Ondas armónicas

¿Qué tipos de generadores se utilizan en las distintas centrales de energía eléctrica? ¿Por qué? Indicar a que velocidades funcionan los generadores en las centrales y explicarlo de forma razonada.

En las centrales térmicas con combustibles convencionales (carbón, gas-oíl, gas,etc.) se emplean turbogeneradores con una velocidad de giro síncrona de 3000 rev/min (f = 50 Hz).

En las centrales termonucleares con reactores de agua en ebullición (BWR) se emplean turbogeneradores tetrapolares de 1500 rev/min (f = 50 Hz). Para reactores de agua a presión (PWR), se emplean turbogeneradores bipolares de 3000 rev/min (f =50 Hz).

Si los alternadores se accionan por turbinas hidráulicas o motores diésel, se habrán de tomar en consideración ejecuciones multipolares, cuyas velocidades de sincronismo pueden llegar a ser inferiores a 100 rev/min. Si los generadores se emplean en las centrales hidroeléctricas de acumulación y acumulación por bombeo tienen habitualmente velocidades de sincronismo de 600 rev/min a 750 rev/min. Mientras que las velocidades de sincronismo en las grandes centrales hidráulicas fluviales están dentro de 60 rev/min a 125 rev/min (f = 50 Hz).


/-Las fuerzas perpendiculares al vector desplazamiento no realizan trabajo. Por esta razón la fuerza normal ejercida por una superficie no realiza trabajo.  / -El trabajo es positivo cuando el ángulo que forman los vectores fuerza y desplazamiento es menor de 90º, y negativo cuando dicho ángulo es mayor de 90º.  / -El trabajo neto realizado por la suma las fuerzas que actúan sobre un cuerpo se invierte en variar la energía cinética.
/ – Cuando las fuerzas se oponen al desplazamiento (como habitualmente ocurre con la fuerza de rozamiento)
Su trabajo es negativo.
/ -Se dice que una fuerza es conservativa si el trabajo que realiza no depende de la trayectoria seguida, sino unicamente de los puntos inicial y final. Para estas fuerzas, el trabajo siempre se puede expresar como diferencia entre la energía potencial, inicial e final.
/ -La ley de conservación de la energa mecánica es muy útil cuando tenemos fuerzas conservativas y/o trayectorias curvilíneas. Pero antes de aplicarla nos debemos asegurar de que todas las fuerzas que realizan trabajo son consecutivas.

Relación 5:
El centro de masas de un sistema se mueve como si la masa total estuviese concentrada en él y allí actuase la resultante de todas las fuerzas externas aplicadas al sistema.  / -Un cambio brusco de la cantidad de movimiento implica una fuerza neta grande.  / -Para que se conserve la cantidad de movimiento en un sistema de partículas, la resultante de las fuerzas externas que actúan sobre él ha de ser igual cero.  / -En un choque, la energía cinética se conserva sólo a veces.  / -En un choque, las fuerzas internas son mucho mayores que las fuerzas externas y, por tanto, podemos afirmar que la cantidad de movimiento se conserva.  / -Si en un choque se disipa energía en forma de calor la energía cinética no se conserva.

Relación 6


-En un sólido rígido que gira, todas las partículas barren el mismo ángulo en el mismo tiempo.  / -El vector velocidad angular es paralelo al eje de rotación, y su sentido viene dado por el pulgar de la mano derecha cuando el resto de los dedos se cierran en el sentido de giro.  /


/-Los momentos de torsión respecto a diferentes puntos de un eje tienen la misma componente a lo largo del eje. / -Para que un sólido rígido esté en equilibrio, deben anularse todas las fuerzas externas que actúan sobre él y todos los momentos de torsión de esas fuerzas.  / -Cuando calcule momentos de inercia debe tener presente que esta magnitud depende del eje de giro que esté considerando.  / -Cuanto más lejos están los puntos materiales de un sólido del eje de giro, mayor será su momento de inercia.  / -En los movimientos de rodadura, la energía cinética se puede descomponer en energía cinética de traslacional del sólido como un todo, y energía cinética de rotación en torno al eje de giro que pasa por su centro de masas.  / -Cuando un cuerpo rueda sin deslizar el centro de masas se desplaza una longitud igual al arco girado. / -Cuando un cuerpo rueda sin deslizar los puntos del objeto rodante pasan por el punto de contacto con el suelo con velocidad cero.
Por esa razón, el rozamiento en esos puntos es estático, y la fuerza de rozamiento no realiza trabajo.

/ -Cuando una partícula se mueve en línea recta, su momento angular es proporcional a su masa, la rapidez con que se mueve y la distancia al punto respecto al que se calcula. / -Cuando un sólido rígido gira en torno a un eje de simetría, podemos afirmar que su momento angular será proporcional al vector velocidad angular. La constante de proporcionalidad entre ambos vectores (momento angular y velocidad angular) será el momento de inercia.
/ -Si sobre un sistema la suma de momentos de torsión debidos a fuerzas exteriores es nula, su momnt angular se conserva.

Relación 7


-Para que sistema ejecute movimientos periódicos es necesario que tenga una posición de equilibrio estable, y que al separarse de esa posición aparezca una fuerza recuperadora que trate de devolverlo a esa posición. / -La elongación es la separación de la posición de equilibrio.
/ -El periodo es el tiempo necesario para realizar una oscilación completa. / -La frecuencia es el número de oscilaciones por unidad de tiempo.
/ -El MAS es la proyección de un movimiento circular uniforme sobre un eje diametral. /


-La fase es argumento de la función seno o coseno, y la fase inicial (o constante de fase) es el valor de este argumento cuando el tiempo vale cero.
/ -Una propiedad del MAS es que la aceleración es proporcional a la distancia de separación de la posición de equilibrio.
De acuerdo con la segunda ley de Newton, la fuerza neta también debe ser proporcional a esa distancia.
/ -Un muelle obedece la ley de Hooke si el alargamiento es proporcional a la fuerza aplicada. / -En el MAS, el periodo no depende de la amplitud.
/ -Una propiedad del MAS rotatorio es que la aceleración angular es proporcional al ángulo de separación de la posición de equilibrio.
De acuerdo con la ley de la dinámica de rotación, el momento de torsión neto también debe ser proporcional a ese ángulo.  / -En una oscilación libre, la frecuencia de oscilación depende de las carácterísticas intrínsecas del sistema. En las oscilaciones forzadas, la frecuencia de oscilación coincide con la frecuencia de la perturbación externa.

/ -En una oscilación libre, la amplitud de oscilación depende de la distancia respecto a la posición de equilibrio. En las oscilaciones forzadas, la amplitud de oscilación depende de la frecuencia de la perturbación externa./ -Cuando en una oscilación forzada la frecuencia de la perturbación es muy parecida a la frecuencia natural, la amplitud de las oscilaciones puede hacerse muy grande. Este fenómeno se denomina resonancia.

Relación 8:
Una onda es una perturbación que se propaga por el espacio. / -El medio por el que se propagan las ondas mecánicas es material.
Estas ondas no pueden propagarse por el vacío.  / -Las ondas electromagnéticas pueden propagarse por el vacío porque los campos eléctricos y magnéticos pueden propagarse por el vacío. / -Las ondas armónicas de caracterizan porque pueden describirse por funciones seno o coseno con una frecuencia bien definida. / -En las ondas transversales la dirección de la vibración es perpendicular a la dirección de propagación. En las ondas longitudinales la dirección de la vibración es paralela a la dirección de propagación.
/ -Atendiendo a la dirección de vibración, el sonido es una onda longitudinal.
/


-El frente de ondas es el lugar geométrico que forman aquellos puntos adyacentes que están en el mismo estado de vibración. / -En el movimiento ondulatorio se transporta energía y cantidad de movimiento pero el medio en el que se propaga no se mueve en su conjunto (no hay transporte neto de materia)
. / -Una forma útil de describir la energía transportada por una onda tridimensional es el concepto de intensidadd que se define como la rapidez media con la que la onda transporta energía, por unidad de área, a través de una superficie perpendicular a la dirección de propagación. Es decir, la intensidad es la potencia media por unidad de superficie.
/ –

Si las ondas se propagan igualmente en todas las direcciones a partir de la fuente, como ocurre en las ondas esféricas, la intensidad es inversamente proporcional al cuadrado de la distancia a dicha fuente / -Si dos o más ondas se superponen en la misma regíón del espacio, el efecto resultante se denomina interferencia
. Si las fases de las ondas incidentes difieren en un múltiplo entero de 2pi, las amplitudes de las ondas se suman y la interferencia será constructiva. Si las fases difieren un múltiplo impar de pi, las amplitudes se restan y la interferencia será destructiva. /

/ -Cuando se produce la interferencia de dos ondas con igual amplitud, frecuencianº de onda y dirección propagación y sentido contrario se produce una interferencia conocida como onda estacionaria.
El patrón de dicha onda se caracteriza por tener puntos que nunca se mueven denominados nodos separados por una distancia de media logitud de onda.
A medio de camino entre los mismos hay unos puntos llamados antinodo donde la amplitud del movimiento es máximo.

Subamortiguado:


Cuando la fuerza retardadora es pequeña, es decir cuando b/2m<>0 , se conserva el carácter oscilatorio pero la amplitud disminuye con el tiempo hasta detenerse.

Críticamente amortiguado

Cuando b/2m= W0 , el sistema no oscila. Una vez se suelta del reposo, el sistema se aproxima a su posición de equilibrio, pero no pasa por ella.

Sobreamortiguado:

Cuando b/2m> W0 ,el sistema se aproxima a su posición de equilibrio, empleando más tiempo.

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