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La energía y la potencia que transmiten las ondas

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by

Lady González

on 21 May 2014

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Transcript of La energía y la potencia que transmiten las ondas

La energía y la potencia que transmiten las ondas
Energia
Todas las ondas transportan energía. Un modo más sencillo de verlo es con una onda mecánica cualquiera: como la perturbación, o el apartamiento,es un movimiento... y el movimiento es energía cinética... luego la onda no sólo propaga un movimiento, con él, propaga energía.
Potencia
La potencia es el cociente entre la energía transportada (emitida o recibida) y el intervalo de tiempo considerado. Y las unidades son las usuales.

Si la onda viaja por un espacio de sección constante (por ejemplo: un elástico cuyas espiras son todas iguales), la intensidad de la onda también permanece constante.

I ~ Pot
La energía que recibe cada espira se la entrega pura y exclusivamente a la espira vecina, sin importar cuán lejos está la espira que consideres.
Intensidad
Tal vez más novedoso es el concepto de intensidad (I). Resulta que la propagación de una onda puede ocurrir en una dirección lineal, en una superficie, o en un volumen. En cada caso, la energía de la perturbación emitida se recibe en muchas posiciones diferentes y no siempre se recibe la misma cantidad de energía, ya que hay que repartirla democráticamente entre todas las posiciones receptoras.
Ondas esféricas

Si la onda viaja por espacio tridimensional (por ejemplo la luz de una estrella), cuanto más alejado se halle una posición del foco emisor, menor será la intesidad de la onda en esa posición. La intesidad es inversamente proporcional a la distancia -o radio-, r, a la segunda potencia.

I
El reparto de la energía debe hacerse democráticamente entre posiciones equidistantes sobre el volumen de propagación, o sea, esferas... que crecen con el radio al cuadrado.
Ondas planas
Si la onda viaja por una superficie (por ejemplo ondas en el agua), cuanto más alejado se halle una posición del foco emisor, menor será la intesidad de la onda en esa posición. La intesidad es inversamente proporcional a la distancia -o radio-, r, a la primera potencia.


I ~ Pot / r

El reparto de la energía debe hacerse democráticamente entre posiciones equidistantes sobre la superficie de propagación, o sea, circunferencias... que crecen con el radio.
Pot = E / Δt
Ondas lineales
I ~ Pot / r²

Todo movimiento ondulatorio tiene energía asociada, por ejemplo, la energía recibida del sol o los efectos destructivos del oleaje. Para producir un movimiento ondulatorio es necesario aplicar una fuerza a un sector del medio, efectuando así un trabajo sobe el sistema. Al propagarse la onda, cada partícula del medio ejerce fuerza sobre las otras y por ende, trabajen todo el sistema. De esta manera, se puede transportar energía de una región a otra.
En todos los casos en los que se produce una onda armónica nos encontramos con partículas, de mayor o menor tamaño, que están vibrando. Es decir, en ningún caso hay desplazamiento de materia desde el foco hacia los puntos materiales. En esta propagación, punto a punto, la cantidad de movimiento y la energía se propagan. Por ejemplo, considera la espira de un resorte que vibra con movimiento armónico simple, la energía potencial asociada en el punto de su máxima elongación A es:

En el extremo de una cuerda tensa muy larga, de masa o,o4Kg y densidad lineal 0,08Kg/m se produce un MAS, perpendicular a la dirección de la cuera, de amplitud 0,02m y frecuencia 8Hz. Si esta perturbación se propaga a lo largo de la cuerda con velocidad 20m/s, determinar:
Ejemplo
a) La amplitud, la frecuencia y la longitud de onda generadas
b) La energía que transmiten estás ondas
c) La potencia que transmiten las ondas producidas a lo largo de la cuerda.
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