La naturaleza de las ondas

Un corcho flota en el mar y una serie de olas pasa bajo él camino de la orilla.

1. a) ¿Viaja el corcho con las olas hasta la playa o se limita a subir y bajar quedándose casi en el mismo sitio?
2. b) Si el agua no avanza con la ola, ¿qué es lo que sí llega hasta la orilla?

Clasifica cada una de estas ondas en mecánica (necesita un medio material para propagarse) o electromagnética (puede viajar por el vacío), y escribe las seis clasificaciones completas:

1. a) El sonido en el aire.
2. b) La luz del Sol.
3. c) Las olas del mar.
4. d) Las ondas de radio.
5. e) La onda que recorre la cuerda de una guitarra.
6. f) Los rayos X.

¿Cuáles de ellas podrían cruzar el espacio entre la Tierra y la Luna?

Andrea sacude arriba y abajo el extremo de una cuerda y una onda avanza a lo largo de ella. Después empuja una espira de un muelle estirado y una compresión viaja por el muelle. La figura representa las dos ondas.

1. a) ¿Cuál de las dos ondas es transversal y cuál longitudinal?
2. b) Explica la diferencia fijándote en cómo se mueve cada punto del medio en comparación con la dirección en la que avanza la onda.
3. c) El sonido hace oscilar el aire en la misma dirección en la que avanza: ¿a qué tipo de onda pertenece?

Las ondas que un patito genera al nadar en un estanque viajan a $1,2\ \text{m/s}$ y el patito produce $0,6$ ondas por segundo.

1. a) ¿Cuál es la frecuencia de las ondas?
2. b) Calcula su longitud de onda con $v = \lambda \cdot f$.

En la playa, Aitana observa que las crestas de las olas llegan separadas $4\ \text{m}$ unas de otras y que cada cresta se eleva $0,6\ \text{m}$ por encima del nivel del agua en calma. La figura representa las olas que observa.

1. a) ¿Cuánto vale la longitud de onda $\lambda$?
2. b) ¿Cuánto vale la amplitud $A$ de las olas?

Sentado sobre una boya, un bañista cuenta que pasan $15$ crestas en $30\ \text{s}$.

1. a) Calcula la frecuencia $f$ del oleaje en hercios.
2. b) Explica con tus palabras qué significa ese valor de la frecuencia.

Por una boya pasan $10$ crestas en $4\ \text{s}$ y en una foto se ve que dos crestas consecutivas están separadas $0,6\ \text{m}$.

1. a) Calcula la frecuencia del oleaje.
2. b) Calcula su velocidad de propagación.

Un barco fondeado se balancea $30$ veces por minuto por efecto del oleaje.

1. a) Expresa su frecuencia en hercios.
2. b) Calcula el periodo del balanceo.

La corriente alterna que llega a los enchufes de casa cambia de sentido con un periodo de $0,02\ \text{s}$.

1. a) Calcula su frecuencia en hercios.
2. b) ¿Cuántos ciclos completos ocurren en un minuto?

Un tsunami en mar abierto viaja a unos $720\ \text{km/h}$ y su periodo es de unos $20\ \text{min}$. La figura esquematiza la ola del tsunami en mar abierto.

1. a) Expresa su velocidad en $\text{m/s}$.
2. b) Expresa su periodo en segundos.
3. c) Calcula su longitud de onda y exprésala en kilómetros.
4. d) En mar abierto la altura de la ola es de menos de $1\ \text{m}$, repartida en esa enorme longitud de onda: explica por qué los barcos apenas notan el tsunami en alta mar aunque transporte una energía gigantesca.

Los terremotos emiten ondas P (longitudinales) que viajan a $6\ \text{km/s}$ y ondas S (transversales) que viajan a $3\ \text{km/s}$. En una estación sísmica, la onda S llega $50\ \text{s}$ después que la P. El esquema muestra el foco del terremoto y la estación.

1. a) Si el foco del terremoto está a una distancia $d$ de la estación, escribe el tiempo que tarda cada onda en llegar.
2. b) Plantea la ecuación $t_S - t_P = 50$ y calcula la distancia $d$ al foco.
3. c) Comprueba el resultado calculando el tiempo de viaje de cada onda.