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Quiebre de olas
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La corriente de aire sobre el océano impulsa el movimiento en el agua, generando olas que, ante fluctuaciones, muestran un comportamiento distinto dependiendo de la profundidad. Este fenómeno es conocido como el quiebre de las olas. Este quiebre ocurre porque la velocidad de propagación de la ola es mayor en zonas de mayor profundidad. Así, al acercarse a la costa, las olas provenientes de áreas más profundas tienden a sobrepasar a las de zonas menos profundas, generando el típico quiebre de la ola.
ID:(1632, 0)
Mecanismos
Iframe
Mecanismos
ID:(15639, 0)
Quiebre de la ola en la playa
Descripción
Cuando una ola alcanza la playa, comienza a elevarse mientras se desplaza hacia arriba de la pendiente de la playa, volviéndose cada vez más superficial y, por lo tanto, más lenta. Una segunda ola que le sigue tiende a elevarse sobre la ola anterior. Debido a que el agua se vuelve más profunda en esta situación, la segunda ola es más rápida y tiende a sobrepasar a la ola que llegó primero a la playa. Esta interacción entre las olas provoca la ruptura de las olas, creando el fenómeno conocido como rompiente.
ID:(12308, 0)
Frecuencia angular
Concepto
Recordando que la velocidad angular representa el ángulo recorrido por unidad de tiempo, se puede observar que la expresión
$\displaystyle\frac{2\pi}{T}$
corresponde a una vuelta completa ($2\pi$) dividida por el tiempo la período ($T$), necesario para completar un ciclo. Por esta razón, se define la frecuencia angular ($\omega$) como
| $ \omega = \displaystyle\frac{2 \pi }{ T }$ |
ID:(15648, 0)
Vector de onda
Concepto
El vector de onda ($k$) es el factor que multiplica la posición y corresponde al valor para el cual, si la onda se desplaza a lo largo de un largo de onda ($\lambda$), retoma la misma forma que tenía inicialmente. Para que esto ocurra, se debe cumplir que:
$kx = k\lambda = 2\pi$
Por lo tanto, con el largo de onda ($\lambda$), establecemos que:
| $ k =\displaystyle\frac{2 \pi }{ \lambda }$ |
ID:(15647, 0)
Velocidad de fase de las olas
Concepto
La velocidad de las olas depende de la profundidad del agua y del factor el vector de onda ($k$), que se calcula usando el largo de onda ($\lambda$) de la siguiente manera:
| $ k =\displaystyle\frac{2 \pi }{ \lambda }$ |
En relación con el velocidad de fase ($c_p$), que corresponde a la velocidad a la que se desplaza cada cresta de la ola, esta se puede determinar utilizando el profundidad del océano ($h$) y la aceleración gravitacional ($g$). El velocidad de fase ($c_p$) se calcula como:
| $ c_p =\sqrt{\displaystyle\frac{ g }{ k } \tanh( k h )}$ |
La velocidad de fase, en este contexto, se refiere a la velocidad a la que se desplaza una oscilación o una onda específica.
ID:(15649, 0)
Velocidad de grupo de las olas
Concepto
Las olas tienen una velocidad que depende de la profundidad del agua y del factor el vector de onda ($k$), calculado usando el largo de onda ($\lambda$) de la siguiente manera:
| $ k =\displaystyle\frac{2 \pi }{ \lambda }$ |
Para el velocidad de grupo ($c_g$), que representa la velocidad a la que se mueve el conjunto del tren de olas y no cada ola individualmente, se puede calcular utilizando el velocidad de fase ($c_p$). Esta última se determina con el profundidad del océano ($h$) y la aceleración gravitacional ($g$), de la siguiente forma:
| $ c_p =\sqrt{\displaystyle\frac{ g }{ k } \tanh( k h )}$ |
Finalmente, utilizando esta información, se puede calcular el velocidad de grupo ($c_g$) mediante la siguiente expresión:
| $ c_g =\displaystyle\frac{ c_p }{2}\left(1 + \displaystyle\frac{2 k h }{\sinh(2 k h )}\right)$ |
La velocidad de grupo es la velocidad a la que el tren o grupo de olas se desplaza en el medio acuático.
ID:(15650, 0)
Velocidades de ondas
Imagen
Existen dos velocidades características en la mecánica de ondas. Por un lado, está la velocidad con la que se desplaza una onda específica, que puede variar según la frecuencia, diferenciándose así de una onda a otra.
El segundo tipo de velocidad es la de un paquete de ondas, es decir, un conjunto de ondas de diferentes frecuencias y fases que, al superponerse, forman un grupo que se mueve como una unidad. Esta velocidad es conocida como velocidad de grupo.
Ambas velocidades se pueden observar en esta animación:
ID:(15651, 0)
Descripción de la ola
Concepto
Una ola se puede describir aproximadamente como una función sinusoidal dependiendo de las variables el posición ($x$) y el tiempo ($t$).
La función considera los valores de el altura de la ola ($z$) en cada punto, así como el altura máxima de la ola ($z_0$), el vector de onda ($k$), y el frecuencia angular ($\omega$):
| $ z ( x , t ) = z_0 sin( k x - \omega t )$ |
ID:(15646, 0)
Modelo
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Variables
Parámetros
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, luego, seleccione la variable: 
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Cálculos
Variable 
Dado Calcule 
Objetivo : Ecuación A utilizar Ecuación
$ c_g =\displaystyle\frac{ c_p }{2}\left(1 + \displaystyle\frac{2 k h }{\sinh(2 k h )}\right)$
c_g = c_p*(1 + 2* k * h / sinh( 2 * k * h ))/2
$ c_p =\sqrt{\displaystyle\frac{ g }{ k } \tanh( k h )}$
c_p =sqrt( g * tanh( k * h ) / k )
$ k =\displaystyle\frac{2 \pi }{ \lambda }$
k = 2* pi / lambda
$ \omega = \displaystyle\frac{2 \pi }{ T }$
omega = 2* pi / T
$ z ( x , t ) = z_0 sin( k x - \omega t )$
z_xt = z_0 *sin( k * x - omega * t )
ID:(15644, 0)
Descripción de la ola
Ecuación
Una ola se puede describir aproximadamente como una función sinusoidal dependiendo de las variables el posición ($x$) y el tiempo ($t$).
La función considera los valores de el altura de la ola ($z$) en cada punto, así como el altura máxima de la ola ($z_0$), el vector de onda ($k$), y el frecuencia angular ($\omega$):
| $ z ( x , t ) = z_0 sin( k x - \omega t )$ |
ID:(12307, 0)
Vector de onda
Ecuación
El vector de onda ($k$) es con el largo de onda ($\lambda$) igual a:
| $ k =\displaystyle\frac{2 \pi }{ \lambda }$ |
ID:(12309, 0)
Frecuencia angular
Ecuación
La frecuencia angular ($\omega$) es con la período ($T$) igual a
| $ \omega = \displaystyle\frac{2 \pi }{ T }$ |
ID:(12335, 0)
Velocidad de fase de las olas
Ecuación
El velocidad de fase ($c_p$) corresponde a la velocidad a la que se desplaza cada cresta de la ola, la cual se puede determinar utilizando los valores de el profundidad del océano ($h$), el largo de onda ($\lambda$) y la aceleración gravitacional ($g$). La velocidad el velocidad de fase ($c_p$) se calcula de la siguiente manera:
| $ c_p =\sqrt{\displaystyle\frac{ g }{ k } \tanh( k h )}$ |
ID:(12305, 0)
Velocidad de grupo de las olas
Ecuación
El velocidad de grupo ($c_g$) se calcula utilizando los valores de el vector de onda ($k$), el profundidad del océano ($h$) y la aceleración gravitacional ($g$) de la siguiente manera:
| $ c_g =\displaystyle\frac{ c_p }{2}\left(1 + \displaystyle\frac{2 k h }{\sinh(2 k h )}\right)$ |
ID:(12304, 0)