Ondas Mecánicas y Sonido
Introducción
¡Hola!
Es un gusto encontrarte nuevamente, espero que estés aprendiendo mucho, sobre todo, que tu ánimo no decaiga y sigas conociendo más acerca de los temas que se te presentan.
En esta ocasión estudiaremos las características y propiedades que tienen las ondas, los tipos que existen y su relación con el sonido y la luz.
Posteriormente estudiaremos el sonido, calcularemos la velocidad que tiene en distintos materiales y veremos las características que tiene el sonido cuando es generado por una fuente sonora en reposo o en movimiento, el cual es escuchado por un observador que también puede estar en reposo o en movimiento ya sea en el mismo sentido o en sentido contrario a la fuente sonora.
Deseo que este tema de ondas mecánicas y sonido sea de gran interés para ti.
Desarrollo del tema
Características de las ondas.
Una onda es una perturbación física que se propaga en la materia, la fuente de una onda es un objeto que vibra.
Clases de ondas.
Las ondas se pueden clasificar de dos maneras: las ondas mecánicas y las ondas electromagnéticas.
- Ondas mecánicas: son las ondas ocasionadas por una perturbación que requieren de un medio material para su propagación. Como ejemplo se puede mencionar el movimiento de un resorte, la vibración de una cuerda de guitarra o la transmisión del sonido ya sea en el aire, en un líquido o en un sólido.
- Ondas electromagnéticas: son aquellas ondas que no necesitan de un medio material para su propagación, ya que pueden propagarse incluso en el vacío. Como ejemplo se pueden mencionar las ondas de luz, de calor o de radio.
Tipos de Onda.
Existen dos tipos de ondas, las ondas transversales y las ondas longitudinales.
- Ondas Transversales: son aquellas ondas donde las partículas vibran de manera perpendicular a la dirección de propagación de las ondas. Ejemplo: las ondas que se generan al hacer vibrar una cuerda de guitarra o cuando una piedra perturba el agua en un estanque.
- Ondas Longitudinales son aquellas ondas en las que las partículas se mueven en la misma dirección en que se propaga la onda. Ejemplo: el movimiento de vibración de un resorte, el sonido.
Partes de una Onda.
Las partes de una onda se muestran a continuación:
Donde:
C, C’ = Crestas: Son los puntos máximos de una onda.
V, V’ = Valles: Son los puntos mínimos de una onda.
e = Elongación: Es la separación que existe desde la partícula en movimiento hasta la línea de equilibrio.
A = Amplitud: Es la elongación máxima.
Nodo: Es el punto donde la onda cruza la línea de equilibrio.
Ciclo: Es cuando una partícula realiza una vuelta completa (360º).
λ = Longitud de Onda: Es la distancia entre dos puntos consecutivos cualesquiera que se encuentren en concordancia. La longitud de onda puede ser entre cresta y cresta o entre valle y valle.
Conceptos Fundamentales:
- Periodo (T): Es el tiempo que tarda una partícula en efectuar una oscilación completa. Su unidad es en segundos (s).
- Frecuencia (f): Es el número de oscilaciones completas que realiza una partícula por unidad de tiempo. Su unidad es Hertz (Hz) o Hercios.
Algunas equivalencias que tiene la frecuencia son:
- Velocidad de propagación: Relaciona el espacio que avanza una onda por unidad de tiempo. La velocidad de propagación de la onda depende del tipo de onda y del medio por el que se propague.
Sus unidades pueden ser:
Para complementar la información, te invito a realizar la siguiente práctica virtual donde se observan las características de las ondas en diferentes medios:
Conclusión
En resumen, las ondas son perturbaciones físicas del medio donde se propaga la energía, las cuales pueden dividirse en ondas mecánicas (las cuales necesitan un medio elástico para poderse transmitir) y electromagnéticas (las cuales no necesitan un medio elástico para poderse transmitir) como el sonido y la luz respectivamente.
Todas las ondas, independientemente del tipo de que se trate tienen características como son la amplitud, la elongación, la longitud de onda, la frecuencia y el periodo, etc, los cuales dependiendo su valor genera una onda específica.
En la siguiente clase, vamos a estudiar las características que tiene el sonido y comprenderemos por qué es una onda mecánica.
Has finalizado la clase. ¡Muchas felicidades, vas por muy buen camino en este trayecto formativo, sigue caminando paso a paso!, revisa las fuentes de consulta auxiliar para que te ayuden a comprender mejor el tema. No olvides realizar la tarea y mandarla como corresponde. Nos encontramos en la próxima sesión.