Una onda lleva energía y una forma de un sitio a otro mientras el material solo va y viene. Su frecuencia, su longitud de onda y su velocidad están ligadas: v = f·λ, T = 1 ÷ f.
Una onda transporta una forma y energía, mientras la cuerda solo sube y baja. Cronometra un pulso, mira cómo una cinta no se mueve del sitio, lee la amplitud, suma dos pulsos que se encuentran y atrapa un eco.
La onda de una piedra se encoge a medida que crece su anillo, porque la misma energía se reparte por un anillo cada vez más largo. Halla la altura lejos, la energía por metro, dónde baja a 1 cm y compara una onda recta.
Una onda lleva energía por una cuerda hasta un absorbedor en el otro extremo. Duplica la amplitud, duplica también la frecuencia, calcula los vatios, halla la amplitud que mantiene la potencia y prueba una cuerda más pesada.
Una barra toca el agua 8 veces por segundo y envía ondas rectas por la cubeta. Cuenta los huecos entre crestas, lee una foto a mitad de tamaño, halla la velocidad con v = f·λ, frena las ondas en la parte poco profunda y cronometra su travesía.
Un motor agita un extremo de una cuerda y la llena de ondas. Cuéntalas para hallar la longitud de onda, relaciónala con la frecuencia mediante v = f·λ, agita más rápido, mide el periodo en una cuenta y prueba una amplitud mayor.
La nota de una cuerda es su frecuencia, f = v ÷ (2·L). Halla la nota de una cuerda de guitarra, acórtala a la mitad para subir una octava, písala para dar otra nota, ténsala y mide una vibración, con un afinador para comprobarlo.
Un estroboscopio ilumina una onda en movimiento un instante, una y otra vez. Con un destello por ciclo se congela; si el ritmo difiere un poco, avanza a f − f_s. Congela una onda, lee su avance, mide una frecuencia, para una rueda y halla una velocidad.
Un surfista que espera en un sitio sube con cada cresta que pasa, una vez por periodo, T = λ ÷ v. Mide la espera, cuenta olas por minuto, halla la velocidad y la separación del mar de fondo y pasa el periodo a frecuencia.
El mar de un puerto sube y baja con un periodo de unas 12 h 25 min. Mide cuatro mareas, halla la bajamar, cuenta pleamares en un día, descubre por qué la pleamar llega 50 minutos más tarde cada día y halla la longitud de onda de la marea.
Un pulso en una cuerda tensa corre a v = √(F ÷ μ): más rápido con más tensión, más lento en una cuerda más pesada. Halla la velocidad de un pulso, descubre por qué cuadruplicar la tensión solo la duplica, halla la tensión que pide una velocidad y cronometra un pulso.
Un tsunami es tan largo que se mueve toda la profundidad del mar, y su velocidad es v = √(g·h). Halla su velocidad sobre un océano profundo, pásala a km/h, cronometra un cruce de 2000 km, míralo frenar cerca de la costa y deduce la profundidad.
Sacude un muelle de lado a lado y cada espira se mueve de través: una onda transversal. Empújalo y tira de él y cada espira se mueve a lo largo, agrupándose en compresiones: una onda longitudinal. Halla el ángulo del movimiento, la separación de las compresiones y su velocidad.
Un terremoto envía una onda P longitudinal y rápida y una onda S transversal y más lenta. El retraso entre ellas dice a una estación a qué distancia ocurrió. Halla esa distancia, los tiempos de llegada, cómo sacude la onda S y su velocidad.
Un eco es sonido que rebotó, así que recorre la distancia dos veces: d = v·t ÷ 2. Sondea el fondo del mar con un sonar, encuentra la polilla de un murciélago, cronometra el eco de un acantilado, mide la velocidad del sonido en el mar y localiza un banco de peces.
Una onda sale de una pared con el mismo ángulo con que llegó. Un pulso en una cuerda vuelve invertido desde un extremo sujeto y derecho desde uno libre. Halla el ángulo de salida, apunta una carambola, predice cómo vuelve cada pulso y cronometra un viaje de ida y vuelta.
Las olas frenan en aguas poco profundas. Su frecuencia no cambia, así que su longitud de onda se acorta, y si llegan en ángulo se doblan: refracción. Halla la nueva longitud de onda, la frecuencia, el ángulo, la velocidad y la profundidad sobre un banco de arena.
La luz va más despacio en el agua, así que se dobla al cruzar la superficie: n₁·sin θ₁ = n₂·sin θ₂. Un pez parece menos profundo de lo que está. Halla la profundidad real de un pez, el ángulo de un láser en el agua, dónde apuntar, el índice de un líquido y el ángulo límite.
Dos altavoces que tocan la misma nota llenan una sala de puntos fuertes y silenciosos. Hay silencio donde uno está media onda más lejos que el otro: Δd = (n + ½)·λ. Halla puntos silenciosos y fuertes, una frecuencia, una longitud de onda y qué hace un altavoz invertido.
Dos notas de tono cercano entran y salen de fase, así que el sonido crece y se apaga |f₁ − f₂| veces por segundo. Los afinadores escuchan cómo las pulsaciones se frenan y paran. Halla una frecuencia de pulsación, un reajuste, el tiempo entre pulsaciones, alta o baja y una diferencia de tono.
Las olas se abren al pasar por una abertura, sobre todo cuando mide más o menos una longitud de onda. Lejos de ella, la primera dirección en calma cumple sin θ = λ ÷ a. Halla direcciones en calma, la abertura que calma un barco, una longitud de onda y cuándo las olas llenan todo el puerto.
La luz que pasa por una rendija estrecha se abre en una franja brillante con franjas oscuras a los lados. La primera franja oscura está a y = λ·L ÷ a del centro. Halla una franja oscura, la anchura de la franja central, la anchura de una rendija, la longitud de onda de un láser y la segunda franja oscura.
Una sirena en movimiento junta sus ondas sonoras por delante y las estira por detrás, así que suena más aguda al acercarse y más grave al alejarse: f' = f·v ÷ (v ∓ v_s). Halla el tono al acercarse y al alejarse, la velocidad de una ambulancia, la nota de una sirena y una octava.
Cada patada lanza un anillo desde donde está el pato, así que los anillos se apiñan delante y se separan detrás: λ' = (v ∓ v_s) ÷ f. Si va más rápido que sus ondas, el pato forma una ola de proa en V. Halla separaciones, una velocidad, un ritmo de pataleo y el ángulo de una ola de proa.
Los decibelios cuentan potencias de diez: L = 10·log(I ÷ I₀), así que cada 10 dB es diez veces la intensidad, y al doble de distancia suena unos 6 dB menos. Halla el nivel de diez altavoces, la bajada con la distancia, una razón de intensidades, un nivel y una distancia.
Una botella es un tubo cerrado por un extremo: su columna de aire contiene un cuarto de onda, así que f = v ÷ 4L. Si echas agua, la columna se acorta y el tono sube. Halla la nota de una botella, la nota tras echar agua, una longitud de columna, cuánta agua echar y la siguiente nota.
La radio, el wifi y las microondas son ondas que viajan a 3 × 10⁸ m/s. Usa λ = c ÷ f para hallar sus longitudes de onda, dimensiona una antena de un cuarto de onda, separa los puntos calientes de un microondas y mira por qué las antenas de AM son tan altas.
El sonido es una onda de compresiones en el aire que viaja a 340 m/s. Ralentiza una nota para ver su longitud de onda y su periodo, y usa la velocidad del sonido para localizar una tormenta por su trueno y un acantilado por su eco.