LA PROPAGACIÓN DE LAS ONDAS

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INTRODUCCIÓN


Objetivo:
En esta práctica nos propones a estudiar el comportamiento de las ondas a partir de la observación de frentes de onda en la superficie del agua cuando se varía su frecuencia y cuando se reflejan o se refractan.

Marco Teórico:

Onda: es una propagación de una perturbación de alguna propiedad de un medio, por ejemplo, densidad, presión, campo eléctrico o campo magnético, que se propaga a través del espacio transportando energía.

Propagación: conjunto de fenómenos físicos que conducen a las ondas del transmisor al receptor. Esta propagación puede realizarse siguiendo diferentes fundamentos físicos, cada uno más adecuado para un rango de frecuencias de la onda a transmitir.

Reflexión: es el cambio de dirección de un rayo o una onda que ocurre en la superficie de separación entre dos medios, de tal forma que regresa al medio inicial.

Refracción: es el cambio de dirección que experimenta una onda al pasar de un medio material a otro. Sólo se produce si la onda incide oblicuamente sobre la superficie de separación de los dos medios y si éstos tienen índices de refracción distintos.


Cresta: La cresta es el punto más alto de dicha amplitud o punto máximo de saturación de la onda.

Amplitud: La amplitud es la distancia vertical entre una cresta y el punto medio de la onda. Nótese que pueden existir ondas cuya amplitud sea variable, es decir, crezca o decrezca con el paso del tiempo.
Frecuencia: Número de veces que es repetida dicha vibración. En otras palabras, es una simple repetición de valores por un período determinado.
Valle: Es el punto más bajo de una onda.

Longitud de onda: Distancia que hay entre dos crestas consecutivas de dicho tamaño.


Cuando se produce una perturbación en uno o varios puntos de un medio, la perturbación se propaga a lo largo de este en todas las direcciones. Un frente de ondas que vibran en fase. La velocidad de propagación de las ondas depende del medio a través del cual se transmiten. Cuando se produce una onda periódica, le asociamos a la onda una frecuencia de vibración y una longitud de onda. La velocidad de propagación (v), la frecuencia y la longitud de onda.

Cuando las ondas chocan con un obstáculo se produce el fenómeno de reflexión y cuando cambia de medio de propagación se produce el fenómeno de refracción.

DESARROLLO EXPERIMENTAL


Experimento 1


Materiales: Cubeta de ondas, Lámpara, Lápiz, Regla, Vidrio, Papel blanco.

cubeta de ondas

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Procedimiento 1- Vertimos agua en la cubeta hasta que la profundidad fuera aproximadamente de 1 cm. Colocamos la lámpara para que pudiéramos proyectar el comportamiento de las ondas en la pantalla.
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2- Con la punta del lápiz golpeamos suavemente la superficie del agua.

fisik.JPG
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3- Generamos pulsos rectos en la cubeta de ondas golpeando suavemente la superficie de agua con la regla.

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4- Repetimos la operación del paso anterior varias veces hasta generar pulsos a intervalos de iguales de tiempo.

5- Aumentamos el tiempo transcurrido entre la generación de un pulso y el siguiente con el fin de disminuir la frecuencia de las ondas.

6- Levantamos uno de los lados de la cubeta, para que quedara ligeramente inclinada, así logramos variar la profundidad del agua.


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Experimento 2

Materiales: Cubetas de ondas, lámpara, lápiz, regla, barrera plana, barrera circular.



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Procedimiento


1. Producimos pulsos planos y utilizamos una barrera recta contra el cual chocaron los pulso producidos.

2. Giramos la barrera plana de tal manera que los frentes de ondas planos se mostraran.

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3. Colocamos una barrera circular. Hicimos inclinar frentes de ondas planas en barrera circular y describimos los frentes de ondas después de reflejarse.
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4- Verificamos con cual de las dos barreras circulares posterior e inferior los pulsos al alejarse, después de la reflexión, se dirigen hacia un mismo punto. Con el lápiz reflejamos frentes de ondas circulares en dicho puntos y describimos la configuración de los pulsos después de chocar contra la barrera.

5. con el lápiz generamos pulsos circulares para que se reflejaran en la barrera recta. Describimos la configuración de frentes de ondas reflejados en la barrera.

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RESULTADOS
Gráfico 1

Ondas generados por pulsos de lápiz
Ondas generados por pulsos de lápiz
Ondas generados por pulsos de lápiz



Gráfica 1
Pulsos rectos (A. Con menor frecuencia, B con mayor frecuencia)
Pulsos rectos (A. Con menor frecuencia, B con mayor frecuencia)
Pulsos rectos (A. Con menor frecuencia, B con mayor frecuencia)

Gráfica 2
Cubeta inclinada con pulsos rectos (A. menos inclinado, B más inclinado).
Cubeta inclinada con pulsos rectos (A. menos inclinado, B más inclinado).
Cubeta inclinada con pulsos rectos (A. menos inclinado, B más inclinado).


Análisis Nº 1
1. A partir de la forma de los frentes de ondas generadas con el lápiz, ¿Qué puede concluir de la velocidad de propagación de las ondas en diferentes direcciones de la cubeta?

R Sea la frecuencia rápida o lenta la velocidad va a ser igual por que lo que cambia la velocidad es el medio.

2. permanece plano los frentes de ondas a lo largo de la cubeta cuando se genera si golpean la superficie del agua con la regla

R
No permanecen planos por que al golpear la superficie hace que el agua se forme en formas de “montañas”. Pues el agua al subir y bajar se encuentra con una cresta y con una valla y es allí donde se forman las olas.
3. si produces un pulso cada segundo y la distancia que separa un frente de onda del siguiente es 15 cm, ¿Cuál es la longitud de onda? ¿Cuál es la frecuencia? ¿Cuál es la velocidad de las ondas en el agua?

R 15 cm 1 pulso x seg. 15 seg.

4. si aumenta la frecuencia con que produce la perturbación, que sucede con la longitud de onda.

R Cuando la frecuencia de perturbación se aumenta, las ondas tienden hacer mas pequeñas y así mismo cuando la perturbación disminuye la longitud de las ondas son mas pequeñas.


Análisis Nº 2

1¿Cómo se relaciona la dirección de los frentes de ondas planos incidentes de una barrera plana con la dirección de los frentes reflejados en esta?

R
La onda se encuentra en su recorrido y rebota sobre una superficie (barrera plana) después de la reflexión la onda sigue propagándose en el mismo medio y los parámetros parecen inalterados.




CONCLUSIONES

-La velocidad de la onda es igual si se realiza una frecuencia lenta o rápida porque no cambia el medio.

-La frecuencia al ser lenta hace que la longitud de la onda sea grande.

-La frecuencia al ser rápida forma una longitud de onda pequeña.

-La velocidad de la onda es mayor en una profundidad pequeña.

-La velocidad de la onda disminuye en una profundidad grande.

-Cuando una onda choca contra un obstáculo y pasa sobre este continua como si no hubiese pasa nada.

-Los elementos de la onda son: valle, cresta, período, amplitud, frecuencia y longitud de onda.

-Todas las ondas pueden experimentar la difracción, interferencia, reflexión, refracción y onda de choque.

REFERENCIAS
(1) http://www.visionlearning.com/library/module_viewer.php?mid=131&l=s
(2) http://teleformacion.edu.aytolacoruna.es/FISICA/document/fisicaInteractiva/Ondasbachillerato/ondasCaract/ondas-Caract_indice.htm
(3) http://es.wikipedia.org/wiki/Propagaci%C3%B3n_de_ondas