TRANSMISIÓN DE LA ENERGÍA ENTRE DOS PUNTOS

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Eugenio Mendoza Martin
hace 7 años
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2 TRANSMISIÓN DE LA ENERGÍA ENTRE DOS PUNTOS Por desplazamiento de un cuerpo que posee energía Mediante ondas: se transmite la energía de una partícula que vibra Características del movimiento que propaga la energía (mov. ondulatorios) Movimientos ondulatorios concretos: la luz, el sonido

3 PERTURBACIONES Lanzar una piedra a un estanque Agitar una cuerda por un extremo Son perturbaciones que transportan cantidad de movimiento y energía, pero no materia Forma de transmisión de energía Perturbación transmitida MOVIMIENTO ONDULATORIO ONDA

4 MOVIMIENTO ONDULATORIO Movimientos en los que se propaga una perturbación sin que exista transporte de materia.

5 ONDA Una ONDA es toda perturbación que se propaga a través del medio, siendo la perturbación vibraciones de una partícula. Las ondas transportan energía de un lugar a otro

6 ONDA VIAJERA Y ESTACIONARIA Viajera: Si la perturbación alcanza a todos los puntos del medio (son las que estudiaremos) Estacionaria: propagación delimitada a una región específica

7 PROPAGACIÓN DE LA PERTURBACIÓN Sólo se transmite la energía de la partícula que origina el movimiento (CENTRO EMISOR) Las partículas no se desplazan, sino que vibran en su posición de equilibrio.

8 CONDICIONES DE PROPAGACIÓN Para que la perturbación se propague el medio ha de ser ELÁSTICO e INERTE A medida que la perturbación se propaga, se amortigua La amortiguación se debe al: - Grado de elasticidad del medio - Rozamiento viscoso entre las partículas

9 PULSO Es una perturbación individual que se propaga a través del medio Cada partícula está en reposo hasta que llega a ella el impulso sólo un punto del medio está en movimiento en un momento dado

10 TREN DE ONDAS Sucesión de pulsos Perturbación continua que se propaga Todas las partículas del medio están en movimiento Su producción requiere un suministro continuo de energía al centro emisor

11 TIPOS DE ONDAS C L A S I F I C A C I Ó N SEGÚN TIPO DE ENERGÍA QUE PROPAGAN RELACIÓN ENTRE DIRECCIÓN DE PROPAGACIÓN Y DE VIBRACIÓN NÚMERO DE DIRECCIONES DE PROPAGACIÓN -MECÁNICAS O MATERIALES - ELECTROMAGNÉTICAS -LONGITUDINALES O DE PRESIÓN - TRANSVERSALES - UNIDIRECCIONALES - BIDIMENSIONALES - TRIDIMENSIONALES

12 ONDAS SEGÚN EL TIPO DE ENERGÍA QUE PROPAGAN MECÁNICAS O MATERIALES - Se propaga energía mecánica - Necesitan un medio material de propagación - Ejemplos: onda sonora,ondas en la superficie del agua, ondas en muelles, en cuerdas ELECTROMAGNÉTICAS - Se propaga energía electromagnética - No necesitan un medio material para propagarse (propagación en el vacío) - Ejemplos: luz visible, rayos X, rayos infrarrojos, rayos ultravioleta

13 ONDAS SEGÚN RELACIÓN ENTRE DIRECCIÓN DE PROPAGACIÓN Y DE VIBRACIÓN LONGITUDINALES O DE PRESIÓN - La dirección de vibración de las partículas coincide con la dirección de propagación - Una onda es una sucesión de contracciones y dilataciones del medio - Ejemplos: onda sonora, ondas P TRANSVERSALES - La dirección de vibración de las partículas es perpendicular a la dirección de propagación - Una onda es una sucesión de crestas y valles - Ejemplos: onda luminosa, ondas S

14 EJEMPLOS DE ONDAS ONDA SONORA LONGITUDINALES ONDA EN UN MUELLE

15 EJEMPLOS DE ONDAS TRANSVERSALES

16 ONDAS SISMICAS TRANSVERSALES LONGITUDINALES

dirección BIDIMENSIONALES - La energía se propaga en 2

17 ONDAS SEGÚN EL NÚMERO DE DIMENSIONES DE PROPAGACIÓN UNIDIMENSIONALES - La energía se propaga en 1 dirección BIDIMENSIONALES - La energía se propaga en 2 dirección TRIDIMENSIONALES - La energía se propaga en 3 dirección

18 Características de una onda Crestas= C Punto de máximo desplazamiento eje positivo Valles= Punto de mínimo desplazamiento Eje negativo

19 MAGNITUDES DE UNA ONDA LONGITUD DE ONDA VELOCIDAD DE PROPAGACIÓN MAGNITUDES CARACTERÍSTICAS PERÍODO AMPLITUD FRECUENCIA

20 LONGITUD DE ONDA ( ) Distancia entre dos puntos consecutivos que se encuentran en el mismo estado de vibración Distancia que se ha propagado la onda en un período. / (Longitud de onda) (Velocidad propagación) (Período) (Frecuencia)

21 PERÍODO (T) Tiempo que tarda cada punto en recorrer una oscilación completa Tiempo que tarda una onda en reproducirse Amplitud (cm) Tiempo (s) Cada ciclo tarda dos segundos (T = 2s).

22 AMPLITUD Máxima distancia entre la posición de una partícula y el centro de la oscilación Sólo depende de la energía que propaga la onda

23 FRECUENCIA ( ) El número de vibraciones que realiza una partícula en la unidad de tiempo Número de veces que se reproduce la onda en la unidad de tiempo = 1/T expresado en s -1 o hertzio (Hz) A veces se utilizan los ciclos por segundo (cps) 1cps=1Hz Amplitud (cm) La onda completa un cilco cada 0.8 s, así que su periodo es de 0.8s. f Hz T 0.8s Tiempo (s)

24 Ejemplo: Determina el periodo de un onda si su frecuencia es de 20 khz. Solución: 1. Hacer un inventario de los datos dados y la desconocida. Dado: Fórmula básica: f = 20kHz T = 1 / f T =? 2. Substituir los valores dados con sus unidades. T = 1 / f = 1 / 20 khz T = 1 / 20,000 Hz = s = 50 x 10 6 = 50 ms 3. Debe asegurarse de expresar el resultado con las unidades de medidas correctas. En este ejemplo se expresó el resultado utilizando los prefijos del Sistema Internacional de medidas.

25 Sabías que Al sintonizar tu estación de radio favorita, lo haces por su frecuencia. Por ejemplo, una emisora FM que se encuentra en el 100.6, implica que la frecuencia de la onda que transmite es de MHz o sea 100, 600, 000 ciclos por segundo. Las emisoras FM transmiten ondas con frecuencias en los millones de ciclos por segundo, mientras que las estaciones AM transmiten ondas con frecuencias en los miles de ciclos por segundo.

26 VELOCIDAD DE PROPAGACIÓN (v) Relación existente entre la distancia que avanza una onda en un período y el tiempo que emplea para ello = /T, =., en el SI se mide m/s (Longitud de onda) (Velocidad propagación) (Período) (Frecuencia)

27 Ejemplo #1 Una onda de radio tiene una frecuencia de 5 X 10 7 Hz. Su longitud es de 8m Cuál es su rapidez? Cuál es su periodo?

28 Solución #1 A) f= 5 X 10 7 Hz v=? v= f l l = 8m v = (5 X 10 7 Hz)(8m) = 40 X 10 7 m/s v= 4 X 10 8 Hz B) T = 1/f 1/(5 X 10 7 Hz) = 2 X 10-8 seg

29 Ejemplo #2 Las señales de radio AM tienen frecuencias de 550kHz hasta 1600 khz y viajan a 3X10 8 m/s Cuál es el rango de largo de onda de esas señales? Las estaciones FM poseen frecuencias entre 88MHz y 108 MHz, viajan tambien a 3X10 8 m/s. Cuál es el rango de largo de onda para las estaciones FM?

30 Solución #2 F= 550 khz F=1600 khz v= 3X10 8 m/s V=f l --> l=v/f l= (3X10 8 m/s)/(550 X10 3 Hz) = 545.5m l= (3X10 8 m/s)/(1600 X10 3 Hz) = 187.5m =190 a 550 metros F= 88 MHz F=108 MHz v= 3X10 8 m/s V=f l --> l=v/f l= (3X10 8 m/s)/(88 X10 6 Hz) = 3.4m l= (3X10 8 m/s)/(108 X10 6 Hz) = 2.78m =2.8 a 3.4 metros

31 FENÓMENOS ONDULATORIOS Los efectos de las ondas se analizan mediante una cubeta de ondas FENÓMENOS ONDULATORIOS REFLEXIÓN REFRACCIÓN DIFRACCIÓN INTERFERENCIAS

32 REFLEXIÓN Consiste en el cambio de dirección que experimenta un tren de ondas al chocar con una superficie lisa sin atravesarla.

33 LEYES DE LA REFLEXIÓN El rayo incidente, el rayo reflejado y la normal están en un mismo plano. El ángulo de incidencia y el ángulo de reflexión son iguales. La onda incidente y la reflejada se propagan con la misma velocidad, ya que lo hacen en el mismo medio.

34 REFRACCIÓN Cambio de velocidad que experimenta un tren de ondas cuando pasa de un medio a otro de distinta profundidad o densidad.

35 LEYES DE LA REFRACCIÓN I El rayo incidente, el rayo reflejado y la normal están en un mismo plano

36 LEYES DE LA REFRACCIÓN II Si un rayo pasa de un medio menos denso a otro más denso (velocidad menor) se acerca a la normal. Si un rayo pasa de un medio más denso a otro menos denso, el rayo se aleja de la normal.

$frentes de ondas (ondas difractadas) Así, la onda bordea obstáculos y pasa por agujeros pequeños Posteriormente la onda incidente y la secundaria$

37 DIFRACCIÓN I Cuando al propagarse una onda se encuentra un obstáculo de bordes nítidos o una abertura, estos se convierten en centros emisores de nuevos frentes de ondas (ondas difractadas) Así, la onda bordea obstáculos y pasa por agujeros pequeños Posteriormente la onda incidente y la secundaria interfieren

38 DIFRACCIÓN II Cuando el tamaño del orificio es aproximadamente igual a la longitud de la onda incidente la distorsión es mayor

39 DIFRACCIÓN II

40 DIFRACCIÓN III Si un fenómeno físico sufre difracción es de naturaleza ondulatoria

41 INTERFERENCIA Encuentro en un punto del espacio de dos o más movimientos ondulatorios que se propagan por el mismo medio.

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