Fisica 9°, Semana 3

SEMANA DE APLICACIÓN:
COLEGIO								CALENDARIO	B
AÑO LECTIVO	2019-2020	GRADO	9	PERIODO	3	DOCENTE

ESTÁNDAR

Entorno físico:

• Explico condiciones de cambio y conservación en diversos sistemas teniendo en cuenta transferencia y transporte de energía y su interacción con la materia.

Ciencia, tecnología y sociedad:

• Identifico aplicaciones de algunos conocimientos sobre la herencia y la reproducción al mejoramiento de la calidad de vida de las poblaciones. 
• Identifico aplicaciones comerciales e industriales del transporte de energía y de las interacciones de la materia.

COMPONENTE

• Entorno físico.
• Ciencia, tecnología y sociedad.

INDICADOR DE DESEMPEÑO

De Conocimiento:

• Clasifico los elementos de una onda y los diferentes tipos de ondas que existen.

De Desempeño:

• Reproduzco y analizo situaciones reales donde están inmersas las ondas mecánicas, así como también las ondas sonoras y electromagnéticas.

METODOLOGÍA/ SECUENCIA DIDÁCTICA

1. Unidad didáctica

Definición de ondas, Tipos de ondas, Características de una onda, Efecto Doppler, Periodo, velocidad de propagación, velocidad del sonido.
2. Propósito

Interpretar las variables presentes en la velocidad de propagación de una onda.
3. Desarrollo cognitivo institucional 

Velocidad de Propagación de una Onda

La velocidad de propagación de una onda es la magnitud que mide la velocidad a la que se propaga la perturbación de la onda a lo largo de su desplazamiento. La velocidad a la que se propaga la onda depende tanto del tipo de onda como del medio por el que esta se propaga.

Lógicamente, no se va a desplazar a la misma velocidad una onda que se mueve por el aire que una que lo hace a través de la tierra o por el mar. Del mismo modo, no avanza a la misma velocidad una onda sísmica, el sonido o la luz. Por ejemplo, en el vacío las ondas electromagnéticas se propagan a la velocidad de la luz; es decir, a 300.000 km/s.

En el caso del sonido en el aire, su velocidad de propagación es de 343 m/s. En general, para las ondas mecánicas, la velocidad a través de un material depende principalmente de dos de las características del medio: su densidad y su rigidez. En cualquier caso, generalmente la velocidad está relacionada con el valor de la longitud de onda y el periodo.

Como ya se ha mencionado anteriormente, en general la velocidad de una onda viene determinada por su longitud de onda y por su periodo.

Por ello, dado que el periodo y la frecuencia de una onda son inversamente proporcionales, se puede afirmar igualmente que la velocidad depende de la frecuencia de la onda.

Estas relaciones se pueden expresar matemáticamente así:

velocidad = longitud de onda x frecuencia --> v = λ ∙ f

v = longitud de onda / periodo --> v = λ / T

periodo (T) = 1/frecuencia --> T = 1 / f

frecuencia = 1/periodo --> f = 1 / T

Además, podemos calcular la frecuencia según el número de revoluciones.

En las anteriores expresiones f es la frecuencia de la onda medida en hercio o Hertz (Hz).

Tales relaciones no son sino otra forma de expresar la relación entre la velocidad, el espacio y el tiempo. Por ello, para conocer la velocidad a la que se propaga una onda se hace necesario conocer su longitud de onda λ, o bien su periodo o bien su frecuencia. De lo expuesto, se deduce claramente que la velocidad no depende ni de la energía de la onda ni de su amplitud.

Por ejemplo, si se desea medir la velocidad de propagación de una onda a lo largo de una soga, se puede hacer determinando el tiempo que tarda una perturbación en ir desde un punto de la cuerda hasta otro.

Para ampliar su comprensión, observe el siguiente video: https://www.youtube.com/watch?v=YIs8RK_FTzE 

4. Desarrollo Metodológico

Actividad:

• Observa la gráfica, representa la propagación de una onda de 8 s de periodo.

Determina:

• Elongación en los puntos A, B y C.

yA = 2 cm yB = 3 cm yC = 1 cm

• Amplitud:

A = 5 cm

• Longitud de onda:

λ = 4 m

• Frecuencia:

f = 1 / T = 1 / 8 s = 0,125 s-1 = 0,125 Hz

• Velocidad de propagación:

v = λ / T = 4 m / 8 s = 0,5 m/s

• Un motor eléctrico realiza 1200 revoluciones cada 4 minutos. Determine la frecuencia del movimiento.

f = 1200 rev / 240 s = 5 Hz, importante tener en cuenta que es necesario convertir de minutos a segundos.

• Resuelve:

Una onda que se transmite en una cuerda tiene una velocidad de propagación de 2,5 m/s y su longitud de onda es de 45 cm. ¿Cuáles son su frecuencia y periodo? 
    
A partir de las siguientes gráficas, argumente cuál tiene mayor velocidad de propagación, frecuencia y periodo.

Responde las siguientes preguntas:

• ¿Cómo cambia la velocidad de propagación si aumenta la frecuencia de la onda?
• ¿Qué sucede con la longitud de onda si aumenta el periodo?
• ¿Qué tipo de relación existe entre la frecuencia y el periodo de una onda?

5. Evaluación 

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