INTERACCION MASA Y ENERGIA CON EJERCICIOS, DEFINICIONNES Y EJEMPLOS.

1. TEMAS DE FISICA
Interacción Masa Y Energía
Parcial 1
Clases En Línea Feb- Jun 2021
Maestro: Ing. Laura Moreno

2. 1.1 Fenómenos Ondulatorios
 En el mundo que nos rodea, los fenómenos ondulatorios están inmersos
mediante ondas a través de las cuales nos llegan sonidos, luz, imágenes,
podría decirse que toda la información, así las antenas emisoras envían ondas
electromagnéticas que los aparatos convierten en ondas sonoras y luminosas,
según sea el caso de un radio, televisión o computadora con internet.

3. Característica de los Fenómenos
Ondulatorios
 Transmitir vibraciones particularmente las armónicas,
cuyas partículas oscilan en torno a un punto de
equilibrio, sometidas a una fuerza proporcional a la
distancia a ese punto.
Un punto en la cuerda de
una guitarra
después de pulsarla
El temblor de una lamina
metálica después de golpearla

4.  En caso de que un fenómeno ondulatorio encuentre en su trayectoria un
obstáculo, tiene la capacidad de rodearlo o lo contornea se produce la
difracción de ondas, y si lo que encuentra a su paso es un hueco, las ondas se
propagan a partir de el en todas las direcciones, esos dos componentes
constituyen la difracción que es una propiedad que caracteriza a los
movimientos ondulatorios.

5. 1.2 Movimiento Ondulatorio.
 Un Movimiento Ondulatorio es un proceso por medio del cual se transmite
energía de una parte a otra. Sin que exista transferencia de materia, ya sea
por medio de ondas mecánicas o de ondas electromagnéticas.
 En cualquier punto de la trayectoria de propagación de una onda, se realiza
un desplazamiento periódico, vibración u oscilación, en torno de la posición
de equilibrio.
 Para que se origine un movimiento ondulatorio , se requiere una fuente
mecánica y un medio de transmisión material.
Un movimiento ondulatorio puede viajar a través de un medio elástico, solido liquido o gaseoso
No arrastra materia pero si energía.

6. Clasificación de las Ondas
 Ondas Electromagnéticas.
 Mismas que no necesitan de un medio
material para su propagación pues se
difunden aun en el vacío (en el aire).
 Ejemplos de la vida cotidiana:
 Ondas luminosas.
 Caloríficas. (calenton)
 De Radio o las satelitales.
 Ondas Mecánicas.
 Las ocasionadas por una perturbación y
que requieren un medio material para su
propagación en forma de oscilaciones
periódicas.
 Ejemplos de la Vida Cotidiana:
 Se lanza una piedra en una alberca, se
origina una perturbación que se propaga
en círculos.
 En una cuerda .
 En el agua .
 O en algún medio por el sonido.
 Su medio depende de una Fuente
Mecánica y un Medio Material.

7. Imágenes de ondas

8. El Movimiento Ondulatorio tiene dos
principales tipos de Oscilación:
Transversales y Longitudinales.
 Ondas Transversales:
 Es una onda transversal la vibración de las partículas individuales del medio
es perpendicular a la dirección de propagación de la onda.
 Las ondas transversales se pueden dar sobre una cuerda, en superficie de un
liquido, y a través de un solido.
 Nota: Oscilación: Acción y efecto de oscilar. Cada uno de los vaivenes de un
movimiento oscilatorio.

9.  Las Olas del Mar son Ondas
Transversales y Longitudinales.
 Antes se comento que las ondas
pueden ser longitudinaes o
transversales dependiendo si son
paralelas o perpendiculares.
El Movimiento Ondulatorio tiene dos
principales tipos de Oscilación:
Transversales y Longitudinales.

10. Onda Longitudinal.
 Onda Longitudinal.
 Se presentan cuando las partículas del medio material vibran paralelamente a
la dirección de propagación de la onda.
 Tal es el caso de las ondas producidas en un Resorte (helicoidal)

11. Características de las Ondas.
 Para Referirnos a las características de las ondas, nos basaremos en las ondas
transversales, la diferencia será que para las ondas longitudinales en lugar de
crestas se tienen compresiones y en lugar de valles, expansiones.

12. Características de las ondas.
 VELOCIDAD DE PROPAGACION DE UNA ONDA.
 Es aquella con la cual se propaga un pulso a través de un medio.
 En otras palabras, es la distancia que una determinada cresta o valle recorren en un
determinado tiempo, que generalmente es en un segundo.
 La rapidez o magnitud de la velocidad con la que se propaga una onda esta en función de la
 Elasticidad y de la densidad del medio; mientras este es mas elástico y menos denso, la
rapidez de propagación será mayor.
 Puede calcularse con la expresión: v= λ
 Donde: T
 v= rapidez o magnitud dela velocidad de propagación en m/s.
 λ = longitud de onda en m/ciclo.
 T = periodo en s/ciclo.

13. Las características de una onda mecánica
son:
 λ = Es la distancia entre dos frentes de onda que están en la misma fase. Es la distancia lineal
entre una cresta y otra o entre valles consecutivos o bien la distancia que la onda recorre durante
un periodo.
 Se representa por la letra griega λ (lambda). Y se mide en m/ciclo.
 f= Frecuencia : Es el numero de ondas que se producen por segundo. Se mide comúnmente en
ciclos/s, esto es, en Hertz (Hz).
f= 1 = numero de ondas = 1 ciclo = vibraciones = 1 = 1 Hz
 T s s s s
 Periodo = Es el tiempo que tarda en realizarse un ciclo de la onda. Como puede notarse, el periodo
es igual al inverso de la frecuencia y la frecuencia es igual al inverso del periodo, por consiguiente:
 Donde: T = periodo en s/ciclo.
 T = 1 y f= 1 f=frecuencia en ciclos/s =Hertz (Hz)
 f T

14.  Nodo (n)= Es el punto de la onda que cruza el punto de equilibrio.
 Elongación = Es la distancia entre cualquier punto de una onda y su posición
de equilibrio.
 Cresta (C)= Es el punto mas distante o extremo que alcanza una onda.
 Valle (V) = Es el punto mas bajo con respecto a su posición de equilibrio.
 Amplitud de onda (A) = Es la distancia entre el punto extremo que alcanza
una partícula vibrante y su posición de equilibrio. Una onda completa tiene
una cresta y un valle, es decir, dura cierto tiempo.
 (T) Periodo = Es el tiempo en el que se produce una onda o el tiempo que
requiere para llevar a cabo una vibración.
 Refracción: La refracción de ondas se presenta cuando estas pasan de un
medio a otro de distinta densidad, o bien , cuando el medio es el mismo,
pero se encuentra en condiciones diferentes, por ejemplo: El agua a distintas
profundidades. Ello origina que las ondas cambien su magnitud de velocidad
de propagación y su longitud de onda, conservando constante su frecuencia.

15. Calculo de la velocidad de una onda
 1.- Calcula la rapidez o magnitud de la velocidad con la que se propaga una
onda longitudinal cuya frecuencia es de 150 ciclos/s y su longitud de onda es
de
 7m/ciclo.
 Solución :
 Datos: Formula:
 v= ? v= λ f
 f=150 ciclos/s
 λ = 7 m/ciclo Sustitución y Resultado:
 v= 7m/ciclo x 150 ciclos/s= 1050 m/s.

16. Calculo de la velocidad de una onda
 2.- Una lancha sube y baja por el paso delas olas cada 4 segundos, entre cresta y
cresta hay una distancia de 15 m.
 ¿Cuál es la magnitud de la velocidad con que se mueven las olas?
 Solución:
 Datos: Formulas: Sustitución y Resultado:
 T= 4 s/ciclo f = 1 f = 1 = 0.25 ciclo/s
 λ= 15 m /ciclo. T 4 s/ciclo
 v=?
 v= λf v=(15m/ciclo) (0.25 ciclo/s) = 3.75 m/s

17. Calculo de la velocidad de una onda.
 Por una cuerda tensa se propagan ondas con una frecuencia de 30 Hertz y
 Una rapidez de propagación de 10 m/s. ¿ Cual es su longitud de onda?
 Solución:
 Datos: Formula: Sustitución y resultado:
 f = 30 Hz v= λf λ= 10 m/s = 0.33 m/ciclo
 v=10 m/s Despeje : 30 ciclos/s
 λ= ?
 λ= v
 f

18. Movimiento vibratorio
Armónico simple
 Un movimiento vibratorio u oscilatorio es un movimiento de vaivén de un
cuerpo que pasa alternativamente de una parte a otra de su posición central
o posición de equilibrio.
 Ejemplos:
 Lazo
 Resorte
 Agua al moverse de abajo hacia arriba.
 El movimiento Armónico simple es un movimiento periódico, es decir, se
repite a intervalos iguales de tiempo.

19. Movimiento
Armónico simple
 En el movimiento Armónico simple resultan útiles los siguientes conceptos:
Elongación : distancia de una partícula a su punto de equilibrio. Puede ser positiva o negativa,
Según este hacia la derecha o a la izquierda de la posición de equilibrio.
Amplitud: Es la máxima elongación cuyo valor será igual al radio de la circunferencia.
Una partícula tiene una posición
definida en el espacio y tiene masa
mientras que una onda se
extiende en el espacio
caracterizándose por tener una
velocidad definida y masa nula.

20. ONDAS PERIODICAS Y NO PERIODICAS
 PERIODICAS: las ondas periódicas son aquellas que siguen ciclos repetitivos
por lo que son recurrentes con respecto a el Tiempo.
 Esto significa que no se trata de una sola perturbación sino de muchas de
ellas que se suceden una tras otra, con las mismas características.
 NO PERIODICAS: Corresponden a las que no siguen ningún tipo de ciclo ya que
no se repiten de manera constante. Pues se dan de manera aislada a través
de pulsos. Y cuando se vuelven a producir, las ondas o perturbaciones
tendrán diferentes características, tal como sucede con las olas del mar.

21. ONDAS SUPERFICIALES
ONDAS TRIDIMENSIONALES
 Ondas Superficiales: son las que se difunden en dos dimensiones, como las
ondas producidas en una lamina metálica o en la superficie de un liquido.
 Ejemplo: Como sucede cuando una piedra cae en un estanque.
 Ondas tridimensionales: Son las que se propagan en todas
 Direcciones, como el sonido. Los frentes de una onda
 Sonora son esféricos y los rayos salen en todas direcciones
 A partir del centro emisor.
 Las ondas electromagenticas: como la luz y el calor también se
 Propagan tridimensionalmente.

22. Sonido.
 El Sonido es una onda sonora mecánica longitudinal que se propaga a través
de un medio elástico.
 El sonido se produce cuando un cuerpo vibra. Se propaga por medio de ondas
mecánicas longitudinales, ya que las partículas vibran en la dirección de
propagación de la onda. El sonido se transmite en todas las direcciones y por
eso es una onda tridimensional o espacial.

23. El sonido como ondas Mecánicas
 El sonido es el fenómeno físico que estimula al oído. En los seres humanos, el sonido se percibe
cuando un cuerpo vibra a una frecuencia comprendida entre 20 y 20 000 ciclos/s y llega a el oído
interno; gama de frecuencias del espectro audible.
 El sonido se produce cuando un cuerpo vibra.
 CUALIDADES DEL SONIDO
 Tono
 Esta cualidad del sonido depende de la frecuencia con la que vibra el cuerpo emisor del sonido. A
mayor frecuencia, el sonido es mas alto o agudo, a menor frecuencia, el sonido es mas bajo o
grave.
 Timbre
 Cualidad que posibilita identificar la fuente sonora, aunque distintos instrumentos produzcan
sonidos con el mismo tono e intensidad.
 Velocidad
 Rapidez con la que se propaga un sonido depende del medio elástico y de su temperatura.


24. Audiograma
El Sonido es el fenómeno físico que estimula
al oído. En los seres humanos, el sonido se
percibe cuando un cuerpo vibra a una
frecuencia comprendida entre 20 y 20 000
ciclos /s y llega al oído interno: gama
denominada de frecuencia del espectro
audible.

26. Frecuencia de una onda
Infra sónica y ultrasónica
Cuando la frecuencia de una Onda sonora
Es inferior al limite audible, se dice que
es infra sónica y si es mayor ultrasonica.

27. Cualidades del sonido.
 INTENSIDAD
 Esta cualidad determina si un sonido es fuerte o es débil. La intensidad del
sonido depende de la amplitud de la onda, ya que a medida que esta aumenta
, la intensidad también se incrementa de la distancia existente entre la
fuente sonora y el oyente, pues a mayor distancia menor intensidad, y
finalmente, la intensidad es mayor si la superficie que vibra también lo es.
 Las unidades de intensidad sonora (Is) son:
 Is = joules/s = watt
 1 cm² cm²

28. Intervalo de intensidades
oído humano
 El intervalo de intensidades que el oído humano es capaz de percibir
 es muy grande, por eso se creo una escala logarítmica para medirlas,
 usando como unidades el bel (B) y el decibel (dB).
 Dicha escala se fundamenta en la comparación de distintos sonidos.
 El intervalo de Intensidades audibles por el hombre queda
comprendido en un rango de 0 a 120 dB.
 El cuadro indica una serie de valores para los niveles de intensidad de
diferentes sonidos medidos en decibeles (dB).

29. OPTICA ONDULATORIA
 Es la rama de la Física que estudia el comportamiento de la radiación
electromagnética, sus características y sus manifestaciones. Abarca el estudio
de la reflexión, la refracción, las interferencias, la difracción y la formación
de imágenes y la interacción de la radiación con la materia.