Librofisica Tomo I 2014

Fsica Plan Comn USACH 1


1. CONCEPTO Y ORIGEN DE LA CIENCIA

Entendemos por ciencia el conocimiento organizado y sistematizado de nuestro entorno. Surgen as las distintas ramas del saber; una de estas recibe el nombre de Ciencia de la Naturaleza, que abarca el estudio de la Fsica, la Qumica y las Ciencias Naturales. En las Ciencias Naturales, el conocimiento acumulado empieza a crecer y el hombre se ve en la necesidad de establecer nuevas subdivisiones, surgen as el estudio de la fsica, la qumica y la biologa. En el lenguaje antiguo la fsica se denomina Filosofa Natural. El conocimiento de los fenmenos naturales es adquirido por el hombre a travs de sus sentidos. Con los ojos obtenemos la mayor parte de la informacin del Universo, (Ej.: el Arco iris, Eclipse de Sol, El movimiento de un cuerpo, La reflexin de la Luz, etc.). Casi tan importante como nuestros ojos son nuestros odios, que nos hacen percibir sonidos (Ej.: un trueno, el eco, el sonido de una campana, la bocina de un auto, etc.). Luego siguen las diversas impresiones del tacto (a travs del podemos darnos cuenta de las sensaciones de calor y fro). Y en general todos los sentidos, aunque estos pueden engaarnos. Ej.: las ilusiones pticas ocurren a menudo; la sensacin de temperatura, tambin pude falsearse por ejemplo, si metemos una mano en agua caliente y otra en agua helada, luego metemos ambas manos en agua tibia, notamos que para cada mano, la sensacin es distinta, esto es, la mano que se encontraba en agua caliente siente el agua helada y la mano que estaba en el agua helada siente el agua tibia ms caliente. Al igual que los sentidos todos los instrumentos del fsico pueden fallar, hasta los ms sensibles, tales como las balanzas de precisin, los instrumentos de medida electrnicos y los dispositivos para la medida del tiempo.

1.2. Ramas de la fsica

Para el estudio de los fenmenos naturales, la Fsica se divide en varias ramas, por ejemplo:

La mecnica es la parte de la Fsica que estudia el Movimiento de los cuerpos, Causas (Dinmica y efectos (Cinemtica)

La termodinmica es la parte de la Fsica que estudia todo lo relacionado con el calor.

La ptica es la rama de la Fsica que estudia todos los fenmenos luminosos.

La electricidad es la rama de la Fsica que estudia los fenmenos elctricos.


1.3. Magnitudes escalares y vectoriales

Se llama magnitud a cualquier caracterstica de un cuerpo que se puede medir y expresar como una cantidad. As, son magnitudes la altura de un cuerpo, la temperatura, y no son magnitudes el sabor de una fruta, la bondad de una persona, etc.

Se llaman magnitudes escalares aquellas que quedan perfectamente definidas

cuando se conoce su medida (o numero) y su unidad.

Por ejemplo: el tiempo, la temperatura, la masa, la superficie, el volumen, la densidad, etc., quedan perfectamente definidas por un nmero.

Para definir las magnitudes vectoriales no basta con un nmero y su unidad. Es

necesario conocer tambin la direccin y el sentido de estos valores. Por ejemplo,

para determinar la velocidad de un avin, adems del valor numrico, es preciso

conocer la direccin y el sentido del avin.

Adems de la velocidad, son magnitudes vectoriales la fuerza, la aceleracin, el campo gravitatorio, el campo elctrico, etc. Para representar las magnitudes vectoriales, se utilizan vectores. Un vector es un segmento orientado que tiene los siguientes elementos: MDULO: Es la longitud del vector, en una escala, que indica el valor numrico de

la magnitud que representa.

(En este caso, el modulo del vector es 3.) DIRECCIN: Es la recta sobre la que se sita el vector. (En este caso, la direccin es

izquierda-derecha.) SENTIDO: Es el que indica la flecha del vector.

(El sentido es hacia la derecha.)


1.4. Magnitudes fundamentales y magnitudes derivadas

Magnitud fsica es toda propiedad medible de un cuerpo.

Las magnitudes fundamentales son las que no pueden definirse en funcin de otra

(por ejemplo, el tiempo).

Las magnitudes derivadas son las magnitudes que se definen a partir de otras (por

ejemplo, la velocidad).

1.5. El sistema internacional de unidades El Sistema Internacional (S.I.) establece una serie de magnitudes (magnitudes fundamentales y magnitudes derivadas) con sus respectivas unidades. La siguiente tabla resume algunas de ellas:

Algunas unidades de las anteriores, en ocasiones, son demasiado grandes o pequeas para medir algunas de las magnitudes. Para nombrar los mltiplos y submltiplos de la unidad se utilizan los prefijos de la siguiente tabla:


Para realizar una conversin de unidades, se utilizan los factores de conversin, que son fracciones en las que se escriben las relaciones entre las unidades a convertir.

ACTIVIDAD N1

1. Expresa las siguientes cantidades en metros

a) 35 Mm b) 2,63 Km c) 0,0036 nm d) 0,037 Gm e) 2.000 pm f) 2 mm g) 0,5 cm h) 300 dm i) 0,4 Mm 2. Cambia a las unidades que se indican: a) 2 min a s b) 80 min a s c) 2,4 h a s d) 23 h a s e) 30 s a min f) 240 s a min g) 3.600 s a h h) 300 s a h 3. Indique la diferencia entre magnitudes fundamentales y derivadas. __ _________________________________________________________ 4. A continuacin se da una lista de magnitudes Fsicas. Indique las magnitudes

derivadas: a) Fuerza __________ b) Rapidez __________ c) Peso __________ d) tiempo __________

e) Longitud __________ f) Masa __________ g) Aceleracin __________


5. Defina Sistema Internacional de unidades e indique las unidades para las Magnitudes

Fundamentales. ___________________________________________________________ 6. Exprese en metros: a) 1,28 (km) ____________________

b) 43,568 (mm) ____________________

c) 10,0050 (dm ____________________

6. La masa de la tierra es de 5.980.000.000.000.000.000.000.000 kg., expresa en notacin

cientfica. Escribe adems la cantidad 0,0000000000667 en potencias de 10. _________________________________________________________________________ 7. Resuelva los siguientes problemas: a) De una pieza de gnero de 25,50 (m) se ha vendido: la mitad y luego el tercio del resto.

Cuntos metros quedan an?

_________________________________________________________________________

b) Una persona da pasos de 35 (cm) Cuntos pasos de dar para recorrer 34,3 (m)?

_________________________________________________________________________ 8. Exprese en segundo: a) 1 hora 10 minutos _________________ b) hora 5 minutos __________________ 9. Exprese en horas a) 7200 segundos ___________________

b) 30 minutos 900 segundos ___________________


10. En un segundo la luz recorre 300.000 km., Cuntos metros recorre la luz en 1 da?. ___________________________________________________________ 11. La distancia entre la tierra y el sol es de 150.000.000 km., Cuntos segundos tarda la

luz solar en viajar hasta la tierra desde el sol?. __________________________________________________________ 12. Exprese los siguientes nmeros en notacin cientfica: a) 56.000 _____________________

b) 0,000064 _____________________

c) 16 ______________________ d) 2.150.000 ______________________

e) 0.2 ______________________ 13. Escriba los siguientes nmeros usando notacin comn:

a) 3,6x104

b) 54x10-1

c) 102

d) 3,16x107

e) 8,62x107

f) 8,62x10-5 14. La distancia entre la tierra y el sol es de 1,49x108 km. y la distancia media entre la

tierra y la luna es de 3,8x105 km., Cul es la distancia entre el sol y la luna si estos estn alienados?.


2. ONDAS Y SONIDOS. 2.1. Movimiento ondulatorio. En esta unidad se estudiara las propiedades generales de los fenmenos ondulatorios. El sonido es el tipo de movimiento ondulatorio ms frecuente. La forma de representar las vibraciones que se producen en el sonido es mediante lneas onduladas con las que se representan las ondas y en las que podemos distinguir los siguientes elementos:

OSCILACIN: Es el recorrido desde una posicin Cualquiera (0) hasta volver a la misma posicin en el mismo sentido (O). PERIODO: Es el tiempo en realizar una oscilacin; se mide en el S.I. en Segundos. Se representa por la letra T.

FRECUENCIA: Es la inversa del periodo; es el nmero de oscilaciones (vibraciones) que se producen en un segundo. En el S.I. se mide en Hertz (Hz), que es lo mismo que S-1. Se representa por la letra f.


LONGITUD DE ONDA: ES la distancia que avanza la onda hasta volver la partcula a la posicin inicial. Se mide en el S.l. en metros. Se representa por la letra . VELOCIDAD DE PROPAGACIN: Es la relacin entre la longitud de onda (espacio recorrido) y el periodo (tiempo empleado).

2.2. Ondas

Una onda es una perturbacin que se propaga a travs de un medio material elstico o en el vaci sin transporte de materia pero si de energa.

Para estudiar la onda como propagacin de una perturbacin, partimos de una cuerda en equilibrio sometida a cierta tensin por lo que todos sus puntos estn inicialmente en lnea recta. Si sobre un punto, tal como su extremo izquierdo, provocamos un desplazamiento vertical introducimos una perturbacin que se transmite debido a las propiedades elsticas de la cuerda. En consecuencia se produce desplazamiento en los puntos adyacentes. Posteriormente este punto vuelve a su estado inicial a la vez que los puntos siguientes despus de alcanzar el mximo hacen lo mismo y as sucesivamente. Observamos que el movimiento realizado por el punto inicial se repite en cada punto de la cuerda, o lo que es equivalente, la perturbacin original se propaga sin retorno al suponer una longitud indefinida. Para analizar el mecanismo responsable de esta propagacin seleccionemos un elemento de cuerda (P) con su tensin en ambos extremos y veamos cmo realiza el movimiento vertical al ser alcanzado por la perturbacin. Para estudiar los fenmenos ondulatorios es necesario clasificar las ondas tomando en cuenta su naturaleza u origen y su forma de propagarse en el medio.


2.3. Clasificacin de las ondas

I. Segn el medio:

Mecnicas: son aquellas ondas en que la perturbacin energtica requieren de un medio material elstico para propagarse. Ejemplo el sonido, los sismos, las olas.

Electromagnticas: Son aquellas ondas que se propagan producto de la oscilacin de un campo elctrico y de un campo magntico, los cuales viajan en el vaco e incluso en algunos medios materiales. Ejemplo de este tipo de onda son ondas de radio, las de los microondas, la luz, ondas de TV.

II. Segn su forma de propagarse:

Transversales: Las partculas vibran en una direccin perpendicular a la direccin de propagacin de la onda (es lo que Ocurre con la luz). En este caso, el ejemplo sera hacer oscilar una cuerda atada en una pared.


Longitudinales: Las partculas vibran en la misma direccin que la direccin de propagacin de la onda (es lo que ocurre con el sonido). Un ejemplo para comprender este tipo de ondas podemos imaginar un resorte comprimindose y descomprimindose.

En el resorte de la Figura se ha generado una comprensin, la cual se desplaza, a medida que esta perturbacin se desplaza no arrastra ninguna parte del resorte, las zonas donde existe menor concentracin de masa del resorte reciben el nombre de rarefacciones; en general una onda longitudinal consiste en una serie de compresiones y rarefacciones que se mueven en un sentido determinado.

III. Dependiendo del nmero de dimensiones en las que se propaga la perturbacin:

Unidimensionales: La perturbacin se propaga en una Sola direccin; por ejemplo, el sonido dentro de un tubo.

Bidimensionales: La perturbacin se propaga en dos dimensiones; por ejemplo, las ondas de un estanque, o las que ocurren cuando se golpea el centro de un tambor.

Tridimensionales: Las que se propagan en todas las dimensiones; por ejemplo, el sonido de una explosin.


IV. En funcin de la duracin de la perturbacin:

Perturbacin limitada en el tiempo: Recibe el nombre de pulso cuando su duracin es limitada; es decir, la perturbacin desaparece al cabo de un momento.

Perturbacin permanente: Tambin llamada tren de ondas. Nosotros nos limitaremos a estudiar este tipo de perturbaciones, por ser ms fcilmente abordables matemticamente.

V. Dependiendo de cmo se propagan:

Ondas viajeras: Son aquellas que no tienen lmite de movilidad y viajan hasta ser amortiguadas completamente

Ondas Estacionarias: Se llaman ondas estacionarias a las que no Se mueven; es decir, las que no avanzan. Para entender cmo pueden existir este tipo de ondas, imagina una cuerda atada a las dos paredes de una habitacin. Tirando de la cuerda y soltando, la cuerda empieza a oscilar, pero esas ondas estn confinadas entre las dos paredes de la habitacin, no se extienden ms all. El origen de estas ondas estacionarias viene en que la perturbacin se propaga de una punta de la cuerda a la otra, reflejndose all. La onda resultante de la superposicin de la onda original y la onda reflejada es la onda estacionaria. La onda reflejada tiene la misma velocidad de propagacin, pero sentido contrario a la onda original y la superposicin de estas determinas lo que llamaremos armnicos.


ACTIVIDAD N 2 APLICACIONES DE ONDAS 1. Se afirma que el sonido es una onda del tipo longitudinal, en cambio un tsunami

podra ser una onda del tipo transversal. Explique cul es la diferencia entre estos tipo de ondas, considerando la direccin de propagacin de la onda y la direccin de vibracin del medio.

_________________________________________________________________________

2. Es posible que en una onda transversal, la amplitud de ella sea igual a su longitud de onda ()?

_________________________________________________________________________ 3. Nombre una onda mecnica que se propague en el aire, otra en el agua y por

ltimo una en la tierra. _________________________________________________________________________ _________________________________________________________________________ 4. Una nia golpea peridicamente un clavo con un martillo (clava, clavito, clava) a

razn de 20 golpes en 1 min. Determine la frecuencia y el perodo de este suceso. _________________________________________________________________________ _________________________________________________________________________ 5. Qu tipo de onda se pueden generar en una manguera de jardn y en un resorte

helicoidal? Explique _________________________________________________________________________

_________________________________________________________________________


6. Se hace oscilar una cuerda con una frecuencia de 20 Hz, qu sucede con el valor de la longitud de onda si la frecuencia de oscilacin aumenta al doble? Suponga que en ambos casos se mantiene constante la tensin en la cuerda.

_________________________________________________________________________ _________________________________________________________________________ 7. Si te encuentras en el estadio y el pblico efecta la ola, qu puedes decir cuando

las personas de las gradas se ponen de pie al llegar la ola a su lugar y esta pulsacin da vuelta todo el estadio? Esta pulsacin es transversal o longitudinal?

_________________________________________________________________________ _________________________________________________________________________ 8. La rapidez de propagacin del sonido en le aire es de 340 m/s. El aletea de las alas

de la abeja Maya genera un zumbido, cuya frecuencia es de 150 Hz. Determine: la longitud de onda de este sonido, Indique cunto tiempo se demora en llegar el sonido desde las alas de la abeja hasta el odo de la persona si se encuentra a 2 m de la abeja.

_________________________________________________________________________ _________________________________________________________________________ 9. La distancia entre dos montes consecutivos de una onda transversal es 1,2 m de

longitud. Ocho crestas o montes pasan por un punto, en el sentido del desplazamiento de la onda, en un tiempo de 12 s. Calcule la rapidez de propagacin de la onda.

_________________________________________________________________________ _________________________________________________________________________ 10. Un piano emite sonidos cuyas frecuencias van desde un valor de 28 Hz hasta un

mximo de unos 4200 Hz. Determine el intervalo de longitudes de onda que este instrumento abarca. (rapidez del sonido en el aire 340 m/s)

_________________________________________________________________________ _________________________________________________________________________


11. En el ocano las olas viajan hacia el Este con una rapidez de 4 m/s y la distancia

entre monte y monte es de 10 m. Con qu frecuencia las olas chocan contra un barco que se encuentra anclado?

_________________________________________________________________________ _________________________________________________________________________ 12. Se tiene una cuerda en la cual se generan ondas transversales, cuya longitud de

onda es 30 cm, viajan por la cuerda con una rapidez de 1,5 m/s. _________________________________________________________________________ _________________________________________________________________________ 13. Cul es la frecuencia con la cual oscila el extremo, donde se generan ondas en la

cuerda? _________________________________________________________________________ _________________________________________________________________________ 14. Qu tiempo tarda la mano de la persona en efectuar una oscilacin completa?

_________________________________________________________________________ _________________________________________________________________________ 15. Si una onda tarda 10 s en, viajar por la cuerda, qu longitud tiene esta? _________________________________________________________________________ _________________________________________________________________________ 16. Si la mano genera ondas peridicas, cuntas ondas completas se logran tener en la

cuerda? _________________________________________________________________________ _________________________________________________________________________


17. Un reloj de pndulo marca perfectamente el tiempo. Si se cambia la longitud del

pndulo, seguir marcando el tiempo correctamente? ___ _____________________________________________________________________

________________________________________________________________________ 18. Qu significa que una emisora de radio de FM transmita con una frecuencia de

104,5 MHz? _________________________________________________________________________ _________________________________________________________________________ 19. Un murcilago puede detectar pequeos objetos, como por ejemplo insectos, cuyo

tamao es aproximadamente igual a la longitud de onda del sonido que emite el murcilago. Si l emite un chillido de 60 KHz de frecuencia y se propaga con una rapidez de 340 m/s, qu tamao mnimo deber tener el insecto para que el murcilago lo detecte?

_________________________________________________________________________ _________________________________________________________________________ 20. Indique que similitud y que diferencia hay entre una onda de luz y una onda

sonora. _________________________________________________________________________ _________________________________________________________________________


SELECCIN MULTIPLE 1. Una cuerda vibrante de 3 m de longitud, lo hace con una frecuencia de 4 Hz y se

sabe que la velocidad de propagacin de las ondas es de 8 m/s Cuntas crestas y nodos aparecern en la cuerda.

A) 3 crestas y 4 nodos B) 2 crestas y 3 nodos C) 1 cresta y 2 nodos D) No se puede determinar E) N.A. 2. Al introducir levemente una vez la punta del dedo en un recipiente que contiene

agua en reposo, se produce una onda que al propagarse en la superficie del lquido produce I. transporte de energa. II. una corriente de agua en la direccin de propagacin de la onda. III. oscilaciones verticales de un corcho flotando en el lquido.

De las afirmaciones anteriores, es(son) correcta(s) A) slo III. B) slo I y II. C) slo I y III. D) slo II y III. E) todas ellas. 3. En la figura se representa una onda que viaja de P a Q recorriendo los 25 metros en

6 segundos. Cul es el perodo de esta onda expresado en segundos? A) 25/6 B) 6/4 C) 4/6 D) 1/6 E) 25/4


4. En el laboratorio de Fsica se realiza un experimento demostrativo de ondas mecnicas, tanto longitudinales como transversales, para ello se cuenta con una cuerda y un resorte. Cul de las siguientes opciones con respecto a la formacin de ondas en estos objetos es correcta?

A) En el resorte solo se pueden generar ondas transversales B) En el resorte se pueden generar los dos tipos de ondas C) En la cuerda se pueden generar los dos tipos de ondas D) En la cuerda solo se pueden generar ondas longitudinales E) Ninguna de las opciones anteriores es verdadera 5. Un colibr para extraer el polen de las flores se detiene frente a ella agitando sus

alas, empujando el aire hacia abajo, en 2 segundos agita sus alas 500 veces. Cul de las siguientes opciones es verdadera con relacin a la situacin anterior?

A) a frecuencia con la cual el colibr agita sus alas es de 1000hz. B) Si la agitacin de las alas es peridica, significa que el tiempo de agitacin es 2x103s C) La frecuencia de agitacin es de 0,004 Hz D) El periodo es de 250 segundos E) La frecuencia es de 250 Hz 6. Unos estudiantes del 1 medio, observaron el laboratorio que un pndulo, realizo

150 oscilaciones completas en 2 min 30 s Cul fue la frecuencia y periodo medido por los estudiantes?

A) 1 y 3 B) 4 y 1 C) 5 y 2 D) 1 y 1 E) 3 y 1 7. La rapidez de propagacin de ondas de agua en un canal es de 3 m/s . Mediante

pulsaciones con la mano se desea producir ondas armnicas de 0,2 m de longitud de onda Con qu frecuencia se deben producir las pulsaciones?

A) 0,6 Hz B) 1 / 15 Hz C) 15 Hz D) 1,5 Hz E) 150 Hz


8. La figura siguiente representa un fragmento de una cuerda fija en sus extremos, que sustenta una onda estacionaria. Los puntos 1, 2, 3 y 4 son parte de la cuerda.

Cul de los puntos vibra con mayor amplitud? A) 1 B) 2 C) 3 D) 4 E) 0 9. Cul(es) del (los) puntos vibra con amplitud igual 0? A) 1 B) 2 C) 3 D) 4 E) Falta informacin para determinarlo. 10. Cules de los puntos sealados vibran con igual frecuencia? A) Ninguno B) Slo 1 y 2 C) Slo 2 y 4 D) Slo 1, 3 y 4 E) Todos 11. Cul es la longitud de onda de las ondas que dan origen a la onda estacionaria? A) 20 cm B) 30 cm C) 40 cm D) 50 cm E) 60 cm


12. Qu punto se encuentra en reposo? A) 1 B) 2 C) 3 D) 4 E) Ninguno, todos estn en movimiento. 13. Un oscilador tiene un perodo de 0,2 s y genera una onda de en la superficie del

agua que se propaga a una rapidez de de 6 m/ s. La longitud de la onda generada en el S.I

A) 10,3 B) 0,6 C) 1,2 D) 2,4 E) 3,0

14. La distancia entre 4 montes consecutivos de una onda peridica es de 12 m. Si la

onda se propaga con una frecuencia de 20 Hz su rapidez de propagacin en (m/s) es de:

A) 60 B) 24 C) 240

D) 8 E) N.A. 15. La siguiente figura 3 muestra como un joven, al mover con su mano regularmente

de arriba hacia abajo el extremo de una cuerda larga, genera una onda peridica. Si aumenta al doble slo la frecuencia con que agita su mano entonces, la longitud de onda

A) se reduce a la mitad. B) se reduce a la cuarta parte. C) no cambia. D) aumenta al doble. E) aumenta cuatro veces. 16. Tomando en cuenta el medio en que se propagan las ondas, estas se clasifican en: A) Electromagnticas y mecnicas B) Mecnicas y longitudinales C) Transversales y electromagnticas D) Longitudinales y transversales E) Peridicas y mecnicas


17. La figura 4.muestra parte de una onda transversal peridica, si desde el inicio al

trmino hay cuatro nodos, y una distancia de 15 cm, la longitud de onda en este caso tiene un tamao expresado en cm de:

A) 3 B) 5 C) 10 D) 15 E) N.A 18. Respecto de las ondas ssmicas terrestres. Cul de las siguientes

proposiciones es verdadera? A) En el interior de la tierra son longitudinales y transversales B) En el interior de la tierra slo son transversales C) En el interior de la tierra slo son longitudinales D) Las ondas ms rpidas son las transversales E) Ambos tipos de ondas tienen igual rapidez 19. La longitud de una onda sonora, que viaja a 340 m/s, es 34 m. El perodo de esta

onda, medido en segundos, es A) 100 B) 1 C) 10 D) 0,1 E) 0,01 20. La velocidad de una onda va a depender A) de su frecuencia, es decir, si es de alta o baja frecuencia. B) del tiempo que tarda en un ciclo o vibracin. C) de su longitud de onda. D) del medio en el que se propaga. E) de su amplitud. 21. En las ondas electromagnticas ocurre que A) el color rojo posee una frecuencia ms alta que el color azul. B) en el vaco todos los colores viajan a la misma velocidad. C) a travs de un cristal todos los colores viajan a la velocidad de la luz. D) el espectro visible es de una frecuencia ms baja que el infrarrojo. E) el ultravioleta es el que tiene mayor longitud de onda.


22. De las siguientes ondas, cul pertenece al espectro electromagntico? A) Microondas B) Luz visible C) Ondas de radio D) Rayos X E) Todas de las anteriores 23. Juanito alumno de 1 medio, plantea la siguiente afirmacin a sus compaeros. Al

llegar dos o ms ondas de igual naturaleza, a un mismo punto de un medio, se observa una onda de mayor amplitud que las ondas individuales iniciales. Qu fenmeno ondulatorio explicaba Juanito a sus compaeros?

A) Refraccin B) Reflexin C) Interferencia constructiva D) Interferencia destructiva E) Difraccin 24. Considere las dos ondas mostradas en la figura. Si cada cuadrito mide 1 cm de lado,

entonces al superponerse estas, la amplitud de la onda resultante es:

A) 1 cm B) 2 cm C) 3 cm D) 5 cm E) 6 cm 25. La figura representa dos pulsos que viajan en sentidos opuestos por la misma

cuerda. P es un punto de la cuerda que equidista de ambos pulsos. En relacin a esta situacin, cul de las siguientes afirmaciones es correcta? A) Cuando el centro de cada pulso llegue al punto P, ambos pulsos se anulan entre si B) Cuando los pulsos llegan a P, chocan y se devuelven invertidos respecto de su forma

original C) Cuando los pulsos llegan P, chocan y se devuelven sin alterar su forma original D) Los pulsos se superponen o interfieren cuando llegan P y luego se devuelven

invertidos de su forma original E) Cuando el centro de cada pulso llega a P, entonces se produce una interferencia

constructiva


26. Cuando dos ondas se superponen se produce interferencia. Esta interferencia es destructiva cuando:

A) La onda resultante es de mayor tamao que las dos ondas iniciales B) La onda resultante es de menor tamao que las dos ondas iniciales C) La onda resultante es de menor tamao que la onda inicial ms grande D) La onda resultante es de mayor tamao que la onda inicial ms grande E) La onda resultante es de igual tamao que la onda inicial ms pequea 27. La frecuencia de la onda de la figura es de 2[hz], entonces:

I. El perodo de la onda es 0,5[s] II. La amplitud de la onda es de 5[cm]

III. La longitud de la onda es 60[cm] De las afirmaciones, es o son correctas: A) Slo II B) Slo III C) II y III D) I, II, y III E) Slo I

28. Respecto de la figura, la cual representa una cuerda de 2[m] de largo que oscila con

sus extremos fijos: I La longitud de onda es de 2[m] II La onda presenta 3 nodos III La onda presenta 3 antinodos Es(son) verdadera(s): A) Solo I B) Solo II C) Solo III D) Solo I y II E) Solo II y III


2.4. Fenmenos asociados a una onda Cuando una onda viaja libremente a travs de un medio material o de un espacio vaco puede encontrar en su recorrido un medio diferente o tambin puede encontrarse con otra onda de igual naturaleza o por ltimo en su viaje puede encontrar que el medio tiene lmite o frontera. En todas las situaciones anteriores las ondas tendrn fenmenos diferentes asociados, por ejemplo puede refractarse, puede superponerse, reflejarse o absorberse y por ultimo si la onda en su viaje se encuentra con obstculo tambin podr difractarse; en el presente tema entregaremos definiciones y ejemplos de los fenmenos que anteriormente nombramos. I. Reflexin: la reflexin se produce cuando la onda en su movimiento se encuentra un obstculo y rebota en l, producindose un cambio en la direccin de propagacin. un ejemplo de esto es el eco; para que se produzca el eco es necesaria una distancia mnima a la que se tiene que encontrar el obstculo; esta distancia es aproximadamente de unos 17 metros si la frecuencia del sonido es de 20Hz. La explicacin es la siguiente: el odo no distingue sonidos consecutivos separados por menos de 0,1 segundos. Cuando el obstculo se encuentra a menos de 17 metros se produce la reverberacin: el sonido inicial y el reflejado no se pueden separar, producindose una sensacin de ruido.

En el caso de una cuerda, s el extremo opuesto a donde fue generada esta fijo al llegar a ese lugar la onda tendr una reflexin, en la Figura se muestra el hecho anterior.


II. Refraccin de ondas: Se denomina refraccin de una onda al cambio de direccin y de velocidad que experimenta sta cuando pasa de un medio a otro medio en el que puede propagarse. Cada medio se caracteriza por su ndice de refraccin. Como la luz y el sonido son fenmenos los cuales se pueden analizar como una onda, esto significa que en su propagacin cambien de medio, tanto la luz como el sonido se refractaran, manteniendo constante su frecuencia y modificando su velocidad de propagacin y su longitud de onda. III. Difraccin de ondas: El fenmeno que estudiaremos a continuacin es de gran importancia, tanto en la luz como en el sonido. Cuando una onda pasa por una abertura la cual es menor o igual que su longitud de onda, se encontrar que esta se desva de su trayectoria, dispersndose.

Llamaremos difraccin a la propiedad que posee una onda de rodear un obstculo al ser interrumpida en su propagacin.

Los esquemas de la figura muestra un frente de onda en la superficie del agua, en los cuales existe una difraccin, en ellos se observa que el fenmeno de la difraccin es menos acentuada cuando el orificio tiene una longitud mayor (a), en cambio se nota una mayor difraccin en el caso (c), donde el tamao del orificio es menor.


IV. Interferencia de ondas

Diremos que cuando dos o ms ondas de igual naturaleza, se propagan en un mismo medio y pasando por el mismo punto en el mismo tiempo estas se superponen, a este fenmeno le llamaremos interferencia.

Un ejemplo de este fenmeno es cuando en la playa se cruzan dos olas, en ese caso sus elongaciones se suman algebraicamente. En la figura se han representado dos interferencias, en las cuales en el primer caso las amplitudes son ambas positivas y en el segundo caso una amplitud es positiva y la otra negativa. En las dos situaciones cuando se cruzan completamente los pulsos hay una interferencia, en el primer caso hay una interferencia constructiva y en el segundo caso una interferencia destructiva.

Caso 1 Caso 2


V. Absorcin Concepto: Se produce cuando una onda entra a un medio de baja elasticidad o muy denso y de lentamente va entregando su energa a ste. Aqu se producir una paulatina disminucin de la amplitud.

2.5. Sonido: Un sonido se percibe cuando algo vibra. al vibrar un cuerpo se desplaza a uno y otro lado de su posicin de equilibrio. Esta energa se transmite al medio que le rodea difundindose en todas las direcciones a travs de ste. Esto produce una perturbacin del medio que le rodea, producindose una regin de compresin (los puntos se encuentran ms prximos) y otra de dilatacin o rarefaccin (los puntos se encuentran ms alejados) como consecuencia de la vibracin (vase figura). de esta forma llegan las vibraciones hasta nuestro odo.


La percepcin del sonido se produce mediante las vibraciones que producen las ondas sonoras en nuestro tmpano. El proceso se puede resumir de la siguiente manera: las ondas sonoras pasan por el odo externo, pabelln auditivo, conducto auditivo, y llegan al tmpano. Las vibraciones del tmpano se transmiten al odo medio, formado por tres huesecillos, martillo, yunque y estribo, que transmiten la vibracin al odo interno, donde la vibracin pasa por los canales y el caracol; estas vibraciones que se transmiten por el caracol son transformadas en impulsos nerviosos por la terminal del nervio auditivo que manda los impulsos al cerebro.

El sonido se propaga por un medio material (slido, lquido o gaseoso) hasta llegar a nuestros odos, por lo tanto el sonido es una onda mecnica, del tipo longitudinal, cuya frecuencia est comprendida entre los 20 y 20000 Hz.

2.6. El Infrasonido y el ultrasonido Una onda sonora que se propaga en el aire con una frecuencia inferior a 20 Hz se denomina infrasonido y si su frecuencia es superior a los 20.000 Hz recibe el nombre de ultrasonido. La mayora de los seres humanos perciben sonidos entre estas frecuencias, a medida que se envejece, las frecuencias altas dejan de ser percibidas perdindose paulatinamente la capacidad de audicin, en otros seres vivos el rango de audicin es diferente. Hay algunos animales que son capaces de percibir los ultrasonidos, el perro, por ejemplo, es capaz de percibir ultrasonidos cuyas frecuencias alcanzan hasta los 50 000 Hz. A ello se debe que algunos perros amaestrados escuchen los ultrasonidos (producidos por silbatos especiales) que una persona no puede percibir, tambin se sabe que los murcilagos, aun cuando son casi ciegos, pueden volar sin chocar con ningn obstculo, porque emiten ultrasonidos que luego captan sus odos despus de ser reflejados por dichos obstculos. Las frecuencias ultrasnicas que emite el murcilago y oye despus, pueden llegar hasta los 120 000 Hz.


El sonar es un dispositivo figura, que emplea el ultrasonidos para localizar objetos y medir la distancia hasta ellos, de modo similar a lo que hacen los murcilagos. Un sonar puede localizar cardume o conjunto de peces, un submarino, etc. ya que pueden ser localizados al reflejar los ultrasonidos emitidos por el equipo de sonar de un barco

2.7. Rapidez de propagacin Para medir la rapidez del sonido en el aire, en el siglo XVII se utiliz una distancia conocida de 20 Km, se dispar un caonazo y se midi el tiempo desde el momento en que se visualiza el resplandor del fogonazo hasta la llegada del sonido al observador, al efectuar el clculo correspondiente se obtuvo que la rapidez del sonido, era aproximadamente de 340 m/s. Hoy en da el valor anterior se obtiene a una temperatura de 20 C ya que a mayor temperatura del gas, la rapidez de propagacin del sonido es mayor. La rapidez de propagacin del sonido depende del medio en el cual se propaga, la siguiente tabla informa de la rapidez de propagacin del sonido en diferentes medios.


2.8. Cualidades del sonido Las propiedades ms importantes del sonido son: la intensidad, la altura o tono y el timbre.

2.8.1. La intensidad. La intensidad del sonido es una propiedad que est relacionada con la energa que transporta la onda sonora. Cuando una fuente emite un sonido este se propaga en todas direcciones y la energa va disminuyendo a medida que la onda viaja. Si una bocina de un automvil emite un sonido de alta energa se dice vulgarmente que es un sonido fuerte en cambio si la energa del sonido es baja se dice que es un sonido dbil. La cantidad de energa transportada por una onda sonora est ligada con la amplitud de ella, a mayor amplitud mayor energa. La figura muestra dos ondas sonoras de igual frecuencia y longitud de onda, pero de diferente amplitud. La intensidad del sonido se mide en una unidad denominada Bel (en homenaje a Alexander Graham Bell), un submltiplo de esta unidad es el decibel (dB), que corresponde a la dcima parte del Bel (1 dB = 10-1 Bel). En la tabla siguiente se presentan las intensidades de algunos sonidos expresados en decibel


INTENSIDADES SONORAS

La intensidad sonora es inversamente proporcional al cuadrado de la distancia entre el auditor y la fuente de sonido y se calcula con la siguiente expresin

2.8.2. Altura del sonido Muchas veces se dice que los hombres tienen voz gruesa o grave y que las mujeres tienen voz fina o aguda, con lo anterior nos estamos refiriendo a la altura del sonido emitido tanto por hombres como por mujeres. La altura de los sonidos se relacionan con la frecuencia con que se emite la onda sonora, en general la frecuencia de la onda es mayor en las mujeres que en los hombres, esto significa que un sonido de pequea frecuencia es grave, en cambio un sonido agudo es de alta frecuencia. Las notas musicales se caracterizan por su altura o frecuencia, el La normal tiene una frecuencia de 440 Hz y el Do normal tiene una frecuencia de 512 Hz, por otro lado los cantantes de msica clsica se clasifican de acuerdo con la frecuencia de la nota que se capaces de emitir, los ms destacados son los bajos con voz grave, y los tenores con voz de mayor frecuencia o agudo.


En el caso de las mujeres las ms destacadas son las sopranos las cuales emiten sonidos cuyas frecuencias van desde los 100 Hz hasta los 1200 Hz.

2.8.3. Timbre El timbre es una propiedad del sonido ligada a la fuente emisora del sonido, es lo que nos permite distinguir dos instrumentos diferentes los cuales estn emitiendo sonidos de igual intensidad y altura. En el caso de esta cualidad el sonido est ligado a las caractersticas fsicas del instrumento, por ejemplo tamao, material, forma y pequeos detalles que hacen diferentes un instrumento de otro, por ejemplo dos guitarras pueden estar emitiendo la misma nota, pero no suenan iguales, en el caso de los violines lo Stradivarius se reconocen como los instrumentos de mejor calidad en la emisin de su sonido. La figura muestra la grfica de dos sonidos iguales, emitidos por dos instrumentos, un piano y un violn


2.9. Efecto Doppler: Cuando una ambulancia pasa a gran velocidad junto a nosotros tocando la sirena, percibimos que el tono del sonido aumenta y se aprecia ms agudo a medida que la ambulancia se acerca, mientras que disminuye, se percibe ms grave, a medida que se aleja. Este fenmeno se conoce como efecto Doppler, en honor al fsico austriaco Christian J.Doppler. Para comprender este fenmeno consideremos una ambulancia en movimiento con sus sirenas emitiendo sonido. Esta tiende a alcanzar las ondas sonoras que se propagan delante de ella y a alejarse de las que se propagan detrs. Esto da por resultado que, para un observador esttico, aparentemente las ondas se compriman delante y se expandan detrs de la fuente en movimiento. De esta forma, una persona que est delante de ambulancia le llegar ms crestas de onda por segundo por lo que aprecia una frecuencia mayor que la producida por la fuente de sonido. En cambio, a una parada detrs de la ambulancia le llegarn menos crestas por segundo y percibir una frecuencia menor que la frecuencia emitida por la fuente. Cuando el receptor (R) y la fuente emisora (E) se mueven simultneamente (a lo largo de una misma recta), la frecuencia que detectar el receptor depende, naturalmente, de las velocidades de ambos y est dada por:

Donde: fR es la frecuencia del receptor. fE es la frecuencia del emisor. VE velocidad del emisor. VR velocidad del receptor. VS velocidad de la onda. Observe que los signos + en el numerador y en el denominador corresponden a un aumento de frecuencia (aproximacin entre la fuente y el receptor). Por otra parte, los signos - en el numerador y + en el denominador corresponden a una disminucin de la frecuencia (alejamiento entre la fuente y el receptor). Las ecuaciones anteriores, aunque hayan sido deducidas para ondas mecnicas, pueden aplicarse tambin a las ondas luminosas, si las velocidades del emisor y el receptor son mucho menores que la velocidad de la luz en el vaco. Cuando esto no ocurre, las ecuaciones se alteran debido a efectos relativistas.


ACTIVIDAD N 3

APLICACIONES SONIDO

1. Un astronauta se encuentra solo en la superficie de la Luna, en ese instante su compaero le informa que una nave espacial esta alunizando en las vecindades:

a) Por qu no escucha la llegada de la nave?_________________________________

_______________________________________________________________________ b) Puede escuchar cuando se le golpea el casco?______________________________

_______________________________________________________________________

2. Una onda sonora se propaga en el aire con una rapidez de 340 m/s. La nota La

normal tiene una frecuencia de 440 Hz.

a) Cul es el periodo de oscilacin cuando se genera esta nota musical?___________ ________________________________________________________________________ b) Calcule la longitud de onda para esta nota musical___________________________

_______________________________________________________________________

3. Un nio est frente a un acantilado, emite un sonido el cual se refleja. Si en ir y

volver el sonido se demora 0,8 s y la rapidez de propagacin del sonido es de 340m/s, a qu distancia se encuentra el nio del acantilado?

_______________________________________________________________________ _______________________________________________________________________

4. Durante una tempestad una persona observa un relmpago (luz), despus de 12 s escucha el ruido del trueno. A qu distancia se produjo la descarga elctrica que provoc el relmpago y el trueno?

_______________________________________________________________________ _______________________________________________________________________


5. Se genera un sonido en el agua, el cual se propaga con una rapidez de aproximada de 1500 m/s. Si en ir y volver desde un barco hasta la profundidad del mar tarda 4 s. Cul es la profundidad del mar en ese lugar?

_______________________________________________________________________ _______________________________________________________________________

6. Un murcilago puede detectar pequeos objetos, como por ejemplo insectos, cuyo tamao es aproximadamente igual a la longitud de onda del sonido que emite el murcilago. Si l emite un chillido de 60 KHz de frecuencia y se propaga con una rapidez de 340 m/s, qu tamao mnimo deber tener el insecto para que el murcilago lo detecte?

_______________________________________________________________________ _______________________________________________________________________ 7. Una flauta emite un sonido agudo, en cambio la tuba emite un sonido grave.

Cul de estos instrumentos produce el sonido de menor longitud de onda? _______________________________________________________________________ _______________________________________________________________________ 8. Un sonido es emitido en el aire, mientras viaja ingresa al agua. Indique que pasa

con el tono y la longitud de onda de este sonido cuando sucede el hecho anteriormente descrito.

_______________________________________________________________________ _______________________________________________________________________ 9. Un entrenador de delfines est ubicado a una distancia de 50 m de un estanque

de agua, cuya profundidad es de 30 m. Si l emite un sonido en el aire, cunto tarda en ser escuchado por el delfn, el cual se encuentra en el fondo del estanque?

________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________ 10. Indique la diferencia que existe entre los conceptos de tono y timbre en un

sonido. _______________________________________________________________________ _______________________________________________________________________


11. En el interior de una mina cuya profundidad es de 200 m, se efecta una

detonacin. Si la onda sonora viaja por el aire y por la recorriendo la misma distancia, determine la diferencia de tiempo, cuando recorre los 200 m, s la rapidez de propagacin del sonido en estos medios estn en la razn 1 : 18.

_______________________________________________________________________ _______________________________________________________________________ 12. Un nio se encuentra al costado de una lnea frrea, el maquinista hace sonar el

silbato del tren para alertar al nio. Si el sonido lo escucha cuando se aproxima y durante el alejamiento del tren, explique qu pasa con las frecuencias percibida por el nio s el tren viaja: lentamente rpidamente

_______________________________________________________________________ _______________________________________________________________________ 13. Un carro de bombero se desplaza por una calle haciendo sonar su sirena;

perpendicular a la calle por la cual viaja se encuentra una persona. Qu fenmeno le permite a la persona escuchar el sonido de la sirena? Explique.

_______________________________________________________________________ _______________________________________________________________________ 14. En un escenario simultneamente es emitida la misma nota por un violn y por un

clarinete. Un espectador que se encuentra al medio del teatro, percibe la llegada de los sonidos simultneamente. Qu caracterstica del sonido le permite al espectador diferenciar un sonido del otro?

_______________________________________________________________________ _______________________________________________________________________ 15. El odo humano solo distingue sonidos separados por un intervalo de tiempo de

0,1s. A qu distancia mnima debe estar un obstculo para que se perciba el eco ntidamente?

_______________________________________________________________________ _______________________________________________________________________


SELECCIN MLTIPLE 1. La posibilidad de escuchar a travs de una muralla que separa una habitacin de

otra obedece a: A) El eco B) La reflexin C) La refraccin D) La difraccin E) Todas las anteriores 2. La figura representa una onda estacionaria generada en una cuerda. Respecto de

ella, podemos sealar que: A) Entre A y B hay 3 longitudes de onda B) La longitud de onda es de 8cm C) Su amplitud es de 4cm D) La frecuencia es de 10Hz E) La longitud de onda es de 20cm 3. Una nota musical se diferencia principalmente de otra por: A) La frecuencia B) La intensidad C) El timbre D) La velocidad de propagacin E) Todas las anteriores 4. Entre las estructuras del odo que inciden en la percepcin de un sonido se

encuentran: A) El conducto auditivo y el pabelln B) Caracol cclea C) Yunque y martillo D) Nervio auditivo E) Todas las anteriores


5. En una onda sonora, el efecto Doppler est relacionado con la capacidad de: A) Reducir la presencia de eco B) Percibir cambios de frecuencia en sistemas en movimiento C) Mejorar la refraccin que se genera D) Facilitar la difraccin de la onda E) Absorcin de la energa

6. Respecto a la velocidad del sonido, podemos afirmar que: A) A mayor frecuencia, mayor es su velocidad de propagacin B) A mayor longitud de onda, mayor es la velocidad de propagacin C) A mayor amplitud, mayor es la velocidad de propagacin D) La velocidad es constante y caracterstica para cada medio E) La velocidad es constante y la misma para todos los medios.

7. Los sonidos agudos se caracterizan por: A) Emitirse a baja intensidad B) Emitirse a baja frecuencia C) Emitirse a alta frecuencia D) Propagarse a gran velocidad E) Propagarse a baja velocidad

8. Una onda de 4cm de longitud se propaga por un medio "A" a una velocidad de

20cm/s. Al pasar un a medio "B", su velocidad se reduce a 15cm/s. De lo anterior, podemos deducir que la longitud de la onda en el medio "B" es de:

A) 3 cm B) 4 cm C) 5 cm D) 10 cm E) 15 cm

9. La energa que una onda trasmite est relacionada con: A) La frecuencia B) La velocidad de propagacin C) La longitud de onda D) La amplitud E) Todas las anteriores


10. Dadas las siguientes opciones que corresponden a unidades de medida de algunas propiedades y caractersticas de la onda sonora. Cul de ellas corresponden a unidades de frecuencia, intensidad de sonido y de rapidez de propagacin respectivamente?

A) Hz, segundo, m/s B) dB, Hz, m C) dB, Hz, m/s D) Hz, dB, m/s E) seg, Hz, m/s

11. Qu alteraciones tiene la presin del aire en cierta zona, cuando pasa una onda sonora?

I. Compresin II. Rarefaccin III. Reverberacin

Es (son) verdadera(s)

A) Solo I B) Solo II C) Solo III D) Solo I y II E) I, II y III

12. El tono de un sonido es la cualidad que est relacionada con: A) La intensidad del sonido. B) La amplitud del sonido. C) La longitud de onda del sonido. D) La rapidez de propagacin del sonido. E) La frecuencia de la onda sonora

13. El odo humano slo puede percibir sonidos que estn en el rango de: A) 80 Hz y 20000 Hz B) 20 Hz y 80 Hz C) 10 Hz y 140 Hz D) 20 Hz y 20000 Hz E) El odo humano percibe sonidos que son emitidos con cualquier frecuencia


14. Cuando una onda sonora pasa del aire al agua, se afirma que:

I. Cambia de rapidez de propagacin II. Su longitud de onda no cambia cuando pasa del aire al agua III. La longitud de onda del sonido es mayor en el agua que la longitud de onda en el

aire. Es (son) verdadera(s) A) Solo I B) Solo II C) Solo III D) Solo I y II E) Solo I y III

15. Juanita hace vibrar una varilla de acero con un extremo sujeto a una mesa. Luego

la acorta y la hace vibrar nuevamente. En ambos casos escucha sonidos. Al respecto se afirma:

A) Ambos sonidos tienen la misma altura. B) El sonido de la varilla ms corta es ms grave. C) El sonido de la varilla ms larga es ms grave D) El sonido de la varilla ms larga es ms agudo. E) Las ondas producidas por la regla son audibles por Juanito porque se transmiten

por la Regla.

16. Un nio se para frente a un acantilado y emite un sonido, luego de un cierto instante lo vuelve a escuchar. Al respecto, cul de las siguientes opciones explica el fenmeno ocurrido?

A) La reflexin del sonido. B) La interferencia del sonido. C) La difraccin del sonido. D) La absorcin del sonido. E) La refraccin del sonido.

17. Al pasar una onda sonora del aire al agua se produce(n) variacin(es) de: A) velocidad, pero no de su frecuencia ni de su longitud de onda. B) longitud de onda, pero no de su velocidad ni de su frecuencia. C) frecuencia, pero no de su velocidad ni de su longitud de onda. D) velocidad y longitud de onda, pero no de su frecuencia. E) velocidad, longitud de onda y frecuencia.


18. Un puente que aumenta la amplitud de vibracin debido al paso regular de vehculos pesados ilustra el fenmeno de:

A) Reflexin. B) Efecto Doppler C) Resonancia. D) Difraccin. E) Ninguna de las anteriores.

19. Cul de las siguientes proposiciones es la ms correcta con relacin a la

refraccin de una onda sonora? A) La frecuencia de la onda cambia de valor al pasar de un medio (1) a un medio (2). B) La longitud de onda aumenta cuando la onda pasa del medio (1) al medio (2) C) Cuando una onda se refracta, la rapidez de propagacin es diferente en los dos

medios D) El perodo de una onda vara cuando esta se refracta E) Todas las alternativas anteriores son verdaderas

20. Una onda se propaga por un medio con una rapidez v, ingresa a un segundo medio

cambiando su rapidez de propagacin, tal que la rapidez en el segundo medio es mayor que la rapidez en el primer medio. Cul de las siguientes opciones es la correcta?

A) Las tres siguientes opciones son verdaderas. B) Cuando la onda se refract, cambio su velocidad C) En el segundo medio la longitud de onda es menor que la longitud de onda en el

primer medio D) La frecuencia de la onda en el segundo medio es mayor que la frecuencia en el

primer medio E) Las tres opciones anteriores son falsas

21. Un sonido de 1000 Hz viaja en el aire y al refractarse hacia cierto medio, aumenta

su velocidad al doble. Cul es el valor de la longitud de onda de este sonido en el segundo medio de propagacin?

A) -6,4x10-19 B) 12,8 4x1019 C) -3,24x10-19 D) 1,64x10-12 E) 3,24x10-20

22. Qu tipo de onda es el sonido? A) Es una onda mecnica. B) Es una onda estacionaria. C) Es una onda transversal D) Es una onda electromagntica E) Ninguna de las anteriores.


23. Un frente de ondas se propaga en el agua, encuentra un obstculo y se difracta. Cul de las siguientes opciones corresponde a lo sucedido con el frente de onda?

A) Cuando las ondas se difractan, cambio su rapidez de propagacin B) Cuando las ondas se difractan, cambian su frecuencia C) El frente de ondas difractado, mantiene su rapidez de propagacin D) Las ondas difractadas aumentaron su longitud de onda E) Son correctas las opciones A y B

24. La nota musical LA de frecuencia 440 Hz, pasa del aire al agua donde cambia su

longitud de onda. Considerando que la rapidez del sonido en el agua es de aproximadamente 1 500 m/s, la frecuencia de la onda de la nota musical LA en el agua es aproximadamente de:

A) 0,29 Hz B) 3,4 Hz C) 80 Hz D) 320 Hz E) 440 Hz

25. Ulises hace vibrar una regla metlica con un extremo sujeto a una mesa. Luego la

acorta y la hace vibrar nuevamente. En ambos casos escucha sonidos.Al respecto se afirma:

A) Ambos sonidos tienen la misma altura. B) El sonido de la regla ms corta es ms grave. C) El sonido de la regla ms larga es ms agudo. D) El sonido de la regla ms larga es ms grave E) Las ondas producidas por la regla son audibles por Ulises porque se transmiten por

la regla. 26. En cierto lquido el sonido se propaga con una rapidez igual a cuatro veces la

rapidez con que lo hace en el aire. Un sonido es producido en el centro de una piscina llena de dicho lquido y bajo su superficie, entonces el sonido percibido por un observador en tierra tiene

A) Una frecuencia cuatro veces mayor que con la que se produjo B) Una frecuencia cuatro veces menor que con la que se produjo C) Con la misma frecuencia con que se produjo D) Una longitud de Onda cuatro veces mayor con la que se produjo E) La misma longitud de onda que con la que es producido

27. El fenmeno de refraccin se produce cuando: A) La onda choca contra un obstculo. B) La onda cambia de medio. C) La onda pasa a travs de un orificio. D) La onda reduce los planos de vibracin a uno solo. E) Las ondas se encuentran en un mismo punto del espacio.


3. LUZ Y PTICA

La ptica es la rama de la fsica que estudia el comportamiento de la luz, sus caractersticas y sus manifestaciones en los diferentes fenmenos que impresionan nuestro sentido visual y que reciben el nombre de fenmenos luminosos. Abarca el estudio de la reflexin, la refraccin, la interferencia la difraccin y la formacin de imgenes y la interaccin de la luz con la materia.

3.1. La naturaleza de la luz

La naturaleza fsica de la luz ha sido uno de los grandes problemas de la ciencia. Desde la antigua Grecia se consideraba la luz como algo de naturaleza corpuscular, eran corpsculos que formaban el rayo luminoso. As explicaban fenmenos como la reflexin y refraccin de la luz. Newton en el siglo XVIII defendi esta idea, supona que la luz estaba formada por corpsculos lanzados a gran velocidad por los cuerpos emisores de luz. Escribi un tratado de ptica en el que explic multitud de fenmenos que sufra la luz.

3.1.1. Modelo Corpuscular.

Segn Newton, las fuentes luminosas emiten corpsculos muy livianos que se desplazan a gran velocidad y en lnea recta. Podemos fijar ya la idea de que esta teora adems de concebir la propagacin de la luz por medio de corpsculos, tambin sienta el principio de que los rayos se desplazan en forma rectilnea.

Como toda teora fsica es vlida en tanto y en cuanto pueda explicar los fenmenos conocidos hasta el momento, en forma satisfactoria. Newton explic que la variacin de intensidad de la fuente luminosa es proporcional a la cantidad de corpsculos que emite en determinado tiempo. La reflexin de la luz consiste en la incidencia de dichos corpsculos en forma oblicua en una superficie espejada, de manera que al llegar a ella vara de direccin pero siempre en el mismo medio.

La igualdad del ngulo de incidencia con el de reflexin se debe a la circunstancia de que tanto antes como despus de la reflexin los corpsculos conservan la misma velocidad (debido a que permanece en el mismo medio).


La refraccin la resolvi expresando que los corpsculos que inciden oblicuamente en una superficie de separacin de dos medios de distinta densidad son atrados por la masa del medio ms denso y, por lo tanto, aumenta la componente de la velocidad que es la velocidad que es perpendicular a la superficie de separacin, razn por la cual los corpsculos luminosos se acercan a la normal.

3.1.2. Modelo Ondulatorio. Defendida por Christian Huuygens en el ao 1678, describe y explica lo que hoy se considera como leyes de reflexin y refraccin. Define a la luz como un movimientos ondulatorio semejante al que se produce con el Sonido. Propuso el modelo ondulatorio, en el que se defenda que la luz no era ms que una perturbacin ondulatoria, parecida al sonido, y de tipo mecnico pues necesitaba un medio material para propagarse. Supuso tres hiptesis:

1. Todos los puntos de un frente de ondas eran centros emisores de ondas

secundarias; 2. Todo centro emisor se propagaban ondas en todas direcciones del espacio con

velocidad distinta en cada medio. 3. Como la luz se propagaba en el vaco y necesitaba un material perfecto sin

rozamiento, se supuso que todo el espacio estaba ocupado por ter, que haca de soporte de las ondas.

Como los fsicos de la poca consideraban que todas las ondas requeran de algn medio que las transportaran en el vaco, para las ondas luminosas se postula como medio a una materia insustancial e invisible a la cual se le llam ter. En aquella poca, la teora de Huygens no fue muy considerada, fundamentalmente, y tal como ya lo mencionamos, dado al prestigio que alcanz Newton. Pas ms de un siglo para que fuera tomada en cuenta la Teora Ondulatoria de la luz. Los experimentos del mdico ingles Thomas

Young, sobre los fenmenos de interferencias luminosas, y los del fsico francs Auguste Jean Fresnel sobre la difraccin fueron decisivos para que ello ocurriera y se colocara en la tabla de estudios de los fsicos sobre la luz.


3.1.3. La fsica moderna y la dualidad onda-corpsculo Experimentos con la luz develaron un fenmeno cuya explicacin no se poda dar dentro de la teora ondulatoria de la luz, el efecto fotoelctrico. En dicho efecto Se observa que cuando la luz incide sobre un metal, slo por encima de una frecuencia determinada consigue arrancar electrones de su superficie, dndoles una energa cintica que es mayor Cuanto mayor sea la frecuencia de la luz. En 1905, Einstein dio explicacin a este fenmeno al suponer que la luz estaba formada por partculas, cuya energa dependa de la frecuencia de la misma. Esas partculas de luz recibieron el nombre de fotones. Aos despus, la teora cuntica demostr que la luz es a la vez onda y partcula

3.2. Recepcin de la luz: El ojo Sin duda, ste es el instrumento ptico que ms utilizamos. El ojo es bsicamente una esfera rellena de un lquido llamado humor vtreo, de ndice de refraccin aproximadamente 1,3, y una lente, que recibe el nombre de cristalino, de ndice aproximadamente igual a 1,39, que puede cambiar su curvatura para enfocar objetos situados a diferentes distancias. Delante del cristalino hay otra cmara rellena de un lquido llamado humor acuoso y protegido por una membrana transparente conocida como cornea. Todo este sistema ptico se encarga de que los rayos de luz converjan en el fondo del ojo, donde hay receptores sensibles al color y a la cantidad de luz, llamados respectivamente conos y bastoncillos. Dichos receptores estn conectados con el nervio ptico, que es el encargado de enviar las seales al cerebro. En la parte anterior del ojo hay un pequeo msculo que vara el tamao de la abertura del mismo (llamada pupila), y que regula la cantidad de luz que entra en el ojo (por eso de noche la pupila Se hace ms grande, porque es necesario captar una mayor cantidad de luz para ver correctamente). En realidad, el ojo es mucho ms complejo, pero en una primera aproximacin, lo podemos considerar una lente convergente de curvatura variable. Los principales problemas del ojo como instrumento ptico tienen que ver con la capacidad de enfoque de sus lentes.


Cuando el globo ocular es demasiado alargado, la imagen de los objetos lejanos se forma adelantada respecto de la retina, y la visin lejana es borrosa. Se dice entonces que el ojo es miope. La forma de corregirlo es intercalando una lente divergente que permita que los rayos se separen un poco antes de entrar al ojo, de forma que converjan un poco ms atrs en el interior del globo ocular.

Si ocurre lo contrario; es decir, el sistema de lentes del ojo tiene un defecto de convergencia, los rayos procedentes de los objetos cercanos forman una imagen detrs de la retina, de forma que es necesario usar una lente que ayude en la convergencia de esos rayos. A este defecto se le llama hipermetropa.

Otro defecto comn en la visin es el astigmatismo, que aparece cuando la crnea es irregular, con diferentes Curvaturas segn los puntos, y provoca distorsiones de la imagen formada. Se corrige tambin mediante lentes adecuadas.


3.3. Fuentes de luz Las fuentes de luz pueden ser naturales (estrellas como el SoI) o artificiales (linterna, vela). En general, al calentar los cuerpos a altas temperaturas se convierten en fuentes de luz (al calentar algunos metales a altas temperaturas emiten luz); por lo tanto, la luz, como el calor, es otra forma de manifestacin de la energa. Las fuentes de luz pueden ser puntuales o extensas: las puntuales como, por ejemplo, una bombilla producen sombras; las extensas, varias bombillas o el Sol, por ejemplo, producen zonas de sombra y zonas de penumbra.

3.4. Cuerpos iluminados Al iluminar los cuerpos, segn la luz que dejen pasar (la que no pasa se refleja sobre ellos) y teniendo en cuenta si permiten o no distinguir objetos a travs de ellos, los podemos clasificar en:

Cuerpos transparentes: dejan pasar la luz y permiten, por lo tanto, ver objetos el travs de ellos (por ejemplo, un vidrio, aire, agua".)

Cuerpos translcidos: dejan pasar la luz a travs de ellos, pero no permiten ver los objetos a travs de ellos de forma ntida (algunos vidrios, papel vegetal).

Cuerpos opacos: no pueden ser atravesados por la luz (por ejemplo, madera, hierro...).

3.5. Sombras y penumbras

Sombra: es la zona oscura que queda tras un objeto opaco al ser iluminado por un foco de luz puntual, pero, si existen varios focos de luz puntuales o uno extenso, ser la zona tras ellos a la que no le llega nada de luz.


Penumbra: es una zona de sombra ms clara que queda tras un cuerpo opaco al ser iluminado por varios focos de luz puntuales o por uno extenso, ya que a dicha zona llegara slo parte de luz.

En este dibujo se observan tres zonas: La zona de sombra es a la que no le llega ningn rayo luminoso. La zona de penumbra es ala que le llegan algunos rayos, ya que otros son frenados por el cuerpo opaco. La zona iluminada es a la que le llegan los rayos luminosos sin ningn obstculo.

3.6. Eclipses Los eclipses son fenmenos en los que el sol, la tierra y la luna estn alineados, y producen zonas de sombra y penumbra como lo hemos explicado anteriormente. Existen eclipses de dos tipos: Los eclipses de sol se producen cuando la luna se sita entre el sol y la tierra, y la sombra de la luna oscurece algunas partes de la tierra. el eclipse es total en las zonas en las que se oscurece el sol por completo (la zona de sombra) y eclipse parcial cuando se oculta slo parte del sol (la zona de penumbra).


Los eclipses de luna se producen cuando la tierra se interpone entre el sol y la luna; en este caso la luna se oscurece por la sombra de la tierra. Pudiendo formarse tambin eclipse total (zona de sombra) y eclipse parcial (zona de penumbra).

3.7. Propagacin de la luz La luz se propaga a partir de los cuerpos emisores de luz en todas las direcciones y en lnea recta. Esto se puede demostrar fcilmente: unas cartulinas perforadas permiten el paso de la luz cuando las perforaciones coinciden en lnea recta.

Si se repite la experiencia anterior situando cartulinas perforadas en situaciones diferentes alrededor del foco de luz, por cada una de ellas pasan los rayos luminosos, demostrndose que la luz se transmite en todas las direcciones.


3.8. Velocidad de la luz La luz se propaga por el aire o por el vaco a una velocidad de 300.000 km/s. antiguamente se crea que la luz se transmita de forma instantnea. La primera medida fiable de la velocidad de la luz la realiz, en 1929, Michelson, y fue de 299.790 km/s. Einstein determin que no hay nada que se propague ms rpido que la luz. La velocidad de la luz se representa con la letra C. La luz segn sea el medio en el que se propague vara su velocidad de propagacin.

El ndice de refraccin mide la relacin entre la velocidad de transmisin de la luz en el vaco y en otro medio. Se representa por la letra n y su frmula es:

Donde: n = ndice de refraccin C = velocidad de la luz en el vaco Vm = velocidad de la luz en otro medio

Por ejemplo, como la luz en el agua se propaga a una velocidad de 225.000 km/s, Su ndice de refraccin Ser: n = 300.000 km/s / 22.500 km/s = 1,33

Una aplicacin de la velocidad de la luz es la medida de distancias en el universo. Se miden en aos luz, es decir, la distancia que recorre la luz en un ao.


Un ao (31.530.000 segundos) luz es la distancia que se recorre a la velocidad de la luz (300.000 km/s) durante un ao (9.460.000.000 km). Por ejemplo, la estrella ms cercana a la tierra es Prxima Centauri y est a 4,5 aos luz (unos 40 billones de kilmetros); la luz del sol tarda aproximadamente 8 minutos en llegar a la tierra. Por lo grande de las distancias en el universo es por lo que se usa esta medida.

3.9. El color de la luz La luz blanca o visible es tan slo un pequeo grupo de ondas. Newton, en el siglo XVII, al hacer pasar la luz por un prisma cristalino, observ que se descompone en colores (rojo, anaranjado, amarillo, verde, azul y violeta), los del arco iris; este fenmeno se conoce como la dispersin de la luz, pero este efecto tambin se puede realizar en sentido contrario: cuando esa luz descompuesta se hace pasar otra vez por un prisma se vuelve a formar la luz blanca.

3.10. El color de las cosas El color con el que vemos las cosas depende de los colores que absorbe y refleja la sustancia iluminada con la luz. Por ejemplo, algo de color rojo, lo que hace es absorber todos los colores del espectro de la luz visible menos el rojo, que es el que refleja. Un objeto negro absorbe todos los colores y uno blanco refleja todos. De todos los colores, el rojo, verde y azul son los colores primarios. Combinando estos tres colores es posible obtener todos los dems.

3.11. Reflexin de la luz Se produce cuando la luz choca contra un cuerpo, rebota y cambia de direccin. Una superficie lisa refleja la luz en una sola direccin. Pero si la superficie es rugosa se produce la reflexin difusa, que refleja la luz en todas las direcciones.


3.12. Leyes de la reflexin Cuando un rayo de luz, rayo incidente, choca contra un cuerpo opaco, por ejemplo, en un espejo, el rayo se refleja y a este se le llama rayo reflejado. Si imaginamos una lnea perpendicular al espejo, en el punto donde choca el rayo, llamada normal, el rayo incidente formar un ngulo con sta, y el rayo reflejado tambin formar un ngulo con dicha lnea. Siempre en la reflexin se cumplen dos leyes:

El ngulo de incidencia y el de reflexin son iguales.

El ngulo de incidencia, la normal y el ngulo de reflexin estn en el mismo plano.

3.13. Refraccin de la luz La refraccin es el cambio en la direccin de propagacin que sufre la luz cuando pasa de un medio a otro. Esto se produce por el cambio en la velocidad de propagacin al pasar a medios distintos. Al rayo que incide sobre la superficie de cambio de un medio a otro se le llama rayo incidente y al que se desva en el nuevo medio se le llama rayo refractado. En la figura se observa el fenmeno de la refraccin: al cambiar de medio aire y agua, la imagen que percibimos de la cuchara se ve influenciada por el cambio de medio.


3.14. Leyes de la refraccin Al igual que la reflexin, la refraccin cumple una serie de leyes:

El rayo incidente, la normal y el rayo refractado se encuentran en el mismo plano.

Cuando los rayos pasan de un medio de mayor velocidad a un medio de menor velocidad, el rayo refractado se acerca a la normal.

Cuando los rayos pasan de un medio de menor velocidad a un medio de mayor velocidad, el rayo refractado se aleja de la normal.

3.14.1. Ley o Ley de Snell:

Donde n1 es el ndice de refraccin del medio por donde se propaga el rayo incidente, n2 es el ndice de refraccin del medio por donde viaja el rayo refractado. 1 es el ngulo de incidencia (formado por el rayo incidente y la normal a la superficie de separacin de los medios que pasa por el punto de incidencia); y 2 es el ngulo de refraccin (formado por el rayo refractado y la normal).


3.15. Formacin de imgenes en espejos 3.15.1. Espejos Planos: Una superficie lisa y plana que refleja especularmente la luz se denomina espejo plano. Si se considera un objeto luminoso pequeo O colocado frente a un espejo plano, la luz que sale de l e incide en el espejo y es reflejada, como lo muestra la figura. Empleando las leyes de la reflexin se comprueba que los rayos reflejados parecen provenir de un punto ubicado detrs del espejo. Este punto es virtual, porque est ubicado detrs del espejo, en la figura. La imagen que se obtiene en un espejo plano, es de igual tamao que el objeto La imagen es simtrica, en relacin al objeto. La imagen esta girada en un ngulo de 180

3.15.2. Imgenes que se forman entre dos espejos planos:

Para dos espejos planos con un ngulo se obtienen tres imgenes como muestra la figura Cuando se tienen dos espejos planos, los cuales entre s forman ngulo diferente a 0, el nmero de imgenes que se forman cuando se ubica un objeto entre los dos espejos, se obtienen mediante la siguiente ecuacin:

: ngulo que forman los dos espejos planos

Pregunta: Cuntas imgenes se formaran si los espejos forman entre s ngulos de 90, 45 , 30 y 0?


3.15.3. Espejos Esfricos

Hay dos clases de espejos esfricos, los cncavos y los convexos. Son casquetes esfricos de superficie pulimentada. Si estn pulimentados y la reflexin se produce en la parte interior, se denominan cncavos o convergentes; si estn pulimentados y la reflexin sucede en su parte exterior, se denominan convexos o divergentes.

3.16. Elementos asociados a los espejos esfricos (cncavos y convexos)

Centro geomtrico o centro de curvatura (C): Es el centro de la esfera a la que pertenece el espejo.

Centro ptico o vrtice (V): Es el punto medio del espejo.

Eje principal : Es la recta que une el centro de curvatura con el vrtice.

Foco principal (F): Es el punto donde convergen los rayos reflejados que inciden en forma paralela al eje principal. Corresponde al punto medio entre el centro de curvatura y el espejo.

Radio de curvatura : Es el radio de superficie esfrica.

Observacin: La distancia focal f corresponde al punto medio entre el centro ptico

y el centro geomtrico. Luego


3.17. Rayos principales para un espejo Curvo Rayo n 1 Un rayo luminoso, que incide paralelo al eje principal del espejo, se refleja teniendo como direccin de reflexin el foco.

Rayo n2 Un rayo luminoso que pasa por el foco (o se dirige a l) se refleja paralelo al eje ptico

Rayo n 3 Un rayo de luz, que luego de pasar por el radio de curvatura (o dirigirse a l) incide en el espejo, se refleja por la misma trayectoria del rayo incidente.


3.18. Imgenes en Espejos Curvos 3.18.1 En los espejos convexos siempre se forma una imagen virtual, derecha y de menor tamao que el objeto:

3.18.2. En los espejos cncavos:

a) Si el objeto se encuentra a una distancia superior a la distancia focal se forma una imagen real e invertida que puede ser mayor o menor que el objeto: b) Si el objeto se encuentra en el centro de curvatura tendr una imagen real e invertida, de igual tamao que el objeto


c) Si el objeto se encuentra entre el centro de curvatura y el foco tendr una imagen real e invertida, de mayor tamao que el objeto d) Si el objeto se encuentra en el foco del espejo, los rayos reflejados no se interceptan por lo tanto no hay imagen o esta se formara en el infinito.

e) Si el objeto se encuentra entre el foco y el vrtice del espejo, tendr una imagen virtual y derecha, de mayor tamao que el objeto


3.19.1. Las lentes: formacin de Imgenes Las lentes son objetos transparentes con dos superficies de refraccin, de las que al menos una de ellas es curva. Un rayo de luz, al pasar a travs de una lente, sufre un refraccin al entrar y otra al salir, de forma que el rayo al pasar a travs de la lente se desva. Las lentes pueden ser convergentes o divergentes segn concentren la luz o la dispersen. En las lentes convexas o convergentes una o las dos superficies de refraccin estn curvadas hacia fuera y los rayos de luz, al atravesarlas, se concentran en un punto llamado foco (f). En las lentes cncavas o divergentes una o las dos superficies de refraccin se encuentran curvadas hacia el interior y los rayos de luz se dispersan separndose al atravesar la lente.

3.19.2. Rayos principales para las lentes Las lentes tienen la capacidad de formar imgenes de objetos con caractersticas diferentes a los mismos. Cuando es posible proyectar la imagen formada se dice que se trata de una imagen real, y si no se puede proyectar, se denomina imagen virtual.

Para conocer las caractersticas de estas imgenes y dnde se localizan, es necesario conocer el comportamiento de algunos rayos de luz, a los que se denomina rayos principales.


a) Todo rayo que pasa paralelo al eje ptico antes de entrar a la lente convergente pasa, al

salir de ella, por el foco imagen

b) Todo rayo que pasa por el foco objeto llega a la lente y se refracta en ella, emergiendo

paralelo al eje ptico

c) Todo rayo que pasa por el centro ptico no sufre desviacin.

Para localizar el punto imagen que de un objeto en una lente, es necesario construir por lo menos la trayectoria de dos de estos rayos principales, En el punto de cruce se forma la imagen.


3.19.3. Construcciones de imgenes para lentes convergentes: Caso 1. Objetos alejados de la lente a una distancia mayor que el doble de la distancia focal Naturaleza de la imagen: real Orientacin: invertida Tamao: menor que el del objeto

Caso 2. Objetos colocados a una distancia igual a dos veces la, distancia focal Naturaleza de la imagen: real Orientacin: invertida Tamao: igual que el del objeto Caso 3. Objetos situados a una distancia menor que la distancia focal Naturaleza de la imagen: real Orientacin: invertida Tamao: mayor que el objeto.


Como se observa en estos tres primeros casos, cuanto ms cerca est un objeto de la lente, mayor resulta el tamao de la imagen que se forma, la cual es invertida y real. Por consiguiente puede ser proyectada sobre una pantalla o pared. Caso 4. Objetos colocados sobre el foco

Naturaleza de la imagen: impropia Orientacin: indeterminada Tamao: indeterminado. Puede observarse que los rayos principales son paralelos, por lo que se dice que la imagen se forma en el infinito

Caso 5. Objeto colocado entre el foco y la lente. Este es el nico caso en que una lente convergente forma una imagen virtual y derecha. Naturaleza de la imagen: virtual Orientacin: derecha Tamao: mayor que el objeto.

Para la lente divergente siempre se va a obtener una imagen virtual, derecha y ms pequea.


ACTIVIDAD N 4 1. Con respecto a las enfermedades del ojo se afirma lo siguiente: I. La miopa se puede producir cuando el globo del ojo es ms achatado que el ojo normal. II. La miopa se puede producir cuando la cornea presenta una curvatura mayor que la normal. III. El astigmatismo se produce a medida que las personas envejecen.

De estas afirmaciones es o son correctas: A) Slo I B) Slo II C) Slo III D) Slo I y II E) Slo I y III 2. Una persona al mirarse en un espejo ve su cara mucho ms grande qu puede

afirmarse al respecto? A) Se trata de un espejo plano. B) Se trata de un espejo convexo. C) Se trata de un espejo cncavo. D) Puede ser un espejo cncavo o convexo, dependiendo de a qu distancia se ubique la

persona respecto del espejo. E) No se puede aumentar el tamao de una imagen utilizando un espejo. 3. Qu tipo de imagen se forma para este objeto situado frente a un espejo cncavo? A) Real y ms pequea. B) Virtual y ms grande. C) Invertida y ms grande. D) Invertida y ms pequea. E) Derecha y virtual. 4. Cuando un rayo de luz incidente pasa por el foco de un espejo cncavo, A) El rayo reflejado pasa por el Foco. B) El rayo reflejado pasa por el Centro de Curvatura. C) El rayo reflejado es paralelo al Eje ptico. D) El rayo reflejado corta el Eje ptico E) El rayo reflejado pasa por el Vrtice


5. El arco iris es un fenmeno que se produce principalmente por: I. Refraccin de la luz. II. Reflexin total interna de la luz. III. Interferencia luminosa. De ellas, es(son) correcta(s): A) Slo I. B) Slo II. C) Slo III. D) Slo I y II. E) Slo II y III. 6. Con respecto a la rapidez de propagacin de la luz se afirma lo siguiente: I. Viaja a mayor rapidez en el vaco. II. Viaja a menor rapidez en los medios ms densos. III. La rapidez no cambia al pasar de un medio a otro. De estas afirmaciones es o son correctas: A) Slo I B) Slo II C) Slo III D) Slo I y II E) Slo II y III

7. Si el ndice de refraccin es 1,5, significa que, siendo c el valor de la velocidad en el

vaco, la rapidez de propagacin en el medio ms denso es: A) c/1,5 B) c 1,5 C) c 1,5 D) c + 1,5 E) c 1,5 2 8. Segn el modelo atmico, un cuerpo est en estado neutro cuando: A) No tiene protones ni electrones B) No tiene cargas elctricas C) Tiene ms neutrones que protones D) Tiene igual nmero de neutrones que electrones E) Tiene igual nmero de protones que electrones


9. Si un objeto es visible por un espectador es debido a que: I. el ojo del espectador emite partculas que son enviadas hacia el objeto. II. existe luz que viaja desde el objeto hacia el ojo del espectador. III. La luz se refleja en forma difusa hacia los ojos del espectador

De ellas son correctas: A) Slo I B) Slo II C) Slo III D) Slo I y II E) Slo II y III 10. Sobre dos medios (agua y cristal) inciden los rayos I, II y III como indica la figura. La

trayectoria ms correcta a travs de estos medios es la del rayo:

A) Slo I B) Slo II C) Slo III D) Cualquiera de ellos es correcto. E) Todas ellas son incorrectas 11. Con respecto a las lentes con las cuales se puede corregir la visin defectuosa, se

afirma lo siguiente: I. En el caso de miopa se puede corregir usando lentes divergentes II. En el caso de miopa se puede corregir usando lentes convergentes. III. En el caso de hipermetropa se puede corregir usando lentes divergentes.

De estas afirmaciones es o son correctas: A) Slo I B) Slo II C) Slo III D) Slo I y II E) Slo I y III


12. El espectro electromagntico abarca todas las radiaciones electromagnticas que se pueden emitir. Indique cul de las siguientes radiaciones es de mayor frecuencia (o, que es lo mismo, de mayor energa)

A) Luz visible. B) Microondas. C) Rayos ultravioleta. D) Radiacin infrarroja. E) Ondas de radio. 13. En la figura hay un espejo plano al cual le incide un rayo I. De la figura, determine el

rayo reflejado del rayo I

A) A B) B C) C D) D E) E

14. Dadas las siguientes afirmaciones: I. La reflexin difusa se presenta cuando la superficie no es lisa. II. Si llega un conjunto de rayos paralelos a una superficie y ellos se reflejan como rayos

paralelos, entonces la reflexin ocurri sobre una superficie especular III. La Ley de la reflexin solo se cumple en espejos planos Es (son) verdadera(s):

A) Solo I B) Solo II C) Slo I y II D) Slo II y III E) I, II y III 15. El cristalino de nuestro ojo se comporta como: A) Un prisma. B) Una lente bicncava. C) Una lente convergente. D) Una lente divergente. E) Una espejo plano.


16. Un objeto S se ubica a 2 m de un espejo plano E, tal como se muestra. Respecto a la imagen T dada por el espejo se puede afirmar correctamente que:

I. Se encuentra a 4 m de S II. Se encuentra en E III. Se encuentra en T

A) Solo III B) Solo II C) Solo I D) Solo I y II E) Solo I y III 17. Cuando un rayo de luz incidente pasa por el foco de un espejo cncavo, A) El rayo reflejado pasa por el Foco B) El rayo reflejado pasa por el Centro de Curvatura C) El rayo reflejado es paralelo al Eje ptico D) El rayo reflejado corta el Eje ptico E) El rayo reflejado pasa por el Vrtice 18. Sobre las caractersticas de la luz visible es posible enunciar que: I. Se puede propaga a travs del vaco II. Su velocidad depende del medio en que se propaga III. La luz blanca se puede descomponer en los colores del arco iris IV Todos los colores tienen la misma longitud de onda. De ellas son correctas: A) Slo I y II B) Slo II y III C) Slo III y IV D) Slo I, III y IV E) Slo I, II y III 19. Si el ndice de refraccin del diamante es 2,5; la velocidad de la luz al atravesarlo en

Km/s es: A) 750.000 B) 300.000 C) 120.000 D) 75.000 E) 12.000


20. En un espejo plano, el ngulo que forma el rayo reflejado y el espejo es de 35. Entonces, el ngulo de incidencia es:

A) 35 B) 125 C) 55 D) 90 E) 145 21. Segn las leyes de la refraccin, las estrellas deberan estar: A) Ms abajo de lo que se observan B) Ms arriba de lo observado C) No debera existir diferencia D) Ms lejos de lo observado E) Ms cerca de lo observado 22. Dadas las siguientes afirmaciones: I. La reflexin difusa se presenta cuando la superficie no es lisa. II. Si llega un conjunto de rayos paralelos a una superficie y ellos se reflejan como rayos

paralelos, entonces la reflexin ocurri sobre una superficie especular III. La Ley de la reflexin solo se cumple en espejos planos

Es (son) verdadera(s): A) Solo I B) Solo II C) I y II D) II y III E) Ninguna

23. Qu tipo de fuente de luz es una ampolleta? A) Natural y primaria. B) Artificial y secundaria. C) Natural y secundaria. D) Artificial y primaria. E) Ninguna de las anteriores.

24. En la figura se muestra un prisma que contiene vaco en su interior, usted dira

que de los rayos trazados con un lser, son posibles: A) Slo I B) Slo II C) Slo III D) I y II E) I y III


25. Un objeto se pone frente a un espejo convexo, La imagen que se forma es: A) virtual y derecha B) derecha y real C) real e invertida D) virtual e invertida E) virtual y real 26. El espejismo es un fenmeno que se produce principalmente por: I. refraccin de la Luz II. reflexin total interna de la luz III. agua en la superficie del suelo

A) Solo I B) Solo II C) Solo III D) Solo I y II E) Solo II y III 27 En qu caso un espejo convexo puede formar una imagen real de un objetivo? I. Si el objeto se coloca en el vrtice del espejo. II. En cualquier caso. III. En ningn caso. A) Slo I B) Slo II C) Slo III D) Slo II y III E) I, II, y III 28. Una persona se encuentra ubicada a 3 m delante de un espejo plano, su imagen A) es real y del mismo tamao. B) es virtu

Librofisica Tomo I 2014

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