Tipos de onda

Las ondas pueden suceder cuando un sistema es perturbado de su posición de equilibrio y entonces esta perturbación viaja de un lugar a otro. Cuando las ondas viajan a través de algún material o medio, tiene lugar una onda mecánica.

Uno de los fenómenos más comunes e importantes encontrados en la naturaleza, son las ondas. Un caso especial del fenómeno ondulatorio son las ondas mecánicas y las características de las ondas en general se pueden aprender mediante el estudio de este caso en particular. Entre otros ejemplos tenemos las olas en el mar o los sonidos de instrumentos musicales.

Las ondas pueden ser periódicas e interferir unas con otras. El sonido es un caso especial de una onda mecánica, puede viajar en medios líquidos, sólidos o gaseosos pero no en el vacío. La velocidad de propagación de este tipo de ondas depende de las propiedades elásticas del medio.

La luz, comparada a las ondas mecánicas, no necesita un medio para viajar y por lo tanto no es una onda mecánica y su velocidad no depende de las propiedades elásticas del medio.

La principal utilidad de una onda mecánica es que transporta la energía de un punto a otro del medio sin requerir movimiento físico de las partículas entre estos dos puntos.

El sonido, que es una onda mecánica transporta energía y puede ser detectada mediante micrófonos. Los micrófonos convierten la energía mecánica de las ondas sonoras en energía eléctrica y es así como podemos digitalizar el audio.

Las ondas mecánicas relacionadas con los sismos transportan gran cantidad de energía y se puede detectar mediante las grandes destrucciones que pueden ocasionar, derrumbando edificios o casas, también hay mecanismos para detectar estas ondas como los sismógrafos.

Tipos de onda.

En una onda de tipo transversal, cada una de las partículas se mueve perpendicularmente a la dirección de propagación de la onda.

En una onda longitudinal el movimiento de las partículas individuales es paralelo a la dirección de propagación de la onda.

Función de onda.

El desplazamiento y, algunas veces denominado función de onda, depende de las dos variables x y t. Por esta razón frecuentemente se escribe y(x,t), lo cual se lee “y es una función de x y de t” .

Es importante entender el significado de y. Considere un punto P de la cuerda identificado por un valor particular de coordenadas. Cuando la onda pasa por el punto P, la coordenada y de este punto aumenta, alcanza un máximo y luego decrece a cero. Por lo tanto, la función de onda y representa la coordenada y de cualquier punto P, en cualquier tiempo t.

Además, si t es fija, entonces la función de onda y como una función de x define una curva, la cual representa la forma real del pulso en ese instante.

La razón a la cual se realiza trabajo en la cuerda, es llamada potencia instantánea.

Recordemos:

W = F·d (Trabajo = Fuerza por distancia)

P = Fd/t (Potencia = Trabajo / tiempo)

P = F·v (Potencia = Fuerza por distancia)

Se obtiene:

(potencia = producto de la fuerza transversal aplicada y la velocidad transversal).

Tema 6 - Superposición de ondas

Muchos fenómenos ondulatorios interesantes que se presentan en la naturaleza no pueden describirse mediante un simple pulso. En vez de eso, se deben analizar formas de ondas complejas en términos de una combinación de muchas ondas viajeras. Para analizar tales combinaciones de ondas, se puede emplear el principio de superposición:

“Si dos o mas ondas viajeras se están moviendo a través de un medio, la función de onda resultante, en

...