Bolilla 6. Movimiento Ondulatorio

Transcripción

1 Bolilla 6 Movimiento Ondulatorio

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3 Ondas periódicas (sinusoidales o armónicas) Las ondas periódicas sinusoidales o armónicas se generan en el caso de una perturbación (fuente) continua y oscilatoria con Movimiento Armónico Simple (MAS). Onda Transversal Periódica Onda Longitudinal Periódica

4 Interferencia de Ondas Qué sucede si dos o mas pulsos/ondas se encuentran en un misma región del espacio al mismo tiempo? La interferencia es un fenómeno en el que dos o más ondas se superponen para formar una onda resultante de mayor, menor o igual amplitud. Frentes de Onda

5 Tipos de Interferencias Interferencia Destructiva Interferencia Constructiva 5

6 Principio de Superposición La ecuación de la onda resultante es la suma algebraica de las funciones de las ondas que se están superponiendo. (Principio de superposición). Ejemplo: interferencia de ondas de iguales En Fase Interf. Constructiva Desfasadas en λ/2 Interf. Destructiva Desfasadas Interferencia

7 Reflexión de una Onda Cuando una onda golpea un obstáculo, o llega al final del medio en el que viaja, la onda se refleja. Ejemplos: - Reflexión de la luz (Espejo) - Reflexión del sonido (Eco)

8 Ondas Estacionarias Las ondas estacionarias resultan de los fenómenos de interferencia y reflexión de ondas. Una onda estacionaria se forma por la interferencia de dos ondas de la misma naturaleza con igual amplitud, longitud de onda (o frecuencia) que avanzan en sentido opuesto a través de un medio. Se llaman estacionarias porque no parecen estar viajando. Es decir, los nodos y los antinodos permanecen fijos sin desplazarse.

9 Requisitos de Ondas Estacionarias Habiendo definido la definición de nodos y antinodos, podemos concluir que los extremos fijos del medio de propagación (cuerda) corresponden a antinodos. Cuál sería la onda estacionaria más simple?

10 La ecuación para λ resulta: Ondas Estacionarias

11 Ondas Estacionarias Dado que la cuerda está en reposo en los nodos, no fluye energía por esos puntos. En consecuencia, la energía no se transmite sobre la cuerda, sino que se queda en su lugar en la cuerda. Este tipo de oscilaciones sucede cuando la frecuencia de agitación coincide con una frecuencia propia (o de resonancia) del sistema. Una cuerda con tensión fija (velocidad fija), tiene muchas frecuencias propias, al conjunto se le llama modos de vibración (o resonancia). En el caso de la cuerda, estas frecuencias quedan determinadas por la Longitud, Masa y Tensión de la cuerda.

12 Ejemplo Clásico: Ondas transversales: ondas en cuerdas. Ondas longitudinales: ondas sonoras en el aire.

13 Sonido El término sonido se refiere a la sensación física que estimula nuestros oídos, es decir, ondas longitudinales. Por qué el sonido (ondas sonoras) es importante en nuestras vidas? Ejemplos: -Nos comunicamos a través del sonido (voz). -Podemos crear y escuchar música. -El sonar permite detectar la profundidad y obstáculos en el océano. -En algunos diagnósticos médicos. -Algunos animales se comunican a través del sonido. (murciélagos y ballenas por ejemplo). -Los murciélagos lo usan como sonar para guiarse en su vuelo.

14 Intensidad y Tono Dos aspectos de cualquier sonido son inmediatamente evidentes ante quien escucha: la intensidad y el tono, I ( P) 2 c 2 sonido.

15 Velocidad del Sonido La velocidad de las ondas sonoras viene dada por: Material Aire Dióxido de carbono (0º C) Hidrógeno (0º C) 8.99x Alcohol etílico Bencina Agua pura donde B es el Factor de Compresibilidad (N/m 2 ) y ρ es la densidad del medio. Aluminio Cobre Vidrio Hierro Roble Sangre (37 ºC) Tejido corporal promedio (37 ºC)

16 Generación de la Voz Cavidad Nasal Las cuerdas vocales producen las vibraciones del aire que expiramos cuando hablamos. Paladar rígido Lengua Epiglots Epiglots cerrando la laringe Laringe Tráquea Paladar blando Faringe Cuerdas vocales Esófago La garganta, la cavidad bucal y nasal actúan como estructuras amplificadoras. Hay dos hechos importantes: 1- La tensión de las cuerdas (vocales) se puede variar (permite variar las frecuencias). 2- La cavidad bucal puede cambiar de forma y de dimensión.

17 El Oído Estribo (pegado a la ventana oval) Yunque Martillo Canales semicirculares Nervio vestibular En el oído externo, el tímpano detecta el sonido, que lo trasmite al oído medio. Canal Auditivo externo Tímpano Cavidad Timpánica Ventana redonda Nervio auditivo Coclea (caracol) Trompa de Eustaquio Las vibraciones llegan al martillo, yunque y estribo del oído medio y son trasmitidas al oído interno. En el oído interno esta el canal coclear que está lleno de fluido. Aquí, mediante complejos mecanismos a través de finísimos nervios, los impulsos nerviosos de distintas frecuencias llegan al cerebro.

18 Respuesta del Oído

19 Problemas Guía 6