Onda Material

• ¿Cuáles son las condiciones necesarias para la propagación de una onda material?

Una onda transversal es una onda en la que cierta magnitud vectorial presenta oscilaciones en alguna dirección perpendicular a la dirección de propagación. Para el caso de una onda mecánica de desplazamiento, el concepto es ligeramente sencillo, la onda es transversal cuando las vibraciones de las partículas afectadas por la onda son perpendiculares a la dirección de propagación de la onda. Las ondas electromagnéticas son casos especiales de ondas transversales donde no existe vibración de partículas, pero los campos eléctricos y magnéticos son siempre perpendiculares a la dirección de propagación, y por tanto se trata de ondas transversales.

Si una onda transversal se mueve en el plano x-positivo, sus oscilaciones van en dirección arriba y abajo que están en el plano y-z.

• ¿En qué se parecen y en qué se diferencian las ondas transversales y las ondas longitudinales?

Las ondas transversales y longitudinales son los dos tipos de ondas mecánicas. Las ondas mecánicas requieren un medio en cual propagarse, eliminando la capacidad de transmisión de estas ondas a través de las aspiradoras. La velocidad a la que una onda mecánica puede viajar está limitada por los atributos de elasticidad y de inercia del medio en cual se desplaza.

• ¿Por qué en los sólidos las ondas se propagan con mayor velocidad?

En general, el sonido o las ondas mecánicas (que es lo mismo) viajan a mayor velocidad en los sólidos que en los líquidos o gases. Esto se debe a que la velocidad de las ondas mecánicas la determina una relación entre las propiedades elásticas del medio en que se propagan y la masa por unidad de volumen de éste (densidad).

Los materiales sólidos rígidos tienen un alto módulo de elasticidad; por tanto, cuando se les aplica una fuerza externa se recuperan rápidamente (mucho más rápido que los gases y los líquidos) sin deformarse. La densidad es mayor pero gana el factor de la elasticidad y por eso se propaga más rápido el sonido.

La atenuación de las ondas, es decir, la posibilidad de que se extingan, también es menor en los materiales sólidos que en los líquidos y en los gases. El fenómeno en este caso es bastante complejo y depende del tipo de onda de que se hable. Por ejemplo, en los líquidos las ondas transversales se atenúan tan rápido que no es posible considerar que haya propagación de éstas. En cambio, las ondas longitudinales se propagan muy bien en los líquidos.

• ¿Por qué la velocidad de la onda material depende de la temperatura? ¿Cómo depende?

La velocidad del sonido es la dinámica de propagación de las ondas sonoras. En la atmósfera terrestre es de 343 m/s (a 20 °C de temperatura, con 50% de humedad y a nivel del mar). La velocidad del sonido varía en función del medio en el que se trasmite. Dado que la velocidad del sonido varía según el medio, se utiliza el número Mach = 1 para indicarla. Así un cuerpo que se mueve en el aire a Mach 2 avanza a dos veces la velocidad del sonido en esas condiciones, independientemente de la presión del aire o su temperatura.

La velocidad o dinámica de propagación de la onda sonora depende de las características del medio en el que se realiza dicha propagación y no de las características de la onda o de la fuerza que la genera. Su propagación en un medio puede servir para estudiar algunas propiedades de dicho medio de transmisión.

• ¿Por qué la intensidad de la onda siempre disminuye con la distancia del foco?

Se han definido las ondas como un fenómeno de transmisión de energía sin que haya transporte de materia ¿Ahora bien, cuál es la energía que se propaga? Es evidente que la que contiene

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