Características del movimiento ondulatorio
En todo movimiento ondulatorio es preciso considerar varios parámetros:
Velocidad: Es el espacio longitudinal recorrido por la onda en cada unidad de tiempo, esta depende del tipo de onda de que se trate y del medio de propagación.
Periodo: Es el tiempo que tarda una partícula en efectuar una oscilación completa. Se representa por T. El periodo de un movimiento ondulatorio responde a la misma idea que el periodo de un movimiento armónico, de conformidad con la relación existente entre ambos movimientos.
Longitud de onda: Es la distancia a que se propaga una onda en el transcurso de un periodo. Es igual a la distancia entre dos puntos consecutivos situados en el medio de propagación que tengan la misma posición y la misma dirección (fase). Los puntos situados a una distancia λ y en la dirección de propagación se hallan en concordancia de fase.Puesto que las ondas se mueven con velocidad constante, la longitud de onda, la velocidad y el periodo se pueden relacionar sólo con sustituir los valores:
En la ley del movimiento uniforme:
Amplitud de onda: Es el valor máximo del desplazamiento, es decir, la elongación máxima. Se representa por A.
Frecuencia: Es el número de vibraciones que se producen en un segundo. Se expresan por la letra N y sus unidades son vibraciones/segundo, unidad que recibe el nombre de herzio (Hz).
Ecuación de propagación de un movimiento ondulatorio
Ejemplo:
Se considera un punto al que se -le llamara foco- provisto de un movimiento armónico de amplitud A y periodo T, que engendra un movimiento ondulatorio, y se supone que se desea determinar la ordenada del punto P, de abscisa X, en un instante t cualquiera.
Se supone que el medio material que transmite el movimiento es una cuerda a la que se le ha comunicado un movimiento de vaivén ascendente-descendente.
En un instante cualquiera, la forma adoptada por la cuerda es una sinusoide, de modo que cada punto de la misma vibra análogamente a como lo hace el foco, sólo que con un cierto retraso, que será tanto mayor cuanto mas alejado de este se encuentre.
Considerando que la onda se propaga con una velocidad constante v, la abscisa x del punto y el tiempo t transcurrido deberá verificar la ecuación del movimiento uniforme:
Despejando el tiempo en esta expresión:
Considerando que:
Y sustituyendo este valor de v en la expresión de t, resulta:
El punto P se estará moviendo como el foco, pero con un cierto retraso; por consiguiente, considerando que el foco se mueve siguiendo la ley de un movimiento armónico de amplitud A
La ecuación del movimiento de p se podrá obtener sólo con sustituir t por
Finalmente, si en esta igualdad, se expresa ω en función del periodo resulta:
Conveniente tener presente, sin embargo, que para la deducción de la ecuación de propagación se ha supuesto que, en el instante inicial, el foco ocupa la posición de máxima elongación; es decir, el extremo de la cuerda se encuentra en la posición más alta. Pues bien, si las condiciones de la experiencia fuesen tales que el foco ocupase inicialmente la posición central en lugar de la más alta, mediante un razonamiento análogo, se llegaría a la expresión:
