*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

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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
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

 

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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 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

 

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*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

 

xtr-10,2

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

http://teleformacion.edu.aytolacoruna.es/FISICA/document/applets/Hwang/ntnujava/waveSuperposition/waveSuperposition_s.htm

http://www.her.itesm.mx/academia/profesional/cursos/fisica_2000/FisicaII/Movimiento-Ondulatorio/lab_virtual.html

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.

 

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 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

 

xtr-10,2