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1. FÍSICA

2. C R E E M O S E N L A E X I G E N C I A
Objetivos:
➢ Estudiar la onda mecánica y su
propagación.
➢ Conocer los diferentes tipos
de onda, sus características,
sus propiedades y sus
ecuaciones básicas.
C U R S O D E F Í S I C A ( A S M 2 0 2 0 )

3. C R E E M O S E N L A E X I G E N C I A
Estamos rodeados de
ondas entre ellas el
sonido , la luz, las ondas
de radio, las olas del mar,
los sismos, al agitar una
cuerda de guitarra. En
todas ellas existe algo de
común es el movimiento
oscilatorio
C U R S O D E F Í S I C A ( A S M 2 0 2 0 )
¿Cómo se forman las olas?
¿Cómo llegan las vibraciones de un
terremoto a las casas?
¿Cómo llega el sonido desde el
parlante hasta nuestros oídos?

4. C R E E M O S E N L A E X I G E N C I A
¿ QUÉ ES UNA ONDA MECÁNICA ?
Para entender que es una onda mecánica veamos que ocurre
cuando un objeto impacta en un líquido en reposo.
Se observa inicialmente que las partículas de agua se
encuentran en equilibrio. El objeto impacta sobre
C U R S O D E F Í S I C A ( A S M 2 0 2 0 )
algunas partículas del agua y las perturba (altera su
estado inicial). Esta perturbación se transmite de
partícula en partícula, haciendo que éstas oscilen.
!Entonces se ha generado una onda!
Entonces podemos decir que:
Una onda mecánica es una perturbación que se
propaga en toda la extensión de un medio ya sea sólido,
líquido o gaseoso provocando que este oscile.

5. C R E E M O S E N L A E X I G E N C I A
Propiedades de la ondas mecánicas
1. Las ondas mecánicas necesitan de un medio sustancial
(sólido, líquido o gas) para propagarse.
2. Las ondas mecánicas transportan energía y cantidad de
movimiento.
3.Las ondas mecánicas no transportan masa (en el
ejemplo el agua solo sube y baja).
Veamos el siguiente caso
Tener en cuenta que:
C U R S O D E F Í S I C A ( A S M 2 0 2 0 )

6. C R E E M O S E N L A E X I G E N C I A
Clasificación de ondas mecánicas
De acuerdo a cómo se relaciona la dirección de propagación de la onda con la dirección del movimiento de las partículas
tenemos:
Ondas Transversales: La dirección de propagación es
movimiento de las
perpendicular a la dirección del
partículas de materia.
𝑣𝑜𝑛𝑑𝑎
𝑣𝑜𝑛𝑑𝑎
Ondas Longitudinales: La dirección de propagación es
paralela a la dirección del movimiento de las partículas de
materia.
Dirección
C U R S O D E F Í S I C A ( A S M 2 0 2 0 )
Dirección
de
oscilación
de
oscilación

7. C R E E M O S E N L A E X I G E N C I A
ONDAS TRANSVERSALES ONDAS LONGITUDINALES
Las mecánicas ondas transversales sólo pueden generarse en
medios sólidos, donde la rigidez de éstos permite el
desarrollo de fuerzas recuperadoras así como en la superficie
de los líquidos.
Las ondas longitudinales se pueden generar en cualquier medio
sustancial, ya que provocan contracciones y dilataciones ente las
partículas del medio.
Ejemplos: el mas destacado es el sonido.
C U R S O D E F Í S I C A ( A S M 2 0 2 0 )

8. C R E E M O S E N L A E X I G E N C I A
Elementos de una onda mecánica
que una partícula del medio realice una oscilación ).
𝑨: Amplitud (es el máximo alejamiento de las
partículas oscilantes respecto de la posición de
equilibrio)
𝑻: Periodo (es el tiempo que emplea la onda en
recorrer una longitud de onda; y es el tiempo para
𝝀 : longitud de onda (es la distancia de separación
entre dos valles consecutivos o crestas
consecutivas.
𝑥(𝑚)
Y (𝑚)
𝐴
𝐴
𝜆
𝜆
𝑣𝑂𝑀
C U R S O D E F Í S I C A ( A S M 2 0 2 0 )
𝒇: Frecuencia de oscilación (se define como el
numero de oscilaciones por unidad de tiempo,
también es el inverso del periodo.)
𝑓 =
𝑛𝑟𝑜 𝑑𝑒 𝑜𝑠𝑐𝑖𝑙𝑎𝑐𝑖𝑜𝑛𝑒𝑠 𝑜 𝑐𝑖𝑐𝑙𝑜𝑠
𝑡𝑖𝑒𝑚𝑝𝑜
𝜆
𝑇/4 𝑇/4
Posición de
equilibrio
𝑇/4 𝑇/4

9. C R E E M O S E N L A E X I G E N C I A
Velocidad de propagación de la onda mecánica (𝒗𝑶𝑴)
En un medio homogéneo la perturbación, es decir la onda
mecánica presenta una rapidez constante y esta depende de
las propiedades del medio.
t
𝑣𝑂𝑀 = 𝜆.𝑓
𝑣𝑂𝑀 =
𝑑
𝑡
𝑓 = 1
𝑇
C U R S O D E F Í S I C A ( A S M 2 0 2 0 )
𝑣𝑂𝑀
𝑑
Si:
𝑑 = 𝜆 ⇒ 𝑡 = 𝑇
Entonces: 𝜆
𝑣𝑂𝑀 =
𝑇
Como:
⇒
Ejemplo 1
Se muestra la superficie libre del agua
y en ella un pedazo de madera
flotando. Si por encima del punto P se
suelta una piedra y se observa que
luego que la piedra impacte en P
,
transcurren 2 s y la madera empieza a
oscilar. Calcule la longitud de onda si
esta tiene un periodo de 2 s.
Resolución:
Piden determinar la longitud de onda 𝜆
Sabemos: 𝑣𝑂𝑀 = 𝜆
𝑇
… ( I )
Del problema
2 s
𝑑 = 𝑣𝑂𝑀 𝑡
1 = 𝑣𝑂𝑀 (2)
0,5 = 𝑣𝑂𝑀
En la ecuación (I)
𝜆
0,5 =
2
∴ 𝜆 = 1 𝑚

10. C R E E M O S E N L A E X I G E N C I A
Ejemplo 2
La velocidad de las ondas de sonido en el aire es,
aproximadamente, 340 m/s a la temperatura de 20°C
próxima a la superficie terrestre. Además, el rango de
frecuencia de las ondas audibles por los seres humanos se
encuentra entre 20 y 20 000 Hz. De acuerdo con estos
datos, determine la relación entre la longitud de onda del
sonido 𝜆1 de menor frecuencia audible y la longitud de
onda de sonido 𝜆2 de mayor frecuencia audible.
A) 𝜆1 = 10−3𝜆2
D) 𝜆2 = 102𝜆1
Resolución:
Se tiene que:
B) 𝜆1 = 103𝜆2 C) 𝜆2 = 10−3𝜆1
E) 𝜆2 = 10 𝜆1 UNMSM 2018-II
𝑣𝑂𝑀 = 𝜆.𝑓
𝜆1𝑓𝑚í𝑛 = 𝜆2𝑓𝑚á𝑥
Reemplazando de los datos:
Como la 𝑣𝑂𝑀 es igual para ambos casos entonces:
𝜆1 20 = 𝜆2(20 000)
∴ 𝜆1 = 103𝜆2
Ejemplo 3
La distancia entre dos crestas sucesivas de una onda transversal es
1,20 m. Si un punto que se encuentra en la trayectoria de la onda
realiza ocho ciclos en un tiempo de 12,0 s, ¿cuál es la rapidez de la
onda?
A) 0,8 m/s
D) 0,7 m/s
B) 0,1 m/s C) 0,9 m/s
E) 0,6 m/s
Resolución:
Piden 𝑣𝑂𝑀
Se tiene que
𝑣𝑂𝑀 = 𝜆.𝑓
Del problema se tiene
𝜆 = 1,2 𝑚
UNMSM 2019-II
𝑣𝑂𝑀 = 𝜆.
𝑛ú𝑚𝑒𝑟𝑜 𝑑𝑒 𝑐𝑖𝑐𝑙𝑜𝑠
𝑡𝑖𝑒𝑚𝑝𝑜
𝑂𝑀
𝑣 =(1,2).
8
12
𝑂𝑀
𝑣 = 0,8 m/s
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11. C R E E M O S E N L A E X I G E N C I A
Rapidez de una onda mecánica en una cuerda tensa
𝑣𝑂𝑀 =
𝐹
𝜇
𝑚𝑎𝑠𝑎
𝜇 =
𝑙𝑜𝑛𝑔𝑖𝑡𝑢𝑑
𝒗𝒐𝒏𝒅𝒂
𝒗𝒐𝒏𝒅𝒂
𝒗𝒐𝒏𝒅𝒂
𝐹
Ԧ
𝑳
𝒎𝒂𝒔𝒂 "𝒎"
Entonces:
La rapidez de la onda mecánica en una cuerda tensa depende de las
propiedades de la cuerda como la fuerza de tensión (𝐹Ԧ) y la densidad
lineal (𝜇).
La masa y la longitud de la cuerda se relacionan mediante la densidad
lineal “𝜇“, donde:
Unidad en el S.I.
(kg / m)
𝐹 = módulo de la tensión
C U R S O D E F Í S I C A ( A S M 2 0 2 0 )
Importante:
La rapidez de una onda mecánica depende solo de las propiedades
del medio homogéneo donde se propaga.

12. C R E E M O S E N L A E X I G E N C I A
Ejemplo 5
Se muestra una cuerda sobre la cual se propaga una onda.
Si el diapasón vibra con 20 Hz de frecuencia y la densidad
lineal de la cuerda es 0,1 kg/m, determine el valor de la
tensión en la cuerda.
40 cm
𝑣𝑂𝑀
Resolución:
Nos piden determinar la tensión de la cuerda (𝐹) para ello
examinemos el perfil de la onda mecánica
40 cm
𝑣𝑂𝑀
𝜆 𝜆
𝐹
→ 𝜆 = 20 𝑐𝑚 = 0,2 𝑚
𝑣𝑂𝑀 =
𝐹
𝜇
λ𝑓 =
𝐹
𝜇
Reemplazando los valores dados
(0,2)(20) =
𝐹
0,1
∴ 𝐹 = 1,6 𝑁
C U R S O D E F Í S I C A ( A S M 2 0 2 0 )
Se sabe: