Física ondas viajeras

1. 4.2 “ONDAS VIAJERAS”

4. Donde estudiar y profundizar sobre el tema:
https://www.savemyexams.co.uk/dp/physics_sl/ib/16/revision-notes/4-waves/4-2-travelling-waves/4-2-1-properties
-of-waves/
https://www.youtube.com/watch?v=OQ_XvyB-fac&t=4s
https://www.youtube.com/watch?v=T2Sr9Pxt23Q&list=PL6LH0ngwf3Ht1l7yOr7zsWB77ywwMsoUb&index=2
https://www.youtube.com/watch?v=gqSgMvoWXsQ&t=5s
https://www.youtube.com/watch?v=MPlBjOGa_0Q&t=217s

5. Transfieren energía lejos de una fuente se denominan ondas viajeras u ondas
progresivas.

7. La línea de color negro representa una onda transversal que se desplaza hacia
la derecha.
La segunda línea, dibujada en rojo, representa la posición de la misma onda
un breve intervalo de tiempo después.

8. Los «picos» de las ondas transversales se denominan crestas y los
«puntos bajos» se denominan valles.

13. Los símbolos v y c se emplean indistintamente para la velocidad de onda
recordar que: por lo que:

14. La luz es una onda electromagnética transversal.
El espectro de la luz visible «blanca» (desde el color rojo al violeta)
La luz visible es sólo una
pequeña parte de un grupo de
ondas mucho mayor,
denominado:
espectro electromagnético.

15. Espectro electromagnético

16. Espectro electromagnético

17. Las ondas electromagnéticas son la combinación de campos
eléctricos y campos magnéticos.

18. Cuando la superficie de un sólido vibra, perturba el aire (u otro
medio) que le rodea y produce una serie de compresiones y
rarefacciones (variaciones de la presión)
https://image.jimcdn.com/app/cms/image/transf/dimension=376x10000:format=gif/path/sce1fe2a743ab
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El intervalo normal de audición para los seres humanos, denominado espectro
audible, está aproximadamente entre 20 Hz y 20 kHz.
Las frecuencias más altas que 20 kHz se denominan ultrasonidos.
Las frecuencias más bajas a 20 Hz se denominan infrasonidos.
El sonido es una onda mecánica que se transmite mediante la oscilación
de moléculas, y, como tal, necesita claramente un medio de propagación.

19. Como la velocidad = distancia/tiempo, para determinar la velocidad del
sonido es necesario medir el tiempo que tarda en recorrer una distancia
conocida.
La velocidad del sonido es elevada, por tanto para obtener buenos
resultados, suele ser necesario utilizar distancias grandes y medir
intervalos cortos de tiempo de forma exacta y precisa.

20. Experimento de laboratorio para determinar la velocidad del sonido

21. EJERCICIOS SOBRE 4.1 y 4.2

22. Esta es una representación gráfica de un péndulo que cuelga del borde de
un alto edificio de oficinas.
¿Cuál es el período de esta oscilación?
¿Cuántos ciclos completos se
muestran?
¿Cuál es la amplitud?
¿Cuál es el desplazamiento a los 5
segundos y a los 11 segundos?
Enumera todos los momentos en los
que la gráfica corta el equilibrio.
¿Cuál es la frecuencia del péndulo?
Enumera los momentos que muestran la velocidad máxima.
Enumera los momentos que muestran la máxima energía cinética.
Enumera los momentos que muestran la máxima energía potencial.

23. Se establece un sistema oscilante de muelle-masa y se traza una gráfica velocidad-tiempo.
¿Por qué hay valores positivos y
negativos para la velocidad?
¿En qué momentos se encuentra el
muelle en su posición de equilibrio?
¿En qué momentos el muelle tiene un
desplazamiento nulo?
¿En qué momentos el muelle tiene una
aceleración máxima?
¿En qué momentos el muelle tiene un
desplazamiento máximo?
¿En qué momentos el muelle tiene la
máxima energía cinética?
¿En qué momento el
muelle tiene la máxima
energía potencial?
Si la velocidad positiva representa que
el muelle sube, ¿en qué momentos la
tensión del muelle es máxima?
¿En qué momentos el peso
es igual a la tensión?

24. ¿En qué momentos el desplazamiento
es máximo?
¿En qué momentos el desplazamiento
es mínimo?
¿En qué momentos la velocidad es
máxima?
¿En qué momentos la velocidad es
mínima?
¿En qué momentos es máxima la
energía cinética?
¿En qué momentos es máxima la
energía potencial?
¿En qué momentos está el objeto en
equilibrio?

25. Dibuja en papel cuadriculado la gráfica velocidad-tiempo de la siguiente gráfica - no
incluyas las unidades en el eje Y.
¿Cuál es el período de esta onda?
¿Cuántos grados hay entre el punto a
los 5 segundos y el punto a los 11
segundos?
¿Cuántos radianes hay entre el punto a
los 3 segundos y el punto a los 14
segundos?
¿Cuál es la relación de fase entre este
gráfico y su correspondiente gráfico de
aceleración-tiempo?

26. Para un sistema que ejecuta un movimiento armónico simple, la
fuerza restauradora que actúa sobre el sistema es proporcional
a:
A. el desplazamiento del sistema desde el equilibrio.
B. la amplitud de oscilación.
C. la energía potencial elástica.
D. la frecuencia de oscilación.

27. Las gráficas muestran cómo varía la aceleración a de cuatro partículas
diferentes con su desplazamiento x.
¿Cuál de las partículas está ejecutando un movimiento armónico simple?

28. La gráfica muestra cómo varía el desplazamiento con el tiempo para un
objeto que experimenta un movimiento armónico simple.
¿Qué gráfico muestra cómo
varía la aceleración a del
objeto con el tiempo t?

29. La siguiente gráfica muestra cómo varía el desplazamiento x de una partícula que
experimenta un movimiento armónico simple con el tiempo t. ¿Cuál de las
siguientes gráficas muestra correctamente cómo varía la velocidad v de la
partícula con t?

30. El gráfico muestra mediciones de la altura h del nivel del mar en diferentes momentos t en la
bahía de Fundy. ¿Cuál de los siguientes datos da la amplitud y el período aproximados de
las mareas?

31. El gráfico siguiente muestra la variación con el tiempo t de la velocidad v de una
partícula del medio a través del cual viaja la onda. Explica cómo se puede deducir de la
gráfica que la partícula está oscilando.
Determina la frecuencia de
oscilación de la partícula.
Marque en la gráfica con la
letra M un momento en el
que la partícula esté en el
máximo desplazamiento.
Estima el área entre la curva
y el eje x desde el tiempo
t = 0 hasta el tiempo t = 1,5
ms.
Sugiere lo que representa el
área anterior.

32. El desplazamiento “d” de una partícula en una onda varía con la distancia x a lo largo de
una onda y con el tiempo t como se muestra a continuación. ¿Qué expresión nos da la
velocidad de la onda?

33. Una onda sonora de frecuencia 660 Hz atraviesa el aire. A continuación se muestra la
variación del desplazamiento de las partículas con la distancia a lo largo de la onda en un
instante de tiempo.
Indique si esta onda es un ejemplo de onda longitudinal o transversal.
A partir de los datos del gráfico anterior, deduzca para esta onda sonora la longitud de onda,
la amplitud y la velocidad.

34. El diagrama muestra la variación con la distancia x a lo largo de una onda con su desplazamiento
d. La onda se desplaza en la dirección indicada.
El período de la onda es T. ¿Cuál de
los siguientes diagramas muestra el
desplazamiento de la onda en T/4
después?

35. Por referencia al desplazamiento, describe
la diferencia entre una onda longitudinal y
una onda transversal.

36. El sonido hace que las moléculas vibren en la misma dirección en la que viaja el sonido.
Este tipo de onda se llama ________________.
El número de ondas que pasan por un punto determinado cada segundo se
denomina ____________________.
¿El sonido viaja más rápido por el aire, el agua o el acero?
En la imagen señala una zona donde hay una compresión y una rarefacción
En la imagen señala una zona donde hay una longitud de onda.

37. ¿Cuál es la frecuencia (en hertzios) de la onda mostrada en el diagrama
siguiente?