Fórmula de velocidad de onda

Una onda ocurre cuando una superficie plana es perturbada desde el exterior. Una onda es una perturbación que se propaga en el espacio y transporta energía y cantidad de movimiento de un punto a otro sin transferir sustancia. Las ondas en un estanque, el sonido que nos llega a través del movimiento de las ondas, las señales de televisión, etc., son algunos de los ejemplos de ondas más utilizados. El tipo de medio, la energía de propagación, el tamaño y la vibración de las partículas contribuyen a la clasificación de las ondas. En este artículo, discutiremos cómo calcular la velocidad de onda.

¿Qué es la velocidad de onda?

La velocidad de onda se define como la velocidad a la que se propaga una perturbación en un medio dado, O En otras palabras, la distancia recorrida por las ondas por unidad de tiempo.

La naturaleza de los medios utilizados determina la velocidad de la onda. La velocidad de fase es otro nombre para la velocidad de onda.

Las oscilaciones periódicas precisas de las partículas provocan perturbaciones en el movimiento de las ondas, que se mueven a través del medio. La velocidad de la onda diferirá de la velocidad de la partícula a medida que oscilan alrededor de sus lugares medios. La velocidad de la onda permanece constante en el tiempo, mientras que la velocidad de la partícula varía. 

La unidad SI de la velocidad de la onda es m/s .

Fórmula para la velocidad de onda 

La velocidad de la onda se calcula utilizando la siguiente fórmula:

V = λν

dónde,

• V es la velocidad de la onda (m/s),
• ν es la frecuencia de la onda, y
• λ es la longitud de onda.

Derivación de la velocidad de onda

El producto de la longitud de onda y la frecuencia de la onda, según la fórmula de la velocidad de la onda.

V = w/k …(1)

dónde, 

• w es la velocidad angular, 
• k es el número de onda angular.

Tenemos, w = 2πν 

dónde 

• ν es la frecuencia de onda.

y k = 2π/λ

dónde 

• λ es la longitud de onda.

Sustituya w y k en la ecuación (1),

V = (2πν) / (2π/λ)

= (2πνλ) / (2π)

V = λν

Ejemplos de preguntas

Pregunta 1: ¿Qué factores tienen un impacto en la velocidad de onda?

Responder:

Los siguientes factores afectan la velocidad de la onda:

• El medio que se utilizó.
• En cierto medio, la longitud de onda de una onda que se propaga.

Pregunta 2: Escriba dos propiedades de la velocidad de onda.

Responder:

Las propiedades de la velocidad de onda son,

• En un medio dado, la velocidad de la onda permanece constante.
• La velocidad de la onda es independiente del tiempo y la fuente de la onda, pero se ve afectada por la longitud de onda de la onda que se propaga en un medio determinado.

Pregunta 3: ¿Cómo calcular la velocidad de onda de una onda periódica de 10 m de longitud de onda con una frecuencia de 16 Hz?

Responder:

Dado: ν = 16 Hz, λ = 10 m

Ya que,

V = λν

V = 16 × 10

= 160 m/s

Pregunta 4: si la longitud de onda de una onda es de 6 m y la frecuencia de una onda es de 12 Hz, calcule la velocidad de la onda.

Responder:

Dado: f = 12 Hz, λ = 6 m

Ya que,

V = λν 

= 12 × 6

= 72 m/s

Pregunta 5: La velocidad de la onda es de 120 m/s. Calcula la frecuencia de la onda dada si la longitud de onda de la onda es de 13 m.

Responder:

Dado: V = 120 m/s, λ = 13 m

Ya que,

V = λν

ν = V/λ

= 120/13

= 9,23 Hz

Pregunta 6: Una onda con una frecuencia de 120 Hz viaja a una velocidad de 287 m/s. Luego determine la longitud de onda de la onda.

Responder:

Dado: V = 287 m/s, ν = 120 Hz

Ya que,

V = λν

o 

λ = V/ν

= 287 / 120

= 2,39 metros