NO ME SALEN
EJERCICIOS RESUELTOS DE FÍSICA Y BIOFÍSICA
Ondas

 

Ejercicio 1.11 - Para la onda estacionaria resultante de la superposición de dos ondas viajeras cuyas ecuaciones son:

f1(t,x) = 6 cm cos ( 150 s-1 t + 25 m-1 x )

f2(t,x) = 6 cm cos ( 150 s-1 t 25 m-1 x )

Determine: a) el valor de la amplitud máxima en un vientre, b) la distancia mínima entre nodos.
 

Pan comido. Si leíste los apuntes de ondas estacionarias, es pan comido. La amplitud máxima (la palabra máxima no es necesaria) de un vientre es el doble de la amplitud de una de las ondas viajeras.

   
           A = 12 cm  
   

El motivo no es otro que el principio de superposición de ondas (cada una hace su efecto como si la otra no estuviera). En este caso los efectos son idénticos (sólo cambia el sentido de la velocidad de propagación. Por lo tanto las amplitudes se suman y resulta el doble que cualquiera de ellas. Eso es -justamente- lo que produce la onda estacionaria la posición fija de las perturbaciones nulas, o sea, los nodos.

La distancia mínima entre dos nodos (la palabra mínima sobra, y podría confundir al desprevenido) es igual a media longitud de onda, λ. Siendo:

λ = 2π / k

Donde k es un parámetro de cada onda. o sea, el número que acompaña la variable x.

λ = 6,28 / 25 m-1

λ = 0,2512 m

   
           d = 0,126 cm  
   

A este ejercicio podríamos sacarle un provecho mayor. Podrían habernos preguntado, por ejemplo, con qué velocidad se propaga esa onda...

La velocidad de propagación es igual al producto entre la longitud de onda y la frecuencia. La frecuencia, ƒ, por su parte, es igual a:

ƒ = ω / 2π

Donde ω es la pulsación, o sea, lo que acompaña la variable t. De modo que la velocidad de propagación valdrá:

v = λ . f

v = (2π / k) . (ω / 2π)

v = ω / k

v = 150 s-1 / 25 m-1

v = 6 m/s

De onda te lo digo.

 

   

Desafío: Escribir la ecuación de la onda estacionaria.

 
Algunos derechos reservados. Se permite su reproducción citando la fuente. Última actualización mar-09. Buenos Aires, Argentina.