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Las ondas mecánicas son perturbaciones que transportan energía cinética y potencial a través de un medio material, por ejemplo: ondas marinas, sísmicas y sonoras.
Puede suceder solo en un medio material, pero no transporta materia, sino energía.
Estas perturbaciones ocurren en forma de pulsos, que son ondas de corta duración que se repiten con intervalos de tiempo iguales, es decir, en movimientos periódicos.
No es raro, en algunos programas de televisión, que las personas ordenen filas de dominó y, en un momento determinado, cuando uno de ellos cae, todos los demás caen en secuencia, perturbación sólo en el primer dominó. Sin embargo, es lógico que todos los demás caigan después. Este efecto se llama «efecto dominó». En este caso, se puede ver qué perturbación se está propagando de un lugar a otro. El efecto provocado por el primer dominó llegó al último sin que ninguno de los dos se hubiera movido fuera de lugar. Lo que se transportó desde el primer hasta el último dominó, lo llamamos energía.
Este efecto ocurre no solo con el dominó. Las ondas están presentes a lo largo de nuestra vida diaria. Desde despertarnos hasta acostarnos, las olas están presentes en nuestras vidas.
En el caso de ondas mecánicas, se comportan exactamente como fichas de dominó. Una perturbación en un medio material es causada por alguien o alguna fuente, y esta perturbación se propaga de un punto a otro en forma de muñecas. Por ejemplo:
- El efecto causado por el lanzamiento de una piedra en las tranquilas aguas de un lago;
- Un terremoto en el fondo del mar provoca una perturbación en las aguas del océano, y esta perturbación se extiende hasta que se encuentra con un continente, provocando olas gigantes conocidas como Tsunamis. Estas olas causan mucha destrucción cuando llegan a las playas;
- Un altavoz provoca una perturbación en las moléculas de aire, y esta perturbación se propaga a nuestros oídos permitiéndonos escuchar el sonido que genera;
- El movimiento de las placas tectónicas que se propagan por la superficie terrestre provocando terremotos.
El vacío no permite la propagación de ondas mecánicas, ya que se entiende por vacío la ausencia de aire y materia (al menos en los estándares conocidos hasta el día de hoy).
O sonido es uno de los principales representantes de este grupo de ondas. Por tanto, puede considerarse porque interfiere directamente en la vida de todos los seres humanos y de la gran mayoría de los animales. Como una onda mecánica no se propaga en el vacío, algunas películas como Star Trek y Star Wars son incorrectas cuando «muestran» fuertes explosiones que ocurren en el vacío. La película de 2001 A Space Odyssey aborda el mismo fenómeno con un estándar más correcto.
En este caso, las ondas se transmiten en paralelo a la dirección de propagación de la propia onda. Las ondas sonoras también se llaman ondas de compresión o ondas de presión.
Se encontrarán varias simulaciones de fenómenos en los que intervienen estas ondas.
El ser humano normal puede percibir sonidos entre 20Hz (lea veinte Hertz) y 20KHz (lea veinte kilo Hertz). Hertz es la unidad de medida de la frecuencia del sonido y lleva el nombre del físico Heinrich Rudolf Hertz (1857-1894).
Los rangos de frecuencia percibidos por algunos animales se pueden ver en la siguiente tabla:
| Animal | Mínimo (Hz) | Máximo (Hz) |
| Elefante | 20 | 10000 |
| Pájaro | 100 | 15000 |
| Gato | 30 | 45000 |
| Perro | 20 | 30.000 |
| Chimpancé | 100 | 30.000 |
| Ballena | 40 | 80000 |
| Araña | 20 | 45000 |
| Murciélago | 20 | 160000 |
En instrumentos musicales, en diagnóstico por imágenes, en la ecolocalización de delfines y murciélagos, y en muchas otras ramas del conocimiento humano, podemos ver la importancia del estudio y la tecnología aplicada de las ondas mecánicas.
¿Cómo calcular tu velocidad?
La velocidad a la que se propagan las ondas mecánicas depende de dos propiedades generales del material en el que se transporta: densidad y elasticidad.
El cálculo de la velocidad de la ola debe considerar el período y su longitud.
El período es el tiempo que tarda la onda en completar una onda, mientras que su longitud es la distancia que recorre la onda durante un período.
Entonces, para calcular la velocidad, usamos la siguiente fórmula:
v = λ / T
Dónde,
v = velocidad
λ = longitud de onda
T = período de ondulación
Tipos de ondas mecánicas
Las ondas mecánicas se pueden clasificar según las direcciones de vibración y propagación:
En cuanto a vibraciones, pueden ser:
- Transversal – ondas cuya vibración es perpendicular a su propagación. Este tipo de ola se puede ver cuando arrojamos un objeto al agua.
- Longitudinal – ondas cuya vibración acompaña en paralelo al movimiento en el que se propagan. Un ejemplo clásico de ondas longitudinales son las ondas sonoras, que se propagan en el aire.
En cuanto a la propagación, pueden ser:
- Unidimensional – propagarse en una dirección.
- Bidimensional – propagarse en dos direcciones.
- Tridimensional – esparcirse en varias direcciones.
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Ondas mecánicas frente a ondas electromagnéticas
A diferencia de las ondas mecánicas que necesariamente se propagan a través de un medio material, las ondas electromagnéticas pueden propagarse con o sin medios materiales.
Por tanto, las ondas electromagnéticas se propagan en el vacío, mientras que las ondas mecánicas no. Después de todo, una de las características del vacío es precisamente la ausencia de materia.
Las ondas electromagnéticas son oscilaciones que se producen como resultado de la liberación de energía eléctrica y magnética. Hay 7 tipos: ondas de radio, microondas, infrarrojos, luz visible, ultravioleta, rayos X y rayos gamma.
