Ondas mecanicas

Ivan Jaramillo
15 Apr 201526:20

Summary

TLDREl script explora la naturaleza de las ondas mecánicas y cómo se propagan a través de distintos medios como el aire o el agua. Se destaca la historia de Isaac Newton y su intento de medir la velocidad del sonido usando un péndulo y un pasillo de eco en Trinity College. Aunque su método no fue el más preciso de su tiempo, su teoría sobre la velocidad del sonido fue un logro significativo y su enfoque científico presagió el rechazo a lo mágico en la ciencia. La discusión incluye la importancia de las ondas en la física y la vida cotidiana, como en la música y la formación de olas en el mar. Además, se menciona cómo las condiciones del aire, como la presión y la densidad, afectan la velocidad del sonido. El análisis de Newton fue un hito en el desarrollo de la física y su trabajo continuó influyendo en la ciencia, a pesar de las imperfecciones en sus cálculos.

Takeaways

  • 🌊 Las ondas mecánicas, como las de sonido y agua, se propagan a través de un medio sin transportar materia.
  • 🔍 Experimentos a lo largo de la historia han probado la pericia e ingenuidad de los físicos, como el intento de detectar ondas de gravedad.
  • 📏 Isaac Newton intentó medir la velocidad del sonido usando un péndulo y un pasillo de eco en Trinity College.
  • 🎶 El sonido es una onda que se propaga a una velocidad definida, y su comprensión puede comenzar con osciladores armónicos acoplados.
  • 🌐 Las ondas, tanto naturales como las creadas por el ser humano, son fenómenos comunes en la física y la naturaleza.
  • 🌈 Gertrude Ederle generó una onda humana de choque al cruzar el Canal de la Mancha, mostrando cómo las ondas se forman y se propagan.
  • ⚡ La primera bomba de hidrógeno en 1952 generó una onda de choque nuclear, un ejemplo de las ondas creadas por eventos significativos.
  • 🌌 Las ondas mecánicas siguen principios básicos, independientemente del medio a través del cual se propagan.
  • 🎵 Los instrumentos musicales emiten ondas sonoras a través del aire, que son una forma de onda mecánica.
  • 🌀 Las ondas en el agua, como las olas, varían en velocidad según su longitud y la profundidad del agua.
  • 📐 La velocidad del sonido depende de la presión y la densidad del aire, y puede calcularse como la raíz cuadrada de la presión dividida por la densidad.

Q & A

  • ¿Cómo se propagan las oscilaciones mecánicas?

    -Las oscilaciones mecánicas se propagan a través de un medio como el aire o el agua sin transportar materia. Estas perturbaciones son llamadas ondas mecánicas.

  • ¿Qué es un experimento de sonido que solo es posible en un estado determinado del conocimiento?

    -Un ejemplo de nuestro tiempo sería el intento de detectar las ondas de gravedad que provienen de estrellas lejanas.

  • ¿Cómo intentó Isaac Newton medir la velocidad del sonido?

    -Newton utilizó un pasillo largo en Trinity College donde se producía eco, y un péndulo simple como instrumento para medir el tiempo que tardaba el sonido en ida y vuelta por el pasillo.

  • ¿Cuál es la relación entre la frecuencia y la longitud de onda en una onda mecánica?

    -La longitud de onda es igual al período multiplicado por la velocidad de la onda. La frecuencia, que es la inversa del período, multiplicada por la longitud de onda, es igual a la velocidad.

  • ¿Cómo varía la velocidad de las ondas en diferentes medios?

    -La velocidad de una perturbación depende del medio que atraviesa y de la conexión entre una partícula de materia y la siguiente. Si la unión es débil, la perturbación pasa lentamente; si es fuerte, viaja rápidamente.

  • ¿Por qué las ondas de sonido y las olas de agua se propagan a velocidades distintas?

    -Las ondas de sonido y las olas de agua se propagan a velocidades distintas debido a las propiedades físicas de los medios a través de los cuales viajan, como la densidad y la rigidez en el caso del aire y el agua, respectivamente.

  • ¿Cómo se relaciona la amplitud de una onda con la magnitud de la perturbación?

    -La amplitud de una onda es la magnitud de la perturbación y se mantiene a medida que la onda se propaga.

  • ¿Cómo influye la gravedad en la velocidad de las olas en el agua?

    -La gravedad es la fuerza que hace que el agua regrese a su posición inicial, y determina la velocidad a la que viaja una ola, así como la propia longitud de onda.

  • ¿Cuál es la diferencia entre ondas longitudinales y ondas transversales?

    -Las ondas longitudinales son aquellas en las que las partículas oscilan a lo largo de la dirección de la onda, mientras que en las ondas transversales, las partículas oscilan perpendicularmente a la dirección de la onda.

  • ¿Por qué las olas cambian su forma y se rompen cuando se acercan a la orilla?

    -Cuando una ola se acerca a la orilla, su velocidad disminuye debido al contacto progresivo con el lecho del mar. La parte gruesa de la onda se mueve más rápido que la parte delgada, lo que altera la forma senoidal de la ola y eventualmente la hace romper.

  • ¿Cómo determinó Isaac Newton la velocidad del sonido y cuál fue el resultado de su cálculo?

    -Newton desarrolló su teoría de la velocidad del sonido basada en la presión atmosférica y la densidad del aire. Su cálculo resultó en una velocidad del sonido de 979 pies por segundo, aunque posteriormente ajustó su teoría para coincidir con los valores experimentales más precisos.

  • ¿Por qué la teoría de Newton sobre la velocidad del sonido no fue la mejor para su época?

    -La mejor teoría para esa época fue la de William DelaHunt, quien obtuvo un resultado de 1.142 pies ingleses por segundo, más preciso que el de Newton. Newton tuvo que ajustar su teoría para hacerlo compatible con los datos experimentales.

Outlines

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🌊 Las ondas y la física de Newton

Este párrafo aborda la naturaleza de las ondas y cómo se propagan a través de diferentes medios como el aire y el agua. Se menciona que estas perturbaciones mecánicas no transportan materia y se llaman ondas. Se explora la historia de los experimentos en física, incluyendo el intento de Newton de medir la velocidad del sonido usando un péndulo y un pasillo de eco en Trinity College. Además, se discute la propagación de las ondas y cómo la luz viaja más rápido que el sonido, y cómo las ondas son una parte común de los fenómenos naturales en la física.

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🌌 Ondas y la expansión del universo

Este párrafo establece una conexión entre las ondas y el universo, comenzando con la Gran Explosión y mostrando cómo una perturbación en un lugar puede causar una reacción en otro. Se habla de la interconexión de eventos y fenómenos en la Tierra y cómo se pueden entender mejor al observarlos desde una perspectiva más amplia y también de cerca. Se describe la propagación de las ondas mecánicas y cómo dependen de la conexión entre partículas de materia. Se menciona que todas las ondas que se propagan a través de cualquier medio se llaman ondas mecánicas y cómo su velocidad varía según el medio.

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🎶 Las ondas en el arte y la ciencia

Este párrafo aborda el tema de cómo las ondas pueden ser tanto conmovedoras como perturbadoras, y cómo pueden ser una mezcla de arte y ciencia. Se discuten los instrumentos musicales y cómo emiten ondas continuas a través del aire, que pueden ser visualizadas y escuchadas. Se describen los principios detrás de las ondas, incluyendo la amplitud, el período, la frecuencia y la longitud de onda. Se menciona que el tono de la música depende de la frecuencia y cómo todas las ondas se propagan a través del aire a la misma velocidad, independientemente de su frecuencia o amplitud.

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🌊 La mecánica de las olas y las ondas

Este párrafo se enfoca en la mecánica detrás de las olas y las ondas, explicando cómo la velocidad de una ola depende de la gravedad y la profundidad del agua. Se describe cómo las olas cambian su velocidad a medida que se acercan a la tierra y cómo las partículas de agua en la superficie giran alrededor de pequeños círculos, creando la ondulación familiar. Se habla de las diferencias entre las ondas longitudinales y transversales y cómo las olas rompen debido a la interacción con el lecho marino y la disminución de su velocidad.

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🎓 Newton y su teoría de la velocidad del sonido

Este párrafo relata la historia de cómo Isaac Newton desarrolló su teoría para calcular la velocidad del sonido y cómo se encontró con discrepancias entre su teoría y los experimentos de su época. Se describe cómo Newton utilizó su teoría para predecir una velocidad específica del sonido y cómo, después de compararla con los resultados experimentales, encontró un error del 20%. Newton reflexionó sobre la situación y decidió ajustar su teoría para que coincidiera con los datos experimentales, un proceso que se denomina 'el baño de Newton'. Finalmente, se menciona que la verdadera razón de la discrepancia entre el cálculo de Newton y la velocidad medida del sonido es el calentamiento del aire al comprimirse, un efecto que no sería descubierto hasta un siglo después de su muerte.

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🔍 La corrección del cálculo de Newton

Este párrafo describe los pasos que Isaac Newton tomó para ajustar su cálculo de la velocidad del sonido después de encontrar una discrepancia con los resultados experimentales. Newton consideró factores como la densidad del aire y el espacio que ocupaban las moléculas del aire. A través de una serie de correcciones y ajustes, incluido considerar la presencia de vapor de agua en el aire, Newton logró un cálculo que se acercaba más a los resultados experimentales de 1.142 pies por segundo. Aunque su enfoque fue inusual para un científico, el ajuste que realizó Newton refleja su compromiso con la ciencia y la razón frente a lo mágico y lo oculto.

Mindmap

Keywords

💡Oscilaciones

Las oscilaciones son movimientos periódicos de una entidad alrededor de una posición de equilibrio. En el video, se relacionan con la propagación de ondas a través de diferentes medios como el aire o el agua, y son fundamentales para entender cómo se transmiten las ondas mecánicas.

💡Medio

El medio se refiere al material a través del cual se propagan las ondas, como el aire o el agua. Es crucial para determinar la velocidad y la forma en que se propagan las ondas, y es mencionado en el contexto de la propagación de sonido y la detección de ondas de gravedad.

💡Péndulo de Newton

El péndulo de Newton es un experimento que utilizó Isaac Newton para medir la velocidad del sonido. Consiste en un péndulo que emite un sonido al liberarse y medir el tiempo que tarda el sonido en rebotar en un pasillo y volver. Este concepto es central en la historia de la física y la medición de la velocidad del sonido.

💡Onda mecánica

Una onda mecánica es una perturbación que se propaga a través de un medio material, como el aire o el agua, sin transportar la materia misma. En el video, se discute cómo las ondas mecánicas se relacionan con la física y la naturaleza, y cómo se ven afectadas por la rigidez y la masa de los osciladores.

💡Velocidad del sonido

La velocidad del sonido es la rapidez con la que se propaga el sonido a través de un medio. En el video, se explora cómo Isaac Newton intentó medir esta velocidad y cómo su teoría fue comparada con los experimentos de su época, destacando la importancia de la presión y la densidad del aire.

💡Onda longitudinal

Una onda longitudinal es aquella en la que las partículas del medio se mueven en paralelo a la dirección de propagación de la onda. En el video, se menciona en relación con el sonido y cómo las partículas del aire se comprimen y expanden, creando una onda de presión.

💡Onda transversal

Una onda transversal es aquella en la que las partículas del medio se mueven perpendicularmente a la dirección de propagación de la onda. En el contexto del video, se diferencia de las ondas longitudinales y se menciona en relación con las ondas en un sólido.

💡Frecuencia

La frecuencia es la cantidad de ciclos completos de una onda que ocurren en un segundo y está inversamente proporcional al período de la onda. En el video, se relaciona con el tono de la música, donde una frecuencia más alta produce un tono más agudo.

💡Amplitud

La amplitud de una onda es la magnitud de la perturbación y representa la altura de una onda en su punto más lejano de la posición de equilibrio. En el video, se describe cómo la amplitud afecta el volumen del sonido y cómo se mantiene a medida que la onda se propaga.

💡Longitud de onda

La longitud de onda es la distancia entre dos puntos consecutivos en una onda que están en la misma fase de su ciclo, como el punto de máxima comprensión. En el video, se relaciona con la frecuencia y la velocidad del sonido, y se discute cómo una frecuencia baja produce una longitud de onda larga.

💡Ola

Una ola es una perturbación que se propaga a través de un medio, como el agua. En el video, se discuten las características de las olas, cómo se ven afectadas por la gravedad y la profundidad del agua, y cómo difieren de las ondas mecánicas en términos de su forma y el movimiento de las partículas del medio.

Highlights

Las oscilaciones pueden propagarse a través de un medio como el aire o el agua sin transportar materia.

Las perturbaciones mecánicas se llaman ondas mecánicas, que son una de los fenómenos naturales comunes en la física.

Experimentos según el estado del conocimiento son prueba de la pericia e ingenuidad de los físicos experimentales más agudos.

Un ejemplo de experimentos de vanguardia es el intento de detectar ondas de gravedad que provienen de estrellas.

Isaac Newton intentó medir la velocidad del sonido usando un péndulo simple y un pasillo de eco en Trinity College.

La velocidad del sonido no es infinita; por ejemplo, se puede observar el relámpago antes que oír el trueno.

El sonido es una onda que se propaga a una velocidad definida, y es una perturbación que viaja a través de un medio.

Las ondas mecánicas o impulsos pasan de un átomo a otro, similar a masas unidas por muelles.

La velocidad de una perturbación depende del medio que atraviesa y de la conexión entre partículas de materia.

Las ondas del sonido y del agua se propagan a velocidades distintas y varían incluso entre sí.

Las ondas mecánicas siguen los mismos principios básicos, independientemente del lugar donde se emitan.

Las ondas longitudinales y transversales son dos tipos de ondas mecánicas que varían en la forma de oscilación de las partículas.

Las olas oceánicas varían su velocidad dependiendo de la longitud de onda y la profundidad del agua.

La velocidad del sonido en el aire depende de la presión y la densidad del aire.

Isaac Newton desarrolló una teoría para la velocidad del sonido y la comparó con mediciones experimentales.

Newton ajustó su teoría de la velocidad del sonido para coincidir con las mediciones experimentales de su época.

El verdadero motivo de la discrepancia entre el cálculo de Newton y la velocidad medida del sonido es el calentamiento del aire al comprimirse.

Transcripts

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las oscilaciones pueden propagarse a

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través de un medio como el aire o el

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agua sin transportar materia

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estas perturbaciones mecánicas se llaman

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puntos

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en todos los tiempos hay algunos

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experimentos que solo son apenas

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posibles son experimentos según el

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estado del conocimiento

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son prueba de la pericia e ingenuidad de

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los físicos experimentales más agudos

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un ejemplo de nuestro tiempo sería el

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intento de detectar las ondas de

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gravedad que nos llegan de estrellas

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a finales del siglo 18 un experimento

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según el estado del conocimiento fue el

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medir la velocidad del sonido

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el sonido nos llega normalmente a través

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del aire si no hubiera ir en esta

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habitación ustedes no me dirían cuando

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hablo claro que si no hubiera aire aquí

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tendrían problemas más graves pero esa

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es otra historia

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el sonido se propaga muy rápidamente

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pero su velocidad no es infinita podemos

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decir que tarda algún tiempo porque

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podemos oír ecos por ejemplo sonidos que

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se reflejan en paredes alejadas y

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también vemos el relámpago antes de oír

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el trueno porque la luz viaja mucho más

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rápida que el sonido

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hace 300 años isaac newton fue una de

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las personas que intentó medir la

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velocidad del sonido

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su medida no crean que fue la mejor de

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su época la física experimental es un

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arte especial y éste no era el punto

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fuerte de newton

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pero como él era muy inteligente resulta

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interesante ver cómo intentó efectuar

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esta medición

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en el trinity college lugar donde vivía

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y trabajaba había un largo pasillo donde

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se producía eco

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y el trato de medir el tiempo que

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tardaba el sonido en ir y volver por el

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pasillo como instrumento para medir el

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tiempo utilizo un péndulo simple como

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recordarán el tiempo que tardó un

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péndulo en efectuar una oscilación

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completa depende de su longitud él se

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las arregló para emitir un sonido agudo

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en el preciso momento en que soltaba el

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péndulo si el péndulo volvía antes que

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el sonido es que era demasiado rápido y

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había que alargarlo si el sonido

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regresaba primero la oscilación del

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péndulo era muy lenta y había que

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acortarlo y de esta manera newtons se

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fue acercando más y más a la cantidad

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exacta de tiempo que tardaba el sonido

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en ir y volver por el pasillo midiendo

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de esta manera la velocidad del sonido

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hoy me gustaría darles una idea general

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de lo que es el sonido

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el sonido es una onda una perturbación

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que se propaga a una velocidad definida

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como las ondas de esta máquina y una

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buena manera de comenzar nuestra charla

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sobre ondas es con estos dos osciladores

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armónicos que están acoplados entre sí

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agua

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y luz

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y sonido

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incluso la presión todos ellos se

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propagan por ondas

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de hecho las ondas son uno de los

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fenómenos naturales comunes en el mundo

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de la física

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y la naturaleza no es la única que puede

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formar ondas la gente puede formar sus

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propias ondas y lo han estado haciendo

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durante mucho tiempo

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nueva york 1926 una gran bienvenida a

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gertrude era la primera mujer que cruzó

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a nado el canal de la mancha

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pero aquí ocurre algo más que lo que

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salta a la vista y es mucho menos lo que

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salta a la vista de la huésped de honor

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esta es una onda humana de choque con

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una onda frontal circular como los

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movimientos moleculares de una onda de

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sonido en un gas

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observen como la onda se mueve de una

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persona a la siguiente dejando un vacío

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parcial en su estela

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esta onda frontal no recurrente era

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inofensiva

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en y wittstock 1952 la prueba de la

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primera bomba de hidrógeno

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todo el mundo siente el calor de la

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primera onda de choque nuclear durante

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la guerra fría

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pero el fenómeno de emitir ondas es muy

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anterior a 1952 incluso anterior a 1926

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nos lleva al principio de los tiempos y

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al del universo mismo

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la gran explosión

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y desde el mismo principio de todo una

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perturbación en un lugar sea natural o

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no

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inevitablemente causa una reacción en

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otro lugar y así continúa una

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perturbación en el tiempo atmosférico en

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una región polar causa problemas en el

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paraíso de una isla tropical

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por lo que pensamos que con rojo

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la cadena de acontecimientos terrestres

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y fenómenos unidos por lazos

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infinitamente complejos podemos

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observarse mejor a distancia

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pero se comprenden mejor vistos de cerca

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y es así porque a pesar de lo complejo

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que se nos presenta el sistema hay un

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principio subyacente que comienza a

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explicar sus aspectos físicos

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cuando se unen simples sistemas

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mecánicos una perturbación en uno de

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ellos pasará al siguiente

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i

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i

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cuando se perturba cualquier sistema

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mecánico estable la respuesta de la

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naturaleza es el movimiento armónico

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simple

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esto es lo que sucede en el caso de un

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oscilador simple

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pero cuando se unen varios osciladores

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entre sí una perturbación en uno de

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ellos

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pasa al siguiente

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y así sucesivamente

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esta es la esencia de una honda mecánica

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a veces los osciladores mecánicos

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individuales son fáciles de percibir

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en muchos casos la onda misma se puede

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ver con más facilidad que los

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osciladores individuales

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tal vez resulte más sorprendente el

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hecho de que las ondas se propagan no

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solo a lo largo de la superficie del

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agua

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sino incluso

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a través del interior de un sólido

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cristalino

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la velocidad de una perturbación depende

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del medio que atraviesa y de la conexión

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entre una partícula de materia y la

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siguiente

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si la unión es débil la perturbación

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pasa lentamente

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si es fuerte la perturbación viaja

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rápidamente

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creo que la independencia de la

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velocidad o el medio el agua el aire o

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incluso un sólido todas las ondas que se

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propagan a través de cualquier medio se

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llaman ondas mecánicas

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las ondas mecánicas o impulsos pasan a

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través del cristal de un átomo a otro

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porque cada átomo está ligado a una

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posición de equilibrio por fuerzas

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eléctricas

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cuando se los perturba actúan

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mecánicamente de la misma forma que las

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masas unidas por muelles

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cuando un impulso se mueve a través de

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un sistema cada oscilador simple no se

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desplaza muy lejos pero la perturbación

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se propaga todo a lo largo

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a veces las oscilaciones mecánicas

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pueden ser más conmovedoras que

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perturbadoras

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pueden ser arte a la vez que ciencia y

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pueden contarse como tales

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los instrumentos musicales emiten ondas

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continuas a través del aire que pueden

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visualizarse y oírse

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unas masas unidas por muelles pueden no

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crecer una hermosa música pero el

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principio es el mismo y podemos

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describirlo utilizando unos pocos

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términos corrientes

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cada onda tiene una amplitud que es la

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magnitud de la perturbación y que se

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mantiene a medida que la onda se propaga

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y tiene una duración definida para cada

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ciclo completo

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llamado período

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la inversa del periodo se llama

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frecuencia

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el tono de la música depende de su

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frecuencia cuanto más alta sea la

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frecuencia más alto será el tono del

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sonido

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depende de la amplitud pero sin importar

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lo altos que sean los sonidos están

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siempre en movimiento e

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independientemente del tono del volumen

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todos los sonidos se propagan por el

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aire a exactamente la misma velocidad si

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no fuera así cada oyente hoy día una

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ejecución distinta

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bien

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ya sea el anda cortez allá

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a la larga y unidos cada uno tiene una

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distancia definida desde una comprensión

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a la siguiente llamada longitud de onda

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la longitud de onda es igual al periodo

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multiplicado por la velocidad de la onda

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o en otras palabras la frecuencia

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multiplicada por la longitud de onda es

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igual a la velocidad

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una baja frecuencia generó una longitud

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de onda larga pero la velocidad es la

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misma

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la velocidad de las ondas en el aire es

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siempre la misma con independencia de la

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frecuencia de la longitud de onda e

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incluso de su amplitud

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pero en este mundo no todas las ondas se

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dispersan igual

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las ondas del sonido y del agua se

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propagan a velocidades distintas y a

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diferencia de las ondas de sonido las

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olas pueden propagarse a velocidades

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distintas unas de otras

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a una distancia considerable de un

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continente lejos fuera en mar profundo

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las olas largas avanzan más rápidamente

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que las cortes

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pero cerca de la orilla las olas avanzan

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juntas y al margen de su longitud todas

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las olas disminuyen su velocidad a

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medida que se acercan la tierra

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en la mecánica de las ondas eso es así

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en definitiva

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porque en la tierra o en el mar en

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realidad en todas partes todas las ondas

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mecánicas siguen los mismos principios

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básicos

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dondequiera que se emitan ondas los

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osciladores armónicos responden y luego

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vuelven a su posición inicial los

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osciladores están unidos de forma tal

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que cada ciclo de 1 excita al oscilar

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que está a su lado que es lo que

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determina la velocidad con que se mueve

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la onda

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en el caso de masas conectadas por

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muelles la velocidad de la onda depende

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de la rigidez del muelle

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de la masa de cada oscilador y de la

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distancia de equilibrio entre ellas

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en el agua la gravedad es la fuerza que

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hace que el agua retorne a su posición

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inicial esa es la razón por la cual la

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gravedad determina la velocidad a la que

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viaja una ola pero así también la

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determina la propia longitud de onda

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si la profundidad del agua es mucho

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mayor que la longitud de onda

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su velocidad es aproximadamente igual a

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la raíz cuadrada de la aceleración de la

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gravedad

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multiplicada por la longitud de onda y

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dividida por 2

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en otras palabras las olas oceánicas

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largas se mueven rápidamente mientras

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que las ondas cortas se mueven más

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lentamente el resultado es que en aguas

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profundas las ondas largas pasan bajo

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los rizos de la superficie

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las olas ya sean largas o cortas

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difieren de las simples ondas mecánicas

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en otros aspectos

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por ejemplo las masas y los muelles

play17:08

pueden oscilar a lo largo de la

play17:09

dirección que los conecta se llaman

play17:12

ondas longitudinales

play17:15

y también se las puede hacer oscilar

play17:17

lateralmente

play17:22

estas se llaman ondas transversales

play17:28

pero las olas no son ondas

play17:31

longitudinales y transversales en vez de

play17:35

ello cada partícula del agua de la

play17:37

superficie da vueltas alrededor de un

play17:40

pequeño círculo cada uno de ellos

play17:42

levemente desplazado del siguiente dando

play17:45

en conjunto la familiar ondulación de la

play17:48

superficie del agua

play17:55

cuando una ola se acerca a la orilla

play17:59

entra en contacto progresivo con el

play18:02

lecho del mar que hace disminuir su

play18:05

velocidad

play18:06

y

play18:09

cuanto más cerca es de la superficie del

play18:12

fondo más lenta es la hora

play18:15

en aguas poco profundas la velocidad de

play18:18

la ola es aproximadamente igual a la

play18:21

raíz cuadrada de la aceleración de la

play18:23

gravedad multiplicada por la profundidad

play18:26

del agua

play18:27

cuando esto ocurre la parte gruesa de la

play18:30

onda se mueve más rápido que la parte

play18:33

delgada echando a perder la forma

play18:35

senoidal de la ola y por último haciendo

play18:38

que la ola rompa

play18:57

él

play19:04

las ondas sonoras pueden oírse pero no

play19:07

verse las ondas sonoras son generadas

play19:10

por algo que haga vibrar el aire o un

play19:14

objeto que vibre pone en movimiento el

play19:16

aire a su alrededor comprimiendo y

play19:19

expandiendo su densidad con cada

play19:21

vibración

play19:23

esa es la razón por la que una onda

play19:25

sonora generada lleva igual frecuencia

play19:28

que su fuente

play19:29

la fuerza que dirige a una onda sonora

play19:32

es debida al cambio de presión cuando la

play19:34

densidad del aire crece o decrece

play19:39

de la misma manera que la velocidad de

play19:41

las olas depende de la gravedad la

play19:44

velocidad del sonido depende de la

play19:45

presión y de la densidad del aire

play19:49

en el aire la velocidad del sonido es

play19:52

aproximadamente igual a la raíz cuadrada

play19:54

de la presión dividida por la densidad

play19:57

del aire

play20:05

por todo el mundo

play20:07

en el lugar más apacible y en el más

play20:10

violento

play20:12

incontables partículas de materia vibran

play20:14

al unísono

play20:16

y de acuerdo con los principios del

play20:18

movimiento armónico crean el fenómeno de

play20:23

la onda mecánica

play20:32

en fin ahora ya estamos en condiciones

play20:35

de comprender por que isaac newton

play20:37

jugaba con un péndulo en el pasillo del

play20:39

trinity college él había desarrollado su

play20:42

teoría de la velocidad del sonido y

play20:45

determinó que debía ser igual a la raíz

play20:48

cuadrada de la presión atmosférica

play20:50

dividida por la densidad del aire

play20:53

y cuando introdujo estos valores para

play20:55

hallar su valor el resultado fue

play20:59

novecientos setenta y nueve pies

play21:01

ingleses por segundo

play21:06

newton trataba de medir la velocidad

play21:07

para asegurarse de que su teoría era la

play21:09

correcta

play21:11

pero esta teoría que hizo newton no fue

play21:13

la mejor para esa época la mejor de esa

play21:15

época fue la realizada por william

play21:18

delahunt

play21:19

quien consiguió un resultado de 1.142

play21:24

pies ingleses por segundo

play21:29

y en este punto newton tuvo que hacer lo

play21:32

que todo científico debe hacer todas las

play21:34

veces tuvo que hacer un juicio de valor

play21:37

su teoría pronosticaba ese número el

play21:41

experimento dio esa medida y la pregunta

play21:43

es es correcta o incorrecta la

play21:46

coincidencia o no coincidencia de estos

play21:48

números es satisfactoria o no es

play21:50

satisfactoria

play21:53

hoy día mirando atrás retrospectivamente

play21:56

sabemos que lo que newton hizo fue un

play21:59

absoluto y sorprendente logro

play22:01

intelectual porque antes de newton no

play22:03

había nadie que tuviera ni idea de lo

play22:06

que sería la velocidad del sonido

play22:09

newton tuvo la idea la correcta idea de

play22:12

lo que era el sonido y calculó una

play22:14

velocidad que era correcta con un margen

play22:16

del 20 por ciento

play22:20

con lo cual debía haber quedado

play22:22

satisfecho

play22:23

newton reflexionó sobre esta situación y

play22:25

la encontró total y completamente

play22:27

inaceptable

play22:29

y esto fue así porque el empuje continuo

play22:33

de la revolución científica desde

play22:34

copérnico en adelante era arrojar lo

play22:37

mágico y lo oculto fuera de la ciencia

play22:41

newton había introducido en la ciencia

play22:43

su teoría de la gravitación en la cual

play22:46

invisibles fuerzas actuaban entre

play22:48

cuerpos separados entre sí por grandes

play22:50

distancias y con la absoluta nada entre

play22:53

esos cuerpos y eso la magia

play22:56

la defensa de newton de su propia teoría

play22:59

de la gravedad era decir que era

play23:00

correcta porque funcionaba bien es decir

play23:04

que daba precisas y correctas

play23:06

predicciones numéricas y eso dijo es la

play23:09

verdadera prueba para que la ciencia sea

play23:11

válida una idea

play23:13

pero si la coincidencia precisa es la

play23:15

prueba de la validez de su teoría de la

play23:17

gravitación también tendría que serlo de

play23:20

su teoría de la velocidad del sonido

play23:23

y su resultado estaba equivocado en un

play23:25

20%

play23:27

y newton se puso a la tarea de hacer

play23:30

correcta su teoría

play23:32

lo que él hizo tiene un nombre especial

play23:34

en ciencias se denomina al baño y es

play23:37

algo que un científico jamás hace

play23:39

este no es un apaño cualquiera es un

play23:42

apaño ha hecho por el gran isaac newton

play23:45

en el libro clásico de la ciencia en el

play23:48

propio principio

play23:50

les voy a contar lo que él hizo estén

play23:52

atentos lo primero que él dijo fue el

play23:56

sonido se propaga a 979 pies por segundo

play24:00

no a través del aire sino a través del

play24:02

espacio entre las moléculas del aire el

play24:05

sonido en realidad recorre una mayor

play24:06

distancia cada segundo porque las

play24:08

moléculas mismas están ocupando espacio

play24:12

cuánto espacio ocupan las moléculas él

play24:14

dijo sabemos que la densidad del aire es

play24:18

470 veces menor que la densidad del agua

play24:21

en otras palabras si imaginamos un

play24:24

volumen como este conteniendo aire dicho

play24:28

aire podría comprimir se en 1 partido

play24:30

470 de ese volumen una cosita como esta

play24:34

y si hiciésemos eso la distancia lineal

play24:36

que ocupaba sería un noveno de la

play24:39

distancia lineal original la distancia

play24:41

adicional que el sonido recorre en un

play24:43

segundo es 979 que dividido por nueve

play24:46

nos da un suplemento de 108 si se agrega

play24:50

esta cifra de esa otra se obtiene mil

play24:52

ochenta y ocho pies por segundo

play24:55

un resultado más cercano pero no bueno

play24:58

aún para newton entonces dice bueno el

play25:01

aire es 10 vapor de agua que como sabes

play25:04

no lo dice y por supuesto el agua no

play25:07

participa en este proceso porque no él

play25:10

no dice por qué no pero dice cuando

play25:13

dividimos por la raíz cuadrada de la

play25:15

densidad del aire cometimos un error

play25:16

debemos dividir por la raíz cuadrada de

play25:19

nueve décimos de la densidad del aire

play25:20

porque la décima parte restante es agua

play25:22

luego debemos agregar esto 1.088

play25:26

dividido por la raíz cuadrada de 09 es

play25:28

decir un 5% adicional

play25:30

alrededor de 55 pies si se añade 55 pies

play25:36

esta cifra se obtiene 1.143 pies por

play25:40

segundo que se parecen a los 1.142 pies

play25:44

por segundo y newton se quedó satisfecho

play25:46

de esa forma ser isaac newton hizo que

play25:49

la ciencia y la razón

play25:51

triunfarán sobre lo mágico y lo oculto

play25:54

hasta el próximo bien

play25:56

la verdadera razón de la discrepancia

play25:59

entre el cálculo de newton y la

play26:01

velocidad medida del sonido es que el

play26:03

aire se calienta cuando se le comprime

play26:05

causando una recuperación ligeramente

play26:08

más rápida que la esperada

play26:10

el efecto es tan sutil que no sería

play26:13

descubierto hasta un siglo después de la

play26:14

muerte de newton

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