Conceptos Fundamentales del Movimiento Vibratorio y Ondulatorio
Conceptos Clave del Movimiento Vibratorio Armónico
Se denomina movimiento vibratorio armónico al movimiento rectilíneo periódico, que posee un cuerpo cuando se desplaza repetidas veces a un lado y a otro de su posición de equilibrio.
Definiciones Fundamentales de la Vibración
- Vibración: Movimiento efectuado desde un extremo al otro, con posterior retroceso hasta el primero.
- Período (T): Tiempo empleado en una vibración completa. Se mide en segundos.
- Frecuencia (f): Número de vibraciones que se realizan en 1 segundo.
- Elongación: Distancia en la que, en un instante, separa al punto vibrante de la posición de equilibrio.
- Amplitud: Máximo valor de la elongación.
El Movimiento Ondulatorio y sus Características
Movimiento ondulatorio: Propagación de un movimiento vibratorio a través de las partículas de un medio elástico.
Parámetros de una Onda
- Fase: Estado de vibración de cada partícula teniendo en cuenta la dirección y el sentido de las magnitudes.
- Longitud de Onda ($\lambda$): Distancia que separa dos puntos consecutivos en igualdad de fase.
- Período (T): Tiempo que tarda la vibración en recorrer una distancia igual a la longitud de la onda.
- Frecuencia (f): Número de vibraciones por segundo.
Cálculo de la Velocidad de Propagación
La velocidad de propagación ($v$) es igual a la longitud de onda por la frecuencia ($v = \lambda \cdot f$) o a la longitud de onda partido por el período ($v = \lambda / T$).
Onda: Es cada una de las vibraciones que se propagan en un movimiento ondulatorio.
Clasificación de las Ondas
Según el Medio de Propagación
- Mecánicas: Necesitan un medio material para propagarse.
- Electromagnéticas: No necesitan medio material para propagarse.
Según la Dirección de Vibración
- Longitudinales: Se propagan en cualquier medio material (sólido, líquido o gaseoso).
- Transversales: Se propagan donde las fuerzas de cohesión son grandes.
Velocidades Notables
- Velocidad de la luz ($c$): $300.000 \text{ km/s}$ (en el vacío).
- Velocidad del sonido ($v_s$): $340 \text{ m/s}$ (en aire).
Fenómenos Acústicos y Ópticos
El Sonido
Las cualidades del sonido son: intensidad, tono (agudos, graves) y timbre.
Fenómenos de Interacción Ondulatoria
La reflexión es un fenómeno que se origina cuando las ondas luminosas o sonoras chocan contra un obstáculo que no las absorba y retroceden, cambiando dirección y el sentido de la velocidad.
La refracción es un fenómeno que se produce cuando las ondas pasan de un medio homogéneo a otro donde se propagan a distinta velocidad.