Speaker A
Hoy presentamos reflexión de ondas.
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Speaker A
Reflexión de una onda en el extremo fijo de una cuerda.
Speaker A
En pantalla encontrarás una cuerda de color rojo, aquella que está tensionada y atada por un extremo que hemos denominado punto fijo.
Speaker A
Para iniciar el estudio de este fenómeno, reiniciemos el pulso.
Speaker A
Cada vez que el pulso alcanza un obstáculo o un punto fijo, este se refleja e invierte, generando un pulso reflejado e invertido.
Speaker A
Cuando el pulso llega al punto fijo, este ejerce una fuerza hacia arriba que desencadena una reacción o fuerza hacia abajo que invierte el pulso.
Speaker A
Tal y como lo veremos a continuación.
Speaker A
Cuando el pulso incide sobre el punto fijo, este ejerce una fuerza verticalmente hacia arriba sobre el punto fijo, y a su vez, el punto fijo una fuerza verticalmente hacia abajo sobre la cuerda, la cual genera la inversión en el pulso reflejado.
Speaker A
De acuerdo a la tercera ley de Newton, estas fuerzas son iguales en magnitud, tienen sentidos inversos y se aplican sobre cuerpos diferentes, la acción sobre el punto fijo y la reacción sobre la cuerda.
Speaker A
Ahora estudiaremos la reflexión de una onda en el extremo libre de una cuerda.
Speaker A
El extremo libre se logra utilizando un anillo en uno de los extremos de la cuerda, tal y como se aprecia en pantalla.
Speaker A
Al perturbar la cuerda se genera un pulso incidente que viaja a través de ella, pero en esta ocasión el pulso reflejado no se invierte.
Speaker A
Lo anterior se debe a que el pulso ejerce una fuerza verticalmente hacia arriba que acelera el anillo en la misma dirección, y finalmente la tensión vertical generada en el punto más alto de este.
Speaker A
Regresa el anillo a su posición inicial, justo como lo veremos a continuación, la flecha de color negro representa la fuerza ejercida por el pulso sobre la argolla.
Speaker A
La cual produce una aceleración en la misma dirección representada con la flecha de color rojo.
Speaker A
Al llegar el anillo a la parte más alta de su recorrido, se genera una tensión en la cuerda, tal y como se aprecia en pantalla.
Speaker A
La cual podemos descomponer en sus componentes rectangulares.
Speaker A
La primera que dibujaremos será la componente vertical y luego la componente horizontal.
Speaker A
La cual produce una acción sobre el tubo y a su vez una reacción de igual magnitud y sentido inverso del tubo hacia el anillo.
Speaker A
Dando como resultado una cancelación entre dichas fuerzas y dejando vigente la componente vertical de la tensión, la cual produce una aceleración en la misma dirección.
Speaker A
Que regresa el anillo a su posición original y genera que el pulso se refleje sin invertirse.
Speaker A
Es importante considerar que en este proceso hay transferencia de energía hacia otro medio.
Speaker A
Y por ende el pulso reflejado regresa con menor cantidad de energía en comparación con el pulso incidente.
Speaker A
Para entender mejor este fenómeno, estudiemos una onda viajando de una cuerda de mayor masa a otra de menor masa.
Speaker A
Onda viajando en una cuerda de mayor masa a otra de menor masa.
Speaker A
En este caso tenemos una cuerda que tiene dos secciones de diferente masa.
Speaker A
El punto que divide dichas secciones en la cuerda recibe el nombre de punto de frontera.
Speaker A
En este caso podemos observar que al llegar el pulso a dicho punto, una parte de la energía se refleja y otra se transmite a otro medio, el cual está representado por la sección de la cuerda de menor masa.
Speaker A
En el caso contrario, donde una onda viaja de una cuerda de menor masa a una de mayor masa.
Speaker A
Notamos que sucede exactamente lo mismo.
Speaker A
Cuando el pulso incide en el punto de frontera, una parte de la energía del pulso se refleja y otra se transfiere al nuevo medio o a la cuerda de mayor masa.
Speaker A
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Speaker A
No siendo más, gracias por dejarte invadir por la ciencia.
