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T3: Vibraciones y ondas
Tipos de ondas
Teoría
2024 · Extraordinaria · Titular
C2-a
Examen
a) Explique las diferencias entre ondas longitudinales y ondas transversales, proporcionando un ejemplo representativo de cada tipo.
Ondas longitudinalesOndas transversalesDirección de propagación
a) Una onda es una perturbación que se propaga a través de un medio material o del vacío, transportando energía y cantidad de movimiento sin transporte neto de materia. La distinción entre ondas transversales y longitudinales se basa en la relación geométrica entre la dirección de la vibración de las partículas (u oscilación de los campos) y la dirección de propagación de la propia onda.
Ondas Transversales

En las ondas transversales, la perturbación o el movimiento de las partículas del medio ocurre en una dirección perpendicular a la dirección en la que se propaga la onda. Si definimos la dirección de propagación sobre el eje xx, la oscilación se produce en el plano yzyz.

vvibracioˊnvpropagacioˊn\vec{v}_{\text{vibración}} \perp \vec{v}_{\text{propagación}}

Un ejemplo representativo es una onda en una cuerda tensa. Al mover un extremo de la cuerda de arriba hacia abajo (eje yy), la onda se desplaza horizontalmente a lo largo de la cuerda (eje xx). Otro ejemplo fundamental son las ondas electromagnéticas (como la luz), donde los vectores de campo eléctrico E\vec{E} y campo magnético B\vec{B} oscilan perpendicularmente a la dirección de avance.

Ondas Longitudinales

En las ondas longitudinales, las partículas del medio oscilan en la misma dirección en la que se propaga la onda. Esto genera una sucesión de regiones de compresión (donde las partículas están más próximas) y regiones de rarefacción o expansión (donde están más separadas).

vvibracioˊnvpropagacioˊn\vec{v}_{\text{vibración}} \parallel \vec{v}_{\text{propagación}}

El ejemplo más característico es el sonido en un fluido (como el aire o el agua). Cuando una fuente sonora vibra, empuja las moléculas de aire circundantes hacia adelante y hacia atrás en la misma línea en la que viaja el frente de onda sonora.