MOVIMIENTO ONDULATORIO
APRENDE FISICA
AUTORES : DAVID OYUELA, MATEO MAYOR, DANIEL JAIMES
2015-2016
INTRODUCCIÓN A NUESTRO BLOG
En este blog se tuvo la visualización de explicar conceptos de física para todos los estudiantes interesados en aprender , el gran tema es vibraciones y ondas , estos los vamos a explicar mediante sus conceptos y desarrollos experimentales realizados por nosotros. nosotros realizamos cuatro experimentos de ondas que nos
dieron un punto de vista acerca de los tipos de onda que podíamos realizar. En
estos experimentos se tuvo como objetivo principal Comprender la noción general
de onda como transmisora de la energía
asociada a una vibración y algunas magnitudes comunes a todas las ondas como longitud de onda, amplitud,
frecuencia, periodo y velocidad de propagación, también poder Clasificar las
ondas adecuadamente por la relación entre la dirección de la vibración y la de
propagación, así como lograr observar los tipos de ondas con diferentes métodos
para así lograr una vista completa desde diferente puntos, el objetivo en la
práctica fue ver como es la propagación de las ondas y los tipos que podíamos
lograr, viendo los cambios entre ellas y los diferentes
resultados que se podían obtener. Antes de empezar este blog esperamos que todos lean y comprendan los conceptos claves para facilitar la comprensión de los temas.
CONCEPTOS CLAVES
Una
onda es una perturbación que avanza o que se propaga en un medio material o
incluso en el vacío. Cuando estas ondas necesitan de un medio material, se
llaman ondas mecánicas. Las únicas ondas que pueden propagarse en el
vacío son las ondas electromagnéticas.
El
sonido es un tipo de onda mecánica que se propaga únicamente en presencia de un
medio material.
Un cuerpo al
vibrar imprime un movimiento de vaivén (oscilación) a las moléculas de aire que
lo rodean, haciendo que la presión del aire se eleve y descienda
alternativamente. Estos cambios de presión se trasmiten por colisión entre las
moléculas de aire y la onda sonora es capaz de desplazarse hasta nuestros
oídos. Las partes de la onda en que la presión aumenta (las moléculas se juntan)
se llaman compresiones y aquellas en que la presión disminuye (las moléculas se
alejan) se llaman enrarecimientos.
Ondas Longitudinales:
Es cuando la vibración
de la onda es paralela a la dirección de propagación de la propia onda. Estas
ondas se deben a las sucesivas compresiones y enrarecimientos del medio, de
este tipo son las ondas sonoras. Un resorte que se comprime y estira también da lugar a una
onda longitudinal.
El sonido se trasmite en el aire
mediante ondas longitudinales.
Otro ejemplo de onda longitudinal es aquella que se
produce cuando se deja caer una piedra en un estanque de agua, Se
origina una perturbación que se propaga en círculos concéntricos que,
al cabo del tiempo, se extienden a todas las partes del estanque.
Ondas Transversales:
Donde la
vibración es perpendicular a la dirección de la onda.
Las ondas transversales se caracterizan por tener montes y valles. Por
ejemplo, las ondas que se forman sobre la superficie del agua al arrojar una piedra o como en el caso de una onda que se
propaga a lo largo de una cuerda tensa a
la que se le sacude por uno de sus extremos.
Características generalas:
Las ondas periódicas están caracterizadas por crestas o montes y valles, y usualmente es categorizada como longitudinal o transversal. Una onda transversal
es aquella con las vibraciones perpendiculares a la dirección de
propagación de la onda; ejemplos incluyen ondas en una cuerda y ondas electromagnéticas. Onda longitudinal es aquella 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 tienen un comportamiento común bajo un número de
situaciones estándar. Todas las ondas pueden experimentar los siguientes
fenómenos:
Todas las ondas tienen un comportamiento común bajo un número de situaciones estándar.
Todas las ondas pueden experimentar los siguientes fenómenos:
- 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.
características del sonido
Desde un punto de vista físico el sonido es una vibración que se propaga en un medio elástico. Para que se produzca sonido se requiere la existencia de un cuerpo vibrante, denominado foco (cuerda tensa, varilla, una lengüeta) y de un medio elástico que transmita esas vibraciones, que se propagan por él constituyendo lo que se denomina onda sonora.
Tenemos costumbre de distinguir entre sonidos y ruidos. Los primeros son aquellos que nos producen sensación agradable, bien porque son sonidos musicales o porque son como las sílabas que forman las palabras, sonidos armónicos, que encierran cierto significado al tener el oído educado para ellos. Si se obtienen gráficas de registro de las vibraciones de sus ondas se observa que, en general, los sonidos musicales poseen ondas casi sinusoidales, aunque alteradas a veces apreciablemente por la presencia de sus armónicos. Los restantes sonidos armónicos conservan todavía una total periodicidad aunque su gráfica se aleje notablemente de una sinusoide, por estar compuestos de varios grupos de ondas de frecuencias fundamentales distintas, acompañadas de algunos de sus armónicos. Por último los ruidos presentan, de ordinario, gráficas carentes de periodicidad y es precisamente esta peculiaridad lo que produce que la sensación cerebral resulte desagradable o molesta.
Ondas en tres dimensiones: Intensidad
Existen ondas unidimensionales, es decir que se propagan sólo en una línea recta, y también ondas bidimensionales, como las ondas que se propagan sobre la superficie de un líquido, o en un caso más general, ondas tridimensionales, como las ondas sonoras producidas por un foco puntual. En el caso de las ondas bidimensionales los frentes de onda son circunferencias concéntricas, mientras que en las tridimensionales son superficies esféricas concéntricas.
El movimiento de un conjunto cualquiera de frentes de ondas puede indicarse mediante rayos, que son líneas perpendiculares en cada punto a los frentes de onda. En el caso de frentes circulares o esféricos, los rayos son rectas radiales.
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El oído humano puede acomodarse a un intervalo de intensidades sonoras bastante grande, desde 10-12 w/m2 aproximadamente (que normalmente se toma como umbral de audición), hasta 1 w/m2 aproximadamente que produce sensación dolorosa en la mayoría de las personas. Debido a este gran intervalo y a que la sensación fisiológica de fuerza sonora no varía directamente con la intensidad, se utiliza una escala logarítmica para describir el nivel de intensidad de una onda sonora.
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Cualidades del sonido
Generalmente se utilizan cuatro cualidades subjetivas para describir un sonido musical: intensidad, tono, timbre y duración. Cada uno de estos atributos depende de uno o más parámetros físicos que pueden ser medidos.
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Desde el punto de vista de la intensidad, los sonidos pueden dividirse en fuertes y débiles. La intensidad depende principalmente de la presión sonora (intensidad), pero también del espectro de parciales y de la duración.
El tono o altura es la cualidad que nos permite distinguir entre un sonido agudo o alto y otro grave o bajo. Para un sonido puro el tono viene determinado principalmente por la frecuencia, aunque también puede cambiar con la presión y la envolvente.
El timbre de un sonido es la cualidad en virtud de la que podemos distinguir dos sonidos de igual frecuencia e intensidad emitidos por dos focos sonoros diferentes. El timbre se debe a que generalmente un sonido no es puro y depende principalmente del espectro. Pero también depende en gran manera de la envolvente y de la frecuencia.
La duración física de un sonido y la percibida están muy relacionadas aunque no son exactamente lo mismo. La duración percibida es aquel intervalo temporal en el que el sonido persiste sin discontinuidad.
FUNCION DE ONDA
 Con la formula que se ve en la imagen, podemos ver la equacion de Schrodinger en su expresion mas basica, esta equacion se usa para identificar las funciones de onas siendo A la amplitud de la onda. Para obtener mas informacion de la ecuacion visitar: http://hyperphysics.phy-astr.gsu.edu/hbasees/quantum/schr2.html |
fotos
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Una
onda es un fenómeno ondulatorio y físico en donde se propaga energía sin materia
de un punto a otro por algún medio sólido, líquido, gaseoso o el vacío. Los
terremotos, el sonido, la luz del sol o las olas del mar son fenómenos
naturales en donde las ondas desempeñan un papel crucial. Pero eso no significa
que todas sean iguales. Hay ondas que requieren una perturbación y otras que
no. Esta perturbación se puede dar por algunos factores como; un cambio en la
presión, la temperatura, o la densidad, luego esto produce la vibración inicial
que se transmite a lo largo del medio en forma de energía. Entonces las ondas
que necesiten de esta perturbación se llaman ondas mecánicas, y además
necesitan de un medio material para poder viajar, así sea un plástico u otro
material. Unos ejemplos de estas podrían ser ondas en una cuerda por ejemplo de
una guitarra u otro instrumento, o las del sonido. Las ondas que no requieren
de esta perturbación son llamadas electromagnéticas, en donde no necesitan de
un medio para propagarse en el espacio, haciendo que puedan viajar en el vacío
a velocidad constante, ya que son producto de oscilaciones de un campo
eléctrico, como las ondas; de la luz, del radio, rayos infrarrojos,
ultravioleta, o rayos x. Pero también hay ondas llamadas gravitacionales, estas
son perturbaciones que afectan la geometría “espacio-temporal” que viaja a
través del vacío y en donde su velocidad es igual a la de la luz. Es una onda
complicada de entender pero se refiere a que esas ondas aplastan en una
dirección y alargan en la otra, es así como las ondas se van propagando,
viajando por el todo el espacio a la velocidad de la luz. Estas ondas son
clasificadas según su medio de propagación.
Las
siguientes tipos de onda se clasifican según su propagación las cuales son;
unidimensionales, bidimensionales, y tridimensionales. Las unidimensionales
viajan en una única dirección espacial, haciendo sus frentes planos y paralelos
como las ondas de una cuerda. Las bidimensionales viajan en dos direcciones
cualquieras de una determinada superficie, como las ondas que se producen en la
superficie de un lago cuando se deja caer una piedra sobre él y las tridimensionales
son las que en sus frentes de ondas son
esferas concéntricas que salen de la fuente de perturbación expandiéndose en
todas direcciones, como las del sonidos otros tipos de onda son una una-sub
clasificación de las mecánicas. Hay las transversales y las longitudinales. Las
transversales son cuando se mueven las partículas de la onda de manera
perpendicular de acuerdo a su propagación, como las del lago al dejar caer la
piedra mientras las longitudinales son
aquellas en donde viajan paralelamente a la onda, como cuando se comprime un
resorte y luego se suelta. A pesar de la diferencia entre ondas todas tienen características
similares, que nos ayudara a conocer el movimiento que son Amplitud (A), lo
cual es la distancia existente entre el punto más alto o bajo conocido como
cresta y el eje horizontal (X) de la onda, Longitud de onda (Lambda (λ)), lo
cual representa la distancia entre 2 crestas o valles de una onda, Frecuencia
(F), lo cual es el número de oscilaciones que ha realizado la onda en un
segundo, Periodo (T), lo cual es el tiempo necesario para que una onda complete
una oscilación, y la Velocidad de propagación, que es la distancia que recorre
la onda por unidad de tiempo.
Las ondas también
tienen ciertos fenómenos que son Refracción, difracción, reflexión, interferencia.
Refracción es cuando la onda pasa de un material a otro cambiando su velocidad
y frecuencia. Difracción es cuando las ondas normalmente avanzan en línea recta
por un medio uniforme. Sin embargo,
cuando pasan por una rendija con un ancho comparable a la longitud de onda, se
dispersan en forma de abanico, es decir se difractan. Reflexión es cuando el
pulso va por la cuerda y se choca con algo entonces regresa en la dirección
opuesta, Interferencia es cuando dos ondas de lados opuestos se chocan, pero
hay dos tipos de interferencia, la constructiva que es cuando las ondas tienen
la misma amplitud que hace que crezcan al doble, y la destructiva que es cuando
tienen amplitudes opuestas entonces se cancelan una con la otra.
REFERENCIAS BIBLIOGRÁFICAS
Imágenes
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25 de octubre de 2015
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