Reflexion de las ondas

¿Qué es la reflexión?

La reflexión es el fenómeno físico que explica la incidencia de las ondas contra un material y su curso posterior cuando el material sobre el cual incide no absorbe la onda.
La ley de reflexión asegura que el ángulo de incidencia y el de reflexión es el mismo




Donde

i = ángulo de incidencia
r = ángulo de reflexión

se tiene que i = r


Leyes de la reflexión

En un estudio simplificado del fenómeno de la reflexión de ondas en la superficie de separación entre dos medios se pueden definir dos leyes básicas:

1. Cada rayo de la onda incidente y el rayo correspondiente de la onda reflejada están contenidos en un mismo plano, que es perpendicular a la superficie de separación entre los dos medios en el punto de incidencia.
2. El ángulo que forman el rayo incidente y el rayo reflejado con la recta perpendicular a la frontera son iguales. Estos ángulos se conocen, respectivamente, como ángulo de incidencia y ángulo de reflexión. Es decir:



Los rayos incidente y reflejado se encuentran en el mismo plano, que es perpendicular al de incidencia, y forman un mismo ángulo con la normal en el punto de incidencia.


¿Qué es la ley de la refracción?

La refracción es el fenómeno físico que explica la incidencia de las ondas contra un material y su curso posterior cuando el material sobre el cual incide absorbe la onda.




La ley de refracción asegura que el ángulo de incidencia y el de refracción están relacionados de la siguiente forma:

sen i = sen r

Los rayos incidente y refractado están situados en un mismo plano, que es perpendicular al de la superficie de separación entre los medios. Los ángulos que determinan la dirección de propagación guardan entre sí una relación regida por la ley de Snell.


Ondas sonoras.

Las ondas sonoras son ondas mecánicas longitudinales: mecánicas porque necesitan un medio material para su propagación y longitudinales porque las partículas del medio actúan en la misma dirección en la que se propaga la onda. Ej: Si hacemos el vacío en una campana de vidrio en la que hay un despertador sonando, a medida que va saliendo el aire el sonido se va apagando hasta que desaparece del todo.

Pueden propagarse en medios sólidos, líquidos y gaseosos.

Ondas Sísmicas

Las ondas sísmicas (u ondas elásticas) son la propagación de perturbaciones temporales del campo de esfuerzos que generan pequeños movimientos en un medio. Las ondas sísmicas pueden ser generadas por movimientos telúricos naturales, los más grandes de los cuales pueden causar daños en zonas donde hay asentamientos urbanos. Existe toda una rama de la sismología que se encarga del estudio de este tipo de fenómenos físicos. Las ondas sísmicas pueden ser generadas también artificialmente mediante el empleo de explosivos o camiones vibradores (vibroseis). La sísmica es la rama de la sismología que estudia estas ondas artificiales para por ejemplo la exploración del petróleo.


Ultrasonido
El ultrasonido es una onda acústica cuya frecuencia está por encima del límite perceptible por el oído humano (aproximadamente 20.000 Hz). Muchos animales como los delfines y los murciélagos lo utilizan de forma parecida al radar en su orientación. A este fenómeno se lo conoce como ecolocalización. Se trata de que las ondas emitidas por estos animales son tan altas que “rebotan” fácilmente en todos los objetos alrededor de ellos, esto hace que creen una “imagen” y se orienten en donde se encuentran.

Los ultrasonidos son utilizados tanto en aplicaciones industriales (medición de distancias, caracterización interna de materiales, ensayos no destructivos y otros), como en medicina (ver por ejemplo ecografía, fisioterapia, ultrasonoterapia).
En el campo médico se le llama a equipos de ultrasonido a dispositivos tales como el doppler fetal, el cual utiliza ondas de ultrasonido de entre 2 a 3 Mhz para detectar la frecuencia cardíaca fetal dentro del vientre materno.


http://www.memo.com.co/fenonino/aprenda/fisica/fisic4.html

http://www.hiru.com/fisica/reflexion-y-refraccion-de-ondas

http://fisicas2secretariado.blogspot.com/

Ondas Mecanicas

Propagación de vibraciones. Ondas mecánicas
Se llama onda mecánica a la que se propaga en medios materiales. Un ejemplo arquetípico de onda mecánica es el sonido, que no se transmite en el vacío. Esta cualidad es importante si se compara con las ondas electromagnéticas (como la luz), que se propagan tanto en medios materiales como en el vacío.

Movimiento ondulatorio

Los movimientos oscilatorios que se desplazan en un medio reciben el nombre de ondas o movimientos ondulatorios. Estos fenómenos, muy comunes en la naturaleza, se presentan en dos formas principales:

* Las ondas mecánicas, que necesitan un medio material sobre el que propagarse (como el sonido o la transmisión de una onda sobre la superficie de un estanque).
* Las ondas electromagnéticas, que, como la luz, se transmiten en el vacío.

En el estudio clásico de las ondas se aplican varios principios de simplificación:

* Se supone que el medio de propagación es homogéneo, es decir, que todas las partículas oscilan de forma similar bajo la acción de fuerzas internas.
* Se considera que la frecuencia de todas las partículas del medio sometidas a la oscilación es la misma.
* La velocidad de propagación se supone constante, no dependiente de la frecuencia y tampoco de la dirección de propagación.

Ondas longitudinales

Un movimiento ondulatorio se denomina onda longitudinal cuando las partículas del medio sometidas a la oscilación vibran en la misma dirección en la que se propaga la onda.

Esta forma de movimiento ondulatorio es característica de la propagación de las ondas de sonido en el aire, en los líquidos no viscosos y en los gases en general, por lo que también reciben el nombre de ondas sonoras.



Las ondas longitudinales son aquellas en que la propagación y la vibración de las partículas tienen el mismo sentido.


Ondas transversales

En el tipo de movimiento ondulatorio denominado onda transversal, las partículas del medio vibran en dirección perpendicular a la de propagación de la onda. Un ejemplo de onda transversal es el movimiento que se produce al lanzar una piedra sobre el agua de un estanque en reposo.

Las ondas transversales tienen lugar, sobre todo, en sólidos y líquidos viscosos, aunque en estos materiales también es posible la propagación de ondas longitudinales.



• Ondas gravitacionales: las ondas gravitacionales son perturbaciones que alteran la geometría misma del espacio-tiempo y aunque es común representarlas viajando en el vacío, técnicamente no podemos afirmar que se desplacen por ningún espacio sino que en sí mismas son alteraciones del espacio-tiempo.

• ondas unidimensionales: las ondas unidimensionales son aquellas que se propagan a lo largo de una sola dirección del espacio, como las ondas en los muelles o en las cuerdas. Si la onda se propaga en una dirección única, sus frentes de onda son planos y paralelos.

• Ondas bidimensionales o superficiales: son ondas que se propagan en dos direcciones. Pueden propagarse, en cualquiera de las direcciones de una superficie, por ello, se denominan también ondas superficiales. Un ejemplo son las ondas que se producen en la superficie de un lago cuando se deja caer una piedra sobre él.

• Ondas tridimensionales o esféricas: son ondas que se propagan en tres direcciones. Las ondas tridimensionales se conocen también como ondas esféricas, porque sus frentes de ondas son esferas concéntricas que salen de la fuente de perturbación expandiéndose en todas direcciones. El sonido es una onda tridimensional. Son ondas tridimensionales las ondas sonoras (mecánicas) y las ondas electromagnéticas.

• Ondas periódicas: la perturbación local que las origina se produce en ciclos repetitivos por ejemplo una onda senoidal.

• Ondas no periódicas: la perturbación que las origina se da aisladamente o, en el caso de que se repita, las perturbaciones sucesivas tienen características diferentes. Las ondas aisladas se denominan también pulsos.


Caracteristicas de las ondas.

Todo movimiento ondulatorio, al transmitirse presenta las siguientes características:
# La posición más alta con respecto a la posición de equilibrio se llama cresta.
# El ciclo es una oscilación, o viaje completo de ida y vuelta.
# La posición más baja con respecto a la posición de equilibrio se llama valle.
# El máximo alejamiento de cada partícula con respecto a la posición de equilibrio se llama amplitud de onda.
# El periodo es el tiempo transcurrido entre la emisión de dos ondas consecutivas.
# Al número de ondas emitidas en cada segundo se le denomina frecuencia.
# La distancia que hay entre cresta y cresta, o valle y valle, se llama longitud de onda.
# Nodo es el punto donde la onda cruza la línea de equilibrio.
# Elongación es la distancia que hay, en forma perpendicular, entre un punto de la onda y la línea de equilibrio.



http://www.hiru.com/fisica/propagacion-de-vibraciones-ondas-mecanicas

http://www.mitecnologico.com/Main/TiposDeOndaYCaracteristicas

Preguntas fluidos

1. Explica que estudia la hidrostatica.
R= Estudia todo lo relacionado con los liquidos en reposo.

2. ¿Que se entiende por fluido?
R= Que es un liquido o un gas ya que tienen propiedades comunes, solo que un gas es mas ligero y puede comprimirse con faciidad y un liquido es incomoprensible.

3. Explica las siguientes caracteristicas de los liquidos:

Viscocidad: Una medida de la resistencia que opone un liquido a fluir.
Tension superficial: Hace que la superficie de un liquido se comporte como una finisima membrana elastica.
Cohesion: Es la fuerza que mantiene unidas a las moleculas de una misma sustancia.
Adherencia: Es la fuerza de atraccion que se manifiesta entre las moleculas de 2 sustancias diferentes en contacto.
Capilaridad: Se Presenta cuando existe el contacto entre un liquido y una pared solida especialmente si son tubos muy delgados.

4. Definir el concepto, la formula y las unidades de densidad y peso especifico.

-La densidad de una sustancia expresa la masa en la cantidad de volumen.
D= m/v

-El peso especifico de una sustancia se determina midiendo el peso entre el volumen que se ocupa.
Pe= p/v

5. Enuncia el principio de Arquimedes.
R= Cuando un cuerpo se sumerge en un liquido este ejerce una presion vertical que ascendente sobre el.

6. Menciona algunas aplicaciones del principio de Arquimedes.
R=



Un globo de goma tiene 8 g de masa cuando está vacío. Para conseguir que se eleve se infla con gas de ciudad. Sabiendo que la densidad del aire es de 1,29 kg/m3 y la del gas de ciudad 0,53 kg/m3 determinar el volumen que, como mínimo, ha de alcanzar el globo para que comience a elevarse. Para que el globo inicie el ascenso, la fuerza del empuje ha de ser superior a la del peso:

E > P

En virtud del principio de Arquímedes:

E = V.daire.g

ya que en este caso el fluido desalojado es el aire. Por otra parte, el peso P será la suma del peso del globo más el peso del gas ciudad que corresponde al volumen V, es decir:

P = 8.10-3 kg.g + V.dgas.g Þ V = daire.g > 8.10-3 kg.g + V.dgas.g Þ V.( daire - dgas) > 8.10-3 kg

V > 8.10-3 kg/( daire - dgas) = 8.10-3 kg/[(1,29 – 0,53) kg/m3] = 10,5.10-3 m3

El volumen mínimo será, por tanto, de 10,5 litros.


http://jacintoarbol17.tripod.com/id5.html

Principio de Pascal

Principio de Pascal

La presión aplicada a un fluido contenido en un recipiente se transmite íntegramente a toda porción de dicho fluido y a las paredes del recipiente que lo contiene,siempre que se puedan despreciar las diferencias de presión debidas al peso del fluido. Este principio tiene aplicaciones muy importantes en hidráulica.

Prensa Hidraulica.

El recipiente lleno de líquido de la figura consta de dos cuellos de diferente sección cerrados con sendos tapones ajustados y capaces de res-balar libremente dentro de los tubos (pistones). Si se ejerce una fuerza (F1) sobre el pistón pequeño, la presión ejercida se transmite, tal como lo observó Pascal, a todos los puntos del fluido dentro del recinto y produce fuerzas perpendiculares a las paredes. En particular, la porción de pared representada por el pistón grande (A2) siente una fuerza (F2) de manera que mientras el pistón chico baja, el grande sube.



Principio de Arquímedes

El segundo principio importante de la estática de fluidos fue descubierto Arquímedes. Cuando un cuerpo está total o parcialmente sumergido en un fluido en reposo, el fluido ejerce una presión sobre todas las partes de la superficie del cuerpo que están en contacto con el fluido. La presión es mayor sobre las partes sumergidas a mayor profundidad. La resultante de todas las fuerzas es una dirigida hacia arriba y llamada el empuje sobre el cuerpo sumergido.

Un cuerpo total o parcialmente sumergido en un fluido es empujado hacia arriba con una fuerza que es igual al peso del fluido desplazado por dicho cuerpo.

Empuje y fuerza ascencional:

E = δ.g.Vd

Fa = δ.g.Vd - m.g

E: Empuje (N)

Fa: Fuerza ascencional (N)




Esto explica por qué flota un barco muy cargado; su peso total es exactamente igual al peso del agua que desplaza, y ese agua desplazada ejerce la fuerza hacia arriba que mantiene el barco a flote.

El punto sobre el que puede considerarse que actúan todas las fuerzas que producen el efecto de flotación se llama centro de flotación, y corresponde al centro de gravedad del fluido desplazado. El centro de flotación de un cuerpo que flota está situado exactamente encima de su centro de gravedad. Cuanto mayor sea la distancia entre ambos, mayor es la estabilidad del cuerpo.

La explicación del principio de Arquímedes consta de dos partes como se indica en la figuras:


1.El estudio de las fuerzas sobre una porción de fluido en equilibrio con el resto del fluido.
2. La sustitución de dicha porción de fluido por un cuerpo sólido de la misma forma y dimensiones.







http://www.fisicanet.com.ar/fisica/estatica_fluidos/ap03_hidroestatica.php



http://www.monografias.com/trabajos32/pascal-arquimedes-bernoulli/pascal-arquimedes-bernoulli.shtml#princip

Densidad y Peso especifico

Densidad de un líquido
La densidad es la cantidad de masa por unidad de volumen. Se denomina con la letra ρ. En el sistema internacional se mide en kilogramos / metro cúbico.



Peso específico de un líquido
El peso específico de un fluido se calcula como su peso sobre una unidad de volumen (o su densidad por g) . En el sistema internacional se mide en Newton / metro cúbico.


http://www.fisicapractica.com/densidad.php

Mecanica de fluidos

MECANICA DE FLUIDOS

Parte de la Física que se ocupa de la acción de los fluidos en reposo o en movimiento, así como de las aplicaciones y mecanismos de ingeniería que utilizan fluidos. La mecánica de fluidos es fundamental en campos tan diversos como la aeronáutica, la ingeniería química,civil e industrial, la meteorología, las construcciones navales y la oceanografía.

La mecánica de fluidos puede subdividirse en dos campos principales: la estática de fluidos, o hidrostática,que se ocupa de fluidos en reposo, y la dinámica de fluidos, que trata de fluidos en movimiento. El término de hidrodinámica se aplica al flujo de líquidos o al flujo de los gases a baja velocidad, en el que puede considerarse que el gas es esencialmente incompresible. La aerodinámica,o dinámica de gases, se ocupa del comportamiento de los gases cuando los cambios de velocidad y presión son suficientemente grandes para que sea necesario incluir los efectos de compresibilidad.

Entre las aplicaciones de la mecánica de fluidos están la propulsión a chorro, las turbinas, los compresores y las bombas. La hidráulica estudia la utilización en ingeniería de la presión del agua o del aceite.
Conceptos inherentes

Fluido: sustancia capaz de fluir, el término comprende líquidos y gases.

Volumen (V): En matemáticas, medida del espacio ocupado por un cuerpo sólido. El volumen se mide en unidades cúbicas, como metros cúbicos o centímetros cúbicos en el sistema métrico decimal de pesos y medidas. El volumen también se expresa a veces en unidades de medida de líquidos, como litros:

1 ls = 1 dm ³

Densidad (δ ): relación entre la masa (m) y el volumen que ocupa.

δ = m/V [kg/m ³; g/cm ³]

Peso específico (ρ): relación entre el peso (P) y el volumen que ocupa.

ρ = P/V [N/m ³; kg/m ³; gr/cm ³]




Caracteristicas de los liquidos.

Tensión superficial

Condición existente en la superficie libre de un líquido, semejante a las propiedades de una membrana elástica bajo tensión. La tensión es el resultado de las fuerzas moleculares, que ejercen una atracción no compensada hacia el interior del líquido sobre las moléculas individuales de la superficie; esto se refleja en la considerable curvatura en los bordes donde el líquido está en contacto con la pared del recipiente. Concretamente, la tensión superficial es la fuerza por unidad de longitud de cualquier línea recta de la superficie líquida que las capas superficiales situadas en los lados opuestos de la línea ejercen una sobre otra.



Cohesión




La atracción entre moléculas que mantiene unidas las partículas de una sustancia. La cohesión es distinta de la adhesión; la cohesión es la fuerza de atracción entre partículas adyacentes dentro de un mismo cuerpo, mientras que la adhesión es la interacción entre las superficies de distintos cuerpos.

En los gases, la fuerza de cohesión puede observarse en su licuefacción, que tiene lugar al comprimir una serie de moléculas y producirse fuerzas de atracción suficientemente altas para proporcionar una estructura líquida.

En los líquidos, la cohesión se refleja en la tensión superficial, causada por una fuerza no equilibrada hacia el interior del líquido que actúa sobre las moléculas superficiales, y también en la transformación de un líquido en sólido cuando se comprimen las moléculas lo suficiente.

En los sólidos, la cohesión depende de cómo estén distribuidos los átomos, las moléculas y los iones, lo que a su vez depende del estado de equilibrio (o desequilibrio) de las partículas atómicas. Muchos compuestos orgánicos,por ejemplo, forman cristales moleculares, en los que los átomos están fuertemente unidos dentro de las moléculas,pero éstas se encuentran poco unidas entre sí.


Capilaridad




Elevación o depresión de la superficie de un líquido en la zona de contacto con un sólido, por ejemplo, en las paredes de un tubo. Este fenómeno es una excepción a la ley hidrostática de los vasos comunicantes, según la cual una masa de líquido tiene el mismo nivel en todos los puntos; el efecto se produce de forma más marcada en tubos capilares, es decir, tubos de diámetro muy pequeño. La capilaridad depende de las fuerzas creadas por la tensión superficial y por el mojado de las paredes del tubo.

Si las fuerzas de adhesión del líquido al sólido (mojado) superan a las fuerzas de cohesión dentro del líquido (tensión superficial), la superficie del líquido será cóncava y el líquido subirá por el tubo, es decir, ascenderá por encima del nivel hidroestático. Este efecto ocurre por ejemplo con agua en tubos de vidrio limpios.

Si las fuerzas de cohesión superan a las fuerzas de adhesión, la superficie del líquido será convexa y el líquido caerá por debajo del nivel hidroestático. Así sucede por ejemplo con agua en tubos de vidrio grasientos (donde la adhesión es pequeña) o con mercurio en tubos de vidrio limpios (donde la cohesión es grande).

Adherencia



La adherencia se define como la atracción mutua entre superficies de dos cuerpos puestos en contacto. Cerca de cuerpos sólidos tales como las paredes de una vasija, canal o cauce que lo contenga, la superficie libre del líquido cambia de curvatura de dos formas distintas a causa de la adherencia y cohesión.
Si se suspende de una platilla de una balanza un disco de vidrio en posición horizontal; después de equilibrarlo en el otro platillo se inclina la cruz hasta que el disco toque la superficie del agua contenida en un vaso; cargando entonces el platillo se ve que el disco comienza a elevarse arrastrando una columna de agua, que acaba de romperse, quedando el disco mojado. Se dice en este caso que el agua moja al disco. La capa del líquido se adhiere al disco y el resto asciende ayudado por la cohesión. Como la capa de agua se rompe, se deduce que en este caso la adherencia es mayor que la cohesión.



VISCOSIDAD

Algunos líquidos, literalmente fluyen al igual que la maleza, mientras que otros fluyen con facilidad, la resistencia a fluir se conoce con el nombre de viscosidad. Entre mayor es la viscosidad, el liquido fluye mas lentamente. Los líquidos como la maleza o el aceite de los motores son relativamente viscosos; el agua y los líquidos orgánicos como el tetracloruro de carbono no lo son.









http://www.fisicanet.com.ar/fisica/estatica_fluidos/ap03_hidroestatica.php


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Vectores

CARACTERÍSTICAS DE UN VECTOR.
Cantidad vectorial o vector: Una cantidad vectorial o vector es aquella que tiene magnitud o tamaño, dirección u orientación y sentido positivo (+) o negativo (-) y punto de aplicación, pero una cantidad vectorial puede estar completamente especificada si sólo se da su magnitud y su dirección.

Un vector se representa gráficamente por una flecha y se nombra con una letra mayúscula. La dirección de un vector se puede indicar con un ángulo o con los puntos cardinales y un ángulo.
No se debe confundir desplazamiento con distancia, el desplazamiento esta indicado por una magnitud y un ángulo o dirección, mientras que la distancia es una cantidad escalar.



ALGUNOS TIPOS DE VECTORES:
A) Vectores colineales
Son aquellos vectores que están contenidos
en una misma línea de acción.
B) Vectores concurrentes
Son aquellos vectores cuyas líneas de acción,
se cortan en un solo punto.
C) Vectores coplanares
Son aquellos vectores que están contenidos
en un mismo plano.
D) Vectores iguales
Son aquellos vectores que tienen la misma
intensidad, dirección y sentido.
E) Vector opuesto (-A)
Se llama vector opuesto (-A) de un vector A
cuando tienen el mismo módulo, la misma dirección,
pero sentido contrario.

RESULTANTE MÁXIMA Y MÍNIMA
DE DOS VECTORES
Dos vectores tendrán una resultante máxima cuando
éstos se encuentren en la misma dirección y
sentido (q = 0°).

Resultante Mínima
Dos vectores tendrán una resultante mínima cuando
éstos se encuentren en la misma dirección; pero
en sentidos contrarios (q = 180°).

Las imagenes se encuentran en el link de abajo por fallos no pude subirlas al blog, tambien encontraran mucha mas informacion acerca de vectores.



SUMA Y RESTA DE VECTORES

Una forma gráfica sencilla para sumar vectores es usando el método del paralelogramo, que consiste en trazar las paralelas a los vectores hasta formar y la suma correspondería a la diagonal que va del origen hasta el vértice más lejano.







Lo mismo es aplicable a la resta de vectores: -

El método del paralelogramo se puede deducir otra forma gráfica de sumar y restar vectores que queda clara con el siguiente dibujo.
El método consiste en desplazar el vector B al final del vector A y unir el origen con el final del vector B (el método es similar para la resta de vectores [A -B], sólo debe cambiarse el sentido del vector B a -B y sumar este último al vector A:



http://raulcaroy.iespana.es/FISICA/04 vectores.pdf