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Cuaderno de Actividades: FII
UNIVERSIDAD NACIONAL TECNOLGICA DELIMA SUR UNTELS
CARRERA PROFESIONAL: Ing. Mecnica y ElctricaISICA II
CUADERNO N!"
ONDAS
#r$%e&$r' MG. PERCY VCTOR CAOTE FAJARDO
A(elli)$& y N$*+re&'
APAZA HUARICACHA JUAN
Li*a #er,-/0
Mg. Percy Vctor Caote Fajardo 205
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Cuaderno de Actividades: FII
"1 On)a&
"./1 De%inici2n
La onda e !na "e#$!#%a&'(n )!e e "#o"a*a $#an+'#'endo energ3a, canti)a))e *$4i*ient$.
E$a $#an+e#en&'a de &an$'dad de -o'-'en$o , ene#*/a0 de%e &on'de#a#e&o-o !na +o#-a dea##o11ada "o# e1 !n'e#o "a#a $#an+e#'# 'n+o#-a&'(n.
".-1Cla&i%icaci2n
i1 #$r el *e)i$ )e (r$(agaci2n
Las ondas son uno de los fenmenos fsicos ms fundamentales: lasondas sobre la supercie del agua y los terremotos, las ondulacionesen resortes, las ondas de luz, las ondas de radio, las ondas sonoras,etc.
51 On)a& *ecnica&6 OM
Es una perturbacin de las propiedades mecnicas de un mediomaterial (posicin, velocidad y energa de sus tomos o molculas!"ue se propaga en el medio.
Re)!'e#en de !n -a$e#'a1"a#a "#o"a*a#e.
E5e*(l$&'
2On)a &$n$ra3
Mg. Percy Vctor Caote Fajardo 206
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2On)a en c7er)a3
8On)a )e t$r&i2n96 8(re&i2n9:
551 On)a& electr$*agntica&6 OEM
No #e)!'e#en ne&ea#'a-en$e de !n -ed'o -a$e#'a1 "a#a "#o"a*a#e.
In&1!,en0 en$#e o$#a0 1a 1!4 ''%1e , 1a onda de #ad'o0 $e1e''(n ,$e1e+on/a.
E5e*(l$&'
2L!43 OEM 5EM )e Ma;
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.ReF. Clsica =>
.
F lativista
A Einstein&' ( ')
Ec
B 0 O.E.M. {OE 273 OM }
ii1 #$r el *$4i*ient$ relati4$ )el *e)i$ re&(ect$ a la (r$(agaci2n
51 On)a& L$ngit7)inale&*elocidad de las partculas y la velocidad de propagacin tienela misma direccin.
E1 -ed'o -o'8ndoe "a#a1e1a-en$e a 1a "#o"a*a&'(n.
E5e*(l$&'
2On)a& &$n$ra&39999..a'#e
2On)a& en re&$rte&3
2On)a& )e c$*(re&i2n0 t$r&i2n3
Mg. Percy Vctor Caote Fajardo
E
B
v
208
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551 On)a& tran&4er&ale&
La onda es transversal cuando las vibraciones de las partculasafectadas por la onda son perpendiculares a la direccin de
propagacin de la onda. E1 -o'-'en$o #e1a$'o de1 -ed'o e "e#"end'&!1a#a 1a de 1a "#o"a*a&'(n.
+i una onda transversal se mueve en el plano $positivo, susoscilaciones van en direccin arriba y aba-o "ue estn en elplano yz.
E5e*(l$&'
2On)a& en la c7er)a3
2On)a& electr$*agntica&3
ipo de campo electromagnticovariable, es decir, unacombinacin de campos elctricosy magnticososcilantes, "ue se
propagan a travs del espacio transportando energade un lugar aotro.
Pe#$!#%a&'(n E0 B v
5551 On)a& tran&4er&$l$ngit7)inale&
C!ando e1 -ed'o e de"1a4a $an$o $#ane#a1 &o-o 1on*'$!d'na1-en$e#e"e&$o a 1a "#o"a*a&'(n.
Mg. Percy Vctor Caote Fajardo
P
P
209
http://es.wikipedia.org/wiki/Campo_electromagn%C3%A9ticohttp://es.wikipedia.org/wiki/Campo_el%C3%A9ctricohttp://es.wikipedia.org/wiki/Campo_magn%C3%A9ticohttp://es.wikipedia.org/wiki/Energ%C3%ADahttp://es.wikipedia.org/wiki/Campo_electromagn%C3%A9ticohttp://es.wikipedia.org/wiki/Campo_el%C3%A9ctricohttp://es.wikipedia.org/wiki/Campo_magn%C3%A9ticohttp://es.wikipedia.org/wiki/Energ%C3%ADa -
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E5e*(l$&'
2Ola& )e *ar3
2l7i)$&3
2Si&*$&3
"."1#7l&$&
i1 Ec7aci2n )el (7l&$ 7ni)i*en&i$nal
Mg. Percy Vctor Caote Fajardo 210
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La "e#$!#%a&'(n e "#o"a*a en e1 e"a&'o $'e-"o &one#ando ! +o#-a.
La de'"&'(n de 1a Onda e1 2e$ado3 de 1o "!n$o P5;0,6 5;0$6La e&!a&'(n )!e de'%e 1a "e#$!#%a&'(n de%e#< e;"#ea# e$ade"enden&'a 5;0 $6 &on=!n$a-en$e &on 1a e1o&'dad 0 1a &!a1 de"ende#< de1a &a#a&$e#/$'&a de1 '$e-a 5-ed'o6.
,m
v v TL
= = =
2Onda en &!e#da3
Po# 1o $an$o0 "a#a &a#a&$e#'4a# a 1a &!e#da 5e1 -ed'o0 ! "!n$o6 e*>n 1a"e#$!#%a&'(n0 !a#e-o !n '$e-a 5;0,0$60 donde0
:
: ( )
: det min
y representa el estado del medio
x localiza al medio P
t er a el tiempo de observacion
E$a +!n&'one 2,3 $end#
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? ;7
ii1 La 4el$ci)a) )e (r$(agaci2n6 4.
E$a e$< 'n&!1ada a 1a &a#a&$e#/$'&a de1 -ed'o.
On)a& Mecnica&: OM0 50 den'dad 1'nea1 de -aaB T0 $en'(n)!e o"o#$a 1a &!e#da6
O&Electr$*agntica&: OEM0 & 5@0 @6 ; @
No de"ende de 1a &ond'&'one 'n'&'a1e de 1a onda.
".=1 On)a& Ar*2nica& 4ia5era&
i1 Ec7aci2n )e $n)a& ar*2nica& 4ia5era&
De $odo 1o "!1o e#
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,-A :a-"1'$!d
2k
= #de onda
1on*'$!d de onda0 2d!#a&'(n e"a&'a1 de 1a "e#$!#%a&'(n3
+#e&!en&'a an*!1a#0 2
T
T: "e#'odo0 2d!#a&'(n $e-"o#a1 de 1a "e#$!#%a&'(n3
: De+aa=e
vT
= = B
: F#e&!en&'a 1'nea10
1
T
=
v w
k= : Ve1o&'dad de "#o"a*a&'(n
( ) { } 2 2
,m my x t y sen kx wt y sen x t
T
= + = +
ii1 Ec7aci2n )e $n)a
, , 5;0$6: onda -e&
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".>1 en2*en$& On)7lat$ri$&
i1 S7(er($&ici2n )e O&
Do O,, ,!"e#"onen ! e+e&$o ' &oe;'$en en e1 e"a&'o?$'e-"o0 &o-o
'nd'&a 1a +'*!#a.
ii1 Re%le;i2n y tran&*i&i2n
51 Re%le;i2n )e O&
Mg. Percy Vctor Caote Fajardo
1 2 1! 2
M('1 F'=o
21"
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iO : Onda 'n&'den$e
RO : Onda #e+1e=ada
La O #e+1e=ada en e1 e;$#e-o -('1 en +ae &on 1a O 'n&'den$e -'en$#a )!e1a O #e+1e=ada en e1 e;$#e-o +'=o e de+aa .
551 Tran&*i&i2n )e O&
Mg. Percy Vctor Caote Fajardo
O' O'
#R
OR
215
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OTORE: Onda T#a-'$'da o #e+#a&$ada
La O $#an-'$'da o #e+#a&$ada e en&!en$#a en +ae &on 1a O 'n&'den$e0 "a#aa-%o &ao. Lo )!e o&!##e &on 1a O #e+1e=ada e an
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Rec$r)an)$ )e&%a&e )e O&'P!ede e;"#ea#e en T.
I-a*'ne-o #e+1e;'(n: e;$#e-o +'=o
Co-o 1a de 1a Oon 1a -'-a0 "o# 1o $an$o:
OI OR OT RE =
Ade-
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iii1 Inter%erencia
R? $ de OO
Lo +en(-eno de 'n$e#+e#en&'a "!eden "#od!&'#e "o# e1 ESPACIOo "o# e1TIEMPO.
O: ,5;0$6 A en {; ? $}O: ,5;0$6 A en {; ?$ ? }
O%e#a# )!e e e$
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La 'n$e#+e#en&'a $a-%'8n e "#een$a en e1 &ao de 1a onda ono#a1on*'$!d'na1e , e1 "#'n&'"'o de !"e#"o'&'(n $a-%'8n e 1e a"1'&a a e11a. Une=e-"1o &o->n de 1a 'n$e#+e#en&'a en onda ono#a e "#een$a &!ando dod'a"aone 5o &!a1)!'e# o$#a +!en$e ono#a de !na o1a +#e&!en&'a6 &!,a+#e&!en&'a d'+'e#en 1'*e#a-en$e0 e *o1"ean de -ane#a '-!1$
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Cuaderno de Actividades: FII
{ } { }2 c&sETy A sen kx wt &' ( ') &' ( ')
( )
A x
& ' ')
Cond'&'one de +#on$e#a: , 5; @0 L0 $6 @
en {5; L6}@
L nB n 009.
2nkL
= = 2n L
n =
nn: 2
n
nv
L =
M$)$& )e n$r*ale& )e 4i+raci2n'
/erar*2nic$
Mg. Percy Vctor Caote Fajardo
n
220
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Cuaderno de Actividades: FII
-)$ar*2nic$ /er&$+ret$n$
"erar*2nic$ -)$&$+ret$n$
.
.
.
n 9999999999 n&i*$ ar*2nic$ Bn&i*$/ &$+ret$n$
".1 On)a& &$n$ra&
Cao "a#$'&!1a# e '-"o#$an$e de onda -e&
-
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Electroacstica:tratamiento electrnico del sonido, incluyendo lacaptacin (micrfonos y estudios de grabacin), procesamiento(efectos, filtrado comprensin, etc.) amplificacin, grabacin,produccin (altavoces) etc.
Acstica fisiolgica:estudia el funcionamiento del aparatoauditivo, desde la oreja a la corteza cerebral.
Acstica fontica: anlisis de las caractersticas acsticas del
abla y sus aplicaciones.
Arquitectura:tiene !ue ver tanto con dise"o de las propiedadesacsticas de un local a efectos de fidelidad de la escuca, como de
las formas efectivas de aislar del ruido los locales abitados.
E$a onda e "!eden &1a'+'&a#de d'e#a +o#-a:
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: F#e&!en&'a
I: In$en'dade
: N'e1 de I
Mo$#a#e-o e$a &o##e1a&'one en e1 '*!'en$e *#a+'&o0
De%inici2n: N'e1 de 'n$en'dad0
0
10l&* I
I
! []de&'%e1 d
Mg. Percy Vctor Caote Fajardo
5H46 I5K-6 5d6
O !"e#(n'&a U-%#a1 S!"e#'o#@;@ @
O ono#a U-%#a1 In+e#'o# @ @? I@ @
O !%(n'&a
223
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El Te*a )e C$nta*inaci2n A*+iental: Con$a-'na&'(n "o# on'do.Co-"onen$e de &on$a-'na&'(n:
La &o-"onen$e a&>$'&a: N'e1 #e&o-endado "o# 1a en$'dade de Sa1!dA-%'en$a19@?@ d
".1 Energ3a y ($tencia
Cao de O en 1a &!e#da0
i1 Energ3a ($r 7ni)a) )e l$ngit7)
2 21
2
Ener!"aE A
Lon!it#d / FH*1B A: a-"1'$!d0 : +#e&!en&'a
ii1 #$tenciaEs la cantidad de traba-oefectuado por unidad de tiempo.
2 21
2vP A w
".1 E%ect$ D$((ler
Re"o#$ado "o# CQ#'$'anDo""1e# en .
Mg. Percy Vctor Caote Fajardo
m
L
22"
$m+esas
http://es.wikipedia.org/wiki/Trabajo_(f%C3%ADsica)http://es.wikipedia.org/wiki/Tiempohttp://es.wikipedia.org/wiki/Trabajo_(f%C3%ADsica)http://es.wikipedia.org/wiki/Tiempo -
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+e e$plicar el efecto0oppler representando las posiciones de lossucesivos frentes de ondas separados un periodo de tiempo en lossiguientes casos, empezando con el observador en reposo.
1uando el emisor est en reposo.
1uando el emisor se mueve por e-emplo, a la mitad de lavelocidad del sonido.
1uando el emisor se mueve a la velocidad del sonido. 1uando el emisor se mueve al doble de la velocidad del sonido.
O: O%e#ado#: F: +!en$e ono#a0 a-"1'a%1e a &!a1)!'e# O ono#a.: F#e&!en&'a e-'$'da "o# 1a F , de$e&$ada "o# e1 O0 a-%oe$a&'ona#'o.: F#e&!en&'a a"a#en$e de 1a F de$e&$ada "o# O.@: e1o&'dad de1 OF: e1o&'dad de 1a F : e1o&'dad de1 on'do 5@ CN6
- 0
F
v v
v v
=
m
: #e1a&'onado a1 &a-%'o a"a#en$e de 1a +#e&!en&'a de !na +!en$e ono#a.
La *ene#a1'4a&'(n Qe&Qa "o# H F'4ea! en "a#a 1a OEM*ene#a#a&a-%'o $#a&enden$a1e en 1a &on&e"&'one de1 !n'e#o 5H!%%1e?
'*%an*6
Mg. Percy Vctor Caote Fajardo
@ F
O%e#ado#F!en$e
225
http://www.bit-search.com/?q=%20Doppler&pid=245&sid=MONT_intext_softonicmpvhttp://www.bit-search.com/?q=%20Doppler&pid=245&sid=MONT_intext_softonicmpvhttp://www.bit-search.com/?q=%20Doppler&pid=245&sid=MONT_intext_softonicmpv -
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S/#--1
S' 5;0$6 @0 en 50 ; ?0@$ 7 K6&on ; , en - , $ en 0 e 1ae&!a&'(n de !na $n)a ar*2nica)!e e "#o"a*a en !na c7er)ade -aa @@* , - de 1on*'$!d. Ha11e:
a1 La e1o&'dad de 1a onda.+1 La e1o&'dad de 1a "a#$/&!1a '$!ada en ; @0 - , en $ .c1 Lo "!n$o -
-
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2 21 1: 1,05 (1) 1,05
12 12 3x x t t
+ +
11
11
3
"
3x x
2 2 2
2
3:
3x x x
d6 ( )2
0,1 1,05 1,05 , 0,812
ya x sen x t x
+
9
e6 ,w T m
v # T
k # l
:
S/#==1
La +!n&'(n de onda de !na onda e$a&'ona#'a o%#e !na &!e#dae$< dada "o#yF;6t1 J 6- &en F6";1 c$& F->t1 donde ; , , e$
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S/#/1 Una &!e#da &on den'dad 1'nea1 ; @ ?*K- e o-e$a a !na $en'(n de
@N.a1 C!
-
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SOLUCION'
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