Movimiento Ondulatorio (Ondas)

Movimiento Ondulatorio

El movimiento ondulatorio se mide por la frecuencia, es decir, por el número de ciclos u oscilaciones que tiene por segundo. La unidad de frecuencia es el hertz (Hz), que equivale a un ciclo por segundo.


Una onda es una perturbación que avanza o que se propaga en un medio material o incluso en el vacío. A pesar de la naturaleza diversa de las perturbaciones que pueden originarlas, todas las ondas tienen un comportamiento semejante. 

El sonido es un tipo de onda que se propaga únicamente en presencia de un medio que haga de soporte de la perturbación.


Algunas clases de ondas precisan para propagarse de la existencia de un medio material que haga el papel de soporte de la perturbación; se denominan genéricamente ondas mecánicas. 

El sonido, las ondas que se forman en la superficie del agua, las ondas en cuerdas, son algunos ejemplos de ondas mecánicas y corresponden a compresiones, deformaciones y, en general, a perturbaciones del medio que se propagan a través suyo. Sin embargo, existen ondas que pueden propasarse aun en ausencia de medio material, es decir, en el vacío. Son las ondas electromagnéticas o campos electromagnéticos viajeros; a esta segunda categoría pertenecen las ondas luminosas.


independientemente de esta diferenciación, existen ciertas características que son comunes a todas las ondas, cualquiera que sea su naturaleza, y que en conjunto definen el llamado comportamiento ondulatorio, El tipo de movimiento característico de las ondas se denomina movimiento ondulatorio. 

Su propiedad esencial es que no implica un transporte de materia de un punto a otro. Las partículas constituyentes del medio se desplazan relativamente poco respecto de su posición de equilibrio. Lo que avanza y progresa no son ellas, sino la perturbación que transmiten unas a otras. El movimiento ondulatorio supone únicamente un transporte de energía y de cantidad de movimiento.

Junto a una primera clasificación de las ondas en mecánicas y electromagnéticas, es posible distinguir diferentes tipos de ondas atendiendo a criterios distintos. En relación con su ámbito de propagación las ondas pueden clasificarse en:


Longitudinales: El movimiento local del medio alcanzado por la perturbación se efectúa en la dirección de avance de la onda. Un muelle que se comprime da lugar a una onda longitudinal.


Transversales: La perturbación del medio se lleva a cabo en dirección perpendicular a la de propagación. En las ondas producidas en la superficie del agua las partículas vibran de arriba a abajo y viceversa, mientras que el movimiento ondulatorio progresa en el plano perpendicular. Lo mismo sucede en el caso de una cuerda; cada punto vibra en vertical, pero la perturbación avanza según la dirección de la línea horizontal. Ambas son ondas transversales.

Informacion

 Conceptos Básicos

Desde la antigüedad se hicieron estudios sobre las formas en que se presentaba el movimiento, Aristóteles lo dividió en dos tipos: el ‘Natural‘(cuando cae un objeto) y el ‘Forzado‘(cuando empujamos o arrojamos un objeto). Se Pensaba que los objetos mas pesados caían más aprisa que los más ligeros, y fue hasta el siglo XVll que Galileo Galilei demostró con mediciones como es que realmente caen y se mueven los objetos bajo la acción de una fuerza.

Isaac Newton, realizo un estudio mas detallado del movimiento observado las causas que lo originan en su tratadoPrincipios de la mecánica. Para describir claramente el moviniento de los objetos, los consideraremos como partículas, como un cuerpo de dimensión muy pequeña en la que se concentrabas toda su masa.


 El movimiento de un objeto es el cambio de posicion respecto a un punto de origen o referencia en determinado tiempo

La trayectoria es la curva descrita por el movimiento de un móvil Según la trayectoria que sigs un objeto al moverse, se tienen movimientos rectilineos y curvilíneos.

 La distancia es la longitud del cambio recorrido por un objeto y que puede cambiar la dirección o sentido. La distancia puede ser medida en centímetros, metros, kilómetros, etc.

Desplazamiento es el cambio de posición representado por un vector que se traza desde el punto de inicio hasta el punto final.

El desplazamiento se expresa en las mismas unidades que la distancia pero, además, debe anotarse

su direccion y sentido. Es común confundir estos dos últimos conceptos ya que en algunos casos, cuando se realizan los cambios de posicíon sobre una línea recta de referencia y en el mismo sentido, tiene la magnitud.

 La Rapidez es una cantidad escalar &  esta dada por la trayectoria recorrida en un tiempo determinado:

                Trayectoria recorrida

Rapidez = ---------------------------

                         tiempo

  La Rapidez media es la distancia total recorrida por el objeto, entre el tiempo total empleado para recorrerla

                              Distancia total recorrida

Rapidez media = ----------------------------------
                             Tiempo total empleado


 La velocidad es una cantidad vectorial dada por el desplazamiento de un cuerpo por unidad de tiempo:

                     Desplazamiento

Velocidad = ---------------------

                         Tiempo

  La velocidad media es el desplazamiento total de un objeto dividido por el tiempo total empleado:

                                 Desplazamiento total de todos los intervalos de tiempo

Velocidad media = ------------------------------------------------------------------------

                                                                  Tiempo total


LA aceleración es el cambio de velocidad por unidad de tiempo representada por la formula:

                          Cambio de velocidad

Aceleración = -----------------------------

                           Intervalo de tiempo




Sistemas de referencia absoluto y relativo

Para conocer si un objeto se encuentra en reposo o en algun tipo de movimiento, determinamos si cambia de posición respecto a un punto de referencis llamado también origen de coordenadas, que puede ser absoluto si ese punto de referencia no se mueve, o relativo si también se encuentra en movimiento respecto a otros sistemas de referencia.

·Sistema de referencia Relativo es el sistema de coordenadas que empleamos para realizar nuestras mediciones sobre un punto determinado que puede estar en movimiento.

 Sistema de referencia Absoluto es el sistema de coordenadas que empleamos al realizar nuestras mediciones sobre un punto fijo determinado. Cuando se estudia un objeto que cambia de posicion respecto a un origen en un tiempo determinado, pero lo hace no sólo en una línea recta sino en un plano, se puederepresentar en dos ejes al mismo tiempo.

1. Movimiento rectilíneo uniforme

Se presenta cuando los objetos que se mueven en un tramo recto determinado alcanzan una aceleración de cero; es decir, mantienen una velocidad constante en la que recorren distancias iguales en tiempos iguales. Algunos problemas en los que el movimiento tiene ciertos cambios de velocidad se pueden resolver con la velocidad promedio, si la aceleración es cero. En otros movimientos se pueden representar varios tramos, cada uno con una velocidad constante que se resuelven de forma individual

La formula que utilizaremos en este tipo de problemas es donde vm es la magnitud de la velocidad o rapidez media


Movimiento rectilíneo uniformemente acelerado.

Este tipo de movimiento se presenta un cambio uniforme en la velocidad del móvil. Es decir, tiene una aceleración que como cantidad vectorial es positiva cuando la velocidad aumenta en la dirección y sentido del movimiento, o negativa cuando el objeto disminuye su velocidad. En los problemas siguientes utilizaremos la formula de aceleración constante:

         Vf - Vi

a = --------     siendo

             t

a = aceleración

Vi = velocidad inicial

Vf = velocidad final

t =tiempo en que se lleva acabo el cambio de velocidad




Caída libre y tiro vertical

En este tipo de movimiento es común cuando los objetos se lanzan de forma vertical hacia arriba o abajo y se le llama de caída libre.Fue Galileo Galilei quien dedujo que todos los objetos caen con la misma medición hacia el centro de la Tierra, sin importar su masa en condiciones de vacio.

*Galileo Galilei utilizo un reloj de agua para hacer sus mediciones de caída libre y como los tiempos decaída eran muy cortos, realizo los cálculos de la gravedad rodando diversas pelotas en un plano inclinado.

La aceleración de la gravedad terrestre esta dirigida hacia el centro del planeta, por lo que de forma vectorial se expresa con un valor negativo en el eje “Y”. El tiro vertical y la caída libre son básicamente similares y, a diferencia del punto anterior donde analizamos el movimiento horizontal, consideraremos que esta unidad que la  aceleración vertical no cambiara para cada planeta.

MOVIMIENTOS EN DOS

DIMENSIONES  

El movimiento en dos dimensiones lo representamos en un plano horizontal o inclinado por ejemplo, cuando un móvil no solo se mueve en un eje de referencia sino que lo realiza en dos le llamamos movimiento en dos dimensiones.

Tiros parabólicos horizontales y oblicuos

EL tiro parabólico también es conocido como movimiento de proyectiles en el que los objetos solo son acelerados por la gravedad. Consideraremos el desplazamiento en un plano vertical, con un movimiento vertical afectado por la gravedad y otro horizontal con velocidad constante y otro vertical.

Entre los movimientos parabólicos se encuentran el horizontal, el cual se presenta cuando un objeto es lanzado con un ángulo de 90° respecto al eje de la aceleración gravitatoria, que mide 0° respecto a la horizontal, y el oblicuo, que se presenta cuando el objeto es lanzado con un ángulo diferente de 0, 90 o 180 respecto a la horizontal.


Movimiento circular uniforme y uniformemente acelerado

Estos tipos de movimiento los podemos percibir al girar las ruedas de un coche, triciclo o patineta, en una rueda de la fortuna, en el movimiento de ,las aspas de un ventilador o una licuadora, un coche al tomar una curva etc.                                                                                     En estos tipos de movimientos se representa un cambio angular en la posición del objeto que gira referido a uncirculo.

En los movimiento circulares se tiene algunas medidas importantes como es la frecuencia del movimiento representado con la letra “f".



 La frecuencia son los ciclos o vueltas que realiza un móvil en un tiempo determinado

El periodo se representa con la letra “T” y se mide en s (segundos)


 El periodo es el tiempo necesario para completas un ciclo

Los dos conceptos anteriores se relacionan entre si de forma inversa, mediante la formula:

                                 1

                          T = ---

                                 f

En un movimiento circulas uniforme, el móvil recorre arcos iguales en tiempos iguales, lo que se conoce como velocidad angular que se mide en el sistema internacional rad/s, representada por la letra C.