Energía de las ondas: Intensidad y potencia 01
Por una cuerda cuya densidad lineal es 4,5 g/m se propaga una onda transversal de amplitud 2 mm y frecuencia 100 Hz. Siendo la velocidad de propagación 150 m/s, calcula:
a) Densidad de energía almacenada en la cuerda.
b) Intensidad de la onda.
Solución:
Datos: λ = 4,5·10 –3 kg/m; y0 = 2·10 –3 m; f = 100 Hz o s –1
a)
e = 2 π2 λ y02 f2 = 2 π2·4,5·10–3 (kg/m) ·4·10–6 m2·10 4 s–2 = 3,55·10–3 J/m
La suma de las energías de oscilación de las partículas contenidas en 1 metro de cuerda es 3,55·10 ̶ 3 J
b) Dato: v = 150 m/s
I = e v = 3,55·10–3 (J/m)·150 (m/s) = 0,53 W
Este apartado también se puede resolver mediante el siguiente razonamiento:
En un segundo la onda avanza 150 metros. Las partículas contenidas en este trayecto comienzan a oscilar, lo cual requiere una energía de 0,532 J (150 m·3,55·10 ̶ 3 J/m), por tanto la onda tendrá que transportar 0,532 J cada segundo.