Tema de la materia de Electricidad y Magnetismo

1. ONDAS Y ACUSTICA
José Guamán

2. TIPOS DE ONDAS MECÂNICAS,
ONDAS PERIÓDICAS.
• Los tipos de ondas mecánicas incluyen ondas transversales y longitudinales. Las
ondas transversales se mueven en una dirección perpendicular a la dirección de
propagación, mientras que las ondas longitudinales se mueven en la misma
dirección que la propagación.

3. Ondas periódicas
• Las ondas periódicas son aquellas que
se repiten en un patrón regular.
Algunos ejemplos de ondas periódicas
mecánicas incluyen ondas en una
cuerda, ondas en un lago y ondas
sonoras. Todas estas ondas tienen una
frecuencia y una longitud de onda
características.
Onda mecánica
• En una onda mecánica, la energía se
transmite a través de la onda sin que se
muevan las partículas del medio.

4. Onda transversal
• En una onda transversal, las partículas
del medio se mueven en un plano
perpendicular a la dirección de
propagación.
Onda longitudinal
• En una onda longitudinal, las partículas
del medio se mueven en la misma
dirección que la propagación.

5. AMPLITUD DE UNA ONDA
• La amplitud de una onda es la medida de la cantidad de energía que se encuentra
en ella. La frecuencia es la cantidad de veces que se repite un ciclo completo de una
onda en un segundo. La longitud de onda es la distancia entre dos puntos
consecutivos en una onda que tienen el mismo estado de fase.

7. RESUMEN
• En resumen, las ondas mecánicas son una forma de transmitir energía a través de
un medio material. Existen dos tipos de ondas mecánicas: transversales y
longitudinales. Además, las ondas periódicas son aquellas que se repiten en un
patrón regular, tienen una frecuencia y una longitud de onda características y son
ejemplos de ondas mecánicas.

8. DESCRIPCIÓN MATEMÁTICA DE UNA ONDA,
INTERFERENCIA DE ONDAS, CONDICIONES DE
FRONTERA Y SUPERPOSICIÓN.
• La descripción maten ática de una onda se basa en la ecuación de onda, que es una
ecuación diferencial que describe como se propaga y evoluciona una onda en el
tiempo y en el espacio. Una forma común de la ecuación de onda es:
𝑦 𝑥, 𝑡 = 𝐴 ∗ sin(𝑘𝑥 − 𝜔𝑡 + 𝜑)
donde y(x,t) es la posición de la onda en un punto (x,t), A es la amplitud de la onda, k
es la constante de onda, ω es la frecuencia angular y ϕ es la fase inicial.

9. INTERFERENCIA DE ONDAS
• La interferencia de ondas se refiere a la manera en que dos o más ondas se
combinan para crear una nueva onda. La interferencia puede ser constructiva o
destructiva, dependiendo de si las ondas se suman o se restan. En la interferencia
constructiva, las partes de las ondas que están en sincronía se suman para crear una
onda más amplia, mientras que en la interferencia destructiva, las partes de las
ondas que están fuera de sincronía se restan para crear una onda más débil o nula.

10. CONDICIONES DE FRONTERA
• Las condiciones de frontera son las restricciones impuestas al movimiento de las
ondas en un medio determinado. Por ejemplo, una onda en una cuerda puede tener
condiciones de frontera en los extremos de la cuerda, en donde la cuerda esta
fijamente sujeta

11. SUPERPOSICIÓN
• La superposición es un principio fundamental en la teoría de las ondas que
establece que cualquier combinación lineal de soluciones de una ecuación
diferencial es también una solución. En otras palabras, si dos o más ondas se
superponen, la onda resultante es simplemente la suma algebraica de las ondas
individuales. En el caso de la interferencia constructiva o destructiva, se puede
entender como un caso especial de superposición de ondas.

13. RESUMEN
• En resumen, una onda se puede describir maten áticamente mediante la ecuación
de onda, que relaciona la posición de la onda en un punto (x,t) con su amplitud,
frecuencia y fase. La interferencia de ondas es el proceso en el que dos o más ondas
se combinan para crear una nueva onda, puede ser constructiva o destructiva. Las
condiciones de frontera son restricciones impuestas al movimiento de las ondas en
un medio determinado.

14. ONDAS SONORAS, RAPIDEZ DE LAS
ONDAS SONORAS, INTENSIDAD DEL
SONIDO.
• Las ondas sonoras son un tipo de ondas mecánicas longitudinales que se propagan
a través de un medio material, como el aire o el agua. Estas ondas se producen
cuando un objeto vibra, generando una serie de fluctuaciones en la presión del aire
o del agua. Estas fluctuaciones se propagan a través del medio, produciendo el
sonido.

15. Rapidez de las ondas sonoras
• La rapidez de las ondas sonoras varía
dependiendo del medio en el que se
propagan. En el aire a nivel del mar, la
rapidez de las ondas sonoras es de
aproximadamente 340 metros por
segundo. En el agua, la rapidez de las
ondas sonoras es de aproximadamente
1,500 metros por segundo, lo que significa
que las ondas sonoras se propagan mucho
más rápido en el agua que en el aire.
Intensidad del sonido
• La intensidad del sonido se refiere a la
cantidad de energía que se transfiere por
unidad de área por unidad de tiempo. La
unidad de medida de la intensidad del
sonido es el vatio por metro cuadrado
(W/m²). La intensidad del sonido se
relaciona con la amplitud de la onda
sonora y también con la potencia sonora.
Un sonido más intenso tiene una amplitud
mayor y una mayor potencia sonora.

16. INTENSIDAD DEL SONIDO
• La intensidad del sonido también esta relacionada con el nivel de decibelios (dB),
que es una unidad logarítmica de la relación entre la intensidad de un sonido y la
intensidad de referencia, que es el límite inferior de lo que se considera audible
para el o 'ido humano. El oído humano tiene una capacidad limitada para percibir
los sonidos, y los sonidos muy intensos pueden causar daño auditivo.

18. RESUMEN
• En resumen, las ondas sonoras son ondas mecánicas longitudinales que se
propagan a través de un medio material y se producen cuando un objeto vibra. La
rapidez de las ondas sonoras varía dependiendo del medio en el que se propagan.
La intensidad del sonido se refiere a la cantidad de energía que se transfiere por
unidad de área por unidad de tiempo y esta relacionada con la amplitud de la onda
sonora y también con el nivel de decibelios.

19. INTERFERENCIA DE ONDAS, EL EFECTO
DOPPLER, ONDAS DE CHOQUE.
• La interferencia de ondas se refiere a la manera en que dos o más ondas se
combinan para crear una nueva onda. La interferencia puede ser constructiva o
destructiva, dependiendo de si las ondas se suman o se restan. En la interferencia
constructiva, las partes de las ondas que están en sincronía se suman para crear una
onda más amplia, mientras que en la interferencia destructiva, las partes de las
ondas que están fuera de sincronía se restan para crear una onda más débil o nula.

20. EFECTO DOPPLER
• El efecto Doppler es un fenómeno físico que se produce cuando una onda se
propaga desde una fuente en movimiento. El efecto se conoce como el efecto
Doppler debido al físico austriaco Christian Doppler, quien lo describió por primera
vez en 1842. El efecto Doppler se puede observar en ondas sonoras y en ondas
electromagnéticas, como las ondas de radio
• En el caso de las ondas sonoras, el efecto Doppler hace que la frecuencia de un
sonido aparezca como mayor o menor de lo que realmente es, dependiendo de si la
fuente se esta acercando o alejando del observador. El efecto Doppler se utiliza en
mediciones de velocidad en astronomía y en radar.

22. ONDAS DE CHOQUE
• Las ondas de choque son una forma especial de ondas mecánicas transversales que
se propagan a través de un medio con una velocidad superior a la velocidad de las
ondas en ese medio. Las ondas de choque se producen cuando una onda de
velocidad superior alcanza una onda de velocidad inferior. Este fenómeno se puede
observar en el aire, en el agua y en otros medios, y es responsable de fenómenos
como los truenos y los tsunamis.

24. RESUMEN
• En resumen, la interferencia de ondas es el proceso en el que dos o más ondas se
combinan para crear una nueva onda, puede ser constructiva o destructiva. El efecto
Doppler es un fenómeno físico que se produce cuando una onda se propaga desde
una fuente en movimiento, alterando la frecuencia percibida. Las ondas de choque
son una forma especial de ondas mecánicas transversales que se propagan a través
de un medio con una velocidad superior a la velocidad de las ondas en ese medio y
son responsable de fenómenos como los truenos y los tsunamis.

25. BIBLIOGRAFÍA
• Sears ℘ Zemansky. Física Universitaria con Física Moderna. 11° Edición. Ed. Prentice
Hall.