Definición de Hertz

Evelyn Maitee Marín
Ingeniera Industrial, MSc en Física, y EdD

Hertz

El hertz o hercio es una unidad de frecuencia que mide el número de ciclos por segundo de una onda o vibración electromagnética. Se abrevia como Hz y se nombró así en honor al físico alemán Heinrich Rudolf Hertz, quien descubrió las ondas electromagnéticas. La unidad fue adoptada por la Comisión Electrotécnica Internacional en 1930.

Unidades y múltiplos equivalentes de Hertz

1 Hz equivale a 1/s en el Sistema Internacional de unidades. Esto significa que un fenómeno que tiene una frecuencia de 1 Hz se repite una vez por segundo. Por ejemplo, si una onda electromagnética tiene una frecuencia de 1 Hz, significa que completa un ciclo de oscilación cada segundo. Igualmente, se puede expresar en múltiplos que indican el número de ciclos por segundo de una onda o vibración. Por ejemplo, un kilohertz (kHz) equivale a 10³ Hz, un megahertz (MHz) equivale a 10⁶ Hz, un gigahertz (GHz) equivale a 10⁹ Hz y así sucesivamente. Estos múltiplos se usan para medir diferentes fenómenos físicos como la frecuencia de las ondas de radio, el sonido o la luz.

Además del Hertz, que es la unidad de frecuencia del Sistema Internacional de unidades, existen otras unidades de frecuencia (o su equivalente), que se usan para medir distintos fenómenos o situaciones. Algunas de estas unidades son:

– Revoluciones por minuto (rpm o r/min): se emplea para medir la velocidad angular (ω) de un objeto que gira alrededor de un eje. Por ejemplo, las revoluciones por minuto de un motor o una rueda.

– Latidos por minuto (lat/min o bpm): se usa para medir la frecuencia cardíaca o el ritmo musical. Por ejemplo, los latidos por minuto del corazón o el tempo de una canción.

– Radianes por segundo (rad/s): se aplica para medir la velocidad angular de un objeto que gira alrededor de un eje en términos del ángulo recorrido. Por ejemplo, los radianes por segundo de un péndulo o una hélice.

¿Cómo se determina la frecuencia de una onda?

La frecuencia de una onda es el número de ciclos que realiza la onda en un segundo. Para calcular la frecuencia de una onda, se pueden usar dos fórmulas diferentes según los datos que se conozcan:

Si se conoce el tiempo que tarda la onda en completar un ciclo, llamado período (T), se utiliza la ecuación:

La imagen muestra un ciclo para una onda representada en un diagrama de desplazamiento en función del tiempo. Si por ejemplo, el periodo es de 1 s, la frecuencia es su inversa, que sería de 1 Hz.

Si se conoce la velocidad (v) y la longitud de onda (λ), se aplica la expresión:

En ambas fórmulas, la frecuencia (f) se representa en Hertz (Hz).

Ejemplos del cálculo de frecuencia en Hertz

Para una onda sonora: Supongamos que tenemos una onda sonora que tiene una longitud de onda de 34 cm y se propaga a una velocidad de 340 m/s. Para hallar la frecuencia de la onda, se aplica la ecuación:

Ya que la longitud de onda (λ) se encuentra expresada en cm, es necesario hacer una sencilla transformación a metros (1 m = 100 cm)

Donde f es la frecuencia, v es la velocidad y λ es la longitud de onda. Sustituyendo los valores, se tiene:

f = 340 / 0.34 ⟶ f = 1000 Hz

La frecuencia de la onda sonora es 1000 Hz, lo que significa que dicha onda oscila a 1000 ciclos por segundos.

Como se observa en la ecuación, la frecuencia de la onda que viaja a velocidad constante, es directamente proporcional a la velocidad e inversamente proporcional a la longitud de la onda (λ).

Para una partícula con movimiento circular: Supongamos que una rueda gira con una velocidad angular constante de 10 rad/s. ¿Cuál es la frecuencia de su movimiento?

Cuando se analiza el movimiento circular, el estudio se realiza bajo la premisa de que el objeto estudiado es una partícula P (un punto) que se localiza a cierta distancia (radio) del eje de rotación. Así entonces, al analizar el movimiento de una rueda giratoria, realmente se considera es una partícula sobre la rueda describiendo una trayectoria circular.

Para resolver este problema, se debe recordar que la frecuencia (f) es el número de vueltas que da un cuerpo en un segundo. Por otra parte, la velocidad angular (ω) es el ángulo que recorre un cuerpo en un segundo. A partir de estos parámetros, es posible relacionar estas dos magnitudes mediante la siguiente expresión:

ω = 2πf

Despejando f, se tiene:

Sustituyendo los valores dados, se obtiene:

Calculando el resultado, se determina que:
f = 1.59 Hz

Esto significa que la rueda da 1.59 vueltas cada segundo.

Por: Evelyn Maitee Marín. Ingeniera industrial con maestría en Ciencias aplicadas de Física y doctorado en Ciencias de la Educación. Profesora de la Universidad del Zulia.

Art. actualizado: Marzo 2023; sobre el original de febrero, 2009.

Datos para citar en modelo APA: Marín, E. M. (Marzo 2023). Definición de Hertz. Significado.com. Desde https://significado.com/hertz/