TRANSMISIÓN DE LA ENERGÍA ENTRE DOS PUNTOS

TRANSMISIÓN DE LA ENERGÍA ENTRE DOS

PUNTOS

Por desplazamiento de un cuerpo que posee energía

Mediante ondas: se transmite la energía de una partícula que vibra

Características del movimiento que propaga la energía (mov. ondulatorios)

Movimientos ondulatorios concretos: la luz, el sonido

PERTURBACIONES

Son perturbaciones que transportan cantidad de movimiento y energía, pero no materia

Agitar una cuerda por un extremo Lanzar una piedra a

un estanque ONDA MOVIMIENTO ONDULATORIO Perturbación transmitida Forma de transmisión de energía

MOVIMIENTO ONDULATORIO

Movimientos en los que se propaga una perturbación sin que exista transporte de materia.

ONDA

Una ONDA es toda perturbación que se propaga a través del medio, siendo la perturbación vibraciones de una partícula.

ONDA VIAJERA Y ESTACIONARIA

Viajera: Si la perturbación alcanza a todos los puntos del medio (son las que estudiaremos)

Estacionaria: propagación

delimitada a una región específica

PROPAGACIÓN DE LA

PERTURBACIÓN

Sólo se transmite la energía de la partícula que origina el movimiento (CENTRO EMISOR)

Las partículas no se desplazan, sino que vibran en su posición de equilibrio.

CONDICIONES DE PROPAGACIÓN

A medida que la perturbación se propaga, se amortigua La amortiguación se debe al:

Para que la perturbación se propague el medio ha de ser ELÁSTICO e INERTE

- Grado de elasticidad del medio

PULSO

Es una perturbación individual que se propaga a través del medio

Cada partícula está en reposo hasta que llega a ella el impulso sólo un punto del medio está en movimiento en un momento dado

TREN DE ONDAS

Sucesión de pulsos

Perturbación continua que se propaga

Todas las partículas del medio están en movimiento Su producción requiere un suministro continuo de energía al centro emisor

TIPOS DE ONDAS

ONDAS SEGÚN EL TIPO DE

ENERGÍA QUE PROPAGAN

MECÁNICAS O MATERIALES

- Se propaga energía mecánica

- Necesitan un medio material de propagación

- Ejemplos: onda sonora,ondas en la superficie del agua, ondas en muelles, en cuerdas

ELECTROMAGNÉTICAS

- Se propaga energía electromagnética

- No necesitan un medio material para propagarse (propagación en el vacío)

- Ejemplos: luz visible, rayos X, rayos infrarrojos, rayos

ONDAS SEGÚN RELACIÓN ENTRE DIRECCIÓN

DE PROPAGACIÓN Y DE VIBRACIÓN

LONGITUDINALES O DE PRESIÓN

- La dirección de vibración de las partículas coincide con la dirección de propagación

- Una onda es una sucesión de contracciones y dilataciones del medio

- Ejemplos: onda sonora, ondas P

TRANSVERSALES

- La dirección de vibración de las partículas es perpendicular a la dirección de propagación

- Una onda es una sucesión de crestas y valles

- Ejemplos: onda luminosa, ondas S

EJEMPLOS DE ONDAS

LONGITUDINALES

ONDA SONORA

EJEMPLOS DE ONDAS

TRANSVERSALES

ONDAS SISMICAS

LONGITUDINALES

ONDAS SEGÚN EL NÚMERO DE

DIMENSIONES DE PROPAGACIÓN

Características de una onda

• Crestas= C

– Punto de máximo desplazamiento – eje positivo

• Valles=

– Punto de mínimo desplazamiento – Eje negativo

MAGNITUDES DE UNA ONDA

LONGITUD DE ONDA (

)

• Distancia que se ha propagado la onda en un período

. /

• Distancia entre dos puntos consecutivos que se encuentran en el mismo estado de vibración

(Longitud de onda)

(Velocidad propagación) (Período)

PERÍODO (T)

Tiempo que tarda cada punto en recorrer una oscilación completa

Tiempo que tarda una onda en reproducirse

-1.5 -1 -0.5 0 0.5 1 1.5 0 1 2 3 4 5 6 Tiempo (s) A m p li tu d ( c m )

AMPLITUD

Máxima distancia entre la posición de una partícula y el centro de la oscilación

FRECUENCIA ( )

El número de vibraciones que realiza una partícula en la unidad de tiempo

Número de veces que se reproduce la onda en la unidad de tiempo

= 1/T expresado en s-1 _{o hertzio (Hz)}

A veces se utilizan los ciclos por segundo (cps) 1cps=1Hz

-1.5 -1 -0.5 0 0.5 1 1.5 0 1 2 3 4 5 6 Tiempo (s) A m p li tu d ( c m )

La onda completa un cilco cada 0.8 s, así que su

periodo es de 0.8s. Hz s T f 1.25 8 . 0 1 1

Ejemplo:

Determina el periodo de un onda si su frecuencia es de 20 kHz. Solución:

1. Hacer un inventario de los datos dados y la desconocida.

Dado: f = 20kHz T = ?

Fórmula básica: T = 1 / f

2. Substituir los valores dados con sus unidades. T = 1 / f = 1 / 20 kHz

3. Debe asegurarse de expresar el resultado con las unidades de medidas correctas.

En este ejemplo se expresó el resultado utilizando los prefijos del Sistema Internacional de medidas.

Sabías que…

Al sintonizar tu estación de radio favorita, lo haces por su frecuencia. Por ejemplo, una emisora FM que se encuentra en el 100.6, implica que la frecuencia de la onda que transmite es de 100.6 MHz o sea 100, 600, 000 ciclos por segundo.

Las emisoras FM transmiten ondas con frecuencias en los millones de ciclos por segundo, mientras que las estaciones AM transmiten ondas con frecuencias en los miles de ciclos por segundo.

VELOCIDAD DE PROPAGACIÓN (v)

Relación existente entre la distancia que avanza una onda en un período y el tiempo que emplea para ello

= /T , = . , en el SI se mide m/s (Longitud de onda) (Velocidad propagación) (Período) (Frecuencia)

Ejemplo #1

• Una onda de radio tiene una frecuencia de 5

X 10

Hz. Su longitud es de 8m

• ¿Cuál es su rapidez?

• ¿Cuál es su periodo?

Solución #1

• A) f= 5 X 10

_Hz

l

_{= 8m}

• v=?

• v= f

l

• v = (5 X 10

_{Hz)(8m) = 40 X 10}

_m/s

• v= 4 X 10

_Hz

• B) T = 1/f

– 1/(5 X 10

_{Hz) = 2 X 10}

_seg

Ejemplo #2

• Las señales de radio AM tienen frecuencias de

550kHz hasta 1600 kHz y viajan a 3X10

m/s

– ¿Cuál es el rango de largo de onda de esas señales?

• Las estaciones FM poseen frecuencias entre

88MHz y 108 MHz, viajan tambien a 3X10

m/s.

– ¿Cuál es el rango de largo de onda para las

estaciones FM?

Solución #2

• F= 550 kHz

F=1600 kHz

• v= 3X10

_m/s

_V=f

l

_-->

l

_=v/f

• F= 88 MHz

F=108 MHz

• v= 3X10

_m/s

_V=f

l

_-->

l

_=v/f

FENÓMENOS ONDULATORIOS REFLEXIÓN REFRACCIÓN DIFRACCIÓN INTERFERENCIAS

FENÓMENOS ONDULATORIOS

Los efectos de las ondas se analizan mediante una cubeta de ondas

REFLEXIÓN

Consiste en el cambio de dirección que experimenta un tren de ondas al chocar con una superficie lisa sin atravesarla.

El rayo incidente, el rayo reflejado y la normal están en un mismo plano.

El ángulo de incidencia y el ángulo de reflexión son iguales.

LEYES DE LA REFLEXIÓN

REFRACCIÓN

Cambio de velocidad que experimenta un tren de ondas cuando pasa de un medio a otro de distinta profundidad o densidad.

El rayo incidente, el rayo reflejado y la normal están en un mismo plano

Si un rayo pasa de un medio menos denso a otro más denso (velocidad menor) se acerca a la normal.

LEYES DE LA REFRACCIÓN II

DIFRACCIÓN I

Cuando al propagarse una onda se encuentra un obstáculo de bordes nítidos o una abertura, estos se convierten en centros emisores de nuevos frentes de ondas (ondas difractadas) Así, la onda bordea

obstáculos y pasa por agujeros pequeños

Posteriormente la onda incidente y la secundaria interfieren

DIFRACCIÓN II

Cuando el tamaño del orificio es aproximadamente igual a la longitud de la onda incidente la distorsión es mayor

DIFRACCIÓN III

Si un fenómeno físico sufre difracción es de naturaleza ondulatoria

INTERFERENCIA

Encuentro en un punto del espacio de dos o más movimientos ondulatorios que se propagan por el mismo medio.