PhysicsWaves para iOS

Por Andrew Duffy
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Descripción del desarrollador

La aplicación Waves consiste en una colección de cinco simulaciones diferentes que tratan sobre ondas viajantes, ondas estacionarias y batidos. Hay dos...

La aplicación Waves consiste en una colección de cinco simulaciones diferentes que tratan sobre ondas viajeras, ondas estacionarias y batidos. Hay dos simulaciones diferentes de ondas viajeras, una para ondas transversales y otra para ondas longitudinales. También hay dos simulaciones para ondas estacionarias, una para ondas transversales y otra para ondas longitudinales.Simulación 1 - Ondas Viajeras Transversales. Se muestran dos ondas viajeras independientes. Puedes ajustar la amplitud y la frecuencia de cada una de las ondas de forma individual. Esto simula el movimiento de las ondas que viajan a lo largo de cuerdas, por lo que también puedes investigar cómo ajustar la tensión aplicada a una cuerda y/o el peso de la cuerda (a través de la masa por unidad de longitud) afecta a la onda en esa cuerda.Simulación 2 - Ondas Estacionarias Transversales. Este es un modelo de ondas estacionarias en una cuerda que está fija (en otras palabras, sujeta en su lugar) en ambos extremos. Un ejemplo de tal cuerda sería una cuerda de guitarra o una cuerda de piano. Usando los botones, puedes elegir entre mostrar la onda estacionaria fundamental (la de menor frecuencia), o mostrar los segundos, terceros, cuartos o quintos armónicos de la fundamental. Las frecuencias de los armónicos son múltiplos enteros de la frecuencia de la fundamental. Ten en cuenta que la onda estacionaria es una superposición (suma) de dos ondas viajeras idénticas, una moviéndose hacia la derecha y otra moviéndose hacia la izquierda. Debido a que la cuerda está fija en ambos extremos, las ondas estacionarias deben tener nodos (puntos de movimiento cero) en los extremos.Simulación 3 - Batidos. El fenómeno de los batidos es otro ejemplo de superposición. En este caso, las dos ondas tienen frecuencias ligeramente diferentes, por lo que gradualmente pasan de estar completamente en fase entre sí (donde la onda resultante tiene una gran amplitud) a estar completamente fuera de fase entre sí (donde la onda resultante tiene una pequeña amplitud) y luego de vuelta a estar en fase nuevamente. El aumento y disminución de la intensidad del sonido de la onda es lo que llamamos batidos: la frecuencia de batido es igual a la diferencia de frecuencia entre las dos ondas individuales.Simulación 4 - Onda viajera longitudinal. Esta es una simulación de cómo las ondas sonoras se propagan a través del aire. La parte superior de la pantalla muestra una representación transversal de la onda viajera, con la representación longitudinal debajo de esa. La onda longitudinal se muestra pasando a través de un tubo, pero el tubo no es necesario. El movimiento de los puntos representa el movimiento promedio de todas las moléculas de aire que están en las cercanías de los puntos. Ten en cuenta que no hay un flujo neto de moléculas de aire en ninguna dirección: las moléculas oscilan alrededor de una posición de equilibrio, en promedio, para transferir la energía de la onda a través del aire.Simulación 5 - Ondas estacionarias longitudinales. Esta simulación muestra algunas de las diversas ondas estacionarias que pueden ocurrir en un tubo: este es un modelo de lo que sucede en instrumentos de viento como tubos de órgano, flautas, etc. Al igual que en la simulación 4, la parte superior de la pantalla muestra una representación transversal de la onda estacionaria, con la representación longitudinal mostrada debajo de esa. El extremo izquierdo del tubo siempre está abierto en esta simulación, y puedes elegir entre dejar el extremo derecho abierto o cerrarlo. En un extremo abierto, las moléculas de aire son libres de moverse, y la onda estacionaria tiene un anti-nodo (un punto de máxima desviación del equilibrio) para el desplazamiento de las moléculas. En un extremo cerrado, las moléculas no son libres de moverse, por lo que la onda estacionaria tiene un nodo para el desplazamiento de las moléculas (es decir, las moléculas no se mueven allí). Esto conduce a diferentes condiciones de resonancia para el tubo, por lo que las frecuencias que producen ondas estacionarias en un tubo abierto son diferentes de las frecuencias que dan ondas estacionarias cuando el tubo tiene un extremo cerrado.