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! :)
