sábado, 21 de abril de 2012

Pulsos triangulares viajeros

Un pulso de onda es una onda que no se repite. Si ese puso se desplaza al pasar el tiempo, decimos que es un pulso viajero.


La gran ola de Kanagawa; obra a pincel sobre seda del pintor japonés Katsushika Hokusai (1760- 1849), publicada entre 1830 y 1833.
Las obras de Hokusai influyeron fuertemente sobre los artistas impresionistas europeos (como Henri de Toulouse Lautrec), que recibieron sus pinturas en la década de 1870.

La ola de Hokusai es un ejemplo de un pulso triangular viajero.

Podemos aproximar matemáticamente la pintura de Hokusai a la línea roja de la derecha.
Esa línea se puede dibujar en un par de ejes cartesianos X-Y como vemos a continuación.


En el instante t = 0 el pulso se encuentra como muestra la línea roja, Se trata simplemente de una función lineal o función de primer grado del tipo
                                     
                                                   y = Ax + B

siendo A la pendiente de la gráfica y B la ordenada al origen.
Si el pulso se mueve hacia la derecha, al pasar el tiempo la ordenada al origen B es cada vez más negativa. Puede demostrarse (lo haremos en el curso) que

                                                   B = - AVt

Uniendo entonces ambas igualdades, obtendremos esta función para el pulso triangular viajero

                                                  y = Ax - Avt

Propiedades y observaciones:

(i)  La función elongación (y) del pulso viajero es una función de dos variables independientes: la posición
horizontal (x) y el tiempo (t).
A medida que el pulso se desplaza, la función de la recta va cambiando.

(ii) Si el pulso se desplaza hacia la derecha, el signo del término AVt es negativo.
     Si se desplazara hacia la izquierda, tendría signo positivo.

(iii) Si se dividen los coeficientes de t y de x, obtendremos la velocidad de la onda.
      En efecto: AV/A = V.
    
Estas propiedades son aplicables a todas las ondas, y no solamente al pulso triangular.