Page 456 - Física Tippens: Conceptos y Aplicaciones, Séptima Edición Revisada

Hemos investigado el movimiento ondulatorio mecánico en el La energía por unidad de longitud y la potencia de la
cual la energía es transferida por una perturbación física en un propagación de ondas se pueden obtener a partir de
medio elástico. Las leyes fundamentales desarrolladas en este ca­
pítulo son importantes porque también pueden aplicarse a muchos
- = 2tt2/ 2A > P = 2t72/ 2A>v
otros tipos de ondas que estudiaremos posteriormente. Los con­
ceptos esenciales se resumen a continuación.
Las frecuencias características de los posibles modos de
• La velocidad de una onda transversal en una cuerda de
vibración de una cuerda en tensión se calculan a partir
masa m y longitud L está dada por
de
ÍF m m \FL
L Rapidez de onda
n = 1 , 2 , 3 , . . .
Fuerza F Masa m Longitud L Rapidez v
Frecuencias características
Unidades del SI N kg m m/s
Las series/ = nf se conocen como armónicas. Éstas son
Unidades del Ib slug ft ft/s múltiplos enteros de la frecuencia fundamental f v Se trata
SUEU de valores matemáticos y es posible que no existan todas
las armónicas. Las posibilidades reales más allá de la fun­
Para cualquier onda de periodo T o frecuencia/, la rapi­
damental se llaman sobretonos. Puesto que todas las ar­
dez v se puede expresar en función de la longitud de onda
mónicas son posibles para una cuerda que vibra, el primer
A en la siguiente forma:
sobretono es la segunda armónica, el segundo sobretono
A La frecuencia está dada es la tercera armónica, y así sucesivamente.
v = /A
T en Hz = 1/s

Conceptos clave

amplitud 431 hertz 430 onda longitudinal 428
antinodo 435 interferencia constructiva 433 onda mecánica 427
condensación 428 interferencia destructiva 433 onda transversal 427
densidad lineal 429 longitud de onda 430 principio de superposición 433
en fase 430 modo fundamental de pulso 428
frecuencia 430 oscilación 435 rapidez de onda 429
frecuencia fundamental 436 movimiento ondulatorio 427 rarefacción 428
frecuencias características de nodo 435 serie armónica 436
vibración 436 onda estacionaria 434 sobretono 436

Preguntas de repaso

21.1. Explique cómo una onda de agua es tanto transver­ 21.5. Un impulso transversal se envía a lo largo de una
sal como longitudinal. cuerda de masa m y longitud L bajo una tensión F.
21.2. Describa un experimento para demostrar que la ener­ ¿Cómo se verá afectada la rapidez del pulso si (a) la
gía está asociada al movimiento ondulatorio. masa de la cuerda se cuadruplica, (b) la longitud de
21.3. En una onda torsional, las partículas individuales la cuerda se cuadruplica y (c) la tensión se reduce en
del medio vibran con movimiento armónico angular una cuarta parte?
sobre el eje de propagación. Proponga un ejemplo 21.6. Dibuje gráficas de una onda transversal periódica
mecánico de ese tipo de onda. y una onda longitudinal periódica. Indique en las
21.4. Comente la interferencia de ondas. ¿Hay una pérdi­ figuras la longitud de onda y la amplitud de cada
da de energía cuando interfieren las ondas? Expli­ onda.
que su respuesta.

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