Repaso de las características de las ondas

Repasa las características de las ondas periódicas transversales y longitudinales como longitud de onda, cresta, valle, amplitud, expansión y compresión.

Términos clave

Término (símbolo)	Significado
Longitud de onda ( $λ$ ‍)	Distancia entre máximos o mínimos adyacentes de una onda.
Onda periódica	Onda que se repite en el tiempo y el espacio. También se llama onda continua.
Cresta	El punto más alto en una onda transversal. También llamado el pico.
Valle	Punto más bajo en una onda transversal.
Expansión	Un punto de espaciamiento máximo entre las partículas de un medio para ondas longitudinales.
Compresión	Un punto de espaciamiento mínimo entre partículas de un medio para ondas longitudinales.

Ecuaciones

Ecuación	Símbolos	Significado en palabras
$λ = \frac{v}{f}$ ‍	$λ$ ‍ es la longitud de onda, $v$ ‍ es la rapidez de la onda y $f$ ‍ es la frecuencia.	La longitud de onda es la rapidez de la onda dividida entre la frecuencia.

Cómo identificar las partes de una onda

Ondas transversales

Las ondas transversales hacen vibrar las partículas de un medio en la dirección perpendicular al desplazamiento de la onda para producir las características que se muestran en la Figura 1 a continuación.

La cresta es otro nombre para el pico de una onda. La amplitud es una medida de la altura de la cresta.

Para ser específicos, la amplitud se define como la magnitud del desplazamiento desde la línea central de equilibrio hasta la parte superior de una cresta. Dado que la amplitud es una magnitud (y por lo tanto positiva por definición), se puede medir la amplitud desde el equilibrio hasta la cresta o desde el equilibrio hasta un valle.

Ondas longitudinales

Las ondas longitudinales se forman cuando las partículas del medio vibran hacia atrás y hacia adelante en la misma dirección en la que viaja la onda. La onda puede visualizarse como compresiones y expansiones a través del medio. La distancia entre compresiones adyacentes es la longitud de onda.

Cómo entender la ecuación de la rapidez de la onda

La rapidez

v

de una onda es constante para cualquier medio que no cambia, por lo que la frecuencia y longitud de onda son inversamente proporcionales. La ecuación de la rapidez de la onda no es una ecuación nueva, solo está escrita de forma distinta,

v = \frac{Δ x}{t}

que podemos reacomodar para obtener

Δ x = v t

La longitud de onda

λ

es la distancia que recorre una cresta de onda (o valle) en un periodo

T

. Podemos escribir el periodo en términos de la frecuencia

f

. Vamos a hacer esas sustituciones para obtener:

\begin{aligned} λ & = v T \\ λ & = \frac{v}{f} \end{aligned}

Cómo las ondas transportan energía

Las ondas transportan energía a través de un medio. Para cualquier desplazamiento de la onda hay una fuerza de restitución directamente proporcional. El trabajo para producir una amplitud de onda grande requiere fuerzas y desplazamientos grandes, lo que resulta en más energía de la onda.

Por lo tanto, la energía que transporta una onda aumenta con la amplitud de la onda.

Errores conceptuales comunes

A veces la gente olvida que la única manera de cambiar la velocidad de la onda es al cambiar las propiedades del medio de la onda. Por ejemplo, las ondas sobre una cuerda viajan más rápido si aumentas la tensión de la cuerda. Las ondas sonoras viajan más rápido si aumentas la temperatura del aire. Cambiar la frecuencia o amplitud de las ondas no cambiará la velocidad de la onda, ya que esos no son cambios en las propiedades del medio.

Aprende más

Para una explicación más profunda de las características de la onda, consulta el video sobre propiedades de las ondas periódicas.

Para revisar tu comprensión y trabajar hacia el dominio de estos conceptos, revisa nuestros ejercicios:

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