Tipo de Ondas Mecánicas

Una Onda Mecánica es una perturbación que viaja por un material o sustancia que es un medio de la onda.

Por ejemplo, cuando se pulsa una cuerda tensa, la perturbación provocada se propaga a lo largo de la misma en forma de un pulso ondulatorio. Esta perturbación consiste en la variación de la forma de la cuerda a partir de su estado de equilibrio.

Al viajar la onda por el medio, las partículas que forman el medio sufren desplazamientos de varios tipos, dependiendo de la naturaleza de la onda.

Cuando la perturbación es perpendicular a la dirección de propagación se denomina onda transversal, y cuando la perturbación es paralela a la dirección de propagación se denomina onda longitudinal.

Desplazamiento perpendicular de las partículas = "Ondas Transversales"

Desplazamiento hacia adelante de las partículas = "Ondas Longitudinales"

Desplazamiento perpendicular y hacia delante de las partículas = "Suma de ondas transversales y longitudinales"

En general la perturbación se propaga a una rapidez definida: rapidez de la onda. La velocidad de propagación es determinada por las propiedades mecánicas del medio.

Nota: La rapidez de la onda, no es la rapidez del movimiento de las partículas del medio, sino la velocidad de propagación de la perturbación.

Para producir la perturbación y poner el sistema en movimiento se necesita aportar energía. La onda transporta esta energía de una región del medio a otra.

EJEMPLO

Pulso en una cuerda en el instante T = 0. La forma de la cuerda en este instante puede representarse por una función y = f (x).

Cierto tiempo después, el pulso se ha desplazado por la cuerda, de modo que en un nuevo sistema de coordenadas con origen O¹ que se mueve con la velocidad del pulso, éste es estacionario.

La cuerda se describe en este nuevo sistema por f (x¹) en todo instante. Las coordenadas de los dos sistemas de referencia están relacionadas por x = x¹ + νt y por lo tanto f (x¹ ) = f (x − νt)

Así pues, el desplazamiento de la cuerda en el sistema original O puede escribirse y = f (x − νt). Dicha función se denomina función de onda.

En el caso de ondas en una cuerda, la función de onda representa el desplazamiento transversal de la cuerda.

Para las ondas sonoras en el aire, la función puede ser el desplazamiento longitudinal de las moléculas gaseosas o la presión del aire.

Estas funciones de onda son soluciones de una ecuación diferencial llamada ecuación de onda.