Conceptos bsicos M V A S Ondas El

Conceptos básicos M. V. A. S. Ondas El sonido

U 1|Conceptos básicos Periodo y frecuencia Amplitud y longitud de onda Frecuencia angular y número de onda Magnitudes y unidades SI

U 1|Periodo y frecuencia Periodo En los fenómenos periódicos, se denomina periodo al tiempo que dura un ciclo. Frecuencia Se llama frecuencia de un fenómeno periódico al número de ciclos que se producen en cada unidad de tiempo. Fenómenos periódicos: el cierre de botellas en una fábrica de refrescos, las indicaciones luminosos de un semáforo, las oscilaciones de un péndulo.

U 1|Amplitud y longitud de onda Amplitud Longitud de onda La amplitud A de un movimiento vibratorio es su elongación máxima. Distancia entre dos puntos consecutivos de un tren de ondas que se encuentran en la misma fase. Se representa con la letra griega λ. Gráficos superpuestos de dos m. v. a. s. que sólo se diferencian por la amplitud. Perfil de una onda armónica. Los puntos separados por la distancia λ (longitud de onda) se encuentran en la misma fase de su m. v. a. s.

U 1|Frecuencia angular y número de onda Frecuencia angular La frecuencia angular o pulsación es el incremento del ángulo de fase por unidad de tiempo. Gráficos superpuestos de dos m. v. a. s. que solo se diferencian en la frecuencia angular. La curva de color azul corresponde al movimiento de mayor frecuencia angular. Número de onda Retraso del ángulo de fase por unidad de longitud en la dirección y el sentido en que se propaga la onda. Diferencia de fase entre el origen de coordenadas y los diferentes puntos de una onda armónica que se desplaza a lo largo del eje Ox. Con cada longitud de onda, el ángulo de fase se retrasa 2 π radianes.

U 1|Magnitudes y unidades SI Magnitud Símbolo Unidad (SI) Periodo T s Frecuencia ν Hz Constante elástica k N/m Amplitud A m Ángulo de fase / Fase φ rad Constante de fase φ0 rad Frecuencia angular ω rad/s Longitud de onda λ m Número de onda k rad / m Intensidad de onda I W / m 2 Nivel de intensidad β d. B

U 1|Movimiento vibratorio armónico simple M. V. A. S. Concepto. El oscilador armónico Elongación, velocidad y aceleración Energía

U 1|Concepto. El oscilador armónico Se denomina movimiento vibratorio armónico simple a un movimiento rectilíneo en el que la aceleración del móvil es directamente proporcional a su distancia a un punto fijo O de la trayectoria y está dirigida constantemente hacia este punto. Un cuerpo con un dispositivo que lo hace moverse con m. v. a. s. se denomina oscilador armónico. Este dispositivo cumple la Ley de Hooke. Un cuerpo unido a un muelle que cumple la ley de Hooke sobre un plano sin fricción es un oscilador armónico.

U 1|Elongación, velocidad y aceleración del m. v. a. s. Elongación Velocidad Gráficos x – t, v – t y a – t correspondientes a un ciclo de un m. v. a. s. Aceleración

U 1|Energía del m. v. a. s. Energía del sistema en reposo: Energía mecánica Energía debida al m. v. a. s. : a) El cuerpo colgado de un muelle se encuentra en reposo. b) El cuerpo se encuentra en la misma posición, pero se desplaza con m. v. a. s. y tiene energía cinética.

U 1|Ondas Concepto y tipos Propagación de ondas Reflexión, refracción y difracción Interferencia. Ondas estacionarias

U 1|Concepto y tipos de ondas Perturbación que se propaga por el espacio a través de un medio material o del vacío. • Según la dirección de la perturbación • Según el medio de propagación Transversales Longitudinales Mecánicas Electromagnéticas La forma más simple de una onda periódica es la onda armónica con ecuación: Perfil de una onda armónica. Los puntos separados por la distancia λ (longitud de onda) se encuentran en la misma fase de su m. v. a. s.

U 1|Propagación de ondas Construcción de Huygens Todos los puntos de un frente de ondas se constituyen en centros emisores de ondas circulares secundarias, cuyo envolvente constituirá un nuevo frente de ondas. a) Construcción de ondas circulares. b) Construcción de ondas rectas. Velocidad de propagación Distancia a la que se transmite la onda en una unidad de tiempo en un medio.

U 1|Reflexión, refracción y difracción Reflexión: Cambio en la dirección de una onda que se produce cuando llega a la superficie de separación de dos medios y vuelve al medio inicial. Ángulo de incidencia (i) = ángulo de reflexión (r) Refracción: Cambio de dirección que experimenta una onda al pasar de un medio a otro. Ley de Snell Difracción: Alteración que experimentan los frentes de ondas cuando atraviesan una ranura estrecha, chocan con un objeto pequeño o rozan el borde de un obstáculo. Esquema de los ángulos que forman los rayos y la normal en los fenómenos de reflexión y refracción. Difracción en una ranura muy estrecha. La ranura se comporta como si fuera un foco puntual emisor de ondas.

U 1|Interferencia. Ondas estacionarias Interferencias de ondas Fenómeno que se produce cuando dos o más movimientos ondulatorios que se propagan por un mismo medio afectan simultáneamente a un punto de dicho medio; sus efectos se suman y dan lugar a perturbaciones que son la combinación de los efectos de cada uno de estos. • Interferencia constructiva • Interferencia destructiva Vientres Nodos Ar = 2 A Ar = 0 Hip. Vientres: x 1 - x 2 = nλ Hip. Nodos: x 1 - x 2 = (2 n +1) λ/2 Ondas estacionarias Onda que se forma por la interferencia de dos ondas que tienen la misma amplitud, frecuencia y longitud de onda y que se desplazan por un medio en sentidos opuestos. Representación de cuatro modos normales de vibración de una curva fija por los extremos. Hipérbolas de nodos (zonas de una tonalidad grisácea uniforme).

U 1|El sonido Características del sonido Análisis armónico Efecto Doppler

U 1|Características del sonido El sonido es una vibración que se transmite en forma de ondas mecánicas a través de la materia. La velocidad del sonido en el aire es aproximadamente de 340 m/s. Cualidad Depende de Intensidad Amplitud Tono Frecuencia Timbre Forma de la onda Al girar, la rueda dentada hace vibrar la lámina metálica que se apoya sobre sus dientes. El sonido que emite la lámina tiene un tono más agudo cuanto más rápidamente gira la rueda. El nivel de intensidad de una onda se considera aproximadamente proporcional a la magnitud de la sensación que produce en una persona.

U 1|Análisis armónico Todo fenómeno periódico se puede representar por una suma de expresiones del tipo A sen (ωt + φ0) para una n = 1, 2, 3, . . . etc. Espectro de la onda en diente de sierra. Espectro de frecuencias de una onda que se obtiene sumando los tres primeros armónicos de la onda cuadrada. La diferencia en la forma de las ondas emitidas por un cantante, una flauta y una guitarra se traduce en la diversidad en el timbre de sus sonidos.

U 1|Efecto Doppler Fenómeno característico de todo movimiento ondulatorio por el que la frecuencia observada de un movimiento ondulatorio varía si la fuente está en movimiento respecto del observador o el observador respecto de la fuente. a) Cuando el foco emisor está en b) Cuando el foco emisor se mueve con una velocidad v. F: c) Si el observador se mueve con la velocidad reposo: Los frentes son circunferencias con centro en los puntos desde v. O: concéntricas y la distancia entre estas es ladonde se emitieron. En la dirección y sentido en el que el foco Las ondas le llegan con velocidad v – v. O. emisor avanza, la distancia entre los frentes es menor que λ. longitud de onda λ.