10 Ejercicios
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1 Equipo Acadmico-Pedaggico. rea Ciencias Naturales y Educacin Ambiental: Fsica. Colegios Arquidiocesanos de Cali.
ARQUIDIOCESIS DE CALI FUNDACIONES EDUCATIVAS ARQUIDIOCESANAS
DISEO CURRICULAR COLEGIOS ARQUIDIOCESANOS
GUA- TALLER AO LECTIVO ____________
REA: CIENCIAS NATURALES Y EDUCACIN AMBIENTAL:
FSICA
GRADO: DCIMO.
PERODO: PRIMERO.
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2 Equipo Acadmico-Pedaggico. rea Ciencias Naturales y Educacin Ambiental: Fsica. Colegios Arquidiocesanos de Cali.
PRESENTACIN
COLEGIO
GRADO
DCIMO
REA
CIENCIAS NATURALES (FSICA)
DOCENTE
TIEMPO PREVISTO
PRIMER PERODO
HORAS
27
PROPSITOS DEL PERODO A NIVEL AFECTIVO: Que mostremos mucho inters por: Plantear y resolver situaciones problemas en la aplicabilidad prctica en el diario vivir, y las tecnolgicas con los movimientos vibratorios. Extraer pensamientos y modelar mentefactos conceptuales y proposicionales cromatizados, con aproximacin al pensamiento cientfico integral. A NIVEL COGNITIVO: Comprehendamos claramente los conceptos de movimiento pendular y ondulatorio, al igual que sus propiedades, clasificacin y fenmenos. 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 fenmenos relacionados con ondas, demostrando avances en el desarrollo del pensamiento cientfico integral.
EVALUACIN: INDICADORES DE DESEMPEO
1. Desarrollo del pensamiento a travs del uso adecuado de proposiciones complejas, conceptos y precategoras 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 decisin en el planteamiento y solucin de problemas relacionados con el movimiento ondulatorio. 3. Analizo y argumento datos, tablas y grficos como resultado de la interpretacin de situaciones y establecimiento de condiciones relacionados con el movimiento ondulatorio. 4. Realizo lectura comprehensiva e interpreto textos relacionados con fluidos.
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3 Equipo Acadmico-Pedaggico. rea Ciencias Naturales y Educacin Ambiental: Fsica. Colegios Arquidiocesanos de Cali.
5. Produzco textos orales y escritos a partir de observaciones que me permiten plantear hiptesis y regularidades sobre el movimiento ondulatorio.
COMPETENCIAS Y HABILIDADES
COMPETENCIAS HABILIDADES
Desarrollar el pensamiento a travs del uso adecuado de la proposicin 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 resolucin de situaciones problemas propio de la Fsica. Interpretar y analizar datos, tablas y grficos como resultado de la aplicacin del mtodo cientfico. Comprehender e interpretar textos donde:
1. Explico la utilizacin de cada uno de los trminos o elementos partcipes en cada uno de los movimientos.
2. Presento la solucin acorde a la enseanza (Modelacin).
Observar. Construir y extraer proposiciones de los textos propuestos, y realizar la modelacin adecuada. Particularizar y generalizar. Estableces semejanzas y diferencias. Preguntar significativamente. Definir (Sinonimizar, contextualizar, radicar) Analizar (puntuar y pronominalizar). Seguir instrucciones.
EJES TEMTICOS
1. EVENTOS ONDULATORIOS:
1.1 Movimiento Vibratorio.
1.2 Movimiento Pendular.
1.3 Clasificacin y Propiedades de las ondas.
1.4 Fenmenos ondulatorios.
1.5 Laboratorio aplicando el mtodo cientfico.
1.6 Aplicacin Pruebas Saber 10.
DIDCTICAS
Didcticas proposicionales.
Didcticas conceptuales.
Didcticas Argumentales.
RECURSOS
Logsticos: saln, tablero, marcadores, carteleras
Audiovisuales: video-bean, sala de internet, diapositivas, videos, grabadoras.
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4 Equipo Acadmico-Pedaggico. rea Ciencias Naturales y Educacin Ambiental: Fsica. Colegios Arquidiocesanos de Cali.
A. se desplaza hacia abajo.
B. no gira.
C. gira en sentido antihorario.
D. gira en sentido horario
ARQUIDICESIS DE CALI FUNDACIONES EDUCATIVAS ARQUIDIOCESANAS
REA DE CIENCIAS NATURALES
PRUEBA DE DIAGNSTICA DE FSICA
Propsito Expresivo: Que yo Interprete, plantee y resuelva situaciones problemas aplicados a la caracterizacin de la Medicin en la Ciencia.
Utiliza el siguiente texto, para dar
solucin a las siguientes situaciones.
La fsica se basa en unos principios y comprende el desarrollo de conceptos. La aplicacin de estos principios y conceptos generalmente incluye la medicin de una o ms cantidades. Las magnitudes fundamentales son aquellas que no pueden expresarse en funcin de otras y con las cuales toda la Fsica puede ser descrita. Utilizaremos, la longitud (L), la masa (m), el tiempo (t), y una cuarta magnitud llamada carga elctrica (Q). No olvide que tenemos como unidades de longitud el metro y todos sus mltiplos y submltiplos, para la masa, el kilogramo y sus derivados; el tiempo con la hora, minutos, segundos; por ltimo para la carga Q, su unidad viene dada en caloras (cal), kilocaloras (Kcal), donde 1cal = 4,186 julios (4,186J). Las magnitudes derivadas se obtienen de las magnitudes fundamentales mediante el desarrollo de las relaciones matemticas (Ecuaciones). 1.) Un chef observa un programa de cocina en TV. En la receta se pide que precaliente en el horno una pequea porcin 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 conversin. 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 grfica. 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 algn caso m/seg, si un mvil lleva una velocidad de 41.4km/h; podemos inferir que: A.) el mvil recorre 11.5m cada segundo. B.) el mvil recorre 115m cada segundo C.) el mvil es muy veloz. D.) el mvil por cada seg recorre 1.15m. 4.) Para expresar unidades muy pero muy grandes, al igual que las muy pequeas, se sugiere utilizar notacin cientfica, 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 notacin
cientfica, la expresin correcta sera:
A.) 1,5x1011m. B.) 1,5X10-11m. C.) 1,5X1010m. D.) 1,5X10-10m. 5.) La densidad volumtrica () es una magnitud fsica derivada, que se define como el cociente entre la masa de un cuerpo y su volumen (V), es decir = m/V. Si deseamos encontrar la densidad volumtrica en Kg/m3, de un cilindro de aluminio cuya masa es de 32,97gramos, con un radio de 2 centmetro y una altura de 0,7 centmetro. Dicha densidad en notacin cientfica es: A.) 375X103 kg/m3. B.) 3,75X103 kg/m3. C.) 0,375X106kg/m3. D.) 3,75X106 kg/m3. 6.) El grfico representa un cilindro de radio 5cm y altura 4cm. Determina el volumen y la densidad si la masa es 2 g, y exprsala en notacin cientfica.
h=4
cm
r =5 cm
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5 Equipo Acadmico-Pedaggico. rea Ciencias Naturales y Educacin Ambiental: Fsica. Colegios Arquidiocesanos de Cali.
GUA TALLER N 1.
Semana nmero ___ del ___ al ___ de_______________ de 20___ (3 horas / semana)
FASE AFECTIVA
MOVIMIENTO OSCILATORIO
Existen fenmenos en la naturaleza que se repiten con las mismas caractersticas en
lapsos de tiempos iguales, as como algunos objetos describen movimientos que se
repiten en un determinado tiempo, ocupando las mismas posiciones. Todos estos
movimientos se pueden denominar peridicos.
Responde en el cuaderno: Expresa fenmenos de la naturaleza, que se repiten con las mismas caractersticas en lapsos de tiempos iguales Expresa si es posible el nombre de algunos objetos o cuerpos que describen movimientos que se repiten tomando posiciones idnticas en lapsos de tiempos iguales. Cmo podemos denominar, estos movimientos? PROPSITO EXPRESIVO: Que yo analice, resuelva y siga instrucciones precisas para dar solucin adecuada
de las situaciones problemas, grficos, problemas de movimiento pendular y
movimiento ondulatorio.
INDICADORES DE DESEMPEO: 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 pndulo simple est constituido por un objeto, generalmente regular, que oscila
suspendido de un hilo cuya masa es despreciable. Con ello nos damos cuenta que
participa un perodo de oscilacin, la longitud del hilo, y la masa del objeto, por tal sera
bueno preguntar: Existe una relacin entre el perodo del pndulo y la longitud, y con
la masa?, Cmo cambia el perodo si modificamos la longitud, o modificamos la masa?
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6 Equipo Acadmico-Pedaggico. rea Ciencias Naturales y Educacin Ambiental: Fsica. Colegios Arquidiocesanos de Cali.
Ahora, considere el movimiento de un columpio, una vez que este en movimiento, y no
hay intervencin de la persona que se mece, el columpio oscila como un pndulo. Las
oscilaciones se producen con la frecuencia propia del columpio y se mantendrn
indefinidamente si no hay friccin.
Respondo las preguntas 1 a 4, teniendo en cuenta la siguiente informacin. Grfico.
Pndulo 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 armnico simple, donde existe una relacin entre el perodo T la longitud L del pndulo, as:
T = 2. (L/g)
= 3,14
En un lugar terrestre, donde la accin de la Tierra es g = 10 m/seg2, un pndulo simple tiene un perodo de 1,5 seg, se transporta este pndulo a otro sitio, y se encuentra con un perodo de 3 seg. 1.) Se puede inferir que la longitud L del pndulo 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 aceleracin (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 pndulo, es equivocado decir que
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7 Equipo Acadmico-Pedaggico. rea Ciencias Naturales y Educacin Ambiental: Fsica. Colegios Arquidiocesanos de Cali.
A.) g > g. B. g = 4g. C. g = 10g. D. g > g. B.)
4.) Al interpretar la relacin T = 2. (L/g), podemos deducir que:
A.) el perodo T es inversamente proporcional a la raz cuadrada de la longitud del pndulo.
B.) el perodo T del pndulo es directamente proporcional a la longitud. C.) el perodo T del pndulo es directamente proporcional a la raz cuadrada de la
longitud. D.) el perodo T es inversamente proporcional a la longitud del pndulo.
5.) Si un pndulo de 6,68cm de longitud se coloca en la luna donde la gravedad es un sexto de la terrestre, luego el perodo T, se expresa por:
A.) 4/10 seg. B. 2 seg. C. seg. D. 8 seg. Responda las preguntas 6 y 7, de acuerdo a la siguiente informacin. Un pndulo realiza 12 oscilaciones cada 30 segundos. 6.) Siendo la gravedad g = 10 m/seg2, la longitud L del pndulo, se puede expresar aproximadamente por:
A.) 1,58 m. B. 0,04 m. C. 1,27 m. D. 0,63 m. 7.) El perodo 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 PNDULO.
Sabemos que el movimiento pendular es armnico simple porque es peridico y est
producido por una fuerza recuperadora, siempre u cuando la amplitud sea bastante
pequea.
PASO N 1. Toma dos pndulos con la misma longitud pero de diferentes masas oscilantes. Djelos
oscilar libremente y mida el perodo de cada uno, Depende el perodo del pndulo de
la masa que oscila, si o no, Por qu? Justifique la respuesta en el cuaderno.
PASO N 2.
Toma dos pndulos con la misma masa oscilante pero de diferente pero de diferente
longitud. Djalos oscilar libremente, mida el perodo de cada uno. Depende el perodo
del pndulo de su longitud, si o no, Por qu? Justifique la respuesta en el cuaderno.
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8 Equipo Acadmico-Pedaggico. rea Ciencias Naturales y Educacin Ambiental: Fsica. Colegios Arquidiocesanos de Cali.
Dada la relacin del perodo de un pndulo, donde participa la longitud L, la accin
de la gravedad g, expresa por:
T = 2. (L/g)
Usted debe escribir la relacin de T respecto de L y g en el cuaderno.
PROBLEMAS BSICOS
1.) Cuntas oscilaciones aproximadamente, realiza un pndulo 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 GRFICO.
El perodo de un pndulo es independiente de la masa, slo depende en forma directa
de la raz cuadrada de la longitud y en forma inversa de la raz cuadrada de la
aceleracin de la gravedad.
En el punto de equilibrio 0. 2.) Qu podemos decir de X?
A.) X > 0. B. X < 0. C. X = 0. D. X = 1.
3.) Qu podemos decir de la energa cintica? A.) EC = 0. B. EC mxima. C. EP mxima. D. EP = EC.
En el punto de retorno A; B. 4.) Qu le sucede a X?
A.) X = 0. B. X mximo. C. X < 0. D. X = 1.
5.) Al hablar de la energa potencial, qu podemos inferir?
A.) EP = 0. B. EP = EC. C. EC mxima. D. EP mxima.
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9 Equipo Acadmico-Pedaggico. rea Ciencias Naturales y Educacin Ambiental: Fsica. Colegios Arquidiocesanos de Cali.
TRABAJO EN EQUIPO
Instrucciones: trabajo en el cuaderno. Formo en el saln de clase, un equipo de trabajo, mximo 4 personas. Diseo adecuadamente un procedimiento que te permita medir el valor de la gravedad terrestre en el lugar donde te encuentres; utilizo el concepto del pndulo simple.
SITUACIN. En la construccin de un pndulo que se quera tuviera un perodo T de 0,3 segundos, se comete un error y su longitud, se hace 0,5cm ms grande, Cunto se atrasa este pndulo en un minuto? Para su posible solucin usted debe seguir los siguientes pasos.
I. Busca la longitud L que debe tener el pndulo para que su perodo sea 0,3
Segundos.
II. Como hay un error de construccin suma el valor hallado de L, con 0,5 cm y llmalo L.
III. Encuentra el perodo T con la nueva longitud L, teniendo en cuenta que
T = 2. .
IV. Busca el atraso del pndulo por cada segundo, realizando la diferencia entre T y
T, (T T).
V. Por ltimo, para determinar el atraso en un minuto, usted debe efectuar el producto entre diferencia anterior y 60, que ser el atraso del pndulo en un minuto.
EL MOTOR DE GASOLINA
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10 Equipo Acadmico-Pedaggico. rea Ciencias Naturales y Educacin Ambiental: Fsica. Colegios Arquidiocesanos de Cali.
Movimiento del pistn en un motor de cuatro tiempos.
Un ejemplo de la relacin 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 cmo a partir de un movimiento oscilatorio se puede
producir un movimiento circular.
En el primer tiempo, el de admisin, la mezcla de gasolina y aire llega a la cmara de
combustin a travs de la vlvula de admisin, mientras el pistn baja a lo largo del
cilindro.
En el segundo tiempo, el de compresin, la vlvula de admisin se cierra y el pistn
sube y comprime la mezcla.
En el tercer tiempo, el de explosin, la buja produce chispa, en este tiempo se realiza
trabajo sobre el pistn, pues ste baja a causa de la expansin de los gases
resultantes.
En el cuarto tiempo, el de escape, se abre la vlvula de escape y permite la salida de
los gases mientras el pistn sube por el cilindro, entonces se cierra la vlvula de escape
y se abre la de admisin para iniciar otro ciclo.
Observa que durante el ciclo, el movimiento oscilatorio del pistn se transmite a travs
de la biela al eje E, que describe un movimiento circular.
EL TRABAJO EN EQUIPO ES PRODUCTIVO.
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11 Equipo Acadmico-Pedaggico. rea Ciencias Naturales y Educacin Ambiental: Fsica. Colegios Arquidiocesanos de Cali.
GUA TALLE N 2.
Semana nmero ___ del ___ al ___ de_______________ de 20___ (3 horas / semana)
FASE AFECTIVA
VIBRACIONES AL SERVICIO DE LA SALUD En la salud, existen muchos lugares de recin nacidos donde utilizan osciladores de alta frecuencia para facilitar la respiracin de los neonatos. Estos producen vibraciones que generan corrientes de aire (como un pequeo vibrador), que ayudan en la difusin de gases hacia los pulmones que an no se encuentran completamente formados.
Las oscilaciones de alta frecuencia tambin son utilizados para ayudar a los sordos y a lo hipoacsticos a percibir seales sonoras. Los osciladores tambin pueden ser utilizados con xito para evitar algunas de las dolencias que afectan a los astronautas.
Para responder en el cuaderno: Expresa que son los neonatos. A qu se debe que los astronautas, utilicen los osciladores de alta frecuencia? En lo profesional de la salud, Quines son las personas que ms utilizan los aparatos de alta frecuencia, para prestar un debido tratamiento a quien lo necesite?
PROPSITO EXPRESIVO: Que yo resuelva, argumente y siga instrucciones para dar solucin a situaciones grficas, problemas de movimiento vibratorio. INDICADORES DE DESEMPEO:
Formulo, y resuelvo situaciones problemas aplicados a los procesos de los movimientos vibratorios.
Modelo proposiciones seleccionadas de los diferentes textos sobre los movimientos vibratorios.
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12 Equipo Acadmico-Pedaggico. rea Ciencias Naturales y Educacin Ambiental: Fsica. Colegios Arquidiocesanos de Cali.
Observe el grfico, para que el cuerpo de masa m, describa una movimiento oscilatorio, debe
actuar una fuerza y sta siempre se encuentra dirigida hacia la posicin de equilibrio, por tal se
le llama fuerza de restitucin.
Un tipo especial de movimiento oscilatorio es llamado movimiento armnico simple, en el cual
despreciamos la friccin y el valor de la fuerza de restitucin es directamente proporcional a la
elongacin. Todo cuerpo u objeto que describa un movimiento armnico simple se le llama un
oscilador armnico.
INTERPRETACIN DE GRFICO 1.)
Realizo adecuadamente la interpretacin, para la energa cintica, energa potencial, y la energa mecnica (E), en los puntos:
1. Equilibrio 0.
2. Punto de retorno A, y A.
2.) Observo el grfico.
Busco el valor de la velocidad mxima Vmx, si la altura del cuerpo en el extremo A de la trayectoria es ho.
A. Vmx = 2gho.
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13 Equipo Acadmico-Pedaggico. rea Ciencias Naturales y Educacin Ambiental: Fsica. Colegios Arquidiocesanos de Cali.
B. Vmx = gho.
C. Vmx = gho
D. Vmx = 2 gho
PROBLEMAS BSICOS
Contesto las preguntas 1 a 3, teniendo en cuenta la siguiente informacin. 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 friccin en ese espacio.
1.) Siendo T = 2.. , el perodo de oscilacin de un cuerpo atado a un resorte, por tanto,
es correcto afirmar que: A. el perodo de oscilacin es menor que 1 seg. B. el perodo de oscilacin es mayor que 2 seg. C. el perodo de oscilacin se encuentra entre 1 seg y 2 seg; Es decir 1 seg < T < 2 seg. D. el perodo de oscilacin es igual seg.
2.) Siendo que la energa mecnica E, es igual a la suma de las energa cintica y potencial, es decir
E = EC + EP.
Al determinar el valor de la energa mecnica en la posicin 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 mxima elongacin, la energa potencial elstica EP es mxima, la energa cintica EC = 0, por tanto resulta que la energa mecnica es E = k.A2, siendo A la amplitud. En la bsqueda 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 perodo 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 perodo de un cuerpo atado a un resorte se debera.
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 adems mis respuestas.
1. El perodo de un movimiento armnico simple indica el nmero de oscilaciones en determinado tiempo ( ).
2. La mxima elongacin en un movimiento armnico simple es la amplitud ( ). 3. La frecuencia es el nmero de oscilaciones que efecta un cuerpo en cada unidad de
tiempo ( ). 4. La frecuencia de oscilacin se mide en segundos ( ). 5. La elongacin indica la posicin de un objeto en cualquier punto, con respecto a la
posicin de equilibrio ( ) 6. En un movimiento oscilatorio la frecuencia es inversa al perodo ( ). 7. Cuando un pndulo oscila y pasa por la posicin de equilibrio, la energa cintica es
mnima ( ). 8. La energa cintica de un cuerpo con movimiento armnico simple en la posicin de
equilibrio es igual a la energa potencial en la posicin de mxima elongacin ( ).
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14 Equipo Acadmico-Pedaggico. rea Ciencias Naturales y Educacin Ambiental: Fsica. Colegios Arquidiocesanos de Cali.
Imagino mi alrededor con los siguientes instrumentos: Una guitarra de tu gusto, un gran reloj de pared, un pndulo con una pequea cuerda de longitud, y observo el satlite girando alrededor de nuestra hermosa Tierra. Realizo el dibujo de cada uno de ellos, luego escribo, qu diferencias y qu semejanzas encuentras en los movimientos representados en ellos. Cito algunos ejemplos de objetos cotidianos que vibren. Cules de ellos presentan movimiento armnico 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 perodo. Si el resorte se transporta a la Luna con la misma masa, Cambiar el perodo? R// No, porque el perodo de una masa atada a un resorte es independiente de la aceleracin de la gravedad g. Pndulo e la Luna. Un pndulo simple tiene, sobre la Tierra, un determinado perodo. Si se transporta el pndulo a la Luna, Cambiar el perodo? R// Si, porque el perodo si depende de la aceleracin de la gravedad g. Relojes en planetas. Todos los relojes marcarn el mismo tiempo en cualquier planeta? R// Tener presente que, los relojes de pndulos no marcarn el mismo tiempo, ya que ellos depende de la gravedad, mientras que los otros, como los de resorte espiral, los electrnicos, si marcarn 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 qu? R// Con el tiempo, generalmente, las cuerdas del violn se aflojan un poco y las notas suenan algo bajo. Al aumentar la tensin, crece la frecuencia de la nota musical.
SITUACIONES DE PROFUNDIZACIN 1.) Una masa m est conectada a dos resortes como lo indica la figura abajo, cuyas constantes elsticas son k1 y k2 respectivamente. Demuestro que el perodo T de oscilacin 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 continuacin. Si al cabo de 20 segundos ha pasado 30 veces por el punto A.
Determino: 2.1) El perodo de oscilacin de la esfera. 2.2) La frecuencia de oscilacin. 2.3) La amplitud del movimiento.
Analizo, interpreto y propongo situaciones, para el siguiente grfico.
.
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15 Equipo Acadmico-Pedaggico. rea Ciencias Naturales y Educacin Ambiental: Fsica. Colegios Arquidiocesanos de Cali.
GUA TALLER N 3 Y 4.
Semana nmero ___ del ___ al ___ de_______________ de 20___ (3 horas / semana)
FASE AFECTIVA
ACTIVIDAD DE MOTIVACIN
EL PNDULO Un pndulo simple est constituido por un cuerpo, generalmente regular, que oscila
suspendido de un hilo (pita, cabuya), cuya masa se asume como despreciable. Cabe
preguntarse, Cmo se relaciona el perodo T de oscilacin del pndulo con la longitud
L del hilo, y con la masa del cuerpo?, igualmente, Cmo cambia el perodo si se
modifica la longitud del hilo?, y Si se cuelga un cuerpo de mayor o menor masa?
ACTIVIDAD COMPRUEBA: 1.) El perodo de oscilacin de un pndulo es o no independiente de la masa?
__________________________________________________________________________________________________________________________________________ 2.) El perodo de oscilacin T de un pndulo depende o no de la longitud?
____________________________________________________________________________________________________________________________________________
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16 Equipo Acadmico-Pedaggico. rea Ciencias Naturales y Educacin Ambiental: Fsica. Colegios Arquidiocesanos de Cali.
INDICADORES DE DESEMPEO.
Formulo, y resuelvo situaciones problemas aplicados a los procesos de movimiento pendular.
Modelo proposiciones seleccionadas de diferentes textos sobre movimiento pendular.
CONOZCAMOS MS SOBRE EL PNDULO
Un pndulo es una masa suspendida de un hilo que suponemos de masa despreciable, que oscila en forma peridica. En el pndulo se produce un movimiento oscilatorio con una aceleracin que es proporcional al punto central y dirigido hacia l. Al separar el pndulo de su posicin de equilibrio adquiere energa potencial, en este caso gravitacional. Al dejarlo libre se inicia el proceso de sustitucin de energa potencial por la energa cintica, hasta llegar el pndulo al punto 0 donde toda la energa se transforma en cintica. El pndulo contina su movimiento; llega al punto B, donde nuevamente toda la energa es potencial, continuando as los ciclos. De esta forma el movimiento contina peridicamente.
En un pndulo, la fuerza recuperadora es igual a la componente del peso dirigido al
punto de equilibrio.
Sabemos que el movimiento del pndulo es armnico simple, al analizar el grfico,
verificamos que la fuerza resultante que acta sobre l es recuperadora siendo su
forma F = - kx. Sobre la masa m actan las fuerzas T y (mg).
Observe que (mg) se descompone en mgsen, y en mgcos.
La tensin T se equilibra con mgcos, por tanto T = mgcos, luego la fuerza resultante
que acta es F = - mgsen; que al considerar sen = , siendo ngulo medido en
radianes.
Por lo tanto F = - mg, como = x/L, con lo podemos concluir que F = - [(mgx)/L].
La constante (mg/L) har las veces de k, por lo que encontramos que la fuerza
recuperadora F = - kx.
PROPSITO EXPRESIVO: Que yo interprete, argumente y siga instrucciones en la bsqueda de solucin a situaciones problemas de movimiento pendular.
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17 Equipo Acadmico-Pedaggico. rea Ciencias Naturales y Educacin Ambiental: Fsica. Colegios Arquidiocesanos de Cali.
TRMINOS QUE PARTICIPAN EN UN MOVIMIENTO ARMNICO SIMPLE
PUNTO DE EQUILIBRIO. Es el punto de la trayectoria en el cual, la fuerza recuperadora es nula, en el grfico el punto 0. PUNTOS DE RETORNO. Son los dos puntos extremos de la trayectoria en los cuales el movimiento cambia de sentido. ELONGACIN. 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 mxima elongacin que puede tener l cuerpo, tambin se mide en metro. Tener presente que la distancia entre los dos puntos de retorno es 2A. OSCILACIN. Es el movimiento efectuado por el cuerpo hasta volver a su posicin inicial recorriendo todos los puntos de su trayectoria. Segn el grfico la partcula parte de A, llega a B, y regresa nuevamente al punto A. PERODO. Se simboliza con la letra T, es el tiempo que tarda el cuerpo o partcula en hacer una oscilacin completa. Se mide en unidades de tiempo, ejemplo: seg, min. FRECUENCIA. Se simboliza con f, es el nmero de oscilaciones que realiza un cuerpo o partcula 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 pndulo ( ). 2.) La fuerza mg representa el peso de la masa del cuerpo suspendido en el pndulo simple dado ( ). 3.) El hecho de decir que = x/L, se debe a que = sen, y sen es cateto opuesto sobre hipotenusa ( ). 4.) El punto de equilibrio del pndulo del grfico, es 0 ( ).
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5.) El perodo del pndulo depende de su longitud ( ). 6.) En un pndulo, 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 pndulo y directamente proporcional a la masa y la gravedad ( ). 8.) El pndulo es un oscilador armnico simple ( ). 9.) En el punto de equilibrio del pndulo, la energa potencial es 0 ( ). 10.) En los puntos de retorno A, B, la energa cintica es igual a cero ( ).
COMPLETO LA SIGUIENTE TABLA
EN EL PUNTO DE EQUILIBRIO 0. EN LOS PUNTOS DE RETORNO A, B.
X = X
Velocidad mxima. V = 0
Aceleracin a a
EC EC
EP EP mxima.
MOMENTO DE SEGUIR INSTRUCCIONES Con el fin buscar el valor de la aceleracin de la gravedad g, al realizar algunas mediciones del perodo de oscilacin T de un pndulo, 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
MODELACIN: Determino valor de la aceleracin de la gravedad g, de la primera, usted har el proceso de los otros propuestos en la tabla. Observo que T = 1,50seg. L = 0,56m.
Puesto que,
T = 2. (L/g)
Al despejar g en proceso matemtico, resulta g = (4 2L) / T2,
Donde g = 4(9,86) (0,56m) / 2,25seg2 = 9,82m/seg2.
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TIEMPO DE DEMOSTRAR
Utilizo una circunferencia, y en centro de ella traza el origen de un plano cartesiano, luego realizo la demostracin cuidadosa de las ecuaciones para un movimiento armnico simple al proyectar el M.C.U. en el eje horizontal, donde:
1. ELONGACIN. x = A.cos w.t
2. VELOCIDAD.
v = - Aw.sen w.t
3. ACELERACIN. a = - Aw2.cos w.t
PROBLEMAS BSICOS
1.) Una partcula que oscila con M.A.S. de 15cm de amplitud, posee un perodo de 3seg. Al determinar el valor de la elongacin, y la velocidad respectivamente, cuando ha transcurrido un octavo de perodo, resulta
A. 10,65cm; - 7,1cm/seg.
B. 7,1cm; 10,65cm/seg.
C. - 10,65cm; 7,1cm/seg.
D. 10,65cm; 7,1cm/seg.
2.) Un cuerpo que posee M.A.S. de 0,5m de amplitud y 5seg de perodo; podemos asegura que
A.) su aceleracin mxima es 0,82
m/seg2.
B.) su velocidad mxima es
0,08m/segundos.
C.) su aceleracin mxima es
0,082m/seg2.
D.) su velocidad mxima es
0,8m/seg.
CONTESTO LAS PREGUNTAS 3 A 6, DE ACUERDO CON LA SIGUIENTE INFORMACIN. Una partcula 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 energa mecnica total del sistema es
A.) 0,004J.
B.) 0,04J.
C.) 0,08J.
D.) 40J.
4.) La velocidad mxima que adquiere la masa, se obtiene en el punto e equilibrio
donde toda la energa mecnica del sistema es energa cintica, ya que x = 0. Por tanto
el valor aproximado de la velocidad mxima es
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A.) 0,28m/seg.
B.) 2,8m/seg.
C.) 0,028m/seg.
D.) 28m/seg. 5.) La elongacin x cuando ha transcurrido un tercio de perodo (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 elongacin, usted puede encontrar la energa potencial y
la energa cintica 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 aceleracin de la gravedad en la Luna es equivalente aproximadamente a la
sexta parte de la de la Tierra ( ), Qu longitud L debe tener un pndulo para que su
perodo T sea de 1,5seg?
A.) 9,52m.
B.) 0,952m.
C.) 0,0952m.
D.) 92,5m.
8.) Un pndulo oscila con un perodo de 0,8 segundos. Si su longitud L se reduce a sus
partes, podemos deducir que su nuevo perodo, es
A. . (2L/g).
B. . L/g.
C. . L/2g.
D. . 2(L/g).
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GUA TALLER 5 y 6.
Semana nmero ___ del ___ al ___ de___________________ de 20___ (3 horas /
semana)
PRE-EVALUACIN ICFES 1. El tiempo mnimo que debe
transcurrir, para que una partcula que oscila con movimiento armnico simple, de 15cm de amplitud con un perodo de 3,5 segundos, alcanza una elongacin 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 est afinando pueden presentarse como se observa en la figura con una frecuencia de la forma
f = .
Si el guitarrista quiere producir un sonido ms agudo, debe A. disminuir la longitud de la
cuerda sin cambiar su tensin. B. disminuir la tensin en la
cuerda sin cambiar su longitud.
C. cambiar la cuerda por una ms gruesa sin cambiar su longitud.
D. Aumentar la longitud de la cuerda sin cambiar su tensin.
3. El movimiento ondulatorio de la forma
representado como en el grfico, con velocidad de propagacin de 2 m/seg, al buscar su perodo 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.
PROPSITO EXPRESIVO: Que yo comprehenda y analice los procesos aplicados en el planteamiento y la solucin de situaciones problemas relacionados con movimiento pendular y ondulatorio. INDICADORES DE DESMPEO:
1. Analizo y argumento datos, tablas y grficos como resultado de la interpretacin 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 decisin en el planteamiento y solucin de problemas relacionados con el desarrollo gentico de los organismos.
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Responda las preguntas 4 a 7 de acuerdo con la siguiente informacin: En un laboratorio se estudian las ondas generadas por cierto aparato elctrico. Las grficas representan las ondas observadas en el osciloscopio.
4. Del anlisis de la grfica (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 grfica (II) se puede determinar que el perodo de la onda es A. 2 segundos. B. 1 segundo. C. 5 segundos. D. 4 segundos.
6. Se deduce entonces, que la velocidad de propagacin de la onda tiene un valor
en m/seg, de A. 0,5 B. 5,0 C.1,0 D.3,0
7. Por ltimo, 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 informacin: Una onda se propaga hacia la derecha a lo largo de una cuerda, como lo ilustra la grfica.
8. Si la frecuencia de la onda es de 2Hz, podemos inferir que A. el perodo de la onda es de 2 segundos B. la longitud de onda es de 60cm C. la velocidad de propagacin 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 grfico, la velocidad del punto P, est mejor
representada por el vector A. B. C. D. 10. Para un pndulo 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 perodo aproximadamente es igual de 9,42seg B. su perodo es aproximadamente igual a 18,84 seg C. su perodo es menor a 18,84 seg D. su perodo es menor a 9,42 seg.
Responda las preguntas 11 a 14, teniendo en cuenta, la siguiente informacin: Dadas las representaciones grficas, donde el perodo de oscilacin es de 1seg, y la amplitud de 4cm.
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23 Equipo Acadmico-Pedaggico. rea Ciencias Naturales y Educacin Ambiental: Fsica. Colegios Arquidiocesanos de Cali.
11. Del anlisis del grfico (I), se deduce que A. la elongacin x, en t = 1 seg, adquiere un valor de 4m
B. la elongacin 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 grfico (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 grfico representado en (III), si t = T, podemos deducir que A. la aceleracin es 162cm/seg2
B. la aceleracin es 162m/seg2
C. la aceleracin es - 162m/seg2
D. la aceleracin es - 162cm/seg2.
14. Los puntos de corte de la onda con el eje horizontal, representada por la
velocidad, son
A. 0seg, seg, 1seg
B. 0seg, seg, seg
C. 0seg, seg, 1seg
D. 0seg, seg, seg.
15. Se llama longitud de onda a
A. el nmero de oscilaciones en un perodo T
B. la distancia recorrida por la onda en un tiempo de 1 segundo
C. la distancia recorrida por la onda en un perodo T
D. el nmero de oscilaciones en la unidad de tiempo t.
Coloca verdadero (V), o falso (F), a las siguientes afirmaciones, Justifica. A. Las ondas electromagnticas son transversales, y se polarizan ( ). B. Al producir ondas estacionarias en un resorte, la velocidad de propagacin
depende de la frecuencia ( ). C. El sonido es una onda mecnica, 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 mecnico y longitudinal ( ): F. Si las partculas del medio vibran paralelamente a la direccin de propagacin de
las ondas, la onda es mecnica longitudinal ( ). G. Si en una ilustracin de una onda de amplitud 2cm, con perodo de 1segundo, y
su longitud de onda 3,5cm, entonces su velocidad es igual a 3,5cm/seg ( ). H. Con la informacin anterior, podemos inferir que la aceleracin mxima de la
onda, es de 82cm/seg2 ( ).
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24 Equipo Acadmico-Pedaggico. rea Ciencias Naturales y Educacin Ambiental: Fsica. Colegios Arquidiocesanos de Cali.
Responda las preguntas 16 y 17, teniendo en cuenta la siguiente informacin. Se muestra la ilustracin de una onda transversal, de la forma.
Del anlisis concreto de la ilustracin, se hacen las siguientes
Afirmaciones: I.la longitud de onda es de 9cm. II. la amplitud corresponde a 10cm. III. el perodo 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. slo la II D. slo la III. 17. Si la rapidez de propagacin de la onda es de 360cm/seg, puede afirmarse que A. se realizan 20 oscilaciones cada segundo. B. el perodo es de 20 segundos. C. la onda recorre una distancia de 40 cm. D. la amplitud aumenta con el tiempo. 18. A continuacin se muestran dos tipos de ondas, los puntos representan l vibracin de las partculas 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 informacin. En la ilustracin 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 propagacin de la onda es equivocado afirmar que A. se dirige a la derecha. B. es paralela a la vibracin de P. C. lo hace con rapidez constante. D. es perpendicular al movimiento que realiza P.
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25 Equipo Acadmico-Pedaggico. rea Ciencias Naturales y Educacin Ambiental: Fsica. Colegios Arquidiocesanos de Cali.
GUIA TALLER N 7.
Semana nmero ___ del ___ al ___ de_____________________ de 20___ (3 horas /
semana)
FASE AFECTIVA: FUNCIN DE ONDA
A partir de una funcin, llamada funcin de onda, es posible describir la forma de una onda en cualquier instante. Esta funcin depende de la posicin de cada punto, del medio de propagacin y para que la informacin sea completa, se requiere que dicha funcin dependa tambin del tiempo. Por ejemplo, por medio de la funcin de onda podemos describir para cualquier instante la forma de la onda que se propaga a travs de una cuerda, si conocemos para cada punto de la cuerda la distancia x al extremo de la misma.
La funcin de onda, nos indica la distancia, y, de cada punto del medio a l posicin de equilibrio en cada instante t, es decir f(x, t).
ACTIVIDAD Analicemos la grfica Y = A.cos w.t; para x = v.t, y siendo = v.T. Cuando x = 0; /2; . Expresa tus conclusiones. ______________________________________________________________________
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INDICADORES DE DESEMPEO
Analizo y argumento datos, tablas y grficos como resultado de la interpretacin de situaciones y establecimiento de condiciones relacionados con movimiento pendular y ondulatorio.
PROPSITO EXPRESIVO: Interpretar situaciones, realizando descripcin cualitativa y cuantitativa de las propiedades de las ondas.
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26 Equipo Acadmico-Pedaggico. rea Ciencias Naturales y Educacin Ambiental: Fsica. Colegios Arquidiocesanos de Cali.
P1: La longitud de onda que es la mnima distancia entre dos puntos sobre una onda que se comportan idnticamente en una oscilacin completa, equivale al producto de la rapidez y el perodo de una onda, que representa un producto escalar, de acuerdo a los eventos ondulatorios.
Equivaler
P2: Por interpretacin de la definicin, 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 partcipes de una onda.
Diferir
ACTIVIDAD
1. Debo realizar el apareamiento entre un paraleleppedo y un cilindro adecuadamente.
Distancia mnima entre dos puntos sobre una onda que se comportan idnticamente en una oscilacin completa
Representa un producto escalar
Longitud de onda
V.T
De acuerdo a los eventos ondulatorios
Que son elementos
partcipes de una onda
Que son elementos
partcipes de una
onda
V = .f f =
Segn interpretacin de la definicin de los elementos en una onda
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27 Equipo Acadmico-Pedaggico. rea Ciencias Naturales y Educacin Ambiental: Fsica. Colegios Arquidiocesanos de Cali.
2. Modelo la siguiente proposicin: Las ondas de radio son ondas electromagnticas, mientras que el sonido es una onda mecnica, segn clasificacin de las ondas en los eventos ondulatorios.
3. Actividad prctica: Construyendo Ondas
Principios a explicar: Propiedades de las Ondas. Material: 1 Resorte plstico o metlico grande, gusano o slinky. Procedimientos: Mientras un participante detiene un extremo, el resorte es estirado hasta unas 8 veces su tamao original. En un primer caso un participante har oscilar el resorte hacia delante y hacia atrs (en la misma direccin en que se encuentra extendido) para revisar la propagacin 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 as sucesivamente. Se podr realizar un concurso con los participantes para ver quien logra hacer un mayor nmero de ondas con el resorte.
Las ondas
Mecnica longitudinal
Una onda transversal
Una onda mecnica
longitudinal.
Transmiten energa, pero no materia.
El sonido, es
Aquellas en que el movimiento de las partculas tiene la misma direccin del movimiento de la
onda
Si la vibracin de las partculas es perpendicular a la velocidad
de la onda, se tiene
Llamadas ondas
longitudinales La luz es una onda
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28 Equipo Acadmico-Pedaggico. rea Ciencias Naturales y Educacin Ambiental: Fsica. Colegios Arquidiocesanos de Cali.
Marco Terico: Se dice que un cuerpo oscila cuando realiza un movimiento de vaivn entre dos puntos. Una onda es una oscilacin que se propaga, esto es, que se est desplazando. En caso de que tratemos con una onda mecnica, se tratar siempre de una perturbacin que se propaga en un medio material. Existen dos tipos de ondas: las transversales, en las que la perturbacin se efecta en direccin ortogonal a la de propagacin (atravesada); mientras que las longitudinales perturban el medio en la misma direccin que se propagan. Un caso clsico 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 direccin en que se propaga. Si analizamos una onda transversal en un plano bidimensional, encontramos que tiene ciertas caracterstica 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 lnea de propagacin, 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 nmero de ondas que efectan 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. Explicacin: Preguntas: Cules son las diferencias entre las primeras ondas y las segundas? (longitudinales y transversales), Qu hay que hacer para lograr que se formen muchas ondas en el resorte? Para empezar podemos decir que una onda es una perturbacin que se est moviendo, se est propagando. Los dos tipos de ondas que conocemos se diferencian entre s porque en uno las ondas se van haciendo en la misma direccin que se mueve la perturbacin y por eso se le llama longitudinal, porque la onda se presenta a travs de la longitud de propagacin. A las otras las llamamos transversales, porque las ondas se presentan atravesadas con la propagacin. Con las transversales es con las que podemos hacer pancitas, cuando vemos slo 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 lnea que marca la propagacin de la onda se le llama eje y est siempre en medio de las pancitas. A las pancitas hacia arriba se les llama crestas y las que estn hacia abajo valles, los puntos que estn justo en el cambio de cresta a valle, y viceversa, son llamados puntos de inflexin. 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 ms alta de la cresta (o ms baja del valle) le llamamos amplitud de onda. Al nmero de ondas que se completan por segundo se le conoce como frecuencia. Entonces si queremos ser los que hagan ms pancitas, ms ondas, lo que tenemos que hacer es darle mucha frecuencia a la oscilacin, moviendo rpidamente el resorte. De otro modo podremos variar la amplitud e incluso la longitud, pero no otra cosa.
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29 Equipo Acadmico-Pedaggico. rea Ciencias Naturales y Educacin Ambiental: Fsica. Colegios Arquidiocesanos de Cali.
GUA TALLER N 8 9.
Semana nmero ___ del ___ al ___ de_______________ de 20___ (3 horas / semana)
FASE AFECTIVA:
Las ondas en su camino de propagacin pueden experimentar
una serie de cambios tanto en su velocidad, como en su
direccin e intensidad. Estas se pueden ver afectadas en su
comportamiento caracterstico cuando en su trayectoria
encuentran obstculos, 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
fenmenos ondulatorios unidimensionales, otros bidimensionales.
PROPUESTA
1.) Cmo se presentan los fenmenos unidimensionales, y las bidimensionales?
__________________________________________________________________________________________________________________________________
2.) Qu puede suceder, cuando usted toma un resorte y lo fija en uno de sus
extremos, luego enva un determinado pulso por el extremo libre?
__________________________________________________________________________________________________________________________________
3.) Expreso la relacin existente de la frecuencia de las pulsaciones de dos
vibraciones de frecuencias ligeramente diferentes.
__________________________________________________________________________________________________________________________________
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30 Equipo Acadmico-Pedaggico. rea Ciencias Naturales y Educacin Ambiental: Fsica. Colegios Arquidiocesanos de Cali.
INDICADORES
1. Identifico situaciones en esquemas ilustrativos, y realizo la descripcin cualitativa
y cuantitativa.
2. Resuelvo situaciones problemas a partir de observaciones, y siguiendo
instrucciones.
REFLEXIN Cuando una onda retorna al propio medio tras incidir sobre un obstculo, es decir es un cambio brusco en la direccin de una onda, cuando choca contra una superficie.
REFRACCIN
Cuando una onda que viaja en un medio encuentra una
frontera que lleva a otro medio, parte de la onda pasa a
segundo medio.
DIFRACCIN
Se presenta cuando una onda pasa a travs de un
orificio de tamao menor que la longitud de onda,
cambiando su direccin; o cuando rodea algn obstculo.
PROPSITO EXPRESIVO:
Yo, como estudiante analizo, e identifico cada fenmeno ondulatorio, segn su caracterstica esencial.
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31 Equipo Acadmico-Pedaggico. rea Ciencias Naturales y Educacin Ambiental: Fsica. Colegios Arquidiocesanos de Cali.
INTERFERENCIA Es la superposicin de dos o ms ondas aumentando
o disminuyendo la amplitud de la onda. La amplitud
de las ondas se suma algebraicamente.
POLARIZACIN
Reduccin de los planos de vibracin a uno solo.
Es un fenmeno 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 SUPERPOSICIN La superposicin se presenta cuando dos o ms ondas
se entrecruzan. Como podemos observar en el siguiente
grfico, la onda resultante corresponde a la onda
peridica.
VERIFICACIN E INTERPRETACIN CONCEPTUAL Analizo e interpreto los grfico, 1 a 4, y propongo el fenmenos correspondiente.
1.)
_________________________
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32 Equipo Acadmico-Pedaggico. rea Ciencias Naturales y Educacin Ambiental: Fsica. Colegios Arquidiocesanos de Cali.
2.)
________________________
3.)
_________________________ 4.) El siguiente grfico, expresa la ley fundamental de la reflexin, qu se deduce de la
medida del ngulo de incidencia y el ngulo de reflexin?
A. Medida del ngulo de incidencia es mayor que la medida del ngulo de reflexin.
B. Medida del ngulo de incidencia es menor que la medida del ngulo de reflexin.
C. Medida del ngulo de incidencia es igual a la medida del ngulo de reflexin.
D. Medida del ngulo de incidencia es el doble de la medida del ngulo de reflexin.
5.) La razn entre el seno del ngulo de incidencia y el seno del ngulo de refraccin,
es igual a la razn entre las velocidades del movimiento ondulatorio en los dos medios,
es decir: = .
Aprovechando esto usted puede demostrar la proporcin = .
______________________________________________________________________
______________________________________________________________________
______________________________________________________________________
______________________________________________________________________
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33 Equipo Acadmico-Pedaggico. rea Ciencias Naturales y Educacin Ambiental: Fsica. Colegios Arquidiocesanos de Cali.
El grfico 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.) Cmo es la longitud de onda en cada medio?
______________________________________________________________________
______________________________________________________________________
_____________________________________________________________________
8.) En cul de los dos medios es mayor la velocidad de propagacin?
Justifico.
______________________________________________________________________
______________________________________________________________________
_____________________________________________________________________
OBSERVACIN:
La reflexin y la refraccin pueden ocurrir tanto en partculas como en ondas, mientras que la difraccin es exclusiva de las ondas. Las preguntas 9 a 13, son de afirmacin y razn y se contestan de acuerdo con los criterios expresados a continuacin. A, Si la afirmacin y la razn son verdaderas, y la razn es una explicacin de la
afirmacin.
B, Si la afirmacin y la razn son verdaderas, pero la razn no es una explicacin de la
afirmacin.
C, Si la afirmacin es verdadera y la razn es falsa.
D, Si la afirmacin es falsa y la razn es verdadera.
E, Si la afirmacin y la razn son falsas.
10.) Una onda cuando cambia de medio se refracta porque la frecuencia de la onda
vara.
A. B. C. D. E.
-
34 Equipo Acadmico-Pedaggico. rea Ciencias Naturales y Educacin Ambiental: Fsica. Colegios Arquidiocesanos de Cali.
11.) Cuando una onda choca contra un obstculo se refleja porque la direccin de
propagacin 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
partculas del medio vibran perpendicularmente a la direccin de propagacin.
A. B. C. D. E.
14.) Cuando una onda se refracta la razn entre el seno del ngulo de incidencia y el seno del ngulo de refraccin es igual a la razn de las velocidades porque el medio de propagacin no ha cambiado. A. B. C. D. E.
15.) En una onda longitudinal, el fenmeno fsico que no se cumple es
A. Reflexin.
B. Difraccin.
C. Polarizacin.
D. Interferencia.
16.) El fenmeno de refraccin se produce cuando
A. la onda choca contra un obstculo.
B. la onda reduce los planos de vibracin a uno solo.
C. la onda cambia de medio de propagacin.
D. la onda pasa a travs de un orificio.
17.) En la grfica, se muestra una onda que
de un medio a otro. Al analizarla, podemos
decir que:
A. V1 = V2.
B. V1 V2.
C. V1 V2
D. .
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Coloco al frente de cada afirmacin una V si es verdadero, o una F si es falso, segn corresponda.
18.) El cambio de direccin que experimenta una onda cuando pasa de un medio se
denomina refraccin ( ).
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 nicamente a ondas
circulares ( ).
22.) Las ondas al cambiar de medio de propagacin, 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 partculas, tiene sentido la ocurrencia o aplicacin de
A. Difraccin.
B. Reflexin.
C. Principio de Huygens.
D. Principio de superposicin.
25.) Un frente de onda al pasar del medio
1 al medio 2, y luego al medio 3 muestra
el comportamiento indicado en el grfico a
continuacin.
Al comparar las velocidades de
propagacin, se cumple
A. V1 V2
B. V1 = V3
C. V3 V2.
D. V1 V3.
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GUA TALLER N 10.
Semana nmero ___ del ___ al ___ de_____________________ de 20___ (3 horas / semana) FASE AFECTIVA: Los fenmenos 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 volumtrica, ocasionamos un pequeo hundimiento, se produce una perturbacin que se propaga por la superficie.
Ahora bien si hacemos oscilar una cuerda desde uno de sus extremos, la perturbacin se transmite por la cuerda. Estas perturbaciones son de carcter ondulatorio. Tambin se produce una onda cuando hacemos vibrar una cuerda de una guitarra, caso en el cual la vibracin se extiende a travs de las molculas de aire, propagndose en el aire. Esta vibracin percibida por el odo humano es el sonido.
PROPUESTAS
Cita algunos fenmenos ondulatorios, de tu alrededor. __________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________ __________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________ Del primer grfico anterior, Qu transmiten los crculos que observamos al producir una perturbacin en un punto de la superficie del agua? __________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________ _________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________
Domin en serie Gotas de agua
Domin en serie
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37 Equipo Acadmico-Pedaggico. rea Ciencias Naturales y Educacin Ambiental: Fsica. Colegios Arquidiocesanos de Cali.
Existen sensaciones que percibimos del medio ambiente como el sonido, la luz, las ondas formadas en la superficie del agua, que nos llegan a travs de movimientos ondulatorios, con caractersticas de transportar energa de un punto del medio a otro, sin que haya desplazamiento de masa. Los objetos vibrantes tienen la capacidad de generar ondas; podemos decir entonces que una onda es una perturbacin que viaja a travs del espacio o en un medio elstico, transportando energa sin que haya desplazamiento de masa. Una onda se propaga a travs de un medio gracias a la vibracin que se produce en las partculas de ste. La direccin de propagacin de la onda puede ser paralela o perpendicular a la direccin de oscilacin de las partculas del medio de propagacin. Las ondas peridicas, son aquellas en las cuales las partculas del medio tienen un movimiento peridico, debido a que la fuente perturbadora vibra continuamente. Pulso o perturbacin, es aquel en el cual cada partcula del medio permanece en reposo hasta que llegue el impulso, realizando as una oscilacin con movimiento armnico simple (M.A.S.). Las ondas las podemos clasificar segn dos criterios, llamados medio de propagacin, y direccin de propagacin. Segn el medio de propagacin, encontramos las ondas mecnicas y las ondas electromagnticas; y segn la direccin de propagacin, aparecen las ondas longitudinales y las transversales. Las ondas mecnicas, transportan energa a travs de un medio elstico que vibre, como ejemplo, tenemos las ondas sonoras, las ondas de las cuerdas, las ondas formadas en la superficie del agua; Obsrvese en el grfico que la vibracin es longitudinal.
CLASIFICASIN DE LAS ONDAS
PROPSITO EXPRESIVO: Que yo plantee y argumente hiptesis y regularidades, haciendo uso adecuado de la interpretacin de situaciones, con la ayuda de modelos y la verificacin de hip tesis. INDICADOR DE DESEMPEO: Analizo y argumento datos, tablas y grficos como resultado de la interpretacin de situaciones y establecimiento de condiciones relacionados con el movimiento ondulatorio.
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Las ondas electromagnticas, transportan energa por medio de campos elctricos (E), y campo magnticos (B) que s pueden propagar en el vaco, no requieren de medio de propagacin, como ejemplo, se presentan las ondas de la luz, la radiacin ultravioleta, lo rayos X, ondas de radio, las microondas. Obsrvese que la vibracin de campos es perpendicular.
Las ondas longitudinales, se caracterizan porque las partculas del medio vibran en la misma direccin de propagacin de la onda, es decir el movimiento de la partcula tiene la misma direccin del movimiento de la onda. Ej. Onda de sonido, ondas de resortes.
Las ondas transversales, se caracterizan porque las partculas del medio vibran perpendicularmente a la direccin de propagacin de la onda. Ej. Ondas en la superficie del agua, una onda de luz, ondas en una cuerda.
OBSERVACIN: 1.) LONGITUD DE ONDA: Es la distancia mnima entre dos puntos
cualesquiera sobre una onda que s comportan idnticamente en una oscilacin completa. 2.) ECUCIONES EN UNA ONDA VIAJERA.
2.1) Nmero de onda. k = .
2.2) Velocidad angular. w = = . 2.3) Perodo. T = t/n.
2.4) Velocidad de propagacin. V = . 2.5) Densidad lineal.
Respondo las preguntas 1 y 2 de acuerdo a la siguiente informacin. Una cuerda tiene 5,5m de longitud y una masa de 0,055kg, se encuentra tensionada con una fuerza de 16N. Un extremo de la cuerda vibra con una frecuencia de 10Hz. 1.) Deseo saber la velocidad de propagacin de la onda de la cuerda al aplicarle la tensin, luego al comparar el valor en m/seg, puedo expresar que es: A. menor que 40 m/seg. B. mayor que 40 m/seg. C. exactamente igual a 40 m/seg. D. exactamente igual a 80 m/seg. 2.) Al determinar la longitud de onda , puedo inferir A. 4m. B. 0,25m. C. 8m. D. 0,5m. 3.) Se llama longitud de onda , a A. el nmero de oscilaciones en un perodo. B. la distancia recorrida por la onda en un perodo.
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39 Equipo Acadmico-Pedaggico. rea Ciencias Naturales y Educacin Ambiental: Fsica. Colegios Arquidiocesanos de Cali.
C. el nmero de oscilaciones en la unidad de tiempo. D. la distancia entre dos nodos consecutivos. Las preguntas 4 a 7, se marcan de acuerdo con el siguiente criterio. A, si 1 y 2 son verdaderas. B, si 2 y 3 son verdaderas. C, si 3 y 4 son verdaderas. D, si 2 y 4 son verdaderas. 4.) El sonido es una onda de tipo: 1. electromagntico. 2. mecnico. 3. longitudinal. 4. transversal. A. B. C. D. En la siguiente ilustracin de una onda. 5.) Al interpretar el grfico, se infiere que 1. la amplitud, es igual a 0,5m. 2. la longitud de onda, es igual a 4m. 3. la amplitud es igual a 1m. 4. la longitud de onda, es igual a 2m. A. B. C. D. 6.) Si el perodo de propagacin de la onda en la ilustracin anterior es de 0,4seg 1. la velocidad de propagacin de la onda, es igual a 10 m/seg. 2. la frecuencia de propagacin de la onda, es igual a 2,5 Hz. 3. la longitud de onda, es igual a 2 m. 4. la velocidad de propagacin de la onda, es igual a 5 m/seg. A. B. C. D. 7.) La masa de la cuerda de la onda del grfico es de 0,08kg, por tanto, podemos decir que 1. el nmero de onda, es 15,7. 2. el nmero de onda, es 1,57. 3. la densidad lineal, es de 0,02kg/m. 4. la densidad lineal, es de 0,2kg/m. A. B. C. D.
HORA DE PLANTEAR HIPTESIS Y REGULARIDADES Escribo las respuesta en el cuaderno
1.) Por qu factor se debe multiplicar la tensin de una cuerda para que la velocidad de las ondas que se propagan en ella se triplique?
2.) De qu manera, un aumento en la frecuencia de una onda afecta la longitud de onda de la onda producida?
3.) Una cuerda de 24m de largo, se divide en 6 segmentos y con cinco de ellos se forma una cuerda ms gruesa. Las dos cuerdas, la delgada y la gruesa, se someten a la misma tensin y se generan en cada una de ellas 25 vibraciones en 10 segundos. Expresa en cul de las dos, es:
3.1) Mayor la densidad lineal o densidad longitudinal.
3.2) Mayor la velocidad de propagacin de las ondas.
3.3) Mayor la frecuencia de las ondas producidas.
3.4) Mayor el perodo de vibracin.
HORA DE LA MODELACIN Para cada una de las siguientes proposiciones conceptuales, realizo el mentefacto proposicional. P1: Las ondas de radio, las ondas de luz, y las microondas que son ondas electromagnticas ya que la vibracin de campos se hace en forma perpendicular, mientras que las ondas de sonido, ondas de resortes que son ondas mecnicas longitudinales, segn criterio de clasificacin. P2: Segn la direccin de propagacin las ondas pueden ser longitudinales y transversales, las primeras son aquellas que se caracterizan porque las partculas del medio vibran en la misma direccin de propagacin de la onda, mientras que las segundas se caracterizan ya que las partculas del medio vibran perpendicularmente a la direccin de propagacin de la onda.
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40 Equipo Acadmico-Pedaggico. rea Ciencias Naturales y Educacin Ambiental: Fsica. Colegios Arquidiocesanos de Cali.
GUA TALLER N 11.
Semana nmero ___ del ___ al ___ de_______________ de 20___ (3 horas / semana)
FASE AFECTIVA:
ACTIVIDAD DE MOTIVACIN
Al variar la profundidad del agua en una cubeta
de ondas colocando en ella un vidrio plano como
lo muestra el grfico, obtenemos dos medios
diferentes. Al generar ondas peridicas planas,
se obtiene la configuracin observada.
Si realizamos un pequeo corte transversal de la
cubeta d ondas, se nos puede presentar el
siguiente grfico.
PREGUNTAS
1.) Cmo son las longitudes de onda en cada uno de los medios?
_________________________________________________________________
_________________________________________________________________
________________________________________________________________
2.) Las velocidades son iguales en los dos medios, si o no, por qu?
_________________________________________________________________
_________________________________________________________________
________________________________________________________________
INDICADORES
PROPSITO EXPRESIVO: Yo, realizo adecuadamente la experiencia, y expreso en forma cualitativa y cuantitativa las observaciones resultantes.
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41 Equipo Acadmico-Pedaggico. rea Ciencias Naturales y Educacin Ambiental: Fsica. Colegios Arquidiocesanos de Cali.
1. Identifico situaciones en esquemas ilustrativos, y realizo la descripcin cualitativa
y cuantitativa.
2. Resuelvo situaciones problemas a partir de observaciones, y siguiendo
instrucciones.
3. Valoro el trabajo en equipo, con la participacin activa en la toma de decisiones
para la bsqueda de solucin a situaciones problemas.
4. Interpreto situaciones con ayuda de modelos.
5. Formulo hiptesis desde un argumento explicativo.
6. Verifico hiptesis, y elaboro conclusiones.
LEY FUNDAMENTAL DE LA REFRACCIN
En el primer grfico se muestra un pulso en varias posiciones, ste alcanza la superficie de separacin entre los medios y se sigue propagando por el medio 2. Cuando el pulso cambia de medio, Vara la longitud de onda? Vara la frecuencia? Vara la velocidad? En qu medio es mayor la velocidad? Qu fenmeno experimenta el pulso al pasar de un medio a otro? ______________________________________________________________________
______________________________________________________________________
______________________________________________________________________
______________________________________________________________________
Consideremos que el pulso alcanza la superficie de separacin en el punto B grafico 2,
y se refracta. Teniendo en cuenta que su propagacin en el primer medio es con
velocidad constante V1, mientras que en el segundo medio es con velocidad constante
V2.
Qu distancia recorre el extremo del pulso que incidi en B y lleg a C en el intervalo
de tiempo t?
Qu distancia recorre el extremo del pulso que se encontraba en A y llega a D, en el
mismo intervalo de tiempo t?
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42 Equipo Acadmico-Pedaggico. rea Ciencias Naturales y Educacin Ambiental: Fsica. Colegios Arquidiocesanos de Cali.
______________________________________________________________________
______________________________________________________________________
______________________________________________________________________
Hallo el valor de Sen i, sabiendo que el tringulo BAD es rectngulo en A. ______________________________________________________________________ Qu representa i? Qu clase de tringulo es BCD? ______________________________________________________________________
______________________________________________________________________
Hallo Sen r. ______________________________________________________________________ Qu representa r? ______________________________________________________________________ Teniendo las informaciones anteriores, podemos comprobar que al dividir Sen i entre Sen r se obtiene ______________________________________________________________________ Expreso con este resultado la LEY FUNDAMENTAL DE LA REFRACCIN ______________________________________________________________________
______________________________________________________________________
______________________________________________________________________
MODELO DE ONDA TRANSVERSAL (SOBRE PAPEL)
Sobre una hoja e cartulina o papel de 10cmx28cm, dibuja una sinusoidal, donde es de 6cm, y la amplitud A = 4cm, tal como lo muestra el grfico 1. Recorta otra cartulina o papel de 22cmx28cm, y hgale tres ranuras, de 7cm de longitud y de 3mm de ancho, separadas entre s /2 (es decir 3cm), tal como lo indica el grfico 2. Pliegue esta cartulina e introduzca en el interior la sinusoidal ya hecha. Hale lentamente la sinusoidal, y expresa tu observacin (Qu sucede?) 1.) Con la onda. ______________________________________________________________________
______________________________________________________________________
2.) Respecto a los puntos que aparecen en las ranuras.
______________________________________________________________________
______________________________________________________________________
______________________________________________________________________
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43 Equipo Acadmico-Pedaggico. rea Ciencias Naturales y Educacin Ambiental: Fsica. Colegios Arquidiocesanos de Cali.
ESTUDIO DINMICO DE UN RESORTE Fija el extremo de un resorte tal como lo indica el grfico, y
cuelga masa m1, m2, m3, como te parezca, en el otro extremo.
Estira adecuadamente el resorte con la mano y luego sultalo.
Nota que se producen oscilaciones verticales, cuyo perodo es
de la forma T2 = m (42/k) + mo (42/k), donde k es la constante
del resorte, y mo l masa equivalente del resorte que oscila.
Mida ahora el perodo T de oscilaciones para varias masas m, y
trace la curva T v/s m. [T = f (m)].
Cmo es la representacin grfica?
______________________________________________________________________
______________________________________________________________________
Dibujo ahora, el grfico de T2 = f (m). Cmo se observa la representacin grfica, en cuanto a la curva? ______________________________________________________________________
______________________________________________________________________
Expreso la pendiente de la recta resultante, donde tan = , deduzca el valor para k.
______________________________________________________________________ Por ltimo deduzca por extrapolacin como lo indica el grfico dado a continuacin, el valor de la masa mo.
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44 Equipo Acadmico-Pedaggico. rea Ciencias Naturales y Educacin Ambiental: Fsica. Colegios Arquidiocesanos de Cali.
GUA TALLE R N 12.
Responda las preguntas 1 a 4, de acuerdo con la siguiente informacin.
El mecanismo ms simple considera una masa suspendida de un resorte que est
atado a un soporte anclado al suelo. Cuando el resorte se agita al paso de las ondas
ssmicas, la inercia de la masa hace que sta permanezca un instante en el mismo
punto de reposo y cuando sale del mismo, tiende a oscilar.
Si se adhiere a la masa suspendida un pincel o lpiz a fin de que inscriba en un papel
sobre un cilindro que gira a tiempo constante, se registrara una componente del
movimiento del suelo. En este caso, puede ser un sismgrafo de componente vertical
tal como lo muestra el grfico. El papel o lmina sobre el cual se registra el movimiento
del suelo se llama sismograma.
1.) El sismgrafo se prueba haciendo oscilar la masa manualmente y sobre el sismograma queda el siguiente registro, en un tiempo de 1 segundo. Del grfico se puede afirmar que:
A.) la longitud de onda es de 6cm.
B.) la amplitud es de 20cm.
C.) La velocidad de giro del temblor es de 3cm/seg.
D.) La frecuencia de vibracin es Hz.
2.) Si la masa que cuelga del resorte se hace cuatro veces menor, el perodo T
A.) disminuye a la cuarta parte.
PROPSITO EXPRESIVO: Yo, interpreto y doy solucin a cada interrogante, realizando su argumentacin.
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45 Equipo Acadmico-Pedaggico. rea Ciencias Naturales y Educacin Ambiental: Fsica. Colegios Arquidiocesanos de Cali.
B.) disminuye a la mitad.
C.) aumenta cuatro veces.
D.) no cambia.
3.) Si el movimiento generado en el resorte es armnico simple, la fuerza recuperadora es nula en:
A.) el punto de equilibrio.
B.) el punto de mximo estiramiento del resorte.
C.) el punto de mxima contraccin del resorte.
D.) todos los puntos del movimiento.
4.) La energa liberada en un temblor, puede relacionarse con un elemento de la onda
registrada en el sismograma.
Dicho elemento, es:
A.) la amplitud.
B.) la velocidad de propagacin.
C.) la longitud de onda.
D.) la frecuencia de oscilacin.
5.) En un planeta x, un pndulo simple de 0,6m oscila con un perodo de 2 segundos, al tomar 2 = 10, podemos decir que la aceleracin de la gravedad g en m/seg2, es: A.) 6. B.) 60. C.) 0,6. D.) 3. Responda las preguntas 6 y 7, teniendo en cuenta la informacin: Sobre la superficie
de una piscina, un vibrador vertical tiene un movimiento armnico simple de 4cm
amplitud, 5Hz de frecuencia, la velocidad de las ondas en la superficie del agua es
50cm/seg.
6.) La frecuencia o velocidad angular w, es de la forma:
A.) 31, 4 rad/seg
B.) 3, 14 rad/seg
C.) 314 rad/seg
D.) 0,628 rad/seg
7.) Si, 2 = 10, podemos decir que la aceleracin mxima am, es. A.) 40 m/seg2.
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46 Equipo Acadmico-Pedaggico. rea Ciencias Naturales y Educacin Ambiental: Fsica. Colegios Arquidiocesanos de Cali.
B.) 400 cm/seg2.
C.) 400 m/seg2.
D.) 40 cm/seg2.
Responda las preguntas 8 a 10, teniendo en cuenta la informacin: Un hilo de
caucho tiene una longitud natural de 1,5 m y una masa de 4 gramos.
8.) Para doblar su longitud se necesita una tensin de 3 Newton, luego el valor de la
constante k, equivale a:
A.) 0,2 N/m.
B.) 20 N/m.
C.) 2 N/m.
D.) 6 N/m.
9.) Si se dispone este hilo entre dos puntos separados 2 m, la velocidad de propagacin
de una onda transversal en este hilo, es:
A.) V = 22, 36 m/seg
B.) V = 2, 24 m/seg
C.) V = 223,6 m/seg
D.) V = 2236 m/seg.
10.) Podemos decir, que el tiempo aproximado que emplea una onda para recorrer todo
el hilo, es:
A.) 0,09 seg.
B.) 0,9 seg.
C.) 4,47 seg.
D.) 0,447 seg.
Responda las preguntas 11 y 14, teniendo en cuenta la informacin: Una cuerda de
longitud 0,2 m, masa 0,4 kg, se somete a una tensin de 18 N. Si se producen 40
vibraciones en 10 segundos.
11.) La masa por unidad de longitud, ms conocida como densidad lineal , es:
A.) 2 kg/cm
B.) 2 g/m
C.) 2 kg/m
D.) 2 g/cm.
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47 Equipo Acadmico-Pedaggico. rea Ciencias Naturales y Educacin Ambiental: Fsica. Colegios Arquidiocesanos de Cali.
12.) La velocidad de propagacin V, siendo que V = , por tanto es lgico decir que
su valor, es: A.) 3 m/seg
B.) 4, 5 m/seg
C.) 0, 3 m/seg
D.) 45 m/seg. 13.) La frecuencia de las ondas que expresa oscilaciones en la unidad de tiempo es
A.) 0,4 Hz.
B.) 4,0 Hz.
C.) 0,25 Hz.
D.) 2,5 Hz.
14.) La longitud de onda que expresa distancia entre dos puntos idnticos de la onda
en una oscilacin completa, en este caso podemos decir que su valor est dado por
A.) 7,5 m
B.) 75 m
C.) 0,075 m
D.) 0,75 m
15.) Analiza el grfico del movimiento ondulatorio representado por siendo que la
velocidad de propagacin es de 8,6 m/seg. Al buscar el valor de la frecuencia y el
perodo respectivamente, se toma a
A.) 430 Hz y 2,33x10- 3seg
B.) 430 Hz y 2,33x103seg
C.) 43 Hz y 2,33x10- 3seg
D.) 43 Hz y 2,33x103seg.
16.) El fenmeno de refraccin se produce cuando:
A.) la onda cambia de medio de propagacin.
B.) la onda reduce los planos de vibracin a uno solo.
C.) la onda choca contra un obstculo.
D.) la onda pasa a travs de un orificio.
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48 Equipo Acadmico-Pedaggico. rea Ciencias Naturales y Educacin Ambiental: Fsica. Colegios Arquidiocesanos de Cali.
ARQUIDIOCESIS DE CALI FUNDACIONES EDUCATIVAS ARQUIDIOCESANAS
DISEO CURRICULAR COLEGIOS ARQUIDIOCESANOS
GUA TALLER AO LECTIVO ____________
REA: CIENCIAS NATURALES Y EDUCACIN AMBIENTAL: FSICA
GRADO: DCIMO PERODO: SEGUNDO
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49 Equipo Acadmico-Pedaggico. rea Ciencias Naturales y Educacin Ambiental: Fsica. Colegios Arquidiocesanos de Cali.
PRESENTACIN.
COLEGIO
GRADO
DCIMO
REA
CIENCIAS NATURALES (FSICA)
DOCENTE
TIEMPO PREVISTO
SEGUNDO PERODO
HORAS
27.
PROPSITOS DEL PERODO A NIVEL AFECTIVO: Que mostremos mucho inters por: Plantear y resolver situaciones problemas en la aplicabilidad prctica en el diario vivir, y las tecnolgicas con la acstica y ptica. Extraer pensamientos y modelar mentefactos conceptuales y proposicionales cromatizados, con aproximacin al pensamiento cientfico integral. A NIVEL COGNITIVO: Comprehendamos claramente los conceptos de acstica y ptica. 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 fenmenos relacionados con ondas, demostrando avances en el desarrollo del pensamiento cientfico integral.
EVALUACIN: INDICADORES DE DESEMPEO
1. Desarrollo del pensamiento a travs del uso adecuado de proposiciones complejas, conceptos y precategoras 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 decisin en el planteamiento y solucin de problemas relacionados con el movimiento ondulatorio. 3. Analizo y argumento datos, tablas y grficos como resultado de la interpretacin de situaciones y establecimiento de condiciones relacionados con el movimiento ondulatorio. 4. Realizo lectura comprehensiva e interpreto textos relacionados con fluidos. 5. Produzco textos orales y escritos a partir de observaciones que me permiten plantear hiptesis y regularidades sobre el movimiento ondulatorio.
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50 Equipo Acadmico-Pedaggico. rea Ciencias Naturales y Educacin Ambiental: Fsica. Colegios Arquidiocesanos de Cali.
COMPETENCIAS Y HABILIDADES
COMPETENCIAS HABILIDADES
Desarrollar el pensamiento a travs del uso adecuado de la proposicin 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 resolucin de situaciones problemas propio de la Fsica. Interpretar y analizar datos, tablas y grficos como resultado de la aplicacin del mtodo cientfico. Comprehender e interpretar textos donde:
3. Explico la utilizacin de cada uno de los trminos o elementos partcipes en cada uno de los movimientos.
4. Presento la solucin acorde a la enseanza (Modelacin).
Observar. Construir y extraer proposiciones de los textos propuestos, y realizar la modelacin adecuada. Particularizar y generalizar. Estableces semejanzas y diferencias. Preguntar significativamente. Definir (Sinonimizar, contextualizar, radicar) Analizar (puntuar y pronominalizar). Seguir instrucciones.
EJES TEMTICOS
1. ACUSTICA OPTICA:
1.1 Cualidades del sonido.
1.2 Efecto Doppler.
1.3 Espejo.
1.4 Lentes
1.5 Acercamiento de la relatividad y velocidad de la luz.
1.6 Laboratorio.
DIDCTICAS
Didcticas proposicionales.
Didcticas conceptuales.
Didcticas Argumentales.
RECURSOS
Logsticos: saln, tablero, marcadores, carteleras
Audiovisuales: video-bean, sala de internet, diapositivas, videos, grabadoras.
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51 Equipo Acadmico-Pedaggico. rea Ciencias Naturales y Educacin