Ondas Estacionarias

Published On Nov-27-2017

Transcripción

Probablemente hemos observado el curioso fenómeno que sucede cuando colocamos un recipiente con líquido dentro, sobre una superficie que vibra. Las olas generadas en la superficie parecen vibrar en el mismo lugar, sin moverse. Este fenómeno se debe a la superposición de ondas y recibe el nombre de onda estacionaria.

Las ondas estacionarias también se generan en las cuerdas de instrumentos, tales como guitarras, bajos, violines y otros cordófonos, debido a la reflexión de las vibraciones en los extremos del instrumento que sujetan la cuerda.

Consideremos dos ondas sinusoidales de igual frecuencia y amplitud, viajando en la misma dirección, pero sentido opuesto (Figura 6.32). Ambas ondas inician su movimiento en fase, por lo que en este punto, la onda compleja es una duplicación.

Luego, cuando transcurre un cuarto del período, las ondas se desfasan 180°, resultando en una cancelación completa. Cuando transcurre la mitad del período, la onda compleja también es una duplicación, pero con la polaridad opuesta a la duplicación del principio. Es decir, las zonas que antes eran crestas, hoy son valles, y viceversa.

Cuando transcurren tres cuartos del período, la onda compleja vuelve a ser una cancelación total. Finalmente, luego de un período completo, ambas ondas se encuentran en fase, produciendo una duplicación igual a la del inicio.

Figura 6.32: Generación de una onda estacionaria

Figura 6.33: Animación de una onda estacionaria

Por lo tanto, la onda compleja resultante da la impresión de no desplazarse, sino únicamente oscilar alrededor los mismos puntos llamados nodos (Figura 6.34). Los nodos permanecen inmóviles, pues la suma vectorial de la fuerza de las ondas en esos puntos siempre es cero. Los puntos donde se alcanza la máxima amplitud de oscilación son llamados antinodos.

Figura 6.34: Nodos y antinodos de una onda estacionaria

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