Autor Tema: Pulsos de onda

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02 Junio, 2022, 03:16 pm
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G

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Se tiene una cuerda colgando del techo de una habitación. Bajo condiciones controladas, lanzamos pulsos de onda a lo largo de la cuerda. ¿Viajarán estos pulsos de onda más rápido, más lento o a la misma velocidad según se propaguen hacia arriba o hacia abajo a lo largo de la cuerda?
No entiendo muy bien la pregunta...
Yo diría que los pulsos son mas lentos hacia arriba por la acción de la gravedad. ¿Es correcto?

03 Junio, 2022, 02:19 am
Respuesta #1

Richard R Richard

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Hola  fíjate que la perturbación del equilibrio en la cuerda es horizontal, no habría ninguna influencia de la gravedad que actúa en vertical, así que el pulso de onda viaja a la misma velocidad en subida que en bajada.


No hay ninguna ecuación de onda en donde la velocidad aumente o disminuya por la acción de la gravedad.
Saludos  \(\mathbb {R}^3\)

03 Junio, 2022, 12:31 pm
Respuesta #2

martiniano

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Hola.

No hay ninguna ecuación de onda en donde la velocidad aumente o disminuya por la acción de la gravedad.

Creo que hay excepciones.

https://foro.rinconmatematico.com/index.php?topic=119758.msg482624#msg482624


Saludos. ;)

03 Junio, 2022, 07:16 pm
Respuesta #3

Richard R Richard

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Claro Tenes razón, me exprese pésimo, el pez por la boca muere y doy cabida a debate, en una onda mecánica  como las olas del mar o un lago, la velocidad de la onda depende del valor de la gravedad, correcto, pero la velocidad seria la misma en todas las direcciones del plano horizontal.


Aquí lo que esta en debate es si la velocidad de la onda en direccion ascendente será la misma que si desciende, yo no tengo muchos argumentos para que una perturbación horizontal que no depende de la gravedad, influya en la velocidad de la onda,  esta demostrado que la velocidad depende de la tensión de la cuerda, pero esta tensión se puede tener en ambos sentidos,  así en los dos casos habrá otro punto por encima o debajo donde se aplique la tensión opuesta y el efecto de la gravedad, sobre las porciones diferenciales de cuerda será el mismo en los dos casos si suponemos la constancia de la gravedad con la altura.


Si nos ponemos a hacer un análisis muy minucioso cada elemento diferencial de cuerda pesa,  por lo que contribuye a incrementar la tensión de la parte superior de la cuerda, en ese caso el tiempo en recorrer una distancia +h  o -h tambien seria el mismo, porque? Porque en la partida  la velocidad hacia arriba será un tanto menor que hacia abajo, pero llegando al otro extremo sucede el efecto inverso y los tiempos se ajustan a la igualdad si las distancias recorridas son las mismas.


Y en el caso de tener en cuenta la variación de la gravedad con la altura, será más rápida en dirección hacia abajo porque la cuerda pesaría mas mas cerca de la superficie de la tierra entonces ejercería mas tensión y esto influiría en la velocidad , la gravedad varia 1ppm cada 3m , son cosas muy difíciles de observar en la rutina diaria.


Entonces en el caso en que el peso de la soga sea despreciable frente a la tensión no habría inconveniente en suponer velocidades iguales en ambos sentidos, en la cercanía del punto de análisis.

 
Saludos  \(\mathbb {R}^3\)

04 Junio, 2022, 07:06 am
Respuesta #4

martiniano

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Hola.

Yo estoy con Richard en que, bajo los supuestos que suelen asumirse en las deducciones de las velocidades de propagación, la velocidad de la onda será la misma si se desplaza hacia arriba o hacia abajo.

Por otro lado esto cuadra bastante bien con una sencilla experiencia, y es que si la velocidad no fuese la misma sería imposible generar ondas estacionarias en cuerdas que se hayasen en posición vertical. Por lo que sería imposible hacer sonar un contrabajo, por ejemplo.

Un saludo.