1. ¿Qué es una a una onda estacionaria y como se producen?Una onda estacionaria es el resultado de la superposición de dos movimientos ondulatorios armónicos de igual amplitud y frecuencia que se propagan en sentidos opuestos a través de un medio. Pero la onda estacionaria NO ES una onda viajera, puesto que su ecuación no contiene ningún término de la forma kx-wt.

Para ilustrar la formación de ondas estacionarias analizaremos el caso de una onda transversal que se propaga en una cuerda sujeta por sus extremos en el sentido de izquierda a derecha (→); esta onda incide sobre el extremo derecho y se produce una onda reflejada que se propaga en el sentido de derecha a izquierda (←). La onda reflejada tiene diferencias de fase de π radianes respecto al incidente. L superposición de las dos ondas, incidentes y reflejada, da lugar, en ciertas condiciones a ondas estacionarias.

Significado físico de la superposición de las dos ondas, incidente y reflejada:

Como los puntos extremos de la cuerda están fijos, la vibración en ellos tiene que ser nula; es decir si la cuerda donde se propaga las ondas tiene longitud L, en los extremos x=0 y x=L han de verificarse en cualquier instante las condiciones siguientes:

Y|x=0 = 2Asen(0) = 0 Y|x=0= 2Asen(KL)=0

De la condición expresada tenemos:

kL = nπ (n = entero) --------------> (2 π / λ) L= n π---------> L= n(λ/2)

Esto quiere decir que aparecen ondas estacionarias solo en aquellos casos que cumplan la condición de que la longitud de la cuerda sea múltiplo entero de la semilongitud de onda.

Ejemplos de ondas estacionarias:

2. Explique la diferencia entre una onda transversal y una longitudinal.Onda trasversal:

Es una onda en movimiento en la que las vibraciones son perpendiculares a la dirección de propagación de la onda. Las ondas transversales pueden ser mecánicas, como las ondas que se propagan a lo largo de una cuerda tensa cuando se produce una perturbación en uno de sus extremos o electromagnéticas, como la luz, los rayos X o las ondas de radio. En esos casos, las direcciones de los campos eléctrico y magnético son perpendiculares a la dirección de propagación.

Algunos movimientos ondulatorios mecánicos, como las olas superficiales de los líquidos, son combinaciones de movimientos longitudinales y transversales, con lo que las partículas de líquido se mueven de forma circular.

Ondas longitudinales:

Las ondas se clasifican según la dirección de los desplazamientos de las partículas en relación a la dirección del movimiento de la propia onda. Si la vibración es paralela a la dirección de propagación de la onda, la onda se denomina longitudinal. Las ondas longitudinales reciben también el nombre de ondas de presión u ondas de comprensión. Las ondas sonoras son un ejemplo típico de esta forma de movimiento ondulatorio, también las ondas sísmicas de tipo P en un terremoto.

3. ¿Qué aplicaciones hay en la actualidad del experimento de Melde?Si bien el experimento de Melde permitió el reconocimiento y estudio de las ondas estacionarias, ello no quedó limitado a ese campo. Las ondas estacionarias son un fenómeno con implicaciones muy importantes en el campo de la acústica y el fenómeno de la reflexión e interferencia constructiva de las ondas.

Sonar: El sonar es, básicamente, un sistema de navegación y localización similar al radar pero que, en lugar de emitir señales de radiofrecuencia, emite impulsos ultrasónicos.

Ecografía:La ecografía es un procedimiento de radiología que emplea los ecos de una emisión de ultrasonidos dirigida sobre un cuerpo u objeto como fuente de datos para formar una imagen de los órganos o masas internas con fines de diagnóstico. Un pequeño instrumento similar a un micrófono llamado transductor emite ondas de ultrasonidos.

Telecomunicaciones:Al realizarse una transmisión de televisión o una comunicación radial o telefónica, se producen las ondas estacionarias.

Música:Los tubos de caña o de otras plantas de tronco hueco, constituyeron los primeros instrumentos musicales. Emitían sonido soplando por un extremo. El aire contenido en el tubo entraba en vibración emitiendo un sonido.

4. ¿Qué es la levitación sonara? ¿De qué manera es utilizado el concepto de ondas estacionarias?

. La levitación acústica, consiste en mantener un objeto suspendido en el aire mediante ondas sonoras. Un ejemplo sencillo seria utilizando dos pequeños altavoces enfrentados que generan ondas sonoras cuya frecuencia se encuentra justo por encima de lo que el oído humano es capaz de percibir, 22 kHz. Si se alinean de forma precisa ambos altavoces y se ajustan las ondas de forma que tengan la misma amplitud y frecuencia, se crean dos movimientos ondulatorios en sentidos opuestos que interfieren uno con otro, dando lugar a una onda estacionaria.

. La principal característica de una onda estacionaria es que a lo largo de la misma hay diversos puntos, llamados nodos, que permanecen inmóviles. Un nodo se corresponde con aquel punto en el que la cresta de una onda -la parte más alta- coincide con el valle de la otra -la parte más profunda-, cancelándose ambas. Esto es lo que se llama interferencia destructiva.

En ausencia de gravedad, las gotas de un líquido con el tamaño, la densidad y la tensión superficial adecuadas descansarían plácidamente en los nodos sin moverse. Ahora bien, cuando se realiza este experimento en la Tierra hay que tener en cuenta también la acción de la gravedad. Pero si la onda sonora tiene la energía suficiente –cuanta más frecuencia tenga, mayor es su energía-, entonces sí es capaz de compensar la atracción gravitatoria, gracias a lo que se conoce como presión de radiación. En ese

caso, el punto de equilibrio quedaría un poco por debajo del nodo.

Además de resultar muy espectacular, la levitación acústica también tiene sus aplicaciones. Por ejemplo, puede servir para suspender en el aire pequeñas gotas de materiales fundidos con el fin de que se vayan enfriando y endureciendo. O mantener estático un objeto y poder manipularlo en determinados trabajos de precisión, como la fabricación de pequeños componentes electrónicos. También se emplea  para analizar muestras que no pueden entrar en contacto con un recipiente, ya sea por riesgo de contaminación o de reacción química.5. Si hacemos el experimento de Melde de manera vertical, ¿Variará el resultado del experimento?