¿Qué son las ondas estacionarias transversales?

OBJETIVO DE LA PRÁCTICA

El principal objetivo de esta actividad consiste en establecer el concepto de onda estacionaria transversal.

MATERIALES NECESARIOS

• Conexión 1.000 R(2)
• Cordoncillo de goma
• Cronovibrador
• Fuente de alimentación
• Hilo

FUNDAMENTOS TEÓRICOS

Suponer que tenemos una cuerda o un muelle indefinidos, o por lo menos sumamente largos. Al dar en el extremo una sola sacudida, pero completa, es decir, a derecha e izquierda, se formaría una onda completa, aproximadamente sinusoidal, que avanzaría a lo largo de la cuerda o del muelle indefinidamente.

La velocidad de propagación es constante en cada cuerda o muelle para una determinada tensión. Si esta velocidad fuese, por ejemplo, de 4 mis y diésemos con la mano una sacudida en un segundo, resultaría una onda de cuatro metros; si la sacudida dura medio segundo la onda sería de dos metros, etc.

Si nuestra mano oscilase continuamente y siempre al mismo ritmo, se formaría una sucesión de ondas, o tren de ondas, completas progresivas que avanzarían indefinidamente. Como la cuerda o un muelle indefinidos son imposibles, las ondas sucesivas llegan a su extremo y vuelven reflejadas, con o sin inversión según se trate de un extremo fijo o libre.

Al cruzarse las ondas que van con las que vienen, se producen las ondas estacionarias, que se llaman así porque el muelle o la cuerda adquieren un movimiento de aspecto especial, en el que ya no se puede apreciar nada que se desplace a lo largo del mismo. Sólo se ve que algunos puntos oscilan fuertemente y que otros permanecen en reposo.

Los primeros se llaman vientres y los segundos nodos.

INSTRUCCIONES PARA REALIZAR LA PRÁCTICA

Paso 1

Para observar estas ondas se utiliza la cuerda que se mantiene en el aire por dos operadores que sostienen sus extremos, y mientras el uno tiene su mano inmóvil (mejor apoyada en la mesa), el otro produce oscilaciones al ritmo conveniente. Se nota fácilmente cuál ha de ser este ritmo para que se formen las ondas estacionarias.

Si el ritmo es muy lento aparece una sola semionda, con un solo vientre en medio y dos nodos en los extremos. Con mayor rapidez las ondas son más cortas y la cuerda oscila en la forma 2 o en la 3.

Paso 2

Se pueden realizar experiencias sencillas con el montaje de la figura. Se ata el cordoncillo a la lámina del cronovibrador para que entre en resonancia con la corriente alterna y se va estirando el cordón de goma con la mano.

Se forman en el cordón ondas estacionarias, en número variable y de distintas longitudes según la tensión.

VIDEO DE LA PRÁCTICA