Fisica Ondas

3.1.1. Tipos de Onda. Características

Ondas mecánicas:

Las ondas mecánicas necesitan un medio elástico (sólido, líquido o gaseoso) para propagarse. Las partículas del medio oscilan alrededor de un punto fijo, por lo que no existe transporte neto de materia a través del medio. Como en el caso de una alfombra o un látigo cuyo extremo se sacude, la alfombra no se desplaza, sin embargo una onda se propaga a través de ella.

Dentro de las ondas mecánicas tenemos las ondas elásticas, las ondas sonoras y las ondas de gravedad.

Ondas electromagnéticas:

Las ondas electromagnéticas se propagan por el espacio sin necesidad de un medio pudiendo, por tanto, propagarse en el vacío. Esto es debido a que las ondas electromagnéticas son producidas por las oscilaciones de un campo eléctrico en relación con un campo magnético asociado.

Ondas gravitacionales:

Las ondas gravitacionales son perturbaciones que alteran la geometría misma del espacio-tiempo y aunque es común representarlas viajando en el vacío, técnica-mente no podemos afirmar que se desplacen por ningún espacio sino que en sí mismas son alteraciones del espacio-tiempo.

Ondas unidimensionales:

Las ondas unidimensionales son aquellas que se propagan a lo largo de una sola dirección del espacio, como las ondas en los muelles o en las cuerdas. Si la onda se propaga en una dirección única, sus frentes de onda son planos y paralelos.

Ondas bidimensionales o superficiales:

Son ondas que se propagan en dos direcciones. Pueden propagarse, en cualquiera de las direcciones de una superficie, por ello, se denominan también ondas superficiales. Un ejemplo son las ondas que se producen en la superficie de un lago cuando se deja caer una piedra sobre él.

Ondas tridimensionales o esféricas:

Son ondas que se propagan en tres direcciones. Las ondas tridimensionales se conocen también como ondas esféricas, porque sus frentes de ondas son esferas concéntricas que salen de la fuente de perturbación expandiéndose en todas di-recciones. El sonido es una onda tridimensional. Son ondas tridimensionales las ondas sonoras (mecánicas) y las ondas electromagnéticas.

Ondas longitudinales:

El movimiento de las partículas que transportan la onda es paralelo a la dirección de propagación de la onda. Por ejemplo, un muelle que se comprime da lugar a una onda longitudinal.

Ondas transversales:

Las partículas se mueven perpendicularmente a la dirección de propagación de la onda.

Ondas periódicas:

La perturbación local que las origina se produce en ciclos repetitivos por ejemplo una onda senoidal.

Ondas no periódicas:

La perturbación que las origina se da aisladamente o, en el caso de que se repita, las perturbaciones sucesivas tienen características diferentes. Las ondas aisladas se denominan también pulsos.

3.1.2. Ondas viajeras unidimensionales. Descripción matemática

Al máximo desplazamiento, se le llama amplitud de la onda puesto que la rapidez del pulso ondulatorio es V, recorre hacia la derecha una distancia VT en un tiempo t.

Cuando la onda viaja hacia la derecha la ecuación que se genera es: y= f(x-vt)

Y si el pulso viaja hacia la izquierda la ecuación es: y= f(x+vt)

La velocidad de fase se representa por la siguiente expresión y esta se define por la velocidad de la onda.

v= dx/dt

Las ondas lineales obedecen el principio de superposición que dice:

“Si dos o más ondas viajeras se están moviendo a través de un medio, la función de onda resultante en cualquier punto es la suma algebraica de las funciones de onda de las ondas individuales”

Una interferencia en la onda es aquella perturbación que llega a alterar a la onda ya sea deteriorando la dirección o la amplitud de la misma.

La velocidad de la onda sobre una cuerda se calcula de la siguiente manera:

Para el caso de las ondas lineales, la velocidad de las ondas mecánicas solo de-pende de las propiedades del medio por el que se propaga la perturbación.

V= (F/m)

Y dimensionalmente se expresa L/T.

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