Actividad 1.
Estudio del péndulo simple coplanar
Orientación teórica 1.
documento preparado por esther londoño a.
Tema: Ondas. Preliminares
Objetivo: facilitar el estudio de aspectos relacionados con Ondas después de repasar el Movimiento del péndulo simple coplanar, tema propio de la física Newtoniana.
Dinámica de la actividad: parafrasear los términos que se listan a continuación después de explorar en libros de física. Para ello debe leer cuidadosamente al respecto y escribir con sus propias palabras cada término indicado (extensión máxima para cada uno: 3 renglones)
Nociones sobre:
a) periodo del péndulo
6) período del péndulo y su relación con la amplitud del mismo
c) período del péndulo y su relación con la masa del mismo
d) período del péndulo y su relación con la longitud del mismo
e) fuerza aplicada al péndulo y su relación con el desplazamiento del mismo (MAS)
f) consulte al menos tres casos de la vida real en que se aplica el movimiento pendular, describa brevemente cada uno de ellos (extensión máxima media página)
Bibliografía (escriba solo la bibliografía consultada, para ello tenga presente las normas para referenciar la bibliografía).
Forma de entrega: registrar en papel, a mano, con excelente presentación, buena orotgrafía y redacción, además socializar en el aula de clase.
Fecha máxima de entrega: la acordada en el salon de clase
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Ondas. Generalidades
documento preparado por esther londoño a.
Estimado estudiante:
Tenga presente que para apoyar el proceso de ondas, es apropiado tener claridad sobre las características básicas tanto del MCU como del MAS con la interpretación y cálculos respectivos de los parámetros que los caracterizan y relacionan; por tanto la realización de las Actividades de Aprendizaje propuestas como la orientación teórica permitirán una mejor fundamentación teórica, para su aplicación práctica para realizar exitosamente el estudio de Ondas.
Para salir adelante en este proceso donde la persona más beneficiada es el estudiante mismo tanto para su formación integral, para su educabilidad y desarrollo de habilidades y destrezas cognitivas solo basta ser un estudiante autónomo: tener un poco de disciplina, de compromiso y de interés. Haga lo posible para cumplir con el cronograma propuesto para mejores resultados en el proceso.
Muchos éxitos,
esther l
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PRÁCTICAS EXPERIMENTALES. ONDAS
documento preparado por esther londoño a.
Estimado estudiante:
tenga presente que para apoyar el proceso de aprendizaje de la unidad temática Ondas, es apropiado tener claridad sobre las características básicas relevantes tanto del MCU como del MAS con la interpretación y cálculos respectivos de los parámetros que los caracterizan y relacionan; por tanto la realización de los 2 experimentos permitirán aclarar y mejorar su comprensión de los fenómenos relacionados con el movimiento periódico para realizar el estudio de Ondas.
Los experimentos propuestos ya han sido probados y realizados durante varios años por otras personas en circunstancias similares o con una carga académica superior a la que tienen los estudiantes actuales o una carga laboral entre 8 y 10 horas diarias adicional a la carga académica, por lo que requieren una dedicación semanal extra-clase: entre 2 horas mínimo y 3 horas máximo dependiendo de su capacidad de concentración y de lectura comprensiva y analítica las cuales irán mejorando con esta práctica. Para salir adelante en este proceso donde la persona más beneficiada es el estudiante mismo tanto para su formación integral, para su educabilidad y desarrollo de habilidades y destrezas cognitivas solo basta ser un estudiante autónomo: tener un poco de disciplina, de compromiso y de interés. Haga lo posible para cumplir con el cronograma propuesto para mejores resultados en el proceso.
Los experimentos seleccionados para apoyar el proceso de la unidad temática Ondas son:
Práctica 1. Movimiento armónico simple. MOdalidad: virtual
Práctica 2. Movimiento Ondulatorio. Modalidad: virtual
Muchos éxitos,
estherl
10,2
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*ACTIVIDAD 6. Unidad 3. Movimiento Ondulatorio
documento preparado por esther londoño a.
Nombre de la persona que lo realizó:
Fecha realización consulta:
Fecha socialización:
Tema: Ondas. Preliminares
Objetivo: facilitar el estudio de aspectos relacionados con Ondas al estudiar algunos términos básicos de la temática.
Dinámica de la actividad: familiarizarse con las ecuaciones del MCU y del MAS, parafrasee los términos que se listan y complete los que no se caracterizan. Para ello lea cuidadosamente al respecto y escriba con sus propias palabras cada término listado (extensión máxima para cada uno: 3 renglones)
Ecuaciones del MCU
Posición: x = A* cos (Θ); Θ = ω*t; x en m
Velocidad: v = - A*ω*sen (ω*t ); v en m/s
Aceleración: a = - A* ω E2*cos (ω*t) = - ω E2* x; a en m/sE2
Fuerza aplicada a la partícula (2ª ley de Newton) F= m* a = - m* ω E2* x; F en N
Ecuaciones del MAS en un punto arbitrario P(x, y):
Posición: x = A* cos (ω*t +Φ0); Θ = ω*t; Φ0 es la constante de fase o posición inicial para t= 0 en el punto P(x, y), ω= 2*Π*f (es la frecuencia angular); f = 1/T; x en m
Velocidad: v = - A*ω*sen (ω*t +Φ0); v en m/s
Aceleración: a = - A* ω E2*cos (ω*t +Φ0) = - ω E2* x; a en m/sE2
Fuerza aplicada a la partícula (2ª ley de Newton) F= m* a = - m* ω E2* x; F en N
Periodo del MAS para el sistema masa-resorte: T= 2*Π √(m/K):, T en s/rad
Periodo del MAS para el péndulo: T= 2*Π √(l/g):, T en s/rad
Onda: meneo en el espacio y el tiempo. Constituye una vibración
Vibración: movimiento oscilatorio
Oscilación: es un ir y venir respecto a una posición de equilibrio generando el MAS el cual genera una sinusoide
Un MAS se caracteriza porque la fuerza restauradora es proporcional al desplazamiento respecto a la posición de equilibrio (ley de Hooke), para deslazamientos pequeños (ángulos menores de 10 grados)
Cresta: puntos altos de la onda
Valle: puntos bajos de la onda
Posición de equilibrio: punto medio de la vibración
Amplitud (A): Distancia desde el punto medio hasta la cresta o el valle de la onda/es el máximo desplazamiento respecto a la posición de equilibrio
Longitud de onda (λ): es la distancia entre la cima de una cresta y la cima de la siguiente cresta/es la distancia entre partes idénticas sucesivas de la onda
Dimensiones de λ para:
ondas de mar: varios metros
estanques: varios centímetros
ondas de luz: varios nanómetros
Frecuencia: número de vibraciones completas en el tiempo
Ciclo: un viaje completo (ida=vuelta)
Hertz (Hz): unidades de frecuencia en ciclos por segundo
Dimensiones de diferentes rangos de frecuencia:
muy alta frecuencia: MHz, GHz;
horno micro ondas: GHZ
Frecuencias de ondas de radio:
AM: KHz,
FM: MHz,
Radar: GHz
Para el radio indica la frecuencia con la que se obliga a los electrones a vibrar en la antena de al torre de transmisión de una estación radio fónica
Rango de frecuencia visible: I (10E-14, 10E-15)
Posición de la onda en un punto arbitrario P(x, y): x = A*cos (Θ+Φ0), con Θ =ω*t y Φ0 es la constante de fase o posición inicial de la onda para un tiempo nulo.
Resonancia mecánica: cuando la frecuencia de la fuerza aplicada a un sistema que vibra es igual a la frecuencia normal de oscilación del sistema y no existe rozamiento ni otro mecanismo que disipe la energía al sistema y la amplitud aumentara indefinidamente
Frecuencia normal de oscilación:
Resonancia:
eléctrica: un receptor de onda de radio o de onda de TV entra en resonancia eléctrica con el emisor al seleccionar una emisora o un canal
óptica: se presenta entre los átomos de un gas a baja presión y las ondas luminosas procedentes de una lámpara que contenga los mismos átomos
acústica: se presenta entre dos o más diapasones separados una distancia determinada el uno del otro y uno de ellos el golpeado y este es silenciado súbitamente se escuchará el segundo (y los demás): Para eliminar la resonancia acústica se coloca entre los diapasones objetos flexibles como cera o barro para moldear.
Objetos flexibles acústicamente:
Forma de entrega: registrar el pre informe y el informe en el portafolio y diligenciar la planilla de evaluación respectiva; además socializar en el aula de clase.
Fecha máxima de entrega: la acordada en le salon de clase
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*ACTIVIDAD 4. Unidad 3. Movimiento Periódico. Ideas básicas
documento preparado por esther londoño a.
Nombre de la persona que lo realizó
Fecha realización consulta:
Fecha socialización:
Tema: Ondas. Preliminares
Objetivo: facilitar el estudio de aspectos relacionados con Ondas al estudiar algunas ideas básicas de la temática.
Dinámica de la actividad: parafrasear los términos que se listan a continuación. Para ello debe leer cuidadosamente al respecto y escribir con sus propias palabras cada término indicado incluyendo aquellos que no están explicados (extensión máxima para cada uno: 3 renglones)
Un péndulo simple oscila con un periodo proporcional a la raíz cuadrada de su longitud. T α √ (ℓ).
La frecuencia de un péndulo es e inverso del periodo. f ≈ 1/T.
El movimiento armónico simple tiene amplitud, tiempo periódico, y frecuencia.
La resonancia ocurre cuando un cuerpo oscila a su propia frecuencia natural como resultado de impulsos recibido de otro sistema
Un movimiento de onda es un movimiento oscilatorio, cuyas propiedades se demuestran mediante una sinusoide.
El movimiento de onda tiene una velocidad v, una longitud de onda λ, y una frecuencia f. v =f*λ
La dirección de propagación de un movimiento de onda es perpendicular al frente de onda.
Frente de onda
Los rayos representan la dirección d e propagación de un movimiento de onda.
Rayos
El movimiento de onda se puede reflejar y refractar
La refracción de un movimiento de onda se debe a velocidades diferentes en medios diferentes.
El índice de refracción (η):
a ⁿb =Va / Vb = λ a / λ b = sen(i) / sen(r)
La interferencia se produce cuando los movimientos de onda se superponen
Los nodos que aparecen en los modelos de interferencia son puntos en donde no hay desplazamiento
Los antinodos de los modelos de interferencia son puntos de máximo desplazamiento.
Los nodos ocurren cuando dos movimientos de onda están fuera de fase por 180⁰.
Los nodos ocurren cuando la diferencia de distancia entre dos fuentes es un múltiplo impar de λ /2 y los antinodos cuando la distancia es un múltiplo par de λ /2
Las ondas estacionarias se producen cuando dos movimientos de onda de la misma frecuencia viajan en direcciones opuestas y producen interferencia
La difracción ocurre cuando un movimiento de onda se dobla para pasar por un obstáculo
La cantidad de difracción depende d la longitud de onda
La energía se puede transferir mediante un movimiento de ondas o mediante partículas
Los movimientos de onda y las partículas se pueden reflejar y refractar
Solamente los movimientos de onda producen interferencia y difracción
Recomendaciones bibliográficas:
Física II de la colección Santillana; Física Conceptual de Paul Hewitt; Física. Conceptos y aplicaciones de Tippens; Física de Resnik; Física de Sears-zemansky-Joung
BIBLIOGRAFÍA (escriba solo la bibliografía consultada, para ello tenga presente las normas)
Forma de entrega: registrar la consulta en el portafolio y diligenciar la planilla de evaluación respectiva; además socializar en el aula de clase.
Fecha máxima de entrega: la acordada en le salon de clase
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*Unidad 3. ACTIVIDADES
documento preparado por esther londoño a.
Estimado estudiante:
tenga presente que para apoyar el proceso de sonido y luz, es apropiado tener claridad sobre las características básicas relevantes tanto del MCU como del MAS (unidad 1) con la interpretación y cálculos respectivos de los parámetros que los caracterizan y relacionan; por tanto la realización de las 8 actividades de aprendizaje propuestas inicialmente permitirán una mejor fundamentación teórica, práctica y matemática para realizar el estudio de sonido y luz.
Las actividades ya han sido probadas y realizadas durante varios años por otras personas en circunstancias similares o con una carga académica superior a la que tienen los estudiantes actuales o una carga laboral entre 8 y 10 horas diarias adicional a la carga académica, por lo que requieren una dedicación semanal extra-clase: entre 5 horas mínimo y 7 horas máximo (una hora diaria aproximadamente) dependiendo de su capacidad de concentración y de lectura comprensiva y analítica las cuales irán mejorando con esta práctica. Para salir adelante en este proceso donde la persona más beneficiada es el estudiante mismo tanto para su formación integral, para su educabilidad y desarrollo de habilidades y destrezas cognitivas solo basta ser un estudiante autónomo: tener un poco de disciplina, de compromiso y de interés. Haga lo posible para cumplir con el cronograma propuesto para mejores resultados en el proceso.
Las actividades propuestas para apoyar el proceso de la unidad 1: Movimiento periódico incluyendo la orientación teórica y los experimentos seleccionados son:
A1-U3.- Orientación teórica
A2-U3. Orientación teórica
A3-S2. Experimento 1
A4-S3. Orientación teórica
A5-S3. Experimento 2
A6-S3. Orientación teórica
A7-S4. Experimento 3
A8-S5. Ejercicios numéricos
Muchos éxitos,
esther l
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*ACTIVIDAD 8. Unidad 3. M. A. S. Ejercicios tipo
Documento preparado por: Esther Londoño A.
Capitulo I. M. A. S. Ejercicios tipo.
Tema: MAS (péndulo simple coplanar y sistema masa-resorte).
Objetivo: adquirir destreza en el análisis además del manejo matemático de situaciones en que se presenta el MAS para el comportamiento de la energía y del movimiento, para lo cual es necesario establecer relaciones entre las variables observadas.
Dinámica de la actividad: analizar el comportamiento de la energía y del movimiento del MAS para un péndulo simple coplanar y un sistema masa resorte, además de resolver numéricamente los ejercicios propuestos.
Estudio del MAS: péndulo y sistema masa-resorte
Para cada uno de los casos que se presentan a continuación, se pide:
a) hacer el análisis de la energía, para un periodo, al menos cada cuarto de periodo.
b) hacer el análisis del movimiento (posición, velocidad, aceleración, etc.)
c) hacer comparaciones entre los diferentes casos y sacar conclusiones sobre la energía y el movimiento.
Casos:
1_Consideres un cuerpo suspendido de un resorte en posición de equilibrio. La masa del cuerpo es de 1 Kg y la constante elástica del resorte es de 100 N/m. Hacer el análisis cuando el resorte oscila alrededor de la posición de equilibrio después de ser estirado 5 cm.
2_ Hacer el análisis para un cuerpo suspendido de un resorte en posición de equilibrio, con un periodo de oscilación es de Π/5 s cuando el resorte se aleja 5 cm de la posición de equilibrio; además calcular la posición cuando ha transcurrido dos segundos de movimiento y graficar la elongación en función del tiempo.
3_Hacer el análisis para un objeto que vibra de la forma X=5 cos (Π*t), con X en cm y t en s; además calcular la posición del objeto para t=1/3 s.
4_Hacer el análisis para un objeto con MAS que ocupa 20 veces la posición de equilibrio durante 20 s.
5_Hacer el análisis para un objeto con MAS que oscila con periodo de 2 s y amplitud 5 cm, además calcular los valores de la elongación si parte de X=5 cm, para t=0, ¼, ½, ¾, 1, 5/4, 3/2, 7/4 y 2 s.
6_Hacer el análisis para un objeto describe un MAS para X=f(t) tal que:
X (cm) | 4 | 0 | -4 | 0 | 4 | 0 |
t (s) | 0 | 0,5 | 1 | 1,5 | 2 | 2,5 |
7_Hacer el análisis para un resorte que experimenta diferente estiramiento dependiendo de la fuerza aplicada como se indica en la tabla siguiente:
Fuerza (N) | 0,5 | 1 | 2 | 2,5 |
Alargamiento (cm) | 1,9 | 3,9 | 7,9 | 10,1 |
Además representar gráficamente la fuerza en función del alargamiento
8_Hacer el análisis para un cuerpo atado a un resorte que oscila. La masa del cuerpo es 4,5 Kg, la constante del resorte es de 200 N/m, la velocidad del cuerpo cuando pasa por la posición de equilibrio es de 2 m/s.
9_Hacer el análisis para un cuerpo atado a un resorte que oscila 3 cm alrededor de la posición de equilibrio. La masa del cuerpo es de 200g, la constante elástica del resorte es de 50 N/m.
10_Hacer el análisis cuando la relación entre la longitud y el periodo de un péndulo está dada por:
l (m) | 0,6 | 0,7 | 0,8 | 0,9 | 1,0 |
T (s) | 1,55 | 1,67 | 1,79 | 1,90 | 2,01 |
Además, calcular el valor de la gravedad del sitio donde se encuentra le péndulo
11_Hacer el análisis para un objeto atado a un resorte oscila con MAS alrededor de su posición de equilibrio. La masa del cuerpo es de 1 Kg y la energía de 40 J cuando la masa pasa por la posición de equilibrio. Además, calcular la velocidad del sistema cuando la masa pasa por la posición de equilibrio
12_Hacer el análisis de un péndulo oscila libremente alrededor de la posición de equilibrio. La longitud del péndulo es de 20 cm, la masa de 0,5 Kg y el período es de 1 s. Además, calcular la aceleración de la gravedad en el sitio donde se encuentra el péndulo
13_Hacer el análisis para un péndulo que realiza 300 oscilaciones en 120 s.
14_Hacer el análisis para un cuerpo se encuentra suspendido de un resorte. La masa del cuerpo es de 800 g, la constante elástica del resorte es de 100 N/m. Si el resorte se estira 20 cm a partir de la posición de equilibrio y se suelta y en su trayectoria disipa una energía a causa del rozamiento hasta el 40% de la energía mecánica total del sistema. Además calcular el valor de la distancia que se aleja de la posición de equilibrio en el otro extremo de la trayectoria.
15_Hacer el análisis de un cuerpo que se encuentra suspendido de un resorte en posición de equilibrio. La masa del cuerpo es de 0,5 Kg y la constante elástica del resorte es de 80 N/m. El resorte oscila alrededor de la posición de equilibrio después de ser estirado 10 cm. Además, calcular la rapidez del cuerpo cuando está a 5 cm de la posición de equilibrio.
Forma de entrega: registrar análisis y cálculos en el diario de campo, diligencie las planilla de evaluación; además, socializar en el aula de clase.
Fecha máxima de entrega: La acordada en el salon de clase .
Muchos éxitos.
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Práctica 2. Movimiento Ondulatorio
documento preparado por esther londoño a.
Identificación del equipo qu elo realizó
Fecha realización realización:
Fecha socialización:
Tema: Superposición de ondas-Simulación
Objetivo: facilitar el estudio y comprensión de la superposición de ondas desde una simulación
Dinámica de la actividad: representar en papel milimetrado ejemplos gráficos de la superposición constructiva, destructiva y nula de ondas después de observar detenidamente la simulación en
Forma de entrega: registrar observaciones y gráficas en el portafolio y diligenciar la planilla de evaluación respectiva; además socializar en el aula de clase.
Fecha máxima de entrega: la acordada en el salon de clase
xtr-10,2
*ACTIVIDAD 6. Unidad 3. Movimiento Ondulatorio
documento preparado por esther londoño a.
Nombre de la persona que lo realizó:
Fecha realización consulta:
Fecha socialización:
Tema: Ondas. Preliminares
Objetivo: facilitar el estudio de aspectos relacionados con Ondas al estudiar algunos términos básicos de la temática.
Dinámica de la actividad: familiarizarse con las ecuaciones del MCU y del MAS, parafrasee los términos que se listan y complete los que no se caracterizan. Para ello lea cuidadosamente al respecto y escriba con sus propias palabras cada término listado (extensión máxima para cada uno: 3 renglones)
Ecuaciones del MCU
Posición: x = A* cos (Θ); Θ = ω*t; x en m
Velocidad: v = - A*ω*sen (ω*t ); v en m/s
Aceleración: a = - A* ω E2*cos (ω*t) = - ω E2* x; a en m/sE2
Fuerza aplicada a la partícula (2ª ley de Newton) F= m* a = - m* ω E2* x; F en N
Ecuaciones del MAS en un punto arbitrario P(x, y):
Posición: x = A* cos (ω*t +Φ0); Θ = ω*t; Φ0 es la constante de fase o posición inicial para t= 0 en el punto P(x, y), ω= 2*Π*f (es la frecuencia angular); f = 1/T; x en m
Velocidad: v = - A*ω*sen (ω*t +Φ0); v en m/s
Aceleración: a = - A* ω E2*cos (ω*t +Φ0) = - ω E2* x; a en m/sE2
Fuerza aplicada a la partícula (2ª ley de Newton) F= m* a = - m* ω E2* x; F en N
Periodo del MAS para el sistema masa-resorte: T= 2*Π √(m/K):, T en s/rad
Periodo del MAS para el péndulo: T= 2*Π √(l/g):, T en s/rad
Onda: meneo en el espacio y el tiempo. Constituye una vibración
Vibración: movimiento oscilatorio
Oscilación: es un ir y venir respecto a una posición de equilibrio generando el MAS el cual genera una sinusoide
Un MAS se caracteriza porque la fuerza restauradora es proporcional al desplazamiento respecto a la posición de equilibrio (ley de Hooke), para deslazamientos pequeños (ángulos menores de 10 grados)
Cresta: puntos altos de la onda
Valle: puntos bajos de la onda
Posición de equilibrio: punto medio de la vibración
Amplitud (A): Distancia desde el punto medio hasta la cresta o el valle de la onda/es el máximo desplazamiento respecto a la posición de equilibrio
Longitud de onda (λ): es la distancia entre la cima de una cresta y la cima de la siguiente cresta/es la distancia entre partes idénticas sucesivas de la onda
Dimensiones de λ para:
ondas de mar: varios metros
estanques: varios centímetros
ondas de luz: varios nanómetros
Frecuencia: número de vibraciones completas en el tiempo
Ciclo: un viaje completo (ida=vuelta)
Hertz (Hz): unidades de frecuencia en ciclos por segundo
Dimensiones de diferentes rangos de frecuencia:
muy alta frecuencia: MHz, GHz;
horno micro ondas: GHZ
Frecuencias de ondas de radio:
AM: KHz,
FM: MHz,
Radar: GHz
Para el radio indica la frecuencia con la que se obliga a los electrones a vibrar en la antena de al torre de transmisión de una estación radio fónica
Rango de frecuencia visible: I (10E-14, 10E-15)
Posición de la onda en un punto arbitrario P(x, y): x = A*cos (Θ+Φ0), con Θ =ω*t y Φ0 es la constante de fase o posición inicial de la onda para un tiempo nulo.
Resonancia mecánica: cuando la frecuencia de la fuerza aplicada a un sistema que vibra es igual a la frecuencia normal de oscilación del sistema y no existe rozamiento ni otro mecanismo que disipe la energía al sistema y la amplitud aumentara indefinidamente
Frecuencia normal de oscilación:
Resonancia:
eléctrica: un receptor de onda de radio o de onda de TV entra en resonancia eléctrica con el emisor al seleccionar una emisora o un canal
óptica: se presenta entre los átomos de un gas a baja presión y las ondas luminosas procedentes de una lámpara que contenga los mismos átomos
acústica: se presenta entre dos o más diapasones separados una distancia determinada el uno del otro y uno de ellos el golpeado y este es silenciado súbitamente se escuchará el segundo (y los demás): Para eliminar la resonancia acústica se coloca entre los diapasones objetos flexibles como cera o barro para moldear.
Objetos flexibles acústicamente:
Forma de entrega: registrar el pre informe y el informe en el portafolio y diligenciar la planilla de evaluación respectiva; además socializar en el aula de clase.
Fecha máxima de entrega: la acordad en el salon de clase
xtr-10,2
Práctica 1. Movimiento Armónico Simple
documento preparado por esther londoño a.
0. LISTADO DE OBSERVABLES
Los observables son las variables que mediremos durante la realización de la práctica para luego analizarlas mediante relaciones matemáticas definidas y gráficas, de las cuales llegaremos a conclusiones y generalizaciones.
Observable | Clase de medición | Unidades | Cómo o con qué hará la medición |
masa |
|
|
|
Periodo |
|
|
|
Constante del resorte |
|
|
|
fuerza |
|
|
|
Energía (del sistema) |
|
|
|
NOTA: La medición es directa si hace con un aparato de medición como balanza, cronómetro, dinamómetro. La medición es indirecta si se hace en forma analítica o aplicando fórmulas.
1. FORMULACION DEL PROBLEMA EN FORMA DE PREGUNTA
Para un resorte que oscila:
a) ¿cómo será la relación entre la masa y el desplazamiento?
b) ¿cómo será la relación entre la masa y el periodo?
c) ¿cómo será la energía mecánica total del sistema?
d) ¿cómo será la velocidad en el centro?
e) ¿cómo será la aceleración en el centro?
2. HIPÓTSIS PROPUESTA
A continuación escriba las posibles respuestas a cada una de las preguntas formuladas en el paso anterior antes de realizar el experimento, las cuales serán Verificadas o Falseadas en el proceso.
a)
b)
c)
d)
e)
3. COMPROBACION EXPERIMENTAL
Para la realización virtual del experimento visite el sitio: http://www.usuarios.lycos.es/pefeco/mas/mas1.htm
A continuación describa el procedimiento incluyendo las dificultades encontradas y como fueron superadas, la tabulación de las lecturas realizadas, las gráficas y el análisis de las mismas y todas las anotaciones que considere pertinentes para estudiar cada problema planteado y que le permita verificar o falsear cada hipótesis propuesta, sacar conclusiones y generalizar.
NOTA: siempre debe superar los obstáculos presentados y las hipótesis siempre deben ser Verificada (la(s) hipótesis falsa(s) debe ser replanteadas y repetir el procedimiento para lograr su verificación)
4. CONCLUSIONES
Consiste en verificar cada HIPOTESIS propuesta previamente y justificar la respuesta haciendo alusión a tablas de lecturas experimentales y a gráficos que le permitan analizar los resultados.
a)
b)
c)
d)
e)
5. GENERALIZACION
Consiste en citar leyes, principios o hechos que generalizan tales conclusiones.
6. BIBLIOGRAFÍA (escriba solo la bibliografía consultada, para ello tenga presente las normas)
Forma de entrega: registrar el pre informe y el informe en el portafolio y diligenciar la planilla de evaluación respectiva; además socializar en el aula de clase.
Fecha máxima de entrega: la acordada en el salon de clase
xtr-10,2
*ACTIVIDAD 4. Unidad 3. Movimiento Periódico. Ideas básicas
documento preparado por esther londoño a.
Nombre de la persona que lo realizó
Fecha realización consulta:
Fecha socialización:
Tema: Ondas. Preliminares
Objetivo: facilitar el estudio de aspectos relacionados con Ondas al estudiar algunas ideas básicas de la temática.
Dinámica de la actividad: parafrasear los términos que se listan a continuación. Para ello debe leer cuidadosamente al respecto y escribir con sus propias palabras cada término indicado incluyendo aquellos que no están explicados (extensión máxima para cada uno: 3 renglones)
Un péndulo simple oscila con un periodo proporcional a la raíz cuadrada de su longitud. T α √ (ℓ).
La frecuencia de un péndulo es e inverso del periodo. f ≈ 1/T.
El movimiento armónico simple tiene amplitud, tiempo periódico, y frecuencia.
La resonancia ocurre cuando un cuerpo oscila a su propia frecuencia natural como resultado de impulsos recibido de otro sistema
Un movimiento de onda es un movimiento oscilatorio, cuyas propiedades se demuestran mediante una sinusoide.
El movimiento de onda tiene una velocidad v, una longitud de onda λ, y una frecuencia f. v =f*λ
La dirección de propagación de un movimiento de onda es perpendicular al frente de onda.
Frente de onda
Los rayos representan la dirección d e propagación de un movimiento de onda.
Rayos
El movimiento de onda se puede reflejar y refractar
La refracción de un movimiento de onda se debe a velocidades diferentes en medios diferentes.
El índice de refracción (η):
a ⁿb =Va / Vb = λ a / λ b = sen(i) / sen(r)
La interferencia se produce cuando los movimientos de onda se superponen
Los nodos que aparecen en los modelos de interferencia son puntos en donde no hay desplazamiento
Los antinodos de los modelos de interferencia son puntos de máximo desplazamiento.
Los nodos ocurren cuando dos movimientos de onda están fuera de fase por 180⁰.
Los nodos ocurren cuando la diferencia de distancia entre dos fuentes es un múltiplo impar de λ /2 y los antinodos cuando la distancia es un múltiplo par de λ /2
Las ondas estacionarias se producen cuando dos movimientos de onda de la misma frecuencia viajan en direcciones opuestas y producen interferencia
La difracción ocurre cuando un movimiento de onda se dobla para pasar por un obstáculo
La cantidad de difracción depende d la longitud de onda
La energía se puede transferir mediante un movimiento de ondas o mediante partículas
Los movimientos de onda y las partículas se pueden reflejar y refractar
Solamente los movimientos de onda producen interferencia y difracción
Recomendaciones bibliográficas:
Física II de la colección Santillana; Física Conceptual de Paul Hewitt; Física. Conceptos y aplicaciones de Tippens; Física de Resnik; Física de Sears-zemansky-Joung
BIBLIOGRAFÍA (escriba solo la bibliografía consultada, para ello tenga presente las normas)
Forma de entrega: registrar la consulta en el portafolio y diligenciar la planilla de evaluación respectiva; además socializar en el aula de clase.
Fecha máxima de entrega:la acordad en el salon de clase
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*ACTIVIDAD 1. Unidad 3. Movimiento Armónico Simple
documento preparado por esther londoño a.
Tema: Ondas. Preliminares
Objetivo: facilitar el estudio de aspectos relacionados con Ondas después de repasar el Movimiento Armónico Simple, la ley de Hooke y el Movimiento Circular Uniforme, temas propios de la física Newtoniana.
Dinámica de la actividad: Parafrasear los términos que se listan a continuación después de explorar en libros de física. Para ello debe leer cuidadosamente al respecto y escribir con sus propias palabras cada término indicado (extensión máxima para cada uno: 3 renglones)
Nociones sobre:
1.1 movimiento oscilatorio o periódico y en qué casos se presenta (nombre al menos 3)
1.2 periodo
1.3 frecuencia
1.4 posición de equilibrio
1.5 elongación
1.6 amplitud
1.7 fase
1.8 fuerza restauradora (ley de Hooke)
1.9 movimiento circular uniforme y características (fase, desplazamiento, velocidad angular, periodo, frecuencia)
1.10 resonancia
Bibliografía (escriba solo la bibliografía consultada, para ello tenga presente las normas para referenciar la bibliografía)
Forma de entrega: registrar la consulta en el portafolio y diligenciar la planilla de evaluación respectiva; además socializar en el aula de clase.
Fecha máxima de entrega:la acordada en el salon de clase
xtr-10,2
*ACTIVIDAD 2. Unidad 3. Estudio del péndulo simple coplanar
documento preparado por esther londoño a.
Tema: Ondas. Preliminares
Objetivo: facilitar el estudio de aspectos relacionados con Ondas después de repasar el Movimiento del péndulo simple coplanar, tema propio de la física Newtoniana.
Dinámica de la actividad: parafrasear los términos que se listan a continuación después de explorar en libros de física. Para ello debe leer cuidadosamente al respecto y escribir con sus propias palabras cada término indicado (extensión máxima para cada uno: 3 renglones)
Nociones sobre:
a) periodo del péndulo
6) período del péndulo y su relación con la amplitud del mismo
c) período del péndulo y su relación con la masa del mismo
d) período del péndulo y su relación con la longitud del mismo
e) fuerza aplicada al péndulo y su relación con el desplazamiento del mismo (MAS)
f) consulte al menos tres casos de la vida real en que se aplica el movimiento pendular, describa brevemente cada uno de ellos (extensión máxima media página)
Bibliografía (escriba solo la bibliografía consultada, para ello tenga presente las normas para referenciar la bibliografía).
Forma de entrega: registrar la consulta en el portafolio y diligenciar la planilla de evaluación respectiva; además socializar en el aula de clase.
Fecha máxima de entrega: la acordada en el salon de clase
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ACTIVIDAD 1. Movimiento Armónico Simple
documento preparado por esther londoño a.
Tema: Ondas. Preliminares
Objetivo: facilitar el estudio de aspectos relacionados con Ondas después de repasar el Movimiento Armónico Simple, la ley de Hooke y el Movimiento Circular Uniforme, temas propios de la física Newtoniana.
Dinámica de la actividad: Parafrasear los términos que se listan a continuación después de explorar en libros de física. Para ello debe leer cuidadosamente al respecto y escribir con sus propias palabras cada término indicado (extensión máxima para cada uno: 3 renglones)
Nociones sobre:
1.1 movimiento oscilatorio o periódico y en qué casos se presenta (nombre al menos 3)
1.2 periodo
1.3 frecuencia
1.4 posición de equilibrio
1.5 elongación
1.6 amplitud
1.7 fase
1.8 fuerza restauradora (ley de Hooke)
1.9 movimiento circular uniforme y características (fase, desplazamiento, velocidad angular, periodo, frecuencia)
1.10 resonancia
Bibliografía (escriba solo la bibliografía consultada, para ello tenga presente las normas para referenciar la bibliografía)
Forma de entrega: registrar a mano, con excelente presentación, buena ortografía y redacción; además socializar en el salón de clase.
Fecha máxima de entrega: la acordada en el salon de clase
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Práctica 2. Movimiento Ondulatorio
documento preparado por esther londoño a.
Identificación del equipo de trabajo
Fecha de realización :
Fecha de socialización:
Tema: Superposición de ondas-Simulación
Objetivo: facilitar el estudio y comprensión de la superposición de ondas desde una simulación
Dinámica de la actividad: representar en papel milimetrado ejemplos gráficos de la superposición constructiva, destructiva y nula de ondas después de observar detenidamente la simulación en
Forma de entrega: registrar observaciones y gráficas en appel, a mano, con excelente presentación, beuna orotgrafía y redacción; además socializar en el salón de clase.
Fecha máxima de entrega: la acordad en el salon de clase.
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Práctica 1. Movimiento Armónico Simple
documento preparado por esther londoño a.
0. LISTADO DE OBSERVABLES
Los observables son las variables que mediremos durante la realización de la práctica para luego analizarlas mediante relaciones matemáticas definidas y gráficas, de las cuales llegaremos a conclusiones y generalizaciones.
Observable | Clase de medición | Unidades | Cómo o con qué hará la medición |
masa |
|
|
|
Periodo |
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|
|
Constante del resorte |
|
|
|
fuerza |
|
|
|
Energía (del sistema) |
|
|
|
NOTA: La medición es directa si hace con un aparato de medición como balanza, cronómetro, dinamómetro. La medición es indirecta si se hace en forma analítica o aplicando fórmulas.
1. FORMULACION DEL PROBLEMA EN FORMA DE PREGUNTA
Para un resorte que oscila:
a) ¿cómo será la relación entre la masa y el desplazamiento?
b) ¿cómo será la relación entre la masa y el periodo?
c) ¿cómo será la energía mecánica total del sistema?
d) ¿cómo será la velocidad en el centro?
e) ¿cómo será la aceleración en el centro?
2. HIPÓTSIS PROPUESTA
A continuación escriba las posibles respuestas a cada una de las preguntas formuladas en el paso anterior antes de realizar el experimento, las cuales serán Verificadas o Falseadas en el proceso.
a)
b)
c)
d)
e)
3. COMPROBACION EXPERIMENTAL
Para la realización virtual del experimento visite el sitio: http://www.usuarios.lycos.es/pefeco/mas/mas1.htm
A continuación describa el procedimiento incluyendo las dificultades encontradas y como fueron superadas, la tabulación de las lecturas realizadas, las gráficas y el análisis de las mismas y todas las anotaciones que considere pertinentes para estudiar cada problema planteado y que le permita verificar o falsear cada hipótesis propuesta, sacar conclusiones y generalizar.
NOTA: siempre debe superar los obstáculos presentados y las hipótesis siempre deben ser Verificada (la(s) hipótesis falsa(s) debe ser replanteadas y repetir el procedimiento para lograr su verificación)
4. CONCLUSIONES
Consiste en verificar cada HIPOTESIS propuesta previamente y justificar la respuesta haciendo alusión a tablas de lecturas experimentales y a gráficos que le permitan analizar los resultados.
a)
b)
c)
d)
e)
5. GENERALIZACION
Consiste en hacer la interpretación física del fenómenos y escribir su forma analítica, citar leyes, principios o hechos que generalizan tales conclusiones, identificar variables y parámetros.
6. BIBLIOGRAFÍA (escriba solo la bibliografía consultada, para ello tenga presente las normas)
Forma de entrega: registrar el pre informe y el informe en papel, a mano, con exclente presentación, buena orotgrafía y redacción. además socializar en el aula de clase.
Fecha máxima de entrega: la acordada en el salon de clase
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EXPERIMENTOS
documento preparado por esther londoño a.
Con el fin de descubrir, demostrar o comprobar fenómenos o principios científicos se realizan acciones determinadas llamadas experimentos.
Algunos experimentos buscan verificar hipótesis propuestas, otros buscan nuevos descubrimiento y otros establecer comparaciones o contrastaciones.
Experimentos de descubrimiento, conducen a resultados conocidos con anterioridad en el campo científico.
Son ejemplo de éstos el descubrimiento de la carga del electrón, el valor de la velocidad de la luz cuando se midió por primera vez.
Experimentos de verificación de hipótesis, verifica la predicción si las medidas experimentales concuerdan con la predicción, va hacia la meta de una forma sugerida. Generalmente la contrastación de consecuencias de hipótesis se toma como modelo de la finalidad de experimentos.
Experimentos mixtos, confirman la hipótesis que aún no ha sido sometida a contraste revelando una relación sistemática entre una clasificación y otras propiedades. La clasificación se realiza por el descubrimiento de propiedades aún no conocidas o predichas.
Son ejemplo de éstos la construcción de los elementos de la tabla periódica y la predicción de las propiedades de otros elementos a partir de ella, los cuales fueron descubiertos más tarde.
Experimentos de aplicación, verifica el resultado esperado determinando ciertos hechos pertinentes mediante medidas. Se utilizan cosas que ya se saben para la resolución de determinados problemas teóricos o prácticos.
Son ejemplo de éstos la determinación de la constante de Planch.
Para inducir al estudiante a la actividad investigadora se recomienda leer comprensivamente el artículo sobre MÉTODO CIENTÍFICO.
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MÉTODO CIENTÍFICO
documento preparado por esther londoño a.
Comparación entre procesos cotidianos y el método científico
En la vida cotidiana los seres humanos somos investigadores por naturaleza, cuando alguien desea saber acerca de algo inconscientemente sigue los mismos pasos mínimos que se aplican en el método científico para la comprobación de una hipótesis
Paso | Cotidianidad | Método científico |
1 | Pregunta | Tesis |
2 | Respuesta | Hipótesis |
3 | Comprobación de la veracidad de la respuesta | Comprobación de la veracidad de la hipótesis |
4 | Conclusión | Conclusión |
5 | Generalización | Generalización |
1. Pregunta.
2. Respuesta esperada
3. Comprobación de la veracidad de la respuesta mediante ciertas acciones y observaciones.
4. Conclusión. Consiste en la verificación de la respuesta. En caso de ser negativa se procede a buscar otra respuesta. Este proceso se repite hasta obtener la respuesta verdadera.
El método científico consta básicamente de los mismos cinco pasos, solo que ahora cada paso es refinado un poco y nombrado con palabras más elegantes.
1. Tesis. El problema científico formulado en forma de pregunta.
2. Hipótesis. La respuesta dada a la pregunta formulada
3. Comprobación de la hipótesis. Generalmente se hace en forma experimental en el laboratorio, para lo cual es fundamental adquirir un conocimiento previo frente al problema que se desea estudiar ampliando la conceptualización sobre el problema y expresándola mediante un instrumento visual como mapa conceptual, mentefacto, Ve Gowin, WebQuest o mapa mental al que se le anotará la bibliografía consultada.
Previamente se decidirá el equipo y material a usar y su existencia y disponibilidad en el sitio de trabajo (laboratorio) y la forma en que trabajara a lo que denomina procedimiento sugerido, el cual podrá variar o no en el momento de realizar la práctica y se le llamará procedimiento realizado y formará parte del informe.
Dificultades y cómo fueron superadas. Las dificultadas encontradas y cómo fueron superadas formarán parte del informe. (Toda dificultad deberá ser superada.)
Siempre debe estudiarse y entenderse previamente el manual de manejo del equipo a utilizar en la realización de la práctica experimental y las precauciones que merece cada aparato a usar.
Los datos de las lectura experimentales serán tabulados siempre en tablas llamadas tablas experimentales nombras y numeradas consecutivamente (T.E.# __ ), las culaes deben hacerse a tinta, con letra legible y sin enmendadura alguna (ni borrones, ni tachones, ni correcciones) e identificar correctamente cada variable que la compone con sus respectivas unidades. En forma idéntica se procede cuando es necesario realizar cálculos para hallar otras variables en cuyo caso se registran en tablas analíticas debidamente nombras y numeradas (T.A.#__ ) después de expresar la fórmula a usar e identificar cada parámetro que la compone.
Análisis. Para sacarle a la práctica la mayor información posible por lo general se construyen gráficas que permitan visualizar de una forma más inmediata la identificación y relación entre las variables involucradas en el proceso realizado y su escala en un papel adecuado (milimetrado, log-log, semi -log o polar según sea el caso).
Con todo debidamente registrado en el papel se continúa con el siguiente paso.
4. Conclusión. Donde se concluye el cumplimiento o no de la hipótesis propuesta. En caso de no cumplirse la hipótesis propuesta debe plantearse otra y repetirse el procedimiento, se seguirá buscando hasta lograr una hipótesis verdadera.
5. Generalización. Se cita las leyes cumplidas, los hechos o principios que forman el referente teórico conceptual de la práctica realizada.
Practicando la aplicación de estos cinco pasos mínimos con los temas conocidos se potenciarán habilidades y destrezas para lograr complementarlas con más detalles y enfrentarnos a situaciones nuevas y diferentes de forma exitosa tanto en nuestra vida profesional como personal logrando integral el proceso de aprendizaje a nuestra una formación como componente de nuestra educabilidad, además de lograr dar significancia al aprendizaje impactando el pensamiento crítico o científico.
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Información sobre Evaluación del Portafolio
El portafolio es un instrumento que permite al estudiante la compilación de todos sus trabajos realizados durante un curso. Comprende documentos de visitas técnicas, resúmenes de textos, proyectos, informes, entrevistas y anotaciones diversas. Incluye también las pruebas sustentadas, las co-evaluaciones de parte de sus compañeros, así como sus auto-evaluaciones.
Con esta técnica se trata de desarrollar la capacidad del estudiante para documentar día con día las pruebas de su aprendizaje. El portafolio le brinda la oportunidad de reflexionar sobre su propio aprovechamiento y al mismo tiempo, el profesor puede valorar su evolución a lo largo del proceso enseñanza-aprendizaje.
El estudiante puede observar palpablemente tanto lo que ha logrado como lo que necesita mejorar en su desempeño. El profesor puede conocer más a fondo las ideas, expectativas, percepción del curso y visión del mundo de los estudiantes que orienta.
“El portafolio tiene una función estructurante, organizadora del aprendizaje y una función desveladora y estimulante de los procesos de desarrollo personal”.
El portafolio debe reunir las siguientes características:
1. Reflejar la evolución del proceso de aprendizaje.
2. Motivar el diálogo con los compañeros y con el profesor sobre los problemas, los logros, los temas y las partes claves de los materiales archivados.
3. Plasmar y valorar los puntos fuertes y logros, así como aquellos aspectos más débiles del aprendizaje, de manera que el profesor pueda valorar justamente lo positivo y al mismo tiempo, informarse sobre las acciones realizadas por el estudiante para aprender lo que le cuesta más dificultad y lograr superar éstas y continuar avanzando en el proceso de aprendizaje al fortalecer los aspectos débiles.
4. Tener un hilo conductor que organice las evidencias y les dé sentido.
¿Cómo se organiza el portafolio?
El portafolio se materializa en un archivador que se inicia a principio del curso y se va construyendo día a día tanto con la realización de las actividades de aprendizaje propuestas por el docente como por las actividades realizadas por iniciativa propia del estudiante para tener éxito en el curso que realiza. Debe constar de:
1. Índice de contenidos
El índice de contenidos presenta las grandes secciones en que se divide el portafolio, de acuerdo con los tipos de actividades específicas por evaluar y los exámenes a realizar.
Se pueden incluir secciones optativas que ayudan a mejorar la evaluación.
2. Materiales por presentar
Los documentos o materiales del portafolio constituyen las pruebas que certifican la realización de los trabajos. Las formas de presentación son muy variadas: resúmenes, ejercicios, ensayos, mapas conceptuales, notas de clase, exámenes, reportes, bitácoras. Todos los materiales (o las secciones) han de incluir una presentación, introducción o justificación.
3. Criterios de evaluación
Los criterios de evaluación del profesor deberán aparecer en el portafolio. El estudiante los utilizará al elaborar su portafolio para autoevaluar el contenido del mismo.
4. Reflexión y/o Auto-evaluación del estudiante
El portafolio incluye una reflexión por escrito a manera de ensayo, sobre el valor que tienen los materiales para el propio estudiante. Este apartado puede ir al principio o al final de toda la documentación.
Ejemplo de contenido de un portafolio
1. Realización de actividades de aprendizaje propuestas por el docente.
2. Registro de exposiciones realizadas en el transcurso del curso.
3. Resúmenes de lecturas del curso.
4. Actividades en el aula (ejercicios, ensayos, mapas conceptuales, notas de clase, hojas de trabajo).
5. Exámenes rápidos.
6. Reportes.
7. Bitácoras.
8. Trabajos hechos por cuenta propia para profundizar, practicar o mejorar el aprendizaje de un tema.
9. Reflexión por escrito a manera de ensayo, presentación, introducción o justificación en la que el estudiante describa el contenido y explique qué materiales eligió y por qué eligió esos y no otros, es decir, los criterios propios de selección de cada estudiante. Debe destacar los méritos que se deben tomar en cuenta en la evaluación y finalmente.
10. Auto-evaluación de desempeño en el curso que se evidencia en el portafolio.
¿Cómo se evalúa el portafolios
Aspectos formales que se evalúan:
1. Presentación.
2. Apartados o secciones en que se divide.
3. Metodología documental que se aplica.
Contenido que se evalúa:
1. Coherencia entre el contenido y los temas del curso.
2. Cumplimiento con los diferentes tipos de actividades que se propusieron durante el curso.
3. Trabajos hechos por cuenta propia para profundizar, practicar o mejorar el aprendizaje de un tema.
4. Presentación, introducción o justificación en todos los materiales o secciones.
WEBGRAFÍA
aparece primero lo referente a las actividades más recientes
-Actividad 5
http://www.usuarios.lycos.es/pefeco/mas/mas1.htm
-Actividad 7-Semana 4 (G01-jueves 21 de agosto; G02- miércoles 20 de agosto)
Otras direcciones de interés
-Simulaciones del MAS (ley de Hooke) en:
http://www.usuarios.lycos.es/pefeco/mas/mas1.htm
Efraín Barbosa
http://www.sc.ehu.es/sbweb/fisica/dinamica/trabajo/plano_inclinado/plano_inclinado.htm
Simulaciones de:
-El péndulo simple-El muelle elástico (I)-El muelle elástico (II)-El muelle elástico (III) Ángel Franco García
http://www.sc.ehu.es/sbweb/fisica/default.htm
Simulaciones de:
-Movimiento Armónico Simple-M.A.S y movimiento circular uniforme-Composición de dos M.A.S. de la misma dirección y frecuencia-Composición de dos M.A.S. de la misma dirección y distinta frecuencia-Composición de dos M.A.S. de direcciones perpendiculares-Medida del desfase y la frecuencia
-Oscilaciones y ondas
http://www.enciga.org/taylor/lv.htm
http://www.enciga.org/taylor/lv.htm
-Movimiento circular uniforme y movimiento armónico simple.
-Composición de movimientos armónicos.
-Interferencias de ondas sonoras.
-Polarización de ondas mecánicas.
-Ondas estacionarias en una cuerda
http://web.educastur.princast.es/proyectos/fisquiweb/Videos/OndasEstacionarias/index.htm
-Efecto Doppler acústico
http://www.sc.ehu.es/sbweb/fisica/ondas/doppler/doppler.html
-Superposición de ondas
-Interferencia
http://id.mind.net/~zona/mstm/physics/waves/waves.html
-Medición de parámetros de la onda seleccionada
http://concurso.cnice.mec.es/cnice2005/56_ondas/index.htm
-Oscilaciones y ondas (excelente)
