FÍSICA Y TECNOLOGÍA

Publicado: 28/03/2010 en Lecturas
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 Superposición de ondas

Las animaciones que aparecen en este tema  son originales deDan Rusell y están publicadas en su página haga clic en cada una de las figuras

Superposición de ondas

El desplazamiento de un medio causado por dos o más ondas es la suma algebraica de los desplazamientos causados por las ondas individuales. El resultado de la superposición de dos o más ondas se denomina interferencia.

La interferencia puede ser constructiva o destructiva.

La interferencia constructiva ocurre cuando los desplazamientos de las ondas se encuentran en la misma dirección. el resultado es una onda con una amplitud mayor que cualquiera de las ondas individuales. Es decir cuando tenemos dos pulsos iguales, y estos se encuentran, se forma un pulso mayor.  La amplitud del pulso más grande, es la suma algebraica de las amplitudes de los dos pulsos. Luego de que los dos pulsos hayan interferido, recuperan sus forma y tamaño original.  Los pulsos no varían por su interacción.

La interferencia destructiva de dos pulsos con amplitudes iguales pero opuestas. A medida que los dos pulsos se superponen, el desplazamiento del medio en cada punto se va reduciendo. Cuando  los pulsos se encuentran en la misma posición, el desplazamiento es nulo. Los  pulsos continúan moviéndose y retoman su forma original. Una característica importante de las ondas es su habilidad de pasar una a través de la otra sin cambiar. Si los pulsos tiene amplitudes diferentes, la interferencia destructiva no es completa. El pulso en el momento de su recubrimiento es la suma algebraica de los dos pulsos. Alguna amplitud de onda permanecerá. ver animaciones explicativas

Pulsos en sentidos contrarios

Dos pulsos en una cuerda que viajan en sentidos contrarios.

 

 

 

 

 

 

 

Ondas Estacionarias

Las ondas estacionarias son producto de la interferencia. Cuando dos ondas de igual amplitud, longitud de onda y velocidad avanzan en sentido opuesto a través de un medio se forman ondas estacionarias.  Por ejemplo, si se ata a una pared el extremo de una cuerda y se agita el otro extremo hacia arriba y hacia abajo, las ondas se reflejan en la pared y vuelven en sentido inverso. Si suponemos que la reflexión es perfectamente eficiente, la onda reflejada estará media longitud de onda retrasada con respecto a la onda inicial. Se producirá interferencia entre ambas ondas y el desplazamiento resultante en cualquier punto y momento será la suma de los desplazamientos correspondientes a la onda incidente y la onda reflejada. En los puntos en los que una cresta de la onda incidente coincide con un valle de la reflejada, no existe movimiento; estos puntos se denominan nodos. A mitad de camino entre dos nodos, las dos ondas están en fase, es decir, las crestas coincidenDos ondas de igual longitud de onda, frecuencia y con la misma celeridad y que viajan en senido contrario: hay momentos en los que se anulan y otros en los que se hace máxima la onda resultante.
También hay puntos que no se mueven. Representa una onda estacionaria con los extremos libres.

Ondas estacionarias

Ondas estacionarias

Dos ondas de igual longitud de onda, frecuencia y con la misma celeridad y que viajan en senido contrario: hay momentos en los que se anulan y otros en los que se hace máxima la onda resultante.
También hay puntos que no se mueven. Representa una onda estacionaria con los extremos libres.

 

 

 

 

Ondas la misma velocidad y sentido pero fDIFERENTE

Ondas la misma velocidad y sentido pero fDIFERENTE

 Composición de dos ondas de frecuencias ligeramente diferentes y viajando a la misma velocidad

 

 

 

 

 

PULSACIONES

La superposición de ondas de frecuencias ƒ1 y ƒ2 muy cercanas entre sí produce un fenómeno particular denominado pulsación (o batido).

En esos casos nuestro sistema auditivo no es capaz de percibir separadamente las dos frecuencias presentes, sino que se percibe una frecuencia única promedio (ƒ1 + ƒ2) / 2, pero que cambia en amplitud a una frecuencia de ƒ2 – ƒ1 .

Es decir, si superponemos dos ondas senoidales de 300 Hz y 304 Hz, nuestro sistema auditivo percibirá un único sonido cuya altura corresponde a una onda de 302 Hz y cuya amplitud varía con una frecuencia de 4 Hz (es decir, cuatro veces por segundo).

Las pulsaciones se perciben para diferencias en las frecuencias de hasta aproximadamente 15-20 Hz. Diferencias mayores de 15-20 Hz le dan al sonido percibido un carácter áspero, mientras que si la diferencia aumenta comienzan nuevamente a percibirse las dos ondas simultánea y separadamente.

FIGURA 01: Pulsaciones producida por la superposición de dos ondas de frecuencias muy cercanas

FIGURA 01: Pulsaciones producida por la superposición de dos ondas de frecuencias muy cercanas

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