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Energia de una onda incidente y de las ondas transmitida y reflejada

Energia de una onda incidente y de las ondas transmitida y reflejada UNAM

✅ Energia de una onda incidente y de las ondas transmitida y reflejada UNAM

En una onda incidente, y en la onda transmitida y reflejada, se propaga energía, en lugar de materia. La intensidad de onda es la magnitud adecuada para representar la rapidez con la que se transfiere la energía en un movimiento ondulatorio.

🔊 ¿Qué es una onda incidente y reflejada?

Cuando una onda de cualquier tipo alcanza la frontera de dos medios distintos, una parte de su energía se transmite al segundo medio, dando lugar en el segundo medio a otra onda de características semejantes las de la onda incidente y que recibe el nombre de onda transmitida. Otra parte de la energía se emplea en generar otra onda que se propaga hacia atrás en el primer medio y que se llama onda reflejada.

Onda Transmitida y Reflejada
Onda Transmitida y Reflejada.

En este proceso se conserva la frecuencia de la onda, lo que implica que la longitud de onda Ť de la onda transmitida es diferente de la longitud de onda Î de la incidente, pues también cambia la velocidad de la onda en cada medio. La velocidad de propagación de las ondas cambia al pasar de un medio a otro, pero no cambia la frecuencia angular.

Observamos que la onda transmitida siempre está en fase con la onda incidente. Sin embargo, la onda reflejada puede estar en fase o en oposición de fase dependiendo de que la velocidad de propagación en el segundo medio sea mayor que en el primero o al contrario.

📈 Intensidad de onda

La intensidad, I, de un movimiento ondulatorio es la cantidad de energía que pasa, en la unidad de tiempo, a través de la unidad de superficie colocada perpendicularmente a la dirección de propagación. Equivale a la potencia por unidad de superficie. Se expresa en vatios por metro cuadrado (W/m²).

I = E/St

I = P/S

🧮 ¿Cómo calcular la energía de una onda?

La energía E transmitida por una onda es directamente proporcional al cuadrado de la frecuencia f y al cuadrado de la amplitud A según:

E = cte * f² * A²

Recordando que:

v = λ/T

f = 1/T

La potencia P de una onda es la energía E que se transmite por cada unidad de tiempo t, y su valor es proporcional al cuadrado de la amplitud A y al cuadrado de la frecuencia f:

P = E/t

P = cte * f² * A²

Glosario:

  • Longitud de onda (λ): En una onda periódica es la distancia entre dos crestas, dos valles, o dos nodos no consecutivos.
  • Amplitud (A): Magnitud del máximo desplazamiento.
  • Periodo (T): En una onda periódica es el intervalo de tiempo necesario para formar una onda completa.
  • Frecuencia (f): Es el número de ciclos que se forman por unidad de tiempo.
  • Frecuencia angular (ω): Análogo en el movimiento ondulatorio a la frecuencia angular del movimiento armónico simple.
  • Rapidez de onda (v): Magnitud de la velocidad de propagación de la onda (depende únicamente de las características del medio).
  • Superficie (S): La superficie puede ser algo como 4π*r²
  • Intensidad (I): La intensidad de un movimiento ondulatorio
    Potencia (P): La potencia de la Onda

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En una onda incidente, y en la onda transmitida y reflejada, se propaga energía, en lugar de materia. La intensidad de onda es la magnitud adecuada para representar la rapidez con la que se transfiere la energía en un movimiento ondulatorio.
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