Tema 2. Movimiento ondulatorio. Teoría
1. ¿Qué se entiende por onda?
2. ¿Qué es lo que se propaga en una onda?
3. Establece los criterios para clasificar las distintas ondas.
4. ¿Qué ejemplos tomados de la experiencia cotidiana conoces de ondas longitudinales y transversales?
5. ¿De qué depende la velocidad de propagación de una onda en un medio?
6. ¿Qué tipo de ecuación representaría una onda que se propaga hacia la derecha, en el sentido positivo de las x? ¿Y hacia la izquierda?
7. ¿Qué es una onda armónica? Escribe su ecuación general.
8. ¿Qué parámetros constantes definen una onda armónica? ¿Qué relaciones pueden establecerse entre los parámetros?
9. ¿Se amortigua una onda armónica unidimensional a medida que se propaga, si el medio no disipa energía?
10. ¿Por qué se amortiguan las ondas bidimensionales y tridimensionales a medida que se propagan aunque el medio no disipe energía? ¿Lo hacen de la misma manera?
11. ¿En qué consiste el método de Huygens para explicar la propagación de las ondas? 12. ¿Qué es la reflexión?
13. ¿En qué consiste la refracción?
14. Disponemos de una cuerda de cierta longitud; ¿qué debemos hacer si deseamos triplicar la velocidad de propagación de un pulso sobre dicha cuerda?
15. ¿Qué diferencia existe entre un movimiento oscilatorio y otro ondulatorio? Idea un símil que aclare esta diferencia.
16. Dibuja dos ondas armónicas tales que una tenga el triple de frecuencia y la mitad de amplitud que la otra y que entre las dos exista un desfase de /2.
17. En un movimiento ondulatorio que se propaga a velocidad constante, la frecuencia y la longitud de onda:
a. Son independientes. b. Están relacionadas.
c. Están relacionadas solo si la onda se propaga en un medio material. Razona y demuestra tu respuesta.
18. ¿Cómo podemos duplicar la potencia transmitida por una onda armónica que se propaga en una determinada dirección?
19. Cuando una onda armónica se amortigua, ¿cambia su frecuencia? ¿Y su longitud de onda? ¿Y su velocidad de propagación? ¿Y su amplitud?
20. La ecuación ( ) expresa el desplazamiento de una onda armónica como una función de x y t y de los parámetros k y . Escribe expresiones equivalentes que, en lugar de k y , contengan los parámetros:
21. Escribe la función de una onda armónica que se desplaza hacia la derecha en términos de:
a. k y v. b. y v. c. y f. d. v y f.
22. Durante un tiempo igual al que emplea el foco emisor en efectuar una oscilación completa, una onda armónica avanza una distancia igual a:
a. .
b. La amplitud (A). c. A/2.
d. vp metros.
23. La fuerza que produce el movimiento armónico simple es: a. Central y proporcional a la distancia.
b. Constante y dirigida hacia el centro. c. Proporcional al cuadrado de la distancia.
d. Inversamente proporcional al cuadrado de la distancia. 24. La intensidad de un movimiento ondulatorio es:
a. Una característica del foco emisor. b. Proporcional a la frecuencia de la onda. c. Distinta según el punto que se considere.
d. Proporcional al cuadrado de la velocidad de propagación. 25. La atenuación de una onda esférica:
a. Se debe a la energía disipada en el medio. b. Se debe a la absorción del medio.
c. Depende de la dirección que se considere. d. Depende de la distancia al foco emisor.
26. Indica si es verdadero (V) o falso (y razona la respuesta).
a. La luz procedente del Sol es una onda mecánica, puesto que puede propagarse en el vacío.
b. Las ondas electromagnéticas como el sonido necesitan un medio material para propagarse.
c. El movimiento ondulatorio que se produce en la superficie del agua es de tipo transversal, puesto que las partículas vibran perpendicularmente a la dirección de propagación.
d. La longitud de onda es una magnitud que se mide en hertzios.
e. De dos ondas con el mismo período es más rápida la que tiene mayor longitud de onda.
f. La frecuencia es inversa del período y se mide en segundos. 27. Una onda, al experimentar el fenómeno de la reflexión, cambia su:
a. Velocidad de propagación. b. Frecuencia.
c. Longitud de onda.
28. Una onda, al experimentar el fenómeno de la refracción, mantiene su: a. Velocidad de propagación.
b. Frecuencia. c. Longitud de onda.
d. Dirección de propagación.
29. Nos encontramos de excursión por el campo y a lo lejos se divisa un acantilado. Comprobamos que la pared del acantilado produce eco. Explica cómo se puede calcular a qué distancia se encuentra.
30. Las exploraciones auditivas se hacen a las personas mediante la utilización de un aparato llamado audímetro. ¿Qué magnitudes se deben manejar con este aparato para que la exploración sea completa?
31. En un movimiento ondulatorio armónico, justifica cómo varían las siguientes magnitudes al aumentar la frecuencia: amplitud, velocidad de propagación, longitud de onda y período.
32. En medicina son muy frecuentes las exploraciones con ultrasonidos de 1 MHz (ecografías). Un ultrasonido es un sonido de frecuencia superior a la audible por el oído humano. Explica de forma sencilla cuál es el fundamento de esta técnica. ¿Por qué se efectúan con ultrasonido y no con ondas sonoras de frecuencia audible?
33. Indica si las siguientes afirmaciones son verdaderas o falsas: a. Una onda transporta masa y energía.
b. El sonido es una onda trasversal.
c. La velocidad de propagación de una onda depende de las propiedades del medio transmisor.
d. Dos puntos de una cuerda separados por una distancia igual a la longitud de onda están en fase.
34. Justifica si la siguiente afirmación es verdadera o falsa: una explosión gigantesca que tuviera lugar en la Luna se oiría en la Tierra con una intensidad muy pequeña, porque la distancia Tierra-Luna es muy grande.
35. Razona si las frases siguientes, para el caso de un movimiento ondulatorio en un medio material, son verdaderas o falsas.
a. La velocidad con que oscila un punto del medio es igual a la velocidad de propagación del movimiento ondulatorio.
b. La amplitud y la longitud de onda son siempre proporcionales.
c. Entre la longitud de onda, , el período, T, y la velocidad de propagación, v, existe la relación: v = T.
36. ¿Qué distancia avanza una onda armónica en un periodo? ¿Cuánto tarda en desplazarse una distancia igual a la longitud de onda?
37. ¿Cuál es de las siguientes ondas pueden propagarse en el vacío: luz, rayos X, ultrasonidos, microondas?
38. El índice de refracción del agua respecto del aire es 4/3. ¿Qué se puede decir sobre la velocidad de la luz en el agua?
39. Explique qué es una onda armónica y escriba su ecuación. Una onda armónica es doblemente periódica. ¿Qué significado tiene esa afirmación? Haga esquemas para representar ambas periodicidades y coméntelos.
41. En un mismo medio, ¿a quién corresponde una mayor longitud de onda: a un sonido grave o a uno agudo?
42. La velocidad de propagación de una onda en una cuerda tensa de longitud L depende de:
a. L.
b. La frecuencia de la perturbación. c. La amplitud de la perturbación. d. La tensión de la cuerda.
43. Las ondas en los sólidos se pueden propagar: a. Solo longitudinalmente.
b. Solo transversalmente. c. De las dos formas. d. De ninguna forma.
44. Cuando un movimiento ondulatorio se refleja, su velocidad de propagación: a. Aumenta.
b. Disminuye. c. No varía.
d. Depende de la superficie de reflexión.
45. Una onda armónica se propaga por una cuerda tensa. Si la frecuencia se reduce a la mitad:
a. El período se reduce a la mitad.
b. La velocidad de propagación se duplica. c. La longitud de onda se duplica.
d. Ninguna de las anteriores es correcta. 46. En una onda transversal en una cuerda:
a. En un instante dado, todos los puntos de la cuerda vibran con la misma velocidad.
b. La onda se propaga a velocidad constante de 340 m s-1.
c. La onda vibra en una dirección que es perpendicular a la de propagación. d. La velocidad de propagación de la onda es independiente de la tensión de la
cuerda.
47. Dibuje dos ondas que cumplan con las condiciones que se especifican en los siguientes supuestos:
a. Que tengan la misma amplitud y una doble longitud de onda que la otra. b. Que tengan la misma longitud de onda y una doble amplitud que la otra. c. Que tengan la misma amplitud y longitud de onda pero desfasadas 180·. 48. Una onda armónica se propaga por una cuerda tensa. Si su frecuencia se reduce a la
mitad:
a. El periodo se reduce a la mitad.
b. La velocidad de propagación se duplica. c. La longitud de onda se duplica.
50. Supongamos que se produce una onda armónica al lanzar una piedra a la superficie en calma de un estanque. Su amplitud:
a. Disminuye con la distancia al foco.
b. Disminuye con la raíz cuadrada de la distancia al foco. c. Disminuye con el cuadrado de la distancia al foco. d. Permanece constante.
51. Supongamos que un altavoz produce una onda armónica en un espacio abierto. Su intensidad:
a. Disminuye con la distancia al foco.
b. Disminuye con la raíz cuadrada de la distancia al foco. c. Disminuye con el cuadrado de la distancia al foco. d. Permanece constante.
52. El sonido de una guitarra se propaga como: a. Una onda mecánica transversal. b. Una onda electromagnética. c. Una onda mecánica longitudinal. d. Ninguna de las anteriores. 53. Para el sonido, cuando se propaga:
a. No varía la amplitud, la frecuencia ni la longitud de onda. b. Su velocidad aumenta cuando lo hace la densidad del medio. c. Lo puede hacer en el vacío.
