La naturaleza de las ondas en fisica

LA NATURALEZA DE LAS ONDAS

Estamos rodeados de Ondas, algunas visibles y otras invisibles.

1. Una piedra  en un estanque de agua en la cual al dejarse caer se forman pequeñas olas.
2. Si se empuja, estira y sacude  un resorte largo y suelto (como los usados en un juguete) se envían ondas a lo largo del  mismo.
3. Ondas sonoras
4. Ondas Ultravioleta
5. Ondas de Radio

 Visible o invisibles , todas las ondas tienen características comunes.

Movimiento Armónico

Cualquier movimiento en vaivén es una vibración. Una de las mas sencillas es la de un resorte con un peso colgado.

Por ejemplo el caso del resorte con un peso, si se observa la velocidad del cuerpo que cuelga del resorte , se mueve de arriba abajo  y después de abajo a arriba. Si se observa con cuidado podrá observarse que se mueve mas rápido cuando pasa por el centro ya sea yendo o viniendo y que se frena en los extremos de su trayectoria.

Antes de iniciar el movimiento consideremos las fuerzas que se ejercen sobre el resorte. Son el peso del cuerpo (W), que actúa verticalmente hacia abajo , equilibrado por la tensión (T) del resorte hacia arriba. La fuerza resultante es nula y hay equilibrio.

Observar figura:

• Cuando se tira del cuerpo hacia abajo, se incrementa la tensión
• Al soltar el cuerpo hacia abajo, se incrementa la tensión. Por tanto al soltar el cuerpo, la tensión es mayor que el peso.
• La fuerza resultante tira del cuerpo hacia arriba
• Se observa que cambia  la fuerza resultante, la velocidad y aceleración.
• Obsérvese que la fuerza esta siempre dirigida hacia la posición de equilibrio del sistema y que la fuerza y la aceleración son proporcionales a la distancia de la pesa a la posición de equilibrio.

Este movimiento del resorte es un movimiento armónico simple. Un cuerpo con ese movimiento esta sometido a una fuerza de restitución , que es directamente proporcional al recorrido del cuerpo desde su posición de equilibrio. La definición precisa de movimiento armónico simple es aquel en que la aceleración esta siempre apuntando hacia la posición  de equilibrio y es directamente proporcional al desplazamiento.

Un movimiento armónico simple tiene una frecuencia constante.

Al continuar con la observación del resorte se notara que el cuerpo se mueve a lo largo de una distancia cada vez mas pequeña hasta que finalmente llega al reposo. La velocidad del cuerpo  en su trayectoria va disminuyendo evidentemente. Por lo tanto se emplea el termino de frecuencia (f) para describir el numero de vibraciones por minuto.

En el caso del resorte: Se comprobara que la frecuencia de la oscilación del cuerpo colgado del resorte es una constante , ya sea grande o pequeña la oscilación. La frecuencia del movimiento de dicho cuerpo , depende de su masa y de la rigidez del resorte.

...