Ondas estacionarias
Cuando
dos ondas que se propagan en sentidos opuestos interfieren, se
produce una situación muy curiosa: la onda resultante tiene una
amplitud que varía de punto a punto, pero cada uno de los puntos
oscila con MAS, y en fase con los demás, dando lugar a lo que se
conoce como ondas
estacionarias.
Las
ondas estacionarias pueden observarse en una cuerda sujeta por ambos
extremos en la que se produce una vibración. La onda que viaja hacia
la derecha se encuentra con la que se refleja en el extremo fijo y se
produce la interferencia de ambas.
La
cuerda que se ve en el vídeo se hace vibrar mediante un
dispositivo muy corriente en los laboratorios escolares (frecuencia =
50 Hz).
No
todas las ondas son posibles, ya que aquellas que no tengan un nodo
en los extremos están prohibidas. Existe, por tanto, una restricción
física (condición de contorno): la
longitud de la cuerda tiene que ser un múltiplo entero de una
semilongitud de onda:
La
velocidad a la que la onda se propaga por la cuerda depende de la
densidad lineal de ésta (m)
y de su tensión (T):
Combinando
ambas expresiones obtenemos una tercera que nos da la tensión que
debe tener la cuerda para que se formen las ondas permitidas:
Así:
NOTA
No
hay acuerdo en la denominación de los distintos modos de vibración
de una cuerda. La mayoría de los textos optan por denominar al
primer modo de vibración (n=1) con el nombre de modo fundamental o
primer armónico. El segundo modo de vibración (n=2) sería entonces
el segundo armónico. Para n =3 aparecería el tercer armónico...
etc.
No
obstante, en otros textos se encuentra que al primer modo de
vibración (n=1) se le da el nombre de modo fundamental. Al segundo
modo de vibración (n=2) se le denomina ahora primer armónico. Para
n=3 tendríamos el segundo armónico... etc.
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