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Ondas y ondas sonoras

Partículas que oscilan y contagian ese movimiento a las partículas contiguas. A eso se reduce todo el fenómeno ondulatorio.

El movimiento ondulatorio del agua es el caso preferido a la hora de explicar las ondas.
Más sobre ondas transversales y longitudinales

Esto es amplitud de onda: mientras más pronunciada es la oscilación, mayor es su amplitud.

¿ Cómo escuchamos la música? Lee este artículo para que puedas explicarle a tus vecinos cómo llega la música de tu radio hasta sus oídos.

El ejemplo de la piedra que cae en el agua es el más recurrido a la hora de explicar lo que son las ondas mecánicas. Si se te olvidó lo que sucede, haz la prueba: tiramos una piedra al agua y aparecen enseguida sobre la superficie una serie de ondulaciones que se dispersan y propagan en todas direcciones, y que se van atenuando a medida que se alejan del lugar donde cayó la piedra, hasta desaparecer. Esto sucede porque las partículas del agua oscilan y transmiten su movimiento a las partículas contiguas sucesivamente.

La esencia de una onda es esa precisamente: partículas que oscilan y contagian ese movimiento a las partículas contiguas, que a su vez oscilan y contagian a las que están inmediatamente al lado, y así sucesivamente. Pero cada vez que el movimiento es transmitido de una partícula a otra, pierde algo de energía, por lo que transcurrida cierta distancia desde el lugar en que cayó la piedra, llegará el momento en que las partículas dejarán de moverse y no habrá más onda.

Volviendo a la esencia de las ondas, veremos que lo que se desplaza de una partícula a otra es energía, puesto que las partículas mismas no se desplazan del lugar en que se encuentran, sino que se limitan a oscilar. Es por eso que cuando viene una ola grande en la playa, sólo tienes que sumergirte y esperar a que pase, y verás que no te moverás del lugar en que estás. Y lo mismo sucede con un corcho que flota en el agua: al pasar la ola sigue en el mismo lugar.

Siempre hay algo que provoca la aparición de una onda, y ese algo es lo que llamamos perturbación inicial. En el caso anterior, la perturbación inicial es la piedra que cae en el agua. La caída de la piedra entrega energía que se transforma en ondas, pequeñas olas en la superficie del agua. De modo que lo que se propaga es la energía de la perturbación inicial, o también se dice que se propaga la perturbación misma. Hablar de física puede resultar toda una experiencia literaria.

Entre las propiedades que distinguen unas ondas de otras están la amplitud, la frecuencia y la longitud de onda.

La frecuencia es la cantidad de oscilaciones que una onda efectúa en un determinado intervalo de tiempo. En el caso de la piedra en el agua, sería la cantidad de olas por unidad de tiempo. La longitud de onda es la distancia entre dos crestas de olas contiguas. La amplitud es la distancia que recorren las partículas al oscilar, o sea, cuando hablamos de amplitud de onda nos referimos al movimiento que se contagian las partículas entre sí. Mientras más grandes sean la olas mayor será su amplitud de onda.

Por último la velocidad de propagación de una onda es, obviamente, la velocidad de propagación de la onda: la velocidad con que se mueven las olas. Se puede medir en metros o kilómetros por segundo. Se calcula multiplicando la longitud de onda por la frecuencia.

De acuerdo a la manera en que las partículas contagian la energía entregada por la perturbación inicial, las ondas mecánicas pueden ser transversales o longitudinales. Si las partículas vibran perpendicularmente a la dirección de propagación las ondas se llaman transversales; este es el caso de las olas en la superficie del agua, ya que la piedra cae verticalmente y las olas se propagan en forma horizontal. Si las partículas oscilan en la misma dirección en que se mueve la onda, se llaman longitudinales; un buen ejemplo de ondas longitudinales es un resorte: si lo comprimes y lo sueltas, se empieza a extender y comprimir sucesivamente, en el mismo sentido en que le aplicaste la fuerza, o sea, paralelamente.

El sonido es otro ejemplo de onda longitudinal. Veamos algunas de sus características.

El sonido es una onda, tal como las resultantes de lanzar una piedra al agua, con la diferencia de que las ondas producidas en este caso no son olas sino diferencias de presión del aire. Las vibraciones producidas por el foco sonoro hacen que el aire se comprima en unos puntos y se dilate en otros.

Para que una onda genere sonido, tiene que tener una frecuencia de entre 20 Hz y 20,000 Hz, o sea tiene que oscilar entre 20 y 20,000 veces por segundo. Mientras mayor sea la frecuencia, más agudo será el sonido.

La amplitud de la onda sonora corresponde a lo que tus vecinos conocen como "volumen". Cuando te piden que bajes el volumen lo que te están pidiendo es que disminuyas la amplitud de las ondas sonoras que salen de los parlantes de tu radio. Se mide en decibeles.

La velocidad del sonido depende del material en el que se mueve. Mientras más denso sea este, mayor será aquella. En los líquidos por lo tanto la velocidad del sonido es mayor que en el aire, y en los sólidos, más aún. Asimismo, el aumento de la temperatura posibilitará un aumento de la velocidad del sonido.

Por ejemplo:
Velocidad del sonido en el aire seco a 0°C: 331 m/s.
Velocidad del sonido en el agua de mar a 8°C: 1435 m/s.
Velocidad del sonido en el acero: 5 Km./s.

¿Existe otro tipo de ondas aparte de las mecánicas? Por supuesto que sí, las ondas electromagnéticas, que no requieren de un medio para propagarse, pueden hacerlo incluso en el vacío. Entre ellas está la luz, pero ya hablaremos de eso.

Información

Técnica

Descripción BreveArtículo que informa sobre las propiedades físicas de los diferentes tipos de ondas que existen.
IdiomaEspañol (ES)
Autoreducarchile
Clasificación Curricular
NivelSectorUnidad o eje
7° básicoCiencias NaturalesFuerza y movimiento

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