Física Propiedades de las ondas

Properties of Waves

Si tiras una piedra a un lago, las ondas se abren, pero el agua no viaja lejos: la vibración transporta energía. Eso es una onda. Las transversales vibran perpendiculares a la dirección de avance, las longitudinales en paralelo, y la rapidez une frecuencia y longitud de onda con v = fλ. Al encontrarse dos ondas, la diferencia de fase da interferencia constructiva o destructiva. Cambia frecuencia, amplitud y diferencia de fase y se ven la forma de onda y el patrón de interferencia.

¿Qué es una onda?

🌊 Intuición

①Tiras una piedra a un lago: las ondas se expanden

②El agua no se traslada, solo vibra

③Una onda transmite energía a través de la vibración

④Importante: el medio (agua) vibra en el sitio, no viaja

Clasificación

Transversal vs longitudinal

aspecto	transversal	longitudinal
dirección de vibración	perpendicular a la propagación	paralela a la propagación
ejemplos	luz, ondas en cuerda, electromagnéticas	sonido, ondas en muelle
¿necesita medio?	la cuerda sí · las EM no	sí (sonido)
rasgo	puede polarizarse	compresiones y rarefacciones

Onda transversal y v = f λ

frecuencia f5 Hz

amplitud A5 (rel. 1-10)

Velocidad

v = f λ

velocidad (m/s) = frecuencia (Hz) × longitud (m)

💡 ¿Por qué v = f λ?

①f ciclos por segundo → f ondas en 1 s

②Cada onda mide λ

③En 1 s recorre f × λ = v

④v depende del medio: cambiar f o A no cambia v

⑤La amplitud A es una escala relativa 1-10 en esta página. Más A = más energía e intensidad (más volumen, en el sonido); la velocidad no cambia

Superposición e interferencia

desfase (°)0°

Periodo y frecuencia

T = 1f

periodo (s) = 1/frecuencia

🔑 Principio de superposición

①Las ondas suman sus desplazamientos

②En fase (0°) → constructiva, amplitud doble

③Anti-fase (180°) → destructiva, amplitud cero

④Tras cruzarse cada una sigue como antes

Cuatro propiedades de las ondas

🔄 Reflexión, refracción, interferencia y difracción

①Reflexión: rebota en una superficie

②Refracción: cambia de medio y se desvía

③Interferencia: ondas que se suman o cancelan

④Difracción: bordea obstáculos (más fácil con λ grande)

⑤Las cuatro son universales en cualquier onda

Ejemplos resueltos

Ejemplo 1

¿Cuál es la rapidez de una onda de frecuencia 50 Hz y longitud de onda 4 m?

Usa la ecuación de la rapidez de onda v = fλ.

v = fλ

Sustituye f = 50 Hz, λ = 4 m.

v = 50 × 4 = 200 m/s

▸ 200 m/s

v = fλ es la ecuación más básica de ondas. La frecuencia (Hz) por la longitud de onda (m) da la rapidez (m/s).

Ejemplo 2

Una onda sonora viaja a 340 m/s con un periodo de 0.002 s. ¿Cuál es su longitud de onda?

Primero halla la frecuencia: f = 1/T.

f = 1T = 10.002 = 500 Hz

De v = fλ, calcula λ = v/f.

λ = vf = 340500 = 0.68 m

▸ 0.68 m

Cuando se da el periodo T, halla la frecuencia con f = 1/T y luego sustituye en v = fλ.

Resumen

Fórmula clave

v = f λ = λ/T

velocidad = frecuencia × longitud

tipo de examen

Si se duplica la frecuencia de una onda en el mismo medio, ¿cómo cambia la longitud de onda?

①Se duplica

②Se cuadruplica

③No cambia

④Se reduce a la mitad

⑤Se reduce a un cuarto

▸ ④ Se reduce a la mitad

En el mismo medio la rapidez v es constante; v = fλ está fijo.

v = fλ = constante

Si f se duplica, λ es inversamente proporcional y se reduce a la mitad.

λ = vf ⇒ f×2 ⇒ λ÷2

🎯 Puntos clave

①v = f λ

②v depende del medio (no de f ni A)

③Transversal: vibración ⊥ a la propagación

④Superposición: la suma del desplazamiento

⑤Comunes: reflexión, refracción, interferencia, difracción

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