Taller Fisica

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Equipo Académico-Pedagógico. _{Área Ciencias Naturales y Educación Ambiental: Física.}

Colegios Arquidiocesanos de Cali.

ARQUIDIOCESIS DE CALI

FUNDACIONES EDUCATIVAS ARQUIDIOCESANAS

DISEÑO CURRICULAR COLEGIOS ARQUIDIOCESANOS

GUÍA- TALLER

AÑO LECTIVO ____________

ÁREA:

CIENCIAS NATURALES Y EDUCACIÓN AMBIENTAL:

FÍSICA

GRADO: DÉCIMO.

PERÍODO: PRIMERO.

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PRESENTACIÓN

COLEGIO GRADO

DÉCIMO

ÁREA

CIENCIAS NATURALES (FÍSICA)

DOCENTE TIEMPO PREVISTO

PRIMER PERÍODO

HORAS

27

PROPÓSITOS DEL PERÍODO

A NIVEL AFECTIVO:

Que mostremos mucho interés por:

♪ Plantear y resolver situaciones problemas en la aplicabilidad práctica en el diario vivir, y las tecnológicas con los movimientos vibratorios.

♪ Extraer pensamientos y modelar mentefactos conceptuales y proposicionales cromatizados, con aproximación al pensamiento científico integral.

A NIVEL COGNITIVO:

♪ Comprehendamos claramente los conceptos de movimiento pendular y ondulatorio, al igual que sus propiedades, clasificación y fenómenos.

A NIVEL EXPRESIVO:

Que nosotros los estudiantes tengamos la capacidad de: ♪ Extraigamos adecuadamente pensamientos.

♪ Modelemos mentefactos proposicionales cromatizados y conceptuales.

♪ Interpretemos, resolvamos y argumentemos situaciones problemas en la aplicabilidad del movimiento pendular y ondulatorio, junto con las clases y propiedades de fenómenos relacionados con ondas, demostrando avances en el desarrollo del pensamiento científico integral.

EVALUACIÓN: INDICADORES DE DESEMPEÑO

1. Desarrollo del pensamiento a través del uso adecuado de proposiciones complejas, conceptos y precategorías con sus respectivos mentefactos. De igual manera potenciar los operadores del M.L.O relacionados con el movimiento ondulatorio.

2. Sigo instrucciones y utilizo diferentes procedimientos en flujogramas lineales y de decisión en el planteamiento y solución de problemas relacionados con el movimiento ondulatorio.

3. Analizo y argumento datos, tablas y gráficos como resultado de la interpretación de situaciones y establecimiento de condiciones relacionados con el movimiento ondulatorio.

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5. Produzco textos orales y escritos a partir de observaciones que me permiten plantear hipótesis y regularidades sobre el movimiento ondulatorio.

COMPETENCIAS Y HABILIDADES

COMPETENCIAS HABILIDADES

► Desarrollar el pensamiento a través del uso adecuado de la proposición modal con sus respectivas operaciones intelectuales y mentefactos. De igual manera potenciar los operadores del M.L.O.

► Seguir instrucciones y utilizar flujogramas en el planteamiento y resolución de situaciones problemas propio de la Física.

► Interpretar y analizar datos, tablas y gráficos como resultado de la aplicación del método científico.

► Comprehender e interpretar textos donde: 1. Explico la utilización de cada uno de los

términos o elementos partícipes en cada uno de los movimientos.

2. Presento la solución acorde a la enseñanza (Modelación).

Observar.

► Construir y extraer proposiciones de los textos propuestos, y realizar la modelación adecuada. ► Particularizar y generalizar. ► Estableces semejanzas y diferencias. ► Preguntar significativamente. ► Definir (Sinonimizar, contextualizar, radicar) ► Analizar (puntuar y pronominalizar). ► Seguir instrucciones. EJES TEMÁTICOS 1. EVENTOS ONDULATORIOS: 1.1 Movimiento Vibratorio. 1.2 Movimiento Pendular.

1.3 Clasificación y Propiedades de las ondas. 1.4 Fenómenos ondulatorios.

1.5 Laboratorio aplicando el método científico. 1.6 Aplicación Pruebas Saber 10º.

DIDÁCTICAS

 Didácticas proposicionales.

 Didácticas conceptuales.

 Didácticas Argumentales.

RECURSOS

 Logísticos: salón, tablero, marcadores, carteleras

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A. se desplaza hacia abajo. B. no gira.

C. gira en sentido antihorario. D. gira en sentido horario

ARQUIDIÓCESIS DE CALI

FUNDACIONES EDUCATIVAS ARQUIDIOCESANAS ÁREA DE CIENCIAS NATURALES

PRUEBA DE DIAGNÓSTICA DE FÍSICA

Propósito Expresivo: Que yo Interprete, plantee y resuelva situaciones problemas aplicados a la caracterización de la Medición en la Ciencia.

► Utiliza el siguiente texto, para dar solución a las siguientes situaciones.

La física se basa en unos principios y comprende el desarrollo de conceptos. La aplicación de estos principios y conceptos generalmente incluye la medición de una o más cantidades.

Las magnitudes fundamentales son aquellas que no pueden expresarse en función de otras y con las cuales toda la Física puede ser descrita. Utilizaremos, la longitud (L), la masa (m), el tiempo (t), y una cuarta magnitud llamada carga eléctrica (Q). No olvide que tenemos como unidades de longitud el metro y todos sus múltiplos y submúltiplos, para la masa, el kilogramo y sus derivados; el tiempo con la hora, minutos, segundos; por último para la carga Q, su unidad viene dada en calorías (cal), kilocalorías (Kcal), donde 1cal = 4,186 julios (4,186J).

Las magnitudes derivadas se obtienen de las magnitudes fundamentales mediante el desarrollo de las relaciones matemáticas (Ecuaciones).

1.) Un chef observa un programa de cocina en TV. En la receta se pide que precaliente en el horno una pequeña porción de algunas legumbres para que reciba 40 cal. El caballero revisa su horno y se da cuenta que se encuentra calibrado en julios (J), entonces pide a su hijo de grado 10° que le realice la conversión. La respuesta que debe dar el hijo, es:

A. 16,744 J. B. 167,44 J.

C. 1674,4 J. D. 16744 J.

2.) Se tienen dos discos en contacto como lo muestra la gráfica. Si el disco 2 gira en sentido horario, podemos decir que el disco 1.

3.) Una unidad dimensional derivada es la velocidad, que se expresa en L.t -1 o L/t, es decir en nuestro diario vivir decimos en algún caso m/seg, si un móvil lleva una velocidad de 41.4km/h; podemos inferir que: A.) el móvil recorre 11.5m cada segundo. B.) el móvil recorre 115m cada segundo C.) el móvil es muy veloz.

D.) el móvil por cada seg recorre 1.15m.

4.) Para expresar unidades muy pero muy grandes, al igual que las muy pequeñas, se sugiere utilizar notación científica, donde se expresa la medida con una parte entera entre 0 y 10 seguida de decimales con la potencia de 10. Ejemplo 2,35x108m, o 5,6x10-10mm.

Si tenemos la medida distancia Tierra-Sol como 150.000.000km, y queremos expresarla en metros con notación científica, la expresión correcta sería: A.) 1,5x1011m.

B.) 1,5X10-11m. C.) 1,5X1010m. D.) 1,5X10-10m.

5.) La densidad volumétrica (р) es una magnitud física derivada, que se define como el cociente entre la masa de un cuerpo y su volumen (V), es decir р = m/V. Si deseamos encontrar la densidad volumétrica en Kg/m3, de un cilindro de aluminio cuya masa es de 32,97gramos, con un radio de 2 centímetro y una altura de 0,7 centímetro. Dicha densidad en notación científica es:

A.) 375X103 kg/m3. B.) 3,75X103 kg/m3. C.) 0,375X106kg/m3. D.) 3,75X106 kg/m3.

6.) El gráfico representa un cilindro de radio 5cm y altura 4cm. Determina el volumen y la densidad si la masa es 2 g, y exprésala en notación científica.

h=4 cm r =5 cm

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Colegios Arquidiocesanos de Cali. GUÍA –TALLER N° 1.

Semana número ___ del ___ al ___ de_______________ de 20___ (3 horas / semana) FASE AFECTIVA

MOVIMIENTO OSCILATORIO

Existen fenómenos en la naturaleza que se repiten con las mismas características en lapsos de tiempos iguales, así como algunos objetos describen movimientos que se repiten en un determinado tiempo, ocupando las mismas posiciones. Todos estos movimientos se pueden denominar periódicos.

Responde en el cuaderno:

► Expresa fenómenos de la naturaleza, que se repiten con las mismas características en lapsos de tiempos iguales

► Expresa si es posible el nombre de algunos objetos o cuerpos que describen movimientos que se repiten tomando posiciones idénticas en lapsos de tiempos iguales. ► ¿Cómo podemos denominar, estos movimientos?

PROPÓSITO EXPRESIVO:

► Que yo analice, resuelva y siga instrucciones precisas para dar solución adecuada de las situaciones problemas, gráficos, problemas de movimiento pendular y movimiento ondulatorio.

INDICADORES DE DESEMPEÑO:

► Formulo, y resuelvo situaciones problemas aplicados a los procesos de los movimientos pendulares y ondulatorios.

► Modelo proposiciones seleccionadas de los diferentes textos sobre los movimientos pendulares y ondulatorios.

Un péndulo simple está constituido por un objeto, generalmente regular, que oscila suspendido de un hilo cuya masa es despreciable. Con ello nos damos cuenta que participa un período de oscilación, la longitud del hilo, y la masa del objeto, por tal sería bueno preguntar: ¿Existe una relación entre el período del péndulo y la longitud, y con la masa?, ¿Cómo cambia el período si modificamos la longitud, o modificamos la masa?

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Ahora, considere el movimiento de un columpio, una vez que este en movimiento, y no hay intervención de la persona que se mece, el columpio oscila como un péndulo. Las oscilaciones se producen con la frecuencia propia del columpio y se mantendrán indefinidamente si no hay fricción.

►Respondo las preguntas 1 a 4, teniendo en cuenta la siguiente información. Gráfico.

Péndulo simple

Es una masa colgada de una cuerda inextensible que oscila de lado a lado de un eje de referencia vertical. Se considera un oscilador armónico simple, donde existe una relación entre el período T la longitud L del péndulo, así:

T = 2π.√ (L/g) π = 3,14

En un lugar terrestre, donde la acción de la Tierra es g = 10 m/seg2, un péndulo simple tiene un período de 1,5 seg, se transporta este péndulo a otro sitio, y se encuentra con un período de 3 seg.

1.) Se puede inferir que la longitud L del péndulo simple en el lugar de la Tierra alcanza un valor de

A.) 5,7m. B. 0,57 m. C. 57 m. D. 0,76 m. 2.) La aceleración (g’) de este nuevo sitio en m/seg2

es A.) igual que la gravedad del primer sitio de la Tierra.

B.) la cuarta parte de la gravedad del primer sitio de la Tierra. C.) la mitad de la gravedad del primer sitio de la Tierra.

D.) el doble de la gravedad del primer sitio de la Tierra.

3.) Siendo g = 10 m/seg2 la gravedad del sitio de la Tierra y g’ la gravedad del nuevo sitio de la Tierra donde se lleva el péndulo, es equivocado decir que

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A.) g > g’. B. g = 4g’. C. g’ = 10g. D. g’ > g. B.)

4.) Al interpretar la relación T = 2π.√ (L/g), podemos deducir que:

A.) el período T es inversamente proporcional a la raíz cuadrada de la longitud del péndulo.

B.) el período T del péndulo es directamente proporcional a la longitud.

C.) el período T del péndulo es directamente proporcional a la raíz cuadrada de la longitud.

D.) el período T es inversamente proporcional a la longitud del péndulo.

5.) Si un péndulo de 6,68cm de longitud se coloca en la luna donde la gravedad es un sexto de la terrestre, luego el período T, se expresa por:

A.) 4π/10 seg. B. 2π seg. C. Π seg. D. 8π seg.

► Responda las preguntas 6 y 7, de acuerdo a la siguiente información. Un péndulo realiza 12 oscilaciones cada 30 segundos.

6.) Siendo la gravedad g = 10 m/seg2, la longitud L del péndulo, se puede expresar aproximadamente por:

A.) 1,58 m. B. 0,04 m. C. 1,27 m. D. 0,63 m. 7.) El período T y la frecuencia f respectivamente es:

A.) 0,4 seg y 2,5 seg-1. B.) 2,5 seg y 0,4 seg-1. C.) 4 seg y 2,5 seg-1. D.) 2,5 seg y 4 seg-1.

LEYES DEL PÉNDULO.

Sabemos que el movimiento pendular es armónico simple porque es periódico y está producido por una fuerza recuperadora, siempre u cuando la amplitud sea bastante pequeña.

PASO N° 1.

Toma dos péndulos con la misma longitud pero de diferentes masas oscilantes. Déjelos oscilar libremente y mida el período de cada uno, ¿Depende el período del péndulo de la masa que oscila, si o no, ¿Por qué? Justifique la respuesta en el cuaderno.

PASO N° 2.

Toma dos péndulos con la misma masa oscilante pero de diferente pero de diferente longitud. Déjalos oscilar libremente, mida el período de cada uno. ¿Depende el período del péndulo de su longitud, si o no, ¿Por qué? Justifique la respuesta en el cuaderno.

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► Dada la relación del período de un péndulo, donde participa la longitud L, la acción de la gravedad g, expresa por:

T = 2π.√ (L/g)

Usted debe escribir la relación de T respecto de L y g en el cuaderno.

PROBLEMAS BÁSICOS

1.) ¿Cuántas oscilaciones aproximadamente, realiza un péndulo de 90cm en 0,5 minutos?

A. 15,9 oscilaciones. B. 1,59 oscilaciones. C. 159 oscilaciones. D. 0,159 oscilaciones.

► RESPONDO LAS PREGUNTAS 2 A 5, DE ACUERDO CON EL SIGUIENTE GRÁFICO.

El período de un péndulo es independiente de la masa, sólo depende en forma directa de la raíz cuadrada de la longitud y en forma inversa de la raíz cuadrada de la aceleración de la gravedad.

En el punto de equilibrio “0”. 2.) ¿Qué podemos decir de X?

A.) X > 0. B. X < 0. C. X = 0. D. X = 1.

3.) ¿Qué podemos decir de la energía cinética?

A.) EC = 0. B. EC máxima. C. EP máxima. D. EP = EC.

En el punto de retorno “A; B”. 4.) ¿Qué le sucede a X?

A.) X = 0. B. X máximo. C. X < 0. D. X = 1. 5.) ¿Al hablar de la energía potencial, qué podemos inferir?

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TRABAJO EN EQUIPO Instrucciones: trabajo en el cuaderno.

► Formo en el salón de clase, un equipo de trabajo, máximo 4 personas.

Diseño adecuadamente un procedimiento que te permita medir el valor de la gravedad terrestre en el lugar donde te encuentres; utilizo el concepto del péndulo simple.

SITUACIÓN.

En la construcción de un péndulo que se quería tuviera un período T de 0,3 segundos, se comete un error y su longitud, se hace 0,5cm más grande, ¿Cuánto se atrasa este péndulo en un minuto?

Para su posible solución usted debe seguir los siguientes pasos.

I. Busca la longitud L que debe tener el péndulo para que su período sea 0,3 Segundos.

II. Como hay un error de construcción suma el valor hallado de L, con 0,5 cm y llámalo L’.

III. Encuentra el período T’ con la nueva longitud L’, teniendo en cuenta que

T = 2π. .

IV. Busca el atraso del péndulo por cada segundo, realizando la diferencia entre T’ y T, (T’ – T).

V. Por último, para determinar el atraso en un minuto, usted debe efectuar el producto entre diferencia anterior y 60, que será el atraso del péndulo en un minuto.

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Movimiento del pistón en un motor de cuatro tiempos.

► Un ejemplo de la relación entre el movimiento circular y el movimiento oscilatorio lo encontramos en el funcionamiento de un motor de gasolina de cuatro tiempos.

En este dispositivo se observa cómo a partir de un movimiento oscilatorio se puede producir un movimiento circular.

En el primer tiempo, el de admisión, la mezcla de gasolina y aire llega a la cámara de combustión a través de la válvula de admisión, mientras el pistón baja a lo largo del cilindro.

En el segundo tiempo, el de compresión, la válvula de admisión se cierra y el pistón sube y comprime la mezcla.

En el tercer tiempo, el de explosión, la bujía produce chispa, en este tiempo se realiza trabajo sobre el pistón, pues éste baja a causa de la expansión de los gases resultantes.

En el cuarto tiempo, el de escape, se abre la válvula de escape y permite la salida de los gases mientras el pistón sube por el cilindro, entonces se cierra la válvula de escape y se abre la de admisión para iniciar otro ciclo.

Observa que durante el ciclo, el movimiento oscilatorio del pistón se transmite a través de la biela al eje E, que describe un movimiento circular.

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Colegios Arquidiocesanos de Cali. GUÍA – TALLE N° 2.

Semana número ___ del ___ al ___ de_______________ de 20___ (3 horas / semana)

FASE AFECTIVA

VIBRACIONES AL SERVICIO DE LA SALUD

En la salud, existen muchos lugares de recién nacidos donde utilizan osciladores de alta frecuencia para facilitar la respiración de los neonatos. Estos producen vibraciones que generan corrientes de aire (como un pequeño vibrador), que ayudan en la difusión de gases hacia los pulmones que aún no se encuentran completamente formados.

Las oscilaciones de alta frecuencia también son utilizados para ayudar a los sordos y a lo hipoacústicos a percibir señales sonoras. Los osciladores también pueden ser utilizados con éxito para evitar algunas de las dolencias que afectan a los astronautas.

Para responder en el cuaderno:

► Expresa que son los neonatos.

► ¿A qué se debe que los astronautas, utilicen los osciladores de alta frecuencia?

► En lo profesional de la salud, ¿Quiénes son las personas que más utilizan los aparatos de alta frecuencia, para prestar un debido tratamiento a quien lo necesite?

Que yo resuelva, argumente y siga instrucciones para dar solución a situaciones gráficas, problemas de movimiento vibratorio.

INDICADORES DE DESEMPEÑO:

 Formulo, y resuelvo situaciones problemas aplicados a los procesos de

los movimientos vibratorios.

 Modelo proposiciones seleccionadas de los diferentes textos sobre los

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Observe el gráfico, para que el cuerpo de masa m, describa una movimiento oscilatorio, debe actuar una fuerza y ésta siempre se encuentra dirigida hacia la posición de equilibrio, por tal se le llama fuerza de restitución.

Un tipo especial de movimiento oscilatorio es llamado movimiento armónico simple, en el cual despreciamos la fricción y el valor de la fuerza de restitución es directamente proporcional a la elongación. Todo cuerpo u objeto que describa un movimiento armónico simple se le llama un oscilador armónico.

INTERPRETACIÓN DE GRÁFICO

1.)

► Realizo adecuadamente la interpretación, para la energía cinética, energía potencial, y la energía mecánica (E), en los puntos:

1. Equilibrio “0”.

2. Punto de retorno “A, y – A”. 2.) Observo el gráfico.

► Busco el valor de la velocidad máxima Vmáx, si la altura del cuerpo en el extremo A’ de la

trayectoria es ho.

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B. Vmáx = ½ gho.

C. Vmáx = √ ½ gho

D. Vmáx = √ 2 gho

PROBLEMAS BÁSICOS

Contesto las preguntas 1 a 3, teniendo en cuenta la siguiente información.

Un cuerpo de 9kg oscila atado a un resorte de constante de elasticidad k igual a 100N/m. La velocidad en el punto de equilibrio es de 1,8m/seg, no se ha considerado fricción en ese espacio.

1.) Siendo T = 2.π. , el período de oscilación de un cuerpo atado a un resorte, por tanto, es correcto afirmar que:

A. el período de oscilación es menor que 1 seg. B. el período de oscilación es mayor que 2 seg.

C. el período de oscilación se encuentra entre 1 seg y 2 seg; Es decir 1 seg < T < 2 seg.

D. el período de oscilación es igual π seg.

2.) Siendo que la energía mecánica E, es igual a la suma de las energía cinética y potencial, es decir

E = EC + EP.

Al determinar el valor de la energía mecánica en la posición de equilibrio, resulta. A. 14,58 Julios. B. 16,2 Julios. C. 0 Julios. D. 29,16 Julios.

3.) Como se sabe que en el punto donde el resorte alcanza la máxima elongación, la energía potencial elástica EP es máxima, la energía cinética EC = 0, por tanto resulta que la energía

mecánica es E = ½ k.A2, siendo A la amplitud.

En la búsqueda adecuada de la amplitud del movimiento descrito por el cuerpo, resulta. A. la amplitud tiene un valor aproximado menor que 0,5m.

B. 0,5m < A < 1m. C. A > 1m. D. A = 1m.

4.) Para una varilla de aluminio que realiza 180 vibraciones en 1,5minutos. Podemos concluir que su período y frecuencia respectivamente es.

A. 0,5seg y 2seg-1. B. 2,5seg y 0,4seg-1. C. 0,4seg-1 y 2,5seg. D.2, 5seg-1 y 0,4seg.

5.) Para disminuir el período de un cuerpo atado a un resorte se debería.

A. llevar a la luna. B. aumentar la masa. C. disminuir la masa. D. disminuir la longitud. MOMENTO PARA VERIFICAR CONCEPTOS

► Escribo correctamente al frente de cada frase V si es verdadera, o F si es falsa, justifico además mis respuestas.

1. El período de un movimiento armónico simple indica el número de oscilaciones en determinado tiempo… ( ).

2. La máxima elongación en un movimiento armónico simple es la amplitud… ( ).

3. La frecuencia es el número de oscilaciones que efectúa un cuerpo en cada unidad de tiempo… ( ).

4. La frecuencia de oscilación se mide en segundos… ( ).

5. La elongación indica la posición de un objeto en cualquier punto, con respecto a la posición de equilibrio… ( )

6. En un movimiento oscilatorio la frecuencia es inversa al período… ( ).

7. Cuando un péndulo oscila y pasa por la posición de equilibrio, la energía cinética es mínima… ( ).

8. La energía cinética de un cuerpo con movimiento armónico simple en la posición de equilibrio es igual a la energía potencial en la posición de máxima elongación… ( ).

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► Imagino mi alrededor con los siguientes instrumentos: Una guitarra de tu gusto, un gran reloj de pared, un péndulo con una pequeña cuerda de longitud, y observo el satélite girando alrededor de nuestra hermosa Tierra.

Realizo el dibujo de cada uno de ellos, luego escribo, qué diferencias y qué semejanzas encuentras en los movimientos representados en ellos.

► Cito algunos ejemplos de objetos cotidianos que vibren.

¿Cuáles de ellos presentan movimiento armónico simple, al menos en forma aproximada?

COSAS MARAVILLOSAS DE LA VIDA COTIDIANA QUE USTED DEBE SABER ♥ Resorte sobre la Luna.

Un resorte acoplado a una masa tiene un determinado período. Si el resorte se transporta a la Luna con la misma masa, ¿Cambiará el período?

R// No, porque el período de una masa atada a un resorte es independiente de la aceleración de la gravedad “g”.

♥ Péndulo e la Luna.

Un péndulo simple tiene, sobre la Tierra, un determinado período. Si se transporta el péndulo a la Luna, ¿Cambiará el período?

R// Si, porque el período si depende de la aceleración de la gravedad “g”. ♥ Relojes en planetas.

¿Todos los relojes marcarán el mismo tiempo en cualquier planeta?

R// Tener presente que, los relojes de péndulos no marcarán el mismo tiempo, ya que ellos depende de la gravedad, mientras que los otros, como los de resorte espiral, los electrónicos, si marcarán el mismo tiempo porque no dependen de g.

♥ Violines en una orquesta.

Al empezar un concierto, todos los violinistas tensionan las cuerdas de sus aparatos, ¿Por qué? R// Con el tiempo, generalmente, las cuerdas del violín se aflojan un “poco” y las notas suenan algo bajo. Al aumentar la tensión, crece la frecuencia de la nota musical.

SITUACIONES DE PROFUNDIZACIÓN

1.) Una masa m está conectada a dos resortes como lo indica la figura abajo, cuyas constantes elásticas son k1 y k2

respectivamente.

Demuestro que el período T de oscilación del sistema de los dos resortes es:

2.) Una esfera unida a un resorte oscila entre las posiciones A y B como se muestra en la figura dada a continuación.

Si al cabo de 20 segundos ha pasado 30 veces por el punto A.

Determino:

2.1) El período de oscilación de la esfera. 2.2) La frecuencia de oscilación.

2.3) La amplitud del movimiento.

► Analizo, interpreto y propongo situaciones, para el siguiente gráfico.

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Colegios Arquidiocesanos de Cali. GUÍA – TALLER N° 3 Y 4.

Semana número ___ del ___ al ___ de_______________ de 20___ (3 horas / semana) FASE AFECTIVA

ACTIVIDAD DE MOTIVACIÓN

EL PÉNDULO

Un péndulo simple está constituido por un cuerpo, generalmente regular, que oscila suspendido de un hilo (pita, cabuya), cuya masa se asume como despreciable. Cabe preguntarse, ¿Cómo se relaciona el período T de oscilación del péndulo con la longitud L del hilo, y con la masa del cuerpo?, igualmente, ¿Cómo cambia el período si se modifica la longitud del hilo?, y ¿Si se cuelga un cuerpo de mayor o menor masa?

ACTIVIDAD

► COMPRUEBA: 1.) ¿El período de oscilación de un péndulo es o no independiente de la masa?

______________________________________________________________________ ____________________________________________________________________

2.) ¿El período de oscilación T de un péndulo depende o no de la longitud?

______________________________________________________________________ ______________________________________________________________________

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Colegios Arquidiocesanos de Cali. INDICADORES DE DESEMPEÑO.

 Formulo, y resuelvo situaciones problemas aplicados a los procesos de movimiento pendular.

 Modelo proposiciones seleccionadas de diferentes textos sobre movimiento pendular.

CONOZCAMOS MÁS SOBRE EL PÉNDULO

Un péndulo es una masa suspendida de un hilo que suponemos de masa despreciable, que oscila en forma periódica. En el péndulo se produce un movimiento oscilatorio con una aceleración que es proporcional al punto central y dirigido hacia él.

Al separar el péndulo de su posición de equilibrio adquiere energía potencial, en este caso gravitacional. Al dejarlo libre se inicia el proceso de sustitución de energía potencial por la energía cinética, hasta llegar el péndulo al punto “0” donde toda la energía se transforma en cinética. El péndulo continúa su movimiento; llega al punto B, donde nuevamente toda la energía es potencial, continuando así los ciclos. De esta forma el movimiento continúa periódicamente.

En un péndulo, la fuerza recuperadora es igual a la componente del peso dirigido al punto de equilibrio.

Sabemos que el movimiento del péndulo es armónico simple, al analizar el gráfico, verificamos que la fuerza resultante que actúa sobre él es recuperadora siendo su forma F = - kx. Sobre la masa m actúan las fuerzas T y (mg).

Observe que (mg) se descompone en mgsenθ, y en mgcosθ.

La tensión T se equilibra con mgcosθ, por tanto T = mgcosθ, luego la fuerza resultante que actúa es F = - mgsenθ; que al considerar senθ = θ, siendo θ ángulo medido en radianes.

Por lo tanto F = - mgθ, como θ = x/L, con lo podemos concluir que F = - [(mgx)/L].

La constante (mg/L) hará las veces de k, por lo que encontramos que la fuerza recuperadora F = - kx.

Que yo interprete, argumente y siga instrucciones en la búsqueda de solución a situaciones problemas de movimiento pendular.

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17 TÉRMINOS QUE PARTICIPAN EN UN

MOVIMIENTO ARMÓNICO SIMPLE

►PUNTO DE EQUILIBRIO.

Es el punto de la trayectoria en el cual, la fuerza recuperadora es nula, en el gráfico el punto “0”.

►PUNTOS DE RETORNO.

Son los dos puntos extremos de la trayectoria en los cuales el movimiento cambia de sentido.

►ELONGACIÓN.

Se simboliza por x, es el desplazamiento del cuerpo en un instante dado, referido al punto de equilibrio, se mide en m, y sus derivados.

►AMPLITUD.

Simbolizado por la letra “A”, es la máxima elongación que puede tener l cuerpo, también se mide en metro. Tener presente que la distancia entre los dos puntos de retorno es 2A.

►OSCILACIÓN.

Es el movimiento efectuado por el cuerpo hasta volver a su posición inicial recorriendo todos los puntos de su trayectoria. Según el gráfico la partícula parte de A, llega a B, y regresa nuevamente al punto A.

►PERÍODO.

Se simboliza con la letra T, es el tiempo que tarda el cuerpo o partícula en hacer una oscilación completa. Se mide en unidades de tiempo, ejemplo: seg, min.

►FRECUENCIA.

Se simboliza con f, es el número de oscilaciones que realiza un cuerpo o partícula en la unidad de tiempo. Se expresa en oscilaciones por segundo, es decir osc/seg o por seg -o en Hertz (Hz).

MOMENTO PARA VERIFICAR CONCEPTOS

1.) Los puntos A y B, son los puntos de retorno del péndulo… ( ).

2.) La fuerza mg representa el peso de la masa del cuerpo suspendido en el péndulo simple dado… ( ).

3.) El hecho de decir que θ = x/L, se debe a que θ = senθ, y senθ es cateto opuesto sobre hipotenusa… ( ).

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5.) El período del péndulo depende de su longitud… ( ).

6.) En un péndulo, la fuerza recuperadora F es igual a la componente del peso dirigido al punto de equilibrio… ( ).

7.) La constante k, es inversamente proporcional a la longitud del péndulo y directamente proporcional a la masa y la gravedad… ( ).

8.) El péndulo es un oscilador armónico simple… ( ).

9.) En el punto de equilibrio del péndulo, la energía potencial es 0… ( ). 10.) En los puntos de retorno A, B, la energía cinética es igual a cero… ( ).

COMPLETO LA SIGUIENTE TABLA

EN EL PUNTO DE EQUILIBRIO “0”. EN LOS PUNTOS DE RETORNO “A, B”.

X = X

Velocidad máxima. V = 0

Aceleración “a” a

EC EC

EP EP máxima.

MOMENTO DE SEGUIR INSTRUCCIONES

► Con el fin buscar el valor de la aceleración de la gravedad “g”, al realizar algunas mediciones del período de oscilación T de un péndulo, y modificando la longitud del hilo L, se dan los siguientes datos:

T (seg) 1,50 1,60 1,70 1,80

L (m) 0,56 0,64 0,72 0,81

MODELACIÓN:

► Determino valor de la aceleración de la gravedad “g”, de la primera, usted hará el proceso de los otros propuestos en la tabla.

Observo que T = 1,50seg. L = 0,56m.

Puesto que, T = 2π.√ (L/g)

Al despejar g en proceso matemático, resulta g = (4 π2

L) / T2,

Donde g = 4(9,86) (0,56m) / 2,25seg2 = 9,82m/seg2.

______________________________________________________________________ ______________________________________________________________________ ______________________________________________________________________ ______________________________________________________________________ _____________________________________________________________________

(19)

19 TIEMPO DE DEMOSTRAR

►Utilizo una circunferencia, y en centro de ella traza el origen de un plano cartesiano, luego realizo la demostración cuidadosa de las ecuaciones para un movimiento armónico simple al proyectar el M.C.U. en el eje horizontal, donde:

1. ELONGACIÓN. x = A.cos w.t 2. VELOCIDAD. v = - Aw.sen w.t 3. ACELERACIÓN. a = - Aw2.cos w.t PROBLEMAS BÁSICOS

1.) Una partícula que oscila con M.A.S. de 15cm de amplitud, posee un período de 3seg. Al determinar el valor de la elongación, y la velocidad

respectivamente, cuando ha

transcurrido un octavo de período, resulta

A. 10,65cm; - 7,1πcm/seg. B. 7,1cm; 10,65πcm/seg. C. - 10,65cm; 7,1πcm/seg. D. 10,65cm; 7,1πcm/seg.

2.) Un cuerpo que posee M.A.S. de 0,5m de amplitud y 5seg de período; podemos asegura que

A.) su aceleración máxima es 0,8π2

m/seg2. B.) su velocidad máxima es 0,08πm/segundos. C.) su aceleración máxima es 0,08π2 m/seg2. D.) su velocidad máxima es 0,8πm/seg.

►CONTESTO LAS PREGUNTAS 3 A 6, DE ACUERDO CON LA SIGUIENTE INFORMACIÓN.

Una partícula de 10.000gramos de masa, se ata a un resorte de constante de elasticidad k = 0,8N/m. Si se desplaza 10cm del punto de equilibrio.

3.) El valor aproximado en Julios (J), de la energía mecánica total del sistema es A.) 0,004J.

B.) 0,04J. C.) 0,08J. D.) 40J.

4.) La velocidad máxima que adquiere la masa, se obtiene en el punto e equilibrio donde toda la energía mecánica del sistema es energía cinética, ya que x = 0. Por tanto el valor aproximado de la velocidad máxima es

(20)

20

Colegios Arquidiocesanos de Cali. A.) 0,28m/seg.

B.) 2,8m/seg. C.) 0,028m/seg. D.) 28m/seg.

5.) La elongación x cuando ha transcurrido un tercio de período (t = T/3), se puede expresar por

A.) – 0,50m. B.) – 5,0cm. C.) 0,50m. D.) 500cm.

6.) Con el valor hallado de la elongación, usted puede encontrar la energía potencial y la energía cinética respectivamente, expresa por

A.) 0,001J, y 0,003J. B.) 0,01J, y 0,03J. C.) 0,003J, y 0,001J. D.) 0,03J, y 0,01J.

7.) La aceleración de la gravedad en la Luna es equivalente aproximadamente a la sexta parte de la de la Tierra ( ), ¿Qué longitud L debe tener un péndulo para que su período T sea de 1,5seg?

A.) 9,52m. B.) 0,952m. C.) 0,0952m. D.) 92,5m.

8.) Un péndulo oscila con un período de 0,8 segundos. Si su longitud L se reduce a sus partes, podemos deducir que su nuevo período, es

A. Π.√ (2L/g). B. Π.√ L/g. C. Π.√ L/2g. D. Π.√ 2(L/g).

(21)

21

Colegios Arquidiocesanos de Cali. GUÍA – TALLER 5 y 6.

Semana número ___ del ___ al ___ de___________________ de 20___ (3 horas / semana)

PRE-EVALUACIÓN ICFES

1. El tiempo mínimo que debe transcurrir, para que una partícula que oscila con movimiento armónico simple, de 15cm de amplitud con un período de 3,5

segundos, alcanza una

elongación de 10cm, es A. 0,53 seg.

B. 5,3 seg. C. 0,053 seg. D. 0,84 seg.

2. En un carnaval un guitarrista viaja sobre un carro que s mueve a velocidad constante V. Para afinar la guitarra el hombre pulsa una de las cuerdas de manera intermitente. Las ondas sonoras producidas por los pulsos intermitentes de la cuerda de la guitarra cuando e está afinando pueden presentarse como se observa en la figura con una frecuencia de la forma

f = .

Si el guitarrista quiere producir un sonido más agudo, debe

A. disminuir la longitud de la cuerda sin cambiar su tensión. B. disminuir la tensión en la cuerda sin cambiar su longitud.

C. cambiar la cuerda por una más gruesa sin cambiar su longitud.

D. Aumentar la longitud de la cuerda sin cambiar su tensión.

3. El movimiento ondulatorio de la forma representado como en el gráfico, con velocidad de propagación de 2 m/seg, al buscar su período y su frecuencia respectivamente, se concluye que es:

A. 0,1seg y 100hz. B. 0,01seg y 100hz. C. 0,01seg y 1000hz. D. 0,1seg y 1000hz. ♥ PROPÓSITO EXPRESIVO:

Que yo comprehenda y analice los procesos aplicados en el planteamiento y la solución de situaciones problemas relacionados con movimiento pendular y ondulatorio.

♥ INDICADORES DE DESMPEÑO:

1. Analizo y argumento datos, tablas y gráficos como resultado de la interpretación de situaciones y establecimiento de condiciones relacionados con el desarrollo de los movimientos.

2. Sigo instrucciones y utilizo diferentes procedimientos en flujogramas lineales y de decisión en el planteamiento y solución de problemas relacionados con el desarrollo genético de los organismos.

(22)

22

► Responda las preguntas 4 a 7 de acuerdo con la siguiente información: En un laboratorio se estudian las ondas generadas por cierto aparato eléctrico. Las gráficas representan las ondas observadas en el osciloscopio.

4. Del análisis de la gráfica (I), se deduce que A. la amplitud de la onda es de 1 metros. B. la longitud de onda es 2m.

C. la amplitud de la onda es 0,5 metros. D. La longitud de onda es 3m.

5. De la gráfica (II) se puede determinar que el período de la onda es A. 2 segundos. B. 1 segundo. C. 5 segundos. D. 4 segundos.

6. Se deduce entonces, que la velocidad de propagación de la onda tiene un valor en m/seg, de

A. 0,5 B. 5,0 C.1,0 D.3,0

7. Por último, se concluye, que la frecuencia de la onda, es A. 0,5 Hz B.2,0 Hz C. 1,0 Hz D. 4,0 Hz.

► Responda las preguntas 8 y 9 de acuerdo con la siguiente información: Una onda se propaga hacia la derecha a lo largo de una cuerda, como lo ilustra la gráfica.

8. Si la frecuencia de la onda es de 2Hz, podemos inferir que A. el período de la onda es de 2 segundos

B. la longitud de onda es de 60cm

C. la velocidad de propagación de la onda es de 30 cm/seg D. la amplitud de la onda es 10 cm.

9. En el instante que se muestra en el gráfico, la velocidad del punto P, está mejor representada por el vector

A. B. C. D.

10. Para un péndulo de 14,4 metros de longitud se coloca en un sitio fuera de la Tierra, donde su gravedad es de 1,6 m/seg2, podemos decir que

A. su período aproximadamente es igual de 9,42seg B. su período es aproximadamente igual a 18,84 seg C. su período es menor a 18,84 seg

D. su período es menor a 9,42 seg.

► Responda las preguntas 11 a 14, teniendo en cuenta, la siguiente información: Dadas las representaciones gráficas, donde el período de oscilación es de 1seg, y la amplitud de 4cm.

(23)

23

11. Del análisis del gráfico (I), se deduce que

A. la elongación x, en t = 1 seg, adquiere un valor de 4m B. la elongación x, en t = 1 seg, adquiere un valor de 4cm. C. la amplitud A es de 8cm.

D. la amplitud A es de 8m.

12. En el gráfico (II), para t = 1/3 seg, se infiere que A. la velocidad es de 21,85m/seg

B. la velocidad es de – 21,85cm/seg C. la velocidad es de 21,85cm/seg D. la velocidad es de – 21,85m/seg.

13. Al analizar el gráfico representado en (III), si t = T, podemos deducir que A. la aceleración es 16π2cm/seg2 B. la aceleración es 16π2m/seg2 C. la aceleración es - 16π2 m/seg2 D. la aceleración es - 16π2 cm/seg2.

14. Los puntos de corte de la onda con el eje horizontal, representada por la velocidad, son

A. 0seg, ½ seg, 1seg B. 0seg, ¼ seg, ¾ seg C. 0seg, ¼ seg, 1seg D. 0seg, ½ seg, ¾ seg.

15. Se llama longitud de onda a

A. el número de oscilaciones en un período T

B. la distancia recorrida por la onda en un tiempo de 1 segundo C. la distancia recorrida por la onda en un período T

D. el número de oscilaciones en la unidad de tiempo t.

► Coloca verdadero (V), o falso (F), a las siguientes afirmaciones, Justifica. A. Las ondas electromagnéticas son transversales, y se polarizan… ( ).

B. Al producir ondas estacionarias en un resorte, la velocidad de propagación depende de la frecuencia… ( ).

C. El sonido es una onda mecánica, y necesita de un medio para propagarse…( ). D. Las ondas que se producen en la superficie del agua son longitudinales… ( ). E. El sonido es una onda de tipo mecánico y longitudinal… ( ):

F. Si las partículas del medio vibran paralelamente a la dirección de propagación de las ondas, la onda es mecánica longitudinal… ( ).

G. Si en una ilustración de una onda de amplitud 2cm, con período de 1segundo, y su longitud de onda 3,5cm, entonces su velocidad es igual a 3,5cm/seg… ( ). H. Con la información anterior, podemos inferir que la aceleración máxima de la

onda, es de 8π2

(24)

24

► Responda las preguntas 16 y 17, teniendo en cuenta la siguiente información. Se muestra la ilustración de una onda transversal, de la forma.

Del análisis concreto de la ilustración, se hacen las siguientes Afirmaciones:

I.la longitud de onda es de 9cm. II. la amplitud corresponde a 10cm. III. el período de la onda es de 18cm.

16. Podemos decir que las afirmaciones correctas son A. la I y II

B. la II y III C. sólo la II D. sólo la III.

17. Si la rapidez de propagación de la onda es de 360cm/seg, puede afirmarse que A. se realizan 20 oscilaciones cada segundo.

B. el período es de 20 segundos.

C. la onda recorre una distancia de 40 cm. D. la amplitud aumenta con el tiempo.

18. A continuación se muestran dos tipos de ondas, los puntos representan l vibración de las partículas del medio en el cual se propagan dichas ondas.

Puede concluirse que las ondas I y II son respectivamente

A. longitudinal y transversal. B. longitudinal y longitudinal. C. transversal y longitudinal. D. transversal y transversal.

► Responda las preguntas 19 y 20 de acuerdo a la siguiente información. En la ilustración se muestran dos momentos distintos de una onda.

19. Puede asegurase que el punto P A. vibra de izquierda a derecha. B. se propaga hacia la derecha. C. se propaga hacia abajo. D. vibra de arriba hacia abajo.

20. Con respecto a la propagación de la onda es equivocado afirmar que A. se dirige a la derecha.

B. es paralela a la vibración de P. C. lo hace con rapidez constante.

(25)

25

Colegios Arquidiocesanos de Cali. GUIA – TALLER Nº 7.

Semana número ___ del ___ al ___ de_____________________ de 20___ (3 horas / semana)

FASE AFECTIVA:

FUNCIÓN DE ONDA

A partir de una función, llamada función de onda, es posible describir la forma de una onda en cualquier instante. Esta función depende de la posición de cada punto, del medio de propagación y para que la información sea completa, se requiere que dicha función dependa también del tiempo. Por ejemplo, por medio de la función de onda podemos describir para cualquier instante la forma de la onda que se propaga a través de una cuerda, si conocemos para cada punto de la cuerda la distancia x al extremo de la misma.

La función de onda, nos indica la distancia, y, de cada punto del medio a l posición de equilibrio en cada instante t, es decir f(x, t).

ACTIVIDAD

► Analicemos la gráfica Y = A.cos w.t; para x = v.t, y siendo λ = v.T. Cuando x = 0; λ/2; λ. Expresa tus conclusiones.

______________________________________________________________________ ______________________________________________________________________ ________________________________________________________________

INDICADORES DE DESEMPEÑO

Analizo y argumento datos, tablas y gráficos como resultado de la interpretación de situaciones y establecimiento de condiciones relacionados con movimiento pendular y ondulatorio.

PROPÓSITO EXPRESIVO:

Interpretar situaciones, realizando descripción cualitativa y cuantitativa de las propiedades de las ondas.

(26)

26

P1: La longitud de onda que es la mínima distancia entre dos puntos sobre una onda

que se comportan idénticamente en una oscilación completa, equivale al producto de la rapidez y el período de una onda, que representa un producto escalar, de acuerdo a los eventos ondulatorios.

Equivaler

P2: Por interpretación de la definición, la rapidez es directamente proporcional a la

longitud de onda, mientras que la frecuencia es inversamente proporcional a la longitud de onda que son elementos partícipes de una onda.

Diferir

ACTIVIDAD

1. Debo realizar el apareamiento entre un paralelepípedo y un cilindro adecuadamente.

Distancia mínima entre dos puntos sobre una onda que se comportan idénticamente en una oscilación completa Representa un producto escalar Longitud de onda “λ” V.T

De acuerdo a los eventos ondulatorios

Que son elementos partícipes de una onda

Que son elementos partícipes de una

onda

V = λ.f f =

(27)

27

2. Modelo la siguiente proposición: Las ondas de radio son ondas electromagnéticas, mientras que el sonido es una onda mecánica, según clasificación de las ondas en los eventos ondulatorios.

3. Actividad práctica:

Construyendo Ondas

Principios a explicar: Propiedades de las Ondas.

Material: 1 Resorte plástico o metálico grande, gusano o slinky.

Procedimientos:

Mientras un participante detiene un extremo, el resorte es estirado hasta unas 8 veces su tamaño original. En un primer caso un participante hará oscilar el resorte hacia delante y hacia atrás (en la misma dirección en que se encuentra extendido) para revisar la propagación longitudinal de ondas.

Ahora se hace oscilar de modo transversal, de modo que todo el resorte describa una onda grande (o pancita); poco a poco se aumenta la frecuencia para generar dos ondas, luego tres y así sucesivamente.

Se podrá realizar un concurso con los participantes para ver quien logra hacer un mayor número de ondas con el resorte.

Las ondas

Mecánica longitudinal Una onda transversal

Una onda mecánica longitudinal. Transmiten energía, pero no materia.

El sonido, es

Aquellas en que el movimiento de las partículas tiene la misma dirección del movimiento de la onda

Si la vibración de las partículas es perpendicular a la velocidad de la onda, se tiene

Llamadas ondas longitudinales La luz es una onda

(28)

28

Colegios Arquidiocesanos de Cali. Marco Teórico:

Se dice que un cuerpo oscila cuando realiza un movimiento de vaivén entre dos puntos. Una onda es una oscilación que se propaga, esto es, que se está desplazando. En caso de que tratemos con una onda mecánica, se tratará siempre de una perturbación que se propaga en un medio material.

Existen dos tipos de ondas: las transversales, en las que la perturbación se efectúa en dirección ortogonal a la de propagación (atravesada); mientras que las longitudinales perturban el medio en la misma dirección que se propagan. Un caso clásico de onda transversal son las que se generan en un estanque cuando lanzamos una piedra, ya que las ondas van hacia arriba y hacia abajo mientras que se propagan hacia los lados. El sonido es el principal ejemplo de una onda longitudinal, ya que se perturba el medio en la misma dirección en que se propaga.

Si analizamos una onda transversal en un plano bidimensional, encontramos que tiene ciertas característica que la definen: una onda completa tiene siempre un ascenso y un descenso, a la parte que va hacia arriba se le conoce como cresta y a la que va hacia abajo como valle, entonces toda onda debe tener una cresta y un valle completos. A la línea de propagación, que siempre queda en medio de los valles y crestas, se el conoce como eje de la onda. La altura que separa al eje de la punta de una cresta, o de la parte baja de un valle, se le conoce como amplitud de onda. La distancia entre dos puntos iguales (dos crestas o dos valles, u otro punto de la onda) se conoce como longitud de onda. A el número de ondas que efectúan un ciclo completo en una unidad de tiempo se le llama frecuencia y normalmente se mide en ciclos por segundo, llamados Hertz. Al tiempo que le lleva a una onda completar un ciclo se le llama periodo.

Explicación:

Preguntas: ¿Cuáles son las diferencias entre las primeras ondas y las segundas?

(longitudinales y transversales), ¿Qué hay que hacer para lograr que se formen muchas ondas en el resorte?

Para empezar podemos decir que una onda es una perturbación que se está moviendo, se está propagando. Los dos tipos de ondas que conocemos se diferencian entre sí porque en uno las ondas se van haciendo en la misma dirección que se mueve la perturbación y por eso se le llama longitudinal, porque la onda se presenta a través de la longitud de propagación. A las otras las llamamos transversales, porque las ondas se presentan atravesadas con la propagación.

Con las transversales es con las que podemos hacer “pancitas”, cuando vemos sólo una pancita en realidad estamos viendo la mitad de una onda porque necesitamos una pancita hacia arriba y seguida una hacia abajo para formar una completa. A la línea que marca la propagación de la onda se le llama eje y está siempre en medio de las “pancitas”. A las pancitas hacia arriba se les llama crestas y las que están hacia abajo valles, los puntos que están justo en el cambio de cresta a valle, y viceversa, son llamados puntos de inflexión. Si medimos la distancia entre

dos puntos iguales en ondas seguidas tendremos lo que se conoce como longitud de onda, a la distancia que hay del eje a la parte más alta de la cresta (o más baja del valle) le llamamos amplitud de onda. Al número de ondas que se completan por segundo se le conoce como frecuencia.

Entonces si queremos ser los que hagan más “pancitas”, más ondas, lo que tenemos que hacer es darle mucha frecuencia a la oscilación, moviendo rápidamente el resorte. De otro modo podremos variar la amplitud e incluso la longitud, pero no otra cosa.

(29)

29

Colegios Arquidiocesanos de Cali. GUÍA – TALLER N° 8 – 9.

Semana número ___ del ___ al ___ de_______________ de 20___ (3 horas / semana)

FASE AFECTIVA:

Las ondas en su camino de propagación pueden experimentar una serie de cambios tanto en su velocidad, como en su dirección e intensidad. Estas se pueden ver afectadas en su comportamiento característico cuando en su trayectoria encuentran obstáculos, cambian de medio o se encuentran con

otras ondas de la misma naturaleza. Pulsaciones, son superposiciones de dos vibraciones de frecuencias ligeramente diferentes; las frecuencias de las pulsaciones son iguales a la diferencia de las frecuencias de las ondas individuales. Existen fenómenos ondulatorios unidimensionales, otros bidimensionales.

PROPUESTA

1.) ¿Cómo se presentan los fenómenos unidimensionales, y las bidimensionales? _________________________________________________________________ _________________________________________________________________ 2.) ¿Qué puede suceder, cuando usted toma un resorte y lo fija en uno de sus

extremos, luego envía un determinado pulso por el extremo libre?

_________________________________________________________________ _________________________________________________________________ 3.) Expreso la relación existente de la frecuencia de las pulsaciones de dos

vibraciones de frecuencias ligeramente diferentes.

_________________________________________________________________ _________________________________________________________________

(30)

30 INDICADORES

1. Identifico situaciones en esquemas ilustrativos, y realizo la descripción cualitativa y cuantitativa.

2. Resuelvo situaciones problemas a partir de observaciones, y siguiendo instrucciones.

REFLEXIÓN

Cuando una onda retorna al propio medio tras incidir sobre un obstáculo, es decir es un cambio brusco en la dirección de una onda, cuando choca contra una superficie.

REFRACCIÓN

Cuando una onda que viaja en un medio encuentra una frontera que lleva a otro medio, parte de la onda pasa a segundo medio.

DIFRACCIÓN

Se presenta cuando una onda pasa a través de un orificio de tamaño menor que la longitud de onda, cambiando su dirección; o cuando rodea algún obstáculo.

PROPÓSITO EXPRESIVO:

Yo, como estudiante analizo, e identifico cada fenómeno

ondulatorio, según su característica esencial.

(31)

31 INTERFERENCIA

Es la superposición de dos o más ondas aumentando o disminuyendo la amplitud de la onda. La amplitud de las ondas se suma algebraicamente.

POLARIZACIÓN

Reducción de los planos de vibración a uno solo. Es un fenómeno muy especial, ya que solo se presenta en ondas transversales.

PRINCIPIO DE HUYGENS

Cada punto de frente de onda, proveniente de un centro emisor de ondas puede considerarse como un nuevo centro emisor de ondas, llamado centro secundario.

PRINCIO DE SUPERPOSICIÓN

La superposición se presenta cuando dos o más ondas se entrecruzan. Como podemos observar en el siguiente gráfico, la onda resultante corresponde a la onda periódica.

VERIFICACIÓN E INTERPRETACIÓN CONCEPTUAL

►Analizo e interpreto los gráfico, 1 a 4, y propongo el fenómenos correspondiente.

1.)

_________________________

(32)

32

Colegios Arquidiocesanos de Cali. 2.)

________________________

3.)

_________________________

4.) El siguiente gráfico, expresa la ley fundamental de la reflexión, ¿qué se deduce de la medida del ángulo de incidencia y el ángulo de reflexión?

A. Medida del ángulo de incidencia es mayor que la medida del ángulo de reflexión. B. Medida del ángulo de incidencia es menor que la medida del ángulo de reflexión. C. Medida del ángulo de incidencia es igual a la medida del ángulo de reflexión. D. Medida del ángulo de incidencia es el doble de la medida del ángulo de reflexión. 5.) La razón entre el seno del ángulo de incidencia y el seno del ángulo de refracción, es igual a la razón entre las velocidades del movimiento ondulatorio en los dos medios, es decir:

= .

Aprovechando esto usted puede demostrar la proporción

=

.

______________________________________________________________________ ______________________________________________________________________ ______________________________________________________________________ ______________________________________________________________________

(33)

33

► El gráfico muestra una onda que pasa de un medio a otro. Respondo las preguntas 6 a 8.

6.) ¿Es o no igual la frecuencia de las ondas? Justifico.

______________________________________________________________________ ______________________________________________________________________ ______________________________________________________________________

7.) ¿Cómo es la longitud de onda en cada medio?

______________________________________________________________________ ______________________________________________________________________ _____________________________________________________________________

8.) ¿En cuál de los dos medios es mayor la velocidad de propagación? Justifico.

______________________________________________________________________ ______________________________________________________________________ _____________________________________________________________________

OBSERVACIÓN:

La reflexión y la refracción pueden ocurrir tanto en partículas como en ondas, mientras que la difracción es exclusiva de las ondas.

► Las preguntas 9 a 13, son de afirmación y razón y se contestan de acuerdo con los criterios expresados a continuación.

A, Si la afirmación y la razón son verdaderas, y la razón es una explicación de la afirmación.

B, Si la afirmación y la razón son verdaderas, pero la razón no es una explicación de la afirmación.

C, Si la afirmación es verdadera y la razón es falsa. D, Si la afirmación es falsa y la razón es verdadera. E, Si la afirmación y la razón son falsas.

10.) Una onda cuando cambia de medio se refracta porque la frecuencia de la onda varía. A. B. C. D. E.

(34)

34

11.) Cuando una onda choca contra un obstáculo se refleja porque la dirección de propagación cambia.

A. B. C. D. E.

12.) El movimiento de una pelota que se mueve cerca a la superficie terrestre es un movimiento ondulatorio porque la pelota rebota y se refracta.

A. B. C. D. E.

13.) Las ondas que se producen en la superficie del agua son trasversales porque las partículas del medio vibran perpendicularmente a la dirección de propagación.

A. B. C. D. E.

14.) Cuando una onda se refracta la razón entre el seno del ángulo de incidencia y el seno del ángulo de refracción es igual a la razón de las velocidades porque el medio de propagación no ha cambiado.

A. B. C. D. E.

15.) En una onda longitudinal, el fenómeno físico que no se cumple es A. Reflexión.

B. Difracción. C. Polarización. D. Interferencia.

16.) El fenómeno de refracción se produce cuando A. la onda choca contra un obstáculo.

B. la onda reduce los planos de vibración a uno solo. C. la onda cambia de medio de propagación.

D. la onda pasa a través de un orificio.

17.) En la gráfica, se muestra una onda que de un medio a otro. Al analizarla, podemos decir que:

A. V1 = V2.

B. V1 V2.

C. V1 V2

(35)

35

► Coloco al frente de cada afirmación una V si es verdadero, o una F si es falso, según corresponda.

18.) El cambio de dirección que experimenta una onda cuando pasa de un medio se denomina refracción… ( ).

19.) Las ondas al chocar contra una barrera se reflejan y cambian la longitud de onda… ( ).

20.) En el extremo fijo de una cuerda, en la cual se produce una onda estacionaria siempre hay un nodo… ( ).

21.) El principio de Huygens es un modelo que se aplica únicamente a ondas circulares… ( ).

22.) Las ondas al cambiar de medio de propagación, cambian de frecuencia. ( ).

23.) La interferencia constructiva se presenta cuando dos ondas se encuentran y se anulan… ( ).

24.) Cuando se trata de un flujo de partículas, tiene sentido la ocurrencia o aplicación de A. Difracción.

B. Reflexión.

C. Principio de Huygens. D. Principio de superposición.

25.) Un frente de onda al pasar del medio 1 al medio 2, y luego al medio 3 muestra el comportamiento indicado en el gráfico a continuación.

Al comparar las velocidades de propagación, se cumple

A. V1 V2

B. V1 = V3

C. V3 V2.

(36)

36

Colegios Arquidiocesanos de Cali. GUÍA – TALLER N° 10.

Semana número ___ del ___ al ___ de_____________________ de 20___ (3 horas / semana)

FASE AFECTIVA:

Los fenómenos ondulatorios que podemos observar a nuestro alrededor son muy frecuentes y variados, tal es el caso, si en un punto de la superficie tranquila del agua de una piscina, de un recipiente de capacidad volumétrica, ocasionamos un pequeño hundimiento, se produce una perturbación que se propaga por la superficie.

Ahora bien si hacemos oscilar una cuerda desde uno de sus extremos, la perturbación se transmite por la cuerda. Estas perturbaciones son de carácter ondulatorio. También se produce una onda cuando hacemos vibrar una cuerda de una guitarra, caso en el cual la vibración se extiende a través de las moléculas de aire, propagándose en el aire. Esta vibración percibida por el oído humano es el sonido.

PROPUESTAS

► Cita algunos fenómenos ondulatorios, de tu alrededor.

______________________________________________________________________ ______________________________________________________________________ ______________________________________________________________________ ______________________________________________________________________ ______________________________________________________________________ ______________________________________________________________________

► Del primer gráfico anterior, ¿Qué transmiten los círculos que observamos al producir una perturbación en un punto de la superficie del agua?

______________________________________________________________________ ______________________________________________________________________ ______________________________________________________________________ ______________________________________________________________________ ______________________________________________________________________ _____________________________________________________________________ Dominó en serie Gotas de agua Dominó en serie