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Guía No 01 Movimiento Ondulatorio 3011

Date post:20-Nov-2015
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Física 10º
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INSTITUCION EDUCATICA ANTONIA SANTOS

EDUCACION PARA JOVENES Y ADULTOS POR CICLOS, CONFORME

A LA LEY 115 DE 1994 Y EL DECRETO REGLAMENTARIO 3011 DE 1997.

GUA No. 1 CICLO: VI JORNADA: SABATINANOMBRE: _______________________________________________________DOCENTE: ESP. ROSA ROSIRIS DAZA QUIROZ

TEMA: MOVIMIENTO ONDULATORIODESEMPEO:

1. Comprender el concepto de onda como transmisora de energa.

2. Explicar y aplicar las caractersticas de las ondas

3. Clasificar las ondas de acuerdo a su funcin.

CONTENIDO:

I. INTRODUCCIN

Una vibracin comprende un movimiento hacia atrs y hacia adelante. Tenemos muchos ejemplos familiares.

Usted ha sentido en su mano la potencia de una sierra o el vibrador de un cepillo de dientes elctrico? Un pndulo que oscila, vibra hacia un lado y hacia el otro. Hasta los tomos, tan pequeos que no podemos verlos, se agitan y se menean constantemente.

Un meneo en el tiempo constituye una vibracin. Ahora, ese movimiento en el espacio y el tiempo es una ONDA.

En este sentido, una onda es una perturbacin de alguna propiedad del medio, como por ejemplo la densidad, temperatura, presin, campo elctrico o campo magntico, que se propaga a travs del espacio transportando energa. El medio perturbado puede ser aire, agua, un trozo de metal o el espacio. Una perturbacin continua origina una propagacin continua de energa o movimiento de ondas.II. CARACTERSTICAS DE LAS ONDAS

Supongamos ahora, que una persona, sujetando una soga, moviese su mano en forma continua hacia arriba y hacia abajo, de la posicin inicial:

La grafica nos ilustra las siguientes caractersticas

CRESTAS. Son las partes superiores de las ondas.

VALLES: Son las partes inferiores de las ondas.

ELONGACIN (Y): Es la distancia perpendicular entre la onda y el eje del equilibrio.

AMPLITUD (A): Mxima elongacin de la onda.

NODOS (N): Puntos de mnima vibracin.

LONGITUD DE ONDA: Es la distancia entre dos crestas, o, de manera equivalente, entre dos valles, o en general la distancia entre dos puntos de la onda que estn en fase la longitud de onda se puede dar en metros (m), centmetros (cms), milmetros (mm) y hasta micrmetros.

FRECUENCIA: Es el nmero de ciclos o vibraciones que realiza una onda en la unidad de tiempo.

La unidad de frecuencia se llama HERTZ (Hz) en honor al cientfico alemn HEINRICH HERTZ, quien demostr la existencia de las ondas de radio en 1886.Una vibracin por segundo corresponde a una frecuencia de 1 HERTZ, dos (2) vibraciones por segundo equivalen a 2 HERTZ y as sucesivamente. Las grandes frecuencias se miden en KILOHERTZ (KHz) y las frecuencias elevadas en MEGAHERTZ (MHz).Toda onda proviene de algo que vibra. La frecuencia con que vibra la fuente y la frecuencia de las ondas son iguales.

El periodo es el tiempo que gasta la onda en dar un ciclo o vibracin completa.

En el SI la unin del periodo (T) es el segundo.

En el periodo y la frecuencia son magnitudes inversamente proporcionales, es decir, si aumenta el periodo disminuye la frecuencia y viceversa.

Ahora,

Observemos y completemos la siguiente tabla.

5

TABLA No. 1. PERIODO Y FRECUENCIA

PREGUNTAS

1. Cul es la frecuencia de una onda de 100 Hz en vibraciones por segundo?

________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

2. El edificio Colpatria se mece de un lado a otro con una frecuencia de vibracin de 0.1 Hz. Cul es el periodo de vibracin?

________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

III. RAPIDEZ DE ONDA

La rapidez de una onda depende del medio donde se propaga de su densidad, temperatura, el grosor en el caso de las cuerdas sea cual sea el medio, la rapidez de una onda est relacionada con la frecuencia y la longitud de onda.

En la Tabla No. 2, se consignan algunas frecuencias del sonido en el aire a una misma temperatura. Observa que el producto de la frecuencia por la longitud de la onda es el mismo en cada ejemplo: 340 m/s.

FRECUENCIA (Hz)LONGITUD DE ONDA (m) (m/s)

1602.13

2641.29

3960.86

5280.64

TABLA No. 2. ONDAS SONORAS

En trminos generales, la rapidez de una onda que se propaga en un medio, se puede calcular con la expresin cinemtica para el movimiento uniforme:

PREGUNTAS1. Si una onda de agua vibra dos veces por segundo y la distancia entre dos crestas sucesivas es 1.5 m, Cul es su frecuencia?Cual es su rapidez?

________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________2. Cul es la longitud de la onda sonora de 170 Hz, si la velocidad del sonido es 340 m/s?

________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________3. Un tapn de corcho flota en el agua contenida en un tanque. Se golpea rtmicamente con una regla horizontal la superficie del agua, cada 0.205 segundos, a fin de producir una onda de pulsos rectos, tales que la distancia entre dos crestas consecutivas sea de 5 cm.

a. Cul es el periodo de la onda?

_______________________________________________________________________________________________________________b. Describa el movimiento del tapn mientras la onda pasa por l.

________________________________________________________________________________________________________________c. Cuntas vibraciones por segundo efecta el tapn?

________________________________________________________________________________________________________________d. Cul es la rapidez de la propagacin?

_______________________________________________________________________________________________________________IV. PASO DE UNA ONDA DE UN MEDIO A OTRO

La siguiente figura muestra una cuerda, constituida por una parte delgada y otra gruesa. Tenemos entonces dos medios distintos, (1) y (2) y sabemos que la velocidad de propagacin de una onda en la parte delgada es mayor que en la parte gruesa.Experimentalmente, se ha demostrado que la frecuencia en las dos partes es la misma, entonces podemos concluir:

LA FRECUENCIA DE UNA ONDA NO SE ALTERA CUANDO SE TRANSMITE DE UN MEDIO A OTRO.

V. CLASIFICACIN DE LAS ONDAS:Las ondas se clasifican atendiendo a diferentes aspectos:

1. En funcin del medio en que se propagan :

A. ONDAS MECNICAS:

Son las que necesitan un medio elstico para propagarse (solido, liquido y gaseoso).

Ejemplos: Ondas elsticas, ondas sonoras, ondas de gravedad.

B. ONDAS ELECTROMAGNTICAS: (como la luz)

Son las que se propagan por el espacio sin necesidad de un medio, por lo tanto, pueden viajar en el vaco. Esto debido a que las ondas electromagnticas son producto de las oscilaciones de campos elctricos en relacin con un campo magntico asociado.C. ONDAS GRAVITACIONALES: Son alteraciones que modifican la geometra, espacio tiempo.

2. En funcin a la direccin de las partculas con relacin a la velocidad de propagacin.

A. ONDA TRANSVERSAL: Es aquella en la cual el movimiento de las partculas del medio es perpendicular a la direccin de la velocidad de la onda.

Ejemplos: las ondas en las cuerdas tirantes, las ondas superficiales producidas por el agua, las ondas electromagnticas.

A las ondas transversales se les suele llamar ONDAS DE CORTE, pues la perturbacin suministra una fuerza que tiende a cortar el medio. Las ondas de corte slo se pueden propagar en los slidos, porque en un lquido o en un gas no pueden soportar un corte, debido a que no tienen fuerzas restauradoras suficientes para mantener la perturbacin.B. ONDA LONGITUDINAL: La oscilacin de las partculas es paralela a la direccin de la velocidad de la onda.

Ejemplos: Las ondas producidas en los resortes y las ondas sonoras.

3. En funcin a las dimensiones

A. UNIDIMENSIONALES: Las ondas en un resorte.

B. BIDIMENSIONALES: Ondas en las cuerdas, en el agua.

C. TRIDIMENSIONALES: Las ondas sonoras, las ondas electromagnticas.

PREGUNTAS Y PROBLEMAS PARA LA EVALUACIN1. Cmo se llama un meneo en el tiempo?

________________________________________________________________________________________________________________2. Cmo se llama un meneo en el espacio y en el tiempo?________________________________________________________________________________________________________________

3. Se mueve con una onda el medio que la transmite?

________________________________________________________________________________________________________________

4. Seale la diferencia entre una onda longitudinal y una transversal?

________________________________________________________________________________________________________________

5. Qu tipo de ondas se propagan en:

a. Slidos:___________________________________________

b. Fluidos:___________________________________________

c. En un resorte:______________________________________

d. En una cuerda tensa:________________________________

6. En el caso de un cuerpo en movimiento ondulatorio, defina que es:

a. Un ciclo:__________________________________________

b. La amplitud:________________________________________

c. El periodo y la frecuencia y cmo estn relacionadas estas cantidades:__________________________________________________________________________________________________________________________________________

d. Un Hertz:__________________________________________e. Qu es la longitud de onda?:_________________________

__________________________________________________________________________________________________

7. Explique que es una onda longitudinal y una transversal.

________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

8. El sonido es una onda longitudinal o transversal?Por qu?

________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

9. El sonido es una onda material o mecnica? Por qu?

________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

10. Haga una indagacin sobre:

A. Las olas.

B. El flameo de las ondas.

PREPARACIN PARA LAS PRUEBAS DE ESTADO

1. En un resorte de 6 metros de longitud se producen ondas estacionarias cuando realiza 8 oscilaciones cada 4 segundos. Si en la oscilacin se observan 4 nodos, la longitud de onda es:A. 2 m

B. 4 m C. 6 m

D. 8 m

2. La velocidad de propagacin de las ondas en el resorte anterior es:

A. 2 m/s

B. 4 m/s

C. 6 m/s D. 8 m/s3. Se llama longitud de onda a:

A. La distancia entre dos nodos consecutivos.

B. El numero de oscilaciones en la unidad de tiempo.

C. La distancia recorrida por la onda en un periodo.

D. En el nmero de oscilaciones en un periodo.

4. Una onda se propaga en cierto medio con velocidad V, si la frecuencia se duplica, la velocidad ser:

A.

B. C.

D. Las preguntas 5 y 6 se responden con esta informacin:En la siguiente ilustracin de una onda:

5. La longitud de onda (en metros) es: A. 8

B. 4

C. 2

D. 1

6. La amplitud de la onda (en metros) es: A. 0.5

B. 1

C. 2

D. 4

7. Si las partculas del medio vibran paralelamente a la direccin de la propagacin de la onda, entonces la onda es:A. Perturbacin B. Transversal C. Longitudinal D. Pulso

8. Cuando una onda pasa de un medio a otro, el nico parmetro de no cambia es:A. Frecuencia

C. Longitud de Onda

B. La Amplitud

D. La velocidad

PROBLEMAS DE CREATIVIDAD En la mitad de un estanque de 2 metros de largo, un pjaro mueve sus patas continuamente, produciendo ondas circulantes. Las ondas tardan 10 segundos en llegar a las paredes del estanque y se puede contar exactamente 21 crestas.

9. La longitud de onda de ese movimiento ondulatorio es:

A. 0.2 m

B. 0.4 m

C. 0.1 m

D. 0.01 m

10. La frecuencia de la onda en Hz es:

A. 0.1

B. 0.2

C. 1

D. 2 EMBED CorelDRAW.Graphic.10

1

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