Introducción a las ondas

digamos que tenemos una cuerda por aquí y tomamos el extremo izquierdo de la cuerda y lo jalamos hacia arriba y luego hacia abajo y bueno de lo que vamos a hablar en este vídeo es de qué es lo que pasa o de qué es lo que se forma con esos movimientos y la cuerda entonces a ver jalamos la cuerda hacia arriba y entonces la cuerda se vería más o menos de una forma de esta forma no porque a la hora de jalar este extremo izquierdo hacia arriba este pedazo de la cuerda va a jalar a los pedazos a la derecha de esta cuerda y va a terminar así ahora qué es lo que pasa si después jalamos ese mismo extremo hasta esta posición otra vez pues los puntitos que están por acá por ejemplo este puntito todavía tiene un poco de inercia de cuando calamos el extremo izquierdo hacia arriba y el extremo izquierdo fue jalando a los puntos de la derecha entonces este puntito se va a seguir moviendo hacia arriba definitivamente con menos fuerza porque ahora la misma cuerda los puntos hacia la izquierda de esta cuerda lo van a estar jalando poco a poco hacia abajo otra vez entonces cómo se vería se vería más o menos así porque este puntito va a seguir moviéndose por la inercia que trae de la fuerza con la que estos puntos lo jalaron hacia arriba y pues le va a transmitir esa misma fuerza a todos los puntos a la derecha de ese punto entonces este punto va a estar jalando a toda la cuerda hacia la derecha y si va a ser con menos fuerza porque ahora estos puntos van a empezar a jalar a este punto hacia abajo bueno y ahora qué pasa si jalamos el extremo izquierdo todavía más hacia abajo y esta es sólo una posición intermedia de cuando jalamos la cuerda desde arriba hasta abajo pero bueno lo que pasa es que a la hora de que jalamos este extremo izquierdo hasta abajo pues jala a los puntos a la derecha de la cuerda y este puntito recibe más fuerza que lo está jalando hacia abajo entonces toda esa inercia toda esa velocidad que llevaba hacia arriba va a ser anulada por esta nueva fuerza hacia abajo y va a cambiar de dirección ahora va a tener inercia hacia abajo porque le están jalando hacia abajo y va a terminar como por acá ahora lo que le pasa este punto de aquí es lo mismo que le estaba pasando a este punto cuando estábamos por acá o sea este punto estaba jalando a todos los puntos a la derecha hacia arriba y como todavía no llega a la fuerza hacia abajo de cuando jalamos el extremo izquierdo hacia abajo entonces ahorita solo tiene la inercia hacia arriba de cuando este punto lo estaba jalando hacia arriba entonces va a seguir subiendo y va a jalar a todos los puntos a la derecha de la cuerda y la cuerda se va a ver más o menos así y ahora vamos a regresar el extremo izquierdo a su lugar original ok que hablamos el extremo izquierdo desde abajo hasta en medio entonces saber este puntito lo están jalando hacia abajo y tiene una inercia y una velocidad hacia abajo y lo mismo le pasa a este o sea lo están jalando hacia abajo y lo mismo le pasa a este este puntito cuando acabamos de jalar la cuerda hacia abajo estaba en un punto en el que su inercia hacia arriba se anulaba con la fuerza que recibía hacia abajo y estaba justo ahí pero si dejamos pasar un poquito de tiempo como sigue recibiendo fuerza hacia abajo entonces está siendo jalado hacia abajo y termina por acá y este punto estaba siendo jalado hacia arriba por este punto entonces termina por aquí y la cuerda se ve así y ahora yo podría no mover más la cuerda y que pasaría pues todo este pedazo de cuerda tiene una inercia hacia arriba y están jalando a este punto entonces la cuerda va a terminar así todo este pedazo de cuerda tiene una inercia hacia abajo y están jalando a este punto entonces este punto va a terminar por acá pero este punto que lo están jalando hacia acá va a escalar a toda esta cuerda hacia arriba y de la misma forma toda esta cuerda tiene una inercia hacia abajo y están jalando este punto y lo van a jalar hasta este punto y este punto está jalando toda esta cuerda hacia abajo también entonces van a seguir con su inercia hacia abajo a este punto acá lo están jalando hacia arriba y va a terminar por acá y todo este pedazo de cuerda lo va a jalar este punto hacia abajo y este puntito está jalando a toda la cuerda hacia arriba entonces nuestra cuerda en este momento se ve así y si no hago nada más y no pierdo energía por la fricción y por el calor esta perturbación se va a seguir moviendo a lo largo de la cuerda hacia la derecha y algún tiempo después mi cuerda se vería de esta forma y si sigue observando voy a seguir viendo que esta perturbación esta perturbación sigue moviéndose a la derecha y bueno le empecé a llamar perturbación porque no quería llamarle de entrada onda porque que es una onda y bueno pues una onda un ejemplo de una onda son justo estas perturbaciones que se mueven a lo largo de la cuerda así es que este es un excelente momento para definir lo que es una onda una onda es una perturbación propagándose a lo largo del espacio y bueno seguramente se van a encontrar con muchas otras definiciones de lo que una onda es por ejemplo una muy común es que una onda es una perturbación propagando energía a lo largo de un medio pero qué es eso del medio pues por ejemplo en este ejemplo de la cuerda la misma cuerda es el medio ahora yo prefiero usar esta definición porque más adelante vamos a hablar de ondas electromagnéticas y esas no se propagan a lo largo de ningún medio se propagan a través del vacío entonces pues para que todo quede mejor vamos a usar esta definición una onda es una perturbación propagándose a lo largo del espacio y bueno vamos a decir que generalmente transfiere energía bueno ya que me refiero con esto de que generalmente transfiere energía pues si se fijan aquí a la cuerda la jalamos hacia arriba luego hacia abajo y otra vez de regreso en medio y el resto de la cuerda se fue jalando ella misma hacia arriba y otra vez hacia el medio y si esperamos suficiente tiempo y nos fijamos en un punto por acá pues eventualmente esta perturbación va a llegar a este punto y la va a jalar hacia arriba y luego hacia abajo y luego otra vez hacia el medio y eso les va a pasar a todos los puntitos a la derecha eventualmente los van a jalar hacia arriba luego así en medio hacia abajo y otra vez así en medio entonces esta energía que yo le puse al extremo de la izquierda de la cuerda de jalarla hacia arriba luego así en medio hacia abajo y luego otra vez hacia el medio se está transfiriendo a cada uno de los puntos de la cuerda a la derecha si yo pusiera un objeto por aquí encima de la cuerda cuando la onda llegar a este punto lo haría saltar entonces está transfiriendo la energía a lo largo de la cuerda en este caso ahora nuestra definición de onda es muy amplia y este no es el único tipo de ondas que existen o sea por ejemplo también tenemos las ondas sonoras o sea las ondas del sonido veamos lo de las ondas del sonido o sea por ejemplo tenemos una bocina y tenemos aquí una superficie y por todos lados pues hay partículas de aire y bueno qué pasa si esta membrana de repente se mueve a la derecha así como por acá pues todas estas partículas que están por acá van a terminar por acá no y el aire en esta franja que está inmediatamente a la derecha de donde terminó la membrana está muy comprimido todo está aquí hay muchísimas moléculas de aire y cuando hay muchas moléculas de aire muy apretadas se empiezan a repeler entre sí y tratan de salir a donde puedan por todos lados entonces estas moléculas de aquí se están empujando entre sí y entonces todos quieren salir volando para todos lados pero claro como la barrera está aquí pues todas las que iban a salir volando para acá nada más rebotan contra la pared pero todas estas si van a imprimir una fuerza hacia la derecha y van a empezar a aplastar a las que están inmediatamente la derecha y supongamos que ahora la membrana deja de quedarse ahí y se regresa otra vez a su lugar así aquí antes ya no había partículas de aire y ahora la membrana regreso entonces tampoco van a estar por aquí entonces muchísimas de estas partículas de aire salieron volando hacia la derecha y ahora que ya no membrana a la izquierda pues algunas de las que están aquí van a volver a ocupar el espacio vacío pero inmediatamente a la izquierda de toda esta concentración inmensa de partículas de aire pues como que hay menos partículas y el chiste es que conforme estas partículas van saliendo volando a la derecha y empujando a otras partículas pues el espacio no se queda comprimido esto el espacio donde hay una enorme concentración de partículas de aire se va moviendo a la derecha de la misma forma que en la onda sobre la cuerda entonces si esta membrana vuelve a repetir el movimiento y hacia la derecha y a la izquierda varias veces y dejamos pasar el tiempo esta área de concentración de partículas de aire pues se va a ir moviendo hacia la derecha y si esta onda sigue moviéndose hacia la derecha de la izquierda creando más áreas de concentración de aire pues eventualmente lo que vamos a ver son varios espacios donde en un espacio está no completamente vacío pero hay menos partículas de aire inmediatamente a la derecha hay una enorme concentración de partículas de aire a ver entonces la membrana se mueve a la derecha y empuja a unas moléculas de aire hacia la derecha formando un área donde hay muchas moléculas de aire y están como que comprimidas pero entonces como están así esas moléculas de aire que además tienen inercia de que las movieron hacia la derecha pues van y les pegan a otras moléculas justo las moléculas que estaban como que por la derecha y esas moléculas pues reciben toda esa energía y pues empiezan a pegarles a las de la derecha las cuales van a seguir pegando a las de la derecha y bueno al mismo tiempo la membrana se regresa a su lugar y deja un espacio vacío por acá que hablando a algunas de las moléculas que ya había empujado sin embargo muchas otras moléculas ya fueron empujadas hacia la derecha y siguen empujando a otras moléculas hacia la derecha haciendo que haya áreas comprimidas hacia la derecha y digamos que el área comprimida donde hay muchas moléculas de aire se vayan moviendo hacia la derecha y siempre que hay un espacio vacío un espacio con muy poca concentración de moléculas de aire a la a otras moléculas de aire entonces al mismo tiempo están jalando a moléculas hacia la izquierda entonces toda esta área de baja concentración de aire también se va a ir moviendo hacia la derecha y la energía de la membrana que se está moviendo hacia la derecha y a la izquierda se está transfiriendo a lo largo del aire hacia la derecha entonces hemos generado una onda sonora una onda de sonido ahora esta onda es distinta de esta onda o sea siguiente la dirección de la perturbación la dirección de la onda es hacia la derecha y hacia la izquierda que es el mismo eje de dirección en el cual se está propagando la onda o sea la onda se está moviendo hacia la derecha y la onda su dirección es ir en ese sentido hacia la derecha de la izquierda a diferencia de la cuerda donde la dirección de la onda era hacia arriba y hacia abajo y la onda se está propagando hacia la derecha ahora a este tipo de ondas donde la dirección de la onda es la misma que la dirección en la cual se propaga la onda le llamamos ondas longitudinales bueno a este tipo de ondas también llaman ondas de compresión porque se provocan cuando el medio se comprime y estas ondas se llaman ondas transversales porque el medio se está moviendo en una dirección que es transversal perpendicular a la dirección en la que está moviendo la onda o sea la onda se mueve hacia la derecha pero el medio o sea la cuerda se está moviendo hacia abajo y hacia arriba que es una dirección perpendicular o también llamado transversal a la dirección de derecha o izquierda ahora con respecto a otra cosa en este ejemplo bueno a ver en este ejemplo si hicimos que la membrana se moverá hacia la derecha ya la izquierda varias veces por lo menos aquí están dibujados tres veces pero en este ejemplo o sea nada más movimos el extremo izquierdo de la cuerda una vez hacia arriba luego en medio abajo y otra vez arriba pero no volvemos a subir entonces podríamos decir que hicimos una sola perturbación esta perturbación y el resto de la cuerda se mantenía en estado de reposo a una sola de estas perturbaciones le llamamos pulso y vamos a necesitar más espacio si es que hay que borrar esto entonces una sola de estas perturbaciones es un pulso ahora qué pasaría si en el ejemplo de la cuerda subimos bajamos volvemos en medio y inmediatamente después volvemos a subir ya volver a hacerlo todo pues nuestra onda se vería algo así como bueno me quedo muy chica porque todas estas deberían ser de la misma altura pero creo que es suficiente entonces en esta onda la primera vez que subimos el extremo izquierdo de la cuerda hasta arriba genera este pedazo de la onda que se transmite a lo largo de la cuerda hasta llegar a este punto y luego la bajamos y esta energía se va transmitiendo por la cuerda y hasta que hace que este punto caiga por acá porque y luego lo volvemos a llevar la cuerda hasta el medio y después volvimos a dejarla la cuerda hacia arriba y hacia abajo y otra vez así en medio dándole toda esa energía a la cuerda como para que se siga moviendo y se formen todas estas ondas estar acá es mi pulso y lo estamos repitiendo muchas veces exactamente de la misma forma bueno a este tipo de ondas se le llama ondas periódicas y en el próximo vídeo vamos a hablar un montón de las ondas periódicas vamos a ver un montón de propiedades que tienen como por ejemplo cómo se relacionan su longitud de onda y su frecuencia y su periodo con la velocidad de la onda pero todo eso vamos a dejarlo para el próximo vídeo y regresemos a lo que teníamos antes bueno algo que quiero que veas es que esta noción de onda es una noción muy abstracta o sea las ondas son un concepto que usamos todos los días en cualquier concepto las zonas del sonido un montón de cosas no pero o sea estas ondas son muy abstractas son simplemente una perturbación que generalmente se transmite a lo largo de un medio aunque a veces ni siquiera se transmiten a través de un medio por ejemplo las ondas electromagnéticas se propagan a través del vacío y bueno estas perturbaciones que son la esencia de las ondas pueden tomar muchas formas puede verse el movimiento del medio pueden ser ondas transversales donde se ve claramente que el medio se mueve o pueden simplemente ser un cambio en la concentración de moléculas de aire en el espacio y en el fondo si hay una relación o sea por ejemplo si quisiéramos graficar matemáticamente la densidad de moléculas de aire en el espacio por ejemplo esta línea recta sería cuando las moléculas no han sido perturbadas y hay la misma densidad en todo el espacio y en este eje colocamos la densidad de moléculas de aire que hay en el espacio y gráfica damos por ejemplo aquí hay una densidad muy alta entonces digamos que está por acá y aquí hay una densidad muy baja entonces al estar por como por acá entonces podemos graficar la densidad y nos quedaría algo así entonces esta gráfica lo que representa es la densidad de moléculas de aire que hay estas franjas de aire que hay por aquí y si se fijan estas gráficas se parecen mucho a las ondas transversales sobre la cuerda y por eso lo agrupan todo dentro de ondas porque matemáticamente son muy parecidas aunque físicamente se vean tan distintas tienes esta cantidad que va variando y que además se va transportando hacia la derecha sobre un medio o sobre el espacio en este caso esa cantidad es la densidad de moléculas de aire en una franja o un espacio y en este caso es la altura de la cuerda y bueno son tan parecidas que agrupan estos dos tipos de fenómenos en un solo concepto que es el concepto de onda y bueno te veo en el próximo vídeo