7/18/2019 Wave Motion

http://slidepdf.com/reader/full/wave-motion-56968a10a21e4 1/5

Las Olas del Mar

La velocidad de la idealizada propagación de olas del mar es dependiente de la longitud deonda y para aguas suficientemente poco profunda, depende también de la profundidad delagua. La relacione de la velocidad de la ola es

Cálculo

Cualquier tratamiento simplificado de las olas del mar, está destinado a ser inadecuado paradescribir la complejidad de la materia. Sin duda es un tema que ha sido estudiado a fondo,

 pero no hay un modelo que pueda aplicarse a todos los casos. Se resume a continuación,algunas de las cosas que se han aprendido.

Se presume que las olas del mar obedecen la relación de onda básica c=fλ , donde c se usatradicionalmente para la velocidad de la ola o "celeridad". El término "celeridad", significavelocidad de propagación de la ola, respecto al agua estacionaria, de modo que cualquier corriente o velocidad neta del agua, se debe añadir a aquella.

La forma de una ola del mar, se dibuja a menudo como una onda sinusoidal, pero la forma deonda experimental se describe como una "trocoide". Una trocoide, se puede definir como lacurva trazada por un punto de un círculo, cuando el círculo rueda sobre una línea recta. Elsiguiente esquema está adaptado de Bascom.

7/18/2019 Wave Motion

http://slidepdf.com/reader/full/wave-motion-56968a10a21e4 2/5

La forma trocoide se acerca a la forma senoidal, para pequeñas amplitudes, pero quiza puedaver que la forma es diferente, con un estrechamiento de los picos del trocoide comparado a lasinusoide. Este estrechamiento de los picos o empinamiento, es mas pronunciado conformeaumenta la amplitud.

El descubrimiento de la forma trocoidal, vino de la observación de que las partículas delagua, ejecutarían un movimiento circular, cuando pasa la ola sin un significativo avance neto

de su posición. El movimiento del agua es hacia adelante cuando pasa el pico de la ola, perohacia atrás cuando pasa el valle de la ola,llegando de nuevo a la misma posición cuando llegael siguiente pico de ola. (En realidad, los experimentos muestran un ligero avance del aguacon las olas, pero ese avance es pequeño en comparación con el movimiento circular general.)

La ilustración de arriba, adaptada de von Arx, muestra la dirección del movimiento del agua,en diferentes puntos a lo largo de la ola.

7/18/2019 Wave Motion

http://slidepdf.com/reader/full/wave-motion-56968a10a21e4 3/5

Bascom describe experimentos en tanques de ondas donde se estudió la circulación del agua.Los círculos sumarizan el movimiento total del medio, cuando pasa una longitud de ondacompleta. Como una práctica común se inyectó gotas de aceite, blanqueadas con óxido decinc y ajustadas para que tuvieran la misma densidad que el agua. Por los lateralestransparente del tanque, se pudieron observar y trazar las órbitas. Se encontró que hubo una

 pequeña progresión de las órbitas en la dirección de propagación de la ola.

El hecho de que el movimiento del agua en la profundidad se aplana en una subida haciaadelante y hacia atrás se observa fácilmente por los buzos en los arrecifes de poca

 profundidad. El efecto de las ondas que viajan por arriba se traduce en el movimiento haciaadelante y hacia atrás de un buzo suspendido sobre un arrecife, y tambien puede ser visto enel movimiento de los corales y la vegetación.

Toda la descripción de las olas anteriores corresponde a las de longitud de onda larga que vonArx llama "olas de gravedad", lo que implica que son controladas principalmente por lagravedad y la inercia. Sus velocidades de ondas aumentan con la longitud de onda, uncomportamiento al que se llamó "dispersión normal". Para las más cortas que 1,73 cm, la

tensión superficial del agua ejerce una fuerza de control y von Arx las llama "olas capilares".Su velocidad aumenta a medida que la longitud de onda se acorta, un comportamiento que sellamó "dispersión anómala". La mínima velocidad de propagación en la longitud de onda de1,73 cm es de 23,1 cm/s. La siguiente dependencia de la velocidad en aguas profundas de lalongitud de onda, es una adaptación de von Arx.

Index

Traveling

WaveConcepts

ReferencesMayo

Bascom

von Arx

7/18/2019 Wave Motion

http://slidepdf.com/reader/full/wave-motion-56968a10a21e4 4/5

Las pequeñas ondulaciones u ondas capilares se observan por primera vez cuando un vientofresco sopla sobre el agua en calma. Tienen crestas y valles en forma de V redondeadas. VonArx describe estas olas como la forma en que el viento "calma" el agua, ya que sonnumerosas y son movidas lentamente por el viento. Se cuentan historias de marineros que

 primero observaron estas olas capilares cuando el viento arreciaba, y más tardeexperimentaron el oleaje de las olas de gravedad, por lo que se pensaba que las olas capilaresfueron el primer mecanismo por el cual el viento daba energía al agua. A medida que las olasde gravedad se acumulan, su longitud de onda tiende a alargarse y la velocidad aumenta hastaque coincide con la velocidad del viento, momento en el que ya no pueden extraer energía delviento.

La forma de trocóide que se atribuye a las olas del océano cambia cuando aumenta laamplitud para una determinada longitud de onda.

A la izquierda se ilustra elcambio de forma para unasimple longitud de onda, peroel pico tiende a hacerse mas

estrecho y pronunciado amedida que aumenta laamplitud para unadeterminada longitud deonda. Bascom informa de

7/18/2019 Wave Motion

http://slidepdf.com/reader/full/wave-motion-56968a10a21e4 5/5

Modelos de Onda Trocoide

evidencia experimental entanques de oleaje que sugiereque una proporción de 1:7entre la altura del pico a lalongitud de onda es elmáximo, y que un ángulo de120° es el ángulo mínimo

 para un pico. Por encima de

esta proporción los picos sevuelven inestables. Elesquema de ola de abajo estáa escala de esa proporción de1:7 entre la distancia de picoa valle en comparación con lalongitud de onda.

A medida que las olas se muevenhacia la playa, el agua superficialdisminuye la velocidad de

 propagación, por lo que la longitudde onda se hace más corta y lasalturas de los picos aumenta. Los

 picos de las olas se vuelveninestables y, moviéndose más rápidoque el agua de abajo, rompen haciadelante.

Las Olas mas Altas del Océano Tsunami

 

HyperPhysics***** Mechanics   R Nave  Go Back