¿Qué es una onda estacionaria?

Como la impresión es que la onda está detenida o estacionada, este fenómeno se denomina “onda estacionaria». Para la transmisión, la presencia de ondas estacionarias es señal de que está reflejándose parte de la energia y que, por lo tanto, no esta irradiándose.

¿Cómo se calcula la ecuación de la onda estacionaria?

En una cuerda se propaga de derecha a izquierda una onda de ecuación y=3·cos5·π·t+π3x  m. Al llegar al extremo, la onda se refleja. Calcula la ecuación de la onda estacionaria que se generará si: No se produce inversión de fase en la reflexión

¿Cuál es la frecuencia de las ondas estacionarias?

Las ondas estacionarias que se generan en una cuerda fija por ambos extremos no pueden tener cualquier frecuencia sino sólo aquellos que satisfagan que: fn=n·v2·L

¿Cuáles son los problemas de transferencia de energía?

Si se produjeran problemas de adaptación entre la línea y el transmisor, o entre la línea y la antena, ocurrirían graves problemas de transferencia de energía.

Cuando la interferencia se produce entre dos ondas que viajan en sentidos opuestosse puede generar una onda estacionaria. Esto sucede por ejemplo en el caso de que una onda encuentre un obstáculo, se refleje e interfiera con la onda incidente. Las funciones de onda de la onda incidente y reflejada serán:

¿Cómo se forman las ondas estacionarias en una cuerda?

La formación de ondas estacionarias en una cuerda se debe a la suma (combinación lineal) de infinitos modos de vibración, llamados modos normales, los cuales tienen una frecuencia de vibración dada por la siguiente expresión (para un modo n): Donde es la velocidad de propagación, normalmente dada por para una cuerda de densidad y tensión .

Cuando dos ondas se propagan en direcciones opuestas a una frecuencia específica, llamada la frecuencia armónica, en un medio limitado, la interferencia constructiva hace que se parecen haberse detenido. Se puede observar una onda estacionaria arrancando las cuerdas de una guitarra.

¿Cómo se relaciona la frecuencia de una onda y su longitud de onda?

Efectivamente, la frecuencia de una onda y su longitud de onda se relacionan a través de la expresión de la velocidad de fase vy, dado que esta sólo depende del medio, podemos escribir v=λ·f⇒fn=vλn=n·v2·L 

Dicha onda estacionaria se caracteriza porque determinados puntos de la cuerda, denominados nodos, no se mueven, mientras que otros puntos de la cuerda, llamados antinodos o vientres, describen un movimiento armónico simple de amplitud 2A.

¿Cuáles son las dimensiones de las ondas estacionarias?

Las ondas estacionarias también pueden presentarse en dos y tres dimensiones, siendo su descripción matemática un poco más compleja. -Una cuerda fija por extremo que se hace oscilar con la mano o con un pistón por el otro genera ondas estacionarias a lo largo de su longitud.

¿Cómo conseguir una onda estacionaria en una cuerda?

Para conseguir una onda estacionarias en una cuerda no es necesario que haya dos personas agitando los extremos opuestos. Un extremo se puede atar a un gancho en una pared o al picaporte de una puerta. El tren de ondas enviado por la sacudida del extremo libre de la cuerda se reflejará en el extremo fijo.

¿Cuál es la condición de las ondas estacionarias con ambos extremos fijos?

De esta manera nos damos cuenta que se cumple la misma condición que las ondas estacionarias con ambos extremos fijos, o sea λ = 2L. en un tubo con ambos extremos libres, las frecuencias de vibración natural forman una serie armónica, es decir, los armónicos más altos son múltiplos enteros del frecuencia fundamental.

Por tanto, la frecuencia de las ondas estacionarias dependerá de lo tensa que está la cuerda así como de sus propiedades. Los distintos valores de la longitud de onda (y por tanto de la frecuencia) se denominan armónicos. En la figura superior se han representado los tres primeros armónicos.