1. CONCEPTO DE ONDA
EXPERIENCIA 1.1: Perturbación en una cuerda tensa

Para estudiar la onda como propagación de una perturbación, partimos de una cuerda en equilibrio sometida a cierta tensión por lo que todos sus puntos estan inicialmente en línea recta.

Si sobre un punto, tal como su extremo izquierdo, provocamos un desplazamiento vertical introducimos una  perturbación  que se transmite debido a las propiedades elásticas de la cuerda. En consecuencia se produce desplazamiento en los puntos adyacentes. Posteriormente este punto vuelve a su estado inicial a la vez que los puntos siguientes después de alcanzar el máximo hacen lo mismo y así sucesivamente.
propagacion1.gif (6268 bytes)Observamos que el movimiento realizado por el punto inicial se repite en cada punto de la cuerda, o lo que es equivalente, la perturbación original se propaga sin retorno al suponer una longitud  indefinida.

Para analizar el mecanismo responsable de esta propagación seleccionemos un elemento de cuerda con su tensión en ambos extremos y veamos cómo realiza el movimiento vertical al ser alcanzado por la perturbación.

concepto1.gif (1366 bytes)La llegada de la perturbación a su extremo cambia la dirección de la tensión, entonces la fuerza resultante es prácticamente en direccion vertical y origina el desplazamiento en esa direccion del elemento inicialmente en reposo.
Podemos ver como esta componente vertical de la fuerza, cuyo valor cambia conforme la perturbación avanza hacia la derecha, determina el tipo de movimiento de los puntos de la cuerda. Si ahora  congelamos   la simulación y movemos el cursor de la barra de desplazamiento en la parte inferior de la ventana, podremos apreciar como las condiciones de tensión determinan el sentido de la fuerza vertical sobre cada elemento de cuerda en un mismo instante. Comience situando el cursor en el tope de la derecha y muévalo hacia la izquierda para reproducir todas las situaciones.
Comprobará que inicialmente, antes de llegar la perturbación, la fuerza neta sobre el elemento es nula y este permanece en reposo. Al continuar desplazando el cursor  la perturbacion llega al elemento, aparece la fuerza neta vertical que lo acelera y desplaza hacia arriba, comunicándole una cierta  velocidad  y por tanto energía cinética. Conforme avanza la perturbación la fuerza va disminuyendo hasta que se anula, después cambia de sentido y vuelve a aumentar.

onda_fu3.gif (1338 bytes)En este intervalo el elemento de cuerda sigue moviéndose hacia arriba pero, cuando la fuerza es hacia abajo lo frena y disminuye su velocidad. Al llegar a la parte mas alta la fuerza ha conseguido detenerlo y comienza a adquirir una velocidad hacia abajo que va en aumento hasta que de nuevo se ve frenado cuando la fuerza vuelve a cambiar de sentido. 

concepto3.gif (1245 bytes)La velocidad  vuelve a aumentar para luegodisminuir hasta anularse cuando el elemento queda en reposo. En ese momento la perturbación ha pasado.

Como hemos podido apreciar la onda lleva implícita una energía y una cantidad de movimiento sin que exista un transporte neto de materia.

TAREAS


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