PRACTICA 1 ONDAS MECANICAS

Onda Mecánica

En la naturaleza la materia tiene diversas manifestaciones, la masa, la carga eléctrica, etc, así mismo el movimiento captado por los sentidos son interpretados por modelos físicos los cuales han sido establecido a lo largo de la historia de la física, de la ciencia.

Si hablamos, nuestra voz se propaga a través del medio, cada silaba pronuncias una detrás de otra forma una sucesión de pulsos y estas perturban el medio, formándose lo que llamamos una onda, en este caso una onda mecánica. Una onda es entonces una perturbación sucesiva de un medio, este medio puede ser sólido, líquido o gaseoso.

A finales del siglo XIX los físicos ya habían desarrollado la teoría ondulatoria y sabían que toda onda mecánica requiere para su propagación de un medio, esto es que si hay "vacío" una onda mecánica simplemente no puede propagarse, sin embargo existen ondas de naturaleza electromagnética, las cuales si pueden propagarse inclusive a través del vacío como es el caso de la luz.

El hecho de saber que las ondas requieren de un medio para su propagación llegó a los físicos a pensar e inventar a finales del siglo XIX la existencia de una sustancia a través del cual la luz podía y debía propagarse, así como las ondas mecánicas se propagan, esto fue descartado posteriormente por Michelson y Morley, físicos americanos que demostraron que la velocidad de la luz era independiente del éter.

Una onda mecánica no transporta masa, sino energía, y cantidad de movimiento, en el caso de las ondas la cantidad de movimiento depende del cambio de masa del medio perturbado y no de la velocidad de propagación como es el caso de una partícula, donde la cantidad de movimiento cambia si la velocidad cambia.

Para entender el movimiento de las ondas, es necesario establecer una relación funcional matemática capaz de describir la evolución espacial y temporal, de esta manera describir la historia completa de una onda.

Las aplicaciones de las ondas en la tecnología, se aprecia en las comunicaciones (ondas electromagnéticas) telefonía, radio, televisión. en otros campos como la industria de la pesca, que hacen usos de las ondas de sonido en un dispositivo denominado sonar, para detectar la presencia de cardúmenes, en la descripción de la tierra a través del sensoramiento remoto (ondas electromagnéticas), en sismología, etc.

Frecuencia

Se denomina frecuencia a la repetición menor o mayor de un suceso. Por ejemplo: “En esta ciudad llueve con demasiada frecuencia”, “El protagonista equivoca la letra con frecuencia”.

El término proviene del latín frequentĭa y también permite hacer referencia a la cantidad de veces que un proceso periódico se repite por unidad de tiempo. El Sistema Internacional señala que las frecuencias se miden en Hertz (Hz), una unidad que lleva el nombre del físico alemán Heinrich Rudolf Hertz. Un Hz es un suceso que se repite una vez por segundo; por eso, la unidad también se conoce como ciclo por segundo (cps).

Otras unidades vinculadas a las frecuencias son las revoluciones por minuto (rpm), los radianes por segundo (rad/s) y los golpes por minuto (bpm). Los bpm se utilizan para medir los latidos del corazón o el tempo de la música.

En las telecomunicaciones, la banda de frecuencia es el intervalo de frecuencias entre dos límites establecidos que condicionan su aplicación. Cabe destacar que la frecuencia mantiene una relación inversa con la longitud de onda: a mayor frecuencia, menor longitud y viceversa.

La audiofrecuencia abarca a todas las ondas cuyas frecuencias se encuentran entre los 20 y los 20.000 Hz, lo que quiere decir que son audibles por el oído humano. Los infrasonidos se encuentran por debajo de las audiofrecuencias, mientras que los ultrasonidos se sitúan por encima; por lo tanto, son inaudibles para los seres humanos.

Longitud de onda

También resulta interesante mencionar que la longitud de onda es la separación que se advierte entre dos puntos que pertenecen a la misma fase de dos ondas de carácter consecutivo. Esta longitud es proporcionalmente inversa a la frecuencia de la onda: así es que se puede establecer que la longitud de onda larga se vincula con una frecuencia baja, mientras que las longitudes de onda cortas corresponden a una frecuencia alta.

Por otra parte hay que decir que la longitud vertical es popularmente mencionada como altura y la longitud horizontal a su vez se la asocia al ancho: “Este armario tiene una altura de 1,8 metros” es una frase más habitual que “Este armario tiene una longitud vertical de 1,8 metros”. De igual forma, suele decirse “El ancho de esta mesa no supera los 70 centímetros”, en lugar de “La longitud horizontal de esta mesa no supera los 70 centímetros”.

Amplitud de onda

La amplitud de una onda es la distancia desde el punto más alto de la onda (desde el pico) hasta la base de la onda (el eje horizontal de equilibrio). Sus unidades dependen del tipo de onda que tratemos: en las ondas mecánicas se mide en metros, en las acústicas en pascales o en decibelios, en las electromagnéticas en voltios/metro.

Periodo

Período o periodo es una palabra de origen griego, que aludía etimológicamente a la duración de un viaje. Los períodos pueden constituir ciclos, o sea que terminado un período comienza otro igual.

...