Vibraciones y Ondas

Vibraciones y

Ondas

Movimiento Oscilatorio

Vaivén de un cuerpo o partícula que pasa por los mismos puntos con diferente velocidad

Movimiento oscilatorio y periódico

Un objeto en el extremo de un hilo se mueve de un lado a otro sobre una trayectoria fija y regresa a cada posición con la misma velocidad, esto se llama periodo

Periodo: tiempo que tarda un objeto en hacer una oscilación completa (t, segundos)

Frecuencia: Número de oscilaciones de un objeto en un segundo (f, Hertz)

f = 1/T

Péndulo simple

Consiste en un objeto suspendido de un hilo a modo que pueda oscilar

Hilo sin masa e inextendible

T= 2π √(l/g)

Movimiento de un objeto unido a un resorte

Cuando se suspende de un resorte un cuerpo de masa "m" y se libera, traza una curva senoidal y se desplaza con una rapidez constante en dirección horizontal

Se llama fuerza restaurada cuando la fuerza del peso actúa en dirección opuesta a la del desplazamiento del resorte

F = -kx

k = constante del resorte

x = deformación ó desplazamiento

F = magnitud de fuerza restaurada

Si la fuerza externa deja de ejercerse, la fuerza desbalanceada acelera el cuerpo

a = (F/m) = (-k/m*x)

m = masa del cuerpo unido al resorte

a = aceleración

Aceleración proporcional al desplazamiento

Resonancia

Es un fenómeno o sistema al cuál se le aplica una fuerza con una frecuencia igual a la natural del cuerpo, y éste oscila con una amplitud cada vez mayor

Movimiento Ondulatorio

Onda: Es una perturbación que se propaga transportando energía de un lugar a otro sin que se transporte materia

Al punto donde se produce la onda se denomina foco o centro emisor, las líneas rectas que representan la dirección de propagación reciben el nombre de rayos y a la superficie por donde pasan todos los puntos del medio que alcanza la onda al mismo tiempo se llama frente de onda

Clasificación de las ondas

Ondas mecánicas: Son aquellas que necesitan de un medio para propagarse como las ondas sonoras

Ondas electromagnéticas: Son aquellas que no necesitan de un medio para propagarse como las ondas luminosas

Ondas longitudinales: son en las que las partículas del medio vibran paralelamente a la dirección de propagación de la onda

Ondas transversales: son en las que las partículas del medio vibran perpendicularmente a la dirección de propagación de la onda

Ondas periódicas: Es aquella que consta de patrones que se reproducen una y otra vez en el origen

Velocidad de propagación de onda

Ésta velocidad depende del tipo de onda y las propiedades del medio en el que viaja

Mide la rapidez y en qué dirección se propaga la

v = λ/T

A la propagación de la energía por medido una perturbacion en un medio, y no por el movimiento se le denomina movimiento ondulatorio .

rapidez de una onda en una cuerda

Donde:

λ = Longitud de onda.

T = Periodo

Características:

Amplitud: Maximo desplazamiento de una partícula del medio con respecto al lugar de e la partícula sin perturbar.

Elongación: La distancia desde un punto de la onda a la linea de equilibrio.

Línea de equilibrio: Línea sobre la que se encuentran todas las partículas del medio.

Longitud de Onda: Distancia entre dos crestas.

Ciclo: Porción de onda que corresponde a una longitud igual a la longitud de onda.

Reflexion y transmisión de ondas

Cuando se genera un pulso dn el extremo de una cuerda tensa y fija a un muro, el pulso viaje hacia el muro, pero la encontrase con éste la cuerda ejerce hace arriba sobre él, pero al llegar al muro, este ejerce una fuerza de reacción igual, pero en sentido opuesto, provocando que el pulso se refleje de forma que la cresta aparezca invertida.

Si no hay perdida, energía, la energía de la onda incidente es igual a la de la onda reflejada, el efecto de la reflexión se presenta en todo tipo de ondas.

La expresión de la rapidez de propagación de la onda se obtiene aplicando l asegunda ley de Newton

En la cresta la cuerda se movería a lo largo de una trayectoria, aproximadamente igual al arco de una circunferencia, y la rapidez V seria l magnitud de la velocidad tangencial a lo largo dl arco