Una onda se define como una perturbación en un material que transporta energía sin causar un movimiento neto de partículas. Viajan en un movimiento periódico y repetido, transfiriendo energía desde la fuente hasta el destino. Las ondas se dividen en dos tipos: ondas transversales y ondas longitudinales. Las ondas transversales son ondas de luz y de agua, mientras que las ondas longitudinales son ondas de sonido y de 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 se representa con el signo f. Su unidad de medida es el hercio. Su fórmula dimensional es [M 0 L 0 T -1 ].
¿Qué es la longitud de onda?
La distancia entre los dos puntos más cercanos en fase entre sí se especifica como una 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 empleado. Su unidad de medida es el metro. Su fórmula dimensional se escribe como [M 0 L 1 T 0 ].
Relación entre frecuencia y longitud de onda
La frecuencia y la longitud de onda son indirectamente proporcionales entre sí. Más 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 la onda,
λ es la longitud de onda.
Derivación
La relación entre la frecuencia y la longitud de onda se puede derivar usando las fórmulas para estas dos cantidades.
Sabemos que la frecuencia es el tiempo que se tarda en completar una oscilación fuera del 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
Esto deriva la relación entre la frecuencia y la longitud de onda de una onda.
Problemas de muestra
Problema 1. Calcular la frecuencia de 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 = 50 Hz
Problema 2. Calcular la longitud de onda de una onda que viaja a una velocidad de 250 m/sy tiene una frecuencia de 600 Hz.
Solución:
Tenemos,
V = 250,
f = 600
Usando la fórmula que tenemos,
V = λ f
=> 250 = λ (600)
=> λ = 250/600
=> λ = 5/12
=> λ = 0,416 m
Problema 3. Calcular la longitud de onda de una onda que viaja a una velocidad de 32 m/sy 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 = 0,04 m
Problema 4. Calcular la frecuencia de una onda que viaja a una velocidad de 70 m/sy 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 = 35Hz
Problema 5. Calcular la frecuencia de una onda que viaja a la velocidad de 135 m/sy tiene una longitud de onda de 10 m.
Solución:
Tenemos,
V = 135,
l = 10
Usando la fórmula que tenemos,
V = λ f
=> 135 = 10f
=> f = 135/10
=> f = 13,5 Hz
Problema 6. Calcular el tiempo que tarda una onda en recorrer una distancia de 0,2 m a la velocidad de 350 m/s.
Solución:
Tenemos,
V = 350,
l = 0,2
Usando la fórmula que tenemos,
V = λ f
=> 350 = 0,2 f
=> f = 350/0,2
=> f = 1750 Hz
Encuentra el tiempo que toma usando la fórmula f = 1/t.
t = 1/f
= 1/1750
= 0,00057 s
Problema 7. Calcular la velocidad de una onda que recorrió una distancia de 2,5 m en 8 s.
Solución:
Tenemos,
λ = 2,5,
t = 8,
Encuentre la frecuencia usando la fórmula,
f = 1/t
= 1/8
= 0,125 Hz
Usando la fórmula que tenemos,
V = λ f
V = (2,5) (0,125)
V = 0,3125 m/s
Publicación traducida automáticamente
Artículo escrito por prabhjotkushparmar y traducido por Barcelona Geeks. The original can be accessed here. Licence: CCBY-SA