El Fenómeno Ondulatorio

UNIVERSIDAD DE SANTIAGO DE CHILE FACULTAD DE CIENCIAS DEPARTAMENTO DE FÍSICA PEDAGOGÍA EN FÍSICA Y MATEMÁTICA TEC. DE INFORMACIÓN Y COMUNICACIÓN EN EDUCACIÓN II Prof. Claudia Matus

Guía Interactiva con TIC Fenómeno Ondulatorio.

Por Valentina Gómez, Pablo Naranjo y Millaray Uribe

Santiago, 2020

“El fenómeno ondulatorio” Curso:​ ______________ F ​ echa:​ _____________

Integrantes:

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Palabras Claves:

Onda, Características espaciales, Características temporales, Cuerdas, Tensión, Longitud de onda, Velocidad de propagación, Frecuencia, Amplitud, Oscilación.

Objetivos:

Reconocer conceptos de ondas y sus relaciones.

Encontrar la velocidad de diferentes ondas en cuerdas.

Introducción Cuando arrojas una piedra a un estanque, tocas la guitarra o enciendes una lámpara desencadenas fenómenos físicos de naturaleza muy diferente, pero con un denominador común: se propaga una perturbación en la que no hay transporte neto de materia. En realidad todos ellos son ejemplos de ​movimiento ondulatorio ​o de ​propagación de onda.

En este apartado esperamos que refuerces tus conocimientos sobre el fenómeno ondulatorio, tratando de responder a la pregunta "​¿qué son las ondas y cómo varían unas con otras?​" Para ello, estudiaremos: ➔ Las características de las ondas​. ➔ Relaciones entre las características de las ondas. ➔ Ciertos análisis matemáticos de estas relaciones.

¿Te interesa conocer más acerca de las ondas?

Comencemos…

Revisión Conceptos Previos

Te invitamos a investigar y reflexionar acerca de las características las ondas, respondiendo las siguientes preguntas e identificando los conceptos en la imagen:

1.

¿Qué es una onda?

2.

¿Cuáles son las características espaciales de una onda?

3.

¿Cuáles son las características temporales de una onda?

4.

¿Qué diferencia hay entre características espaciales y temporales de una onda?

5.

¿Cómo se obtiene la velocidad de una onda?

6.

¿Qué tipos de clasificación de ondas conoces?

Identifique y nombre las características que reconoce de una onda, en la siguiente imagen:

Marque la alternativa correcta: ¿Cuantos montes se observan en la onda de la cuerda con la que juega la niña de la imagen?

A) 4 montes B) 5 montes C) 3 montes D) 3,5 montes

Exploración

Para ahondar en las características espaciales y temporales de una onda te invitamos a utilizar el siguiente manipulativo virtual, con el fin de observar de qué manera influye cada uno de estos en la gráfica de una onda. https://phet.colorado.edu/sims/html/wave-on-a-string/latest/wave-on-a-s tring_es.html

Pregunta de la exploración 1. Generando un pulso de onda en una cuerda con extremo y sin extremo, ¿qué diferencias se encuentran en cada simulación? Te recomendamos utilizar una baja amortiguación para identificar mejor el fenómeno que ocurre.

R:​_____________________________________________________________________________________________ _______________________________________________________________________________________________ _______________________________________________________________________________________________ ______________________________________________________________________________________________

2. ¿Cómo crees que se podrían contar los ciclos de onda?. Propón un método.

R:​_____________________________________________________________________________________________ _______________________________________________________________________________________________ _______________________________________________________________________________________________ ______________________________________________________________________________________________

3. Describe lo que ocurre al variar la amortiguación en la onda oscilante.

R:​_____________________________________________________________________________________________ _______________________________________________________________________________________________ _______________________________________________________________________________________________ ______________________________________________________________________________________________

4. ¿Cómo afecta la tensión a la oscilación de la onda?

R:​_____________________________________________________________________________________________ _______________________________________________________________________________________________ _______________________________________________________________________________________________ ______________________________________________________________________________________________

Actividad 1 Una vez hayas experimentado con el manipulativo virtual, te proponemos que, en la simulación “Oscilar”, habilites el modo ​Regla en este, para que midas la longitud de onda entorno a las variaciones de frecuencia, puedes escoger el valor que desees para los espacios en blanco . Anota las variables en la siguiente tabla:

Medición

Frecuencia

Longitud de onda

Medición 1 Medición 2

1.40 Hz

Medición 3 Medición 4

1.99 Hz

Medición 5 Medición 6

0.90 Hz

Medición 7

2.30 Hz

Actividad 2 Escoge cinco longitudes de onda calculadas anteriormente, anota su respectiva frecuencia y en base a esto, calcula la velocidad de propagación de la onda. Anote las variables en la siguiente tabla:

Longitud de onda

Frecuencia

Velocidad de propagación

Actividad 3

Preguntas de aplicación en el simulador ➔ Considere el valor 0.50 Hz de Frecuencia, y el valor 1.00 cm de Amplitud ¿qué valor obtiene para la longitud de onda y la velocidad de propagación?

R:

➔ Considere el mismo valor de Frecuencia, y el valor 0.10 cm de Amplitud ¿qué valor obtiene ahora para la longitud de onda y la velocidad de propagación?

R:

➔ De acuerdo con los resultados obtenidos anteriormente, ¿qué relación puede establecer entre el concepto de amplitud y el cálculo de la velocidad de propagación?

R:

➔ Con ayuda de la función de cronómetro, inicia el simulador y cuenta la cantidad de oscilaciones en 30 segundos. Sabiendo que la frecuencia es el número de oscilaciones sobre tiempo, encuentra la frecuencia de manera experimental y comparala con la entregada por el simulador. ¿Son iguales? ¿Si son distintas, por qué crees que pueden ser diferentes?

R:

Actividad ​Desafío

A partir de lo revisado en la guía, te proponemos identificar las características espaciales de las ondas en un tren de ondas producido en el agua y mirado desde arriba. Para ello, apóyate en la opción ​Agua​ del siguiente manipulador: http://phet.colorado.edu/sims/html/waves-intro/lates

t/waves-intro_es.html

Autoevaluación

Una vez concluidas todas las actividades, ya puedes evaluar lo que aprendiste. Señala la opción que más representa el aprendizaje obtenido, para ti, según cada criterio: Criterio

Lo logré totalmente

Lo logré parcialmente

No lo logré

Definir el concepto de onda correctamente.

Identificar las partes que componen toda onda.

Diferenciar las características temporales y espaciales en una onda.

Definir y aplicar los principales parámetros de una onda (amplitud, frecuencia, longitud de onda, rapidez).

Investigar, experimentalmente, sobre fenómenos ondulatorios como la reflexión y la absorción con cuerdas.

Aplicar relaciones entre parámetros de una onda periódica en la solución de problemas que derivan de situaciones cotidianas y de interés científico.

Trabajar modelando experimentalmente una onda (por pulso, oscilación o manual) mediante un simulador web.

Comentario personal:

¡Ánimo! Con esfuerzo y disciplina puedes aprender todo lo que te propongas! :)