2. 1. Ondas en el currículo de ESO y Bachillerato
Vibraciones y ondas
(B.O.C.M. 27 de Junio de 2008)
Movimiento ondulatorio.
Tipos de ondas. Magnitudes
características de las ondas.
Ecuación de las ondas armónicas
planas.
Aspectos energéticos
Ondas estacionarias.
Ondas sonoras. Contaminación
acústica: Sus fuentes y efectos
3. 2. Movimiento ondulatorio
Tubo de Ruben
http://www.youtube.com/watch?v=U_sYiCPHVPg
Propagación de una perturbación en un medio no asociada a
un movimiento material
4. 2. Tipos de ondas
• Dirección de propagación
- Transversales: luz, ondas S
(secundarias, shake)
- Longitudinales: sonido, ondas
sísmicas P (primaria, pressure)
http://www.youtube.com/watch?v=mdSnvMy_M8E
http://www.acs.psu.edu/drussell/Demos/waves/wavemotio
Medio de propagación
- Mecánicas: sonido
- Electromagnéticas:
radiación, luz visible
5. 3. Ecuación de ondas
Magnitudes características de las ondas
•
•
•
•
•
T: periodo (s)
ω =2π/T = 2π.ν
ν: frecuencia
(s-1 = Hz)
ν = 1/T
λ: longitud de onda (m)
k: número de ondas (m-1) k = 2π/λ
v: velocidad de propagación (m.s-1)
v = λ/T = λ . ν = ω/k
Relación entre magnitudes
http://phet.colorado.edu/sims/wave-on-a-string/wave-on-a-string_es.html
http://www.fisica-quimica-secundaria-bachillerato.es/animaciones-flash-interactivas/meca
6. 3. Ecuación de ondas
Ecuación de ondas
unidimensional
y =A.sen 2π(t/T ± x/λ) + φ o
y =A.sen (ω.t ± k.x + φ o)
http://www.animations.physics.unsw.edu.au/jw/travelling_sine_wave.htm
7. 4. Intensidad de una onda
Cantidad de energía propagada por unidad de
tiempo y superficie. Se mide en J.s-1m-2 =
W.m-2
I=
1 dE
.
S dt
La intensidad disminuye con el cuadrado
de la distancia:
E1 = E2
2
⇒
I1.4π .R1 = I 2 .4π .R2
2
c
I= 2
r
La intensidad es proporcional al cuadrado de
la amplitud, por lo que ésta disminuye
inversamente con la distancia
http://www.animations.physics.unsw.edu.au/jw/waves_power.htm#intensity
8. 5. Sonido
Onda mecánica: se puede
propagar en cualquier medio
material,
La velocidad de propagación
aumenta con la rigidez del
medio. En el aire su velocidad
es 340 m/s.
El tipo de vibración es
longitudinal, lo que hace
imposible cualquier fenómeno
de polarización.
http://www.acs.psu.edu/drussell/Demos/waves/wavemotion.html
9. 5. Características del sonido
Tono: frecuencia del
sonido, comprendida
entre 16 y 20000 Hz.
Ultrasonidos
Timbre: forma de la
onda, número de
armónicos
Sonoridad: intensidad
de la onda
http://web.educastur.princast.es
/proyectos/jimena/pj_franciscga/cualison.ht
m
10. 5. Ondas estacionarias
Suma de dos ondas de la
misma frecuencia y
sentidos opuestos
Onda no se desplaza,
confinada en una región
Nodos
Antinodos
11. 5. Condiciones de contorno
Ondas que se propagan
entre dos puntos fijos que
no vibran
Frecuencia fundamental y
armónicos
2L
λ=
n
V
ν = = ν o .n
λ
12. 5. Nivel de intensidad acústica
Nivel de sonoridad:
escala logarítmica
β = 10. log
I
Io
Se mide en Belios (B) o
dB
Cada unidad equivale a
multiplicar por 10
Escala de Richter
13. 5. Nivel de intensidad acústica
Ruido
Nivel de intensidad acústica (dB)
Susurro
10
Conversación normal
60
Gritos, tráfico intenso
80
Motocicleta o camión, discotecas
100
Umbral de dolor, bocina
120
Martillo neumático
130
Avión a reacción
150