Control 1 FÍSICA IACC

Ondas y Energía Física Instituto IACC 13-05-2016

Desarrollo 1. Escria 10 e!e"#los en los $ue se #uedan distinguir ciclos% detallando $u& constituye un ciclo% cu'l es el #eriodo y cu'l sería su longitud de onda. Definiciones: Ciclo: (ecorrido de cada #artícula desde $ue inicia una )iraci*n +asta $ue )uel)e a la #osici*n

inicial. Periodo: ,ie"#o $ue tarda una onda en recorrer el es#acio $ue +ay entre dos #artículas $ue

)iran en ase% ta"i&n se deine co"o la cantidad de tie"#o necesario #ara co"#letar la oscilaci*n de una sola onda% el #eriodo es re#resentado con una , "ayscula. Longitud de la onda: /e deine co"o la distancia $ue +ay entre dos crestas los #untos "'s

altos consecuti)as en una onda% y est' relacionada con el es#ectro electro"agn&tico. ,a"i&n se "enciona co"o la distancia "íni"a entre dos #artículas $ue )iran en ase% es decir% $ue tienen la "is"a elongaci*n en todo "o"ento% es re#resentada #or la letra griega la"da . Ejemplos: 1.- Señal de Radio: Es un "&todo de co"unicaci*n donde se e"#lean ondas sonoras% las ondas

de radio tienen longitudes $ue )an de tan s*lo unos cuantos "ilí"etros% y #ueden llegar a ser tan etensas $ue alcan4an cientos de il*"etros. a longitud de onda de un a onda de radio se deine co"o la distancia $ue recorre la onda de radio durante un ciclo. a longitud de onda )a e#resada nor"al"ente en "etros a ece#ci*n de si es "enor $ue un "etro% caso en el cual se e#resa en centí"etros o en "ilí"etros. 7eriodo8 3.3 9s

longitud de onda8 1000 :"

Frecuencia8 3;4

2.- Raos !: estos rayos son radiaciones electro"agn&ticas cuya longitud de onda )a desde unos

10 n" +asta 0%001 n" 1 n" o nan*"etro e$ui)ale a 10-< ". Cuanto "enor es la longitud de onda de los rayos =% "ayores son su energía y #oder de #enetraci*n.

7eriodo

".- Raos #ltra$ioleta: Es un ti#o de radiaci*n electro"agn&tica% la radiaci*n ultra)ioleta #uede

 #roducirse artiicial"ente "ediante l'"#aras de arco> la de origen natural #ro)iene  #rinci#al"ente del /ol. a longitud de onda de la lu4 ultra)ioleta tiene a#roi"ada"ente ?00 nan*"etros ? 000 @. a radiaci*n ultra)ioleta oscila entre )alores de 00 tera+ert4 ,;4 * 1012 +ert4 y 30 000 ,;4. %.- Lu& $isi'le8 Es ta"i&n una onda electro"agn&tica $ue el o!o +u"ano es ca#a4 de codiicar y

 #erciir% estas )an entre longitudes de onda de 3<0 a B50 n"% aun$ue algunas #ersonas #ueden ser ca#aces de #erciir longitudes de onda desde 30 +asta B0 n". (.- Raos )nfrarrojos: Es radiaci*n electro"agn&tica de una longitud de onda "ayor $ue la lu4

)isile% #ero "enor $ue "icroondas% co"o su no"re lo indica est' #or dea!o del ro!o% $ue es el color )isile de "ayor longitud de onda% se etiende desde B00 n" a 1 "" 1000 ". *.- +icroondas: /on ondas electro"agn&ticas con longitud de onda "ayores $ue el inrarro!o%

 #ero "enores $ue las ondas de radio% las "icroondas tienen longitud de onda a#roi"ada"ente en el rango de 30 c" recuencia  1G;4 a 1"" 300 G;4% ta"i&n se incluye el rango de 1G;4 a 1000 G;4% aun$ue la "ayoría de las a#licaciones )an de 1 a ?0 G;4. ,.- ndas de )nstrumento de Cuerda: Corres#onde a una onda de ti#o "ec'nica% donde las

ondas sonoras son #roducidas #or la )iraci*n a las $ue se so"eten las cuerdas "ientras son tocadas. a longitud de onda es dos )eces la longitud de la cuerda. a distancia $ue recorre al lle)ar a cao una oscilaci*n co"#leta se deno"ina la"da % y el tie"#o $ue se de"ora en +acerlo es el #eriodo ,.

.- ndas de un Sismo: as ondas 7% así deno"inadas #or las #alaras 7ri"a Onda% #ri"era

onda $ue +acen alusi*n al +ec+o de $ue son las #ri"eras en llegar a cual$uier detector de un sis"o% #or$ue son las $ue se #ro#agan con "ayor )elocidad% la cual se coloca en el orden de los 5 "H s.  as ondas 7 tienen ade"'s la #articularidad de trans"itirse en todos los "edios% cual$uiera sea su estado s*lido% lí$uido o gaseoso /.- ndas 0ra$itacionales: as ondas gra)itacionales son #erturaciones del es#acio tie"#o%

ondulaciones $ue se or"an en el continuo descrito #or la ,eoría de la (elati)idad General de Einstein cuando ocurre algn aconteci"iento c*s"ico suiciente"ente #otente y )iolento. n e!e"#lo de este ti#o de ondas% es cuando se #roduce un c+o$ue de "eteoritos. 1.- leaje del +ar:  as olas son "o)i"ientos ondulatorios% oscilaciones #eri*dicas de la

su#ericie del "ar% or"adas #or crestas y de#resiones $ue se des#la4an +ori4ontal"ente. Con relaci*n al 7eríodo e#resado en segundos% el #ro"edio general registrado en las costas c+ilenas )aría de  a 1? segundos% un 10J del olea!e registra #eríodo de +asta 16 segundos y ece#cional"ente% de 1 a 20 segundos. as longitudes son "uy )ariadas y de#ender'n de la )elocidad del )iento.

2. En la igura $ue se #resenta a continuaci*n% una cuerda de 20 " #or la $ue )ia!an ondas a una )elocidad de 20 "Hs% calcule el #eriodo y la longitud de onda asociados a ellas.

7ara reali4ar los c'lculos dis#one"os de los siguientes datos8 ongitud de la cuerda8 20 ". Kelocidad )8 20 "Hs A"#litud de onda a8 3 " Clculos:

7eriodo ,8 /e #uede deter"inar en la igura ya $ue co"#rende entre el inicio de un ciclo y su t&r"ino% #or lo tanto el tie"#o $ue de"ora #ara co"#letar la oscilaci*n de una sola onda es de 15 segundos. Entonces8

Periodo 345 6 1( segundos. A+ora #ara calcular la longitud de la onda dee"os calcular la recuencia % y co"o sae"os $ue la recuencia y el tie"#o $ue necesita una sola oscilaci*n de onda #ara inali4ar son in)ersa"ente #ro#orcionales% la *r"ula #ara calcular la recuencia% teniendo el tie"#o necesario

 #ara co"#letar un ciclo de una onda es8 f  = Entonces8 f  =

1 15

=0,0666  Hz

.

 1

T 

a recuencia   0%0666 ;4.

na )e4 otenida la recuencia% #ode"os utili4ar la siguiente or"ula  λ =

v f 

Donde ) re#resenta la )elocidad  20 "Hs L  la recuencia en ;4.  0.0666 ;4.  λ =

20 m / s 0,0666  Hz

= 300 m

Longitud de onda es de: " m. Miliograía IACC 2012. Ondas y Energía. /e"ana 1.