¡Estudiemos las ONDAS en física!

¡Estudiemos las ONDAS en física!

13 julio, 2018 0 By Ensambledeideas

¿Qué es una onda?

En este artículo de Ensamble de Ideas, estudiaremos las ondas en física. Como sabemos, una onda es una perturbación del espacio. En toda onda, podemos hallar diferentes características que las diferencian: valles, crestas, longitudes de onda, frecuencia, período y amplitud.

Modelos de Ondas.
Modelo de una onda en física.

Para entender correctamente qué es una onda, debemos entonces analizar cada uno de sus componentes (expuestas en color violeta en el párrafo anterior). Para ello, requerimos definir, primero, el concepto de ciclo. En física, un ciclo es cada patrón repetitivo de una onda. Es el recorrido, que consiste en ir desde una posición extrema a la otra y volver a la primera, pasando dos veces por la posición central.

Sabiendo eso, analicemos una por una las características mencionadas al principio:

El valle de una onda

¿Qué es un valle en física?

En física, un valle es la posición más baja de una onda. Es contrario a la cresta, que es la posición más alta de una onda.

La cresta de una onda

¿Qué es una cresta en física?

En física, una cresta es la posición más alta de una onda. Es el punto de máxima amplitud o máxima elongación de una onda. Es contraria a un valle, que es la posición más baja de una onda.

La longitud de onda

¿Qué es la longitud de onda en física?

En física, la longitud de onda (denotada usualmente con la letra griega λ), es la distancia entre puntos idénticos sucesivos de una onda, como la distancia entre un valle y el valle siguiente o la distancia entre una cresta y la cresta siguiente.

La unidad de la longitud de onda, al ser justamente una distancia, es el metro (con sus múltiplos y submúltiplos). Matemáticamente, se define la longitud de onda como λ=v/f , donde v es la velocidad de la onda y es la frecuencia. Dado que f=1/T , siendo T el período de la onda, se puede definir también a λ como λ=v⋅T

El período de una onda

¿Qué es el período de una onda en física?

En física, un período es el tiempo que tarda una onda en completar un ciclo. Matemáticamente, el período se define como: \(T=1/f\) donde \(T \) es el período y \( f \) es la frecuencia de la onda. La unidad del período en el Sistema Internacional es el segundo.

La frecuencia de una onda

¿Qué es la frecuencia en física?

En física, la frecuencia de una onda es el número de ciclos que completa la onda en un intervalo de tiempo. Si este intervalo de tiempo es un segundo, la unidad de frecuencia es el Hertz (Hz).

Matemáticamente, la frecuencia está relacionada con el período según: \( f=1/T \) donde \( T \) es el período y \( f \) es la frecuencia de la onda.

La amplitud una onda

¿Qué es la amplitud de onda en física?

En física, la amplitud de una onda es la medida de la magnitud de la máxima perturbación del medio producida por la onda.

Es hora de analizar las ondas con un poco más de atención. Por ello, es importante que sepamos cómo clasificarlas de acuerdo a sus características.

La clasificación de las ondas en la física.

Se puede clasificarlas según el sentido de la oscilación y la necesidad de un medio para propagarse:

SEGÚN EL SENTIDO DE LA OSCILACIÓN

Aquí encontramos dos tipos diferente de ondas:

  • Las ondas longitudinales: Si las partículas que oscilan lo hacen en la misma dirección en la cual se transmite la onda.
  • Las ondas transversales: Si las partículas que oscilan lo hacen en forma perpendicular a la dirección en que se desplaza la onda. Ejemplos de éstas son las ondas causadas por un corcho que se arroja en un estanque: las partículas del agua comienzan a oscilar alrededor de su posición de equilibrio y transmiten la perturbación a las partículas vecinas, que comienzan a oscilar. La onda, por su parte, adopta un movimiento perpendicular al de las partículas del agua.

SEGÚN LA NECESIDAD DE UN MEDIO PARA PROPAGARSE

No todas las ondas pueden transmitirse en los diferentes medios, tales como un sólido, un fluido o, incluso, el vacío. De esta forma, clasificamos las ondas en:

  • Ondas mecánicas: tal como las ondas sonoras, este tipo de ondas necesitan sí o sí de un medio en el cual transmitirse, ya sea sólido o un fluido, como el líquido o el gas. Esto explica por qué, en el espacio, el sonido no se escucha (pues no hay un medio material que lo transmita). ¡Oh, Star Wars, nos has mentido todo este tiempo!
  • Ondas electromagnéticas: tal como la luz, este tipo de ondas no necesita obligatoriamente de algún medio para transmitirse. Puede hacerlo tanto en el vacío, como en un líquido, sólido o en un gas. Te recomendamos leer el artículo sobre las diferentes ondas electromagnéticas que existen en la naturaleza para saber más sobre este tema.
https://www.ensambledeideas.com/energiaradianteyespectroelectromagnetico/

NTICx en la escuela

En el applet “Introducción a Ondas” del PhET Colorado, disponible en https://phet.colorado.edu/sims/html/waves-intro/latest/waves-intro_es.html, podrán trabajar y estudiar las ondas de una manera didáctica y dinámica. Modifiquen las amplitudes y frecuencias de las diferentes ondas de sonido, ondas de luz y ondas en el agua para afianzar los conceptos. Jueguen, descubran y creen sus propias actividades. ¿Se animan a contarnos qué sucedió?
 
 

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