Grado 11
  1. Mecánica  1.1. dinámico  1.1.1. Movimiento en una dimensión  1.1.2. Movimiento en dos y tres dimensiones  1.1.3. Desplazamiento y Distancia  1.1.4. Velocidad y rapidez  1.1.5. Aceleración y desaceleración  1.1.6. Análisis gráfico del movimiento  1.1.7. Ecuaciones del movimiento (deducciones avanzadas)  1.1.8. Caída libre y velocidad terminal  1.1.9. Movimiento de proyectiles  1.1.10. Velocidad relativa en una y dos dimensiones  1.1.11. Movimiento de un coche en un plano inclinado  1.2. Dinámica  1.2.1. Leyes del movimiento de Newton y sus aplicaciones  1.2.2. Inercia y la primera ley de Newton  1.2.3. Fuerza y tipos de fuerza  1.2.4. Fricción estática y cinética  1.2.5. Movimiento circular y aceleración centrípeta  1.2.6. Movimiento circular no uniforme  1.2.7. Peralte de carreteras y curvas  1.2.8. Momento e Impulso  1.2.9. Conservación del momento en una y dos dimensiones  1.2.10. Aplicaciones de la Tercera Ley de Newton  1.3. Trabajo, Energía y Potencia  1.3.1. Trabajo realizado por una fuerza constante y variable  1.3.2. Teorema trabajo-energía  1.3.3. Energía cinética y potencial  1.3.4. Energía potencial gravitacional y elástica  1.3.5. Conservación de la energía mecánica  1.3.6. Energía y potencia instantánea  1.3.7. Eficiencia de las máquinas  1.3.8. Trabajo realizado por fuerzas conservativas y no conservativas  1.4. Movimiento rotacional  1.4.1. Torsión y aceleración angular  1.4.2. Equilibrio rotacional  1.4.3. Momento de inercia y sus aplicaciones  1.4.4. Momento angular y su conservación  1.4.5. Energía cinética del movimiento de rodadura y rotación  1.4.6. Teorema del Eje Paralelo y Perpendicular  1.4.7. Dinámica del movimiento rotacional
  2. Fuerza gravitacional  2.1. Gravitación universal  2.1.1. La ley de gravitación universal de Newton  2.1.2. Campo gravitacional y potencial  2.1.3. Cambio en la aceleración debido a la gravedad  2.1.4. Leyes del movimiento planetario de Kepler  2.1.5. Mecánica orbital y satélites  2.1.6. Velocidad de escape y velocidad orbital  2.1.7. Ingravidez y caída libre  2.1.8. Energía potencial gravitacional y energía en órbitas  2.1.9. Agujeros negros y lente gravitacional
  3. Propiedades de la materia  3.1. Mecánica de fluidos  3.1.1. Densidad y presión en líquidos  3.1.2. La teoría de Pascal y sus aplicaciones  3.1.3. Principio de Arquímedes y Flotabilidad  3.1.4. Ecuación de Bernoulli y sus aplicaciones  3.1.5. Ecuación de continuidad y el efecto Venturi  3.1.6. Tensión superficial y capilaridad  3.1.7. Viscosidad y la Ley de Poiseuille  3.1.8. Número de Reynolds y turbulencia  3.2. Elasticidad y deformación  3.2.1. La ley de Hooke y la relación tensión-deformación  3.2.2. Módulo de elasticidad y aplicaciones  3.2.3. Deformación y límite elástico de los sólidos
  4. Física térmica  4.1. Calor y temperatura  4.1.1. Propiedades termométricas y escala de temperatura  4.1.2. Expansión térmica de sólidos, líquidos y gases  4.1.3. Sistema de transferencia de calor  4.1.4. Capacidad calorífica específica y calorimetría  4.1.5. Calor latente y cambio de fase  4.2. Teoría cinética de los gases  4.2.1. Modelo molecular de los gases  4.2.2. Explicación cinética de la temperatura  4.2.3. Ecuación de Gas Ideal y Desviaciones  4.2.4. Camino libre medio y distribución de Maxwell–Boltzmann  4.3. Leyes de la Termodinámica  4.3.1. Zeroth Law y Equilibrio Térmico  4.3.2. Primera Ley y Energía Interna  4.3.3. La Segunda Ley y la Entropía  4.3.4. Ciclo de Carnot y motores térmicos  4.3.5. Refrigeradores y bombas de calor
  5. Ondas y oscilaciones  5.1. Movimiento Armónico Simple  5.1.1. Ecuaciones del MHS  5.1.2. Energía en MAS  5.1.3. Oscilaciones amortiguadas y forzadas  5.1.4. Resonancia y aplicaciones  5.1.5. Péndulo y sistema masa-resorte  5.2. Movimiento ondulatorio  5.2.1. Tipos de ondas mecánicas  5.2.2. Movimiento ondulatorio y transporte de energía  5.2.3. Principio de Superposición y Ondas Estacionarias  5.2.4. Reflexión, Refracción y Difracción  5.2.5. Efecto Doppler en sonido y luz  5.2.6. Pulsaciones e interferencia
  6. Electricidad y Magnetismo  6.1. Electrostática  6.1.1. Carga eléctrica y conservación  6.1.2. La ley de Coulomb y sus aplicaciones  6.1.3. Campo eléctrico y flujo eléctrico  6.1.4. Potencial eléctrico y energía potencial  6.1.5. Capacitancia y energía almacenada en un condensador  6.2. Electricidad Corriente  6.2.1. La ley de Ohm y la resistencia eléctrica  6.2.2. Resistividad y dependencia de la temperatura  6.2.3. Leyes de Kirchhoff y análisis de circuitos  6.2.4. Potencia eléctrica y eficiencia  6.2.5. Combinación de resistencias  6.3. Magnetismo y electromagnetismo  6.3.1. Campos magnéticos y sus fuentes  6.3.2. Fuerza magnética sobre cargas en movimiento  6.3.3. Inducción electromagnética  6.3.4. Leyes de Faraday y Lenz  6.3.5. Inductancia y Transformador  6.3.6. Corriente alterna y sus aplicaciones
  7. Óptica  7.1. Reflexión y Refracción  7.1.1. leyes de reflexión y refracción  7.1.2. Espejos y lentes  7.1.3. Reflexión interna total y fibra óptica  7.2. Óptica de ondas  7.2.1. Interferencia y Difracción  7.2.2. Experimento de la doble rendija de Young  7.2.3. Polarización de la luz
  8. Física Moderna  8.1.1. Efecto fotoeléctrico y la teoría de Einstein  8.1.2. Dualidad onda-partícula  8.1.3. El principio de incertidumbre de Heisenberg  8.1.4. Efecto Compton  8.2. Física Atómica y Nuclear  8.2.1. Modelo atómico y niveles de energía  8.2.2. Desintegración radiactiva y vida media  8.2.3. Fisión y Fusión Nuclear
  9. Electrónica y Comunicación  9.1. Semiconductores  9.1.1. uniones pn y diodo  9.1.2. Transistores y compuertas lógicas  9.1.3. Circuitos Integrados y Aplicaciones  9.2. Sistemas de comunicación  9.2.1. Conceptos básicos de la comunicación analógica y digital  9.2.2. Comunicación Inalámbrica y Óptica  9.2.3. Modulación y Demodulación

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Tipos de ondas mecánicas


Las ondas mecánicas son una parte esencial del mundo físico y tienen un profundo efecto en una variedad de procesos naturales y artificiales. Comprender los diferentes tipos de ondas mecánicas nos ayuda a entender cómo se transfiere la energía a través de diferentes medios.

¿Qué son las ondas mecánicas?

Las ondas mecánicas son perturbaciones en la materia que transportan energía de un punto a otro. Requieren un medio como aire, agua o un sólido para propagarse. Las ondas mecánicas se producen cuando una fuente de energía hace que un medio vibre.

Hay dos tipos principales de ondas mecánicas:

  • Ondas transversales
  • Ondas longitudinales

Ondas transversales

En las ondas transversales, la perturbación o el desplazamiento de partículas es perpendicular a la dirección del viaje de la onda. Un ejemplo visual común de ondas transversales son las ondas en la superficie del agua:

| | | | | | | | | | | | | | | | | | | | |

En este diagrama, la cresta es el punto más alto de la onda, mientras que el valle es el punto más bajo. Imagina esto como la superficie de un océano tranquilo donde la energía se mueve y crea estos hermosos patrones de subidas y bajadas.

Más ejemplos de ondas transversales

Uno de los ejemplos más comunes de ondas transversales son las ondas de luz. Aunque no son mecánicas porque pueden viajar en el vacío, comparten propiedades de ondas transversales en sus oscilaciones de campo eléctrico y magnético.

Otro ejemplo es el comportamiento de una cuerda vibrante en un instrumento musical como una guitarra. Cuando tocas la cuerda, vibra perpendicular a su longitud, produciendo ondas sonoras en el aire.

Las ondas sísmicas S generadas por terremotos también son ondas transversales. Viajan a través de la Tierra y solo pueden pasar a través de materiales sólidos porque necesitan un medio para resistir cambios en la forma.

Ondas longitudinales

En las ondas longitudinales, el desplazamiento de partículas es paralelo a la dirección del viaje de la onda. Estas ondas comprimen y estiran el medio a través del cual pasan. Un ejemplo clásico de esto es el juguete Slinky:

| | | | | | | | | | | | | | | | | | | |

En el caso del Slinky, cuando empujas y estiras un extremo, creas compresiones (las partes agrupadas) y rarefacciones (las partes estiradas) que corren a lo largo del Slinky.

Más ejemplos de ondas longitudinales

Las ondas sonoras son el ejemplo más familiar de ondas longitudinales. Cuando hablas, tu laringe se mueve hacia dentro y hacia fuera, creando áreas de alta presión (compresión) y baja presión (rarefacción) en el aire. Estos cambios de presión viajan a través del aire hasta tus oídos, permitiéndote escuchar sonidos.

Otro ejemplo son las ondas sísmicas P. Al igual que las ondas sonoras, estas pueden viajar a través de líquidos y sólidos, siendo importantes para comprender la actividad geológica.

Comparación: Ondas transversales vs. longitudinales

Aunque tanto las ondas transversales como las longitudinales son ondas mecánicas, difieren en varios aspectos:

Ondas transversales Ondas longitudinales
Movimiento de partículas perpendicular a la dirección de la onda paralelo a la dirección de la onda
Ejemplo ondas superficiales en el agua ondas sonoras en el aire
Requisito de medio superficie sólida, líquida sólidos, líquidos, gases

Propiedades de las ondas que se aplican a ambos tipos

  • Amplitud: La máxima desviación del medio desde su posición de reposo. En las ondas sonoras, esto se percibe como volumen, y en la luz, como brillo.
  • Longitud de onda (λ): La distancia entre dos puntos consecutivos idénticos de una onda, como de pico a pico o de compresión a compresión.
  • Frecuencia (f): El número de ondas que pasan por un punto en un período de tiempo dado, generalmente expresado en hercios (Hz).
  • Velocidad (v): Se determina mediante la fórmula:
v = f × λ

donde v es la velocidad de la onda, f es la frecuencia y λ es la longitud de onda.

Aplicaciones e importancia en la vida real

Las ondas mecánicas juegan roles importantes en la tecnología y los procesos naturales. Comprender sus propiedades ayuda a los científicos e ingenieros a desarrollar nuevas tecnologías y resolver problemas prácticos. Por ejemplo, el análisis de ondas sísmicas ayuda a predecir terremotos, lo que puede salvar vidas y reducir daños materiales. De manera similar, las ondas sonoras son la base de las tecnologías de comunicación desde la radio tradicional hasta los modernos teléfonos inteligentes.

En medicina, la tecnología de ultrasonido utiliza ondas sonoras de alta frecuencia para crear imágenes del interior del cuerpo, ayudando en el diagnóstico y tratamiento de una variedad de condiciones.

Conclusión

El estudio de las ondas mecánicas es fundamental para comprender cómo se transfiere la energía a través de medios en la vida cotidiana. Al explorar las ondas transversales y longitudinales, sus propiedades y aplicaciones, obtenemos una visión de cómo funciona el mundo natural y cómo podemos usar estos fenómenos para el avance tecnológico.


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Tipos de ondas mecánicas

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