Ejercicio T3 · Física PAU Murcia Ordinaria 2024

T3 Clases de ondas. (1 punto)

Solución: Una onda es una perturbación que se propaga por el espacio transportando energía y cantidad de movimiento sin transporte neto de materia. Las ondas se pueden clasificar según varios criterios: 1. Según la necesidad de un medio material de propagación: - Ondas mecánicas: Requieren un medio material elástico (sólido, líquido o gas) para propagarse. Las partículas del medio oscilan alrededor de sus posiciones de equilibrio transmitiendo la perturbación. Ejemplos: el sonido, las ondas en la superficie del agua, las ondas en una cuerda, ondas sísmicas. - Ondas electromagnéticas: No precisan un medio material; pueden propagarse tanto por medios materiales como en el vacío a la velocidad de la luz ($c$). Consisten en la propagación conjunta y oscilante de campos eléctricos y magnéticos mutuamente perpendiculares. Ejemplos: luz visible, ondas de radio, microondas, rayos X. 2. Según la dirección de oscilación respecto a la de propagación: - Ondas transversales: La dirección de oscilación de las partículas del medio (o de los campos) es perpendicular a la dirección en la que avanza la onda. Ejemplos: ondas en una cuerda, ondas electromagnéticas. - Ondas longitudinales: La dirección de oscilación coincide con la dirección de propagación de la onda, produciendo zonas periódicas de compresión y rarefacción. Ejemplo: el sonido en fluidos, ondas en un muelle al comprimirlo y soltarlo. 3. Según el número de dimensiones en las que se propaga la energía: - Unidimensionales: Se propagan en una sola dirección espacial (ej. ondas en una cuerda o varilla). - Bidimensionales (superficiales): Se propagan en dos dimensiones (ej. ondas concéntricas en la superficie del agua). - Tridimensionales (esféricas): Se propagan en todas direcciones del espacio (ej. el sonido o la luz emitida por una fuente puntual). 4. Según el transporte de energía / interferencia: - Ondas viajeras: La perturbación se propaga libremente transportando energía a través del espacio. - Ondas estacionarias: Se originan por la interferencia de dos ondas de igual frecuencia y amplitud que viajan en la misma dirección pero en sentidos opuestos. Se caracterizan por la existencia de nodos (amplitud nula fija) y vientres (amplitud máxima), no existiendo un transporte neto de energía a través de ellas.