FISICA GRADO ONCE SEGUNDO PERIODO

 SEGUNDO PERIODO

CONTENIDOS:

MOVIMIENTO PERIÓDICO

APRENDIZAJES ESPERADOS

Diferencia  los tipos de movimiento periódico, sus elementos y características.

ACTIVIDADES A DESARROLLAR

Lectura sobre movimiento periódico:

El desarrollo de las matemáticas en las diferentes épocas, ha sido fundamental para el progreso de la ciencia.  Un caso particular que se presenta en los momentos de la gran Revolución Científica, es la noción de periodicidad.  Nuestra experiencia diaria nos presenta muchos casos de repeticiones:  los días, las fases de la luna, las estaciones del año, los cuerpos rotacionales que vuelven a sus posiciones iniciales, los latidos del corazón, la respiración.  Hallamos repeticiones en todas partes.  Sin ellas el conocimiento sería imposible, ya que nada podría ser referido a una experiencia pasada.  Además, sin una cierta regularidad en la repetición, la medición sería imposible.  En nuestra experiencia, a medida que adquirimos la idea de exactitud, la repetición es fundamental.

En los siglos XVI y XVII, la teoría de la periodicidad pasó a ocupar un lugar  fundamental en la ciencia.  Kepler, descubrió una ley que relacionaba los radios de las órbitas planetarias con los periodos en los cuales los planetas describían sus órbitas respectivas.  Galileo observó las oscilaciones periódicas del péndulo.  Newton explicó el sonido como una perturbación en el aire motivada por el paso de ondas periódicas.  Huyghens explicó los fenómenos luminosos con la hipótesis de que eran debidos a ondas vibratorias. Mersenne relacionó el período de vibración  de la cuerda de un violín  con su densidad, tensión y longitud.  El nacimiento de la física moderna se basó en la aplicación de la idea abstracta de periodicidad a una gran variedad de ejemplos concretos.  Pero esto hubiera sido imposible si los matemáticos no hubieran ya elaborado, en abstracto, las diversas ideas agrupadas en torno a la noción de periodicidad.  La trigonometría pasó del estudio de las relaciones entre los ángulos de un triángulo rectángulo al de las razones entre los catetos y la hipotenusa del triángulo.  Luego, bajo la influencia de las matemáticas descubiertas durante la Revolución Científica, se extendió al estudio de las funciones simples y periódicas que estas razones ejemplifican.  Así la trigonometría se hizo completamente abstracta y de esta forma iluminó una serie de fenómenos físicos completamente distintos y suministró los instrumentos con los cuales se pudo analizar cada uno de los fenómenos en relación con los demás.

MATEMÁTICAS 2000, 10º.  Ed. Voluntad.

Clases de movimiento periódico:

- Movimiento circular uniforme:  


Es un movimiento cuya velocidad tiene magnitud constante y dirección variable, describiendo una trayectoria circular de radio r.

- Movimiento ondulatorio:  


Movimiento que se transmite sucesivamente de una partícula a otra en un determinado medio.

- Movimiento pendular:  

Movimiento periódico en el cual un cuerpo oscila con respecto a un punto, en virtud de la gravedad y de la inercia.

- Movimiento armónico simple:  

El cuerpo oscila con respecto a un punto, en virtud de la elasticidad.

Elementos comunes a los distintos tipos de movimiento periódico:

En el movimiento periódico el cuerpo efectúa un mismo movimiento a intervalos iguales de tiempo.  Tenga en cuenta las siguientes definiciones:                         
- Oscilación:  Movimiento efectuado por el cuerpo hasta volver a la posición inicial recorriendo todos los puntos de la trayectoria curva.

- Periodo:  Tiempo que tarda la partícula en hacer una oscilación.  Se mide en segundos.

- Frecuencia:  Número de oscilaciones en la unidad de tiempo (un segundo).

- Velocidad angular:  Angulo barrido en un tiempo de un segundo.

- Punto de equilibrio:  Punto de la trayectoria donde la fuerza recuperadora es cero.

- Puntos de retorno:  Puntos extremos de la trayectoria donde el movimiento cambia de sentido.

- Amplitud:  Máxima separación con respecto a la posición de equilibrio.

Los siguientes vídeos muestran de forma gráfica los conceptos anteriores.  Míralos con el fin de aclarar y afianzar dichos conceptos.

FORMAS DE EVALUACIÓN

☝Actividades Obligatorias:   

1.  Haz un resumen de la lectura sobre movimiento periódico

2. Responde las siguientes preguntas que tienen como propósito indagar sobre lo que sabes del tema:

a.  Define qué es un movimiento periódico.

b.  Cita algunos fenómenos naturales que sucedan periódicamente.

c. Cita dos ejemplos de cada uno de los cuatro tipos de movimiento periódico definidos anteriormente.

d.  ¿Cuál es el periodo de la tierra alrededor del sol?

e.  ¿Cuál es el periodo de rotación de la tierra sobre su eje?

f.  ¿Cuáles son los colores básicos de la luz y cuáles los colores básicos de los pigmentos?

g.   ¿Qué diferencia hay entre las ondas de la luz y las del sonido?

h.  ¿Por qué cuando introducimos un objeto en un vaso de agua parece quebrado?

i.  ¿A qué se debe la diferencia entre las voces de las personas?

MOVIMIENTO PENDULAR

APRENDIZAJES ESPERADOS

Explica las propiedades del movimiento pendular y los parámetros que intervienen en este tipo de movimiento.

ACTIVIDADES A DESARROLLAR

El siguiente vídeo contiene una explicación sobre movimiento pendular y te puede servir como apoyo para resolver dudas.


FORMAS DE EVALUACIÓN

☝Actividad Obligatoria: 

☝Actividad Opcional:  


APLICACIONES DEL MOVIMIENTO PENDULAR


 
¿Es posible medir la aceleración gravitacional de la tierra con materiales que tenemos a la mano en nuestro hogar?

 Las guías de las semanas anteriores contienen información relacionada con el tema por lo cual debes usarlas como apoyo.

 Algunas aplicaciones del péndulo son la medición del tiempo, el metrónomo y la plomada.  Otra aplicación se conoce como Péndulo de Foucault, el cual se emplea para evidenciar la rotación de la Tierra. Se llama así en honor del físico francés Jean Léon Foucault y está formado por una gran masa suspendida de un cable muy largo.  En 1851 Foucault colgó un péndulo de 67 metros de largo de la cúpula de los Inválidos en Paris (latitud49º). Un recipiente que contenía arena estaba sujeto al extremo libre; el hilo de arena que caía del cubo mientras oscilaba el Péndulo señalaba la trayectoria: demostró experimentalmente que el plano de oscilación del péndulo giraba 11º 15’ cada hora y por tanto que la Tierra rotaba.

REPASO: Para hacer un péndulo simplemente atamos una tuerca, arandela o cualquier peso al extremo de una cuerda que no estire (puede ser seda dental o nylon) 

Cuando el péndulo está suspendido verticalmente en reposo decimos que se encuentra en posición de equilibrio.  Puedes sostenerlo con la mano o amarrarlo de alguna parte para realizar la actividad experimental.

Para dar inicio al movimiento oscilatorio del péndulo simplemente lo separamos de su posición central un cierto ángulo como se muestra en la figura y observaremos que la masa  suspendida del hilo efectúa oscilaciones a uno y otro lado de su posición media.

Cada que el péndulo va y vuelve a la posición inicial donde se muestra la mano en la figura, se cuenta como una oscilación.

Para calcular el periodo:  debemos medir con el cronómetro del celular el tiempo que demora el péndulo en realizar varias oscilaciones (por ejemplo cinco o diez)

Periodo = tiempo / número de oscilaciones
Fórmula T = t / n

La amplitud:  es el ángulo de separación con respecto a la posición de equilibrio.  Se mide con un transportador en grados.



Por ejemplo en la figura se observa una separación de 10 grados con respecto a la posición de equilibrio.



MOVIMIENTO ONDULATORIO

APRENDIZAJES ESPERADOS

1. Explica las propiedades del movimiento ondulatorio y los parámetros que intervienen en este tipo de movimiento.

2. Determina los factores de los cuales depende la velocidad de propagación de una onda

3. Calcula la velocidad de las ondas en distintos medios

ACTIVIDADES A DESARROLLAR:  


Observa el siguiente vídeo en el cual aparecen las generalidades del MOVIMIENTO ONDULATORIO:

ACTIVIDAD OBLIGATORIA
En el siguiente vídeo aparecen algunas situaciones problema resueltas.  Observa con atención:

FENÓMENOS DE ONDA

APRENDIZAJES ESPERADOS

1.     Describe el comportamiento de las ondas en términos de la longitud de onda, la frecuencia y la velocidad de propagación.    

2. Explica y aplica los fenómenos de reflexión, refracción, interferencia, difracción y resonancia de las ondas.

ACTIVIDADES A DESARROLLAR: 
 


FORMAS DE EVALUACIÓN

☝Actividad Obligatoria:

Consulta un experimento por cada uno de los cinco fenómenos de onda.  Explícalo con palabras y un dibujo, esquema o ilustración.

☝Actividad Opcional: 

Envía un vídeo donde tú aparezcas realizando algún experimento que demuestre alguno de los fenómenos de onda explicados anteriormente.  También puedes tomarte fotos realizando la experiencia, las imprimes y las anexas a la guía acompañadas de la explicación escrita.

ONDAS SONORAS

1. Descripción del comportamiento de las ondas sonoras en términos de la longitud de onda, la frecuencia y la velocidad de propagación.
2.  Determinación de los factores de los cuales depende la velocidad de propagación de una onda sonora.

Contextualización:

PARA COMENZAR MIRA ESTE HERMOSO VÍDEO SOBRE EL SONIDO

El sonido indeseado se denomina ruido. El ruido incide negativamente en la salud: pérdida de la capacidad auditiva, alteración de los ritmos cardiaco y respiratorio; estrés, inquietud, mal humor, etc.

Aprendamos el gran valor del silencio como respeto, el que invita a la mesura en el decir y el obrar.  No el impuesto por el sometimiento y el miedo, sino como una opción ante el bullicio imperante.


El sonido está formado por ondas mecánicas elásticas longitudinales u ondas de compresión en un medio. Eso significa que:

Para propagarse necesita acceder a un material (aire, agua, cuerpo sólido) que transmita la perturbación (viaja más rápido en los sólidos, luego en los líquidos va lento, y aún más lento en el aire, y en el vacío no se propaga). Es el propio medio el que produce y propicia la propagación de estas ondas con su compresión y expansión. Para que pueda comprimirse y expandirse es imprescindible que este sea un medio elástico, ya que un cuerpo totalmente rígido no permite que las vibraciones se transmitan. Así pues, sin un medio elástico no habría sonido, ya que las ondas sonoras no se propagan en el vacío.

Además, los fluidos solo pueden transmitir movimientos ondulatorios en que la vibración de las partículas se da en dirección paralela a la velocidad de propagación a lo largo de la dirección de propagación, siendo por tanto estas un tipo de ondas longitudinales (en todos los sólidos también pueden propagarse ondas elásticas transversales)

Si te es posible mira los siguientes vídeos que resumen muy bien varios de los conceptos vistos hasta el momento: 



Desarrollo del tema a trabajar:

Actividades para desarrollar de acuerdo al tema de clase: 

☝Obligatorias: 


Corrección de la actividad semana uno


APRENDIZAJES ESPERADOS

1.     Describe el comportamiento de las ondas en términos de la longitud de onda, la frecuencia y la velocidad de propagación.    

2. Interpreta la producción, propagación y características del sonido.

ACTIVIDADES A DESARROLLAR:  


FORMAS DE EVALUACIÓN

☝Actividades Obligatorias:

Opcional:  

Realiza el experimento explicado anteriormente en el Desarrollo del tema a trabajar.  Tráelo al aula de clase para compartirlo con tus compañeras.

Para mayor claridad puedes visitar en el siguiente enlace el experimento correspondiente al 11 de julio: 

https://www.facebook.com/hashtag/experimentaencasa

☝Actividad Opcional: 

Envía un vídeo donde tú aparezcas realizando y explicando algún otro experimento en relación con el tema del sonido.  En lugar del vídeo, también puedes tomarte fotos en las que aparezcas realizando la experiencia, las anexas a tu trabajo donde las acompañas de la explicación escrita.


Indicador de Desempeño: 

1. Interpreta la producción, propagación y características del sonido y aplica los conceptos en la solución de situaciones problema

Contextualización:

*Te invito a observar el siguiente vídeo como apoyo a la explicación:



Desarrollo del tema a trabajar: 
EL EFECTO DOPPLER





























Actividades para desarrollar de acuerdo al tema de clase:

☝Obligatorias: 

1. Una patrulla en reposo emite un sonido de 300 Hz, con qué velocidad debe aproximarse un vehículo para que la frecuencia percibida por el observador sea de 320 Hz. (Te recomiendo guiarte por el ejemplo #1)

2. Con qué velocidad debe alejarse una persona, de una fuente en reposo que emite un sonido con una frecuencia de 200 Hz, para percibir una frecuencia de 190 Hz.  (Te recomiendo guiarte por el ejemplo #1 pero despejando la fórmula dos porque fuente y observador se alejan)

3. Un autobús viaja con una velocidad de 16.6 m/s, y su corneta emite un sonido cuya frecuencia es de 270 Hz.  Si una persona camina en el mismo sentido a una velocidad de 3 m/s.  Qué frecuencia percibe la persona? (Piensa bien si la fuente y el observador se alejan o se acercan antes de escoger qué fórmula usarás.  Te recomiendo guiarte por el ejemplo #2)
☝Opcionales: 

1. Puedes profundizar, explicar por escrito y acompañar de imágenes, alguna de las aplicaciones prácticas del efecto Doppler que se han puesto al servicio de la humanidad.

 

Opcional 2:  Mira la película WONDER y escribe un texto de una página comentando las impresiones que te deje.






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