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Unidad 2º año de bachillerato 1 Ciencias Naturales Ciencias Naturales • Fluidos, oscilaciones y ondas 97

Cien 11 u1 otros modulos

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CIENCIAS NATURALES MODULOS A DISTANCIA

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Page 1: Cien 11 u1 otros modulos

Unidad 2º año de

bachillerato

1

Ciencias

Naturales

Ciencias Naturales •

Fluidos,

oscilaciones

y ondas

97

Page 2: Cien 11 u1 otros modulos

Introducción

En esta unidad se plantean contenidos de dos grandes áreas de la física como

son:

1. Presión, movimiento y energía de los fluidos

2. Oscilaciones y ondas

Se desarrollan los contenidos teóricos relacionándolos con actividades y cálculos

para que permitan realizar de una forma óptima el aprendizaje y se relacionen

con hechos de la vida cotidiana, mostrando ejemplos, que se pueden aplicar en

el área de la física. Se recomienda la realización de diversas actividades y de

problemas donde hará uso del cálculo. Se ha tomado en cuenta la autoevaluación

para qué alumnas y alumnos la realicen con responsabilidad. Al final de la

unidad se encuentran referencias bibliográficas que pueden servir para reforzar

los contenidos.

Objetivos

Objetivo general

Resolver problemas relacionados con la mecánica de fluidos y ondas, utilizando

los principios generales sobre el movimiento y la energía.

Objetivos específicos

Comprender algunos conceptos básicos sobre la mecánica de los fluidos a

través de su estudio, desarrollo de actividades y resolución de problemas para

la explicación de fenómenos cotidianos, físicos, biológicos y tecnológicos.

Identificar en los fenómenos ondulatorios, el papel central en la transmisión

de energía por medio de actividades y experimentos sencillos y relacionarlos

con las situaciones de la vida diaria.

Analizar científicamente las propiedades del sonido mediante su estudio y

realización de actividades para relacionarlos con fenómenos y aplicaciones

tecnológicas.

98 • Módulo 1

Page 3: Cien 11 u1 otros modulos

Mapa conceptual

UNIDAD 1

FLUIDOS

OSCILACIONES

Y ONDAS

Presión, movimiento y

energía en los fluidos.

Líquidos y gases

Movimiento

Oscilaciones y

ondas

Ciencias Naturales •

Presión

Fluidos en

movimiento

Tensión superficial,

capilaridad

Leyes de los gases

ideales

armónico simple

MAS y MCU

Ondas y

clasificación

Fenómenos

ondulatorios

Transmisión de

energía y

resonancia

Sonido

99

Page 4: Cien 11 u1 otros modulos

¿Qué conoces sobre este tema?

Lee despacio las preguntas y si has tenido algunas

experiencias explícalas por medio de pequeños esquemas.

Cuando colocas agua en una botella ¿qué forma toma?, cuando la colocas en

un plato ¿que forma presenta?; ¿significa esto que los fluidos no tienen forma

propia?

Si inflas una vejiga o globo; ¿por qué aumenta de volumen?

¿Alguna vez has observado una libélula y otros insectos posando sobre el

agua sin hundirse? ¿Habrás visto una lagartija correr despavorida sobre la

superficie del agua? ¿Te has preguntado por qué no se hunden?

Cuando lanzas una piedra sobre una piscina o un lago; ¿Qué observas en la

superficie del agua? Aparentemente ves que esas ondas avanzan; ¿Qué es lo

que realmente avanza? Anota en el cuaderno tu respuesta y luego compara

con la explicación del texto.

Cuándo tú golpeas una campana, tocas una guitarra, ¿qué las hace sonar?

¿Qué tipo de ondas se producen?

Te habrás fijado que cuando a un vehículo se le termina la gasolina, ¿mediante

que aparato le pasan la gasolina al tanque? ¿Qué conocimiento de física

están utilizando? Explícalo brevemente

Tres ejemplos de fluidos son:

¿Te acuerdas del principio de Pascal? Explícalo brevemente

¿Qué es el sonido?

100 • Módulo 1

Page 5: Cien 11 u1 otros modulos

Los fluidos

Desarrollo de contenidos

Cuando las fuerzas moleculares entre los diferentes constituyentes de un cuerpo

son muy débiles, éstos pueden resbalar unos sobre otros y decimos que fluyen;

de aquí el nombre de fluidos que reciben los líquidos y gases.

En los líquidos, las moléculas están en contacto entre sí, pero pueden deslizarse,

como lo hacen los granos en un montículo de arena. En los gases, las moléculas

están muy separadas entre sí, semejantes a los granos de arena esparcidos en el

aire.

Recuerda que la materia se encuentra en tres estados: sólido, líquido y gaseoso.

La experiencia cotidiana nos dice que un sólido tiene volumen y forma definida,

por ejemplo, un ladrillo tendrá siempre la misma forma, un fluido tiene volumen

definido; pero no una forma definida. Por ejemplo, cuando tenemos un galón de

agua en una garrafa y lo trasladamos a una cubeta, la forma ha cambiado pero

sigue siendo un galón de agua. Un gas no tiene volumen ni forma definida.

Fluidos en reposo: Hidrostática

Hidrostática es el estudio de los fluidos en reposo. Cuando un líquido está en

reposo, decimos que está en equilibrio. En este estado de equilibrio es posible

observar muchos fenómenos interesantes. Cuando un líquido está en reposo

todo parece indicar que la superficie se comporta como si fuera una membrana

elástica, tensa.

Un ejemplo común que comprueba este fenómeno es cuando los insectos se

suspenden y caminan sobre el agua.

¿Has observado a las libélulas o las pulgas de agua

suspenderse y caminar en la superficie del agua?

Ciencias Naturales •

101

Page 6: Cien 11 u1 otros modulos

Tensión superficial

Una manera sencilla de probar que en la superficie de los líquidos existe una

FUERZA DE TENSION, consiste en formar una lámina líquida con agua jabonosa

y llenando un marquito circular de alambre con el agua jabonosa, lo soplas para

formar las pompas de jabón.

¿Por qué las pompas de jabón toman la forma esférica?

Porque las fuerzas de atracción que ejercen entre si las moléculas de un líquido

(cohesión), hacen que éste tienda a reducir su superficie al mínimo; por eso,

una gota de agua, de mercurio y las pompas de jabón, toman forma esférica.

Esa fuerza que tiende a disminuir la superficie líquida, es la tensión superficial

que hace que la superficie se comporte como una membrana elástica.

Fluidos en movimiento: Hidrodinámica

Hidrodinámica es el estudio de los fluidos en movimiento

Nuestra sangre, la de los animales, así como la savia de las plantas, son fluidos

en movimiento; también los ríos, manantiales, el mar, el agua que llega a los

hogares a través de cañerías. Otro fluido determinante para la vida en nuestro

planeta es el aire que forma la capa gaseosa que envuelve al globo terrestre la

cual se mantiene en dinámico movimiento.

Tú puedes comprobarlo a través de la brisa, los vientos

y las nubes que se mueven, porque el fluido en que

están suspendidas está en movimiento.

102

• Módulo 1

Page 7: Cien 11 u1 otros modulos

Reflexiona con tus compañeros y compañeras, sobre

cómo hacen las aves migratorias para recorrer

grandes distancias.

Los fluidos tienen sus propias características y en ellos se cumplen algunos

principios, leyes y fenómenos físicos. Así como la tensión superficial se cumple

en los fluidos en reposo, la capilaridad y viscosidad constituyen otras

características que vamos a conocer.

Capilaridad

Capilares viene del latín “capilus” que significa cabello

Si en una cubeta se introduce un tubo delgado se observará que el agua sube

por el tubo; lo mismo ocurre cuando se coloca una pajilla en una botella.

Sí la misma experiencia se repite en una cubeta con mercurio en lugar de agua,

se observará que en el tubo el nivel es ahora menor que en la cubeta. Esto es

porque son líquidos con densidad diferente y tendrán diferentes presiones.

En los capilares, la superficie libre del líquido no es un plano horizontal: el agua

forma una superficie cóncava, llamada menisco cóncavo; mientras que el mercurio

forma un menisco convexo.

El ascenso o descenso de líquidos por tubos capilares, es un fenómeno de fácil

observación. Ejemplos: si se sumerge en el café una punta de un terrón de

azúcar o pan, el líquido sube; en los mecheros de alcohol o en los de queroseno,

el combustible llega a la llama por capilaridad.

La circulación de la savia por los vasos leñosos y liberianos de las plantas, es

también por capilaridad; compruébalo colocando una planta con flores blancas

en un recipiente que contenga agua con algún colorante, verás que pasados

unos minutos las flores toman el colorante.

Ciencias Naturales •

103

Page 8: Cien 11 u1 otros modulos

¿Recuerdas qué son los vasos capilares del sistema

circulatorio?

Son finísimos conductos o tubos del grueso de un cabello, agrupados en forma

de red y distribuidos por todo el cuerpo y que funcionan por capilaridad.

Viscosidad

Cuando un líquido se mueve por un tubo, el rozamiento de las diversas capas

líquidas entre sí y con las paredes del tubo, determina que no todos los puntos

del líquido se mueven con la misma velocidad.

Esta característica de los líquidos se denomina viscosidad. Un líquido es más

perfecto cuando menos viscoso es; el agua puede considerarse como un líquido

perfecto mientras que la miel y la brea, ambos de elevada viscosidad distan

mucho de serlo.

La viscosidad de un líquido depende de varios factores, pero el que más influye

es la temperatura. La viscosidad disminuye a medida que aumenta la

temperatura. Es muy común que calentemos los frascos de miel para conseguir

que fluya con rapidez.

Por las experiencias observadas podemos concluir que las leyes de la hidrostática

no valen para pequeñas porciones de líquidos, ni en tubos de pequeño diámetro

y que para la superficie ocurren fenómenos para los cuales son válidas las leyes

que veremos posteriormente.

Los fluidos (líquidos y gases) también están influenciados por fuerza y presión.

En muchos de los fenómenos que hemos observado y mencionado, habrás

descubierto que se realizan porque en ellos actúan ciertas presiones, entre ellas

vamos a estudiar la presión atmosférica y la presión hidrostática.

104

• Módulo 1

Page 9: Cien 11 u1 otros modulos

Recordemos algunos detalles antes de analizar nuestros contenidos

• Una fuerza tiene cuatro características:

• Punto de aplicación

• Dirección

• Sentido

• Medida de intensidad.

• Magnitudes. Las magnitudes pueden ser vectoriales y escalares:

Magnitudes vectoriales

Estas magnitudes igual que las

fuerzas, exigen que de cada cantidad

se señalen las cuatro características

mencionadas anteriormente.

Magnitudes escalares

Sus cantidades quedan perfectamente

determinadas al indicarse la medida y

la unidad, ejemplos de ellas son: las

longitudes, superficies, los volúmenes

y las capacidades.

• ¿Recuerdas cómo se representa una fuerza?

Haz memoria y recordarás que se presentan mediante una flecha, En física estas

flechas se llaman vectores.

Punto de

aplicación Dirección Sentido

Medida o

intensidad

Ciencias Naturales •

105

Page 10: Cien 11 u1 otros modulos

Ahora podemos entrar en detalles

Presión

Entonces ¿Qué es presión?:

La magnitud de la fuerza normal por unidad de área de la

superficie, es el cociente entre la fuerza y la superficie y es una

cantidad escalar.

Algunas unidades de presión son lb/plg2, lb/pie2 y N/m2.

P

Su fórmula es: P

Fuerza

Superficie

P

F

S

De modo que: presión

Unidad de fuerza

Unidad de sup erficie

Al preguntarte si el aire tiene peso, ¿qué contestarías?

Fíjate cual sería la respuesta correcta.

Respuesta: aparentemente no; pero como el aire esta formado por moléculas

que tienen cierta masa, éstas están sometidas a la atracción de la Tierra, que es

la causa del peso de los cuerpos.

106

• Módulo 1

Page 11: Cien 11 u1 otros modulos

Un dato importante que no debes olvidar:

1m3 de aire a nivel del mar pesa 1.293 kg.

Haz una investigación bibliográfica sobre la capa atmosférica

y sus diferentes estratos.

Elabora un reporte y discútelo con tus compañeros,

compañeras, tutor o tutora.

¿En que consiste la presión atmosférica?

La atmósfera, capa de aire que rodea a la tierra, y cuyo espesor se calcula en

unos 500 km, pesa, y por lo tanto ejerce una presión sobre las personas y cosas

que están en la Tierra, sumergidas en dicha atmósfera, tal como los peces lo

están en el agua. Esa presión se llama presión atmosférica.

La presión atmosférica se ejerce en todas las direcciones, con igual intensidad.

El peso del aire que constituye la atmósfera es una fuerza ( F ) que aplicada a

una unidad de área: cm2, dm2, m2 y otras, da lugar a la presión atmosférica que

no la sentimos porque estamos adaptados a ella; pero sí aprovechamos sus efectos,

muchas veces sin darnos cuenta.

Ciencias Naturales •

107

Page 12: Cien 11 u1 otros modulos

Estos son algunos ejemplos:

a. El líquido del gotero no se cae debido a que el aire empuja en la superficie

libre del gotero.

b. Al aspirar por la pajilla, la presión atmosférica hace que el líquido suba.

c. Pipeta: al tapar la parte superior, la presión atmosférica actuando en el otro

extremo impide que el líquido salga

d. Sifón: la presión atmosférica hace que un líquido pase de la rama corta a la

rama larga en forma continua

¿Cómo medir la presión atmosférica?

Existen diversos aparatos para este fin y según la utilidad que se persiga. Entre

ellos tenemos: barómetro, altímetro y corógrafo.

Los barómetros son aparatos para medir la presión atmosférica y los hay de

diversos tipos. Conozcamos algunos de ellos:

Barómetro de cubeta

Es el tubo de la experiencia de Torricelli, al que se le agrega una regla para

medir el nivel alcanzado por el líquido.

108

• Módulo 1

Page 13: Cien 11 u1 otros modulos

Barómetro de bourdon

Funciona como ese juguete de carnaval que consiste en un tubo de papel

enrollado, que se estira al soplar dentro, el barómetro consiste en un tubo hueco.

Cuando la presión atmosférica aumenta, el tubo se enrolla; cuando disminuye

se desenrolla. Una aguja señala el valor de la presión atmosférica.

Barógrafo

Es un barómetro cuya aguja tiene en su extremo una pluma mojada en tinta,

que se apoya sobre el papel. El papel está enrollado sobre un cilindro, al que un

mecanismo de relojería le hace dar una vuelta en un día o en una semana. Los

valores de la presión atmosférica quedan así registrados en cada instante.

Barógrafo

Hay varias unidades para expresar la presión atmosférica:

1. 76cm o 760mm de mercurio; porque una columna de mercurio de esa altura

produce una presión hidrostática que equilibra a la atmosférica.

Ciencias Naturales •

109

Page 14: Cien 11 u1 otros modulos

Otras unidades equivalentes a 76cm Hg (centímetros de mercurio) son:

2. 1 atmósfera (atm) = 760 mm Hg = 76cm Hg = 0.76m Hg

1 atm = 1033.6 gf/cm2 = 1.013 x 105 N/m2 = 1.013 x 105 Pa (pascal)

Haz una investigación bibliografía sobre otros aparatos para

medir la presión atmosférica como el altímetro y el corógrafo.

Presión hidrostática

Es la fuerza que ejercen los fluidos sobre todos los objetos sumergidos y sobre

las paredes de los recipientes que los contienen, debido al movimiento desordenado

de las moléculas del fluido.

Cuando un buzo se sumerge en el agua, cada vez experimenta una presión

hidrostática mayor producida por el peso del agua y que le causa una compresión

en todo su cuerpo.

A mayor profundidad, mayor presión hidrostática. Cuando el buzo regresa a la

superficie, debe hacerlo despacio para que la descompresión (disminución de

presión) se efectúe gradualmente.

La presión hidrostática que ejerce un líquido en reposo, es proporcional a la

profundidad (h) y a la densidad (d), del líquido.

Aplicando la siguiente formula podemos conocer la presión hidrostática:

Ph = d x g x h ó Ph = Pe x h

donde h, también se refiere a la altura de una columna líquida que ejerce presión

hidrostática.

110

• Módulo 1

Page 15: Cien 11 u1 otros modulos

Símbolo

Ph

d

g

h

Pe

Verifica lo aprendido

Nombre

Presión hidrostática

Densidad

Gravedad

Profundidad

Peso específico

1. Una báscula electrónica registra una presión de 1.25lb/plg2 ; si la plataforma

donde está parado el usuario mide 120 plg2 ¿qué peso le proporciona la

pantalla original?

¿Con qué datos e incógnitas contamos?

P = 1.25lb/plg2 A = 120 plg2

F = P x A F = F 1.25

lb

2

pulg2

F = ¿?

2

120 lg 150 x pu lb

pu lg

Por lo tanto la persona pesa 150lb, como le indica la pantalla.

¿Por qué la presión registrada sobre la plataforma es 1.25lb/plg2?

Como sabemos:

F

150 lb

plg

2

P a P 2 pu

125 lb / lg A plgp 2

120 lg

La hidrostática se apoya en dos principios para explicar algunos de sus fenómenos.

Veamos uno de ellos:

Page 16: Cien 11 u1 otros modulos

Ciencias Naturales •

111

Page 17: Cien 11 u1 otros modulos

Principio de Pascal

“La presión aplicada a un fluido confinado se transmite con la misma

magnitud a todos los puntos del fluido y a las paredes del recipiente

que los contiene”.

“Confinado” quiere decir encerrado completamente, sin superficie libre alguna.

Como “recipiente” se refiere a lo que encierra el líquido; puede tener cualquier

forma, como un sistema de tubos. Veamos la ilustración

al freno

El freno hidráulico es un sistema de tubos donde el motorista al oprimir el pedal

de un vehiculo, aplica una fuerza F1 que produce una presión P, la cual se

transmite hasta los frenos dando lugar a una fuerza mayor F2 que detiene el

movimiento de las llantas. Como consecuencia del Principio de Pascal, resulta:

F1F

2

A 1

A 2 Presión en A1= Presión en A2

De esa proporción obtenemos:

A x F A x F

A x F

A x F

F11

A2 2

F22

A1 1

A12

F2 1

A21

F1 2

112

• Módulo 1

Page 18: Cien 11 u1 otros modulos

Aplicación del Principio de Pascal

El Principio de Pascal tiene muchas aplicaciones en la técnica moderna. Ejemplo,

la prensa hidráulica tiene por fundamento este principio: consta de dos cilindros

en forma de pistón, dotado cada uno de un émbolo y comunicados entre si.

Cada cilindro tiene diferente área y su interior esta lleno con un líquido viscoso,

por ejemplo aceite.En el émbolo del área menor (A ) se ejerce una pequeña fuerza 1

( f1); la presión ejercida por el émbolo será entonces P f

1

A1

, de acuerdo con el

Principio de Pascal, esta presión se transmite con igual magnitud a todos los

puntos del fluido y de las paredes.

f

La presión ejercida por el fluido sobre el émbolo de área mayor será P 2,

A2

donde A2 es el área del émbolo y f2 la fuerza ejercida por la prensa hidráulica

sobre el émbolo.

Como la presión es la misma en ambos cilindros, se tiene:

P f

1f2

A1A2

Simplificando

f

f1xA2

2A1

Desarrollemos el siguiente ejemplo en donde se aplica el Principio de Pascal. En

una prensa hidráulica sus cilindros tienen radios de 1cm y de 8cm,

respectivamente. Sí sobre el émbolo del área menor se ejerce una fuerza de 10N,

¿qué fuerza ejerce la prensa hidráulica sobre el émbolo mayor?

Ciencias Naturales •

113

Page 19: Cien 11 u1 otros modulos

Solución:

Las áreas de los cilindros menor y mayor son respectivamente:

A1 = π r12; A1 = π (1cm)

2= 3.14cm

2

A2 = π r22; A2 = π (8cm)

2 = 201.06cm

2

De acuerdo con el Principio de Pascal:

f

1

f

2

,de donde f

2

f1x A

2

f210N x 201,06 cm2

640N

A1 A2 A1 3.14 cm2

Observe que basta hacer una fuera de 10N, para que la prensa ejerza una fuerza

de 640N.

Un segundo principio de la hidrostática es el de Arquímedes que dice:

“Cuando un cuerpo esta total o parcialmente sumergido en un

líquido en reposo, recibe un empuje ascendente ( E ) igual al peso

del líquido que desaloja”.

El líquido desalojado es igual a volumen sumergido (Vs).

El empuje E, es igual a la pérdida que experimenta el peso P.

El valor de E está dado por:

E = Pe x Vc Pe= peso específico del líquido

Vc = volumen del cuerpo

Aplicación:

1. Un cuerpo de 50dm3 de volumen y un peso de 150kgf, se sumerge

completamente en un líquido de 1.8 de peso específico.

Encontraremos el empuje que recibe el cuerpo y su peso aparente ( R ).

114

• Módulo 1

Page 20: Cien 11 u1 otros modulos

Datos:

3

Pe

3

Vc 50 dm P 150 Kgf

x

(1) 1.8 Kgf / dm

Kgf

E ? R ?

E pe Vc E 1.8 50 3 90

R P E

R

150

Kgf

�90

Kgf

60

dm

Kgf

3 x dm kgf

El cuerpo pesa 60kgf al sumergirse completamente.

2. Un trozo de madera de 0.09m3 que pesa 72Kgf, flota en un líquido, quedando

un volumen emergente de 10dm3.

Encontremos el peso específico del líquido.

Datos:

Vc = 0.09m3 P = 72Kgf Ve* = 10dm3

Transformamos: Vc = 0.09 m3 = 0.09 X 1,000 = 90dm3

¿Pe?

*Volumen emergente (Ve) es la parte que queda fuera del líquido, luego:

Vs = Vc – Ve

Vs =90 dm3 - 10 3 = 80 dm3

Como flota se cumple que:

E = P E = 72 kgf

Y como en este caso:

Pe =

72 Kgf

80 dm3

= 0.9 kgf / dm3

Ciencias Naturales •

115

Page 21: Cien 11 u1 otros modulos

Gases

¿Qué es un gas ideal?

En los gases en reposo (estáticos), se efectúan relaciones entre las magnitudes;

Presión (P), volumen (V) y temperatura (T).

Un gas es ideal si la interrelación de esas magnitudes es siempre:

(1)

PV (constante)

T

P: Presión V: volumen T: temperatura absoluta

Aunque los gases en la realidad (gases reales) no cumplen rigurosamente la

anterior relación; los resultados obtenidos al aplicarla en esos gases son válidos.

A continuación se presentan casos en que una de esas magnitudes permanece

constante.

Si la presión permanece constante, la transformación se llama isobárica (igual

presión).

En este caso, la ecuación (1) de los gases ideales se reduce a la expresión:

(2)V

K entonces es

V1V

2(3)

T T1T2

donde V1 y T1: magnitudes iniciales.

V2 y T2: magnitudes finales.

116

• Módulo 1

Page 22: Cien 11 u1 otros modulos

La expresión ( 2 ) establece que el volumen ( V ) y temperatura ( T ) son

directamente proporcionales (cociente constante).

La expresión ( 3 ) también implica esa proporcionalidad y es para aplicarla a

casos concretos.

PV = K ( 4 ); de modo que: P1 x V1 = P2 x V2 ( 5 )

La expresión ( 4 ) indica que la presión ( P ) y el volumen ( v ) son magnitudes

inversamente proporcionales (producto constante).

La ecuación isotérmica ( 5 ) resuelve casos concretos.

La transformación isotérmica ( 4 ) y ( 5 ), que expresa relación inversa, corresponde

a una ley llamada:

Ley de Boyle y Mariotte

Los volúmenes que ocupa una misma masa de gas, a

temperatura constante, son inversamente proporcionales a sus

presiones.

Ley de Charles - Gay Lussac

El volumen de una masa de gas es directamente proporcional a

la temperatura absoluta, permaneciendo la presión constante.

Matemáticamente la relacion se expresa asi:

V1V

2

Ciencias Naturales •

T1 T2

117

Page 23: Cien 11 u1 otros modulos

Aplicaciones:

A 20 ºC el volumen de un gas es de 7.0 dm3, si la temperatura sube a 80 ºC, sin

variar la presión, ¿qué volumen adquiere ese gas? ¿Cuál es la variación de volumen

que experimenta?

Datos: t1 = 20 ºC V1 = 7.0 dm3 t2 = 80 ºC V2? ∆V?

Obtengamos temperatura absoluta ( ºK )

t 1

t 2

20º C

80º C

T1

20 273

T2

80 273

293º K

353º K

Apliquemos la ecuación isobárica:

V V V T 1 2

3

70 dm X 3530K

1 2

� V2 V20 8.49 dm3

T1 T2 T1 293 K

Ahora: ∆V = V2 – V1 ∆V = 8.4 dm3 – 7.0 dm3 = 1.4 dm3

Continuamos con los

fluidos en movimiento

Línea de corriente:

Conceptos básicos de

la hidrodinámica

Es la trayectoria de las partículas de un fluido en movimiento, por ejemplo cuando

el agua fluye a través de la manguera.

Tubo de flujo o tubo de corriente:

Haz de líneas de corriente que no se cortan; se comporta como una de igual

forma

118

Page 24: Cien 11 u1 otros modulos

• Módulo 1

Page 25: Cien 11 u1 otros modulos

Sección de tubo:

Área transversal a un tubo de flujo y que es perpendicular a las líneas de corriente

que lo constituyen. Hay infinitas secciones en un tubo de flujo.

Secciones S1 y S2 y sus áreas respectivas A1 y A2.

A1

S1

Movimiento estacionario

A2

S2

El movimiento de un fluido es estacionario, cuando la velocidad de sus partículas

es la misma en cada sección del tubo de fluido. La velocidad puede variar; pero

en cada sección es igual.

Ecuación de continuidad

“En todo movimiento estacionario el flujo es constante”

Flujo: es la cantidad de fluido que pasa por una sección cualquiera de un tubo o

tubería en la unidad de tiempo.

Ciencias Naturales •

119

Page 26: Cien 11 u1 otros modulos

Este principio da lugar a la ecuación de continuidad; ya que si la sección del

tubo disminuye, tiene que aumentar la rapidez del fluido para que pase la misma

cantidad de líquido o gas y viceversa.

Esa relación inversa conduce a la expresión:

A x v = K A1v1 = A2v2

Esta es la ecuación de continuidad de la hidrodinámica.

El producto constante A x v = K, implica que las magnitudes de A (área de

la sección) y v (rapidez del fluido), son inversamente proporcionales.

Esto significa, por ejemplo, que si la sección se reduce a la mitad, la rapidez del

fluido duplica.

O sea que v K

A

En este diagrama la ecuación de continuidad es en ambos casos A1v1 = A2v2

El producto A x v, se conoce como flujo de volumen o rapidez de flujo.

¿Por qué? Luego lo veremos.

120

• Módulo 1

Page 27: Cien 11 u1 otros modulos

Ecuación de Bernoulli

Como ya hemos manifestado, en la hidrodinámica (fluidos en movimiento) las

magnitudes: presión y velocidad se interrelacionan, dando lugar a importantes

fenómenos.

La ecuación de Bernoulli incluye la presión hidrostática (P) inherente a todo

fluido (-en movimiento o no-) la presión hidrostática (dgh), causada por un desnivel

h y el efecto de la velocidad (-energía cinética-) de fluido en movimiento.

Observe la forma más simple de la ecuación de Bernoulli:

P + 1/2d v2 + dgh = K

Símbolos de la ecuación:

P: presión hidrostática

v: velocidad del fluido

d: densidad del fluido.

h: desnivel.

Los términos de la ecuación corresponden a

P: Presión hidrostática propia de todo fluido.

1/2dv2: Energía cinética de todo cuerpo en movimiento

dgh: Presión hidrostática debido al desnivel h (fig a)

Si no existe desnivel (fig b) h=0 y el término dgh desaparece de la ecuación

quedando así:

P + 1/2dv2 = K

Este binomio constituye la presión hidrodinámica y expresa una importante

relación entre la presión y la velocidad de fluido.

En la ecuación de Bernoulli, usted puede agrupar términos que corresponden

Ciencias Naturales •

121

Page 28: Cien 11 u1 otros modulos

a dos clases de presiones:

P + 1/2dv2 + dgh = 0

( p + dgh) + 1/2dv2 = 0

De modo que obtenemos las presiones:

P + dgh: presión estática

1/2dv2 : presión dinámica.

Porque P siempre existe en los fluidos, no necesariamente en movimiento y es

también presión hidrostática, cuando hay un desnivel (fig.a). Son presiones

estáticas que están también presentes en los fluidos en movimiento.

El término 1/2dv2 es propio del movimiento de fluidos; ya que de otra manera,

no puede existir la magnitud velocidad.

Ahora volvamos a la presión hidrodinámica:

P + 1/2d v2 = K

La presión hidrodinámica implica que si la velocidad del fluido aumenta, la presión

necesariamente tiene que disminuir para que la suma sea siempre igual

(constante)

La ecuación de la presión hidrodinámica aplicada a líquidos que se mueven en

una tubería, por ejemplo, una manguera, implica que el líquido sea

incomprensible –líquido ideal-; pero en líquidos reales se cumple con suficiente

aproximación.

La aplicación de la presión hidrodinámica en el aire, causa un

fenómeno físico muy importante: fuerza ascensional dinámica que

es diferente al empuje F que establece el Principio de Arquímedes.

Analicemos la fuerza ascensional dinámica:

La inclinación que tiene un ala cualquiera con respecto a la corriente de aire

(tubo de flujo estacionario) hace que las líneas de corriente se concreten en la

parte superior, provocando mayor velocidad y por consiguiente, menor presión

122

• Módulo 1

Page 29: Cien 11 u1 otros modulos

que en la parte inferior y el ala sube por la fuerza ascensional producida por la

diferencia de presiones.

Verificando lo aprendido

En una sección de 0.8 m2, pasa un fluido cuya velocidad es de 3m/s ¿qué valor

tiene el flujo o caudal en esa sección?

1. En primer lugar, fíjate que las magnitudes flujo (F) y caudal (Q), son

equivalentes; ahora procedamos a resolver la situación planteada.

Datos: A = 0.8 m2 v = 3 m/s F? Q?

La ecuación de continuidad establece: Av = (f o Q)

Entonces resulta: A x v =

0.8 m2

3m 2.4 m3/ s

s

Este resultado significa que en esa sección pasa un volumen de 2.4 m3 en cada

segundo.

¿Se explica ahora en nombre de flujo de volumen y rapidez de flujo que se da al

producto A.v?

2. El flujo de volumen en una sección de un tubo de corriente es de 2.4 m3/s

¿Qué rapidez tiene el fluido en una sección de 0.2 m2?

Datos:

K = 2.4 m3/s A = 0.2 m2 v?

Ciencias Naturales •

123

Page 30: Cien 11 u1 otros modulos

Como: A x v K

v

K

A

v

243/

m s

0.2 m2

120 m / s

Compara con el ejercicio de aplicación anterior

En el ejercicio 1, A = 0.8 m2 y ahora A = 0.2 m2 ¿qué ha ocurrido con la

velocidad que pasa de 3 m/s a 120 m/s?

Los ejercicios 1 y 2 obviamente tienen la intención de destacar la relación inversa

entre las áreas de las secciones y las correspondientes velocidades del fluido.

Actividades a

realizar en equipo

1.

2.

3.

4.

Engrasa ligeramente una aguja y colócala con cuidado sobre la superficie del

agua contenida en una taza o vaso. ¿Qué ocurre?

Forma un aro pequeño de alambre. Anude un pequeño trozo de hilo formando

una gasa cerrada, introduzca el aro en agua jabonosa, de modo que al retirarlo

lleve una película líquida y colóquelo horizontalmente. Coloque sobre esa

lámina el lacito de hilo y con una aguja, alfiler o la punta de un lápiz, pinche

el interior del lazo. ¿Qué sucede? ¿Por qué? Inténtelo varias veces.

Echa un poco de agua en un vaso pequeño, sin mojar los

bordes. Coloque sobre el vaso un papel cuadrangular de modo

que lo cubra. Invierta el vaso apoyando el papel con una mano

y luego retire ésta. Observe ¿Qué efecto produce la presión

atmosférica? Fíjate que es lo que pasa con el papel, ¿A qué se

debe ese fenómeno?

Construye un sifón con un trozo de manguera o un tubo delgado de hule.

Para que el sifón funcione, el tubo debe disponer de una rama corta y una

larga.

La rama corta se introduce en el líquido cuyo nivel es mayor. Llene el tubo

aspirando, la presión hidrostática combinada con la presión atmosférica

hacen que el líquido pase del nivel mayor al menor.

124

• Módulo 1

Page 31: Cien 11 u1 otros modulos

5.

Echa agua en un vaso de vidrio sin llegar al borde, deja sumergir un huevo

hasta el fondo, luego echa poco a poco, sal común en el agua del vaso, hasta

que observes un interesante fenómeno.

Asegúrate que la sal se disuelva ¿Qué efecto produce la sal en el agua?¿Por

qué se mueve el huevo?¿Qué principio hidrostático observas en este

experimento? ¡Empuja el huevo hacia abajo! ¿Qué ocurre?

Autoevaluación

En esta parte se te hacen varias preguntas sobre los contenidos, si no te acuerdas

revísalos y responde, anota en tu cuaderno y después consulta con el tutor o

tutora.

1. ¿Por qué una aguja engrasada flota en el agua?

2. ¿Por qué el hilo toma forma circular al pinchar la película del líquido jabonoso?

3. ¿Por qué el papel no deja que salga el agua al invertir la posición del vaso?

4. ¿Por qué el líquido pasa continuamente del mayor nivel al menor, en un

sifón?

5.

6.

7.

Encuentra en Pascal (Pa), la presión hidrostática que reciben las partículas

que están a 12m de profundidad en un líquido de 1.08kg/dm3 de densidad,

utilice: (Ph = dgh)

¿Qué empuje recibe un cuerpo de 250cm3, que pesa 600gf, al sumergirse en

agua (pe = 1 gf/cm3) encuentra también el peso aparente.

Menciona un ejemplo en que se aplica el Principio de Pascal.

Ciencias Naturales •

125

Page 32: Cien 11 u1 otros modulos

Oscilaciones y ondas

Cinemática: parte de la mecánica que describe el movimiento.

Dinámica: parte de la mecánica que analiza las causas que producen

el movimiento de un cuerpo

Todos los días observamos objetos que oscilan a uno y otro lado de una posición

determinada. Podemos citar muchos ejemplos que tú conoces como: el movimiento

de la rama de un árbol por acción del viento, un columpio en que una niña se

mece, el péndulo de un reloj y el desplazamiento de una masa o cuerpo unida a

un resorte.

El número de sistemas que exhiben movimientos oscilatorios es extenso, por

ejemplo: las ondas electromagnéticas, tales como ondas de luz, radar y ondas de

radio, se caracterizan por vectores eléctricos y magnéticos oscilantes.

La fuerza que produce este movimiento actúa siempre en la dirección de la

posición de equilibrio del cuerpo, moviéndolo de ida y vuelta respecto de esa

posición: Este tipo de movimiento se llama periódico u oscilatorio.

Cuando un cuerpo oscila indefinidamente entre dos posiciones espaciales sin

perder energía mecánica, está realizando el Movimiento Armónico Simple

(M.A.S.)

En los sistemas mecánicos reales, siempre encuentran presentes fuerzas de

rozamiento o fricción, dichas fuerzas disminuyen la energía mecánica según

sigue el movimiento y se dice que las oscilaciones se amortiguan. Sí se agrega

una fuerza externa impulsora de tal manera que la pérdida de energía se equilibre

con la energía de entrada, el movimiento se llama oscilación forzada.

Fíjate que cuando un cuerpo realiza un movimiento armónico, lo transmite a los

cuerpos en contacto con él, generándose así el movimiento ondulatorio. Con

126

• Módulo 1

Page 33: Cien 11 u1 otros modulos

esto tú puedes explicarte la propagación o transmisión del sonido en el aire o la

propagación de las ondas en el agua al caer un objeto en ella.

Algunos elementos básicos del Movimiento

Armónico Simple (M. A. S.)

Observa el siguiente diagrama (para

comprender mejor el diagrama instale su

propio péndulo) y analiza los siguientes

elementos:

• Trayectoria: es la línea que recorre el péndulo de A hasta B.

• Posición de equilibrio, ( 0 ): centro de la trayectoria del movimiento oscilatorio.

• Elongación (a): distancia de la posición de equilibrio a un extremo de la

trayectoria. En el diagrama: Amplitud = 0A = 0B

• Oscilación simple: Es el recorrido de extremo a extremo de la trayectoria, en

la gráfica está el recorrido de A a B o de B a A.

• Oscilación completa: Son dos oscilaciones simples de A a B y regreso de B a

A. Una oscilación completa en el (M.A.S.) equivale a una revolución completa,

en el (M.C.U.) correspondiente.

• Período (T): tiempo empleado para cada oscilación completa.

• Frecuencia (N): Es el número de oscilaciones completas efectuadas en la

unidad de tiempo. El período y la frecuencia de la proyección oscilante, son

iguales al período y la frecuencia del M.C.U proyectado.

Ciencias Naturales •

127

Page 34: Cien 11 u1 otros modulos

Una característica del M.A.S., consiste

en que cuando el punto oscilante va de

la posición de equilibrio hacia los

extremos de la trayectoria, su

movimiento es uniforme retardado; y

cuando va de los extremos hacia la

posición de equilibrio, su movimiento

es uniforme acelerado.

Una aplicación real del M.A.S. se encuentra en el

péndulo; el cual demuestra aspectos importantes.

La amplitud ( a ) es el ángulo que forman la

posición de equilibrio (vertical) y el máximo

alejamiento: OA u OB

El período de oscilación y por lo tanto, la

frecuencia, depende de la longitud (L) del péndulo.

En efecto para encontrar el período de un péndulo

se aplica:

retardado

acelerado

T 2�L

g

(oscilación completa), donde interviene la longitud del péndulo.

De la ecuación anterior resulta que:

T �L

g

(oscilación simple)

Comparación del Movimiento Armónico

Simple con el Movimiento Circular Uniforme.

Recuerda que el movimiento circular uniforme (M. C. U.) es el que describe un

cuerpo o una partícula cuando se mueve en un círculo con rapidez constante,

donde el vector velocidad cambia continuamente de dirección, pero no de

magnitud.

Analiza en este esquema el (M. C. U). la partícula se mueve en un círculo con

rapidez constante

128

• Módulo 1

Page 35: Cien 11 u1 otros modulos

C

0

r

P'

P

v'

v

La situación representada es: P es la posición de la partícula en el tiempo t y P'

su posición en el tiempo t + �t. La velocidad en P es V, un vector tangente a la

curva en P', Los vectores V y V' son de igual magnitud puesto que la rapidez es

constante, pero sus direcciones son diferentes.

El punto P dotado de M.C.U. pasa por las posiciones P' y sus proyección sobre el

diámetro, de su trayectoria, efectúa un M. A. S.

Concluimos que:

El Movimiento Armónico Simple (M.A.S.), es el movimiento

variado de la proyección sobre un diámetro de un punto dotado

de Movimiento Circular Uniforme (M.C.U.)

Conozcamos las ondas

En primer lugar aclaremos ¿por qué se originan las ondas? Existen sensaciones

que percibimos del medio ambiente como el sonido, la luz, las ondas formadas

en la superficie del agua. Éstas llegan a través de movimiento ondulatorio, que

tienen la capacidad de transportar la energía de un punto del medio a otro, sin

que haya desplazamiento de masa.

Ciencias Naturales •

129

Page 36: Cien 11 u1 otros modulos

¿Cómo definimos onda?

“Es una perturbación que viaja a través del espacio o en medio

elástico, transportando energía sin que haya desplazamiento

de masa”

Recordemos las diferentes formas de representar las ondas.

Investiga bibliográficamente cada una de las partes.

Cresta

Radio

Radio

Valle

Cresta

Radio

Amplitud

Radio

Longitud de onda Amplitud

v

ô/4

ô

t

Longitud de onda

Existen diferentes tipos de ondas, seguramente tú has percibido la mayoría de

ellas. Por ejemplo:

Las ondas en el agua son transversales.

Las ondas sonoras en cambio son longitudinales.

130

• Módulo 1

Val

le V

alle

Cre

sta

Page 37: Cien 11 u1 otros modulos

• De acuerdo con el medio de propagación las ondas pueden ser:

Mecánicas

Son ondas que para desplazarse requieren de un medio elástico que vibre, por

ejemplo cuando las ondas viajan por el agua.

Electromagnéticas

Son las ondas que se propagan en el vacío, como las ondas de radio

También podemos analizarlas así

• De acuerdo con el número de oscilaciones las ondas pueden ser:

Pulso o perturbación

Es aquel en el cual cada partícula del medio permanece en reposo hasta que

llega el impulso, realiza una oscilación con M. A. S. y después permanece en

reposo. Si la fuente perturbadora produce una sola oscilación, ésta viaja

manteniendo la forma original.

Ondas periódicas

Son aquellas en las que las partículas del medio tienen movimiento periódico,

debido a que la fuente perturbadora vibra continuamente. Si la fuente vibra con

M. A. S., la onda se llama armónica.

• De acuerdo con la dirección de propagación las ondas pueden ser:

Ondas transversales

Son aquellas que se caracterizan porque las partículas

del medio vibran perpendicularmente a la dirección de la

propagación de la onda. Por ejemplo, cuando en una

cuerda sometida a tensión se pone a oscilar uno de sus

extremos, como lo muestra el esquema adjunto.

Ciencias Naturales •

131

Page 38: Cien 11 u1 otros modulos

Ondas longitudinales

Se caracterizan porque las partículas del medio vibran

en la misma dirección de propagación de la onda; así

sucede con las ondas sonoras que resultan de la

perturbación del medio. La perturbación corresponde

a una serie de regiones de baja y alta presión que

viajan con cierta velocidad, a través del aire o de

cualquier medio material.

Se puede producir un pulso longitudinal en un resorte estirado, el extremo

izquierdo del resorte recibe un pequeño empuje hacia la derecha y un tirón

igual hacia la izquierda a lo largo de la longitud del resorte; esto provoca una

compresión de las espiras. Observa la figura y analiza que la perturbación viaja a

través del resorte y se puede ver que la perturbación es paralela al movimiento

de la onda.

• De acuerdo con el número de dimensiones en que se propagan, las ondas

pueden ser

• Unidimensionales: Se propagan en una dimensión.

• Bidimensionales: Se propagan en dos dimensiones.

• Tridimensionales: Se propagan en tres dimensiones.

Ahora te pueden quedar claro las siguientes situaciones: Las ondas que tú ves

cuando tiras una piedra en el agua tranquila, es otro ejemplo de M..A. S. y se

llaman ondas transversales. Las partículas oscilan perpendicularmente a la

posición de equilibrio (p.e) formando crestas (elevaciones) y valles (depresiones)

Aparentemente esas ondas avanzan, pero lo que realmente se transmite es la

energía del movimiento ondulatorio.

Sí tú golpeas un resorte en un extremo obtienes también un M. A. S., pero con

diferentes características que el movimiento transversal; ahora parece que una

contracción del resorte avanza hasta el otro extremo; más, lo que realmente

ocurre es que las partículas oscilan en la misma dirección del movimiento

formando zonas de compresión y dilatación; esta clase de ondas se llaman

longitudinales.

Por medio de ondas longitudinales, compresiones y dilataciones es que se propaga

el sonido en el aire, alcanzando una velocidad de 340 m/s.

132

• Módulo 1

Page 39: Cien 11 u1 otros modulos

En los sólidos, el sonido puede propagarse tanto en ondas longitudinales, como

en transversales.

Los elementos del M. A. S; amplitud (A) y frecuencia (N) da lugar a las

características del sonido: intensidad, tono o altura y timbre.

Veamos el significado de las características del sonido

• La intensidad: sonidos fuertes y débiles, depende de la amplitud del movimiento

ondulatorio.

• El tono o altura: sonidos agudos y graves, dependen de la frecuencia “N” de

las oscilaciones y privaciones.

• El timbre: Sonido que diferencia a las fuentes sonoras, depende de sonidos de

menor amplitud y diferente frecuencia que el sonido principal o fundamental,

llamados armónicos, que siempre lo acompañan, ya que no existen sonidos

puros.

Sonido

¿Cómo defines el sonido? ¿Consideras que el sonido tiene

que ver con el movimiento? ¿Cómo se produce?

Las ondas sonoras inciden en el oído humano y se produce la sensación llamada

sonido, las vibraciones son transmitidas por el aire en el tímpano, que vibra y

comunica estas vibraciones a través de un conjunto de pequeños huesos en las

ramificaciones del nervio auditivo.

Si escuchas el sonido de una campana, rápidamente asocias que proviene del

golpe dado a la misma. El golpe hace vibrar el metal. Esto lo puedes comprobar

acercando un dedo y tocándola, sentirás un cosquilleo. Pero si quieres detener

el sonido basta con que apoyes fuertemente tu mano en ella, esto impedirá que

la campana siga vibrando.

Ciencias Naturales •

133

Page 40: Cien 11 u1 otros modulos

El sonido se mide en unidades llamadas Bel en honor a Alexander Graham Bell,

como resulta una unidad relativamente grande, los físicos la han dividido en

décimas, llamadas decibeles (dB)

1 Bel = 10 decibeles.

Entonces estarás de acuerdo en esto: el sonido es producido por un movimiento

vibratorio.

Lo mismo sucede con un piano, una guitarra o un diapasón.

¿Cómo viaja el sonido?

Las ondas sonoras son ondas mecánicas longitudinales, que oscilan en la

dirección de propagación de la onda misma. Seguramente tú deduces que necesita

un medio y este puede ser: sólido, líquido y gaseoso. Así por ejemplo, acercando

el oído a las vías del ferrocarril se puede escuchar la marcha del tren que viene

aún muy lejos. También podemos escuchar el ruido que produce un avión a

través del aire.

¿Sabías que el sonido no viaja en el vacío?

Si se hace vacío dentro de la campana, no hay aire que

propague el sonido desde el timbre hasta el vidrio y a pesar

de que vemos el martillo golpeando en la campanilla, no

oímos nada.

Conozcamos la velocidad del sonido

¿Consideras que el sonido viaja con la misma velocidad en los sólidos, líquidos y

gases?

No, la velocidad depende del material que sirve como medio de transporte.

Cualquier alteración de las propiedades, como su temperatura o densidad hace

variar la velocidad de propagación.

Según datos comprobados, la velocidad en el aire es de 340 m/s, en el agua

dulce 1435 m/s, en el agua de mar 1500 m/s, en el latón 3400 m/s y en el hielo

4100 m/s

Page 41: Cien 11 u1 otros modulos

Calculemos la distancia a que se produce un trueno.

¿Recuerdas la fórmula de velocidad? La fórmula de la velocidad es V=

d

t

Hagamos el siguiente cálculo: 6 segundos después de ver un relámpago, Ramón

escuchó un trueno. Calcular la distancia a que se produjo.

d = Vt = 340m/seg. X 6 seg. = 2040 m.

Recordemos algunas características del sonido

Cualquier sonido sencillo, como una nota musical, se puede describir con tres

características físicas: la frecuencia, la amplitud y la forma de onda o composición

armónica. Vamos a ver estas características

• La frecuencia

La frecuencia es el número de oscilaciones que una onda efectúa en determinado

intervalo de tiempo. La unidad en la cual se mide la frecuencia se llama hercio

(Hz) y corresponde al número de ciclos por segundo. Desde el punto de vista

musical, la frecuencia se relaciona con la altura o tono de la nota musical a que

corresponde. Cuanto más grande es la frecuencia, más alto es el tono de una

nota musical y el sonido es más agudo.

• La amplitud

La amplitud es el grado de movimiento de las moléculas de aire en una onda.

Esta corresponde, en términos musicales, a la intensidad. Cuanto más grande

es la amplitud de la onda, más intensamente golpean las moléculas el tímpano y

más fuerte es el sonido percibido.

• La forma de onda

La forma de onda es la característica que nos permite distinguir una nota de la

misma frecuencia e intensidad producida por instrumentos diferentes. La forma

de onda viene determinada por los armónicos, que son una serie de vibraciones

subsidiarias que acompañan a una vibración primaria o fundamental de

movimiento ondulatorio, especialmente en los instrumentos musicales.

Normalmente, al hacer vibrar un cuerpo, no obtenemos un sonido puro, sino un

sonido compuesto de sonidos de diferente frecuencias, a estos se les llama

armónicos, éstos contribuyen a la percepción auditiva de la calidad del sonido o

timbre.

Ciencias Naturales •

Page 42: Cien 11 u1 otros modulos

Actividades

1. Colócate bajo una fuente luminosa, puede ser el sol

de medio día (12 m.) o un foco emitiendo luz, con el

movimiento de tu brazo y sosteniendo en la mano

un cordel que lleva atado un objeto en un extremo,

produce un movimiento circular como se observa

en la ilustración. Enfoca tu atención en la sombra

del objeto atado al extremo de la cuerda. ¿Qué clase

de movimiento efectúa la sombra? Respuesta: Según

gira el brazo con velocidad constante la sombra de

la bola va y viene siguiendo un movimiento armónico

simple.

2. Suspende un objeto, de poco peso, del extremo de un

resorte, el otro extremo está sujeto a un soporte, ver la

ilustración, tira un poco el objeto hacia abajo, apartándolo

de la posición de equilibrio donde el resorte se encuentra

sin deformar (representada por la línea punteada) y suéltalo.

¿Qué clase de movimiento oscilatorio se produce?

Respuesta: El movimiento realizado es el armónico simple.

3. Coloca un corcho u otro objeto que flote, en el

agua de una pila. Deja caer una pequeña piedra

en el agua, para formar ondas transversales en

la superficie del líquido. ¿Cómo es el movimiento

del corcho? ¿Se deja llevar por las ondas?

Investiga cómo funciona un manómetro y qué principio

físico se aplica. Haz un reporte escrito, incluye un esquema

del manómetro.

Page 43: Cien 11 u1 otros modulos

Autoevaluación

En esta parte hay varias preguntas sobre los contenidos, si no te acuerdas,

revisa los contenidos y responde, anota en tu cuaderno y después consulta con

el tutor o tutora.

1. ¿A qué se llama trayectoria del péndulo?

2. ¿En qué consiste la posición de equilibrio del péndulo?

3. ¿A qué equivale una oscilación completa del M.A.S.

4. En Física ¿que es el período?

5. ¿Cómo se define una onda?

6. Haz un esquema de una onda e identifica sus partes.

7. De acuerdo al medio de propagación, ¿cómo pueden ser las ondas?

8. De acuerdo al número de oscilaciones y de acuerdo a la dirección de

propagación, ¿cómo pueden ser las ondas?

9. ¿Para qué se utiliza un diapasón?

10. ¿En qué unidades se mide el sonido?

11. El sonido ¿puede ser un contaminante del aire?

12. Redacta un párrafo explicando cómo se propagan las ondas en el aire y en el

agua.

13. Investiga cómo se transmiten las ondas de radio. Elabora un pequeño reporte,

y entrégalo al tutor o tutora.

14. En construcción ¿cómo se usan los vasos comunicantes?

Ciencias Naturales •

Page 44: Cien 11 u1 otros modulos

Glosario

Atmósfera: Masa de aire que rodea a la Tierra.

Capilaridad: Propiedad de los tubos capilares.

Densidad: La masa por unidad de volumen.

Fluido:

Cuerpos cuyas moléculas tienen poca coherencia y toman

siempre la forma del recipiente que los contiene.

Hidrodinámica: Parte de la mecánica que estudia los fluidos en movimiento.

Hidrostática: Parte de la mecánica que tiene por objeto el equilibrio de los

líquidos.

Onda:

Perturbación que viaja a través del espacio o medio elástico

transportando energía sin que haya desplazamiento de masa.

Oscilación: Movimiento de vaivén de un cuerpo a un lado y a otro de su

posición de equilibrio.

Período: Es el tiempo que le lleva a la partícula completar un ciclo de su

movimiento.

Perpendicular: Línea o plano que forma ángulo recto con otro.

Presión: Relación entre la fuerza ejercida por un fluido sobre una

superficie.

Presión atmosférica: Presión causada por el peso del aire.

Resonancia: Prolongación de un sonido.

Tensión superficial: Fuerza que tiende a disminuir la superficie líquida y hace

que dicha superficie se comporte como una membrana elástica.

Viscosidad: Característica de los líquidos de que no todos los puntos del

mismo, se mueven con la misma velocidad.

Page 45: Cien 11 u1 otros modulos