¿Te has preguntado cómo escuchamos? ¿Cómo llega la señal de
televisión o de radio a nuestra casa? ¿Cómo es posible que nos comuniquemos por celular? ¿Cómo las ballenas se comunican entre sí? ¿Cómo los murciélagos, a pesar de ser ciegos, esquivan objetos y atrapan su alimento?
La
respuesta es simple, por las ondas. Pero para que haya una onda, antes
tiene que existir una vibración, entonces: ¿qué es una vibración?
Una vibración
es una oscilación respecto a una posición en equilibrio. Por ejemplo, cuando haces sonar una campana, esta vibra. Estas vibraciones se
desplazan por un espacio y para esto requieren de un determinado tiempo.
Una onda es una perturbación
de alguna propiedad de un medio, que se propaga a través del espacio
transportando energía. El medio perturbado puede ser de naturaleza diversa como
aire, agua, un trozo de metal o el vacío, y las propiedades que sufren la
perturbación pueden ser también variadas, por ejemplo, densidad, presión, campo
eléctrico o campo magnético.
Es la propagacion de energia mediante una perturbacion en un medio sin que exista transporte de materia.
Las ondas se clasifican atendiendo a diferentes aspectos:
- En función del medio en el que se propagan: Ondas mecánicas:
- Ondas electromagnéticas: las ondas electromagnéticas se propagan por el espacio sin necesidad de un medio pudiendo, por tanto, propagarse en el vacío. Esto es debido a que las ondas electromagnéticas son producidas por las oscilaciones de un campo eléctrico en relación con un campo magnético asociado.
- Ondas gravitacionales: las ondas gravitacionales son perturbaciones que alteran la geometría misma del espacio-tiempo y aunque es común representarlas viajando en el vacío, técnicamente no podemos afirmar que se desplacen por ningún espacio sino que en sí mismas son alteraciones del espacio-tiempo
ONDAS MECÁNICAS
ONDAS ELECTROMAGNÉTICAS
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¿Los Célulares Producen Cáncer?
El asunto empieza cuando se entiende que un teléfono celular no podría funcionar si no
fuera por que es un aparato que recibe y envía ondas electromagnéticas a
través de su antena. Estas ondas electromagnéticas, de acuerdo a muchos
expertos deben considerarse como elementos contaminantes,
potencialmente peligrosos para la salud.
El problema se produce
cuando se entiende que para poder escuchar la conversación, el teléfono
celular debe ser colocado en el oído, pegado a la cabeza, separado del
cerebro solo por el cuero cabelludo y el hueso del cráneo.
Un estudio realizado por un investigador asociado al IEEE
(Institute of Electrical and Electronics Engineers) demuestra un
cálculo de la “absorción” de ondas electromagnéticas provenientes de un
teléfono celular, en diversas edades, en el cerebro de un ser humano.
La
Organización Mundial de la Salud le advirtió al mundo que los teléfonos
celulares si podían causar cáncer. La OMS advertía también a los padres
de familia que debido al poco grosor de su cráneo, los teléfonos
celulares no debían ser usados por los niños. Otros estudios han
indicado que tal relación no existiría.
Nuestra recomendación es que usemos los teléfonos celulares por breves momentos y con mucha cautela y con audífonos de alambre si vamos a tener largas conversaciones. Pensamos también que los niños pequeños no deben usar un teléfono celular. |
| Un horno microondas es un electrodoméstico usado en la cocina para calentar alimentos que funciona mediante la generación de ondas electromagnéticas en la frecuencia de las microondas, en torno a los 2,45 GHz |
El
radar es un sistema en el cual se emiten ondas electromagnéticas de alta
frecuencia.
Estas ondas se reflejan en los objetos. La recepción de esas ondas reflejadas y su comparación con las emitidas permite conocer la ubicación del objeto.
Onda gravitacional, ondas de radio,
televisión, motores
eléctricos,computadores, aceleradores de alta energía,
rayos X rayos, ultravioletas, la luz, rayos gama, rayos
infrarojos, microondas.
PROPAGACION DE UNA ONDA
Ondas
unidimensionales: las
ondas unidimensionales son aquellas que se propagan a lo largo de una sola
dirección del espacio, como las ondas en los muelles o en las cuerdas. Si la
onda se propaga en una dirección única, sus frentes de onda son planos y
paralelos
Ondas bidimensionales o superficiales: son ondas que se propagan en dos direcciones. Pueden
propagarse, en cualquiera de las direcciones de una superficie, por ello, se
denominan también ondas superficiales. Un ejemplo son las ondas que se producen
en la superficie de un lago cuando se deja caer una piedra sobre él.
Ondas tridimensionales o esféricas: son ondas que se propagan en tres direcciones. Las
ondas tridimensionales se conocen también como ondas esféricas, porque sus
frentes de ondas son esferas concéntricas que salen de la fuente de
perturbación expandiéndose en todas direcciones. El sonido es una onda
tridimensional. Son ondas tridimensionales las ondas sonoras (mecánicas) y las
ondas electromagnéticas
EN FUNCIÓN DE LA DIRECCIÓN DE LA PERTURBACIÓN
ondas longitudinales: son las que tienen vibraciones paralelas en la dirección de la propagación de las ondas; por ejemplo ondas sonoras y las ondas sismicas generadas en un terremoto
 CLIC ------FISICA 2 ----
ONDA
TRANSVERSAL
son aquellas que tienen vibraciones perpendiculares a la dirección de propagación de la onda; por ejemplo ondas en una cuerda o en las cuerdas tensas de los de los instrumentos musicales y en las superficies de los líquidos o en las ondas electromagnéticas de radio o de la luz.  |
ONDAS TRANSVERSALES Y LONGITUDINALES APPET --- INTERNET EXPLORER
Ondas longitudinales en una barra elástica
Elementos de una onda
La onda tiene 6 elementos clave:
-cresta: es el punto mas amplio de esta amplitud; o el punto máximo de saturación de la onda
-periodo: es el tiempo que se tarda la onda en ir desde un punto de máxima amplitud al siguiente.
también es el tiempo que la ondatarda en recorrer una distancia igual a la longitud de onda. Se mide en segundos
-amplitud: es la distancia vertical que hay desde la cresta hasta el punto medio de la onda. Algunas ondas tienen una amplitud variable; esto quiere decir que la amplitud de estas ondas puede crecer o decrecer con el paso del tiempo
-frecuencia: es el numero de veces que se repite la vibración en un periodo determinado, o tambien es el número de oscilaciones que un punto del medio da en un segundo. se mide en Hertzios, Hz.
Para medir la frecuencia se puede contar el tiempo que un punto tarda en dar, por ejemplo,diez oscilaciones.
Para medir la frecuencia se puede contar el tiempo que un punto tarda en dar, por ejemplo,diez oscilaciones.
valle: es el punto mas bajo de la onda
-longitud de onda: es la distancia que hay entre dos crestas consecutivas. Se mide en longitud. Sistema M.K.S. en m. Para medir la longitud de onda hay que determinar la distancia entre dos puntos que estén en fase. Lo más cómodo es medir la distancia entre dos crestas (o valles) consecutivos.
FENÓMENOS ONDULATORIOS
La reflexión se produce cuando una onda encuentra en su recorrido una superficie contra la cual rebota. despues de la reflexión de la onda sigue propagandose en el mismo medio y parámetros tales como la velocidad, la frecuencia, la longitud de onda...permanecen inalterados
Refracción - Ocurre cuando una onda cambia de dirección al entrar en un nuevo medio en el que viaja a distinta velocidad.
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| Refracción de las olas en Covachos (Cantabria) |
Si hay un islote, las olas le rodean, llegando a encontrarse de frente
por detrás de él.
En esta fotografía se observa perfectamente como los frentes de
ola, originalmente rectos, terminan por tener forma semicircular en este
lado y como, del otro lado, vienen de frente.
Difracción: Es un
fenómeno característico de las ondas, éste se basa en el curvado y
esparcido de las ondas cuando encuentran un obstáculo o al atravesar una
rendija. La difracción ocurre en todo tipo de ondas, desde ondas
sonoras, ondas en la superficie de un fluido y ondas electromagnéticas
como la luz y las ondas de radio.
Interferencia:
Es el
fenómeno que se presenta cuando llegan simultáneamente dos o más ondas a
un mismo punto de un medio. Las ondas se refuerzan o se anulan
dependiendo de si la interferencia es constructiva ó destructiva.
Onda de choque - Ocurre cuando varias ondas que viajan en un medio se superponen
Las
ondas de choque se producen cuando un objeto viaja con una velocidad mayor a la
de las ondas que produce, quedando así siempre por delante de las mismas. Las
ondas que quedan por detrás de los objetos que las producen son las ondas de
choque.
Estas
aparecen, por ejemplo, en los aviones que superan a la velocidad del sonido,
los cuales “adelantan” a sus ondas, dejando tras de sí un cono nuboso, producido
por la condensación del aire que rodea a las ondas.
| Onda de choque |
VELOCIDAD
DE PROPAGACIÓN DE LAS ONDAS
• La velocidad de propagación de la
onda es el producto de su longitud de onda por su frecuencia:
• La velocidad de una onda dependerá de las características del medio en que
se propaga.
• Si lo hace en un medio como el aire, su velocidad será entre 330 m/s y 350 m/s (dependiendo de la temperatura del
aire).
• En cambio, si lo hace sobre un metal, por ejemplo el acero, su
velocidad será de 6.000 m/s.
ECUACIÓN DE UNA ONDA
El movimiento ondulatorio puede
expresarse en forma matemática mediante una ecuación que describa un movimiento
vibratorio avanzando por un medio. Para ello es preciso partir de la ecuación
que define la oscilación del foco u origen de la perturbación. Si el movimiento
es armónico simple su ecuación correspondiente será:
La ecuación de una
onda viene dada por:
Ángulo de la fase 
Donde:
Y :
Elongación
A :
Amplitud
Función : puede ser seno o coseno
: velocidad angular
t
: tiempo
k : número de onda
x : desplazamiento
: período 
: Radianes
: Longitud de la ondaEJEMPLO
- Un foco sonoro colocado bajo el agua tiene una frecuencia de 750 Hz y produce ondas de 2 m. ¿Con qué velocidad se propaga el sonido en el agua?
2. El movimiento ondulatorio puede ser unidimensal, bidimensional o tridi-mensional. Señala dos ejemplos, al menos, de cada uno de estos tipos de movimiento.
• Unidimensionales:La vibración de una cuerda de guitarra al pulsarla. La vibración de un muelle que describe un m.a.s.
•Bidimensionales:La ondas que se crean en la superficie de un vaso cuando golpeamos el vidriocon el dedo.Las ondas que se generan en el tímpano o en un tambor.Las ondas que se generan en una cubeta de ondas.
• Tridimensionales:La propagación de ondas de radio en el aire al ser emitidas por una antena.El sonido emitido por un instrumento musical cuando se propaga por el aire.Propagación de la luz en el vacío
3. Indica de qué tipo (longitudinales o transversales) son las ondas que hascitado en la actividad anterior.
Onda Longitudinal:
- Sonido emitido por un instrumento musical
- Vibración de un muelle que describe un M.A.S.
Onda Transversal:
- vibración de una cuerda en una guitarra
- propagación de ondas de radio en el aire
- Propagación de la luz en el vacio
- ondas en la superficie de un vaso
- Cubetas de ondas
- Ondas en el tímpano o en un tambor
4.El sonido y la luz son dos ejemplos de propagación ondulatoria. ¿Qué semejanzas y qué diferencias existen entre estos dos tipos de onda?
Semejanzas
•Ambas son ondas tridimensionales; se propagan en las tres direcciones del espacio
•Ambas pueden ser planas o esféricas, dependiendo de la distancia a la que nosencontremos del foco.
Diferencias
•El sonido es una onda de naturaleza mecánica: sólo se propaga por un medio material. En cambio, la luz es una onda no mecánica, que también se propaga por el vacío. Prueba de ello es que somos capaces de observar las estrellas.
•La Lluz se propaga mediante ondas transversales. En cambio, el sonido se pro-paga mediante ondas longitudinales
Amplitud = 3 cm; velocidad de propagación = 5 m · s−1; frecuencia = 20 Hz. A partir de dichos datos, calcula:
a)Frecuencia angular.
b)Longitud de onda.
c)Número de onda.
d)Expresión de la ecuación de la onda, en sus tres posibles formas.
a) La frecuencia angular resulta:
ω =2 ·π·f =2 ·π· 20=40 ·π rad · s−1
b)El valor que corresponde a la longitud de onda es, por tanto:
VIDEOS
INTERNET EXPLORER---FISICA 2---VIBRACIONES Y ONDAS---
