Guía Introductoria del Tema PDF

Guía de Ondas NOMBRE Y APELLIDOS: __________________________________ Área: CIENCIAS NATURALES- FÍSICA OBJETIVO GENERAL COGNITIVO Relacionar las ondas con su aplicación en los fenómenos naturales. OBJETIVO GENERAL SOCIOEMOCIONAL Diferencio entre las maneras asertivas y negativ...

Guía de Ondas NOMBRE Y APELLIDOS: __________________________________ Área: CIENCIAS NATURALES- FÍSICA OBJETIVO GENERAL COGNITIVO Relacionar las ondas con su aplicación en los fenómenos naturales. OBJETIVO GENERAL SOCIOEMOCIONAL Diferencio entre las maneras asertivas y negativas de expresar mis puntos de vista. MOVIMIENTO ONDULATORIO Una onda “es una perturbación que viaja a través del espacio o en medio elástico, transportando energía , sin que haya desplazamiento de masa”. Clasificación de las ondas Las ondas se clasifican atendiendo a diferentes aspectos: En función del medio en el que se propagan: 1. Ondas mecánicas: las ondas mecánicas necesitan un medio material elástico (sólido, líquido o gaseoso) para propagarse. Las partículas del medio oscilan alrededor de un punto fijo, por lo que no existe transporte neto de materia a través del medio. Dentro de las ondas mecánicas tenemos las ondas elásticas, las ondas que se propagan en la superficie del agua o en una explosión controlada, las ondas sonoras y las ondas de gravedad. 2. Ondas electromagnéticas: las ondas electromagnéticas se propagan por el espacio sin necesidad de un medio material, pudiendo por lo tanto propagarse en el vacío. Esto es debido a que las ondas electromagnéticas son producidas por las oscilaciones de un campo eléctrico, en relación con un campo magnético asociado. Las ondas electromagnéticas viajan aproximadamente a una velocidad de 300000 km/s, de acuerdo a la velocidad puede ser agrupado en rango de frecuencia. Este ordenamiento es conocido como Espectro Electromagnético, objeto que mide la frecuencia de las ondas. Los rayos X, la luz visible o los rayos ultravioleta son ejemplos de ondas electromagnéticas. En función de su dirección Ondas unidimensionales: las ondas unidimensionales son aquellas que se propagan a lo largo de una sola dirección del espacio, como las ondas en los muelles o en las cuerdas. Si la onda se propaga en una dirección única, sus frentes de onda son planos y paralelos. Ondas bidimensionales o superficiales: son ondas que se propagan en dos direcciones. Pueden propagarse, en cualquiera de las direcciones de una superficie, por ello, se denominan también ondas superficiales. Un ejemplo son las ondas que se producen en una superficie líquida en reposo cuando, por ejemplo, se deja caer una piedra en ella. Ondas tridimensionales o esféricas: son ondas que se propagan en tres direcciones. Las ondas tridimensionales se conocen también como ondas esféricas, porque sus frentes de ondas son esferas concéntricas que salen de la fuente de perturbación expandiéndose en todas direcciones. El sonido es una onda tridimensional. Son ondas tridimensionales las ondas sonoras (mecánicas) y las ondas electromagnéticas. En función del movimiento de sus partículas Ondas longitudinales: son aquellas que se caracterizan porque las partículas del medio se mueven o vibran paralelamente a la dirección de propagación de la onda. Por ejemplo, las ondas sísmicas P, las ondas sonoras y un muelle que se comprime dan lugar a una onda longitudinal.  Ondas transversales: son aquellas que se caracterizan porque las partículas del medio vibran perpendicularmente a la dirección de propagación de la onda. Por ejemplo, las olas del mar, las ondas que se propagan en una cuerda y las ondas sísmicas S. En función de su periodicidad Ondas periódicas: la perturbación local que las origina se produce en ciclos repetitivos por ejemplo una onda senoidal. Ondas no periódicas: la perturbación que las origina se da aisladamente o, en el caso de que se repita, las perturbaciones sucesivas tienen características diferentes. Las ondas aisladas también se denominan pulsos. Ondas Estacionarias y Viajeras Una onda viajera es una onda que tiene un perfil que se mueve con el tiempo a través del medio. Por ejemplo, una ola en el mar, antes de romper en la costa, constituye una onda viajera. El perfil de la onda avanza en forma continua a través del mar. Una onda estacionaria ocurre cuando el medio es limitado y se hace posible la reflexión de la onda sobre su propia trayectoria. En definitiva, consiste en la composición de dos ondas: una onda incidente y otra reflejada. Características de las Ondas Las características más importantes son: Amplitud de onda. (A) En una onda transversal, corresponde a la distancia máxima que se puede separar una partícula del medio que oscila, medida en forma perpendicular a la línea que representa la posición de equilibrio del medio. Se mide en unidades de longitud, preferentemente el metro (m). Importante: La amplitud de una onda representa la energía que transporta una onda. La energía y la amplitud, en este caso, son cantidades directamente proporcionales. Monte o cresta y valle (en ondas viajeras). El monte o cresta, es el punto que está más alejado de la posición de equilibrio del medio donde se propaga una onda. Suele representarse con esa nominación al punto que se dibuja en la parte de arriba de la onda. El valle también es el punto más alejado de la posición de equilibrio de una onda, pero en el lado opuesto al lugar donde se ubican los montes o crestas En las ondas estacionarias se conocen como nodos y antinodos. Los nodos son los puntos de mínima amplitud y antinodos son los puntos de máxima amplitud.  Longitud de onda. (λ) Corresponde a la distancia, en línea recta, entre dos puntos de una onda que tienen la misma posición relativa. Esto ocurre, por ejemplo, entre dos crestas sucesivas, o también entre dos valles sucesivos. Se mide en unidades de longitud, preferentemente el metro (m). Nota: en la onda estacionaria la distancia que separa dos nodos o dos antinodos consecutivos es media longitud de onda. Periodo. (T) Corresponde al tiempo que tarda un punto, del medio donde se propaga la onda, en completar una oscilación. Se mide en unidades de tiempo, preferentemente el segundo (s). También corresponde al tiempo que tarda una onda en propagarse una distancia equivalente a una longitud de onda. Frecuencia. (f) La frecuencia corresponde a la cantidad de oscilaciones que ocurren en una unidad de tiempo. Si la unidad de tiempo es el segundo (s), la frecuencia se mide en Hertz, que se abrevia Hz. Entre periodo y frecuencia hay una relación matemática, y es: De la relación se entiende que La frecuencia y el periodo, son magnitudes inversamente proporcionales. 3. Velocidad de propagación. (v) Representa la distancia que recorre una onda en cada unidad de tiempo, se determina con la relación: también se puede determinar con la relación: Y, si se conoce la distancia, d, que se propaga una onda y el tiempo, t, que tarda en hacerlo, también se puede determinar la velocidad de propagación de ella con la relación:  ACTIVIDAD EXPERIMENTAL 1. CONSTRUCCIÓN DE UN OSCILOSCOPIO ( FIGURAS DE LISSAJOUS) : MATERIALES: Tubo de carton ( los del centro del papel higiénico o de las toallas de cocina) Dos bombas R12 de cualquier color Cinta Tijeras Un espejo de 1 cm X 1 cm o un CD que se pueda dañar. Un láser Colbón ( no pegastic) PROCEDIMIENTO Realizar el procedimiento indicado por la profesora en la clase. 2. MEDICIÓN DE LA FRECUENCIA NATURAL DE CADA ESTUDIANTE. Materiales: Helio Computador Micrófono de mesa para computador PhysicsSensor Parlante Amplificador PROCEDIMIENTO Realizar el procedimiento indicado por la profesora en la clase.  Principio de reflexión total Materiales: 3. Observación de las ondas en una cuerda ( demostrativa) Materiales: Generador de señales con parlante. Cuerda Computador PhysicsSensor PROCEDIMIENTO Observe el experimento realizado por la profesora. BIBLIOGRAFÍA Aristizábal, D. L., & Muñoz, T. (06 de febrero de 2018). Ludifísica. Obtenido de http://ciencias.medellin.unal.edu.co/ludifisica/ Sánchez, J. (6 de febrero de 2018). El físico loco; cosas de física y química. Obtenido de http://elfisicoloco.blogspot.com.co/2013/02/clasificacion-de-las-ondas.html PREINFORME 1. Dibuje la figura de lissajous de la voz de cada de los integrantes del equipo con la realización del osciloscopio.  2. MEDICIÓN DE LA FRECUENCIA NATURAL DE CADA ESTUDIANTE. 1. Frecuencia natural de cada estudiante Estudiante 1: NOMBRE Periodo Frecuencia P U p f U f (s) (Hz) Estudiante 2: NOMBRE Periodo Frecuencia P U p f U f (s) (Hz)