Movimientos Ondulatorios

El movimiento ondulatorio

Es la propagación de una onda por un medio material o en el vacío.

Una onda es una perturbación de alguna propiedad de un medio (densidad, presión, campo eléctrico, campo magnético,...).

La onda transporta energía.Y así todo tipo de onda se adquiere más fácil ya sea haciendo una ecuación o sustituyendo la respuesta más rápidamente.

Clasificación de las ondas

Pueden ser clasificadas de distintas formas, dependiendo de los factores que se tengan en cuenta para hacerlo:

En función del medio de propagación

• Mecánicas (medio material): 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.

• No mecánicas (medio no material): son aquellas que no necesitan de un medio elástico, se propagan por el vacío. Dentro de estas ondas se encuentran las electromagnéticas.

En función de su propagación

• Escalares: es una magnitud, sin dirección ni sentido. Por ejemplo, la presión en un gas, o la onda emitida por las partículas elementales del átomo.

• Vectoriales: la magnitud tiene una dirección y un sentido.

• Ondas longitudinales: el movimiento de las partículas que transporta la onda es paralelo a la dirección de propagación de la misma. Por ejemplo, el sonido.

• Ondas transversales: las partículas se mueven perpendicularmente a la dirección de propagación de la onda. Por ejemplo, las ondas electromagnéticas (son ondas transversales perpendiculares entre sí).

En función de su periodicidad

• 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.

[En función de su frente de onda

• 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 direcciones. El sonido es una onda tridimensional. Son ondas tridimensionales las ondas sonoras (mecánicas) y las ondas electromagnéticas.

Hay distintos tipos de ondas y distintos niveles de conocimientos en los que puede responderse tu pregunta. Te cuento acerca del caso mas simple, que son las ondas armónicas (cuya forma puede describirse mediante funciones seno o coseno). Estas ondas tienen tres parámetros que las determinan: Amplitud: Que es el máximo valor de energía que pueden tomar. Frecuencia: La cantidad de veces por segundo en que la onda alcanza un valor dado de energía. Fase: Determina el valor de energía en un instante inicial; este parámetro es de interés según la aplicación.

La forma matemática es: A x Seno (2 x PI x F + P)

Siendo A la amplitud, PI=180°, F la frecuencia y P la fase.

Un ejemplo de onda es el sonido, tiene un valor máximo que se repite a una determinada frecuencia. La nota musical "LA" tiene una frecuencia de 550 veces por segundo, y la amplitud de la misma es lo que determina el volumen con que suena. La fase no tiene consecuencias en sonidos monofónicos. Una cuerda de guitarra que toca un LA vibra 550 veces por segundo, y cuanto mas se la desplace de su posición de reposo, mayor será la amplitud de la vibración y en consecuencia mayor su volumen. Hay distintos tipos de ondas y distintos niveles de conocimientos en los que puede responderse tu pregunta. Te cuento acerca del caso mas simple, que son las ondas armónicas (cuya forma puede describirse mediante funciones seno o coseno). Estas ondas tienen tres parámetros que las determinan: Amplitud: Que es el máximo valor de energía que pueden tomar. Frecuencia: La cantidad de veces por segundo en que la onda alcanza un valor dado de energía. Fase: Determina el valor de energía en un instante inicial; este parámetro es de interés según la aplicación.

La forma matemática es: A x Seno (2 x PI x F + P)

Siendo A la amplitud, PI=3.141592654, F la frecuencia y P la fase.

Un ejemplo de onda es el sonido, tiene un valor máximo que se repite a una determinada frecuencia. La nota musical "LA" tiene una frecuencia de 550 veces por segundo, y la amplitud de la misma es lo que determina el volumen con que suena. La fase no tiene consecuencias en sonidos monofónicos. Una cuerda de guitarra que toca un LA vibra 550 veces por segundo, y cuanto mas se la desplace de su posición de reposo, mayor será la amplitud de la vibración y en consecuencia mayor su volumen.

Ecuación de onda

La ecuación de onda es una importante ecuación en derivadas parciales que describe una variedad de ondas, como las ondas sonoras, las ondas de luz y las ondas de agua. Es importante en varios campos como la acústica, el electromagnetismo y la dinámica de fluidos. Históricamente, el problema de una cuerda vibrante como lo es en algunos instrumentos musicales fue estudiado por Jean le Rond d'Alembert, Leonhard Euler, Daniel Bernoulli y Joseph-Louis Lagrange.

Ecuación de onda Unidimensional (1D)

• Sustituyendo y despejando obtenemos:

• Y haciendo la segunda derivada:

Solución general:

Definición de acústica y sonido

La acústica es una rama de la física interdisciplinaria que estudia el sonido, infrasonido y ultrasonido, es decir ondas

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