Fundamentos de la Cinemática Ondulatoria: Movimiento Periódico, Vibración y Tipos de Ondas
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Movimiento periódico, es aquel que se repite a intervalos iguales de tiempo. Por tanto, un cuerpo o una partícula describen un movimiento periódico cuando las variables posición, velocidad y aceleración de su movimiento toman los mismos valores después de un tiempo constante denominado periodo.
Movimiento oscilatorio o vibratorio, es aquel que tiene lugar a un lado y a otro de una posición de equilibrio estable. Es un tipo de movimiento periódico. Ejemplos:
Movimiento vibratorio= es aquel movimiento periódico en el cual el móvil se mueve a un lado y al otro de la posición de equilibrio.
El movimiento vibratorio= está producido por una fuerza periódica que depende del desplazamiento.
Se denomina elongación x a la posición que ocupa una partícula en un instante dado respecto a la posición de equilibrio. Y llamamos amplitud A a la elongación máxima.
Movimiento ondulatorio= una onda es la transmisión de una perturbación (energía) a través de un medio, que no se propaga, no hay transmisión de materia * El punto donde se inicia la onda se llama foco
* El punto medio, debe ser elástico * Las partículas no se desplazan mientras se transmite la energía, pero si vibran en torno a su posición de equilibrio. Es decir, el movimiento de cada partícula es MÁS.
Como no hay desplazamiento, las leyes de Newton no son aplicables
Tipos de Ondas:
Según el tipo de energía que se propaga:
#Materiales/mecánicas=
*
La energía que propaga será mecánica * Necesita un medio de propagación *Ejem= sonido, la onda de la cuerda de la guitarra, la piedra en la piscina, muelle
# Electro magnéticas=*
La energía que propaga será electromagnética * Se propagan medios materiales * Ejem= Radio, TV, infrarrojos
Según la relación entre la dirección de propagación y de vibración:
# Ondas transversales=
*
La dirección de propagación y vibración son perpendiculares * Son una sucesión de crestas
y valles * Ejem= Los electrodomésticos, cuerda de guitarra# Ondas longitudinales=*
La dirección de propagación coincide con la de vibración * La sucesión de contracciones y dilataciones * Ejem= Un muelle o el sonido
Según el número de dimensiones en las que se propaga la energía:
*Unidimensionales-> cuerda de guitarra
* Bidimensionales-> piedra en la piscina
* Tridimensionales->
Sonido
Conclusiones:
# Todos los puntos de un medio que equidisten de foco emisor y estén a una distancia n(landa) de este foco, están en la misma fase # Cuando entre dos puntos existe una distancia de n(landa), en la dirección de propagación, los dos puntos están en fase # Cuando entre dos puntos existe una distancia igual a un número impar de medidas longitudes de onda, es decir, (2n+1) landa/2 en la dirección de propagación, los dos puntos están en fase opuesta # Cada nT están en fase
Estudio cualitativo, propiedades de las Ondas:
# Hugens=
Todo punto de un frente de ondas se convierte en centro emisor de nuevas ondas elementales (secundaria) cuya envolvente es el nuevo frente de ondas:
Con Hugens se explica: Reflexión, Defracción, Planizacion y difracción
Reflexión=
Cambio de dirección y sentido que sufre una onda al encontrarse con una superficie que separa dos medios que tienen las mismas propiedades en todos sus puntos * Rayo incidente, reflejada u normal están en un mismo plano * Ángulo incidente (î) y el reflexión (R periódico) son iguales Refracción= cambio de dirección de una onda que pasa de un medio isótropo
* El ángulo incidente, el ángulo refractado y la normal están en el mismo plan * Se cumple la ley de Snell Polarización=
Las ondas longitudinales vibran en un plano. Las ondas transversales pueden vibran en infinitos planos perpendiculares a la dirección de propagación. Cuando nosotros hacemos que la onda transversal vibre en un solo plano, esta onda está polarizada La polarización solo tiene sentido en ondas transversales Difracción=
Se produce cuando un obstáculo impide el avance de una parte del frente de onda. Es necesario que la apertura sea similar a la longitud de onda
Los rayos cambian de dirección al llegar a la abertura, produciendo la difracción