jueves, 9 de febrero de 2012

Lectura 2: PROPAGACIÓN Y VELOCIDAD DE LAS ONDAS

Como ya sabes, las ondas mecánicas se transmiten por la interacción de partículas cercanas entre sí. Por ejemplo, sin el agua y sus partículas los barcos no podrían utilizar el sonar, y sin las partículas del aire no podríamos escuchar un concierto y los murciélagos no podrían volar o cazar en la oscuridad. Por otra parte, otro tipo de ondas como las producidas por la luz del Sol NO necesitan de un medio material para su transmisión. La luz del Sol llega a la Tierra luego de atravesar el espacio vacío que existe entre los dos astros. Por esto, no se puede decir que una onda sea la perturbación de un cuerpo material; una onda es la transmisión de una perturbación.

Las perturbaciones al propagarse por algún medio (tierra, aire, agua, etc.), no se transmiten instantáneamente a todas partes, sino que tardan cierto tiempo en viajar de un punto a otro. Así, por ejemplo, el sonido de un trueno tardará más tiempo en percibirse cuanto más lejos nos encontremos del lugar donde se está produciendo la tormenta.

Se llama velocidad de propagación de una onda a la distancia que recorre la perturbación transmitida por la onda en un tiempo dado. La velocidad de propagación de una onda depende del medio material por el que se propaga. Así, el sonido se transmite a mayor velocidad a través del agua que del aire, y con mayor velocidad en los sólidos que en los líquidos.

Podemos calcular la velocidad a la cual se propagan las ondas que se producen en la superficie de un estanque. Para ello, necesitamos conocer la distancia d que hay entre el foco u origen de la perturbación y un punto en la superficie del agua, también necesitamos conocer el tiempo que tarda la perturbación en llegar a dicho punto.
Conocidos estos valores, se aplica la siguiente ecuación:

En donde:
v es la velocidad en metros sobre segundos.
d es la distancia recorrida en metro s.
t es el tiempo, en segundos, que tarda la onda en recorrer dicha distancia.

Taller de lectura 2:

  1. ¿A qué se llama velocidad de propagación?
  2. ¿De qué depende la velocidad de propagación de una onda? De un ejemplo
  3. ¿Qué necesitamos conocer para calcular la velocidad a la cual se propagan las ondas?
  4. Escriba la ecuación que se aplica para calcular la velocidad de propagación de una onda
  5. ¿Qué significan las letras (v, d, t) en la ecuación de velocidad de propagación?
  6. Copie la siguiente tabla:
    EcuaciónUtilidadOperación
    Permite calcular la velocidad si conocemos la distancia y el tiempoSe divide distancia(d) entre tiempo (t)
    Permite calcular el espacio o distancia recorrida por una onda, conociendo la velocidad y el tiempoSe multiplica velocidad (v) por tiempo (t)
    Permite calcular el tiempo que dura un fenómeno ondulatorio, conociendo la distancia recorrida y la velocidad de la ondaSe divide distancia (d) entre velocidad (v)
  7. Copie, con su procedimiento, los siguientes ejemplos:
    Ejemplo 1: ¿Cuál es la velocidad de una onda que se desplaza 5000 metros en 2.5 segundos?
    DatosEcuaciónOperaciónRespuesta
    V =?
    d = 5000 m
    t = 2.5 seg
    2000 m⁄segR: // La velocidad de la onda es 2000 metros por segundo. Es decir que la onda recorre 2000 metros cada segundo.

    Ejemplo 2: ¿Qué distancia recorre una onda sonora durante 20 segundos si la velocidad del sonido es de 340 metros por segundo?
    DatosEcuaciónOperaciónRespuesta
    V = 340m/seg
    d =?
    t = 20 segundos
    6800 metrosR: // La onda recorre 6800 metros

    Ejemplo 3: ¿Cuánto tarda una onda luminosa en desplazarse 500000 kilómetros, si su velocidad es de 300000Km/seg?
    DatosEcuaciónOperaciónRespuesta
    d = 500000 Km
    V = 300000Km/seg
    t =?
    1.66 seg
    R: // La onda tarda 1.66 segundos en hacer el desplazamiento
  8. Realice los siguientes ejercicios:
    1. La velocidad de la luz es de 300000 kilómetros por segundo. ¿Cuánto tarda un rayo de luz en ir del sol a la tierra, si la distancia entre estos astros es de 150000000 Km?
    2. La velocidad del sonido en el aire es de 340 metros por segundo. ¿Qué distancia recorrerá una onda sonora en 75 segundos?
    3. ¿Cuál es la velocidad del sonido en el hierro, si una onda sonora tarda 15 segundos en recorrer una distancia de 76950 metros?

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