Para leer.

 

LAS ONDAS Y SUS CARACTERÍSTICAS

1. DEFINICIÓN: Una onda es una perturbación que se propaga desde el punto en que se produjo hacia el medio que rodea ese punto. Las ondas materiales (todas menos las electromagnéticas) requieren un medio elástico para propagarse.

El medio elástico se deforma y se recupera vibrando al paso de la onda.

La perturbación comunica una agitación a la primera partícula del medio en que impacta -este es el foco de las ondas- y en esa partícula se inicia la onda.

La perturbación se transmite en todas las direcciones por las que se extiende el medio que rodea al foco con una velocidad constante en todas las direcciones, siempre que el medio sea isótropo ( de iguales características físico- químicas en todas las direcciones ).

Todas las partículas del medio son alcanzadas con un cierto retraso respecto a la primera y se ponen a vibrar: recuerda la ola de los espectadores en un estadio de fútbol.

Tipos de ondas

La forma de la onda es la foto de la perturbación propagándose, la instantánea que congela las posiciones de todas las partículas en ese instante.

Curiosamente, la representación de las distancias de separación de la posición de equilibrio de las partículas al vibrar frente al tiempo dan una función matemática seno que, una vez representada en el papel, tiene forma de onda.

Podemos predecir la posición que ocuparán dichas partículas más tarde, aplicando esta función matemática.

El movimiento de cada partícula respecto a la posición de equilibrio en que estaba antes de llegarle la perturbación es un movimiento vibratorio armónico simple.

Una onda transporta energía y cantidad de movimiento pero no transporta materia: las partículas vibran alrededor de la posición de equilibrio pero no viajan con la perturbación.

 Veamos un ejemplo: la onda que transmite un látigo lleva una energía que se descarga al golpear su punta. Las partículas del látigo vibran, pero no se desplazan con la onda.
Las partículas perturbadas por la onda sufren unas fuerzas variables en dirección e intensidad que les producen una aceleración variable y un M.A.S.

Pulso y tren de ondas: El movimiento de cualquier objeto material en un medio (aire, agua, etc) puede ser considerado como una fuente de ondas. Al moverse perturba el medio que lo rodea y esta perturbación, al propagarse, puede originar un pulso o un tren de ondas.

Un impulso único, una vibración única en el extremo de una cuerda, al propagarse por ella origina un tipo de onda llamada pulso. Las partículas oscilan una sola vez al paso del pulso, transmiten la energía y se quedan como estaban inicialmente. El pulso sólo está un tiempo en cada lugar del espacio. El sonido de un disparo es un pulso de onda sonora.

Si las vibraciones que aplicamos al extremo de la cuerda se suceden de forma continuada se forma un tren de ondas que se desplazará a lo largo de la cuerda.

Clases de ondas

Hay diversos criterios para clasificar las ondas. En primer lugar, según el medio que empleen para desplazarse o propagarse las ondas pueden ser:

 

Ondas mecánicas: Una onda mecánica es una perturbación física en un medio elástico, es decir un medio que puede oscilar. Estas ondas se propagan en un medio material, que puede ser un sólido, un líquido o un gas. El sonido es un ejemplo de onda mecánica que se propaga a través del aire. Así mismo, las olas del mar son ondas mecánicas que viajan a través del agua y las ondas sísmicas se propagan por un medio sólido como son las orcas. Algunas características del medio, como la temperatura y la densidad, influyen en la velocidad y en la propagación de las ondas mecánicas.


Ondas electromagnéticas: Como su nombre lo indica, son ondas de naturaleza electromagnética. Estas ondas que no necesitan de un medio material para propagarse; es decir, pueden viajar en el vacío. También pueden desplazarse en medios materiales. La luz, las ondas de radio, las microondas, los rayos ultravioletas y los rayos x, son ejemplos de ondas electromagnéticas. Estas ondas viajan en el vacío a una velocidad de 300 000 km/s

 

En segundo lugar, las ondas pueden clasificarse, de acuerdo a la coincidencia o no de la dirección en que se propagan:

 

Ondas transversales: son aquellas que vibran en forma perpendicular a la dirección de la vibración de las partículas. Esto significa que si una onda avanza en sentido horizontal, las partículas del medio oscilarán de arriba hacia abajo. Por ejemplo si nos metemos al mar vemos que la onda (ola de mar) se propaga hacia la arena, pero cuando pasa por nosotros sentimos que nuestro cuerpo se mueve de abajo hacia arriba. Nuestro cuerpo, al igual que todas las moléculas de agua que lo rodean, tienen un movimiento perpendicular a la propagación de la ola. Las ondas que se producen en la superficie del agua, las ondas sísmicas y las ondas electromagnéticas son ejemplos de ondas transversales.

 

Ondas longitudinales: Son aquellas que vibran en la misma dirección en la cual vibran las partículas del medio material. Por ejemplo, en una fila de gente, si alguien empuja al vecino, éste se moverá hacia adelante empujando al vecino siguiente. El empujón o perturbación hace que cada persona se mueva horizontalmente y la perturbación también se propaga en esa dirección.

 

En el aire, el sonido se propaga de esta manera. Por ejemplo las vibraciones de una cuerda de guitarra empujan las moléculas de aire más próximas, que a su vez también empujan a las siguientes moléculas y así sucesivamente. Las moléculas de aire oscilan en la misma dirección que avanza el sonido, dando lugar a las ondas longitudinales en el aire.

Texto tomado de: https://teleformacion.edu.aytolacoruna.es/FISICA/document/fisicaInteractiva/Ondasbachillerato/ondasCaract/ondas-Caract_indice.htm