En este artículo se explica qué es la velocidad de oscilación de una onda, también llamada velocidad de vibración. Además, podrás ver cómo calcular la velocidad de oscilación de una onda.
Índice
¿Qué es la velocidad de oscilación?
La velocidad de oscilación, o velocidad de vibración, es una magnitud que indica la velocidad a la que oscila una onda. Es decir, la velocidad de oscilación de una onda es la velocidad a la que la onda varia su elongación vertical.
En física, la velocidad de oscilación se suele representar con el símbolo vy.
Para entender bien el significado de la velocidad de oscilación, es importante entender que se trata de la velocidad vertical de la onda. La velocidad horizontal de la onda es la velocidad a la que avanza y, por tanto, se trata de otro tipo de velocidad. Más abajo veremos las diferencias entre estos dos tipos de velocidades.
Cabe destacar que la velocidad de oscilación de una onda no es constante, ya que cada partícula de la onda puede oscilar con una velocidad diferente.
Fórmula de la velocidad de oscilación
La velocidad de oscilación de una onda es igual a la derivada de la ecuación del movimiento de la onda respecto al tiempo. Por lo tanto, para calcular la velocidad de oscilación de una onda primero debemos hallar su ecuación del movimiento y, luego, derivarla respecto al tiempo.
Así pues, dada la ecuación que describe el movimiento de una onda:
La velocidad de oscilación de la onda se obtiene derivando la ecuación anterior respecto al tiempo:
Donde:
es la elongación de la onda.
es la elongación de la onda.
es la distancia desde el punto estudiado hasta el origen de la onda.
es el instante de tiempo.
es la amplitud de la onda.
es el número de onda.
es la frecuencia angular o pulsación.
es la fase inicial de la onda.
Nota: el signo que hay delante de la velocidad angular determina el sentido de avance de la onda. Si el signo es negativo significa que la onda se propaga hacia la derecha, por otro lado, si el signo es positivo quiere decir que la onda se desplaza hacia la izquierda.
Si analizamos la fórmula de la velocidad de vibración junto con su ecuación del movimiento, podemos determinar cuándo se produce la velocidad máxima. La velocidad de oscilación máxima se da cuando la partícula pasa por su posición de equilibrio (y=0), por otro lado, la velocidad de oscilación se anula cuando la partícula está en uno de los extremos de las oscilaciones (y=A o y=-A).
La unidad de la velocidad de oscilación en el Sistema Internacional (SI) es el metro partido por segundo (m/s).
Velocidad de oscilación y velocidad de propagación
Por último, veremos cuál es la diferencia entre la velocidad de oscilación y la velocidad de propagación de una onda, pues si bien estos dos tipos de velocidad están relacionados, se trata de dos conceptos diferentes.
La velocidad de propagación es la velocidad a la que se propaga una onda, es decir, la velocidad de propagación es la velocidad a la que avanza longitudinalmente una onda.
Por lo tanto, la diferencia entre la velocidad de oscilación y la velocidad de propagación es que la velocidad de oscilación es la velocidad vertical de las partículas de la onda, en cambio, la velocidad de propagación es la velocidad a la que la onda se propaga horizontalmente.
