Movimiento Armónico simple

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Nota: Solo entregue las actividades cuando haya finalizado el desarrollo de la guía.

Movimiento Armónico simple

Una partícula o sistema tiene movimiento armónico simple (m.a.s) cuando vibra bajo la acción de fuerzas restauradoras que son proporcionales a la distancia respecto a la posición de equilibrio. Forma parte del movimiento periódico y vibratorio

I.E.D. MONSEÑOR AGUSTIN GUTIERREZ - FÓMEQUE

Física Grado:

UNDECIMO

Periodo

4

Docente : Raquel Esther Rodríguez

MOVIMIENTO ARMONICO SIMPLE ONDAS

ESTUDIENTE:______________________

Curso:______

Tiempo: 2 semanas

ESTÁNDAR: Explico condiciones de cambio y conservación de diversos sistemas, teniendo en cuenta la transferencia y transporte de energía y su interacción con la materia.

DBA: Comprende l conservación de la energía mecánica como un principio que permite cuantificar y explicar diferentes fenómenos mecánico.

DESEMPEÑOS

PARA APRENDER: Identifico fenómenos ondulatorios en diferentes medios y situaciones reales comprendiendo sus aplicaciones y la importancia en el desarrollo tecnológico actual.

PARA HACER: Realizo prácticas de laboratorio aplicando los conceptos del movimiento armónico simple

PARA SER: me intereso por ser efectivo en mi aprendizaje optimizando los recursos con los que cuento para ello

PARA CONVIVIR: Valoro y agradezco el apoyo y colaboración de mi familia en mis procesos de aprendizaje.

EVALUACIÓN.

Trabajo en clase.

Desarrollo de las actividades propuestas

Puntualidad y calidad del trabajo en la entrega de trabajos Fuentes de consulta o material de apoyo

Material de la guía

https://www.youtube.com/watch?v=BOwj1MRYRYo&feature

=youtu.be

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Terminos que se deben yener en ciena el el movimiento armonico simple

OSCILACIÓN: Movimiento efectuado por la partícula hasta volver a su posición de equilibrio. Recorriendo todos los puntos de la trayectoria.

PERIODO: tiempo empleado para un ciclo del movimiento.

FRECUENCIA: Número de ciclos del movimiento durante in segundo.

ELONGACIÓN: Es cualquier distancia existente entre el punto de equilibrio y cualquier posición que ocupe el péndulo.

PUNTO DE EQUILIBRIO: Punto en el cual la fuerza recuperadora es nula.

PUNTOS DE RETORNO: Sin los puntos extremos de la trayectoria, en los cuales el movimiento cambia de sentido.

AMPLITUD: (Elongación) Máxima separación del cuerpo oscilante con respecto a su posición de equilibrio.

LONGITUD DE ONDA

: Distancia

entre dos nodos consecutivos y

equivale a un periodo

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El movimiento armonico simple es una derivacion del movimiento circular, por eso las ecuaciones del MAS son derivadas de las ecuaciones del l movimiento corcular

Aplicaciones del MAS

El MAS, se aplica en diferentes tipos de movimiento como lo son el pendulo, los sistemas masa resorte y el movimiento

ondulatorio.

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Aplicaciones del MAS en el deporte

Salto co pérdiga

https://www.youtube.com/watch?v=BOwj1MRYRYo&feature=youtu.be

El deporte tiene origen en Europa, cuando las personas utilizaban largas y finas pértigas para saltar de un lado hacia otro de arroyos y canales. Con el pasar del tiempo, esta técnica fue incorporada en competiciones que medían la distancia, y no la altura La modalidad fue introducida en los Juegos Olímpicos griegos, en 1896. Los récords mundiales establecidos son de 6,1 metros para los hombres y 5,06 metros para las mujeres. El movimiento realizado por los atletas en el salto con pértiga se caracteriza básicamente por la transformación de la energía cinética en energía potencial gravitacional

𝑬𝒌 = 𝑬𝒑

Para conseguir alcanzar grandes alturas, el atleta necesita correr el máximo que puede, mientras carga la pértiga, acumulando energía cinética y posicionar la pértiga en el encaje en el suelo y transformar esta energía cinética en energía potencial elástica, deformando la pértiga que dará empuje al atleta, levantándolo a determinada altura, y se vuelve energía potencial gravitacional al alcanzar la altura máxima posible.

La perdiga se convierte en un oscilador armónico que permite la transformación de la energía.

La velocidad alcanzada durante la corrida define la energía cinética disponible para el salto. Considerando que esta energía no sea dispersada por otros factores, como la resistencia del aire, la energía potencial gravitacional en la altitud máxima será la misma energía acumulada en el final de la corrida. Podemos calcular la altura que un atleta irá a alcanzar a partir de la siguiente ecuación:

𝐸

𝑘

=

1

2

𝑚𝑣

2 y la energía potencial ganada será:

𝐸

𝑝

= 𝑚𝑔ℎ

En que ‘m’ es la masa del atleta, ‘v’ es la velocidad alcanzada en el final de la corrida, ‘g’ es la aceleración de la gravedad y ‘h’ es la altura máxima adquirida.

Como la energía cinética se transforma en energía potencial gravitacional

𝑬

𝒌

= 𝑬

𝒑

Entonces 1

2

𝑚𝑣

2

= 𝑚𝑔ℎ

de donde despejamos la altura

𝒉

𝒎𝒂𝒙

=

𝒗𝟐

𝟐𝒈

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La masa está presente en los dos lados de la ecuación y, siendo así, puede ser descartada. Sabiendo los valores de la velocidad final del atleta y que la aceleración gravitacional es igual a 9,8 m/s2, es fácil encontrar la altura máxima que el atleta puede alcanzar. Utilizando los valores comunes de velocidad máxima de 10 m/s para hombres y un poco menos para mujeres, 9 m/s, podemos llegar al valor de 5,1 y 4,0 metros de altura. Sin embargo, considera que este valor corresponde al centro gravitacional del atleta, que se localiza en el centro de su cuerpo, no en el suelo, entonces podemos añadir 1 metro a este resultado y llegamos a 6,1 metros para hombres y 5 metros para mujeres, valores muy semejantes a los récords registrado.

Movimiento ondulatorio

ONDA: Es una perturbación que se propaga a lo largo de un medio mediante la oscilación ligada a partículas que lo constituyen. Son portadoras de energía, pero no de materia (masa).

Nodos: puntos que oscilan con mínima amplitud Crestas: Parte suprior de la onda

Valle: parte inferior de la onda

Antinodo: Puntos que oscilan con máxima amplitud

Longitud de onda: Distancia entre dos nodos

consecutivos y equivale a un periodo

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Actividad 1.

Semana 7

1. Lea cuidadosamente la información suministrada en la guía, y si tiene oportunidad apóyese con consultas y tutoriales 2. Teniendo en cuenta la información suministrada y observando la siguiente grafica determine el valor de cada elemento

Amplitud =

Periodo =

Frecuencia =

Velocidad máxima=

Aceleración =

3, Marque la respuesta correcta y justifique la respuesta:

El movimiento de un péndulo físico es un movimiento A. Uniformemente acelerado

B. Uniformemente retardado C. Armónico simple

D. Circular uniforme

Si la onda viaja en la misma dirección en que viaja la partícula se dice que la onda es A. Transversal

B. Rectilíneo Uniforme C. Longitudinal D. Plana.

La amplitud de una onda está determinada por el tamaño de A. La altura de la cresta

B. La distancia entre dos nodos C. La distancia entre dos valles D. El recorrido que realiza

El movimiento armónico simple corresponde al A. Movimiento circular

B. Movimiento vibratorio C. Movimiento Lineal

D. Movimiento uniformemente variado

La altura que alcanza un atleta al saltar con perdiga depende de

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A. Su masa

B. El tamaño de la perdiga

C. La velocidad con que haga su carera D. El entrenamiento

5. Desarrollar los siguientes ejercicios

• Determine el periodo de un péndulo simple cuya longitud la cuerda es 39,2m oscila en un lugar donde la gravedad es 9.8 m/s2

• Un marinero es rescato por un helicóptero atado al extremo de una cuerda de longitud 10m, ¡cual es el periodo de oscilación del marinero en el aire.

• Un atleta de salto con perdiga tiene una masa de 54 kg realiza su salto llevando en su carrera un velocidad de 9,4m/s , a. determinar la altura que puede alcanzar el atleta

b. la energía cinética que alcanza

c. la energía potencial que adquiere el atleta

SEMANA 8

Actividad 2

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Laboratorio

1 platón o tina con agua 1 Vaso transparente con agua 1 trozo de borrador

1 Regla de 30cm o más 1 Piedra u obstáculo grade 1 lápiz

Objetivo: observar de manera directa los fenómenos ondulatorios que se presentan en las ondas mecánicas.

Procedimiento:

1 Coloque agua dentro de un recipiente amplio, ubíquelo sobre una mesa o un lugar donde no presente movimiento, una vez esté completamente quieta suelte el borrador sobre el agua a una altura aproximada de 15cm observe lo que sucede y trate de dibujarlo o si tiene la posibilidad tome una fotografía.

2 Espere nuevamente que el agua este quieta, tome la reglo y deslícela sobre el agua en diagonal, nuevamente registre lo observado.

3 Ahora coloque la piedra grande o el obstáculo que tenga dentro del recipiente y el agua, haga un toque fuerte con la punta del lápiz dentro del agua, registre nuevamente lo observado.

4 Saque la piedra de dentro del agua y espere a que el agua quede en reposo. Ahora de un pequeño golpe en un punto al borde del recipiente, registre lo sucedido.

5 Deje que el agua quede nuevamente en reposo y golpee en dos partes (una frente a la otra) en el borde del recipiente observe y registre los sucedido,

6. Por ultimo tome el vaso con agua e introduzca en el lápiz. Observe por la parte de encima y luego por el lado observe y registe lo que ve.

Compare lo observado con cada uno de los fenómenos ondulatorios que se mencionan en la parte de arriba y

analice a cual fenómeno corresponde cada caso, haga un registro de cada imagen y explique porque coincide

con el fenómeno que usted eligió.

Figure

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Referencias

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