Ejercicio - Intensidad y atenuación
Ejercicio de Movimiento ondulatorio
\(\textbf{Ejercicio.}\)
Considera una onda armónica transversal de frecuencia \( f = 0,25\,\text{Hz} \) y longitud de onda \(\lambda = 2\,\text{m}\) que se propaga en el sentido positivo del eje \(OX\) en el agua. Si se sabe que tiene una amplitud de \(3\,\text{cm}\), determina la densidad de energía. Dato: \(\text{densidad del agua} = 10^3\,\text{kg/m}^3\).
Solución de los Apartados
Considera una onda armónica transversal de frecuencia \( f = 0,25\,\text{Hz} \) y longitud de onda \(\lambda = 2\,\text{m}\) que se propaga en el sentido positivo del eje \(OX\) en el agua. Si se sabe que tiene una amplitud de \(3\,\text{cm}\), determina la densidad de energía. Dato: \(\text{densidad del agua} = 10^3\,\text{kg/m}^3\).
Solución: \(\textbf{Datos:}\) \[ \begin{align*} f &= 0,25\,\text{Hz} \\ \lambda &= 2\,\text{m} \\ A &= 3\,\text{cm} = 0,03\,\text{m} \\ \rho &= 10^3\,\text{kg/m}^3 \end{align*} \] \(\textbf{Fórmula para la densidad de energía:}\) \[ \epsilon = 2\pi^2 \rho f^2 A^2 \] \(\textbf{Sustituyendo los valores:}\) \[ \epsilon = 2\pi^2 \cdot 10^3 \cdot (0,25)^2 \cdot (0,03)^2 \] \[ \epsilon = 2 \cdot 9,8696 \cdot 10^3 \cdot 0,0625 \cdot 0,0009 \] \[ \epsilon \approx 1,11\,\text{J/m}^3 \] \(\textbf{Conclusión:}\) La densidad de energía de la onda es: \[ \epsilon \approx 1,11\,\text{J/m}^3 \]