Ondas y sonido
Onda viajera en una cuerda
Pulsa Reproducir — observa y = A sin(kx − ωt) propagarse; sonda y(t) en el centro de la cuerda.
Onda viajera en una cuerda — simulación interactiva de Ondas y sonido. Pulsa Reproducir — observa y = A sin(kx − ωt) propagarse; sonda y(t) en el centro de la cuerda. Laboratorio virtual de física gratuito en el navegador con mediciones SI en vivo y un tutorial guiado.
Onda viajera
Una perturbación sinusoidal avanza a lo largo de una cuerda con velocidad v = √(T/μ).
Cada punto oscila transversalmente mientras el patrón se desplaza a lo largo de la cuerda. El número de onda k y la frecuencia angular ω están ligados por la relación de dispersión de una cuerda.
- Onda viajera y = A sin(kx − ωt)
- Velocidad de onda v = √(T/μ)
Informe de investigación
Planifique la pregunta antes de abrir el laboratorio.
El resumen refleja la página prerenderizada: la pregunta guía, las predicciones contrapuestas, los roles de las variables, las leyes que rigen, la preparación y las indicaciones de análisis y extensión permanecen visibles y en este orden.
Pregunta de conducción
Una cuerda sometida a tensión fija transporta una onda viajera. Si lo conduces a una frecuencia más alta, ¿qué sucede con la longitud de onda?
Predicciones para pesar
- La longitud de onda se acorta: la velocidad de la onda permanece fija, por lo que una frecuencia más alta reduce el patrón.
- La longitud de onda se alarga a mayor frecuencia.
- La longitud de onda no cambia con la frecuencia.
Roles variables
Lo que configuraste:
- Frecuencia de accionamiento f (Hz)
Lo que mides:
- Velocidad de onda v (m/s)
- Longitud de onda λ (m)
Cómo se desarrolla la investigación
- Abra el preajuste de onda viajera y presione Restablecer. La tensión de la cuerda (120 N) y la densidad lineal (0.01 kg/m) son fijas.
- Habilite la lectura de longitud de onda en la cuerda.
- Establezca la frecuencia de conducción para cada prueba y registre la longitud de onda una vez que el patrón sea estable.
Ecuación rectora
Velocidad de onda en una cuerda — v = √(T/μ)
La velocidad que viaja una onda transversal a lo largo de una cuerda estirada depende solo de la tensión y la masa por unidad de longitud de la cuerda, no de la frecuencia o la amplitud.
Relación de onda universal — v = f·λ
Para cualquier onda, la velocidad es igual a la frecuencia por la longitud de onda. Como v está fijada por la cuerda, aumentar f obliga a λ a reducirse proporcionalmente.
Lo que la hoja de trabajo imprimible les pide a los estudiantes que resuelvan
- Para una prueba, calcule v = √(T/μ) usando T = 120 N y μ = 0.01 kg/m, luego λ = v/f. Compare ambos con la tabla.
- La velocidad de la onda es la misma en las tres pruebas. Explique, usando v = fλ, por qué duplicar la frecuencia debe reducir a la mitad la longitud de onda.
¿Dónde aparece esto más allá del laboratorio?
- Si aumentaras la tensión de la cuerda en lugar de su frecuencia, ¿aumentaría o disminuiría la velocidad de la onda? ¿La longitud de onda a una frecuencia fija se alargaría o acortaría?
- La velocidad de una onda depende del medio (aquí tensión y densidad lineal), no de qué tan rápido se agite la cuerda. Explique por qué la frecuencia y la velocidad de la onda son magnitudes independientes que usted fija por separado.
- AP Physics 2 — Unit 14: Waves, Sound, and Physical Optics
- IB Physics — C.2 Wave model
- General High School Physics — Waves & sound
- NGSS High School Physics — Wave properties
- Middle School Physical Science — Wave amplitude and energy
- Middle School Physical Science — Waves meeting materials
- Bienvenido a la onda viajera
- Selecciona la cuerda
- Pulsa Reproducir
- Observa el movimiento
- Abre el panel de estudio
- ¡Lo lograste!
Abre la simulación interactiva para construir la escena, presiona Play y explora con mediciones en tiempo real y un tutorial guiado.
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