Movimientos Ondulatorios

MOVIMIENTO ONDULATORIO

1. Definición:-

El movimiento ondulatorio es la propagación de una perturbación de un medio que sirve de transporte de energía y cantidad de movimiento, dando paso así a la producción de ondas.

Hay que destacar que este movimiento se mide por una frecuencia, es decir, por el número de ciclos u oscilaciones que tiene por segundo. Su unidad de frecuencia es el hertz (Hz), que equivale a un ciclo por segundo.

Podemos dividir las ondas en dos grandes grupos:

• Ondas mecánicas: Se producen por una perturbación en el espacio siempre que se propague a través de un medio material debido a sus propiedades elásticas. En otras palabras estas ondas necesitan un medio para propagarse.

Ejemplo: las vibraciones de moléculas del aire, las ondas agua.

• Ondas electromagnéticas: Estas ondas son lo contrario de las Ondas mecánicas, debido a que no necesitan de ningún medio material para propagarse.

Ejemplo: las ondas luminosas, las ondas de radio o televisión, etc.

CLASIFICACIÓN DE ONDAS

1.1

Las clases de ondas son:

a) Ondas longitudinales.- Son ondas que tiene Movimiento oscilatorio, en donde sus partículas se proyectan en un medio paralelo y en la dirección que se propague la onda.

b) Ondas Transversales.- Es una onda en movimiento que se caracteriza porque sus oscilaciones ocurren perpendicularmente a la dirección de propagación.

c) Ondas periódicas.- Son aquellas que después de un ciclo se repiten de la misma forma y por esta razón son periódicas. Por lo tanto podemos decir que estas ondas son periódicas debido a que no es una única perturbación, sino varias perturbaciones o alteraciones que viajan una tras de otra.

Estas ondas tienen una forma de propagación longitudinal.

d) Ondas no periódicas.- Son aquellas cuya periodicidad no sigue ningún tipo de ciclo.

Es decir que la onda no periódica, al producirse la perturbación en ella se da aisladamente o, en el caso de que se repita, las perturbaciones sucesivas tienen características diferentes.

e) Ondas progresivas o viajeras.-Son las que transportan energía y cantidad de movimiento.

En el siguiente grafico podemos observar cómo se realiza un transporte de energía y cantidad de movimiento desde el origen a otros puntos del entorno;

f) Ondas Estacionarias; No transmiten energía pero si intercambian energías cinética y potencial en sus elongaciones.

1.2 PROPIEDADES DE LAS ONDAS

Al observar las ondas, vemos algunas de sus propiedades:

1. Las ondas se propagan a, través de un medio uniforme con aceleración definida.

2. Además, si observamos un punto vemos que las ondas pasan por el a intervalos regulares de tiempo.

3. En el movimiento de las ondas debe considerarse factores como la celeridad de propagación, la frecuencia, la fase, la longitud de onda y la amplitud.

2. EFECTO DE DOPPLER

El efecto Doppler es llamado así por el austríaco Christian Andreas Doppler descubridor del mismo, en el año de 1842.

El fenómeno del efecto Doppler, es el que establece el cambio de frecuencia de un sonido de acuerdo al movimiento relativo entre la fuente del sonido y el observador.

Un ejemplo típico de dicho efecto es el tren. Cuando uno tren se acerca, el sonido del silbato tiene un tono más alto que lo normal. Puede oír como el tono cambia mientras el tren pasa.

Por lo tanto hay que recalcar que el efecto Doppler, se produce cuando hay una fuente sonora al observador, otra forma del efecto es el observador acercándose a la fuente sonora en donde se aumenta la altura del sonido.

2.1 APLICACIONES DEL EFECTO DOPPLER.

Si englobamos en general las actividades del efecto Doppler, hay que recordar y tener en claro que este efecto puede ser utilizado para detectar y proporcionar información sobre objetos en movimiento.

Aplicaciones:

• El radar.- Es un sistema electrónico que permite detectar objetos fuera del alcance de la vista y determinar la distancia a que se encuentran proyectando sobre ellos ondas de radio.

• La Ecocardiografía.- El efecto doppler en esta aplicación es utilizada en el estudio morfológico y funcional cardiaco, mediante la técnica basada en la emisión y recepción de ultrasonidos, en donde se examina el flujo de la sangre en las mayores arterias y venas de los brazos y piernas.

• En Astrofísica.- El efecto Doppler en la astrofísica, ha determinado la estructura de las galaxias y la presencia de materia oscura, con el objetivo de medir los movimientos de las estrellas y de las galaxias.

3. ONDAS ESTACIONARIAS

Para poder definir las ondas estacionarias debemos primero saber, ¿Qué es una onda? Una onda es una perturbación que se propaga en el aire de las demás moléculas, trasmitiendo energía.

Para entender a las ondas estacionarias, nos preguntamos lo siguiente:

¿Qué es una onda estacionaria?

Una onda estacionaria es un movimiento oscilatorio que esta encerrado en el espacio y que no se propaga, esto se refiere a un movimiento en el entorno a un punto de equilibrio estable.

Por lo tanto las Ondas estacionarias son aquellas que están formadas por una onda directa y una refleja cuando hay un obstáculo que impide su propagación. Se puede considerar que las ondas estacionarias no son ondas de propagación sino los distintos modos de vibración de una la cuerda, o de un tubo con aire, etc. La ondas estacionarias pueden ser: longitudinales y trasversales

 Ondas estacionarias longitudinales.- Son ondas que se pueden reproducir en el agua al momento de ser lanzada un objeto que produzca la onda.

Por lo tanto estas ondas son paralelas a la dirección de propagación de la onda.

 Ondas estacionarias trasversales.- Pueden obtenerse por medio del experimento de Melde, el cual consiste en tener un cable tenso unido a un pulsador electrónico y según se mayor o menor la tensión del cable que se modifique cambiando el peso, será mayor o menor la frecuencia de ondas.

4. BIOFÍSICA DE LA PERCEPCIÓN

Biofísica de la percepción del sonido

Para poder deducir la biofísica de la percepción del sonido (audición) debemos abarcar los contenidos del movimiento oscilatorio armónico. Pero primero partamos de la definición de ¿Qué es la percepción sonora?

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