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Laboratorio ondas longitudinales y transversales


Enviado por   •  2 de Junio de 2020  •  Ensayos  •  1.938 Palabras (8 Páginas)  •  381 Visitas

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Laboratorio ondas transversales u longitudinalesLaboratorio ondas transversales u longitudinales

  1. Autores: Edilberto Villafañe Ávila

  2. Generalidades

Concepto de Onda: es una perturbación que se propaga, que transporta energía y cantidad de movimiento, pero no transporta masa.

Clasificación de las ondas en función del medio de propagación de la onda:

  1. Ondas mecánicas (cuerdas, barras, sonido, fluidos)
  2. Ondas electromagnéticas (radio y TV, micro-ondas, rayos X etc.)

Longitud de onda, frecuencia y periodo

Se define la longitud de onda,  como la distancia que recorre el pulso mientras un punto realiza una oscilación completa. El tiempo que tarda en realizar una oscilación se llama periodo (T) y la frecuencia (f) es el número de oscilaciones (vibraciones) que efectúa cualquier punto de la onda en un segundo.

Una onda longitudinal se produce cuando las partículas del medio en el que se propaga la onda se mueven de un lado a otro en la misma dirección en la que se mueve la onda. Se puede producir una onda longitudinal estacionaria en un resorte blando,. Si el extremo libre del resorte se mueve periódicamente hacia delante y atrás, se observa que hay espiras que permanecen estáticas (nodos), mientras que otras se encuentran en movimiento oscilatorio, producto de la formación de una onda estacionaria debido a la reflexión en el extremo fijo del resorte.

La longitud x  de la onda longitudinal es el doble de la distancia entre dos espiras estáticas consecutivas. La velocidad de la onda que se propaga en el resorte se determina mediante la siguiente expresión:

v = Xf

Donde f es la frecuencia con la que se mueve el extremo libre del resorte.

Y x la longitud de onda

[pic 2]

Ondas transversales

Las ondas que provocan un movimiento oscilatorio de las partículas del medio de transmisión en dirección    perpendicular a la de propagación se llaman ondas transversales. Tal es el caso por ejemplo de las ondas electromagnéticas y de las ondas S en un medio elástico. Cuando arrojamos una piedra a un estanque, creamos una perturbación que se propaga en el agua.

La onda puede ser descrita por una magnitud A llamada amplitud que varía en función de la distancia x al punto de impacto. Podemos identificar la amplitud A(x) con la distancia que nos indique la variación del nivel del agua respecto de su estado en reposo.

[pic 3]

  1. Competencias

  1. Competencias específicas

Unidad de Competencia de la asignatura

Aplicar los conceptos fundamentales de ondas para identificar como se clasifican y cuantos tipos  hay, cuáles son sus, propiedades, características y como transportan la energía

  1. Competencias genéricas

Razonamiento cuantitativo

Resolver situaciones problémicas que involucren procesos matemáticos relacionados con los tipos de onda y sus clasificaciones de acuerdo a su naturaleza

Objetivo de la práctica

Analizar la forma como podemos almacenar la energía en capacitores a partir de la Utilización de  un simulador PhET (Laboratorio PhET de ondas) y sus manifestaciones de acuerdo a sus características

  1. Metodología

Parte 1: explorando la amplitud y las ondas de pulso

Simulación:

https://phet.colorado.edu/sims/html/wave-on-a-string/latest/wave-on-a-string_en.html

Instrucciones: Dibuja una onda de pulso en las siguientes amplitudes. Usa tu regla para medir las amplitudes.

Amplitud

Ilustración

0cm

[pic 4]

.25cm

[pic 5]

.50 cm

[pic 6]

.75 cm

[pic 7]

1 cm

[pic 8]

1,25 cm

[pic 9]

  1. Según su observación, ¿qué significa pulso?

El movimiento de cualquier objeto material puede ser considerado como una fuente de ondas, al moverse perturba el medio que lo rodea y esta perturbación al propagarse puede ser un pulso o un tren de ondas. Un impulso único como una vibración en el extremo de una cuerda, al propagarse da lugar a un tipo de onda llamada pulso.

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  1. ¿Qué tipo de onda está haciendo la cuerda, mecánica o electromagnética? (¡buscalo en Google!)

La cuerda está haciendo una onda mecánica, ya que éstas son las que se propagan por un medio material. Lo que oscila son las partículas que forman este medio, por ejemplo, olas en el agua, sonido en el aire, un resorte, una cuerda,... ¿Qué tipo de onda está haciendo la cuerda, longitudinal o transversal? (¡buscalo en Google!)

La cuerda hace una onda transversal en este tipo de onda la perturbación es perpendicular a la dirección de propagación de la onda.

  1. Según sus observaciones, ¿qué significa amplitud?

Es el valor máximo de un movimiento o señal. Se trata de la distancia que hay desde el punto de equilibrio (cero), hasta uno de los extremos del movimiento, puede ser el punto positivo o el negativo.

Parte 2: frecuencia de medición, períodos y longitud de onda

Instrucciones: Seleccione ocelato, cámara lenta, temporizador y reglas.

  1. Ajuste la frecuencia a .5Hz.
  2. Establezca la amplitud a 1 cm.
  3. Pausa la simulación cuando el oscilador en la parte inferior de su ciclo.
  4. Haga clic en reproducir en su temporizador. No debería comenzar todavía.
  5. Haga clic en Pausa. Las olas y el temporizador comenzarán.
  6. Haga clic en pausa cuando el oscilador esté nuevamente en la parte inferior del ciclo. Esto significa que has hecho una ola.
  7. Usa la regla para medir longitudes de onda.
  8. Un período es el tiempo que lleva hacer una ola. Registre sus datos en la tabla a continuación.
  9. Repita los pasos del 1 al 7 para 1Hz, 2Hz y 3 Hz.

Demostración: Medición del período

Frecuencia

Período

Longitud de onda

.5

[pic 10]

[pic 11]

1

[pic 12]

[pic 13]

2

[pic 14]

[pic 15]

3

[pic 16]

[pic 17]

...

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