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Propiedades de las ondas periódicas

Amplitud, periodo, frecuencia y longitud de onda de las ondas periódicas. Cómo calcular la velocidad de una onda.  Creado por Sal Khan.

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  • Avatar blobby green style para el usuario baruchzarate
    Necesito ayuda con éste problema, por favor alguien que pueda ayudarme TnT
    Una cuerda de 300 gramos tiene 2.50 metros de longitud y vibra con una amplitud de 8.00 mm, la tensión de la cuerda es de 46 Newtons ¿cuál debe ser la frecuencia de las ondas para que la potencia promedio sea de 90 Watts?
    Por favor, alguien.....
    (2 votos)
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  • Avatar blobby green style para el usuario Claudia Juarez
    En el minuto explica qué pasaría con un puntito si solo pudiéramos ver la onda por una ventana que solo permitiera ver ese punto. La profesora dice que lo veríamos moverse para arriba y para abajo 20 veces, porque la frecuencia es de 20 ciclos por segundo. Pero si la frecuencia es de 20ciclos/segundo, el puntito no bajaría y subiría 20 veces, sino 40. Porque el bajar o el subir representa solo medio ciclo.
    (2 votos)
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  • Avatar aqualine seed style para el usuario abaquero.0105
    El pulso es el mismo periodo?
    (1 voto)
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Transcripción del video

en el vídeo pasado estábamos hablando de que teníamos una cuerda y tomábamos el extremo izquierdo y lo jala vamos hacia arriba hacia abajo y lo regresamos a su posición de reposo ok muy fácilmente pudimos haber tomado el extremo derecho y moverlo a como quisiéramos y sería lo mismo pero pues tenemos que escoger uno de los dos lados y escribimos el izquierdo entonces tomamos el extremo izquierdo y lo jala vamos hacia arriba hacia abajo y lo regresa vamos y eso lo que provocaba era una perturbación en la onda que se veía más o menos así déjame borro aquí lo que le sobra y esta perturbación se propagaba a lo largo del medio se movía un poco hacia la derecha y si esperábamos suficiente tiempo pues la cuerda terminaría viéndose así y a esto es a lo que le llamamos pulso a la perturbación que se forma de mover la cuerda una vez como queramos entonces si lo hacemos una sola vez y dejamos de hacerlo lo que tenemos es una onda de pulso recuerden que le llamábamos onda a cualquier perturbación que se propagara a lo largo de un medio bueno pero en una onda podemos hacer muchos pulsos uno después del otro y como se vería la onda en ese caso pues debería sí no o sea si agarro el extremo izquierdo de la cuerda y lo jaló hacia arriba y hacia abajo y otra vez hacia arriba y hacia abajo en intervalos de tiempo periódicos con la misma longitud entonces se vería así y bueno de la misma forma como lo vimos en el vídeo pasado estas perturbaciones se van a mover hacia la derecha con cierta velocidad y lo que yo quiero hacer en este vídeo es enfocarme en este tipo de ondas que como pueden imaginarse con todo eso que estamos siguiendo un ciclo y estamos mandando pulsos uno después de otro en ciertos periodos de tiempo pues se llaman ondas periódicas ok estas ondas se forman para repetir el mismo movimiento hacia arriba hacia abajo exactamente igual muchísimas veces pero hoy tienen que ser exactamente el mismo movimiento una vez después de otra en el mismo periodo de tiempo y en este vídeo yo quiero hablar de esas zonas y una de las primeras cosas que nos podemos preguntar de esas ondas es que tanto te estás alejando de la posición de reposo a ver qué les parece si pintamos la posición de reposo esta es la posición de reposo si se me fue un poco hecho de calahonda pero estáis entonces lo primero que nos estamos preguntando es que tanto estoy jalando la cuerda hacia arriba y por lo tanto como la perturbación se está moviendo hacia la derecha esa es la misma pregunta a qué tanto mide esta distancia ya esto es justo a lo que le llamamos amplitud algunos marineros hablan acerca de la altura de las olas y eso está muy relacionado con la amplitud pero no es exactamente la amplitud los marineros generalmente están interesados en toda esta distancia desde este punto que se llama el valle de la ola hasta este punto que se llama la cresta de la ola porque pues como están en el mar las ondas que a ellos les interesa estudiar son las olas del mar y bueno obviamente si tú estás en este punto de la ola pues te interesa saber cuál es toda esta distancia no nada más la distancia desde el punto de reposo a ver entonces esto es el valle y esta es la cresta y bueno este ejemplo de las olas del mar es otro ejemplo de cómo no todas las ondas son generadas por mí y moviendo la cuerda hacia arriba y hacia abajo y de como esta gráfica puede modelar puede representar un montonal de cosas pero bueno a ver la amplitud es tal cual la distancia que hay de la posición de reposo a la cresta y claro que esa no es la única pregunta interesante también lo pueden preguntar hoy en salman qué tan rápido estás moviendo la cuerda entonces ustedes llegan y me preguntan cuánto tiempo te tardas en cada ciclo cuánto tiempo te tardas en jalar la cuerda hacia arriba hacia abajo y regresar a su posición a ver vamos a escribirlo por acá cuánto tiempo dura cada ciclo pues resulta que justo justo a esa cantidad es a lo que nosotros le llamamos período o sea si yo me tardo dos segundos en jalar la cuerda hacia arriba jalarla hacia abajo y luego regresarla a su posición de reposo entonces me estoy tardando dos segundos en cada ciclo y entonces mi periodo es de dos segundos y bueno también hay una pregunta muy relacionada con esta pregunta que es la pregunta de cuántos ciclos estoy haciendo por cada segundo y bueno de hecho aquí en lugar de preguntar cuánto tiempo dura cada ciclo podríamos haber preguntado cuántos segundos dura cada ciclo entonces déjenme borrar esto y ponerle cuántos segundos dura cada ciclo cuando nos preguntan cuántos segundos dura cada ciclo o sea cuál es el periodo pues la respuesta va a ser algo del estilo cinco segundos por cada ciclo pero cuando nos preguntan cuántos ciclos por segundo nos están preguntando algo que es más o menos inverso a cuántos segundos dura cada ciclo o sea no nos están preguntando cuánto nos tardamos en jalar la cuerda hacia arriba hacia abajo y regresar que es el periodo sino que nos están preguntando ok fíjate en cierta cantidad de tiempo y dime cuántos ciclos en esa cantidad de tiempo que es más o menos lo inverso al periodo entonces ya había cinco segundos por ciclo cuantos ciclos podemos completar en un segundo pues podemos completar uno entre esto o sea podemos completar un quinto de ciclo en un segundo ya esto cuántos ciclos podemos completar un segundo le llamamos frecuencia generalmente al periodo lo denotan por una t mayúscula y a la frecuencia la denotan por una f minúscula a ver otra vez la frecuencia es dado un segundo cuantas veces podemos subir bajar y regresar a la posición de reposo y el periodo es cuánto tiempo nos tardamos en subir bajar y regresar entonces la frecuencia y el periodo son inversos el uno del otro y eso lo podemos escribir como que el periodo es uno entre la frecuencia o también lo podemos escribir como que la frecuencia es 1 entre el periodo entonces si te digo que en un segundo yo puedo hacer 10 ciclos lo que te estoy diciendo es que la frecuencia es de 10 ciclos por segundo ahora a esto de ciclos por segundo todo el mundo le llama hertz y eso es algo que seguro ya has escuchado la frecuencia es de 10 hertz y por lo tanto el periodo es de 1 entre 10 segundos por ciclo lo cual tiene todo el sentido del mundo no o sea si en un segundo puedo hacer 10 ciclos entonces tiene todo el sentido del mundo que me tardé un décimo de segundos en hacer un ciclo y otra cosa que seguro nos queremos preguntar es qué tan rápido se está propagando la onda como empezamos del lado izquierdo como estamos jalando al lado izquierdo se arriba y hacia abajo pues nos preguntamos qué tan rápido está propagamos de la onda hacia la derecha entonces ahora queremos hablar de velocidad y pues vamos a querer usar este espacio entonces hay que borrar y bueno para conocer la velocidad necesitamos saber qué distancia recorrió la onda después de un ciclo entonces empezamos en nuestra posición de reposo y después de un ciclo observamos dónde quedó ese último punto de la posición de reposo esta distancia esta distancia es la longitud de onda y bueno no nos tenemos que fijar forzosamente en los puntos de reposo también podemos usar las crestas y entonces la distancia que hay de una cresta a la siguiente cresta esa también es la longitud de onda y es exactamente igual a ésta por qué pues porque de una cresta a la otra transcurre todo el ciclo o sea si este era nuestro punto original y la onda después de un ciclo se trasladó hasta acá entonces este es nuestra longitud de onda o sea nuestro ciclo pudo haber empezado acá y trasladados hasta acá y si se fijan por cada posición de este ciclo tenemos una posición en este ciclo la única diferencia es que pasamos este pedacito de este ciclo a el final de este ciclo y la longitud de onda sigue siendo la misma por supuesto que también se puede medir la longitud de onda de un valle al otro y como ya hemos visto la longitud de onda va a ser la misma se puede poner desde cualquier punto en medio del ciclo esta longitud nos da la misma longitud de onda ahora algo muy muy muy importante es que cuando estemos midiendo la longitud de onda tenemos que escoger dos extremos que tengan digamos exactamente la misma posición o sea todo el ciclo se tiene que completar en esta distancia entre este punto y este punto se tiene que completar exactamente un ciclo por ejemplo algo que estaría muy mal sería medir la distancia desde este punto a este punto y decir que la longitud de onda es ésta por qué porque aquí definitivamente no se está completando un ciclo y este punto digamos que no es el análogo a este y aquí se ve muy claro porque por aquí la onda está subiendo y aquí la onda está bajando entonces aunque estén a la misma altura para la onda no son el mismo punto no representan el mismo punto del ciclo a diferencia de éste y este o sea de aquí a acá si se completa todo un ciclo están a la misma altura y además la onda va en la misma dirección pero lo importante es que si se completa todo el ciclo entonces ya que vimos cómo calcular la longitud de onda pues vamos a escribirlo entonces la longitud de onda qué tan lejos se traslada una onda después de un periodo de tiempo y bueno eso de un periodo de tiempo pues en realidad lo pudimos haber escrito como después de un ciclo entonces ya sabemos que a distancia recorrió la onda y además sabemos en cuánto tiempo la recorrió y eso es justo lo que es el periodo el tiempo que se tardó en recorrer un ciclo y bueno tal vez recuerden ustedes esto pero la velocidad es igual a la distancia sobre el tiempo o sea la distancia que recorre el objeto entre el tiempo que tarda en recorrer esa distancia y bueno cuando estamos hablando de ondas que es igual la velocidad pues aquí ya sabemos que recorre cierta distancia en un ciclo y además ya sabemos cuánto tiempo se tarda en completar un ciclo entonces para un ciclo ya tenemos cuánta distancia a recorrer y cuánto tiempo se tarda en recorrer esa distancia osea ya tenemos la velocidad entonces en el caso de las ondas la velocidad es longitud de onda es la distancia que recorre la onda en un ciclo entre el tiempo que se tarda la onda en completar un ciclo o sea el periodo y como no queremos tener que estar escribiendo longitud de onda todo el tiempo pues vamos a llamarle por una letra así como le llamamos s a la frecuencia y t al periodo pues generalmente le llaman lambda a la longitud de onda y vamos a usar esa notación entonces la velocidad es igual a lambda sobre el periodo y el periodo este ahora hace apenas unos minutos estábamos hablando de que uno entre t es igual a la frecuencia entonces la velocidad además de ser longitud de onda entre periodo como uno entre período es igual a la frecuencia entonces también es igual a longitud de onda por frecuencia y bueno una vez que ya conocen todos estos términos entonces ya pueden resolver la mayoría de los problemas sencillos que se van a encontrar de ondas y bueno veamos un ejemplo digamos que tienes una onda que tiene una velocidad de 100 metros por segundo hacia la derecha siempre que estemos hablando de velocidad estamos hablando de rapidez y de una dirección aunque muchísimas veces se nos olvida hablar acerca de la dirección pero bueno tienes una velocidad de 100 metros por segundo hacia la derecha y digamos que la onda de la que estamos hablando tiene una frecuencia de pues pongamos leer no sé unos 20 ciclos por segundo o sea tiene una frecuencia de 20 y hertz y qué es lo que eso significa pues si tuvieras una ventana por aquí que solo te dejara ver este punto pues lo que estarías viendo es que este punto se mueve para abajo para arriba para abajo para arriba y así así así así rapidísimo y como se mueve a una frecuencia de 20 ciclos por segundo entonces tuberías a este puntito moverse 20 veces para abajo y para arriba eso es lo que significa que la frecuencia sea de 20 y hertz entonces ya nos dieron la velocidad y nos dieron la frecuencia y ahora es súper fácil calcular cuál es la longitud de onda a ver díganme cuál es la longitud de onda bueno vamos a escribirlo por acá no tenemos una velocidad de 100 y de una vez vamos a ponerle las unidades son 100 metros por segundo y la velocidad como acabamos de ver es igual a la longitud de onda por la frecuencia pero esta frecuencia es igual a 20 ciclos por segundo o sea 20 hertz y pues aquí lo que queremos hacer es despejar la lambda o sea despejar la longitud de onda o sea que hay que dividir entre 20 ciclos por segundo de los dos lados 100 metros sobre segundo por 1 entre 20 y luego uno entre ciclos entre segundos pues nos queda segundos entre ciclos o sea es un veinteavo de segundos por ciclo y eso es igual a nuestra longitud de onda haber 100 entre 20 pues nos queda 5 y luego los segundos se van a cancelar con los segundos y nos van a quedar metros por ciclos metros por ciclo o sea que nuestra longitud de onda es de 5 metros por ciclo 5 metros por ciclo ya calculamos la longitud de onda así es que siempre siempre que te den dos de estas cantidades ya sea velocidad de frecuencia o velocidad y longitud de onda o frecuencia y longitud de onda vas a poder calcular la tercera pero qué me dicen del periodo pues el periodo es 1 entre la frecuencia entonces el periodo es un veinteavo segundos por ciclo y de la misma forma si te hubieran dado el periodo y la velocidad tú hubieras podido calcular cuál era la longitud de onda bueno espero que los conceptos hayan quedado claros y de una forma un tanto intuitiva y espero que te sirva