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43 ANUAL EGRESADOS
TEMA
22ONDAS MECÁNICAS Y ELECTROMAGNETICAS
ONDAS MECÁNICAS 
Una onda mecánica es una perturbación física de un 
medio elástico.
Considere una piedra que se suelta en un lago donde 
flota un tronco. Se transfiere energía de la piedra al 
tronco pero solo viaja la perturbación.
El movimiento real de cualquier particular de agua 
individual el pequeño.
La propagación de energía mediante una perturbación 
como esta se llama movimiento ondulatorio mecánico.
En otras palabras, la onda se mueve, el agua no. De esta 
forma, las ondas de agua son ejemplos característicos 
de las ondas que se estudiarán en los siguientes 
capítulos, como son las de sonido y las de luz.
◊ CLASES	DE	ONDAS
Las ondas de agua, las de sonido y las que se propagan 
en un resorte o en una cuerda, son ejemplos de ondas 
mecánicas. Para transportar su energía, las ondas 
mecánicas necesitan un medio material, como el agua, 
el aire, el resorte o la cuerda. Las leyes de Newton rigen 
el movimiento de estas ondas.
Las ondas de luz, las de radio y los rayos X, son 
ejemplos de ondas electromagnéticas. Éstas no 
requieren de un medio para su movimiento, y viajan a 
través del espacio con la velocidad de la luz , 299’792 
458m/s. Sus características no pueden ser observadas 
directamente; por tanto, se emplean las ondas 
mecánicas, cuyas propiedades se aprecian fácilmente, 
como modelo para estudiar el comportamiento de las 
ondas electromagnéticas en los capítulos siguientes.
Existe una tercera clase de ondas, las materiales. 
Los electrones y otras partículas muestran un 
comportamiento ondulatorio en ciertas condiciones. Para 
describir el comportamiento de las ondas materiales es 
indispensable la mecánica cuántica.
◊ TIPOS	DE	ONDAS	MECÁNICAS
Las ondas transversales hacen que las partículas del 
medio oscilen perpendicularmente a la dirección de 
propagación de la onda.
Las ondas en un piano y en las cuerdas de una guitarra 
son ejemplos representativos de ondas transversales.
Las ondas longitudinal hacen que las partículas del 
medio se muevan paralelamente a la dirección de 
propagación de la onda.
El sonido es un ejemplo de una onda longitudinal.
representación de las ondas
• Las características mensurables de las ondas:
Frecuencia, longitud de onda y velocidad
mismo movimiento se repite se denomina período, T.
La frecuencia de una onda, f, es el número de vibraciones 
completas por segundo medidas en una posición fija. 
La frecuencia se mide en hertz. Un hertz (Hz) es una 
vibración por segundo. La frecuencia y el período de 
una onda están relacionados por la ecuación:
f = 1/T
FÍSICA
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La unidad de frecuencia es el Hertz (Hz) que es igual a 
una vibración por segundo.
•	 La velocidad de propagación (v) es el espacio 
que recorre la perturbación en un segundo. Para 
ver la relación que existe entre la velocidad de 
propagación y el período, hay que tener en 
cuenta que el tiempo que invierte la perturbación 
en avanzar una longitud de onda es el período. 
Por tanto, aplicando la definición de velocidad:
v = d/t = λ /T → v = λ /T
Al ser el período la inversa de la frecuencia, se obtiene:
RAPIDEZ DE ONDA EN UNA CUERDA 
 
SONIDO 
Las ondas sonoras pueden viajar a través de cualquier 
medio material con una velocidad que depende de las 
propiedades del medio. Cuando viajan, las partículas 
en el medio vibran para producir cambios de densidad 
y presión a lo largo de la dirección de movimiento de 
la onda. Estos cambios originan una serie de regiones 
de alta y baja presión llamadas condensaciones y 
rarefacciones, respectivamente.
Hay tres categorías de ondas mecánicas que abarcan 
diferentes intervalos de frecuencia.
LOS AUDIBLES 
Ondas sonoras que están dentro del intervalo de 
sensibilidad del oído humano, de 20 Hz a 20000Hz. 
Se generan de diversas maneras, con instrumentos 
musicales, cuerdas vocales humanas y altavoces.
◊	 ONDAS	INFRASÓNICAS	
Son las que tiene frecuencias debajo del intervalo audible. 
Por ejemplo las ondas producidas por un terremoto.
◊	 ONDAS	ULTRASÓNICAS	
Son aquellas cuya frecuencia está por arriba del 
intervalo audible por ejemplo pueden generarse al 
introducir vibraciones en un cristal de cuarzo con un 
campo eléctrico alterno aplicado. Todas pueden ser 
longitudinales o transversales en sólidos, aunque solo 
pueden ser longitudinales en fluidos.
INTENSIDAD DE SONIDO 
La intensidad del sonido se define como la cantidad de 
energía (potencia acústica) que atraviesa por segundo 
una superficie que contiene un sonido.
La intensidad del sonido corresponde al flujo de energía 
sonora por unidad de tiempo, definición que nos puede 
recordar la definición de intensidad de corriente eléctrica.
Dicho de otro modo la intensidad del sonido es una 
medida de la amplitud de la vibración.
NIVEL DE INTENSIDAD 
β = 10log (I/Io)
FÍSICA
 
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EJERCICIOS RESUELTOS
1. La figura muestra el perfil de una onda transversal en 
cierto instante. La onda se propaga en la dirección 
del eje +x con una rapidez de 0,5 m/s, determine la 
frecuencia de la onda.
◊	 SOLUCIÓN:
La rapidez de una onda es:
 Rta.: 10 Hz
2. Una persona se encuentra en en el borde de una 
carretera recta. Un vehículo pasa frente a él y emite 
un ruido con una potencia de 64π x 10-8 W. El ruido del 
motor disminuye gradualamente y en cierto instante 
la persona no perecibe el ruido, determine la distancia 
del vehículo respecto a la persona en ese instante.
◊	 SOLUCIÓN:
La intensidad debe ser menor o igual que la intensidad 
umbral.
 Rta.: 200 m
3. Cuatro fuenntes sonoras idénticas están situadas en 
una circunferencia, tal como muestra la figura. Si el 
radio de la circunferencia es de 50 m y el nivel de 
intensidad en el centro es de 100 db, determine la 
potencia de cada fuente.
◊	 SOLUCIÓN:	
Intensidad total en el centro 
Pero:
 Rta.: 25pW
PRÁCTICA DIRIGIDA
1. Con respecto a las ondas sonoras se afirma que 
I. El período de oscilación de las partículas del me-
dio de propagación es igual al doble del período 
de la onda.
II. Al pasar de un medio de propagación a otro de ma-
yor densidad la frecuencia de la onda se mantiene.
III. Al pasar de un medio de propagación a otro de ma-
yor densidad la rapidez de propagación de la onda 
se mantiene.
¿Cuál (es) de las siguientes alternativas es (son) 
correcta(s)?
A) Solo I 
B) Solo II 
C) Solo III 
D) Solo I y II 
2. Una onda de frecuencia 4 Hz que se propaga con 
rapidez 10 m/s en un medio P, pasa al medio Q donde 
su rapidez de propagación es de 12 m/s. De acuerdo 
con esto se puede afirmar correctamente que
I. el período de la onda en el medio Q es de 0,25 s.
II. la longitud de onda en el medio P es 2,5 m.
III. la longitud de onda en el medio Q es 1,2 m.
A) Solo I 
B) Solo II
C) Solo III 
D) Solo I y II
/10 12 10 210 10 X10 10 w / m2β − −οΙ = Ι = =
1
1 2
2
I 4l
I p
I
4 4 R
p IR 25 W
=
= =
p
= p = p
FÍSICA
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3. Si una onda luminosa pasa del aire al agua, entonces su:
A) longitud de onda disminuye.
B) rapidez de propagación aumenta.
C) frecuencia disminuye.
D) longitud de onda aumenta.
4. De las siguientes ondas:
I. Las ondas de radio.
II. Los rayos X.
III. Las microondas.
¿Cuál(es) es(son) electromagnética(s)?
A) Solo I
B) Solo II
C) Solo III
D) I, II y III
5. Con respecto a las ondas electromagnéticas de radio
y luz visible, se puede afirmar que en el vacío:
A) Tienen la misma frecuencia.
B) Tienen diferentes velocidades.
C) El producto de su frecuencia por su longitud de
onda es constante.
D) Tienen la misma longitud de onda.
6. La ecuación de un movimiento ondulatorio, está
dada por:
y = 8 sen (3x – 1020t)
con “x” en metros y “t” en segundos. Determine a 
rapidez de propagación de la onda en m/s)
A) 1020
B) 510
C) 340
D) 3060
7. La ecuación de cierta onda transversal es:
donde “x” e “y” se mide en metros y “t” en segundos; 
calcule la rapidez de propagación de la onda.
A) 30m/sB) 25m/s
C) 20m/s
D)15m/s
8. La ecuación de una onda trasversal en una cuerda es:
y = 5 cos (6t – 3x)
con “x” e “y” en cm y “t” en segundos; luego la rapidez 
de propagación en m/s es igual a:
A) 0,01
B) 0,2
C) 0,02
D) 2
9. Señale la alternativa correcta:
A) Las ondas sonoras pueden ser transversales
B) Cuando una onda sonora pasa del aire al agua, su
frecuencia disminuye
C) Cuando una onda mecánica pasa de un medio más
denso a un medio menos denso su longitud de
onda disminuye
D) Todas las afirmaciones son falsas
10. En la figura se muestra un cable de acero de 125g
y 10 cm de longitud; si en su extremo suspendemos
un bloque de 50 kg determine el tiempo que tarda un
pulso dado en “P” para llegar a “Q” (g = 10m/s2)
A) 5 ms
B) 8 ms
C) 4 ms
D) 66,7 ms
11. Un cable de 80kg une dos puntos distantes 600m,
entre dos montañas. Cuando el cable recibe un
golpe transversal en un extremo, el pulso de retorno
se detecta 10s después. Determine la rapidez de la
onda (en m/s) y la tensión en el cable en (N).
A) 100 ; 2000
B) 120 ; 2500
C) 120 ; 1920
D) 100 ; 1920
FÍSICA
 
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12. El sonido emitido en el aire, con una frecuencia 
de 200Hz, atraviesa un líquido con una rapidez de 
1360m/s. ¿Qué sucede con la longitud de onda del 
sonido emitido? (Vsonido en aire = 340m/s)
A) Se duplica 
B) Se reduce a la mitad 
C) Se triplica
D) Se cuadruplica 
13. Determine el nivel de intensidad, en un lugar cuya 
intensidad del sonigo es de .
A) 60 dB 
B) 80 dB
C) 100 dB
D) 120 dB
14. En la figura se muestra la representación de una onda 
que se propaga con una rapidez de 8m/s. Indique 
cuál de las alternativas corresponde a su ecuación. 
Considere que P oscila con una frecuencia de 10 Hz.
A) Y = 0,2 sen 2p (10t – 2,5x + 1)
B) Y = 0,4 sen 2p (5t – 1,25x – 0,5)
C) Y = 0,4 sen 2p (10t – 1,25x + 0,5)
D) Y = 0,2 sen 2p (10t – 1,25x)
15. El nivel de intensidad del sonido percibido por un 
observador cuando está situado a 100 m de una 
explosión es de 120 dB. Calcular la potencia emitida 
por la explosión. 
A) 40 000 w
B) 4 000 w 
C) 10 000 w 
D) 20 000 w
Las ondas, ya sean electromagnéticas o mecánicas, se desplazan 
a rapidez constante, siendo la de las ondas electromagnéticas la 
velocidad de la luz (C = 3 . 108 m/s)