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Ondas Viajeras Unidimensionales

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Facultad de Ingeniería

Escuela Profesional Ingeniería Electrónica


Docente: Lic. Jorge Armando Choque Chacolla

NOMBRE: Marycielo Avendaño Mireles

ONDAS VIAJERAS UNIDIMENSIONALES

Onda viajera unidimensional: Consideremos una


perturbación u que viaja en la dirección positiva
de las x con velocidad constante v y sin
deformarse. La naturaleza específica de la
perturbación no es por el momento importante.
Por ejemplo, podría ser el desplazamiento
vertical de una cuerda.

Como la perturbación está en movimiento, debe


ser una función que depende tanto de la posición
como del tiempo por lo tanto tenemos que

𝑢 = 𝑓(𝑥, 𝑡)

La forma de la perturbación en cualquier instante Ej. En 𝑡 = 0, se puede encontrar manteniendo


el tiempo constante en ese valor.

Ej. En 𝑡 = 0

𝑢 = 𝑓(𝑥, 𝑡 = 0) = 𝑓(𝑥)

Esto corresponde a tomar una foto del pulso en ese tiempo. A esta foto se le denomina el perfil
de onda.
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Esta figura representa una foto tipo doble exposición de la perturbación, tomada al comienzo y
al final del intervalo de tiempo t. El pulso se a movido a lo largo del eje x una distancia vt, pero
en todos los otros aspectos permanece inalterado. Ahora introducimos un sistema de
coordenadas S’ que viaja junto al pulso con velocidad v. En este sistema el pulso u ya no es una
función del tiempo y dado que nos movemos junto con el sistema S’ vemos un perfil de onda
constante con la forma funcional

𝑢 = 𝑓(𝑥´)

La perturbación se ve igual para todo t respecto al sistema S’ y se ve como se veía en S para 𝑡 =


0, cuando S y S’ tenían un origen común. De la figura tenemos que:

𝑥´ = 𝑥 − 𝑣𝑡

De modo que la perturbación se puede escribir respecto de las variables asociadas con el sistema
S como:

𝑢 = 𝑓(𝑥´)

𝑢 = 𝑓(𝑥 − 𝑣𝑡)

Esto representa la forma más general de la función de onda unidimensional para una onda que
viaja hacia la derecha.

𝑢 = 𝑓(𝑥 + 𝑣𝑡)

Esto representa la forma más general de la función de onda unidimensional para una onda que
viaja hacia la izquierda.
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DESCRIPCIÓN MATEMÁTICA DE LAS ONDAS VIAJERAS

Espacio Tiempo

Ecuación de onda de la forma y  f x  v  t 

Velocidad de
Signo - propagación

La onda viaja en el sentido positivo del eje X

Signo +

La onda viaja en el sentido negativo del eje X

Y Y
0,15 0,15

0,10 0,10

0,05 0,05

0,00 0,00

y  f x  v  t  y  f x  v  t 
X
-0,05
0,0 0,5 1,0 1,5 2,0 2,5 3,0
-0,05
0,0 0,5 1,0 1,5 2,0 2,5 3,0
X
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SIMULACIÓN DEL MOVIMIENTO EN FUNCIÓN DEL TIEMPO.

y  x, t  
2
x  3.0t 2  1
Cuando t = 0

y  x, t  
2
x 1
2

Cuando t = 0

y  x, t  
2
x  32  1
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Cuando t = 2

y  x, t  
2
x  62  1

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