4.1. Què és una ona? 4.2. Tipus d ones Magnituds característiques de les ones Ones estacionàries

Transcripción

1 Tema 4. Les ones

2 ÍNDEX 4.1. Què és una ona? 4.2. Tipus d ones 4.3. Magnituds característiques de les ones 4.4. Ones estacionàries

3 Què és una ona? D1 Una ona és una pertorbació que es propaga de veí a veí, sense transport de matèria, però amb transport de matèria. ONA TRANSPORTA ENERGIA La pertorbació produïda en un extrem de la corda es propaga per cada punt de la corda. Cada punt de la corda es queda en el mateix lloc (NO HI HA TRANSPORT DE MATÈRIA), el que avança i es propaga és la PERTORBACIÓ o ONA.

4 Cada fotografia mostra com l ona o pertorbació es propaga a través de la corda. D2

5 Les ones en la superfície de l aiga, una ona sonora (so) o una ona sísmica són exemples d ones en 2 o 3 dimensions. D3

6 D Tipus d ones Les ones es poden classificar: segons el medi Mecàniques Electromagnètiques Unidimensionals segons la dimensió Bidimensionals Tridimensionals segons la direcció Longitudinals Transversals

7 D5 Tipus d ones segons el medi Mecàniques Són les ones que necessiten un medi per propagar-se. Electromagnètiques Són les ones que NO necessiten un medi per propagar-se. Exemples: - Les ones produïdes en una corda (es propaguen a través de la corda) - Les ones produïdes en un llac quan llancem una pedra. (es propaguen a través de l aigua). Exemples: - La llum visible es propaga en forma d ones i no necessita cap medi ja que es propaga del Sol cap a la Terra a través de l espai.

8 D6 Tipus d ones segons la dimensió de propagació Unidimensionals Són les ones que es propaguen en una direcció. Exemples: - Les ones que es produeixen en una corda (es propaguen en la direcció horitzontal) Bidimensionals Són les ones que es propaguen en un pla. Exemples: - Les ones que es produeixen en un estanc quan llancem una pedra. Tridimensionals Són les ones que es propaguen per l espai, és a dir, en tres dimensions. Exemples: - El so o ona sonora (quan parlem en una habitació el so es pot escoltar en qualsevol punt de l habitació) - La llum visible

9 D7 Tipus d ones segons la direcció de propagació Longitudinals Transversals Les partícules del medi oscil len o vibren en la mateixa direcció que la de propagació de l ona. Les partícules del medi oscil len o vibren de forma perpendicular a la de propagació de l ona. Exemple: - El so - El exemple de la figura Exemple: - La llum - El exemple de la figura

10 D8 Exercici 1. Indica dos exemple d ones mecàniques i dos exemples d ones electromagnètiques. Exercici 2. Quins tipus d ones són les ones del mar? Raona la teva resposta. Exercici 3. Es poden propagar les ones electromagnètiques per un medi que no sigui el buit? Raona la teva resposta. Exercici 4. Quina diferència hi ha entre una ona produïda en una corda i el so?

11 D Magnituds característiques de les ones: elongació amplitud Longitud d ona període freqüència Velocitat d ona REPRESENTACIÓ DE L ONA EN UN INSTANT DE TEMPS: direcció de propagació de l'ona eix y (l'estat de vibració, en m) eix x (cadascun dels punts de la corda)

12 elongació amplitud Longitud d ona D10 REPRESENTACIÓ d una ONA EN UNA CORDA EN UN INSTANT DE TEMPS direcció de propagació de l'ona eix y (elongació o estat de vibració, en m) 14 7 Longitud d'ona Amplitud posició d'equilibri eix x (cadascun dels punts de la corda) Elongació (y) Estat de vibració d un punt de l ona. Ex. El punt de la corda x = 20 m es troba en l estat de vibració y = 0 m. El punt de la corda x = 12,5 m es troba vibrant en y = 7 m. Amplitud, A Estat màxim de vibració d un punt de l ona. Ex. L ona té una amplitud de A = 14 m. Longitud d ona (λ) Distància entre dos punts d ona que es troben en el mateix estat de vibració. Ex. La longitud d onaλ= 20 m

13 D11 Exercici 5. Simulació de la pàgina web: 1.htm MESURANT AMPLITUDS El costat del quadre val 0,5 m

14 D12 Exercici 6. Simulació de la pàgina web: 1.htm MESURANT LONGITUDS D ONA 6,96 m 6,96 m

15 D13 Exercici 7. Observa les ones següents: a) Quina té una longitud d ona més gran? b) Quina té una amplitud més elevada? c) Quina és la relació entre les amplituds de les ones A i B? d) Quina és la relació entre les longituds d ona?

16 període freqüència D14 Període, T El temps que triga un punt de l ona en fer una oscil lació completa (pujadabaixada-pujada). També es defineix com el temps que triga l ona en recorre una distància equivalent a la seva longitud d ona. T = 1,2 s

17 D15 eix y (elongació o estat de vibració, en m) posició d'equilibri Ens fixem en un punt de l'ona i veiem com vibra amb el temps Exercici 10. Observa les ones següents: Període (temps que triga el punt de l'ona en fer una oscil lació completa) Amplitud t (en s) T = 20 s (el punt triga 20 s en fer una oscil lació completa) Quina té un període més llarg?

18 període freqüència D16 freqüència, f El nombre d oscil lacions completes que fa un punt de l ona en 1 segon. La seva unitat en el SI és s -1 o Hz (Hertzs) Ex. Si un punt de la corda fa en 1 segon 4 oscil lacions completes, la f = 4 Hz. f = 1 T T = f 1 Ex. Si el període d una ona val T = 1,2 s. Quan val la seva freqüència? f = 1 1,2 s = 0,83 Hz (en 1 s fa 0,83 oscil lacions, no arriba ni a fer una oscil lació completa)

19 D17 Exercici 11. Calcula el període i la freqüència de l ona representada: y (elongació o estat de vibració, en m) T = 4 s posició d'equilibri t (en s) El període val T = 4 s f = 1 4 s = 0,25 Hz