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Liceo Nacional de Llo Lleo
Departamento de Física.
GUÍA DE REPASO
ONDAS
1° MEDIO
Profesor: Víctor Cepeda Cepeda
VIBRACIÓN
Cuando se le aplica una fuerza a un cuerpo y éste realiza un movimiento de vaivén en torno
a un punto central, se produce una vibración.
PULSOS Y ONDAS
� La vibración de un medio cualquiera, producto de una perturbación externa, produce
ondas.
� Una vibración simple produce un pulso, que es una única perturbación que viaja por el
medio de propagación.
ELEMENTOS DE UNA ONDA
� MONTE
� VALLE
� ELONGACIÓN
� AMPLITUD
PERÍODO Y LONGITUD DE ONDA
� LONGITUD DE ONDA ( λ): Es la distancia que hay entre dos puntos equivalentes y
consecutivos de una onda.
Unidades
S.I.=metro
C.G.S.=centímetro
� PERÍODO (T): Es el tiempo que demora una partícula en realizar una oscilación.
Unidades
S.I. y C.G.S.=Segundo
FRECUENCIA
� Cantidad de oscilaciones por unidad de tiempo.
f =
La unidad de frecuencia es : Hertz
1 (Hz) =
CLASIFICACIÓN DE LAS ONDAS
Según el medio de propagación:
�
MECÁNICAS: Sólo se propagan en medios materiales.

ELECTROMAGNÉTICAS: Se propagan en medios materiales y en el vacío.
LONGITUDINALES: Las partículas oscilan en la dirección de propagación de la onda.
TRANSVERSALES: Las partículas oscilan perpendicularmente a la dirección de
propagación de la onda.
Según el sentido de propagación:
� VIAJERAS: Se propagan en un sentido único.
� ESTACIONARIAS: Dos ondas viajeras que se propagan en sentidos contrarios.
VELOCIDAD DE PROPAGACIÓN
� Es un concepto que representa la rapidez de cambio de posición de un punto a través del
tiempo. La velocidad de propagación es constante, se determina a través de la siguiente
ecuación:
v = λ . f o v = λ .
Unidades
S.I.: (m/s)
C.G.S.:(cm/s)
FENÓMENOS ONDULATORIOS
REFLEXIÓN: Se produce cuando una onda se encuentra con otro medio de mayor
densidad.
La medida del ángulo de incidencia es igual a la medida del ángulo de reflexión.
TRANSMISIÓN: Se produce cuando una onda pasa a otro medio material que permite en
ingreso. La frecuencia se mantiene constante.
La longitud de onda y la velocidad de propagación varían.
REFRACCIÓN: Al incidir una onda en la interfaz de dos medios, bajo un cierto ángulo, la
onda varía su dirección de propagación.
DIFRACCIÓN: Es la propiedad que posee una onda de rodear un obstáculo cuando éste le
interrumpe la propagación.
INTERFERENCIA: Se produce cuando una onda incidente o reflejada se mezcla con otra
onda, superponiéndose.
TIPOS DE INTERFERENCIA
CONSTRUCTIVA: Se produce cuando las ondas están en fase.
DESTRUCTIVA: Se produce cuando las ondas están totalmente desfasadas. Ambos casos
son extremos, lo más común es que las interferencias sean una combinación de ellos.
EJERCICIOS DE ONDAS
1.- El edificio Sears, ubicado en Chicago, se mece con una frecuencia aproximada a
0,10 Hz. ¿Cuál es el periodo de la vibración?
Datos:
f = 0,1 [Hz]
T = ?
Calculo de T
T = T = T = 10 seg
2.- Una ola en el océano tiene una longitud de 10 m. Una onda pasa por una determinada
posición fija cada 2 seg. ¿Cuál es la velocidad de la onda?
Datos:
λ = 10 [m]
T = 2 [seg]
v = ?
Cálculo de la velocidad
v =
λ
o v = λ . f entonces v = .
V = 5 mt/se
3.- Ondas de agua en un plato poco profundo tienen 6 cm de longitud. En un punto, las
ondas oscilan hacia arriba y hacia abajo a una razón de 4,8 oscilaciones por segundo.
a) ¿Cuál es la rapidez de las ondas?, b) ¿cuál es el periodo de las ondas?
Datos:
λ = 6 [cm] 0,06 mt
f = 4,8 [Hz]
v = ?
T = ?
Calculo de v la velocidad y el período
v = λ . f entonces v = 0,06 . 4,8 v= 0,288 mt/seg
T = entonces T = T = 0,208 seg
4.- Ondas de agua en un lago viajan a 4,4 m en 1,8 seg. El periodo de oscilación es de
1,2 seg. a) ¿Cuál es la rapidez de las ondas?, b) ¿cuál es la longitud de onda de las ondas?
Datos:
d = 4,4 [m]
t = 1,8 [s]
T = 1,2 [s]
v = ?
λ = ?
Cálculo de la velocidad y la longitud de la onda
v = entonces v = v = 2,44 mt/seg
v =
λ
entonces λ = v . T λ = 2,44 . 1,2 λ = 2,928 mt
5.- La frecuencia de la luz amarilla es de 5x1014
Hz. Encuentre su longitud de onda.
Datos:
f = 5x1014
[Hz]
v = 3x108
mt/seg
λ =
Cálculo de la longitud de onda
v = λ . f entonces λ = λ = 3x108
/5x1014
λ = 6x10-7
mt
6.- Un grupo de nadadores está descansando tomando sol sobre una balsa. Ellos estiman
que 3 m es la distancia entre las crestas y los valles de las ondas superficiales en el agua.
Encuentran, también, que 14 crestas pasan por la balsa en 26 s. ¿Con qué rapidez se están
moviendo las olas?
Datos:
λ= 6 [m]
t = 26 [s]
Nro. Crestas = 14
v =
Calculo de la velocidad
Como se desconoce el período, hay que calcularlo primero. Como hay 14 crestas en 26 [s],
entonces hay 13 oscilaciones en ese tiempo. Recuerden que hay una oscilación entre cresta
y cresta. Si es necesario hagan un dibujo con las 14 crestas.
T = T = 2 seg entonces v = 6 mt/2 seg
V = 3 mt/seg
PREGUNTAS
1) ¿Cuántos métodos generales existen para transferir energía? De dos ejemplos de
cada uno.
2) ¿Cuál es la diferencia principal entre una onda mecánica y una electromagnética?
3) ¿Cuál es la diferencia entre ondas transversales, longitudinales y superficiales?
4) Rosa envía un pulso a lo largo de una cuerda. ¿Cuál será la posición de un punto
sobre la cuerda, antes de la llegada del pulso, comparada con la posición luego de
que el pulso haya pasado?
5) ¿Cuál es la diferencia entre un pulso y una onda?
6) ¿Cuál es la diferencia entre la frecuencia de una onda y su velocidad?
7) Suponga que se produce una onda transversal al agitar un extremo de un resorte.
¿Cuál es la frecuencia de la mano comparada con la de la onda?
8) Se envían ondas a lo largo de un resorte de longitud fija. a) ¿Puede cambiarse la
rapidez de las ondas en el resorte? Explique. b) ¿Puede cambiarse la frecuencia de
la onda en el resorte? Explique.
9) ¿Cuál es la diferencia entre la rapidez de un pulso ondulatorio transversal y el
movimiento de un punto sobre el resorte?
10) Sandra está sobre una balsa en una piscina de olas. Descríbale a Sandra, en términos
de las olas que ella está sintiendo, cada uno de los siguientes términos: amplitud,
período, longitud de onda, velocidad y frecuencia.
11) ¿Qué es la amplitud de una onda y que representa?
12) ¿Cuál es la relación entre la amplitud de onda y la energía que transporta?
13) Un pulso alcanza la frontera de un medio menos denso que en el que venía. ¿Cómo
es el pulso reflejado?
14) Cuando una onda llega a la frontera de un medio nuevo, parte de la onda se refleja y
parte de la misma se transmite. ¿Qué es lo que determina la cantidad de reflexión de
la onda?
EJERCICIOS DE ONDAS
1) La frecuencia de la luz amarilla es de 5x1014 Hz. Encuentre su longitud de onda.
2) Un grupo de nadadores está descansando tomando sol sobre una balsa. Ellos
estiman que 3 m es la distancia entre las crestas y los valles de las ondas
superficiales en el agua. Encuentran, también, que 14 crestas pasan por la balsa en
20 s. ¿Con qué rapidez se están moviendo las olas?
3) Se emiten señales de radio AM, entre los 550 kHz hasta los 1.600 kHz, y se
propagan a 3x108
m/s. a) ¿Cuál es el rango de las longitudes de onda de tales
señales?, b) El rango de frecuencia para las señales en FM está entre los 88 MHz y
los 108 MHz y se propagan a la misma velocidad, ¿cuál es su rango de longitudes
de onda?
4) Una señal de un sonar en el agua posee una frecuencia de 106 Hz y una longitud de
onda de 1,5 mm. a) ¿Cuál es la velocidad de la señal en el agua?, b) ¿cuál es su
periodo?, c) ¿cuál es su periodo en el aire?
5) Una onda sonora se produce durante 0,5 s. Posee una longitud de onda de 0,7m y
una velocidad de 330 m/s. a) ¿Cuál es la frecuencia de la onda?, b) ¿cuántas ondas
completas se emiten en tal intervalo de tiempo?, c) luego de 0,5 seg, ¿a qué
distancia se encuentra el frente de onda de la fuente sonora?
6) La rapidez del sonido en el agua es de 1.498 m/s. Se envía una señal de sonar desde
un barco a un punto que se encuentra debajo de la superficie del agua. Y 1,8 s más
tarde detecta la señal reflejada. ¿Qué profundidad tiene el océano por debajo de
donde se encuentra el barco?
7) El tiempo requerido por una onda de agua para cambiar del nivel de equilibrio hasta
la cresta es de 0,18 seg. a) ¿Qué fracción de la longitud de onda representa?, b)
¿cuál es el periodo de la onda?, c) ¿cuál es la frecuencia?
8) La rapidez de una onda en una cuerda de una guitarra es de 265 m/s y su longitud de
63 cm. Se pulsa la cuerda en el centro levantándola un poco y luego soltándola. Los
pulsos se mueven en ambas direcciones y se reflejan en los extremos de la cuerda.
a) ¿Cuánto tiempo le toma a los pulsos moverse hasta los extremos y regresar al
centro?, b) cuando los pulsos regresan, ¿está la cuerda por encima o por debajo de
su posición de reposo?, c) si se pulsa la cuerda a 15 cm de uno de los extremos,
¿dónde se encontrarán los dos pulsos?
9) Si se chapotea el agua regularmente en una bañera a la frecuencia adecuada, el agua
primero sube en un extremo y luego en el otro. Supóngase que pueden producirse
ondas estacionarias en una bañera de 150 cm de largo con una frecuencia de 0,3 Hz.
¿Cuál es la velocidad de las ondas?
10) La velocidad de las ondas transversales producidas por un terremoto es de 8,9 km/s,
mientras que la de las ondas longitudinales es de 5,1 km/s. Un sismógrafo reporta la
llegada de las ondas transversales 73 seg antes que la de las longitudinales. ¿A qué
distancia se produjo el terremoto?

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Ondas

  • 1. Liceo Nacional de Llo Lleo Departamento de Física. GUÍA DE REPASO ONDAS 1° MEDIO Profesor: Víctor Cepeda Cepeda
  • 2. VIBRACIÓN Cuando se le aplica una fuerza a un cuerpo y éste realiza un movimiento de vaivén en torno a un punto central, se produce una vibración. PULSOS Y ONDAS � La vibración de un medio cualquiera, producto de una perturbación externa, produce ondas. � Una vibración simple produce un pulso, que es una única perturbación que viaja por el medio de propagación. ELEMENTOS DE UNA ONDA � MONTE � VALLE � ELONGACIÓN � AMPLITUD PERÍODO Y LONGITUD DE ONDA
  • 3. � LONGITUD DE ONDA ( λ): Es la distancia que hay entre dos puntos equivalentes y consecutivos de una onda. Unidades S.I.=metro C.G.S.=centímetro � PERÍODO (T): Es el tiempo que demora una partícula en realizar una oscilación. Unidades S.I. y C.G.S.=Segundo FRECUENCIA � Cantidad de oscilaciones por unidad de tiempo. f = La unidad de frecuencia es : Hertz 1 (Hz) = CLASIFICACIÓN DE LAS ONDAS Según el medio de propagación: � MECÁNICAS: Sólo se propagan en medios materiales.
  • 4.  ELECTROMAGNÉTICAS: Se propagan en medios materiales y en el vacío. LONGITUDINALES: Las partículas oscilan en la dirección de propagación de la onda. TRANSVERSALES: Las partículas oscilan perpendicularmente a la dirección de propagación de la onda.
  • 5. Según el sentido de propagación: � VIAJERAS: Se propagan en un sentido único. � ESTACIONARIAS: Dos ondas viajeras que se propagan en sentidos contrarios. VELOCIDAD DE PROPAGACIÓN � Es un concepto que representa la rapidez de cambio de posición de un punto a través del tiempo. La velocidad de propagación es constante, se determina a través de la siguiente ecuación: v = λ . f o v = λ . Unidades S.I.: (m/s) C.G.S.:(cm/s) FENÓMENOS ONDULATORIOS REFLEXIÓN: Se produce cuando una onda se encuentra con otro medio de mayor densidad. La medida del ángulo de incidencia es igual a la medida del ángulo de reflexión.
  • 6. TRANSMISIÓN: Se produce cuando una onda pasa a otro medio material que permite en ingreso. La frecuencia se mantiene constante. La longitud de onda y la velocidad de propagación varían. REFRACCIÓN: Al incidir una onda en la interfaz de dos medios, bajo un cierto ángulo, la onda varía su dirección de propagación.
  • 7. DIFRACCIÓN: Es la propiedad que posee una onda de rodear un obstáculo cuando éste le interrumpe la propagación. INTERFERENCIA: Se produce cuando una onda incidente o reflejada se mezcla con otra onda, superponiéndose.
  • 8. TIPOS DE INTERFERENCIA CONSTRUCTIVA: Se produce cuando las ondas están en fase. DESTRUCTIVA: Se produce cuando las ondas están totalmente desfasadas. Ambos casos son extremos, lo más común es que las interferencias sean una combinación de ellos.
  • 9. EJERCICIOS DE ONDAS 1.- El edificio Sears, ubicado en Chicago, se mece con una frecuencia aproximada a 0,10 Hz. ¿Cuál es el periodo de la vibración? Datos: f = 0,1 [Hz] T = ? Calculo de T T = T = T = 10 seg 2.- Una ola en el océano tiene una longitud de 10 m. Una onda pasa por una determinada posición fija cada 2 seg. ¿Cuál es la velocidad de la onda? Datos: λ = 10 [m] T = 2 [seg] v = ? Cálculo de la velocidad v = λ o v = λ . f entonces v = . V = 5 mt/se 3.- Ondas de agua en un plato poco profundo tienen 6 cm de longitud. En un punto, las ondas oscilan hacia arriba y hacia abajo a una razón de 4,8 oscilaciones por segundo. a) ¿Cuál es la rapidez de las ondas?, b) ¿cuál es el periodo de las ondas? Datos: λ = 6 [cm] 0,06 mt f = 4,8 [Hz] v = ? T = ? Calculo de v la velocidad y el período v = λ . f entonces v = 0,06 . 4,8 v= 0,288 mt/seg T = entonces T = T = 0,208 seg 4.- Ondas de agua en un lago viajan a 4,4 m en 1,8 seg. El periodo de oscilación es de 1,2 seg. a) ¿Cuál es la rapidez de las ondas?, b) ¿cuál es la longitud de onda de las ondas? Datos: d = 4,4 [m] t = 1,8 [s] T = 1,2 [s]
  • 10. v = ? λ = ? Cálculo de la velocidad y la longitud de la onda v = entonces v = v = 2,44 mt/seg v = λ entonces λ = v . T λ = 2,44 . 1,2 λ = 2,928 mt 5.- La frecuencia de la luz amarilla es de 5x1014 Hz. Encuentre su longitud de onda. Datos: f = 5x1014 [Hz] v = 3x108 mt/seg λ = Cálculo de la longitud de onda v = λ . f entonces λ = λ = 3x108 /5x1014 λ = 6x10-7 mt 6.- Un grupo de nadadores está descansando tomando sol sobre una balsa. Ellos estiman que 3 m es la distancia entre las crestas y los valles de las ondas superficiales en el agua. Encuentran, también, que 14 crestas pasan por la balsa en 26 s. ¿Con qué rapidez se están moviendo las olas? Datos: λ= 6 [m] t = 26 [s] Nro. Crestas = 14 v = Calculo de la velocidad Como se desconoce el período, hay que calcularlo primero. Como hay 14 crestas en 26 [s], entonces hay 13 oscilaciones en ese tiempo. Recuerden que hay una oscilación entre cresta y cresta. Si es necesario hagan un dibujo con las 14 crestas. T = T = 2 seg entonces v = 6 mt/2 seg V = 3 mt/seg
  • 11. PREGUNTAS 1) ¿Cuántos métodos generales existen para transferir energía? De dos ejemplos de cada uno. 2) ¿Cuál es la diferencia principal entre una onda mecánica y una electromagnética? 3) ¿Cuál es la diferencia entre ondas transversales, longitudinales y superficiales? 4) Rosa envía un pulso a lo largo de una cuerda. ¿Cuál será la posición de un punto sobre la cuerda, antes de la llegada del pulso, comparada con la posición luego de que el pulso haya pasado? 5) ¿Cuál es la diferencia entre un pulso y una onda? 6) ¿Cuál es la diferencia entre la frecuencia de una onda y su velocidad? 7) Suponga que se produce una onda transversal al agitar un extremo de un resorte. ¿Cuál es la frecuencia de la mano comparada con la de la onda? 8) Se envían ondas a lo largo de un resorte de longitud fija. a) ¿Puede cambiarse la rapidez de las ondas en el resorte? Explique. b) ¿Puede cambiarse la frecuencia de la onda en el resorte? Explique. 9) ¿Cuál es la diferencia entre la rapidez de un pulso ondulatorio transversal y el movimiento de un punto sobre el resorte? 10) Sandra está sobre una balsa en una piscina de olas. Descríbale a Sandra, en términos de las olas que ella está sintiendo, cada uno de los siguientes términos: amplitud, período, longitud de onda, velocidad y frecuencia. 11) ¿Qué es la amplitud de una onda y que representa? 12) ¿Cuál es la relación entre la amplitud de onda y la energía que transporta? 13) Un pulso alcanza la frontera de un medio menos denso que en el que venía. ¿Cómo es el pulso reflejado? 14) Cuando una onda llega a la frontera de un medio nuevo, parte de la onda se refleja y parte de la misma se transmite. ¿Qué es lo que determina la cantidad de reflexión de la onda? EJERCICIOS DE ONDAS 1) La frecuencia de la luz amarilla es de 5x1014 Hz. Encuentre su longitud de onda. 2) Un grupo de nadadores está descansando tomando sol sobre una balsa. Ellos estiman que 3 m es la distancia entre las crestas y los valles de las ondas superficiales en el agua. Encuentran, también, que 14 crestas pasan por la balsa en 20 s. ¿Con qué rapidez se están moviendo las olas? 3) Se emiten señales de radio AM, entre los 550 kHz hasta los 1.600 kHz, y se propagan a 3x108 m/s. a) ¿Cuál es el rango de las longitudes de onda de tales señales?, b) El rango de frecuencia para las señales en FM está entre los 88 MHz y los 108 MHz y se propagan a la misma velocidad, ¿cuál es su rango de longitudes de onda? 4) Una señal de un sonar en el agua posee una frecuencia de 106 Hz y una longitud de onda de 1,5 mm. a) ¿Cuál es la velocidad de la señal en el agua?, b) ¿cuál es su periodo?, c) ¿cuál es su periodo en el aire?
  • 12. 5) Una onda sonora se produce durante 0,5 s. Posee una longitud de onda de 0,7m y una velocidad de 330 m/s. a) ¿Cuál es la frecuencia de la onda?, b) ¿cuántas ondas completas se emiten en tal intervalo de tiempo?, c) luego de 0,5 seg, ¿a qué distancia se encuentra el frente de onda de la fuente sonora? 6) La rapidez del sonido en el agua es de 1.498 m/s. Se envía una señal de sonar desde un barco a un punto que se encuentra debajo de la superficie del agua. Y 1,8 s más tarde detecta la señal reflejada. ¿Qué profundidad tiene el océano por debajo de donde se encuentra el barco? 7) El tiempo requerido por una onda de agua para cambiar del nivel de equilibrio hasta la cresta es de 0,18 seg. a) ¿Qué fracción de la longitud de onda representa?, b) ¿cuál es el periodo de la onda?, c) ¿cuál es la frecuencia? 8) La rapidez de una onda en una cuerda de una guitarra es de 265 m/s y su longitud de 63 cm. Se pulsa la cuerda en el centro levantándola un poco y luego soltándola. Los pulsos se mueven en ambas direcciones y se reflejan en los extremos de la cuerda. a) ¿Cuánto tiempo le toma a los pulsos moverse hasta los extremos y regresar al centro?, b) cuando los pulsos regresan, ¿está la cuerda por encima o por debajo de su posición de reposo?, c) si se pulsa la cuerda a 15 cm de uno de los extremos, ¿dónde se encontrarán los dos pulsos? 9) Si se chapotea el agua regularmente en una bañera a la frecuencia adecuada, el agua primero sube en un extremo y luego en el otro. Supóngase que pueden producirse ondas estacionarias en una bañera de 150 cm de largo con una frecuencia de 0,3 Hz. ¿Cuál es la velocidad de las ondas? 10) La velocidad de las ondas transversales producidas por un terremoto es de 8,9 km/s, mientras que la de las ondas longitudinales es de 5,1 km/s. Un sismógrafo reporta la llegada de las ondas transversales 73 seg antes que la de las longitudinales. ¿A qué distancia se produjo el terremoto?