Una onda es una perturbación del equilibrio que viaja, o se propaga de una región del espacio a otra. La rapidez de propagación se denomina rapidez de la onda. Las ondas pueden ser transversales, longitudinales o una combinación de ambas.
CARACTERISTICAS DE LAS ONDAS: Todos los tipos de ondas tienen las mismas características, ya sean transversales o longitudinales. Las características más importantes son:
1. Amplitud de onda. (A) En una onda transversal, corresponde a la distancia máxima que se puede separar una partícula del medio que oscila, medida en forma perpendicular a la línea que representa la posición de equilibrio del medio. Se mide en unidades de longitud, preferentemente el metro (m). Importante: La amplitud de una onda representa la energía que transporta una onda. La energía y la amplitud, en este caso, son cantidades directamente proporcionales.
2. Monte o cresta (C) y valle (V). El monte o cresta, es el punto que está más alejado de la posición de equilibrio del medio donde se propaga una onda. Suele representarse con esa nominación al punto que se dibuja en la parte de arriba de la onda. El valle también es el punto más alejado de la posición de equilibrio de una onda, pero en el lado opuesto al lugar donde se ubican los montes o crestas. En una onda longitudinal el monte o cresta recibe el nombre de zona de compresión y el valle se denomina rarefacción.
3. Longitud de onda. (λ) Corresponde a la distancia, en línea recta, entre dos puntos de una onda que tienen la misma posición relativa. Esto ocurre, por ejemplo, entre dos crestas sucesivas, o también entre dos valles sucesivos. Se mide en unidades de longitud, preferentemente el metro (m). En una onda longitudinal, la longitud de onda corresponde a la distancia, en línea recta, entre dos zonas de compresión consecutivas o dos zonas de rarefacción consecutivas.
4. Periodo. (T) Corresponde al tiempo que tarda un punto, del medio donde se propaga la onda, en completar una oscilación. Se mide en unidades de tiempo, preferentemente el segundo (s). También corresponde al tiempo que tarda una onda en propagarse una distancia equivalente a una longitud de onda. EN QUE CONSISTE EL MOVIMIENTO VIBRATORIO Y SU RELACION CON EL MOVIMIENTO ARMONICO SIMPLE El movimiento vibratorio armónico simple es un movimiento generalmente rectilíneo basado en oscilaciones o vibraciones periódicas en el que la aceleración es proporcional a la posición o desplazamiento pero de sentido contrario a ella.
TIPOS DE ONDAS ONDAS TRANSVERSALES: Cuando arrojamos una piedra a un estanque, creamos una perturbación que se propaga en el agua. Esta situación se muestra en las dos ilustraciones de la derecha. La onda puede ser descrita por una magnitud A llamada amplitud que varía en función de la distancia x al punto de impacto. Podemos identificar la amplitud A(x) con la distancia que nos indique la variación del nivel del agua respecto de su estado en reposo. Su unidad es el metro (m) en el SI. Instantes después de arrojar la piedra, un tapón de corcho que estuviera situado a cierta distancia no se alejaría del punto de impacto, ya que no ha sido golpeado por nada (la onda no transporta materia). Simplemente comenzaría a oscilar verticalmente alrededor de su posición de reposo. Las ondas que provocan un movimiento oscilatorio de las partículas del medio de transmisión en dirección perpendicular a la de propagación se llaman ondas transversales.
ONDAS LONGITUDINALES: Consiste en una variación de la presión del aire, como ilustra la gráfica adjunta. La onda sonora, que se propaga en la dirección x, crea alternativamente zonas de presión superior a la atmosférica (color oscuro) y zonas de presión inferior a la atmosférica (color claro) separadas por zonas de presión igual a la atmosférica (color blanco), estas últimas estrechísimas. La magnitud A(x) que mejor describe la onda es, en este caso, la variación del nivel de presión del aire respecto de la presión atmosférica en condiciones normales (Atmosférica = 101 000 Pa = 1 bar = 1 atm). En el Sistema Internacional se mide en pascales (Pa).
ONDAS DE SUPERFICIE O DE RAYLEIGH. Son aquellas que se desplazan sobre la superficie del material y penetran a una profundidad máxima de una longitud de onda, su trayectoria es elíptica y su velocidad es de aproximadamente el 90% de la velocidad de las de corte. Son muy sensibles y se atenúan cuando existe un segundo medio en su trayectoria
ONDAS DE PLACA O DE LAMB. Son aquellas que se generan cuando un material muy delgado se somete a una onda de superficie. Se clasifican en: - Simétricas o de dilatación. - Asimétricas o de flexión. La velocidad de propagación de las ondas de Lamb no se puede considerar como una constante del material, ya que depende de su espesor. De la frecuencia, Angulo de incidencia, del modo (longitudinal, transversal o superficial) y tipo de onda. En general, la energía acústica se propaga en alguno de los modos o tipos de onda mencionados. Cuando una onda ultrasónica choca con la interface de dos materiales con diferente impedancia acústica, y la dirección de viaje del haz es diferente a la incidencia normal con respecto a la superficie, parte de la energía se convierte en otros modos de vibración.
TIPOS DE ONDAS MECANICAS: Una onda mecánica es una perturbación que viaja por un material o sustancia que es el medio de la onda. Dado que los desplazamientos del medio son perpendiculares o transversales a la dirección en que la onda viaja por el medio decimos que se trata de una onda transversal a diferencia de la onda longitudinal.
TIPOS DE ONDAS PERIODICAS: La onda transversal en una cuerda estirada es un ejemplo de un pulso de onda. La mano sacude la cuerda una vez, ejerciendo una fuerza transversal sobre ella. El resultado es un solo pulso que viaja a lo largo de la cuerda. La tensión de la cuerda restablece su forma recta una vez que el pulso ha pasado, Ocurre una situación más interesante cuando imprimimos al extremo libre de la cuerda un movimiento repetitivo o periódico. Entonces cada partícula de la cuerda tendrá un movimiento periódico al propagarse la onda, y tendremos una onda periódica. En particular, suponga que movemos verticalmente la cuerda con un movimiento armónico simple (MAS) Definición: es un movimiento vibratorio bajo la acción de una fuerza recuperadora elástica, proporcional al desplazamiento y en ausencia de todo rozamiento. Como veremos las ondas periódicas con M.A.S. son específicamente fáciles de analizar; las llamamos ondas senoidales. Resulta también que cualquier onda periódica puede representarse como una combinación de ondas senoidales. Por tanto este tipo de movimiento ondulatorio merece atención especial. Maxwell descubrió que invirtiendo repetidamente el sentido de una corriente se producen ondas electromagnéticas que se propagaban a una velocidad enorme. Sus cálculos mostraron que estas ondas electromagnéticas se propagaban a velocidad luz, de lo cual Maxwell dedujo que la luz misma era una onda electromagnética.
REFERENCIAS
http://www.hverdugo.cl/conceptos/conceptos/caracteristicas_de_las_ondas.pdf http://www.lawebdefisica.com/apuntsfis/domaniom/vibracionesondas.pdf
FUENTES BIBLIOGRAFICAS:
Energía Física Héctor Covarrubias Ediciones SM Serie caleidoscopio Primera edición 2006 Ediciones S.A de C.V 2006 Magdalena 211 colonia del valle. Biblioteca de la luz ilustrada Editores Fernández Primera edición septiembre 1994 ISBN Tomo 2 Traducción de Sara Roñan Navarro Santillana (Madrid)
Física Universitaria VOLUMEN 1 Novena Edición Pearson Education Francis W. Sears Marck W. Zemansky Hugh D. Young (Carnege Mellon University) Roger A. Freederman (University of California, Santa Barbara) 53370 Naucalpan de Juárez Edo. México
