Vibraciones y ondas

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PREUNIVERSITARIO PREUCV 
DEPARTAMENTO DE CIENCIAS 
FÍSICA 
 
 
 
 
 
VIBRACIONES Y ONDAS 
 
53 FÍSICA – CLASE 9 
 
Nadie ha podido viajar hasta el centro 
de nuestro 
 
 . Sin embargo, hoy en 
día se conoce su estructura interna 
gracias a mediciones efectuadas con 
instrumentos que registran las ondas 
producidas por movimientos sísmicos. 
Las ondas sísmicas, primarias y 
secundarias, atraviesan las diferentes 
capas de la Tierra y podemos saber las 
características de las zonas que 
atraviesan, de acuerdo a su velocidad 
de propagación. 
Hasta la aparición de la sismología, 
nuestro conocimiento sobre el interior 
de la Tierra se basaba en hipótesis y 
especulaciones; gracias a esta ciencia, 
hoy en día se conoce la estructura del 
planeta con rigor científico. 
¿PODEMOS CONOCER LA 
TIERRA POR DENTRO? 
 
 
 
 
 
 Eje Temático: Materia y su Transformación 
 Sub – Eje: Vibraciones y Ondas 
 Habilidades: Reconocer - Identificar - Conocer - Aplicar 
 
En esta sección analizaremos el contenido de las ondas, sus características y clasificación. 
 
Lo primero que se debe tener en cuenta es que toda onda como principal 
función es transportar energía, no materia. Una onda es una vibración o 
perturbación provocada por uno o varios pulsos por una fuente y puede 
generar un tren de onda. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
ELEMENTOS DE LA ONDA 
Posición de equilibrio o reposo, es el punto donde no hay elongación, 
no hay energía. 
Elongación, es la distancia desde la posición de equilibrio hasta un 
punto de la onda. 
Cresta, es el punto donde se produce la elongación máxima positiva 
(punto más alto) 
Valle, es el punto donde se produce la elongación mínima negativa 
(punto más bajo) 
Número de ciclos (n), es cuando una onda da una vuelta o ciclo, parte 
en un punto y termina en el mismo. Se escribe sólo con números, no 
tiene unidades de medida, por ejemplo la imagen de abajo muestra 
una onda con dos ciclos y se expresa como . 
 
Parámetros de una onda: 
1. AMPLITUD (A): Máxima elongación entre la onda y la línea del 
equilibrio. Se mide en unidades de longitud, metros (m) o 
centímetros (m). 
2. LONGITUD DE ONDA : Distancia de una onda al completar un 
ciclo completo. Se mide en unidades de longitud, metros (m) o 
centímetros (cm). 
3. PERIODO (T): El tiempo en realizar un ciclo completo. Se mide en 
unidades de tiempo, segundos (s). 
4. FRECUENCIA (f): Es la cantidad de ciclos que hay en un segundo. Se 
mide en Hertz (Hz). 
5. VELOCIDAD DE PROPAGACION: Rapidez con que se propaga una 
onda a través de un medio. Se mide en unidades de metros por 
segundo (m/s). 
 
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Guía de Destrezas F – 9: Vibraciones y Ondas. 
 
54 FÍSICA– CLASE 9  
 
 
ECUACIONES Donde: 
Periodo 
 
 
 
 
Frecuencia 
 
 
 
 
Relación del periodo y frecuencia 
 
 
 
 
 Velocidad de propagación. 
 Longitud de onda. 
 Frecuencia 
 Periodo 
 distancia 
 número de ciclos 
Longitud de onda 
 
 
 
 
Velocidad 
 
 
 
 
 
 
FENÓMENOS ONDULATORIOS 
Los fenómenos ondulatorios se producen cuando una onda interactúa con el medio, como una pared o cambio de 
medio. Algunos de los fenómenos ondulatorios son: 
 
Reflexión, Es cuando una onda se refleja o se acaba el medio en que se está propagando, como el eco. NO HAY 
CAMBIO DE MEDIO. 
Refracción, Es cuando una onda se refracta al CAMBIAR DE MEDIO, como al pasar la luz por las ventanas. 
Absorción, Es cuando una onda pierde su energía al cambiar de medio. Como al gritar en una almohada, se 
escuchará más bajo debido a la pérdida de energía. 
Interferencia, La interferencia es una propiedad característica de las ondas y en algunos casos permite concluir si un 
fenómeno es o no de tipo ondulatorio, como cuando dos o más personas hablan a la vez. 
Superposición, Permite explicar la onda estacionaria y la formación de nodos o puntos estacionarios, como una 
cuerda de guitarra al ser tocada. 
Difracción, Es cuando la onda pasa por obstáculos. Ej: rejilla o una ventana abierta. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
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55 FÍSICA – CLASE 9 
 
 
1. Respecto a los fenómenos de refracción y difracción, 
es correcto afirmar que ambos tienen en común: 
 
I. Que se pueden presentar en los dos tipos de ondas: 
transversales y longitudinales, sin excepciones. 
II. Que en ambos fenómenos ocurre una variación de la 
dirección de las ondas durante el respectivo 
fenómeno. 
III. En el primer fenómeno se produce un cambio en la 
velocidad y en el segundo un cambio en la longitud 
de onda. 
 
A) Sólo I. 
B) Sólo III. 
C) Sólo I y II. 
D) Sólo II y III. 
E) I, II y III. 
 
2. Si una onda tiene un periodo de oscilación de 2 s, es 
correcto afirmar que el número de oscilaciones que 
realiza en ese tiempo es: 
 
A) 0,25 
B) 0,5 
C) 1 
D) 2 
E) Ninguna de las anteriores. 
 
3. Si el periodo de oscilación de un péndulo es de 4 
segundos. Entonces la frecuencia del mismo en Hertz 
es: 
 
A) 0,15 
B) 0,25 
C) 1 
D) 2 
E) 4 
 
4. ¿Cuál de las siguientes magnitudes varía por efectos 
del fenómeno de reflexión? 
 
I. Frecuencia. 
II. Longitud de onda. 
III. Velocidad de propagación. 
 
A) Sólo I. 
B) Sólo II. 
C) Sólo III. 
D) Sólo II y III. 
E) Ninguna de las anteriores. 
 
 
5. ¿Cuál de las siguientes magnitudes varía por efectos 
de la reflexión de una onda en un obstáculo plano? 
 
I. Dirección de propagación. 
II. Frecuencia. 
III. Longitud de onda. 
 
A) Sólo I. 
B) Sólo II. 
C) Sólo I y II. 
D) Sólo II y III. 
E) I, II y III. 
 
6. Una onda viajera pasa por un punto de observación. 
En este punto, el intervalo de tiempo entre crestas 
sucesivas es 1/5 segundos. Entonces, se puede 
afirmar que: 
 
A) su frecuencia es 5 Hz. 
B) su longitud de onda es 5 cm. 
C) su velocidad de propagación es 5 m/s. 
D) su periodo es 5 s. 
E) Ninguna de las anteriores. 
 
7. El número de nodos y antinodos de la onda que 
muestra la siguiente figura, entre los puntos P y Q 
son, respectivamente: 
 
 
 
 
A) 4 y 3 
B) 2 y 4 
C) 4 y 2 
D) 3 y 4 
E) 5 y 1,5 
 
8. Al aumentar la amplitud de una onda que viaja por un 
medio homogéneo, es correcto afirmar que: 
 
A) La frecuencia se reduce. 
B) Su período aumenta. 
C) La longitud aumenta. 
D) La onda aumenta su intensidad. 
E) Su velocidad aumenta. 
 
 
 
 
 
 
 
 
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9. El fenómeno de reflexión de una onda se produce 
cuando la onda choca con un obstáculo y debido a 
esto: 
 
A) Cambia su velocidad. 
B) Cambia su frecuencia. 
C) Mantiene constante su velocidad pero cambia su 
longitud de onda. 
D) Si no choca perpendicularmente al objeto cambia su 
dirección. 
E) Sólo cambia su longitud de onda y período. 
 
10. La superposición de ondas estacionarias se 
caracteriza porque cuando se encuentran y siguen 
avanzando, es correcto asegurar que las ondas 
mantienen: 
 
I. Su frecuencia. 
II. Su velocidad. 
III. Su longitud de onda. 
 
A) Sólo I. 
B) Sólo II. 
C) Sólo III. 
D) Sólo I y II. 
E) Todas ellas. 
 
11. Una cuerda que está fija en ambos extremos es 
puesta a vibrar generando múltiples ondas, la onda 
resultante de la superposición de las ondas incidentes 
y las reflejadas se define como. 
 
A) Onda armónica. 
B) Onda periódica. 
C) Onda transversal. 
D) Onda estacionaria. 
E) Onda electromagnética. 
 
12. El largo de una cuerda de una guitarra es de 36 [cm]. 
¿Cuál es la longitud de onda del tercer armónico para 
esta cuerda? 
 
A) 72 [cm].B) 36 [cm]. 
C) 24 [cm]. 
D) 12 [cm]. 
E) 6 [cm]. 
 
 
 
 
 
 
 
13. Se afirma que la frecuencia de una onda puede 
medirse en: 
 
I. 
II. 
III. MHz 
 
 Es (son) correcta(s) 
 
A) Sólo I. 
B) Sólo II. 
C) Sólo III. 
D) Sólo I y II. 
E) I, II y III. 
 
14. Una onda sonora se propaga en un medio elástico, 
recorriendo una distancia de 45 [m] en 15 [s]. Si en 1 
[min] se producen 15 ciclos, entonces: 
 
I. La rapidez de la onda sonora es de 3 [m/s]. 
II. La frecuencia de la onda es de 0,25 [Hz]. 
III. La longitud de la onda sonora es de 12 [m]. 
 
 Es (son) verdadera(s) 
 
A) Sólo I. 
B) Sólo II. 
C) Sólo III. 
D) Sólo I y II. 
E) Todas ellas. 
 
15. La cuerda de una guitarra que es puesta a vibrar en 
su tercer armónico tendrá un número de nodos igual 
a: 
 
A) 1 
B) 2 
C) 3 
D) 4 
E) 5 
 
16. Se hace vibrar una cuerda de guitarra de largo 1 m 
con una frecuencia de 12 Hz. Si la velocidad de 
propagación es de 6 m/s, entonces ¿cuántos nodos 
formará la cuerda? 
 
A) 6 
B) 5 
C) 4 
D) 3 
E) 2 
 
 
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17. Una onda en el agua vibra de arriba abajo dos veces 
cada segundo y la distancia entre dos crestas 
sucesivas es de 1,5 m, entonces, su velocidad es: 
 
 
 
 
 
 
A) 1,5 m/s 
B) 0,15 m/s 
C) 0,75 m/s 
D) 0,3 m/s 
E) 3 m/s 
 
18. Una onda de de longitud se propaga por un 
medio "A" a una velocidad de . Al pasar a un 
medio "B", su velocidad se reduce a . De lo 
anterior, podemos deducir que la longitud de la onda 
en el medio "B" es de: 
 
 
A) 3 cm 
B) 4 cm 
C) 5 cm 
D) 10 cm 
E) 15 cm 
 
19. Una onda se desplaza a lo largo de una cuerda con 
una velocidad de 100 cm/s, siendo su longitud de 
onda 20 cm. Entonces, la frecuencia y el periodo de la 
onda son respectivamente: 
 
A) 5 Hz y 2 s 
B) 2 Hz y 5 s 
C) 5 Hz y 0,2 s 
D) 2 Hz y 0,5 s 
E) 5 Hz y 0,5 s 
 Corresponde a una pregunta de Pensamiento 
Científico (PC) 
 
20. Dos personas están en las márgenes opuestas de 
una laguna de aguas tranquilas. Para comunicarse 
entre sí una de ellas pone una nota en una botella, la 
cierra y la pone en el agua (sin velocidad inicial), 
moviendo el agua periódicamente para producir 
ondas que se propaguen. 
 
 Respecto de esto último, es correcto afirmar que: 
 
I. Mientras mayor sea la frecuencia, más rápido llegará 
la botella a la otra orilla. 
II. Mientras menor sea la frecuencia, menor es su 
longitud de onda. 
III. La botella no logrará cruzar la laguna. 
 
A) Solo I. 
B) Solo I y II. 
C) Solo II. 
D) Solo II y III. 
E) Solo III.