Ondas en fluidos (Fluidos)

Generación y propagación de ondas acústicas y de gravedad en medios fluidos compresibles.

Idea general del tema

Un fluido puede transmitir perturbaciones en forma de ondas. En la superficie de un líquido, la gravedad y la tensión superficial las restituyen y producen ondas superficiales; en el interior de un gas o un líquido, la compresibilidad produce ondas longitudinales de presión, que son el sonido.

El tema describe esos dos tipos de ondas, sus velocidades de propagación y la forma en que las partículas se mueven, y introduce el sonido como caso fundamental de onda longitudinal en un fluido.

Qué vas a comprender de verdad

Al terminar sabrás distinguir ondas superficiales de longitudinales, calcular la velocidad del sonido en un fluido a partir del módulo de compresibilidad y la densidad, y reconocer por qué las superficiales dependen de la profundidad.

También sabrás relacionar frecuencia, longitud de onda y velocidad.

Ruta didáctica recomendada

1. Ondas superficiales: ondas en la interfaz entre un líquido y el aire, con movimiento circular de las partículas.
2. Ondas longitudinales: ondas de compresión en el interior de un fluido, con vibración en la dirección de propagación.
3. Introducción al sonido: velocidad del sonido, intensidad y frecuencias audibles.

Criterio físico que debes adquirir

El criterio esencial es no confundir el movimiento de la onda con el del fluido: la onda avanza, pero cada partícula solo oscila alrededor de su posición. La velocidad del sonido es v = √(K/ρ), y en un gas depende de la temperatura, no de la presión por sí sola.

Conexión con problemas reales

• olas y oleaje.
• acústica y ultrasonidos.
• sonar y ecografía.
• ruido y arquitectura.

Objetivo final del tema

El objetivo final es entender cómo se propagan las perturbaciones en un fluido y calcular velocidades y longitudes de onda en cada caso.