Movimiento ondulatorio

Una onda es una perturbación que se propaga. Representa el movimiento de propagación de un punto de la perturbación a otro, que transporta energía y nunca transporta materia.

Existen varios tipos de ondas, dependiendo del medio donde se transmitan:

• Armónicas

• Mecánicas

• Electromagnéticas

Y dependiendo la forma en la que se transmitan:

• Longitudinales

• Transversales

Magnitudes que caracterizan una onda:

• Amplitud
• Longitud de onda
• Período
• Frecuencia lineal
  
• Frecuencia angular
• Velocidad de propagación
  
• Número de onda
  

Ecuación de una onda armónica:

y(x,t)=AsenK(x-(w/K)t) -> y(x,t)=Asen(Kx-wt)

La energía transmitida por las ondas armónicas se puede observar en la naturaleza.
Las ondas sísmicas son un claro ejemplo de una onda mecánica armónica. También las ondas solares sirven como ejemplo de una onda electrómagnética armónica.

Las ondas sísmicas son mecánicas porque es imprescindible que se transmita la energía que contiene la onda por un medio material al ser una onda mecánica.

Las ondas solares son electromagnéticas porque no necesitan ningún medio para transmitirse, por lo que se pueden transmitir en el vacío.

Movimientos oscilatorios y ondas

¿Cómo se generan las ondas en una cuerda tensa?

Entra en el enlace que aparece al final de la entrada. Una vez dentro, pulsa en el panel de control para establecer las condiciones de vibración. Si no se pulsa nada la cuerda se quedará tensa. Primero elige el tipo de onda, pulso o función seno, su amplitud (que debe ser distinta de cero) y la frecuencia (empieza con frecuencias bajas). Debes darle a On para que empieze a moverse y Off para parar la cuerda.
Puedes marcar el cuadro de "Fuerzas" mientras se está moviendo la cuerda para ver la fuerza que la mueve y también "Resultante vertical" para ver la resultante de las dos fuerzas (en color verde).
Si pones el valor del coeficiente de reflexión en -1: esto equivaldrá a suponer que toda la energía rebota y la onda regresa con la misma amplitud hacia atrás. Si marcas la onda incidente y la onda reflejada se abrirán dos pantallas más que muestran las dos ondas, una que va y otra que vuelve, y en la ventana principal del gráfico la resultante de las dos.

http://teleformacion.edu.aytolacoruna.es/FISICA/document/fisicaInteractiva/Ondasbachillerato/ondasCaract/OndasDinam/Default.html

Movimiento armónico simple

¿En qué posiciones y en qué instantes se hacen iguales las energías cinética y potencial de un cuerpo que describe un movimiento armónico simple?

Solución:

La energía cinética de un oscilador armónico viene dada por la expresión:

Ec = (1/2) k(A² – x²)

y la potencial elástica por la expresión:

Ep(x) = (1/2)kx².

Si de acuerdo con el problema, ambas han de ser iguales:

(1/2) k(A² – x²) = (1/2)kx²,

tenemos que x=A/√2

Problema referente al movimiento armónico simple

Si se duplica la pulsación de un M.A.S, indica como varía:

a) Su periodo.

b) Su frecuencia.

c) La amplitud.

d) La fase inicial. Razona la respuesta.

Solución:

a) Su periodo se hace la mitad, ya que el periodo es inversamente proporcional a la frecuencia.

b) Su frecuencia se hace el doble.

c) La amplitud es independiente de la pulsación

d) La fase inicial también es independiente de la pulsación.

Fórmulas M.A.S:

Elongación en función del tiempo:

x=Asen(ωt+ϕ)
x=Acos(ωt+ϕ)

Velocidad en función del tiempo:

V=Aωcos(ωt+ϕ)
V=-Aωsen(ωt+ϕ)

Aceleración en función del tiempo:

a=-Aω2sen(ωt+ϕ)
a=-Aω2cos(ωt+ϕ)

Velocidad en función de la elongación:

V=±ω √A2-X2

Aceleración en función de elongación:

a=-ω2 x

Velocidad máxima:

Vmáx=Aω

Aceleración máxima:

Amáx=Aω2


Fuente: http://www.vaxasoftware.com/doc_edu/fis/mas.pdf

Movimiento armónico simple

El movimiento armónico simple es un tipo de movimiento en el que el movimiento se repite a intervalos de tiempo iguales y el móvil, en su posición de ida y de vuelta, recorre la misma distancia.
La ecuación que representa un movimiento armónico simple se suele describir como:
x=cos(wt+δ)
Por ejemplo:
Un móvil de 5 cm de amplitud y 1,25 s de periodo. Escribir la ecuación de su elongación sabiendo que en el instante inicial la elongación es máxima y positiva.
Solución:
En primer lugar calculamos la frecuencia angular.

Utilizando la ecuación anterior en funcion del seno, calculamos que la ecuacion sería:
x= A·sen (wt + δ) y teniendo en cuenta los valores de A y de w la expresamos como:
x = 0,05sen(1,6πt + δ)