Ondas y su propagación: conceptos y características
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Una onda no es armónica.
Función de onda sinusoidal
Para un tiempo t=0 inicial, debe indicar el estado de perturbación inicial del origen x=0. La condición inicial está dada por una fase inicial θ. Esta fase da información sobre el estado de perturbación.
Onda plana
Es aquella que posee el mismo estado instantáneo de perturbación en todos los puntos de un plano trazado perpendicularmente a la dirección.
Frente de onda
Es el plano que se desplaza con la velocidad de propagación c.
Principio de superposición
Es la sumatoria de dos ondas armónicas que marchan en sentido contrario a la misma dirección, con la misma rapidez, amplitud y frecuencia.
y(x,t)=2Asen(kx)cos(wt)
Onda estacionaria
El perfil de onda no se desplaza y la onda parece atada en puntos fijos. El efecto y(x,t) se anula siempre en los puntos donde sen(kx)=0.
Distancia entre nodos
X=∓nλ/2 Δx=λ/2
Interferencia total
Cada onda conserva su individualidad, lo que es nulo es la suma de los efectos de las ondas que participan, pero cada onda sigue su viaje independiente de la otra.
Ondas coherentes
2 ondas sinusoidales φ1 y φ2 con igual frecuencia, longitud de onda, igual dirección de propagación y diferencia de fase inicial en el tiempo. Si a1=A2 y las fases φ1=φ2.
La diferencia de fase queda expresada Δφ=2π Δx/λ
2 ondas coherentes, al superponer en un punto interferirán de acuerdo a la diferencia de fase con que llegan. Si la diferencia de fase Δφ es igual a un número impar de π, la interferencia es destructiva. Si Δφ es un número par de π la interferencia da una perturbación de amplitud igual a la suma de las amplitudes de cada onda y se dice que vibran en fase.
Energía transmitida por una onda
En una onda lo que se propaga no es la materia sino un estado de perturbación de partículas, y es una condición dinámica que se transmite de una región a otra. En un movimiento ondulatorio se propaga energía y cantidad de movimiento lineal en la dirección de propagación de la onda (ond. long.) o perpendicular a la misma (ond. trans). La energía se transmite en forma de energía de vibración. Si las partículas se mueven con MOA, cada partícula tendrá una energía que es función de la amplitud A. E=1/2kA^2
- Amplitud: máxima magnitud del desplazamiento respecto del equilibrio.
- Longitud de onda: distancia entre dos puntos equivalentes.
- Frecuencia angular: cuántos radianes por segundo corresponden a un ciclo de referencia.
- Fuerza de restitución: tiene a volver al cuerpo a la posición de equilibrio.
- Movimiento oscilatorio: movimiento periódico caracterizado por pasar por la posición de equilibrio.
- Onda: propagación de una perturbación a través de un medio que transporta energía.
- Diferencia entre el movimiento oscilatorio y ondulatorio: las ondas son sucesivas oscilaciones juntas, es una perturbación en la cual se transporta energía. Dependiendo del tiempo y la posición, las oscilaciones son perturbaciones donde transportan materia, depende solo del tiempo.
- Pulso de onda: una sola perturbación, tiene altura y rapidez definida, una sucesión de pulso genera una onda.