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BLOQUE II MOVIMIENTO ONDULATORIO
PROPÓSITO. APLICA LOS PRINCIPIOS DE LOS
MOVIMIENTOS VIBRATORIO Y ONDULATORIO,
ANALIZANDO ONDAS PARA OBTENER SUS
MAGNITUDES ASOCIADAS, EXPLICANDO SUS
FENÓMENOS RELACIONADOS CON LAS MISMAS,
EFOCÁNDOSE EN LAS SONORAS Y LUMINOSAS,
COMUNES EN EL CONTEXTO , FAVORECIENDO SU
PENSAMIENTO CRÍTICO Y EL TRABAJO
COLABORATIVO.
TEMARIO. ONDAS MECÁNICAS
• Ondas longitudinales y transversales
• Tren de onda, frente de onda y rayo o vector de propagación
• Ondas lineales, superficiales y tridimensionales
• Características de las ondas
• Reflexión de las ondas
• Principio de superposición de ondas
• Interferencia de ondas
• Ondas estacionarias
• Refracción de ondas
• Difracción de ondas
ACUSTICA
• Sonidos
• Fenómenos del sonido
• Cualidades del sonido
• Efecto Doppler
https://www.youtube.com/watch?v=1CZQjUpIhP4
EL MOVIMIENTO ONDULATORIO Y
LAS ONDAS
• MOVIMIENTO ONDULATORIO. EL MOVIMIENTO ONDULATORIO ES UN PROCESO POR MEDIO DEL CUAL SE TRANSMITE ENERGÍA DE UNA PARTE A OTRA, SIN QUE EXISTA TRANSFERENCIA DE MATERIA. PARA SU ESTUDIO SE UTILIZA EL TERMINO DE ONDA. PERO ¿QUE ES UNA ONDA?
Una onda es una perturbación que se propaga en el
espacio, transportando energía pero no materia.
Cuando la perturbación se propaga a través de un medio
material, se denomina onda mecánica, por ejemplo las
ondas generadas en la cuerda de una guitarra o sobre la
superficie de un lago.
Las únicas ondas que se pueden propagar por el vacío
son las ondas electromagnéticas, como por ejemplo la
radiación solar, los rayos X o la luz visible.
DEFINICIÓN DE ONDA
Existen varios criterios para clasificar las ondas.
Basándonos en las direcciones en las que se propagan
se pueden distinguir ondas unidimensionales,
bidimensionales o tridimensionales. Ejemplos
respectivos de ellas son: una onda en una cuerda, en la
superficie de un lago y ondas electromagnéticas en el
espacio.
Según la dirección en la que se propaga la energía se
clasifican en ondas longitudinales y transversales.
Ejemplo las sísmicas y elásticas
CLASIFICACIÓN
CLASIFICACIÓN SEGÚN SEA SU DIMENSIÓN
Onda unidimensional: la onda se
propaga en una dimensión. Ejemplo
la perturbación producida por la
cuerda de guitarra.
Ondas bidimensionales: las ondas
se propagan en dos dimensiones. Por
poner un ejemplo, es cuando lanzas
una piedra a un lago.
Ondas tridimensionales: las ondas
se propagan en tres dimensiones.
Ejemplo el sonido.
CLASIFICACIÓN SEGÚN SEA SU DIRECCIÓN.
ONDAS Y SU CLASIFICACIÓN
https://www.youtube.com/watch?v=eseSQGoqrDY
TREN DE ONDAS, FRENTE DE ONDA Y RAYO O
VECTOR DE PROPAGACIÓN
TREN DE ONDAS.
Se produce una onda que avanza por las
partículas de la cuerda, éstas se moverán al
llegarse el impulso y recobrarán su posición
de reposo cuando la onda pase por ellas.
FRENTE DE ONDA
• Al dejar caer una piedra en un
estanque, se forman ondas
transversales; cada onda tiene
una cresta y un valle. A partir
del centro emisor de las
ondas, es decir, del lugar
donde cayó la piedra, los
diferentes frentes de una onda
avanzan al mismo tiempo y
con una magnitud de
velocidad constante.
RAYO O VECTOR DE
PROPAGACIÓN
• LINEA QUE SEÑALA LA DIRECCIÓN
EN QUE AVANZA CUALQUIERA DE
LOS PUNTOS DE UN FRENTE DE
ONDA.
CARACTERISTICAS DE LAS
ONDAS
CARACTERISTICAS DE LAS ONDAS
• Longitud de onda: distancia entre frentes de ondas que estén en la misma fase.
• Nodo: es el punto donde la onda cruza la línea de equilibrio.
• Elongación: es la distancia entre cualquier punto de una onda y su posición de equilibrio.
• Amplitud de onda: es la máxima elongación de su posición de equilibrio que alcanzan las partículas vibrantes.
• Frecuencia: es el número de veces por segundo en el cual se realiza un ciclo completo de una onda.
• Periodo: es el tiempo que tarda en realizarse un ciclo completo de la onda.
FRECUENCIA (f)
• La frecuencia, f, es el número de crestas
que pasan un punto dado en la unidad de
tiempo
• Es la rápidez con la cual una onda se
propaga en un medio homogéneo.
• Una onda se propaga en línea recta con
velocidad constante
VELOCIDAD DE ONDA
Ejemplos de periodo, frecuencia
y velocidad de onda
EJEMPLO 1
• EJEMPLO 2
• EJEMPLO 3
ACTIVIDAD 1 RESUELVE LOS SIGUIENTES EJERCICIOS EN TU CUADERNO
• Calcular la rapidez o magnitud de la velocidad con la que se
propaga una onda longitudinal cuya frecuencia es de 120 Hz/s y su
longitud de onda es de 10 m/ciclo.
• Una lancha sube y baja por el paso de las olas cada 3.2 s, entre
cresta y cresta hay una distancia de 24.5 m. ¿Cuál es la magnitud
de la velocidad con que se mueven las olas?
• La cresta de una onda producida en la superficie libre de un líquido
avanza 0.4 m/s. Si tiene una longitud de onda de 6 x 10 -3 m/ciclo,
calcular su frecuencia.
• Por una cuerda tensa se propagan ondas con una frecuencia de
200 Hz y una rapidez de 130 m/s. ¿Cuál es su longitud de onda?
• Calcular la frecuencia y el periodo de las ondas producidas en una
cuerda de guitarra, si tienen una rapidez de propagación de 140 m/s
y su longitud de onda es de 0.3 m/ciclo.
REFRACCIÓN
• Se presenta cuanto éstas pasan de un
medio a otro de distinta densidad, o bien,
cuando el medio es el mismo pero se
encuentran en condiciones diferentes.
LEYES DE LA REFRACCIÓN DE ONDAS
• Se rige por dos leyes:
• El rayo incidente, el refractado y la normal a la superficie en el punto de incidencia están en el mismo plano
• La ley de Snell de la refracción, que marca la relación entre el ángulo de incidencia iˆ , el de refracción rˆ , y las velocidades de las ondas en los medios 1 y 2, v1 y v2, según:
sin(i)/sin(r)=v1/v2=n2,1
Siendo n2,1 , el índice de refracción del segundo medio respecto al primero, una constante adimensional.
DIFRACCIÓN
La difracción se presenta cuando una onda
se encuentra un obstáculo en su camino y lo
rodea o lo contornea se produce la
difracción de ondas.
INTERFERENCIA
• La interferencia se produce cuando se
superponen simultáneamente dos o más
trenes de ondas, pueden ser constructivas
o destructivas.
INTERFERENCIA CONSTRUCTIVA Y
DESTRUCTIVA
• Constructiva, se presenta al
superponerse dos movimientos
ondulatorios de la misma frecuencia y
longitud de onda, que llevan el mismo
sentido
• Destructiva, se presenta cuando se
superponen dos movimientos ondulatorios
con una diferencia de fase
ONDA ESTACIONARIA
• Se produce cuando
interfieren dos
movimientos ondulatorios
de la misma frecuencia y
amplitud que se
propagan en diferente
sentido a lo largo de una
línea con una diferencia
de fase de media
longitud.
ACUSTICA
• La acústica es parte de la física que
estudia la producción, transmisión y
recepción del sonido.
• https://www.youtube.com/watch?v=k7b1n1MLnBQ
¿QUE ES EL SONIDO? • El sonido es una forma de energía originada por la
vibración de un cuerpo y que se propaga mediante una
onda mecánica longitudinal a través de un medio
material. Es percibida mediante el oído.
• El sonido se percibe cuando un cuerpo vibra a una
frecuencia comprendida entre 15 y 20000 ciclos/s y
llega al oído interno (se denomina frecuencia del
espectro audible).
• Cuando la frecuencia de una onda sonora es inferior al
límite audible, se dice que es infrasónica y si es mayor
es ultrasónica.
• El sonido se propaga por medio de ondas
mecánicas y longitudinales y tridimensionales o
espacial. La rápidez con la que se propaga un
sonido depende del medio elástico y de su
temperatura.
FENÓMENOS ACÚSTICOS: REFLEXIÓN, ECO,
RESONANCIA, REVERBERACIÓN.
REFLEXIÓN DEL SONIDO
• La reflexión es el
fenómeno que se produce
cuando las ondas sonoras
llegan hasta un obstáculo
que se opone a su
propagación y se reflejan,
cambiando de dirección o
de sentido.
ECO
• Se origina por la repetición de un sonido reflejado, este
fenómeno se escucha claramente en lugares amplios
donde la pared se encuentra a unos 17 m como mínimo
de distancia del oyente, ya que para oír separadamente
el sonido general y el reflejado se necesitan 0.1 s.
RESONANCIA
• La resonancia se presenta cuando la vibración de un cuerpo hace
vibrar a otro con la misma frecuencia. Este fenómeno se aplica en
las llamadas cajas de resonancia que tienen algunos instrumentos
musicales para aumentar la intensidad del sonido original.
REVERBERACIÓN
CUALIDADES DEL SONIDO
TONO O ALTURA DE UN SONIDO
TIMBRE DE UN SONIDO
• Es la cualidad del sonido que nos permite
distinguir los sonidos emitidos por dos
fuentes diferentes aun cuando tengan el
mismo tono e intensidad
INTENSIDAD
• Esta cualidad determina si un sonido es
fuerte o débil, la intensidad de un sonido
depende de la amplitud de la onda, ya que
a medida que esta aumenta, la intensidad
también aumenta.
ACTIVIDAD 2
1. Revisa los siguientes videos:
• https://www.youtube.com/watch?v=NU9aeHLmD-Q
• https://www.youtube.com/watch?v=jA-r20PlUl8
2. Elige dos experimentos de los mostrados en el video y elabora en cada caso
un reporte de practica que contenga:
a. Título
b. Pregunta de investigación
c. Hipótesis
d. Marco teórico
e. Material
f. Procedimiento
g. Observación
h. Conclusiones
Entregar el reporte en hojas blancas a mano o escrito a computadora
ACTIVIDAD 3
COMPLEMENTA EL TEXTO O DESCRIBE A QUE SE REFIERE CADA UNA DE LAS DEFINICIONES
1. La superposición de dos ondas en un punto recibe el nombre de.
2. Ondas mecánicas longitudinales y de presión cuya frecuencia es inferior a 20 Hz.
3. Ondas mecánicas longitudinales y de presión cuya frecuencia es superior al límite de audición.
4. El cambio de dirección, dentro del mismo medio, que experimenta una onda al incidir sobre una
superficie de separación entre dos medios.
5. Fenómenos por el que las ondas logran bordear un obstáculo y propagarse detrás del mismo.
6. El número de vibraciones completas realizadas en un segundo.
7. La cantidad de energía que atraviesa perpendicularmente a la unidad de superficie en un
movimiento ondulatorio.
8. Vibración completa, ciclo, u……..
9. Cualidad del sonido por la que se perciben con mayor o menor fuerza.
10. Sonido más débil que acompaña al fundamental.
11. Para una onda, la distancia que se ha propagado durante un periodo.
12. El resultado de dos ondas de la misma amplitud y frecuencia que se propagan en la misma
dirección, pero en sentido contrario.
13. Cuando el foco emisor de un sonido tiene una velocidad superior a la del sonido, se produce una
onda de…….
14. Unidad de medida del nivel de intensidad del sonido
15. Fenómeno por el que, al vibrar un cuerpo, vibra otro próximo a él, y sucede cuando la frecuencia
de las vibraciones del resonador coinciden con las del vibrador.
16. Cambio en la dirección de propagación de una onda y en el valor angular constante del
movimiento.
17. El máximo desplazamiento que tiene lugar durante una vibración se llama….
18. La posición de la partícula vibrante en cualquier instante referida a la posición de equilibrio se
llama.
19. El descubridor del fenómeno que consiste en el cambio en la frecuencia de una onda cuando
existe movimiento relativo entre la fuente que lo emite y el observador que lo percibe.
20. Una partícula que está animada de un movimiento armónico simple, por poseer energía cinética y
potencial, se llama oscilador…
21. Repetición del sonido originado por una reflexión de la onda sonora.
EFECTO DOPPLER
• El efecto Doppler consiste en un cambio
aparente en la frecuencia de un sonido, durante
el movimiento relativo entre el observador y la
fuente sonora.
FORMULAS
• Depende de la posición de la fuente y el
observador utilizaremos diversas fórmulas:
ACTIVIDAD 4 • Revisa el siguiente video
https://www.youtube.com/watch?v=JTyUNFldwL0
• Después de haber revisado el video contesta los ejercicios 1) Una ambulancia lleva una velocidad cuya magnitud es de 120 km/h y su sirena suena con una
frecuencia de 830 Hz. Que frecuencia aparente escucha un observador que un observador que está
parado, cuando:
a) La ambulancia se acerca a él.
b) La ambulancia se aleja de él. Considere la velocidad del sonido en el aire con una magnitud de
340 m/s.
2) Un automovilista que viaja a una velocidad cuya magnitud es de 80 km/h escucha el silbato de una
fábrica cuya frecuencia es de 1100 Hz. Calcular la frecuencia aparente escuchada por el automovilista
cuando:
a) Se acerca de la fuente
b) Se aleja de la fuente
Considera la magnitud de la velocidad de propagación del sonido en el aire de 340 m/s.
NOTAS GENERALES
• Ver todos los tutoriales que se encuentran
en esta presentación.
• Dudas o aclaraciones al correo:
• De preferencia enviar las actividades al
correo antes señalado.
¡HASTA PRONTO MUCHACHOS!
AUNQUE TE SIENTAS PERDIDO Y SIN
FUERZAS, RECUERDA QUE CADA DIA
PUEDE SE EL COMIENTZO DE ALGO
MARAVILLOSO, ¡NO TE RINDAS!
