Campo Magnético
1 enero 2012
Cuántica
1 enero 2012

Ondas: Movimiento Vibratorio y Ondulatorio

ONDAS, MOVIMIENTO VIBRATORIO Y ONDULATORIO:

OTROS ENLACES DE MOVIMIENTO VIBRATORIO Y ONDULATORIO DE ESTA WEB:

DE MOVIMIENTO VIBRATORIO ARMÓNICO SIMPLE:

DE MOVIMIENTO ONDULATORIO (ONDAS)

EJERCICIO 1 DE MOVIMIENTO ONDULATORIO (OBTENCIÓN DE LA ECUACIÓN DE ONDA EN SITUACIÓN DE FASE INICIAL NULA Y CON ENUNCIADO DE PARÁMETROS CARACTERÍSTICOS DE LA ONDA HABITUALES):

En una cuerda tensa se propaga una onda armónica transversal. La elongación máxima de los puntos de la cuerda es de 25 cm. Si consideramos para tener una referencia, que el sentido de propagación corresponde al eje OX positivo, hallar la ecuación de la onda sabiendo que el periodo es de 0,75 segundos, que su longitud de onda es  igual a 3 m y que en el instante inicial la elongación en el origen es nula.

https://youtu.be/y9I4jh26WDA

EJERCICIO 2 DE MOVIMIENTO ONDULATORIO (OBTENCIÓN DE LA ECUACIÓN DE ONDA EN SITUACIÓN DE FASE INICIAL QUE HAY QUE CALCULAR Y CON ENUNCIADO DE PARÁMETROS CARACTERÍSTICOS DE LA ONDA CON CIERTA COMPLICACIÓN):

Por una cuerda de 8 metros se propaga una onda armónica transversal en el sentido positivo del eje OX, de tal manera que los puntos de la cuerda realizan 40 oscilaciones en 10 segundos y que la onda tarda 0,5 segundos en ir de un extremo a otro. La elongación máxima de los puntos de la cuerda es de 20 cm. Hallar la ecuación de la onda sabiendo que en el instante inicial la elongación en el origen es igual a -0,1 m.

https://youtu.be/J3htAceQENA

EJERCICIO 3 DE MOVIMIENTO ONDULATORIO (OBTENCIÓN DE LA ECUACIÓN DE ONDA EN SITUACIÓN DE FASE INICIAL QUE HAY QUE CALCULAR, OBTENCIÓN TAMBIÉN DE LA VELOCIDAD DE VIBRACIÓN -DERIVANDO LA ELONGACIÓN- Y SE PREGUNTA IGUALMENTE POR LA DISTANCIA ENTRE DOS PUNTOS QUE TIENEN UNA DETERMINADA DIFERENCIA DE FASE:

Una onda transversal sinusoidal se propaga en el sentido negativo del eje OX con una velocidad de 20 m/s, una frecuencia de 20 Hz, una amplitud de 10 cm y sabemos que en el instante inicial, en el origen, la elongación es máxima y positiva. Hallar:

a.- La ecuación de la onda.

b.- La velocidad con la que vibra en el instante t=0,25 s, un punto de la cuerda situado a 20 cm del origen.

c.- La distancia entre dos puntos cuya diferencia de fase en un determinado instante es π/2.

https://youtu.be/OV8Sq_q35m4

EJERCICIO 4 DE MOVIMIENTO ONDULATORIO (OBTENCIÓN DE LA ECUACIÓN DE ONDA EN SITUACIÓN DE FASE INICIAL QUE HAY QUE CALCULAR, OBTENCIÓN DE LA VELOCIDAD DE VIBRACIÓN y DISTANCIA ENTRE DOS PUNTOS QUE TIENEN UNA DETERMINADA DIFERENCIA DE FASE:

Una onda armónica transversal, se propaga en un medio material, en el sentido positivo del eje OX, con una elongación máxima de 0,05 m. La velocidad de propagación es 12,5 m/s y una partícula del medio tarda 0,08 segundos en realizar una vibración completa. Teniendo en cuenta que la elongación en el instante inicial, en el origen es igual a -0,05 (correspondiente a la máxima elongación pero negativa), hallar:

a.- El número de ondas y la pulsación (velocidad angular).

b.- La frecuencia, el periodo y la longitud de onda.

c.- La ecuación de la onda.

d.- Hallar la distancia que separa dos puntos que en el mismo instante se encuentran en oposición de fase, esto es: dos puntos cuya diferencia de fase es igual a π.

https://youtu.be/Ktg2UQ8oEFI

e.- La expresión de la velocidad de vibración en cualquier instante.

f.- La velocidad con la que vibra una partícula situada en el origen en t=2 s.

https://youtu.be/merFxsp2hsk

 

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BREVE INTRODUCCIÓN A MOVIMIENTO VIBRATORIO Y ONDULATORIO:

MOVIMIENTO VIBRATORIO:
Es el movimiento de vaivén de una partícula en torno a una posición de equilibrio. Es carácterístico de lo que ocurre cuando estiramos un resorte al que está unido un cuerpo y lo dejamos oscilar. Se observa que va y viene pasando por la posición de equilibrio. El movimiento de un péndulo es también un tipo de movimiento vibratorio.

Si estos movimientos de vaivén cumplen una serie de requisitos, se denomina MOVIMIENTO VIBRATORIO ARMÓNICO SIMPLE.

MOVIMIENTO ONDULATORIO; ONDAS:

Cuando en un punto del medio se produce una perturbación, que  se traslada al resto de los puntos del medio, de tal modo que una cierta propiedad, que varía en el tiempo, se transmita de un lugar a otro de una cierta región, a través de un medio soporte, pero de forma tal que el medio en sí no es transportado; decimos que hay una onda, un movimiento ondulatorio. Existe una transmisión de energía y de momento lineal de unos puntos a otros, por efecto de este fenómeno, y un retardo entre el instante en que se produjo la perturbación en un cierto punto ( la causa) y el instante en que ésta alcanza a otro punto del medio (el efecto).. Este retardo depende de las propiedades del medio.

Por ejemplo cuando tiramos una piedra a una piscina, esa perturbación se traslada al resto de los puntos de la piscina, de tal modo que la superficie del agua experimenta en los puntos alcanzados por la perturbación, con cierto retardo, subidas y bajadas. Un barquito colocado en la piscina veríamos que sube y baja en su posición (una especie de movimiento vibratorio armónico), pero en principio no lo traslada.

Esa es la idea de onda, que una perturbación en un punto hace que el resto de los puntos alcanzados por ella, se vean sometidos a por ejemplo un movimiento vibratorio armónico.