Analisis De Señales Estacionarias Y Transitorias

Responda brevemente a las siguientes preguntas:

Que es una onda viajera?

Una onda es una perturbación que viaja a través del espacio y del tiempo, con transporte de energía. Las ondas viajan y el movimiento ondulatorio transporta energía de un punto a otro, usualmente sin desplazamiento permanente de las partículas del medio y, en muchas ocasiones, sin desplazamiento de masa.[1][2][3]

¿Según la dirección en que se mueve "una perturbación" como se pueden clasificar las ondas? De ejemplos.

Según la naturaleza de la perturbación:

A) Las ondas mecánicas: son perturbaciones materiales o mecánicas como un golpe, una ruptura o una vibración. Su característica principal es que para propagarse necesitan de un medio material que puede ser un sólido, un líquido o un gas

Ejemplo: una onda sísmica necesita un medio sólido (tierra) para propagarse. El sonido también se propaga, pero su medio normal es el gaseoso (aire)[2][3]

B) Ondas electromagnéticas: las perturbaciones son de origen eléctrico y magnético. Las antenas emisoras de radio y televisión son de este tipo. La principal característica de este tipo de onda es que se propagan en el vacío, pero también lo pueden hacer en un medio material.

Ejemplo: la luz visible (en la foto), los rayos X y microondas.[1]

Según la dirección de la vibración:

C) Las ondas transversales: las partículas se mueven cíclicamente de arriba a abajo. La dirección en que vibran las moléculas del medio material por el que se propaga es perpendicular a la dirección en que se propaga la onda.

Ejemplo: ondas superficiales en el agua, cuerda de guitarra.

D) Ondas longitudinales: Estas hacen vibrar a las moléculas del medio en la misma dirección en que se propagan. Ejemplo: sonido emitido por platillos de una batería. Estas perturbaciones hacen que las moléculas de aire oscilen en la misma dirección en que se propaga el sonido.[2]

Según el sentido de propagación:

E) Ondas viajeras: la onda se propaga partiendo de una fuente y recorre grandes distancias. Ejemplo una onda de radio.[1]

F) Ondas estacionarias: se forman cuando una onda viajera se refleja invertida respecto de la onda incidente, en un extremo de un medio dado. En este caso ambas ondas se superponen, originando una onda que pareciera estar fija. Ejemplo: una cuerda de guitarra, flautas, el flameo de una bandera.

Las ondas estacionarias no se propagan libremente sino que están confinadas en una región del espacio.[4]

G) Ondas armónicas: Los pulsos que producen la vibración se suceden con un período fijo, es decir, están espaciadas con igual intervalo de tiempo. A este tipo de ondas se le denominaba periódicas.[2]

¿Qué diferencia hay entre un pulso y una onda periódica?

Ondas periódicas

Las ondas más interesantes de la naturaleza son periódicas. Eso quiere decir que no es una única perturbación la que viaja, sino que son muchas perturbaciones, una atrás de la otra, todas iguales y equidistantes. [5]

Pulso

Un pulso es una perturbación de corta duración generada en el estado natural de un punto de un medio material que se transmite por dicho medio [4.]

¿Qué diferencia hay entre una onda periódica y una onda armónica?

Las ondas periódicas son aquellas ondas que muestran periodicidad respecto del tiempo, es decir, describen ciclos repetitivos. En una onda periódica se cumple:

Donde el periodo propio fundamental está dado por:

Siendo F, la frecuencia de la componente fundamental de la onda periódica y n un número entero.

Las ondas armónicas son el tipo de ondas más básico. Sin embargo, todas las ondas, periódicas o no, pueden ser construidas como combinación de ondas armónicas. Un ejemplo de onda armónica es la que se genera en una cuerda cuando en su extremo se aplica un movimiento armónico simple; en este caso una onda sinusoidal recorre la cuerda, y cada punto de la cuerda vibra con un movimiento armónico simple.[6]

¿Qué dice el principio de superposición? ¿Para qué sirve?

Cuando dos o más ondas se mueven a través de la misma región del espacio, se superponen y producen una combinación de efectos bien definida. Las ondas conservan su integridad después de solaparse (sin cambiar cada una de ellas permanentemente) El principio de superposición establece que, cuando dos o más ondas se mueven en el mismo medio lineal, la onda resultante en cualquier punto es igual a la suma algebraica de los desplazamientos de todas las ondas componentes.[7]

¿Qué diferencia hay entre una onda viajera y una onda estacionaria?

Una onda viajera es una onda que tiene un perfil que se mueve con el tiempo a través del medio. Por ejemplo, una ola en el mar, antes de romper en la costa, es una onda viajera. El perfil es una "montañita" que avanza constantemente a través del mar.

Una onda estacionaria ocurre cuando el medio es reducido (por ejemplo una cuerda de guitarra es un medio reducido donde puede haber una onda mecánica al pulsar la cuerda).

¿Las ondas electromagnéticas se pueden propagar en el vacío? ¿Estos medios, es posible establecer una oscilación que no avanza ni retrocede. En lugar de esto, el perfil de la onda oscila en el lugar.[8]en qué medio se propagan con mayor facilidad y en cual no se pueden propagar?

Si se pueden propagar puesto que no son ondas mecánicas y no necesitan de un medio para poder propagarse, se propagan mejor en materiales con una densidad alta puesto que los electrones del material están más juntos entre si y pueden transportar la información de una manera más rápida.

¿Qué diferencia existe entre interferencia constructiva e interferencia destructiva?

Interferencia constructiva es cuando hay dos ondas de frecuencia idéntica o similar y se superpone la cresta de una onda y la cresta de la otra onda, los efectos se suman, y hacen una onda de mayor amplitud (más grande), esto es posible porque las ondas estaban en igual fase (como en la misma posición) [9]

La Interferencia Destructiva es cuando la cresta de una onda se superpone al valle de otra onda y se anulan (por que no es como la anterior que había dos crestas y se sumaban, aquí hay una cresta y un valle entonces como son contrarios se restan y se anulan), ya que estaban en distinta fase cuando se superponen (estaban en distinta posición) [10]

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