulso llega como una cresta se refleja como valle, con la mismarapidez pero en la direccin opuesta y viceversa. Supongamos que ahora se hace vibrar una

    cuerda cuyos extremos estn fijos, como se muestra.

    En cualquier instante la onda resultante que se forma en la siguiente imagen:Se han considerado las ondas que inciden y que se refleja en un tiempo determinado t = 0 laonda incidente, que viaja al a derecha, se indica por la lnea delgada continua. La onda

  • 8/14/2019 Movimiento ondulatorio en word

    11/13

    reflejada, que viaja a la izquierda se indica por una lnea discontinua. Las dos ondas tienenla misma velocidad y longitud de onda pero tienen direcciones opuestas.

    Una serie de fotografas instantneas de la cuerda vibrante, tomadas a intervalos de tiempomuy pequeos revelaran ciertos nmeros de ondas como se muestra en la figura de arriba.A una onda as se le llama onda oscilatoria, obsrvese que hay ciertos puntos a lo largo dela cuerda que permanecen en reposo. Estas posiciones llamadas nodos se han indicadocomo N en la imagen. Un insecto pequeo posado en un nodo sobre la cuerda vibrante nose movera hacia arriba ni hacia abajo a causa del movimiento ondulatorio.Entre los puntos nodales, las partculas de la cuerda se mueven hacia arriba y hacia abajocon movimiento armnico simple. Los puntos de mxima amplitud se presentan a la mitadde la distancia entre los nodos y se llaman antinodos. Si un insecto pequeo descansarasobre la cuerda en un cualquiera de estos puntos, indicados por A, experimentaravelocidades y desplazamientos mximos en la oscilacin de la cuerda hacia arriba y haciaabajo.La distancia entre nodos alternados o antinodos alternados en una onda estacionaria es

    una medida de longitud de onda de las ondas componentes.La onda estacionaria longitudinal tambin se presenta debido a una reflexin continua depulsos de condensacin y rarefaccin. En este caso los nodos existen donde las partculasdel medio son estacionarias y los antinodos se presentan donde las partculas del mediooscilan con una amplitud mxima en la direccin de la propagacin.

    Fsica conceptos y aplicaciones Paul. Tippens p.468 capitulo 21

  • 8/14/2019 Movimiento ondulatorio en word

    12/13

    Cuestionario:

    1-Este tipo de movimiento es caracterizado por transferir una perturbacin fsica en unmedio elstico?

    a)

    Movimiento ondulatorio peridicob) Movimiento ondulatorio mecnicoc) Movimiento ondulatorio longitudinald) Movimiento ondulatorio transversal

    2-en una_________ la vibracin de las partculas individuales del medio es perpendiculara la direccin de la propagacin de la onda?

    a) Onda transversalb) Onda longitudinalc) Onda peridicad) Onda giratoria

    3-es una ________, la vibracin de las partculas individuales es paralela a la direccin dela propagacin de la onda?

    a) Onda transversalb) Onda longitudinalc) Onda peridicad) Onda giratoria

    4-como se conoce a la masa por unidad de longitud generalmente?a) Tensin constanteb) Frecuenciac) Amplitudd) Densidad lineal

    5-la distancia entre dos crestas o valles adyacentes en algunos tipos de trenes de onda sellaman?

    a) Longitud de nodosb) Longitud de ondac) Longitud de antinodosd) Longitud de en fase

    6-Cmo se representa la longitud de onda?a) b) c) d)

  • 8/14/2019 Movimiento ondulatorio en word

    13/13

    7-Cmo se le llama a los puntos en reposos de la cuerda?a) Nodosb) Antinodosc) Amplitudesd) Frecuencias

    8-puntos de mxima amplitud se presentan a la mitad de la distancia entre los nodos?a) Nodosb) Antinodosc) Amplitudesd) Frecuencias

    9-la __________ de una onda es el nmero de ondas que pasan por un punto determinadoen la unidad de tiempo?

    a) Faseb) Partculac) Frecuencia fd) Perturbacin

    10-la ___________ se presenta cuando la amplitud resultante es ms pequea?a) La interferencia constructivab) La interferencia destructivac) Longitud de ondad) Frecuencia

    Problemas:

    1-Una onda transversal tiene una longitud de onda de 30cm y vibra con una frecuencia de420Hz. Cul es la rapidez de esta onda?

    2- en un muelle, una persona cuneta los choques de una ola cuando las crestas golpean unposte. Si escucha 80 choques en 1 min y una cresta en particular recorre una distancia de 8m en 4 s, Cul es la longitud de una sola ola?

    3- una cuerda de 3 m sometida a una tensin de 200 N mantiene una velocidad de ondatransversal de 172m/s Cul es la masa de la cuerda?

    4- qu tensin se requiere para producir una rapide4z de onda de 12.0 m/s en una cuerdade 900g y 2 m de longitud?

    5- un alambre de metal de 500g tiene una longitud de 50 cm y est bajo tensin de 80Ncul es la rapidez de una onda transversal en ese alambre?


Recommended