{"id":451,"date":"2020-05-28T18:17:15","date_gmt":"2020-05-28T16:17:15","guid":{"rendered":"https:\/\/blogs.ugr.es\/physics-zip\/?p=451"},"modified":"2021-04-18T20:27:23","modified_gmt":"2021-04-18T18:27:23","slug":"formacion-de-ondas-estacionarias","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/blogs.ugr.es\/physics-zip\/formacion-de-ondas-estacionarias\/","title":{"rendered":"Formaci\u00f3n de ondas estacionarias"},"content":{"rendered":"<p>Es habitual recurrir a la interpretaci\u00f3n, incluso demostraci\u00f3n matem\u00e1tica, de ondas estacionarias monodimensionales como la superposici\u00f3n de una onda incidente con su reflejada en un medio acotado, usando el ejemplo paradigm\u00e1tico de la cuerda tensada. Sin embargo, la realidad es que las ondas estacionarias se pueden excitar de muchas maneras (tantas como condiciones iniciales): pulsi\u00f3n, percusi\u00f3n, extremo vibrante (forzado)&#8230;, y los arm\u00f3nicos correspondientes aparecen \u00abinstant\u00e1neamente\u00bb, sin un tiempo de retardo (transitorio) debido a la ida y venida de una misma onda que se refleja en los extremos del medio. Adem\u00e1s, los medios pueden tener alguna constricci\u00f3n entre sus extremos. Pongamos de ejemplo la barra afianzada en un punto entre sus extremos libres, que deber\u00e1 excitarse toda la barra a la vez. En este caso, se podr\u00e1 aplicar la soluci\u00f3n reducida de dos ondas complejas (incidente y reflejada) PERO en cada regi\u00f3n de la barra, lo que al final nos lleva a cuatro amplitudes complejas por determinar. Estrictamente (matem\u00e1ticamente), el problema gen\u00e9rico se resuelve con la soluci\u00f3n general de la ecuaci\u00f3n de ondas planas: suma de cuatro exponenciales complejas con cuatro constantes (complejas) indeterminadas.<\/p>\n<p>En otro orden de cosas, las impedancias mec\u00e1nicas del medio exterior al medio donde se confina la onda deben ser tales que justifiquen un coeficiente de reflexividad unidad y un coeficiente de transmisividad nulo, en cada contorno del medio, sea \u00ababierto\u00bb como \u00abcerrado\u00bb. As\u00ed, la onda estacionaria formada en una cuerda fija por un extremo y con el otro extremo m\u00f3vil (libre), en direcci\u00f3n vertical, se explica por considerarse el medio limitado por dos medios exteriores: el adyacente al <strong>extremo fijo<\/strong> con una impedancia infinita (amplitud compleja de la onda transmitida nula) y el adyacente al <strong>extremo libre<\/strong> con una impedancia mec\u00e1nica nula (intensidad transmitida nula). El primer caso ocurre cuando el medio posee tanta inercia (densidad infinita) o tan poca deformabilidad que impide la propagaci\u00f3n (velocidad de propagaci\u00f3n nula), y el segundo caso cuando el medio exterior es el vac\u00edo (densidad nula = deformabilidad infinita). Si el extremo libre tuviera fijada una masa, su condici\u00f3n de contorno variar\u00eda (segunda ley de Newton) y con ella la posibilidad de formaci\u00f3n de onda estacionaria. Este razonamiento se puede aplicar igualmente a ondas longitudinales (ondas de presi\u00f3n\/desplazamiento en fluido confinado) aunque invirtiendo las caracter\u00edsticas de los extremos [<a href=\"https:\/\/blogs.ugr.es\/physics-zip\/como-se-interpretan-fisicamente-las-condiciones-de-contorno-de-ondas-longitudinales-confinadas-en-tubos-de-extremos-abiertos\/\" target=\"_blank\" rel=\"noopener noreferrer\">1<\/a>]. Un tubo de aire con <strong>extremo abierto<\/strong> y <strong>cerrado<\/strong> corresponde con la <em>existencia mental<\/em> de los siguientes medios exteriores: un medio r\u00edgido\/inerte\u00a0adyacente al extremo abierto (sobrepresi\u00f3n nula) que permite el desplazamiento longitudinal m\u00e1ximo (vientre) del elemento infinitesimal de masa fluida extremo y el vac\u00edo adyacente al extremo cerrado que justifica un nodo en el desplazamiento (vientre de sobrepresi\u00f3n).<\/p>\n","protected":false},"excerpt":{"rendered":"<p>Es habitual recurrir a la interpretaci\u00f3n, incluso demostraci\u00f3n matem\u00e1tica, de ondas estacionarias monodimensionales como la superposici\u00f3n de una onda incidente con su reflejada en un medio acotado, usando el ejemplo paradigm\u00e1tico de la cuerda tensada. 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