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Propagación de ondas: Tipos, velocidad y magnitudes

Propagación de ondas: Tipos, velocidad y magnitudes

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Docente: Pablo

Resumen

Propagación de ondas: Tipos, velocidad y magnitudes

Velocidad de propagación

Es la velocidad a la que se desplaza la perturbación en el medio.


tipo de onda y medio

fórmula

magnitudes

Ondas transversales en una cuerda
v=Tμv=\sqrt{\cfrac{T}{\mu}}​​
TT​: tensión
μ\mu​: masa por unidad de longitud
Ondas longitudinales en un muelle
v=Lkmv=L\sqrt{\cfrac{k}{m}}​​
LL​: longitud
kk​: constante elástica
mm​: masa
Ondas longitudinales en un sólido
v=Yρv=\sqrt{\cfrac{Y}{\rho}}​​
YY​: módulo de Young
ρ\rho​: densidad del medio
Sonido en un gas
v=γRTMv=\sqrt{\cfrac{\gamma RT}{M}}​​
γ\gamma​: coeficiente adiabático
MM​: masa molar del gas
TT​: temperatura
Ondas electromagnéticas
c=1μεc=\cfrac{1}{\sqrt{\mu \varepsilon}}​​
μ\mu​: permeabilidad magnética
ε\varepsilon​: constante dieléctrica


Ejemplo

¿A qué velocidad viaja el sonido por el aire a 20 ºC20\ ºC​?

Datos
Planteamiento
γ=1,4\gamma=1,4​​
T=293,15 KT=293,15\ K​​
R=8,314 kg m2/(molKs2)R=8,314\ kg\ m^2/(mol K s^2)​​
M=0,029 kg/molM=0,029\ kg/mol​​
v=γRTM=1,48,314 kgm2/(molKs2)293,15 K0,029 kg/mol=v=\sqrt{\cfrac{\gamma RT}{M}}=\sqrt{\cfrac{1,4\cdot 8,314\ kg\cdot m^2/(mol\cdot K\cdot s^2)\cdot 293,15\ K }{0,029\ kg/mol}}=​​
v=343,02 m/sv=343,02\ m/s​​


Solución:

La velocidad del sonido en esas condiciones es 343,02 m/s.\underline{\text{La velocidad del sonido en esas condiciones es 343,02\ m/s}.}​​



Magnitudes de las ondas

Las ondas tienen magnitudes propias que no tienen los sistemas materiales:

  • Longitud de onda (λ\lambda): es la distancia entre dos puntos en el mismo estado.
Física y Química; Movimiento ondulatorio; 2. Bachillerato; Propagación de ondas: Tipos, velocidad y magnitudes
  • Período (TT​): es el tiempo que transcurre entre dos estados idénticos y consecutivos, es decir, un ciclo completo.
  • Frecuencia (ν\nu​): es la inversa del período, el número de ciclos por unidad de tiempo. Se mide en hercios (HzHz​).

ν=1T\nu=\cfrac{1}{T}​​

  • Amplitud (AA​): es la máxima distancia medida desde el equilibrio.
Física y Química; Movimiento ondulatorio; 2. Bachillerato; Propagación de ondas: Tipos, velocidad y magnitudes
  • Velocidad de propagación (v)(v): el cociente entre la longitud de onda y el período.

v=λTv=\cfrac{\lambda}{T}​​

  • Número de onda (kk): el número de λ\lambda​ que hay en una distancia de 2π2\pi​, medido en m1m^{-1}​.

k=2πTk=\cfrac{2\pi}{T}​​

  • Fase de onda (φ\varphi): el ángulo que indica el estado de perturbación de los puntos de una onda. Las ondas pueden estar en fase o en oposición de fase.




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Preguntas frecuentes

¿Cuál es la diferencia entre la longitud de onda y el período?

¿Cómo se calcula la velocidad de una onda?

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