UNIDAD 4: FENÓMENOS ONDULATORIOS MECÁNICOS.
Generalidades.
El
movimiento ondulatorio
El movimiento ondulatorio es el proceso por el cual se propaga energía
de un lugar a otro sin transferencia de materia, mediante ondas. Cuando estas
ondas necesitan un medio material, se llaman ondas mecánicas.
Algunos ejemplos de este tipo de ondas se presentan al arrojar una
piedra en un lago o río, al caer la piedra en la superficie se genera un
movimiento en el agua que se ve como una onda; cuando mueves o juegas con una
cuerda, cuando usas un resorte para con un peso y lo jalas, este oscila, etc.
Si se produce una vibración en un punto de un medio elástico, esta se
transmite a todos los puntos del mismo.
Las ondas mecánicas son las perturbaciones que se transmiten por este
medio. Cuando el movimiento es uniforme, se llama vibración armónica.
Cuando una partícula se mueve desde un punto extremo, hasta el otro y
vuelve (pasando dos veces por la posición de equilibrio), decimos que ha hecho
una oscilación o vibración completa
.
Tipos de ondas:
- Mecánicas y electromagnéticas
- Transversales y longitudinales
- Direcciones
- Viajeras
- Estacionarias
Parámetros que caracterizan el movimiento ondulatorio.
- Longitud de onda: Distancia mínima entre dos puntos que oscilan en fase. Se mide en metros.
- Periodo: Tiempo en que la onda tarda en recorrer una distancia igual a la longitud de onda. Tiempo que un punto del medio invierte en dar oscilación completa. Se mide en segundos.
- Frecuencia: Número de oscilaciones que un punto del medio da en un segundo. Se mide en hertzios (Hz). Es la inversa del periodo: f= 1/T
- Velocidad: Rapidez con que se desplaza la onda. Depende de las propiedades del medio.
- Amplitud: Valor máximo que adquiere la perturbación.
Magnitudes relativas a fenómenos ondulatorios.
Para
describir con precisión un movimiento ondulatorio hay que determinar las
siguientes magnitudes comunes a todos ellos:
- Amplitud (A): Es la distancia máxima que puede separarse de su posición de equilibrio un punto que está realizando un movimiento vibratorio. Se mide en metros.
- Elongación (x): Es la distancia que separa a un punto que está vibrando de su posición de equilibrio. Se mide en metros
- Fase: Se dice que dos partículas están en fase cuando se encuentran en el mismo estado de vibración.
- Período (T): Es el tiempo que emplea en una oscilación o vibración completa. También se define como el tiempo que transcurre hasta que una partícula vuelve a estar en el mismo estado de vibración. Se mide en segundos.
- Frecuencia
(f): Es
el número de oscilaciones completas que una partícula da en un segundo. Su
unidad es el hertz o hertzio (Hz) que corresponde a una
vibración cada segundo: 1Hz = 1
El período y la frecuencia son inversamente proporcionales: T = 1/f - Velocidad del movimiento ondulatorio (v): Es la velocidad con la que se propaga la onda. Se expresa como el cociente entre la longitud de onda y el período.
Fenómenos ondulatorios: reflexión, refracción,
difracción, interferencia y resonancia de ondas.
- Reflexión: es el cambio de dirección de un rayo o una onda que ocurre en la superficie de separación entre dos medios, de tal forma que regresa al medio inicial. Ejemplos comunes son la reflexión de la luz, el sonido y las ondas en el agua.
- Refracción: Si una onda pasa de un medio a otro distinto, (por ej. distinta densidad), ésta cambia su velocidad y se produce una desviación de la dirección de propagación de la onda.
- Difracción: La difracción es un fenómeno característico de las ondas, éste se basa en el curvado y esparcido de las ondas cuando encuentran un obstáculo o al atravesar una rendija.
- Interferencia: Ocurre cuando dos ondas se combinan al encontrarse en el mismo punto del espacio.
- Resonancia: Es la situación en la que un sistema mecánico, estructural o acústico vibra en respuesta a una fuerza aplicada con la frecuencia natural del sistema o con una frecuencia próxima. La frecuencia natural es aquella a la que el sistema vibraría si lo desviáramos de su posición de equilibrio y lo dejáramos moverse libremente. Si se excita un sistema mediante la aplicación continuada de fuerzas externas con esa frecuencia, la amplitud de la oscilación va creciendo y puede llevar a la destrucción del sistema.
SEMANA1
SESIÓN
2
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Física 2
UNIDAD
4: FENÓMENOS ONDULATORIOS MECÁNICOS
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contenido temático
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4.1 Generalidades.
4.2 Parámetros que caracterizan
el movimiento ondulatorio.
4.3 Magnitudes relativas a fenómenos ondulatorios.
4.4 Fenómenos ondulatorios: reflexión, refracción,
difracción, interferencia y resonancia de
ondas
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Aprendizajes esperados del grupo
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Conceptuales
Procedimentales
·
Medición y
cálculo numérico de magnitudes físicas en fenómenos ondulatorios.
·
Presentación
en equipo.
Actitudinales
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Materiales generales
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Computo:
-
PC, Conexión a internet
De proyección:
-
Cañón Proyector
Programas:
-
Correo electronico, Excel,
Word, Power Point, Moodle, Google docs.
Didáctico:
-
Presentación en su cuaderno de las indagaciones
bibliográficas.
Laboratorio: Resorte, cuerdas, hilo,
laminas, péndulos, instrumentos de percusión y viento, copas de cristal.
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Desarrollo del proceso
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FASE DE APERTURA
Introducción.
Presentación: El Profesor presenta al grupo las preguntas:
-
Los alumnos en equipo,
discuten y escriben sus respuestas en el cuadro, utilizando el procesador de
palabras:
Fenómenos ondulatorios: reflexión, refracción, difracción,
interferencia y resonancia de ondas
-
Se realiza una discusión en
el grupo, mediada por el Profesor para consensar las respuestas.
-
FASE DE DESARROLLO
Los alumnos desarrollan las actividades de acuerdo a las
indicaciones del Profesor:
No olvidar foto del experimento
Procedimiento:
1.- Pulso de onda
En una manguera de riego o
cuerda se puede observar, al producir un pulso, como éste viaja a lo largo de
ella. Medir las ondas generadas.
2.- Ondas circulares en el
agua Se utiliza una cubeta con agua, al dejar caer en ella gotas de agua se
pueden observar las ondas circulares que se forman. Medir las ondas
generadas.
3. Superposición de ondas
transversales
En una cubeta con agua se producen dos ondas
circulares que se propagan y superponen entre sí. Medir las interferencias de
ondas producidas por las gotas de agua.
Tabular y graficar los
datos registrados
  1.- Pulso de onda
-
Se
tiene un dispositivo realizado con pequeños palillos de madera con el cual es
posible mostrar la formación de un pulso de onda.
2.-
Tren de ondas
-
Se
tiene un dispositivo realizado con pequeños palillos de madera con el cual es
posible mostrar un tren de ondas.
3.-
Onda transversal
-
Se
dispone de varias cintas con las cuales se puede mostrar la formación de
ondas transversales y observar el desplazamiento vertical de cada elemento
4.- Propagación de ondas
longitudinales
-
Se dispone de un
resorte elástico en el cual se puede producir una compresión entre algunas de
sus vueltas, al soltar la compresión se puede ver como ésta se desplaza a lo
largo del resorte pudiéndose observar de esta forma la propagación de una
onda longitudinal.
Realizan
las mediciones correspondientes de ondas-tiempo para tabular y graficar los
datos.
FASE
DE CIERRE
Al final de las presentaciones,
se lleva a cabo una discusión extensa, en la clase, de lo que se aprendió y aclaración de dudas por
parte del Profesor.
Actividad Extra clase:
Los alumnos llevaran la información a su casa y los que tengan computadora e
internet, indagaran los temas de la siguiente sesión, de acuerdo al
cronograma.
Se les sugiere que abran un
Blog nombrado Física 2; en la cual
almacenaran su información, se les solicitara que los equipos formados, se
comuniquen vía e-mail u otro programa
para comentar y analizar los resultados, para presentarla al Profesor en la
siguiente clase en su cuaderno, USB o en el Blog.
Los alumnos que tengan PC y
Programas elaboraran su informe, empleando el programa
Word, para registrar los resultados.
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Evaluación
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Informe
en Power Point de la actividad.
Contenido:
Resumen de las actividades y conclusiones.
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6.- Inflar el
globo y conectar la salida a la flauta de plástico, que ocurre?
http://www.youtube.com/watch?v=e78qBt1W-dQ&feature=related
Botellas plástico
http://www.youtube.com/watch?v=XKRj-T4l-e8&feature=related
copas fuga
http://www.youtube.com/watch?v=i31godfcZZ0&feature=related
copas Danza
En el campo
de la medicina, los nefrólogos, especialista de las vías urinarias, utiliza
el ecógrafo. Este aparato emite ultrasonido y con ello hacen exploraciones en
el interior del cuerpo humano, esto se debe al fenómeno de la reflexión, lo
que permite obtener gráficas de la situación del o los órganos explorados.
1.-
http://www.youtube.com/watch?v=K8N_BH0a1qs&feature=related
2.-
http://www.youtube.com/watch?v=XqfziZb-K5w eco bolsillo
3.-
http://www.dailymotion.com/video/x2j8lv_ecografi_webcam auto
Otro aparato
que utilizan tanto los nefrólogos, urólogos y gastroenterólogos es el fonógrafo
que al igual que el ecógrafo utiliza los ultrasonidos para hacer
exploraciones internas, pero a través de este aparato en lugar de obtener
gráficas se obtienen imágenes del o de los órganos explorados.
Tanto el
ecógrafo como el fonógrafo son muy usados en estos tiempos y han ido
sustituyendo en gran medida a los Rayos X, ya que las radiaciones pueden
producir daños en los tejidos celulares del cuerpo y en el feto de las
mujeres embarazadas.
http://www.youtube.com/watch?v=C-_B5dFvDn8&feature=related
Otro aparato
utilizado por los médicos para eliminar piedras de los riñones, (cálculo
renal), es el nefroscopio, que también emite ultrasonidos, haciendo posible
la visualización de los riñones en una pantalla cuando se hacen coincidir las
ondas ultrasónicas sobre la piedra en el riñón. Estas piedras son
desintegradas y más tarde son expulsadas a través de la orina del paciente.
http://mitzibuzz93.blogspot.com/2011/01/equipo-4.html
|
Y la recapitulación de las mismas:
SEMANA1
SESIÓN
3
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UNIDAD
4: FENÓMENOS ONDULATORIOS MECÁNICOS
|
contenido
temático
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RECAPITULACION 1
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Aprendizajes esperados del grupo
|
Conceptuales
·
Comprenderá las características
los fenómenos ondulatorios mecánicos
Procedimentales
·
Elaboración
de transparencias Power Point (.pps) y
manejo del proyector.
·
Presentación
en equipo
Actitudinales
|
Materiales generales
|
Computo:
-
PC, Conexión a internet
De proyección:
-
Cañón Proyector
Programas:
-
Google docs, correo
electronico, Word, Power Point Moodle.
Didáctico:
Resumen de las dos primeras
sesiones.
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Desarrollo del proceso
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FASE DE APERTURA
- El Profesor de acuerdo a su Planeación de clase desarrolla el
siguiente:
- Solicita a los alumnos elaboren un resumen escrito en Word de lo
visto en las dos sesiones anteriores.
1.- ¿Qué temas se abordaron?
2.- ¿Que aprendí?
3.- ¿Qué dudas tengo?
FASE DE DESARROLLO
- Les solicita que un alumno de
cada equipo lea el resumen elaborado.
- El Profesor pregunta acerca
de las dudas que tengan acerca de los temas vistos en las dos sesiones
anteriores, contenidos y desarrollo del curso, características y tipo de
ondas mecánicas.
FASE DE CIERRE
El Profesor concluye con un
repaso de la importancia de los Fenómenos ondulatorios
Revisa el trabajo a cada alumno
y lo registra en la lista.
Actividad Extra clase:
Los alumnos llevaran la
información a su casa y los que tengan
computadora e internet, indagaran los temas siguientes de acuerdo al
cronograma, solicitándoles que incluyan fotos de los experimentos en el Blog
que contendrá su información, asimismo se les solicitara que los equipos
formados, se comuniquen vía e-mail u otro
programa para comentar y analizar los resultados para presentarla al
Profesor en la siguiente clase.
Los alumnos que tengan PC y Programas elaboraran su informe,
empleando el programa Word, para
registrar los resultados.
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Evaluación
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Informe en Power Point de la actividad.
Contenido:
Resumen de la Actividad.
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SEMANA 1
13, 15, 16.01.2015
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