¿Qué es una ola?
Una onda es una vibración en el espacio y el tiempo que continúa en un patrón repetitivo. Las ondas transfieren energía de un lugar a otro. Los ejemplos incluyen ondas de agua, ondas de sonido, ondas de luz y ondas sísmicas. Usted mismo puede hacer una ola moviendo un slinky hacia adelante y hacia atrás.
Cualquier vibración oscilante es una onda. Nos demos cuenta o no, estamos rodeados de olas todos los días, lo que hace que comprenderlas sea muy importante. En la lección de hoy exploraremos los componentes y parámetros de las ondas. También hablaremos de los distintos tipos de ondas que existen en el mundo y cómo las clasificamos.
Componentes y parámetros de ondas
Las ondas tienen varias características o componentes identificables. También tienen varios parámetros que puede medir. Repasemos algunos de los más importantes. Primero, eche un vistazo a esta imagen de una ola:
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Olas como esta tienen picos y valles. El pico es como la cima de la colina, mientras que la depresión es como la base de la colina. Las ondas también tienen amplitudes , que es una medida de la altura de una onda por encima de la línea central, también conocida como posición de reposo .
La última característica identificable de una onda es su longitud de onda , o la longitud de la onda de izquierda a derecha. Se calcula midiendo de un pico al siguiente pico, de un valle al siguiente valle, así como desde cualquier punto hasta que haya finalizado un ciclo completo. La longitud de onda es una distancia, por lo que se mide en metros. Sin embargo, tenga cuidado: solo puede marcar la longitud de onda en un diagrama si el gráfico tiene un eje xy un eje y, que transmite una imagen de una onda en un instante en el tiempo.
¿Qué es el Movimiento Oscilatorio y Ondas Mecánicas en Física?
Cuando etiqueta las características de una onda, obtiene un diagrama como este:
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También hay otros parámetros de ondas que podemos medir. Por ejemplo, podemos medir el período de tiempo, la frecuencia y la velocidad de la onda. Para hacer esto, necesitamos graficar la relación entre la posición y el tiempo, como se muestra a continuación:
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En este caso, estamos viendo cómo se mueve una ola en una dimensión particular durante un período de tiempo. Ahora, lo que antes se mostraba como longitud de onda es ahora el período de tiempo , o el tiempo que tarda en pasar una onda completa. Una vez que conocemos el período de tiempo de una onda, podemos calcular su frecuencia.
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La frecuencia es el número de ondas que pasan por segundo, medido en hercios. Puede calcularlo encontrando el recíproco del período de tiempo. Por ejemplo, si el período de tiempo es de 0,5 segundos, sabes que pasan dos ondas por segundo: 0,5 + 0,5 = 1 segundo. Para verificar su respuesta, calcule el recíproco de 0.5: 1 / 0.5 = 2 hertz.
Por último, podemos calcular la velocidad de la onda , que es la longitud de onda dividida por el período de tiempo, y mide qué tan rápido se mueve la onda a través del espacio:
Lección sobre ondas transversales
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Tipos de ondas
Ahora que hemos descubierto todos los componentes y parámetros, veamos los diferentes tipos de ondas. Podemos clasificar las ondas de diferentes formas:
- Medio frente a ningún medio
- Transversal vs longitudinal
- Viajar frente a ondas estacionarias.
Sin embargo, la mayoría de las olas necesitan un medio o material para viajar. Por ejemplo, las ondas de sonido necesitan aire, mientras que las ondas de agua necesitan agua. Sin embargo, hay algunas excepciones: ondas electromagnéticas como la luz, ultravioleta, infrarroja, radio y otras ondas. Ondas como estas pueden viajar a través del vacío del espacio y no necesitan un medio.
Algunas ondas son transversales y otras longitudinales. Una onda transversal es aquella que vibra a 90 grados en la dirección del movimiento, creando la forma de onda tradicional que hemos visto en nuestros diagramas anteriores. En comparación, una onda longitudinal vibra paralela a la dirección del movimiento, creando áreas con alta densidad de partículas y áreas con baja densidad de partículas. Esto es como tomar un slinky y, en lugar de moverlo de lado a lado, enviar un pulso a través de él. Pruébelo si no está seguro.
En una onda longitudinal, el pico se llama compresión , mientras que el valle se llama rarefacción . Un ejemplo de onda longitudinal es el sonido; ejemplos de ondas transversales incluyen ondas de luz y agua.
Por último, tenemos ondas viajeras y estacionarias. Una onda viajera se mueve de un lugar a otro, como una onda de agua. Una onda estacionaria ocurre cuando dos ondas viajeras se cruzan, creando un patrón de rebote hacia arriba y hacia abajo, como este:
Escribir ecuaciones y fórmulas: Componentes, métodos y ejemplos
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Aquí, parece que la ola permanece en su lugar, en lugar de moverse hacia la izquierda o hacia la derecha.
Resumen de la lección
Una onda es una vibración en el espacio y el tiempo que continúa en un patrón repetitivo. Las ondas transfieren energía de un lugar a otro. Las olas tienen picos y valles . También tienen amplitudes , o una medida de la altura de la onda por encima de la posición de reposo , y longitudes de onda , o una medida de una onda de izquierda a derecha, de pico a pico o de valle a valle.
Las ondas también tienen períodos de tiempo, frecuencias y velocidades de onda. La medición de pico a pico o de valle a valle en un gráfico de posición-tiempo le da el período de tiempo , que es el tiempo que tarda una onda completa en pasar. La frecuencia es el número de ondas que pasan por segundo, calculado encontrando el recíproco del período de tiempo. La velocidad de la onda es la longitud de onda dividida por el período de tiempo.
Hay algunas ondas diferentes de clasificación de ondas: medianas frente a no medianas, transversales frente a longitudinales y viajeras frente a ondas estacionarias. Las ondas electromagnéticas no necesitan un medio, pero otros tipos de ondas sí. Las ondas transversales , como las ondas de luz o de agua, vibran a 90 grados en la dirección del movimiento. Las ondas longitudinales , como el sonido, vibran paralelas a la dirección del movimiento y tienen un pico llamado compresión y un valle llamado rarefacción . Las ondas viajeras se mueven de un lugar a otro, mientras que las ondas estacionarias al menos parecen rebotar hacia arriba y hacia abajo.
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