Definición de ondas transversales en física

Escrito por j.t. barett | Traducido por juliana star
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Definición de ondas transversales en física
El cuero de un tambor en vibración forma ondas transversales. (Jupiterimages/Pixland/Getty Images)

La energía en forma de ondas, como el sonido o las ondas en un estanque, se mueve a través de las sustancias en una de dos formas diferentes: transversalmente y longitudinalmente. Las ondas transversales se mueven hacia arriba y hacia abajo o de lado a lado, mientras que las ondas longitudinales se mueven hacia adentro y hacia afuera. Las ondas transversales suben y bajan las capas de moléculas de una sustancia de forma alternada. Las ondas mecánicas transversales necesitan un medio a través del que puedan viajar, por ejemplo un gas o un líquido.

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Movimiento molecular

Las moléculas se mueven constantemente, incluso en materiales duros como el acero y el diamante. Los espacios entre las moléculas tienen el tamaño suficiente para que ellas puedan vibrar. Los líquidos tienen un espacio ligeramente mayor para que las moléculas se muevan en comparación con los sólidos, y sus conexiones mutuas son débiles, permitiendo el movimiento de los fluidos. En los gases las moléculas no están conectadas entre sí, moviéndose en direcciones aleatorias. Una onda transversal ocasiona pequeños movimientos hacia arriba y hacia abajo entre las moléculas de una sustancia.

Forma de onda

Una onda transversal comienza a partir de un estado de inmovilidad. Poco a poco la onda empuja a las moléculas hacia arriba en un medio, formando un reborde elevado hasta que la energía de la onda llega a su máximo valor. A continuación las moléculas se mueven hacia abajo formando un valle. Las moléculas se mueven hacia arriba de nuevo a su estado original y es en ese momento cuando la onda habrá completado un ciclo. Puedes ver lo anterior estirando un resorte Slinky a lo largo del suelo, sujetando un extremo fijo y moviendo el otro extremo de lado a lado. Una onda transversal viajará a través del resorte, alcanzando el extremo fijo y regresando de vuelta al origen.

Velocidad de onda

Las ondas transversales se mueven a velocidades determinadas por la densidad y la dureza de la sustancia. La frecuencia e intensidad no afectan la velocidad. En el aire la velocidad varía con la altitud y la temperatura; a 68 grados Fahrenheit (20 grados Celsius) y al nivel del mar la velocidad es de 344 metros por segundo. En el agua la velocidad incrementa a 1.433 metros por segundo. En el hierro, las ondas se mueven a 5.130 metros por segundo.

Longitud de onda

La longitud de una onda transversal depende de su frecuencia y su velocidad en un material. Esta no es la distancia a la que las moléculas individuales viajan, sino la distancia entre puntos pico máximos en un ciclo completo de una onda. Para obtener la longitud de onda divide su velocidad en metros por segundo entre su frecuencia en ciclos por segundo. En el cálculo la segunda unidad se cancela, dejando el resultado en metros. Por ejemplo, una nota de piano a 220 ciclos por segundo moviéndose a través de una barra de hierro crea una onda de 5.130/220, o 23,3 metros de longitud.

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