Una onda se define como una perturbación en un material que transporta energía sin provocar un movimiento neto de partículas. Viajan en un movimiento periódico y repetido, transfiriendo energía desde la fuente al destino. Las ondas se dividen en dos tipos: ondas transversales y ondas longitudinales. Las ondas transversales son ondas de luz y agua, mientras que las ondas longitudinales son ondas de sonido y compresión.
¿Cuál es la frecuencia?
El número de oscilaciones de una onda por unidad de tiempo se define como frecuencia (Hz). Es el recíproco del tiempo y está representado por el signo f. Su unidad de medida es el hercio. Su fórmula dimensional es [M0l0t-1].
¿Qué es la longitud de onda?
La distancia entre los dos puntos más cercanos en fase entre sí se especifica como longitud de onda. Está representado por el símbolo (lambda). Es el producto de la distancia recorrida por una onda por unidad de tiempo y el tiempo total transcurrido. Su unidad de medida son los metros. Su fórmula dimensional se escribe como [M0l1t0].
Relación entre frecuencia y longitud de onda
La frecuencia y la longitud de onda son indirectamente proporcionales entre sí. Cuanto mayor es la longitud de onda, menor es la frecuencia y viceversa. La velocidad a la que viaja una onda es igual al producto de su frecuencia y longitud de onda, lo que justifica el vínculo entre estos dos parámetros.
V = λ f
dónde,
V es la velocidad de la onda,
f es la frecuencia de onda,
λ es la longitud de onda.
Derivación
La relación entre la frecuencia y la longitud de onda se puede derivar utilizando las fórmulas para estas dos cantidades.
listar java a matrizSabemos que la frecuencia es el tiempo que se tarda en completar una oscilación en el tiempo t. Entonces tenemos,
f = 1/t …….. (1)
Además, se sabe que la velocidad de una onda es la relación entre la distancia recorrida por la onda y el tiempo total que tarda.
V = λ/t
V = λ (1/t)
Usando (1) obtenemos,
V = λ f
De esto se deriva la relación entre la frecuencia y la longitud de onda de una onda.
Problemas de muestra
Problema 1. Calcula la frecuencia de la onda si una onda completa un ciclo en 0,02 s.
Solución:
Tenemos,
Tiempo (t) = 0,02 s
Usando la fórmula que tenemos,
f = 1/t
f = 1/0,02
f = 50Hz
Problema 2. Calcula la longitud de onda de una onda que viaja a una velocidad de 250 m/s y tiene una frecuencia de 600 Hz.
Solución:
Tenemos,
carácter a entero javaV = 250,
f = 600
Usando la fórmula que tenemos,
V = λ f
=> 250 = λ (600)
=> λ = 250/600
=> λ = 5/12
=> λ = 0,416m
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Problema 3. Calcula la longitud de onda de una onda que viaja a una velocidad de 32 m/s y tiene una frecuencia de 800 Hz.
Solución:
Tenemos,
V = 32,
f = 800
Usando la fórmula que tenemos,
V = λ f
=> 32 = λ (800)
=> λ = 32/800
=> λ = 1/25
=> λ = 0,04m
Problema 4. Calcula la frecuencia de una onda que viaja a una velocidad de 70 m/s y tiene una longitud de onda de 2 m.
Solución:
Tenemos,
V = 70,
λ = 2
Usando la fórmula que tenemos,
V = λ f
=> 70 = 2f
=> f = 70/2
=> f = 35 Hz
Problema 5. Calcula la frecuencia de una onda que viaja a una velocidad de 135 m/s y tiene una longitud de onda de 10 m.
Solución:
Tenemos,
V = 135,
golpear más siλ = 10
Usando la fórmula que tenemos,
V = λ f
=> 135 = 10f
=> f = 135/10
=> f = 13,5Hz
Problema 6. Calcula el tiempo que tarda una onda en recorrer una distancia de 0,2 m con una velocidad de 350 m/s.
Solución:
Tenemos,
V = 350,
λ = 0,2
Usando la fórmula que tenemos,
V = λ f
=> 350 = 0,2 f
=> f = 350/0,2
=> f = 1750Hz
Encuentre el tiempo necesario usando la fórmula f = 1/t.
t = 1/f
= 1/1750
= 0,00057 s
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Problema 7. Calcula la velocidad de una onda que viajó una distancia de 2,5 m en 8 s.
Solución:
Tenemos,
λ = 2,5,
t = 8,
Encuentra la frecuencia usando la fórmula,
f = 1/t
= 1/8
= 0,125Hz
Usando la fórmula que tenemos,
V = λ f
V = (2,5) (0,125)
V = 0,3125 m/s