Ondas

Departamento de Física y Química

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Cuestiones

1.-La ecuación de una onda armónica en una cuerda tensa es: y (x,t) = A sen (wt – kx)

  1. Indique el significado de las magnitudes que aparecen en dicha expresión.
  2. Escriba la ecuación de otra onda que se propague en la misma cuerda en sentido opuesto, de amplitud mitad y frecuencia doble que la anterior.

Respuesta

2.-

  1. Explique qué son una onda transversal y una onda longitudinal. ¿Qué quiere decir que una onda está polarizada linealmente?
  2. ¿Por qué se dice que en un fenómeno ondulatorio se da una doble periodicidad? ¿Qué magnitudes físicas la caracterizan?

Respuesta

a)

Física con ordenador. Clases de movimientos ondulatorios

3D Wave Physlet (Linear wave => onda polarizada linealmente, Circular wave => onda con polarización circular)

b)

Doble periodicidad

3.-

  1. Explique qué es una onda armónica y escriba su ecuación.
  2. Una onda armónica es doblemente periódica. ¿Qué significado tiene esa afirmación? Haga esquemas para representar ambas periodicidades y coméntelos.

Respuesta

4.-

  1. Defina qué es una onda estacionaria e indique cómo se produce y cuáles son sus características.Haga un esquema de una onda estacionaria y coméntelo.
  2. Explique por qué, cuando en una guitarra se acorta la longitud de una cuerda, el sonido resulta más agudo.

Respuesta

5.-

  1. Comente la siguiente afirmación: “las ondas estacionarias no son ondas propiamente dichas” y razone si una onda estacionaria transporta energía.
  2. Al arrojar una piedra a un estanque con agua y al pulsar la cuerda de una guitarra se producen fenómenos ondulatorios. Razone qué tipo de onda se ha producido en cada caso y comente las diferencias entre ambas.

Respuesta

a)

Física con Ordenador. Ondas estacionarias

b)

Física con ordenador. Clases de movimientos ondulatorios

6.- Razone las respuestas a las siguientes cuestiones:

  1. ¿En qué consiste la refracción de ondas? Enuncie sus leyes.
  2. ¿Qué características de la onda varían al pasar de un medio a otro?

Respuesta

Problemas

7.- La ecuación de una onda que se propaga por una cuerda tensa es:

y (x,t) = 0,05 sen π (25 t – 2 x) (S.I.)
  1. Explique de qué tipo de onda se trata y en qué sentido se propaga e indique cuáles son su amplitud, frecuencia y longitud de onda.
  2. Calcule la velocidad de propagación de la onda y la velocidad del punto x = 0 de la cuerda en el instante t = 1 s y explique el significado de cada una de ellas.

Respuesta

8.- La ecuación de una onda armónica que se propaga por una cuerda es:

y (x, t) = 0,08 cos (16 t - 10 x) (S.I.)
  1. Determine el sentido de propagación de la onda, su amplitud, periodo, longitud de onda y velocidad de propagación.
  2. Explique cómo se mueve a lo largo del tiempo un punto de la cuerda y calcule su velocidad máxima.

Respuesta

9.- Por una cuerda se propaga la onda; y = cos (50 t – 2 x) (S.I.)

  1. Indique de qué tipo de onda se trata y determine su velocidad de propagación y su amplitud.
  2. Explique qué tipo de movimiento efectúan los puntos de la cuerda y calcule el desplazamiento del punto situado en x = 10 cm en el instante t = 0,25 s.

Respuesta

a)

Se trata de una onda armónica (su ecuación aparece la función coseno) transversal (se desplaza a lo largo del eje x y las partículas vibran paralelas al eje y)

Comparando con la ecuación general de una onda armónica: y (x, t) = A sen ( ω t - k x). Resulta que la amplitud es 1m y para calcular la velocidad de propagación podemos ver que ω = 50 rad/s y k = 2 m-1.

Sabiendo que ω = 2 π/ T , k =2 π/ λ y la velocidad de propagación v = λ/T:

v = (2 π/ k) / (2 π/ω) = ω/ k = 50 / 2 = 25 m s-1

b)

Los diferentes puntos de la cuerda realizan un movimiento armónico simple de frecuencia angular ω = 50 rad/s y amplitud 1m. Cuya ecuación sería y = cos (50 t + θ0)

Para t = 0,25 s, la elongación del punto situado en x = 10 cm será:

y = cos (50·0,25 – 2·0,1) = cos 12,3 = 0,96 m

10.- La ecuación de una onda en una cuerda es:

y(x,t) = 0,4 sen12x · cos40 π t (S.I.)
  1. Explique las características de la onda y calcule su periodo, longitud de onda y velocidad de propagación.
  2. Determine la distancia entre dos puntos consecutivos con amplitud cero.

Respuesta

11.- La ecuación de una onda es: y (x, t) = 0,16 cos (0,8 x) cos (100 t) (S. I.)

  1. Con la ayuda de un dibujo, explique las características de dicha onda.
  2. Determine la amplitud, longitud de onda, frecuencia y velocidad de propagación de las ondas cuya superposición podría generar dicha onda.

Respuesta

12.- La ecuación de una onda en una cuerda tensa es:

y (x, t) = 4 · 10-3 sen 8 π x cos 30 π t (S.I.)
  1. Indique qué tipo de onda es y calcule su período y su longitud de onda.
  2. Explique cuál es la velocidad de propagación de la onda y cuál es la velocidad de los puntos de la cuerda. Calcule la velocidad máxima del punto x = 0,5 m.

Respuesta

a)

Es una onda estacionaria ...

b)

Las ondas estacionarias no se propagan, v = 0 (?). Aunque puede que se refiera a que se calcule la velocidad de propagación de dos ondas que al interferir produzcan ese movimiento estacionario.

...


Más problemas

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