Me gustaría describir un escenario en el que un pulso de onda se propaga por una cuerda.
Consideremos una cuerda larga con un extremo fijado a una pared y el otro sostenido por una persona. Supongamos que la persona mueve un poco la mano hacia arriba y hacia abajo, produciendo un bulto en la cuerda cerca de su mano. La operación dura muy poco tiempo, digamos una décima de segundo, tras lo cual la persona sigue sosteniendo la cuerda en la mano.
Ahora, quiero proceder con la definición de pulso de onda en la cadena. Cuando una perturbación se localiza sólo en una pequeña parte del espacio a la vez, decimos que un pulso de onda atraviesa esa parte del espacio. Esto ocurre cuando la fuente que produce la perturbación (la mano, en este caso) sólo está activa durante un breve espacio de tiempo.
Si la fuente está activa durante un tiempo prolongado repitiendo su movimiento varias veces, obtenemos un tren de ondas o un paquete de ondas. Por ejemplo, si la persona de la figura (15.2) decide hacer vibrar su mano arriba y abajo 10 veces y luego se detiene, se producirá en la cuerda un tren de ondas formado por 10 bucles. La última línea me plantea un problema a la hora de analizar una onda sinusoidal. Si la persona que sujeta la cuerda en la figura (15.2) sigue moviendo la mano arriba y abajo continuamente, sigue haciendo trabajo sobre la cuerda y la energía se suministra continuamente a la cuerda. Un caso especial muy importante se produce cuando la persona hace vibrar el extremo izquierdo con un movimiento armónico simple. La onda producida por una fuente vibratoria de este tipo se denomina onda sinusoidal.
No consigo entender cómo se propaga este tren de ondas en una cuerda. Evidentemente, una onda sinusoidal en una cadena producirá un tren de ondas, ya que la fuente que produce la perturbación no está activa más que durante un breve espacio de tiempo. ¿Cómo se propagará este tren de ondas? No consigo averiguar cómo se propaga este tren de ondas en una cuerda.
Pensaba que un cierto número de "protuberancias" se moverán en la cuerda de la misma manera incluso para un tren de ondas. ¿Cómo se mueve como se muestra en la figura (15.4). Además, ¿cómo cambia el extremo izquierdo y el extremo derecho a medida que avanza el tiempo?. En la figura (15.2), era sólo un pequeño bulto (el bulto nunca cambiaba) y el mismo bulto se movía sobre la cuerda con velocidad $v$ . ¿Cómo cambia la configuración de la onda sinusoidal con el tiempo y cómo se propaga con la velocidad $v$ en la cadena. Para mayor claridad, yo plantearía mi pregunta como:
¿Cómo se propaga una onda sinusoidal / senoidal en una cuerda? Dado que su configuración cambia con el tiempo (como se muestra en la figura), entonces ¿cómo se mueve con velocidad $v$ en la cadena cambiando su configuración al mismo tiempo. En el caso de un impulso ondulatorio, se trataba de una sola configuración y seguía moviéndose con velocidad constante. Obviamente las partículas de la onda sinusoidal siguen ejecutando movimiento armónico simple verticalmente, pero entonces ¿cómo se propaga la onda y avanza con velocidad $v$ ?
