MOVIMIENTOS VIBRATORIOS:
Consideraremos un cuerpo puntual. Cuando ese cuerpo se mueve en línea recta en torno a una posición de equilibrio se dice que tiene unmovimiento vibratorio u oscilatorio. Si además siempre tarda el mismo tiempo en completar una oscilación y la separación máxima de la posición de equilibrio es siempre la misma decimos que se trata de un movimiento vibratorio armónico simple (mvas).
Las magnitudes y unidades S.I. que definen un movimiento vibratorio son las siguientes:elongación (m), amplitud (m), periodo (s),frecuencia (Hz), velocidad de vibración (m/s) yaceleración de vibración (m/s2).
Aunque no estudiaremos cuantitativamente este movimiento, si diremos que en la posición de equilibrio la velocidad es máxima y la aceleración nula y que en los extremos la aceleración es máxima y la velocidad nula.
ONDAS:
Cuando una vibración o perturbación originada en una fuente o foco se propaga a través del espacio se produce una onda. En particular nos centraremos en las ondas armónicas ideales, que son aquellas en las que la vibración que se transmite es armónica simple en todos sus puntos.
Este tipo de perturbación la produce un foco emisor o fuente de forma continua y se transmite a través de un espacio o medio capaz de transmitirla.
Conviene destacar que en los fenómenos ondulatorios, se transmite la vibración o perturbación y la energía que lleva asociada, pero no hay transporte de materia. Esto quiere decir que una onda transporta energía a través del espacio sin que se desplace la materia.
Ejemplos de ondas son: olas del mar, sonido, luz, ondas sísmicas, vibración de una cuerda, etc.
CARACTERISTICAS DE LAS ONDAS:
Magnitudes y unidades S.I. que definen una onda son:
Elongación (y): Distancia de cada partícula vibrantea su posición de equilibrio (m).Amplitud (A): Distancia máxima de una partícula a su posición de equilibrio o elongación máxima (m).
Ciclo u oscilación: Recorrido de cada partícula desde que inicia una vibración hasta que vuelve a la posición inicial (m).
Longitud de onda (l): Distancia mínima entre dos partículas que vibran en fase, es decir, que tienen la misma elongación en todo momento (m).
Número de onda (n): Número de longitudes de onda que hay en la unidad de longitud (1/m). l= 1/n.
Velocidad de propagación (v): Velocidad con la que se propaga la onda. Espacio recorrido por la onda en la unidad de tiempo (m/s).
Periodo (T): 1) Tiempo en el que una partícula realiza una vibración completa. 2) Tiempo que tarda una onda en recorrer el espacio que hay entre dos partículas que vibran en fase (s). T=1/f.
Frecuencia (f): 1) Nº oscilaciones de las partículas vibrantes por segundo. 2) Nº oscilaciones que se producen en el tiempo en el que la onda avanza una distancia igual a l (Hz=ciclos/s). f=1/T.
La relación entre v, l, f y T es: l = v · T = v/f.
Elongación (y): Distancia de cada partícula vibrantea su posición de equilibrio (m).Amplitud (A): Distancia máxima de una partícula a su posición de equilibrio o elongación máxima (m).
Ciclo u oscilación: Recorrido de cada partícula desde que inicia una vibración hasta que vuelve a la posición inicial (m).
Longitud de onda (l): Distancia mínima entre dos partículas que vibran en fase, es decir, que tienen la misma elongación en todo momento (m).
Número de onda (n): Número de longitudes de onda que hay en la unidad de longitud (1/m). l= 1/n.
Velocidad de propagación (v): Velocidad con la que se propaga la onda. Espacio recorrido por la onda en la unidad de tiempo (m/s).
Periodo (T): 1) Tiempo en el que una partícula realiza una vibración completa. 2) Tiempo que tarda una onda en recorrer el espacio que hay entre dos partículas que vibran en fase (s). T=1/f.
Frecuencia (f): 1) Nº oscilaciones de las partículas vibrantes por segundo. 2) Nº oscilaciones que se producen en el tiempo en el que la onda avanza una distancia igual a l (Hz=ciclos/s). f=1/T.
La relación entre v, l, f y T es: l = v · T = v/f.
TIPOS DE ONDAS:
A) Según la dirección de vibración de las partículas y de propagación de la onda.Longitudinales. Son aquellas en que las partículas vibran en la misma dirección en la que se propaga la onda. Ej. El sonido, ondas sísmicas.Transversales. Son aquellas en las que las partículas vibran perpendicularmente a la dirección en la que se propaga la onda. Ej. La luz, onda de una cuerda.
B) Según la dimensión de propagación de la onda.
Unidimensionales. Las que se propagan en una sola dimensión. Ej. Vibración de una cuerda.
Bidimensionales. Las que se propagan en dos dimensiones. Ej. Onda en la superficie del agua.
Tridimensionales. Las que se propagan en tres dimensiones. Ej. Luz, sonido.
Unidimensionales. Las que se propagan en una sola dimensión. Ej. Vibración de una cuerda.
Bidimensionales. Las que se propagan en dos dimensiones. Ej. Onda en la superficie del agua.
Tridimensionales. Las que se propagan en tres dimensiones. Ej. Luz, sonido.
C) Según el medio que necesitan para propagarse.
Mecánicas. Necesitan propagarse a través de la materia. Ej. El sonido, olas del mar.
Electromagnéticas. No necesitan medio para propagarse, se pueden propagar en el vacío. Ej. La luz, calor radiante.
Mecánicas. Necesitan propagarse a través de la materia. Ej. El sonido, olas del mar.
Electromagnéticas. No necesitan medio para propagarse, se pueden propagar en el vacío. Ej. La luz, calor radiante.
FENOMENOS ONDULATORIOS:
REFLEXION: Se denomina reflexión de una onda al cambio de dirección que experimenta ésta cuando choca contra una superficie lisa y pulimentada sin cambiar de medio de propagación. Si la reflexión se produce sobre una superficie rugosa, la onda se refleja en todas direcciones y se llama difusión.
En la reflexión hay tres elementos: rayo incidente, línea normal o perpendicular a la superficie y rayo reflejado. Se llama ángulo de incidencia al que forma la normal con el rayo incidente y ángulo de reflexión al formado por la normal y el rayo reflejado.
En la reflexión hay tres elementos: rayo incidente, línea normal o perpendicular a la superficie y rayo reflejado. Se llama ángulo de incidencia al que forma la normal con el rayo incidente y ángulo de reflexión al formado por la normal y el rayo reflejado.
Las leyes de la reflexión dicen que el ángulo de incidencia es igual al ángulo de reflexión y que el rayo incidente, reflejado y la normal están en el mismo plano.
REFRACCION: Se denomina refracción de una onda al cambio de dirección y de velocidad que experimenta ésta cuando pasa de un medio a otro medio en el que puede propagarse. Cada medio se caracteriza por su índice de refracción.
En la refracción hay tres elementos: rayo incidente, línea normal o perpendicular a la superficie y rayo refractado. Se llama ángulo de incidencia al que forma la normal con el rayo incidente y ángulo de refracción al formado por la normal y el rayo refractado.
Cuando la onda pasa de un medio a otro en el que la onda viaja más rápido, el rayo refractado se acerca a la normal, mientras que si pasa de un medio a otro en el que la onda viaja a menos velocidad el rayo se aleja de la normal.
DIFRACCION: Se denomina difracción de una onda a la propiedad que tienen las ondas de rodear los obstáculos en determinadas condiciones. Cuando una onda llega a un obstáculo (abertura o punto material) de dimensiones similares a su longitud de onda, ésta se convierte en un nuevo foco emisor de la onda.
Esto quiere decir, que cuando una onda llega a un obstáculo de dimensión similar a la longitud de onda, dicho obstáculo se convierte en un nuevo foco emisor de la onda. Cuanto más parecida es la longitud de onda al obstáculo mayor es el fenómeno de difracción.
INTERFERENCIA: Se denomina interferencia a la superposición o suma de dos o más ondas. Dependiendo fundamentalmente de las longitudes de onda, amplitudes y de la distancia relativa entre las mismas se distinguen dos tipos de interferencias:
Constructiva: se produce cuando las ondas chocan o se superponen en fases, obteniendo una onda resultante de mayor amplitud que las ondas iniciales.
Destructiva: es la superposición de ondas en antifase, obteniendo una onda resultante de menor amplitud que las ondas iniciales.
No hay comentarios:
Publicar un comentario