1

ONDA: perturbación que se repite de manera regular en el espacio y el tiempo y que se

transmite progresivamente de una región de un medio a otra sin transporte de materia.

TIPOS DE ONDAS Mecánicas: necesitan medios elásticos para su propagación.

Electromagnéticas: no necesitan un medio para propagarse.

Transversales: las partículas del medio vibran perpendicularmente a la dirección de

propagación de la onda.

Longitudinales: partículas del medio vibran en la misma dirección de la onda.

CARACTERÍSTICAS DE UNA ONDA

EJEMPLO

1. Considere que la figura presenta una porción de onda enmarcada exactamente en un

cuadrado de 30 cm de lado. De acuerdo a esto, podemos afirmar que la onda tiene

A) longitud de onda y amplitud de 30 cm.

B) longitud de onda y amplitud de 15 cm.

C) longitud de onda 6 cm y amplitud de 15 cm.

D) longitud de onda 12 cm y amplitud de 15 cm.

E) longitud de onda 12 cm y amplitud de 30 cm.

monte

v amplitud

amplitud

valle

monte

Longitud de onda (λ): Distancia recorrida en un ciclo

u oscilación.

Frecuencia (ƒ): número de ciclos en la unidad de

tiempo n de ciclos

ftiempo

Periodo (T): tiempo necesario para completar un

ciclo. tiempo

Tn de ciclos

Rapidez de propagación (v): depende solo del

medio.

dis tanciav

tiempo v

T

v f

FÍSICA COMÚN

MATERIAL N°06

Guía Resumen Ondas

2

FENÓMENOS DE ONDAS

i) Reflexión: Rebote de una partícula u onda que incide en el límite entre dos medios.

ii) Refracción: Cambio de dirección de una onda cuando cruza el límite entre dos medios

en los cuales la onda viaja con diferente rapidez.

iii) Difracción: Desviación de una onda en torno a una barrera, como un obstáculo o los

bordes de una abertura.

iv) Interferencia (superposición): incidencia de más de una onda de igual naturaleza en

el mismo lugar y al mismo tiempo.

v) Polarización: reducción de todos los planos de vibración de la onda a uno solo. SOLO se

produce en ondas transversales.

ONDAS ESTACIONARIAS

Las ondas estacionarias a diferencia de las ondas viajeras se mueven entre dos puntos fijos,

se producen por reflexión e interferencia entre ondas que tienen igual amplitud, frecuencia y

velocidad.

Ondas estacionarias en una cuerda de largo L

Longitud de onda

Frecuencia

Rapidez de propagación

EJEMPLO

2. Si = longitud de onda, entonces en una onda estacionaria formada en una cuerda

vibrante, la distancia entre dos nodos consecutivos es igual a

A)

B) 1

2

C) 3

2

D) 2

E) 1

4

Nodos: parte inmóvil de una onda

estacionaria. Tienen amplitud cero.

Antinodos (vientres): Posiciones de una

onda estacionaria donde se presentan las

amplitudes mayores.

antinodo nodo

2L

n f =

n T

2L v

T

3

SONIDO

Onda mecánica, longitudinal y tridimensional.

Intensidad

(volumen) Tono o Altura Timbre

Característica

Permite distinguir

cuando un sonido es

fuerte o débil.

Permite distinguir

cuando un sonido

es más agudo o

más grave que

otro.

Permite diferenciar

dos o más sonidos

de igual altura e

intensidad emitidos

por fuentes sonoras

distintas.

Unidad de medida Decibel (dB) Hertz (Hz) No tiene

Depende de Amplitud de la onda Frecuencia de la

onda Fuente emisora

Nota:

Rango audible de frecuencias que percibe una persona, en general cuando es joven

Efecto Doppler

fR = fES R

S E

v v

v v

EJEMPLO

3. Con respecto al rango de audibilidad que tiene una persona, se presentan varias

afirmaciones, elija la correcta

A) un sonido de 0,5 hz puede ser percibido si se aumenta su intensidad.

B) ultrasonido significa que el sonido que percibe, viaja más rápido.

C) una persona a lo largo de toda su vida podrá percibir sonidos de 20.000 hz.

D) el infrasonido es muy usado en medicina para realizar exámenes de detección.

E) el sonido con menor frecuencia que percibe una persona tiene una longitud de onda

de 17 m en el aire, si v=340 m/s.

donde: fR es la frecuencia del receptor. fE es la frecuencia del emisor. vE velocidad del emisor. vR velocidad del receptor. vS velocidad del sonido.

P1

(-)

(+)

(-)

(+)

Receptor Emisor

Infrasonido Sonido Ultrasonido

Menores de 20 Hz 20-20.000 Hz Mayores a 20.000 Hz

4

LUZ

Onda electromagnética, transversal y tridimensional.

Reflexión especular Reflexión difusa

Cuando la luz llega en forma de rayos

paralelos incidiendo sobre una superficie

plana y muy lisa, los rayos reflejados son

también paralelos. Permite formar

imágenes.

Reflexión en muchas direcciones de las

ondas que inciden sobre una superficie

áspera.

Refracción:

En la refracción de una onda electromagnética se cumple que

Dispersión (Separación de la luz blanca)

Espectro electromagnético

Reflexión especular Reflexión difusa

Si 1 > 2

v1 > v2

1 > 2

n1 < n2

Si 2 > 1

v2 > v1

2 > 1

n2 < n1

1

2

medio 1

medio 2

Separación de la luz en colores dispuestos de acuerdo

con su frecuencia, por interacción con un prisma o

una rejilla de difracción.

Se produce porque el mismo medio transparente a la

luz presenta un mayor índice de refracción a los

colores con menor longitud de onda y viceversa, por

lo tanto sufrirán mayor desviación y viajarán más

lento, los colores de menor longitud de onda.

ángulo de desviación

Rojo

D

Violeta

5

Espejo plano: solo forma imágenes virtuales de igual tamaño y derechas.

n: el número de imágenes que forman dos espejos planos entre sí, cuando forman entre

ellos un ángulo , es igual a

Espejo Cóncavo: forma imágenes reales de mayor, menor o igual tamaño que el objeto.

También forma imágenes virtuales, solo de mayor tamaño.

Espejo Convexo: sólo forma imágenes virtuales de menor tamaño.

Lente convergente o biconvexo: forma las mismas imágenes que el espejo cóncavo. Lo

único distinto es que la imagen virtual se forma del mismo lado del objeto, y en los espejos

cóncavos está al otro lado

Lente divergente o bicóncavo: forma las mismas imágenes que el espejo convexo. Lo

único distinto es que la imagen virtual se forma del mismo lado del objeto, y en los espejos

convexos está al otro lado

Nota: en el caso de los espejos la imagen se obtiene por reflexión de la luz y en los lentes

se obtiene por refracción de la luz.

Miopía: las personas tienen problemas para ver de lejos. Esto se corrige usando lentes

divergentes.

Hipermetropía: las personas tienen problemas para ver de cerca. Esto se corrige usando

lentes convergentes.

n = 360

Imagen real, invertida, más

pequeña

C F

Objeto

Imagen real, invertida, de igual tamaño

C F

Imagen real, invertida, más

grande

C F

Objeto

Imagen virtual, derecha, más

grande

C F

Objeto

Objeto Imagen virtual,

derecha, más pequeña

C F

6

EJERCICIOS

1. La figura muestra tres pulsos viajando hacia la derecha de la figura, si los pulsos son

de igual amplitud y todos viajan a 3 cm/s, entonces después de un segundo se

observará lo que muestra la alternativa

A)

B)

C)

D)

E)

2. Una persona investiga la razón por la cual es posible quebrar una copa de cristal

mediante la emisión de un sonido. Para estudiar el fenómeno decide variar la velocidad,

la frecuencia y el volumen del sonido para lo cual piensa que los factores que pueden

variar estas tres características son:

I) aumentar el número de vibraciones en cada segundo para aumentar la

velocidad de la onda.

II) emitir al mismo tiempo dos señales de igual frecuencia, para así aumentar

la frecuencia.

III) emitir sonidos con mayor energía, para así lograr un aumento en el

volumen.

De las creencias expresadas está(n) equivocada(s)

A) solo I.

B) solo II.

C) solo III.

D) solo I y II.

E) solo II y III.

Q P

Q P

Q P

Q P

Q P

1 cm

Q P

7

3. La figura muestra el perfil de una onda estacionaria producida en la cuerda de un

instrumento, respecto a ella es correcto decir que corresponde al

A) cuarto armónico ya que tiene tres antinodos.

B) segundo armónico, es decir tiene dos antinodos.

C) tercer armónico, es decir tiene tres nodos.

D) sexto armónico ya que tiene 6 vientres.

E) tercer armónico ya que tiene tres vientres.

4. De las siguientes alternativas, elija aquella que no sirve para disminuir la reverberación

en una casa

A) poner muebles de madera.

B) alfombrar.

C) poner cortinas.

D) poner plantas.

E) poner piso de baldosas.

5. Una persona ve una hoja en la superficie del agua, contenida en un estanque, ver

figura. La hoja está a dos pasos de él. Decide alejar un poco la hoja para lo cual da un

pequeño golpe sobre el agua. La hoja no se mueve, entonces decide

I) aumentar el número de pequeños golpes sobre el agua.

II) generar ondas de mayor amplitud en el agua.

III) usar su mano y empujar el agua hacia delante.

De los métodos empleados, ¿con cuál(es) de ellos podría alcanzar su objetivo?

A) Solo I.

B) Solo II.

C) Solo III.

D) Solo I y II.

E) Solo II y III.

P Q

8

6. El zumbido emitido por un zancudo se debe a que aletea a 600 Hz, esto significa que

agita su alas a un ritmo de

A) 600 aleteos por minuto.

B) 60 aleteos por segundo.

C) 6 aleteos por segundo.

D) 600 aleteos por segundo.

E) 6000 aleteos por minuto.

7. Respecto al sonido es FALSO que

A) en general viaja más rápido en medios más densos.

B) al cambiar la temperatura del aire cambiara la velocidad.

C) no es posible polarizarlo.

D) en el aire se propaga por compresión y rarefacción de las partículas del medio.

E) es una onda bidimensional.

8. Con respecto a las ondas mecánicas, ¿cuál de las siguientes afirmaciones es correcta?

A) Las tres afirmaciones siguientes son verdaderas.

B) Si se refractan no cambian de frecuencia.

C) Si se reflejan cambian de longitud de onda.

D) Si se interfieren no varían de intensidad.

E) Si se difractan cambian su longitud de onda.

PAUTA EJEMPLOS

1 D

2 B

3 E

PAUTA EJERCICIOS

1 C 3 E 5 C 7 E

2 D 4 E 6 D 8 B