Anuario Jornadas Olimpiadas Argentinas de Física 2016 Anuario OAF... · Anuario Jornadas OAF 2016 Página 4 de 112 Anuario Jornadas Olimpiadas Argentinas de Física 2016 OAF Catamarca

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Anuario Jornadas Olimpiadas Argentinas de Física 2016 OAF Catamarca

Coordinadoras: Esp. Lic. María Viviana Nieva; Mgter. Teresita del Valle Roldán

Publicación de la Facultad de Ciencias Exactas y Naturales,

Universidad Nacional de Catamarca.

Anuario Jornadas Olimpiadas Argentinas de Física 2016 OAF Catamarca Compilado por María V. Nieva; Teresita del V. Roldán

1a. ed. Catamarca. Universidad Nacional de Catamarca. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales, 2017. Libro digital, PDF.

Archivo Digital: descarga y online.

ISBN 978-950-746-254-2

1. Física. CDD 530

Fotografías: Guillermo N. Leguizamón; Marcelo Alberto González;

Teresita del Valle Roldán; Valle E. Ortíz

Arte y Edición Tapa e Interior: Oficina de Publicaciones -César Barrios-

Producción General: Facultad de Ciencias Exactas y Producción General:

Facultad de Ciencias Exactas y Naturales, Universidad Nacional de Catamarca.

Impreso en Argentina - Printed in Argentina.

Edición 2017.

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Índice

Página Nº Presentación ...............................................................................................................9 Olimpíadas Argentinas de Física Instancia Local OAF Catamarca ........................................................10 Objetivos de la Olimpiada Argentina de Física .....................................................................12 Jornadas de Capacitación Docente ......................................................................................13 Taller I: Calorímetro de las Mezclas. Calor Latente de Fusión de Sólidos.

Determinación Experimental ........................................................................................14 Objetivos ..............................................................................................................15 Introducción ........................................................................................................15 Metodología de Trabajo .........................................................................................16 Referencias ..........................................................................................................22 Fotos ...............................................................................................................23 Taller II: Ondas Sonoras ...................................................................................................24 1. Introducción .....................................................................................................25 2. Descripción Matemática de una onda ...................................................................27 3. Definiciones ......................................................................................................30 4. Clasificación de las ondas ...................................................................................33 Taller: Ondas Sonoras ......................................................................................................43 Descripción ..........................................................................................................43 Objetivos ..............................................................................................................43 Introducción .........................................................................................................44 Actividad 1 ...........................................................................................................45 Actividad 2 ...........................................................................................................45 Preguntas .............................................................................................................50 Referencias ..........................................................................................................53 Fotos ................................................................................................................54 Jornada de Ambientación ...................................................................................................55 Fotos ................................................................................................................56 Jornada de Evaluación ......................................................................................................60 Instancia Local en la Provincia de Catamarca ......................................................................61 Olimpíada Argentina de Física. Catamarca 2016. Prueba experimental. Tercer Nivel ................63 Instrucciones: .......................................................................................................63


Objetivo: ............................................................................................................ 63 Introducción ....................................................................................................... 63 Metodología de Trabajo ........................................................................................ 65 Primera parte: Calibración del calorímetro ............................................................. 65 Determinación del calor latente de fusión del hielo .................................................. 66 Requerimientos ..................................................................................................... 67 Olimpíada Argentina de Física. Catamarca 2016. Prueba experimental. Segundo Nivel ............ 68 Instrucciones ........................................................................................................ 68 Determinación del valor de g mediante un péndulo simple ................................................... 68 Introducción ........................................................................................................ 68 Objetivos ............................................................................................................. 69 Lista de materiales .............................................................................................. 70 Procedimiento ..................................................................................................... 70 Requerimientos ..................................................................................................... 71 Olimpíada Argentina de Física. Catamarca 2016. Prueba experimental. Primer Nivel............... 72 Instrucciones: ...................................................................................................... 72 Determinar el Volumen de una Piedra ..................................................................... 72 Objetivos ............................................................................................................. 72 Lista de materiales .............................................................................................. 73 Procedimientos .................................................................................................... 73 Requerimientos .................................................................................................... 74 Comentarios y observaciones respecto a la medición de volúmenes ............................ 74 Lectura del volumen de líquido .............................................................................. 75 Olimpíada Argentina de Física. Catamarca 2016. Prueba Teórica .......................................... 77 Instrucciones ....................................................................................................... 77 Problema 1: ......................................................................................................... 77 Problema 2: ......................................................................................................... 79 Problema 3: ......................................................................................................... 81 Fotos ............................................................................................................... 83 Acto de Cierre ............................................................................................................... 85 Fotos ............................................................................................................... 92 Reseña OAF Catamarca 2014-2015 ..................................................................................... 95 OAF Catamarca. Año 2014 ................................................................................................. 96 Fotos ............................................................................................................... 100 Fotos ............................................................................................................... 104 OAF Catamarca. AÑO 2015 ................................................................................................ 105 Fotos ............................................................................................................... 108 Fotos ............................................................................................................... 111 Fotos ............................................................................................................... 113


Presentación

El Anuario 2016 de las Olimpiadas Argentina de Física

(OAF) registra las actividades llevadas a cabo por docentes de la

Facultad de Ciencias Exactas y Naturales de la Universidad Nacional de

Catamarca y, docentes y alumnos de diferentes establecimientos

escolares de la Nueva Escuela Secundaria de la provincia de Catamarca

en la instancia local. Las actividades que se realizaron en este año se

dividen en tres fases que incluyen: Talleres de Capacitación Docente,

Jornadas de Ambientación y Jornadas de Evaluación. Cada una de ellas

queda documentada en este Anuario con las propuestas de actividades

y fotografías de cada evento.

Anuario Jornadas OAF 2016 Página 10 de

Olimpíadas Argentinas de Física Instancia Local OAF

Catamarca

Las Olimpíadas Argentinas de Física instancia local, OAF

Catamarca, es un proyecto que se ejecuta desde el año 1995, de

manera ininterrumpida hasta la actualidad, un total de 21 (veintiún)

años dedicados a esta actividad.

Durante este periodo se logró el auspicio del Gobierno

Provincial, incorporándose las OAF Catamarca como parte de la

agenda de Actividades Científicas de la Dirección de Gestión Científica

y Tecnológica, en el marco de las Actividades Científicas y

Tecnológicas Juveniles (ACTJ) dependiente del Ministerio de

Educación, Ciencia y Tecnología de la Provincia de Catamarca.

Además se cuenta con los auspicios de la Facultad de Ciencias Exactas

y Naturales (FACEN) y el auspicio de la Facultad de Tecnología y

Ciencias Aplicadas (FTCA) de la Universidad Nacional de Catamarca

(UNCA). Además de Proyectos de la Facultad de Ciencias Exactas y

Naturales. Es por ello que en instalaciones tales como aulas y

laboratorios, pertenecientes a estas facultades, se llevan a cabo

diferentes eventos de OAF Catamarca.

El proyecto Olimpiadas Argentinas de Física en la provincia

de Catamarca, OAF Catamarca, comprende una serie de eventos que

involucran a docentes y alumnos universitarios y docentes y alumnos


del nivel secundario. Las actividades específicas se enumeran a

continuación:

1. Difusión de las OAF Catamarca, a principio de cada

año lectivo, se invita formalmente a los establecimientos

escolares, públicos y privados, a participar de las

diferentes actividades, presentando un cronograma

detallado.

Los alumnos interesados en participar comienzan su

entrenamiento, para las pruebas teórica y experimental.

Cabe destacar que esta es una actividad extracurricular

y ad honorem para los docentes.

2. Taller de Resolución de Problemas y experiencias de

Física, destinado a profesores del nivel secundario, que

asesorarán y entrenarán a los alumnos olímpicos, es

organizado por docentes de la Facultad de Ciencias

Exactas y Naturales de la Universidad Nacional de

Catamarca. En esta instancia se realizan experiencias de

laboratorio y se resuelven problemas preparatorios.

3. Jornadas de Ambientación, destinado a alumnos que

participarán de las olimpíadas. El principal objetivo es

confraternizar y compartir un espacio de intercambio y

discusión de problemas y experiencias de laboratorio.

4. Prueba Experimental y Prueba Teórica, instancias

finales de las olimpíadas locales, los alumnos olímpicos

resuelven ambas pruebas, los docentes secundarios

participantes, evalúan las mismas y con los puntajes


obtenidos por cada alumno, elaboran un orden de

mérito que se envía al Comité Ejecutivo de la Olimpíada

a nivel nacional, quien invita a los primeros puntajes a

participar de ésta instancia.

5. Entrenamiento de los alumnos seleccionados para

participar de la instancia nacional, se lleva a cabo en

instalaciones de la Facultad de Ciencias Exactas y

Naturales de la UNCA, y es realizado por profesores de

dicha entidad académica.

6. Acto de cierre, evento final, en el cual se realiza un

resumen de la actividad anual del proyecto y se

entregan distinciones a todos los alumnos y docentes

que participaron en cada una de las instancias de este

evento.

Objetivos de la Olimpiada Argentina de Física

• Contribuir a la educación de los jóvenes mediante su

participación en una actividad que demanda mayor

preparación y permanente superación en los

conocimientos de Física y, a través de esta disciplina, en

el papel del ser humano en el desarrollo de las ciencias.

• Actualización de forma permanente a docentes

participantes, fomentando en los mismos una actitud

activa y crítica frente a su función de educadores.


• Despertar vocaciones científicas y técnicas, y aptitudes

por el trabajo científico teórico y experimental propios de

toda ciencia fáctica.

Jornadas de Capacitación Docente

En las instalaciones del laboratorio de Ciencias de la Escuela

Secundaria Nº 47 “Presidente Dr. Ramón S. Castillo”, se realizó el XIX

Taller de Resolución de Problemas y Experiencias de Física.

Estas jornadas de capacitación se llevaron a cabo los días 22

y 23 de Junio y estuvieron destinadas a docentes de Física, Química y

Ciencias Naturales del sistema educativo provincial. En este espacio se

dictaron talleres que incluyen temáticas previstas en las Olimpiadas

Argentinas de Física.

Las metodologías utilizadas responden a experiencias

desarrolladas en laboratorio tradicional y virtual y, resolución de

problema de lápiz y papel.

Las escuelas participantes en esta edición fueron: Escuela

Secundaria Nº 7 “Gral. José María Paz”, Escuela Secundaria Nº 5

“Gobernador Galindez”, Escuela Secundaria Nº 49 Villa Cubas,

Escuela Preuniversitaria ENET Nº 1, Colegio Privado FASTA, Colegio

Privado “Pía Di Doménico”, Colegio “Nuestra Señora del Carmen y

San José”, Colegio Privado “Padre Ramón de la Quintana”, Escuela

Municipal Nº 1 de Fray Mamerto Esquiú, Escuela Secundaria Municipal

Nº 3 “Gustavo G. Levene”.


Taller I:

Calorímetro de las Mezclas.

Calor Latente de Fusión de Sólidos.

Determinación Experimental

Esp. Lic. María Viviana Nieva;

Lic. Guillermo N. Leguizamón;

Prof. Miryam Edith Nieva;

Alumna Ana Laura Saldaño


Calorímetro de las Mezclas. Calor Latente de Fusión de

Sólidos. Determinación Experimental

Objetivos

• Planificar experiencias, con selección de métodos,

instrumentos y dispositivos de medición.

• Desarrollar destrezas intelectuales y manipulativas

implicadas en el trabajo de laboratorio: medición,

generación y contrastación y validación de hipótesis.

• Calcular parámetros físicos, aplicando Teoría de Errores

• Interpretar y evaluar la coherencia de los resultados

empíricos con el saber consensuado en Física.

• Adquirir capacidad para la comunicación escrita y oral

de los resultados obtenidos.

Introducción

Cuando dos cuerpos a distintas temperaturas se ponen en

contacto térmico en un recinto adiabático (esto es, que no permite el

intercambio de calor con el exterior), calor fluye del cuerpo de mayor

temperatura al de menor temperatura hasta que ambos cuerpos

alcanzan una misma temperatura (temperatura de equilibrio). En caso


que uno de los cuerpos alcance la temperatura que corresponde a un

cambio de fase de la sustancia que lo compone, el calor entregado o

recibido por el cuerpo no le modifica su temperatura, que permanece

constante, sino que es utilizado para cambiar de una fase a la otra. La

cantidad de calor necesaria para que un gramo de la sustancia cambie

de una fase a la otra se denomina calor latente.

La ecuación que describe este proceso es:

El segundo miembro de la ecuación expresa el calor cedido

por el agua que se enfría [ . En cuanto al calor

recibido por el hielo, se tienen dos sumandos diferentes porque se han

tenido en cuenta dos procesos: la fusión ( ) y calentamiento del

agua que se obtiene de la fusión desde 0 ºC hasta la temperatura de

equilibrio ( ). Obviamente, m1 será la masa de hielo.

Metodología de Trabajo

Material de Laboratorio Sustancias

‐ Recipiente aislante ‐ Termómetro

‐ Agua destilada a temperatura ambiente ‐ Cubos de hielo a 0 °C (Se obtiene poniendo el hielo en

agua y esperando unos minutos para que el sistema agua + hielo llegue al equilibrio)


Con los elementos solicitados, se pretende determinar el

calor latente de fusión del hielo ( ).

a) Escriba las ecuaciones calorimétricas correspondientes a la

situación planteada. Suponga que el recipiente es adiabático

y que la temperatura de equilibrio de una mezcla de agua y

hielo es 0 °C. Desprecie efectos debido al cambio de la

densidad de agua con la temperatura.

b) Completar la Tabla 1 teniendo en cuenta la Hoja de ruta 1:

Hoja de Ruta 1 para la determinación del Calor especifico Ce del

calorímetro por método de las mezclas

Determinar la masa del calorímetro vacío

Determinar la masa del calorímetro y agua a temperatura ambiente

Medir 200 ml de agua a temperatura ambiente, colocar en el calorímetro y medir la T1

Repetir la medición de T3 hasta alcanzar equilibrio térmico.

Transferir la nasa de agua a T2 en el calorímetro con agua a T1.

Agitar el contenido y medir T3.

Medir 100 ml de agua a temperatura de aproximadamente 70 ºC y medir T2.

Calcular la capacidad calorífica del calorímetro Ce


Tabla 1

Masa [g] calorímetro

T1

[°C] agua fría

Masa [g] calorímetro +

agua a temperatura ambiente

T2 [°C] agua

caliente

Masa [g] agua

caliente

T3 [°C] equilibrio

Masa [g] equilibrio

d) Con los valores de la Tabla 1 calcule el valor de Ce:

∆ ∆

∆ í

e) Escriba la lectura final de Ce:

∆

f) Completar la tabla 2 teniendo en cuenta la hoja de ruta 2:

Tabla 2

Masa [g] calorímetro

T1

[°C] agua fría

Masa [g] calorímetro +

agua a temperatura ambiente

T2 [°C] hielo

Masa [g] hielo

T3 [°C] equilibrio

Masa [g] equilibrio


Hoja de Ruta 2 para la determinación del Calor Latente de fusión del

hielo por método de las mezclas

g) Con los valores de la tabla 2 calcule el valor de λ :

h) Escriba la lectura final de λ :

Determinar la masa del calorímetro vacío

Determinar la masa del calorímetro y agua a temperatura ambiente

Medir 200 ml de agua a temperatura ambiente, colocar en el calorímetro y medir la T1

Repetir la medición de T3 hasta alcanzar equilibrio térmico.

Transferir el hielo en el calorímetro con agua a T1.

Agitar el contenido y medir T3.

Medir la masa de 30 gramos de hielo y medir T2.

Calcular el Calor Latente de Fusión del hielo λ


∆

i) Analice posibles fuentes de error.

Tablas:

caloría Joule BTU

caloría 1 4,184 0,004

Kcaloría 1.000 4.184 3,968

Joule 0,239 1 0,000948

Mjoule 239.000 1.000.000 948

BTU 252 1.055 1

Calores latentes de fusión y vaporización

Sustancia Punto de

fusión (°C)

Calor latente de fusión (J/kg)

Punto de ebullición

(°C)

Calor latente de ebullición (J/kg)

Helio -269365 5.23 x 103 -268.93 2.09 x 104

Nitrógeno -209.97 2.55 x 104 -195.81 2.01 x 105

Oxígeno -218.79 1.38 x 104 -182.97 2.13 x 105

Alcohol etílico -114 1.04 x 105 78 8.54 x 105

Agua 0.00 3.33 x 105 100.00 2.26 x 106

Azufre 119 3.81 x 104 444.60 3.26 x 105

Plomo 327.3 2.45 x 104 1750 8.70 x 105

Aluminio 660 3.97 x 105 2.450 1.14 x 107

Plata 960.80 8.82 x 104 2.193 2.33 x 106

Oro 1063.00 6.44 x 104 2660 1.58 x 106

Cobre 1083 1.34 x 105 1187 5.06 x 106


Sustancia Ce en Cal/g (°C)

Agua 1.000

Hielo 0.500

Vapor 0.480

Hierro 0.115

Cobre 0.093

Aluminio 0.220

Plata 0.056

Vidrio 0.200

Mercurio 0.033

Plomo 0.031

Latón 0.094

Oro 0.030


Referencias

BAIRD, D. C. (1991). Experimentación, una introducción a la Teoría de

Mediciones y al Diseño de Experimentos, 2º edición, Prentice-Hall

Hispanoamericana, México.

CERNUSCHI, F. y GRECO, F. (1968). Teoría de Errores de Mediciones,

Eudeba, Buenos Aires Argentina.

FERNANDEZ, J. y GALLONI, E. (1968). Trabajos prácticos de física,

editorial Nigar, Buenos Aires, Argentina.

GIANCOLI, D. (2009). Física para Ciencias e Ingeniería con Física

Moderna. Ed. Pearson-Prentice Hall. México.

HEWITT, P. (2007). Física Conceptual. Pearson-Addison Wesley. México.

HIDALGO, M. y MEDINA, J. (2008). Laboratorio de Física. Ed Pearson-

Prentice Hall. España.

MAIZTEGUI, A y GLEISER, R. (2000). Mediciones de Laboratorio, Talleres

gráficos de José Solsona, Córdoba, Argentina.

MORALES OSORIO, A (2012).

http://fisicoquimica230med.blogspot.com.ar/2012/10/calor-latente-

de-fusion-del-hielo.html. Recuperado: 15 de Marzo de 2016.

NIEVA, VIVIANA (2016). Apuntes de Cátedra Laboratorio I. FACEN-

UNCa.


Evento: Taller I Resolución de Problemas y Experiencias de Física.

Escuela Secundaria Nº 47 “Pte. Dr. Ramón S. Castillo”.

Fotos 1, 2, 3, 4: Profesores del Nivel Secundario participantes de la jornada de

trabajo y Profesores disertantes de Taller.


Taller II:

Ondas Sonoras

Mgter. Teresita del V. Roldán

Lic. Sonia Mascareño

Lic. David H. Lucero

Prof. Gabriel Roldán


Ondas

Definición. Función de Ondas. Clasificación. Principio de

Superposición. Ondas Senoidales. Energía y Cantidad de Movimiento.

1. Introducción:

La mayor parte de la bibliografía comienza este tema

diciendo:

“Todos sabemos intuitivamente lo que es una onda…”,

y continua dando ejemplos. Si después de leer todo el tema, alguien

se pregunta: ¿Qué es una onda? Habría un alto porcentaje de

probabilidad de que no sepa responder la pregunta con precisión. Y si

para aclarar el concepto intenta dibujarla, hará algo similar a esto:

Figura 1


Lo cual no es una onda, sino simplemente la gráfica de una

parte de una sinusoide.

Es por eso, que nosotros comenzaremos por ponernos de

acuerdo sobre una definición concreta de onda; y por lo tanto,

diremos que es una perturbación que se propaga en el espacio.

Nótese que en nuestra definición, no decimos nada de la

forma de la perturbación, ya que puede ser cualquiera. Tampoco

exigimos que la forma se mantenga constante, ya que bajo

determinadas condiciones, esta puede variar. Y fundamentalmente,

escribimos la palabra espacio, en lugar de medio, ya que no

necesariamente debe existir un medio para que una onda se propague.

Ahora si podemos dar ejemplos de ondas, y cuando lo

hagamos, notaremos que, a alguna de ellas podremos “verlas”, es

decir observarla con nuestros propios ojos, mientras que a otras solo

podremos notar sus efectos.

Son ondas, las perturbaciones que se propagan en el agua,

cuando dejamos caer una piedra. También lo son, las que se producen

en la cuerda de una guitarra cuando es pulsada; las que se propagan

por un resorte cuando aplicamos un impulso a una de sus espiras y

aunque no podamos ver las perturbaciones propagándose, son ondas:

el sonido, la luz, la radiación γ, los rayos X, los rayos infrarrojos y

ultravioletas, el ultrasonido, las microondas, el rayo láser, etc.


2. Descripción Matemática de una onda

Ahora que ya estamos de acuerdo con el significado de

“onda”, y por los ejemplos dados anteriormente podemos apreciar,

que realmente ya las conocíamos “intuitivamente”, trataremos de dar

una ecuación matemática que responda a lo que hemos definido.

Si hemos dicho que la perturbación se propaga, es obvio

que necesitara un cierto tiempo para hacerlo, y por lo tanto, nuestra

perturbación será función del espacio y del tiempo.

A todo esto podemos resumirlo en una corta y sencilla

ecuación matemática que será:

,

Siendo “r” la posición y “t" el tiempo.

Consideremos una onda en una sola dimensión. En ese caso,

representa la curva mostrada en la Figura. 2.

Figura 2


Si reemplazamos “r”, por “(r – a)”, obtenemos la función:

. Obviamente la forma de la curva no ha cambiado, y si

queremos obtener nuevamente la curva original, solo tenemos que

sumarle “a” a “r”; por lo tanto, si “a” es una cantidad positiva, lo

único que vemos es que la curva se ha desplazado hacia la derecha

una cantidad “a”.

De la misma manera, representa un

desplazamiento rígido de la curva hacia la izquierda.

Si

.

Donde “t” es el tiempo que ha tardado la curva en

desplazarse, obtenemos una “curva viajera”, donde “ “ recibe el

nombre de velocidad de fase.

De esta forma, una onda está representada por una

ecuación de la forma:

,

Ecuación que recibe el nombre de función de onda.

La cantidad “ “ puede representar distintas cantidades

físicas, tales como: la deformación de un sólido, la presión de un gas,

un campo eléctrico o magnético, etc.


Como nuestra función de ondas es una función de dos

variables: “r” y “t”, vemos la imposibilidad de dibujarla

apropiadamente. A lo sumo, podremos graficar, para un tiempo “t”

fijo, la forma en que se encuentra la perturbación en ese momento, lo

cual sería equivalente a tomar una fotografía de la onda. De no ser

así, podríamos, para un lugar determinado (punto fijo r) graficar la

variación de la perturbación en función del tiempo.

En todos los ejemplos que vimos, hemos notado que

siempre hay “algo” que produce la perturbación: la piedra cayendo en

el agua, el dedo pulsando la perturbación, se la llama oscilador.

Es necesario notar, que si bien la perturbación generada por

el oscilador no se queda cerca, sino que se propaga a través del

espacio, en los casos en que ese espacio es un medio material, las

partículas que lo componen, se mueven cerca de su posición de

equilibrio cuando pasa la perturbación pero no se propagan con ella,

es decir, la onda no transporta materia. Esto es evidente, ya que si

así fuera, en el ejemplo de la piedra arrojada al agua del estanque,

este iría quedando vacío, mientras el agua se va con la onda.

Sin embargo, es lógico suponer, que la onda debe

transportar energía, pues hace que la materia del medio se mueva al

propagarse. Esto es absolutamente cierto, tal como lo veremos

detalladamente más adelante.


3. Definiciones:

a- Amplitud (A); frecuencia (f); frecuencia angular (w);

elongación ( ); periodo (T):

Considero inútil redefinir estos conceptos, ya que en ondas,

tienen el mismo significado que en oscilaciones donde ya fueron

estudiadas detalladamente.

b- Fase:

Es una parte cualquiera de la onda; este concepto lo

estudiaremos con más detalle cuando veamos ondas viajeras.

c- Tren de ondas:

El oscilador puede dar un solo impulso que se propague, o

bien seguir produciendo impulsos en forma periódica, con lo que se

obtendrá una serie de perturbaciones que se propagan, a lo que se le

llama tren de ondas.

d- Longitud de ondas (λ):

Representa la distancia entre dos puntos adyacentes de la

onda que tienen la misma fase, es decir, la distancia entre dos puntos

similares de dos ondas consecutivas.


Figura 3

La longitud de onda representa el “periodo espacial” de la

curva. Esto es, la curva se repite a si misma cada longitud λ.

e- Número de onda (k):

Se define número de onda como:

Representa el número de longitud de una onda que

podemos encontrar en la distancia 2π.

f- Frente de ondas:

Consideremos una onda tridimensional. Podemos trazar una

superficie que pase por todos los puntos que tengan igual fase; es decir,


que tengan en ese instante una perturbación similar. Estas superficies

reciben el nombre de frente de onda.

g- Rayo:

Es una línea normal al frente de ondas, que en caso de medios

homogéneos e isótropos, indica la dirección y el sentido de propagación de

la onda.

a) b)

Figura 4


4. Clasificación de las ondas:

Las ondas pueden clasificarse de diferente manera, según

cuál de sus características tengamos en cuenta.

a. Según el número de dimensiones en que se propaguen:

Podemos clasificarlas en unidimensionales, bidimensionales y

tridimensionales:

Unidimensionales: Son aquellas que se propagan en una

sola dirección. Un ejemplo de ellas lo tenemos en las

ondas que se propaguen en una cuerda tensa.

Bidimensionales: Son aquellas que se propagan en dos

dimensiones. Ejemplo: las ondas que se producen en

el agua al arrojar un objeto.

Tridimensionales: Son las que se propagan en tres

dimensiones. Ejemplo: la luz, el sonido, etc.

De ahora en adelante, todo el planteo matemático de las

ondas, se hará como si fueran ondas unidimensionales al solo efecto

de simplificar el problema.

b. Según la forma del frente de ondas:

Podemos clasificarla en: esféricas, planas e irregulares.


Planas: Cuando los frentes de ondas son planos paralelos

(ver Figura 4).

Esféricas: Cuando los frentes de ondas, están representados

por esferas concéntricas. Sin embargo, a distancias

suficientemente grandes de la fuente, porciones

pequeñas de los frentes de ondas pueden considerarse

planos.

Irregulares: Cualquier otra forma que puede tener el frente

de ondas.

c. Según la cantidad de espacio que recorran al propagarse pueden

clasificarse en viajeras o estacionarias:

Viajeras: Entendemos por ondas viajeras, aquellas que

pueden propagarse hasta el infinito.

Estacionarias: Son aquellas que se propagan en un espacio

limitado. Estas ondas van y vuelven por el mismo lugar.

Son ejemplo de ellas la onda producida en la cuerda de

una guitarra. A estas ondas las veremos con más

detalle, luego de estudiar el fenómeno de reflexión. En

lo sucesivo, siempre que no especifiquemos lo

contrario, nos referimos a ondas viajeras.


d. Según la relación entre la dirección de propagación con la

dirección de la perturbación: Pueden clasificarse en

longitudinales y transversales.

Transversales: El movimiento de la perturbación es

perpendicular a la dirección de propagación de la onda

(ver Figura 5). Por ejemplo: Las ondas en el agua, o la

perturbación que se propaga en una cuerda tensa:

Dirección de propagación

Figura 5

Longitudinales: El movimiento del medio está en la misma

dirección en que viaja la onda (ver Figura 6). Ejemplo:

Onda de un resorte, sonido.

Figura 6


Algunas ondas, como las olas de agua, son en parte

transversales y en parte longitudinales. Como para una gran ola, las

partículas se mueven no solo hacia arriba y hacia abajo, sino, también

hacia adelante y hacia atrás.

e. Según las características de propagación de las ondas: Se

pueden clasificar en mecánicas y electromagnéticas:

Mecánicas: Son aquellas que para propagarse necesitan la

existencia de un medio elástico como las ondas

sonoras.

Este tipo de ondas se originan al desplazarse alguna porción

de un medio elástico de su posición normal, poniéndolo a oscilar con

respecto a una posición de equilibrio. Debido a las propiedades

elásticas del medio, la perturbación se transmite de una capa a la

siguiente. Es por eso, que la perturbación avanza a través del medio.

Nótese que el medio mismo no se propaga con la onda; sino que las

diversas partes del medio oscilan solamente en trayectorias limitadas.

Ya hemos dicho, que el movimiento ondulatorio, puede

transmitir energía a distancias considerables. Esta energía en las ondas

mecánicas es la energía potencial y cinética de la materia, pero la

transmisión de energía se efectúa pasándose de una parte de la

materia a la siguiente, no mediante movimientos a gran distancia de la

materia misma. Las ondas mecánicas se caracterizan por el transporte


de energía a través de la materia, sin que haya movimiento de

conjunto correspondiente a la materia misma.

Las propiedades de un medio, que determinan la velocidad

de una onda mecánica a través de ese medio con: su inercia y su

elasticidad. Todos los medios materiales poseen esas propiedades y

pueden transmitir ondas, mecánicas, es la elasticidad la que da lugar a

las fuerzas restauradoras de cualquier parten del medio que sea

desplazada de su posición de equilibrio; es la inercia la que nos dice

cómo responderá esta porción desplazada del medio a esas fuerzas

restauradoras. Estos dos doctores juntos determinan la velocidad de la

onda mecánica.

Electromagnéticas: Son aquellas que no precisan la

presencia de un medio elástico para propagarse.

El hecho de que este tipo de onda se propagara a grandes

distancias sin que un medio elástico las sustentara; llevo a las más

increíbles especulaciones y fue un real dolor de cabeza para los físicos

durante muchos años.

Una de las teorías que intento explicar el problema fue

aquella que postulaba la existencia del éter. Este era un medio

mecánico que existía en todas partes donde no había otra cosa; y que

tenía las propiedades mecánicas que permitían a las ondas

electromagnéticas propagarse. Uno de los más fervientes creyentes de

la existencia del éter fue el físico Michelson, quien paso 20 años de su

vida tratando de encontrar la prueba de su existencia; es decir, medir

alguna de las propiedades mecánicas de este extraño medio. Su vida


no fue inútil, ya que demostró la existencia de una serie de fenómenos

quien revolucionaron la física de comienzos de siglo, y entre otras

cosas, dieron pie a que Lorentz hiciera sus ya famosas ecuaciones de

transformación, que interpretadas, y continuando el trabajo por

Einstein, constituyen la teoría de la relatividad restringida. Entre las

conclusiones a las que arribo Milchenson, después de pasar su vida

dedicado a la física experimental, fue que no era posible encontrar

propiedad mecánica alguna al éter. Esto acabo con una creencia que

había durado varias décadas; si el éter existía no tena ninguna de las

características mecánicas necesarias para que por él se propagara una

onda.

¿Dónde estaba el problema? Bueno, en considerar las ondas

electromagnéticas como si fueran mecánicas, es decir, solo podemos

develar el “misterio” si logramos conocer que es una onda

electromagnética.

Es, por supuesto, una perturbación que se propaga, pero,

¿Qué tipo de perturbación? obviamente, ya hemos descontado que

sea movimiento de moléculas de un medio elástico.

En realidad, solo son dos campos vectoriales que varían en

el espacio. Claro, a primera vista esto suma algo difícil pero veamos;

nosotros ya sabemos lo que es un campo vectorial, he incluso hemos

estudiado con bastante detalle: el campo gravitatorio. Supongamos

que tenemos un campo, que llamamos E, muy parecido al gravitatorio,

solo que no dependerá de las masas, sino de alguna otra característica

de la materia, que no analizaremos aquí. Ese campo, se encuentra en

un plano, por ejemplo: el plano del papel; y en un plano transversal el

mismo, existe otro campo vectorial al que daremos el nombre de B.


(Ver Figura 7). A nadie se le ocurriría pensar que había algún

problema en que estos campos existieran en el vacío. El campo

gravitatorio, todos vemos que varía con la distancia.

Figura 7

Es inmediato pensar, que nada impide a esos campos que

varíen con el tiempo; ¡Y eso es una onda electromagnética!

Dos campos perpendiculares entre sí, que son variables en el

espacio y en el tiempo; es decir, en un punto fijo, la intensidad de los

campos es máxima, y a medida que pasa el tiempo disminuye, se hace

cero, llega a un máximo negativo y vuelve a realizar el proceso

inverso, continuando este ciclo, indefinidamente. (ver Figura 8)


Figura 8

De la Figura 8, podemos advertir, además, que las ondas

electromagnéticas son transversales, ya que el sentido de sus

perturbaciones son perpendiculares a la dirección de propagación.

Este tipo de ondas, recibe diferentes nombres según su

frecuencia. A toda la gama de frecuencias se le da el nombre de

espectro electromagnético, el que transcribimos a continuación:

En la luz podemos distinguir los siguientes colores:

Violeta ......... 400 nm (1 nm = 1x10–9 m) Azul ......... 450 nm Verde ......... 500 nm Amarillo ......... 550 nm Naranja ......... 600 nm Rojo ......... 700 nm


Banda Longitud de

onda (m) Frecuencia

(Hz) Energía (J)

Rayos gamma < 10 pm > 30,0 EHz > 20·10–15 J

Rayos X < 10 nm > 30,0 PHz > 20·10–18 J

Ultravioleta extremo < 200 nm > 1,5 PHz > 993·10–21 J

Ultravioleta cercano < 380 nm > 789 THz > 523·10–21 J

Luz Visible < 780 nm > 384 THz > 255·10–21 J

Infrarrojo cercano < 2,5 μm > 120 THz > 79·10–21 J

Infrarrojo medio < 50 μm > 6,00 THz > 4·10–21 J

Infrarrojo lejano/submilimétrico < 1 mm > 300 GHz > 200·10–24 J

Microondas < 30 cm > 1 GHz > 2·10–24 J

Ultra Alta Frecuencia – Radio < 1 m > 300 MHz > 19.8·10–26 J

Muy Alta Frecuencia – Radio < 10 m > 30 MHz > 19.8·10–28 J

Onda Corta – Radio < 180 m > 1,7 MHz > 11.22·10–28 J

Onda Media – Radio < 650 m > 650 KHz > 42.9·10–29 J

Onda Larga – Radio < 10 Km > 30 KHz > 19.8·10–30 J

Muy Baja Frecuencia – Radio > 10 Km < 30 KHz > 19.8·10–30 J

Dentro de las microondas podemos distinguir:

• la banda S (utilizada por los radares) que corresponde a

una longitud de onda de 1.5 cm;

• la ultra alta frecuencia, cuya longitud de onda está entre

37 cm y 75 cm;

• la frecuencia normal de televisión, entre los 1.5 m y los

7.5 m de longitud de onda;

• las ondas de radio comercial en frecuencia modulada,

entre los 2.8 m y los 3.4 m de longitud de onda;


• las bandas para radio aficionados entre 10 m y 100 m;

• las ondas de radio comercial en amplitud modulada,

entre 200 m y 600 m y

• las audiofrecuencias entre los 10 km y 104 km.

Todas las longitudes de ondas dadas anteriormente

corresponden al caso en que la onda se propaga en el vacío.


Taller: Ondas Sonoras

Temas: Sonido. Ondas.

Descripción

Esta simulación te permite ver ondas de sonido. Ajustar la

frecuencia o volumen y puedes ver y escuchar cómo cambian las

ondas. Mueve el detector y escucha lo que él/ella oye.

Objetivos

• Explicar a partir de simulaciones interactivas PHET, cómo se

modelan, describen y producen diferentes sonidos

• Diseñar maneras de determinar la velocidad, frecuencia,

periodo y longitud de onda de un modelo de onda de

sonido.


Introducción:

En este trabajo, vamos a utilizar la simulación de sonido del

sitio PHET de la Universidad de Colorado EEUU, disponible en

http://phet.colorado.edu/simulations/sims.php?sim=Sound.

Comience abriendo esta simulación de sonido y explore los

diversos controles, a fin de familiarizarse con ellos. Usted puede:

• Cambiar la amplitud y la frecuencia de la onda sonora.

• Mover al observador (oyente) hacia o desde el parlante.

• Cambiar el audio de encendido a apagado, y se puede

escuchar ya sea el sonido en el parlante o el sonido

escuchado por el oyente.

• Cambiar de pantalla “Escuche una sola fuente” a la

pantalla “Mida”. La pantalla de medición tiene una

regla y un temporizador que se utilizan para realizar sus

mediciones. También hay líneas azules que se pueden

mover para ayudarle a medir.

• Parar, ejecutar o borrar las ondas sonoras.

• Añadir otro tono, una octava por encima de la

frecuencia primaria, y observar el cambio en la forma de

onda y el sonido de los altavoces.


Actividad 1:

1. Abra la simulación. Sin cambiar los ajustes.

2. ¿Esta onda es transversal o longitudinal? ¿Cómo lo

sabes?

………………………………………………………………

3. Explorar unos minutos la frecuencia de la onda, el

aumento y/o disminución de la misma. Describir la

frecuencia con sus propias palabras.

.........................................................................

4. Ajuste para una frecuencia de 515 Hz. A continuación,

examine amplitud de la onda, el aumento/disminución

de la misma

……………………………………………………………….

Actividad 2:

1) En este taller, hablamos de cómo nuestros oídos detectan

sonido.

a) En la simulación, ubíquese en la pestaña “Escuche una

sola fuente”, en ella se permite ajustar los deslizadores

de frecuencia y amplitud y mover al oyente. El de color


gris oscuro del fondo, representa la presión del aire

cuando no está presente la onda de sonido. Utilice los

ajustes disponibles para examinar de cerca la relación

entre el movimiento del parlante y las ondas

producidas.

Señale Verdadero o Falso según corresponda:

Cuando el parlante está produciendo ondas, su

movimiento produce una ligera disminución de la

presión en la parte frontal cuando se mueve hacia

delante y un ligero aumento de la presión cuando

se mueve hacia atrás del parlante. ...................... V F

En esta simulación, un tono más oscuro de gris

indica un aumento de presión en comparación con

la presión del aire no perturbado. ....................... V F

Para aumentar el volumen de un tono de 400 Hz

escuchado por el observador, el parlante debe

aumentar el número de oscilaciones por segundo. ..... V F

Si el parlante produce grandes fluctuaciones en la

presión, el volumen del tono escuchado por el

observador aumenta. ......................................... V F

Para producir un tono tono más bajo, el parlante

debe oscilar (adelante y atrás) menos veces por

segundo. .......................................................... V F


b) El siguiente gráfico muestra la presión medida en el

oído del observador, como una función del tiempo,

para una frecuencia de 200 Hz generado por el

parlante.

Teniendo en cuenta que, en los siguientes gráficos de

presión en función del tiempo, la línea punteada indica el tono original

de 200 Hz.


¿Cuál de las curvas sólidas de color azul, representa la

variación de la presión en el tímpano?, en función del

tiempo cuando:

• El parlante está produciendo un

tono más bajo: .........................................

• El volumen del parlante está

activado: ..................................................

• El sonido del parlante no se

modifica, pero el oyente se mueve

lejos del parlante: ......................................

• El parlante está oscilando para

completar un ciclo de 400

vibraciones por segundo: ..........................

c) Suponga que escucha un tono A generado por el

parlante. Describa el movimiento del parlante y cómo

este movimiento lleva a nuestros oídos a detectar ese

tono A, incluya la cadena de causa y efecto que se

produce para escuchar ese tono.

2) Ahora que tenemos una idea de cómo la frecuencia, longitud de

onda y amplitud se relacionan con lo que oímos, examinemos

ahora como la frecuencia y la longitud de onda están

relacionadas entre sí.


a) Cambie a la pestaña “MIDA” en la simulación.

Aquí encontrará una regla y un temporizador

(Cronómetro).

Observe que el tiempo inicia y se detiene cuando se

pulse de comenzar/parar.

Utilice la regla y la relación entre la velocidad, la

distancia y el tiempo para medir la velocidad del sonido

en dos frecuencias diferentes (200 Hz y 400 Hz).

Describir el proceso que utilizó para encontrar la

velocidad y luego comparar su respuesta con la

velocidad del sonido en el aire a nivel del mar a 0 °C

(331 m/s). ¿La velocidad del sonido depende de la

frecuencia del sonido?

[Nota: Asegúrese, al medir, que la regla esté paralela a la dirección de propagación de la onda. Puesto que no podemos inclinar esta regla, se debe lograr que se alinee con la línea

central del parlante].

b) Podemos utilizar esta herramienta para ayudarnos a

entender mejor la relación entre la longitud de onda,

frecuencia, periodo, y la velocidad del sonido.

i) Si el parlante está produciendo un tono de

250 Hz, ¿cuál es la longitud de onda de la

onda sonora generada por el parlante?


ii) Para este tono de 250 Hz, ¿cuántas veces

por segundo hace que la presión en el oído

oscile a través de un ciclo completo?

iii) ¿Cuánto tiempo transcurre entre que su oído

percibe una presión máxima, hasta la

próxima presión máxima?

c) Estoy subiendo una montaña y veo un rayo (luz) en la

distancia. Cuento 7 s antes de oír el trueno. ¿A qué

distancia, en millas (mi), se produjo la descarga? (1 mi =1,6

km)

Preguntas:

En la pestaña: Escuchar una sola fuente:

1. Observe las ondas sonoras procedentes del parlante.

a) ¿Qué representan las bandas claras y oscuras?

(Recuerde, las ondas sonoras son ondas

longitudinales.)

b) ¿Por qué las ondas se hacen más claras cuando

aumenta la distancia desde el parlante?


c) ¿Cómo afectan a la representación de las ondas

sonoras en el simulador, el cambio de frecuencia y

amplitud?

d) ¿Cómo cree que el cambio de la frecuencia y la

amplitud afectan al sonido escuchado por el oyente?

En la pestaña Medir:

2. Pulse el botón "Inicio" y mueva la regla para el centro del

parlante.

a) Mire el cronómetro. ¿Nota algo extraño al respecto?

¿Por qué se ha programado de esta manera?

b) Describe cómo encontrar la frecuencia de una onda sin

usar el indicador de frecuencia. Pruebe su idea con una

diferentes ondas (registre en una tabla de datos) y

compare sus resultados con los valores arrojados por el

simulador.

c) Describir cómo se podría encontrar el periodo de una

onda sin de utilizar la información de frecuencia. Ponga

a prueba su idea con diferentes ondas y construya una

tabla con sus datos. Compruebe su método mediante el

cálculo del período (T = 1 / f).

d) Cliquee parar y reiniciar (start y stop) y medir la

distancia que una onda se desplaza en un tiempo

determinado. Construye una tabla de datos y realizar al


menos 3 ensayos. Encontrar la velocidad del sonido

usando

v = d/t.

e) Utilice la regla para medir la longitud de onda de este

sonido. Compruebe la velocidad calculada

anteriormente usando

v = f λ.

En la pestaña “Interferencia de dos Fuentes”:

3. Observe el patrón de interferencia producida por las ondas

sonoras procedentes de dos parlantes.

a) Dibuje el patrón usando tonos de grises.

b) Describir lo que está sucediendo con las ondas, donde

se observan manchas blancas, manchas oscuras y

manchas de color gris. Sacar algunas fotos de las ondas

para expresar a su explicación.


Referencias

Alonso, M. y Finn, E. (1970) Física Volumen II: Campos y Ondas. Fondo

Educativo Interamericano S. A. México.

Feynman, R., Leighton, R. y Sands, M. (1987) Física Vol. I y II. Addison-

Wesley Iberoamericana, México.

Sears y Francis. Mecánica, calor y acústica. Vol. I, Mecánica, radiación y

calor. Addison Wesley Iberoamericana.

Serway, J. (1997) Física. Tomos 1 y 2. Mc. Graw Hill, México.

Phet Interactive Simulations

http://phet.colorado.edu/simulations/sims.php?sim=Sound

http://www.astrofisicayfisica.com/2012/06/que-es-el-espectro-

electromagnetico.html


Evento: Taller II Resolución de Problemas y Experiencias

de Física. Escuela Secundaria Nº 47 “Pte. Dr. Ramón S.

Castillo”.

Foto 5, 6: Profesores del Nivel Secundario participantes de la jornada de trabajo y

Profesores disertantes de Taller Escuela Secundaria Nº 47 “Pte. Ramón S. Castillo”


Jornada de Ambientación

La Jornada de Ambientación constituye un espacio de

intercambio y formación con docentes asesores y alumnos de los

diferentes establecimientos escolares que participan. La misma se llevó

a cabo el día 6 de Julio en las instalaciones del laboratorio de Ciencias

de la Escuela Secundaria Nº 47 “Presidente Dr. Ramón S. Castillo”.

La nomina de las escuelas que trabajaron fueron: Escuela

Secundaria Nº 7 “Gral. José María Paz”, Escuela Secundaria Nº 49

Villa Cubas, Escuela Preuniversitaria ENET Nº 1, Colegio Privado

FASTA, Colegio Privado “Pía Di Doménico”, Colegio “Nuestra Señora

del Carmen y San José”, Colegio Privado “Padre Ramón de la

Quintana”, Escuela Secundaria Municipal Nº 3 “Gustavo G. Levene”,

Escuela Preuniversitaria “Fray Mamerto Esquiú”.


Evento: Jornada de Ambientación Escuela Secundaria Nº

47 “Pte. Dr. Ramón S. Castillo”

Foto 7, 8, 9, 10: Profesores Asesores y estudiantes del Nivel Secundario

participantes de la jornada de Ambientación.


Foto 11, 12, 13, 14, 15, 16: Profesores Asesores y estudiantes del Nivel Secundario



Foto 17, 18, 19, 20, 21, 22: Profesores Asesores y estudiantes del Nivel Secundario



Foto 23, 24: Profesores Asesores y estudiantes del Nivel Secundario participantes

de la jornada de Ambientación.


Jornada de Evaluación

Esp. Lic. María Viviana Nieva


Lic. Guillermo N. Leguizamón

Lic. Sonia Mascareño

Prof. Miryam Edith Nieva

Prof. María Luz Quiroga



Instancia Local en la Provincia de Catamarca

La organización y ejecución de una Instancia Local está a

cargo de una Comisión Organizadora de la Olimpíada Local, que se

autoconstituye y se integra en su totalidad por profesores de la

Asignatura Física prevista en los ciclos y niveles del Sistema Educativo

Nacional o sus equivalentes y que formen parte de la planta docente

del o de los colegios a los que pertenezcan los alumnos participantes

de la Prueba Local.

La Comisión Organizadora, además de enviar al COE la lista

de profesores y colegios participantes, crea una Comisión de

Problemas (también integrada en su totalidad por profesores de la

Asignatura Física pertenecientes a los distintos años de la Nueva

Escuela Secundaria y que formen parte de la planta docente del o de

los colegios a los que pertenezcan los alumnos participantes de la

Prueba Local) para preparar las pruebas (teórica y experimental) y

realizar su corrección, etc.

La Prueba de la instancia Local tiene dos partes: la teórica y

la experimental. La Prueba Teórica consiste de tres problemas de 10

(diez) puntos cada uno; la Prueba Experimental, consiste de un

problema que tiene un valor de 20 (veinte) puntos.


En una Olimpíada Local, pueden participar todos los

estudiantes del nivel medio que cumplan los 19 años de edad hasta el

30 de junio del año en curso, es decir: todos los alumnos que sean

menores de 19 años al 30 de junio del año en curso.

Tras la realización de la prueba Local, se envía al COE una

copia de los enunciados y una lista (completa) de los participantes,

con los correspondientes puntajes obtenidos en cada problema. Con

esta información, el COE selecciona los estudiantes que son invitados

a participar en la instancia Nacional (el COE fija oportunamente las

fechas en que receptará esta información).

A continuación se publican los enunciados de las

evaluaciones teórica y experimental, tomadas en el año 2016 en todos

los niveles previstos.

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alcanzan una misma temperatura (temperatura de equilibrio). En caso

que uno de los cuerpos alcance la temperatura que corresponde a un

cambio de fase de la sustancia que lo compone, el calor entregado o

recibido por el cuerpo no le modifica su temperatura, la que

permanece constante, sino que es utilizado para cambiar de una fase a

la otra. La cantidad de calor necesaria para que un gramo de la

sustancia cambie de una fase a la otra se denomina “calor latente”.

Se denomina “calor latente de fusión”, a la energía necesaria para

cambiar 1 gramo de sustancia del estado sólido al estado líquido, sin

cambiar su temperatura.

Las ecuaciones que describen este proceso son:

a) Determinación calor específico del calorímetro:

Con

b) Determinación calor latente de fusión:


Metodología de Trabajo

Material de Laboratorio Sustancias

Recipiente aislante Termómetro

Agua destilada Cubos de hielo a 0°C

Con los elementos solicitados, se pretende determinar el

calor latente de fusión del hielo ( ).

Suponga que el recipiente es adiabático y que la

temperatura de equilibrio de una mezcla de agua y hielo es 0°C.

Desprecie efectos debido al cambio de la densidad de agua con la

temperatura.

Primera parte: Calibración del calorímetro

1. Determinar la masa del recipiente aislante vacío.

Agregue luego un volumen “V1” de agua a

temperatura ambiente y medir la temperatura “T1”. (Se

sugiere un volumen que no supere los 200 ml).

2. Determinar la masa del calorímetro y agua a

temperatura ambiente.


3. Medir un volumen “V2” de agua (Se sugiere no mayor

a 100 ml) a temperatura de (aproximadamente 70 ˚C)

y medir “T2”.

4. Transferir la nasa de agua a “T2” en el calorímetro con

agua. Agitar el contenido y medir “T3”. Repetir la

medición de “T3” hasta alcanzar equilibrio térmico.

5. Calcular la capacidad calorífica del calorímetro “Ce”.

Determinación del calor latente de fusión del hielo

6. Medir un volumen de agua (puede ser el mismo que

utilizó en 1.) a temperatura ambiente, colocar en el

calorímetro y medir la “T1”. Determinar la masa del

conjunto.

7. Medir la masa de hielo (masahielo 0,20 masaagua) y

medir “T2”. Transferir el hielo en el calorímetro con

agua. Repetir la medición de “T3” hasta alcanzar

equilibrio térmico.

8. Calcular el Calor Latente de Fusión del hielo “ ”.


Requerimientos:

Al finalizar la experiencia deberá entregar un informe escrito

con letra clara, que conste de:

• Planteo del problema

• Valores obtenidos en las mediciones, tablas, gráficos.

• Fuentes de error y análisis de cómo influyen en el

resultado final.

• Resultado experimental de lo solicitado.

• Conclusiones.

• Comentarios que desee realizar referidos dificultades

relacionadas a la realización de la experiencia.

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Para pequeñas amplitudes la longitud del arco “s” sobre la

trayectoria del péndulo se asemeja a la distancia d y el período se

puede calcular a partir de la expresión:

glT .2π=

que relaciona al período “T“ con la longitud del péndulo.

Objetivos:

Determinar el valor de “g”.


Lista de materiales:

• Soporte

• Esfera de madera o metal

• Cronómetro

• Transportador

• Regla/Cinta métrica

Procedimiento:

a. Arme el dispositivo convenientemente

b. Mida el período de oscilación del péndulo. (Para

reducir error tome el tiempo que el péndulo realiza 10

oscilaciones y divida el resultado en 10)

c. Complete la siguiente tabla:

l(cm) t(s) T(s)= t/n* Tprom.(s) (Tprom)2 (s2)

n*=numero de oscilaciones =10

d. Calcule el valor de g.


Requerimientos

Al finalizar la experiencia deberá entregar un informe escrito

con letra clara, que conste de:

• Planteo del problema

• Valores obtenidos en las mediciones, tablas, gráficos.

• Fuentes de error y análisis de cómo influyen en el

resultado final.


• Conclusiones.

• Comentarios que desee realizar referidos a la

realización de la experiencia.

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Lista de materiales

• Piedra

• Probeta graduada

• Agua de la canilla

Procedimientos

1. Coloque agua en la probeta. Anote el valor del

volumen “V1”

2. Sumerja con cuidado la piedra dentro de la probeta

evitando pérdidas de agua. (Asegúrese que el agua la

cubra completamente).

3. Lea nuevamente el volumen de agua “V2”.

4. Calcule el volumen de la piedra, a partir de

Vc = V2 – V1

5. Puede realizar suposiciones acerca de la forma en que

realiza sus mediciones y puede también repetir las

mismas a su criterio.


Requerimientos

• Sólo podrá utilizar los útiles de escritura y calculadora

no programable, además de los materiales de la

prueba.

• Al finalizar la experiencia deberá entregar un informe

escrito con letra clara, que conste de :

• Planteo del problema.

• Valores obtenidos en las mediciones, tablas,

gráficos.

• Fuentes de error


• Conclusiones

• Comentarios que desee realizar referidos a la

realización de la experiencia.

Comentarios y observaciones respecto a la medición de

volúmenes

Entre los diferentes instrumentos utilizados para medir

volúmenes de líquidos se encuentra la probeta (Figura 1). Esta es un

cilindro hueco de vidrio abierto en uno de sus extremos. En su

superficie lateral presenta grabada una escala. Cada marca indica un

cierto volumen de líquido a una determinada temperatura

(generalmente a 15 ºC)


A fin de familiarizase con la escala:

a) Observe que hay divisiones más grandes y más

pequeñas

b) Cuente el número de divisiones grandes que

presenta y deduzca a cuantos ml (mililitros)

corresponden cada una de ellas.

c) Cuente el número de divisiones más pequeñas que

hay entre dos marcas grandes. Deduzca a cuantos ml

corresponden cada una de las mismas.

d) Recuerde 1 ml = 1 cm3.

Lectura del volumen de líquido

Observe que la superficie libre de líquido no es plana sino

curva, denominada menisco. Para la lectura del volumen se toma

como referencia la parte más profunda de la concavidad (Figura 2).

Además, es muy importante que ubique su vista al mismo nivel que la

altura que desea medir (a fin de evitar error de paralaje).

Al efectuar la lectura puede ser que el nivel no coincida con

una división. En este caso conviene decir que el volumen de líquido

oscila entre ____ y ____ ml


Figura 1

Figura 2

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material está constituido (vea la tabla de densidades al

final del problema).

c. Determine la presión que el bloque ejerce por sí mismo

sobre una de sus caras.

Es sabido que algunas sustancias aumentan su volumen (se

dilatan) cuando se someten a un cambio de temperatura. En una

experiencia de laboratorio, el cubo se introduce en un horno cuyo

termómetro tiene un visor digital que marca una temperatura inicial de

68 °F (grados Fahrenheit). Se enciende el horno y se lo regula para

que su temperatura sea de 212 °F. Al momento en que el bloque

alcanza esa temperatura se usa un medidor de distancia laser y se

determina que cada lado del cubo tiene una longitud de 5,005 cm

después de su proceso de dilatación.

a. Determine los valores de temperatura del horno en

grados Celsius (°C).

b. Calcule el volumen alcanzado por el bloque después de

la dilatación. ¿Cuál fue la variación de su volumen?

c. ¿Cuál es el cambio que sufre el valor de la densidad del

cubo?

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a. Construya una tabla de valores de posición y tiempo.

Represente gráficamente la posición en función del

tiempo.

b. Determine la posición inicial del robot en m.

c. Calcule la velocidad del robot y exprese el resultado en

Km/h y en cm/s.

d. ¿Qué tipo de movimiento posee el robot? Escriba su

ecuación horaria.

e. ¿Qué posición ocupará a los 10 s?

f. ¿En qué instante se encontrará a 13m de su posición de

partida?

g. Cuando el robot se encuentre a 13m del origen del

sistema de coordenadas ¿qué tiempo marcará el

cronómetro?

En segundo lugar, se analiza el funcionamiento del robot en

un “Plano Inclinado”. Los diseñadores saben perfectamente que para

lograr una velocidad constante en el plano inclinado (la rampa viene

incorporada en el set, junto con el robot) el robot deberá ser capaz de

modificar la aspereza de su base a fin de aumentar o disminuir la

fricción con la superficie del plano a medida que aumenta o disminuye

el ángulo de inclinación “θ”. Para ello se incorpora un sistema de

control automático de manera que cuando el robot detecta un cambio

en la inclinación del plano despliega o esconde pequeños módulos de

goma según necesite mayor o menor fricción.

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1) La imagen vista por el dentista tiene que estar derecha,

2) A una distancia de 1,5 cm de un diente, el espejo

tendrá que reflejar una imagen dos veces el tamaño

real.


Evento: Prueba Experimental y Teórica. Escuela

Secundaria Nº 47 “Pte. Dr. Ramón S. Castillo”

Foto 25, 26, 27, 28, 29: Estudiantes Olímpicos del Nivel Secundario desarrollando

Prueba Experimental.


Foto 30, 31, 32: Estudiantes Olímpicos del Nivel Secundario desarrollando Prueba

Teórica.


Acto de Cierre





Alumno Carlos A. Romero


El acto de cierre de las actividades de las XXI Olimpiada

Argentina de Física en su Instancia Local Catamarca-2016 se llevó a

cabo en las instalaciones de la Escuela Secundaria Nº 47 “Presidente

Dr. Ramón S. Castillo”.

La misma contó con la presencia de autoridades del

Ministerio de Educación, Ciencia y Tecnología de la provincia y de la

Facultad de Ciencias Exactas y Naturales. Asistieron también

directivos, docentes, auxiliares docentes, alumnos y padres de las

escuelas participantes.

El acto protocolar dio cierre con la entrega de certificados a:

los señores Docentes de la Facultad de Ciencias Exactas y Naturales

que formaron parte de la comisión Asesora Nacional, los Docentes

Asesores del Nivel Secundario y los alumnos que participaron en la

prueba local.


Docentes de la Facultad de Ciencias Exactas y Naturales de la

Comisión Asesora Nacional

Bordcoch, Melina

Roldán, Teresita Del Valle

Aramburu, Víctor Miguel

Lucero, David Herman

Mascareño, Sonia

Docentes Asesores del Nivel Secundario

Quiroga, Maria Luz Colegio Privado Nuestra Señora del Carmen y San José

Leguizamón, Carolina Isabel Colegio Privado Nuestra Señora del Carmen y San José

Soto, Omar Escuela Preuniversitaria ENET N°1 “Prof. Vicente García Aguilera”

Nieva, Miryam Edith Escuela Preuniversitaria ENET N°1 “Prof. Vicente García Aguilera”

Pacheco, Diego Abel Colegio Privado “Padre Ramón de la Quintana”

Guardia, María Cecilia Escuela Preuniversitaria “Fray Mamerto Esquiu”

Solohaga, Edgar Escuela Secundaria “Gustavo G. Levene”

Alumnos Colaboradores de la Carrera de Física de la Facultad de

Ciencias Exactas y Naturales

Romero, Carlos Alfredo

Robledo Flores, Daniel Fernando


Alumnos Participantes en la Prueba Local

Orden de Mérito

1 Marcos Adrian, Kon

2 José Eduardo, Miranda Valderrama

3 Luz, Gaffle

4 Agustina, Palavecino

5 Cesar Nicolás, Criado Sánchez

6 Lautaro, Herlein Carrizo

7 Agustina, Gil Orellana

8 Ulises, Casimiro

9 Ana Sofía, Perea Acosta

10 Julieta, Clerici

11 Leonel, Marcos

12 Paula, Carabajal

13 Bianca Yoselin, Soto Acosta

14 Julio Santiago, Olás Barrera

15 Bianca, Formica

16 Daiana Camila, Robledo Flores

17 Julián, Medina

18 Alan Nahuel, Álvarez

19 Lautaro, Saavedra

20 María Paula, Garcia Agüero

21 Malena, Gómez Roldán

22 Anahí, Fernández

23 Florencia, Ramos

24 Pía Aylen, Robledo

25 Selin, Jaime Jimenez

26 Ariel Andrés, Guzmán


27 Gerardo Abel, Solohaga

28 Manuel, Guzmán V.

29 Carlos Javier, García

30 Joel, Figueroa

31 Roberto Carlos, Ponce

32 Abril Denisse, Tapia

33 Aylen, Plaza

34 Lourdes Julieta, Perna

35 Javier, Sánchez

36 Yamila Denisee, Vazquez Rios

37 Esteban, Carrizo

38 Aarón, Mercado

39 Ramiro, Díaz Gutiérrez

40 Rodrigo, Villa

41 Facundo, Echenique

Seguidamente se distinguieron a los alumnos participantes

que obtuvieron los tres primeros puntajes de cada Nivel.

Nivel 3

Orden de Mérito Puntaje

Primer Premio Marcos Adrián Kon 35,25

Segundo Premio José Eduardo Miranda Valderrama 34,25

Tercer Premio Cesar Nicolás Críado Sánchez 30,00


Nivel 2


Primer Premio Luz Gaffle 32,75

Segundo Premio Agustina Palavecino 32,00

Tercer Premio Julieta Clerici 27,50

Nivel 1


Primer Premio Agustina Gil Orellana 29,25

Primer Premio Lautaro Herlein Carrizo 29,25

Segundo Premio Julio Santiago Olás Barrera 26,25

Tercer Premio Bianca Formica 25,25

Los alumnos seleccionadas por el Comité Olímpico Ejecutivo

para representar a Catamarca en la Instancia Nacional en esta edición

fueron:

Marcos Adrian Kon Colegio Privado “Padre Ramón de la Quintana”

José Eduardo Miranda Valderrama Colegio Privado “Padre Ramón de la Quintana”

Cesar Nicolás Críado Sánchez Escuela Preuniversitaria ENET N°1 “Prof. Vicente García Aguilera”

Luz Gaffle Colegio Privado Nuestra Señora del Carmen y San José

Agustina Palavecino Colegio Privado Nuestra Señora del Carmen y San José


También se destacó que el estudiante César Nicolás Criado

Sánchez, de la ENET N° 1 "Profesor Vigente García Aguilera”, alcanzó

el tercer lugar en las Olimpíadas Nacionales de Física, para orgullo de

su escuela y de la provincia.

De esta forma se dio por finalizado el acto agradeciendo la

presencia de todos e invitándolos al año próximo a participar de una

nueva convocatoria.


Evento: Acto de Cierre de la Edición 2016 de la OAF Sede

Catamarca. Escuela Secundaria Nº 47 “Pte. Dr. Ramón S.

Castillo”

Foto 33, 34 y 35: Autoridades, Directores de establecimiento educativos, Docentes Asesores y Estudiantes Olímpicos en el Acto de Cierre, Edición 2016 de la OAF-

Sede Catamarca.


Foto 36: Estudiantes Olímpicos acompañados por Docente Asesor de la Escuela Secundaria “Gustavo G. Levene”.

Foto 37: Estudiantes Olímpicos acompañados por Docente Asesor del Colegio Privado “Padre Ramón de la Quintana”

Foto 38: Estudiantes Olímpicos acompañados por Docente Asesor y Director Escuela Preuniversitaria ENET N°1 “Prof. Vicente García Aguilera” y Escuela

Preuniversitaria “Fray Mamerto Esquiú”.


Foto 39: Estudiantes Olímpicos acompañados por Docente Asesor del Colegio Privado Nuestra Señora del Carmen y San José.


Reseña OAF Catamarca 2014-2015





OAF Catamarca. Año 2014

Se desarrollaron en el marco de este evento las siguientes

actividades:

1 Jornadas de capacitación con docentes de Física y química

(Docentes Asesores) de la Nueva Escuela Secundaria XVII Taller

De Resolución de Problemas y Experiencias de Física.

Metodología de trabajo: Experiencias desarrolladas en

laboratorio tradicional y virtual y, resolución de problema de

lápiz y papel. Los talleres que se dictaron fueron:

Estudio de circuitos eléctricos

Docentes responsables: Mgter. Teresita Roldán, Lic.

David H. Lucero y Prof. Rodolfo Roldán

Colisiones. Conservación del momento lineal y

conservación de la energía. Experiencia y Simulación


Docentes responsables: Esp. Lic. Viviana Nieva, Lic.

Guillermo Leguizamón, Prof. Verónica Díaz, Prof.

Miryam Nieva

Mecánica

Docentes responsables: Lic. Víctor Aramburu, Ing.

Marta Saracho, Lic. Pablo N. Konverski, Prof. Sonia

Mascareño

Óptica

Docentes responsables: Dra. E. Valle Ortiz, Ing. Paola

Beltramini, Ing. Fernando Coronel.

Fecha: 26 y 27 de Junio de 2014. Jornada de Trabajo:

08-12 hs y 16-20 hs.

Lugar: Laboratorio Física Facultad de Tecnología y

Ciencias Aplicadas, UNCa

Total de Docentes de Física del Nivel Secundario

participantes: 30.

Escuelas participantes: Escuela Secundaria Nº 1 “Clara

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María Paz”, Escuela Secundaria Nº 6 “Cacique Juan

Chelemín”, Escuela Secundaria Nº 8 “Gobernador José

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Galindez”, Escuela Secundaria Nº 49 Villa Cubas (Anexo

I y II), Escuela de Minería, Escuela Secundaria Nº 82,

(Departamento Andalgalá), Escuela Preuniversitaria

ENET Nº 1, Colegio FASTA, Colegio Privado “Pía Di

Doménico”.

2 Jornadas de Ambientación: Destinado a los alumnos que

participarán en la Instancia Provincial de las Olimpíadas

Argentinas de Física y sus docentes asesores

Temáticas:

Colisiones. Conservación del momento lineal y

conservación de la energía.

Mecánica

Estudio de circuitos eléctricos

Óptica.


laboratorio tradicional virtual y, resolución de problema de lápiz

y papel.

Fecha: 04 de Julio de 2014. Jornada de Trabajo: 08 a 13 hs.

Lugar: Laboratorio Física Facultad de Tecnología y Ciencias

Aplicadas, UNCa.


Total de alumnos participantes: 70 (acompañados con docentes

asesores).

Escuelas participantes: Escuela Secundaria Nº 1 “Clara J.

Armstrong”, Escuela Secundaria Nº 7 “Gral. José María Paz”,

Escuela Secundaria Nº 6 “Cacique Juan Chelemín”, Escuela

Secundaria Nº 8 “Gobernador José Cubas”, Escuela Secundaria Nº

5 “Gobernador Galindez”, Escuela Secundaria Nº 49 Villa Cubas

(Anexo I y II), Escuela de Minería, Escuela Secundaria Nº 82,

(Departamento Andalgalá), Escuela Preuniversitaria ENET Nº 1,

Colegio FASTA, Colegio Privado “Pía Di Doménico”.


Evento: Acto de Cierre de la Edición 2016 de la OAF-Sede


Castillo”

Foto 40, 41, 42, 43: Jornada de Ambientación en Laboratorio de Facultad de

Tecnología y Ciencias Aplicadas de la Universidad Nacional de Catamarca, Edición

2014 de la OAF-Sede Catamarca.


Foto 44, 45, 46, 47, 48, 49: Jornada de Ambientación en Laboratorio de Facultad

de Tecnología y Ciencias Aplicadas de la Universidad Nacional de Catamarca,

Edición 2014 de la OAF-Sede Catamarca.

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Lugar: Escuela Secundaria Nº 8 “Gobernador José Cubas”

Fecha: 12 y 13 de Agosto.


Evento: Acto de Cierre de la Edición 2016 de la OAF-Sede


Castillo”

Foto 54, 55, 56, 57: Prueba Experimental en Laboratorio de Ciencias de Escuela

Secundaria Nº 8 “Gobernador José Cubas”, Edición 2014 de la OAF, Sede

Catamarca.


OAF Catamarca. AÑO 2015

Se desarrollaron en el marco de este evento las siguientes

actividades:

1 Jornadas de capacitación con docentes de Física, Química y

Ciencias Naturales (Docentes Asesores) de la Nueva Escuela

Secundaria XVIII Taller de Resolución de Problemas y

Experiencias de Física.


laboratorio tradicional y virtual y, resolución de problema de

lápiz y papel. Los talleres que se dictaron fueron:

Curva de calentamiento del agua

Docentes responsables: Lic. Sonia Mascareño, Mgter.

Teresita Roldán, Lic. David H. Lucero, Prof. Rodolfo

Roldán


Determinación de la constante de Planck

Docentes responsables: Lic. Melina Bordcoch, Lic.

Pablo Nicolás Konverski, Alumno Daniel Fernando

Federico Robledo Flores.

Densidad del alcohol relativa a la del agua.

Determinación experimental y analítica con

graficador computacional

Docentes responsables: Esp. Lic. M. Viviana Nieva,

Lic. Guillermo N. Leguizamon, Prof. Miryam E. Nieva,

Dra. Gloria del V. Quevedo

Óptica instrumental

Docentes responsables: Dra. E. Valle Ortiz, Ing. Paola

Beltramini, Ing. Fernando Coronel, Alumno Miguel

Alejandro Heredia.

Fecha: 22 y 25 de Junio de 2015.

Jornada de Trabajo: 08-12 hs y 16-20 hs.

Lugar: Laboratorio Física Facultad de Tecnología y

Ciencias Aplicadas, UNCa, Laboratorio Física Facultad

de Ciencias Exactas y Naturales, UNCa, Laboratorio de

Ciencias Colegio Nuestra Señora del Carmen y San José


Total de Docentes de Física del Nivel Secundario

participantes: 30.

Escuelas participantes: Escuela Secundaria Nº 1 “Clara

J. Armstrong”, Escuela Secundaria Nº 7 “Gral. José

María Paz”, Escuela Secundaria Nº 8 “Gobernador José

Cubas”, Escuela Secundaria Nº 5 “Gobernador

Galindez”, Escuela Secundaria Nº 49 Villa Cubas,

Escuela de Minería, Escuela Preuniversitaria ENET Nº 1,

Colegio Privado FASTA, Colegio Privado “Pía Di

Doménico”, Colegio “Nuestra Señora del Carmen y San

José”, Colegio Privado “Padre Ramón de la Quintana”.

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2 Jornadas de Ambientación: Destinado a los alumnos que

participarán en la Instancia Provincial de las Olimpíadas

Argentinas de Física y sus docentes asesores

Temáticas:

Mecánica

Termodinámica

Electricidad

Óptica.


laboratorio tradicional virtual y, resolución de problema de

lápiz y papel.

Fecha: 04 de Julio de 2015.

Jornada de Trabajo: 08-13 hs.

Lugar: Laboratorio Física Facultad de Tecnología y Ciencias

Aplicadas, UNCa

Total de alumnos participantes: 40 (acompañados con

docentes asesores).

Escuelas participantes: Escuela Secundaria Nº 7 “Gral. José

María Paz”, Escuela Secundaria Nº 8 “Gobernador José

Cubas”, Escuela Preuniversitaria ENET Nº 1, Colegio Privado

FASTA, Colegio Privado “Pía Di Doménico”, Colegio

“Nuestra Señora del Carmen y San José”, Colegio Privado

“Padre Ramón de la Quintana”.

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3 Prueba Teórica y Experimental

Lugar: Colegio Privado “Padre Ramón de la Quintana”.

Fecha: 11 y 12 de Agosto.

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Documents

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