PLAN DE CLASE AMBIENTACION EN CIENCIAS FSICAINSTITUCIN EDUCATIVA MARCO FIDEL SUREZ

REA: FSICA.

UNIDAD DIDCTICA: Fenmenos ondulatorios. TEMA: Propagacin de las ondas. COMPETENCIAS ESPECFICAS:Distinguir los fenmenos caractersticos del movimiento ondulatorio con base en experiencias sencillas.

LOGROS:El movimiento Ondulatorio

Describiremos lo que son las ondas y sus principales caractersticas como amplitud, longitud de onda, frecuencia y velocidad de propagacin. Veremos los tipos de onda ms importante que nos rodean todos los das o que influyen en nuestras vidas como la luz, el sonido, las ondas ssmicas o las ondas en el agua.Tiempo de duracin: Indicadores de desempeo:

Contenidos inciales:

Qu son las ondas? Tipos de ondas: longitudinales y transversales.

Velocidad de propagacin de las ondas.

Propiedades de las ondas.

Aplicaciones.

MOMENTOS DE LA CLASE:

1. ACTIVACION DE SABERES PREVIOS.2. ACCEDER A LA INFORMACION. 3. CONCEPTUALIZAR

4. COMPRENDER

5. PROFUNDIZAR

6. EVALUAR.ACTIVIDADES A DESARROLLAR PARA LA COMPRENSIN DEL TEMA

1. ACTIVACION DE SABERES PREVIOS: Trabajo individual: Observa cada una de las situaciones presentadas a continuacin:

a. Ondas en un

b. Ondas sonido

c. Ondas a travs de

Estanque

campana

airePiensa, analiza y contesta.

1. Qu sucede cuando lanzas una piedra al agua?

2. Cuando la profesora toca la campana?

3. Cuando el muchacho a lo lejos llama a travs del cuerno?

4. Qu encuentras comn en estas 3 situaciones?

5. Qu diferencias encuentras entre estas 3 situaciones?7. ACCEDER A LA INFORMACION.

Un tipo particular de movimiento: el movimiento ondulatorio

Has observado que cuando arrojas una piedra en un estanque, se produce un movimiento en crculos que se transmite por toda el agua? En este hecho el agua no se desplaza. Lo que se ve realmente es una perturbacin en el medio, ocasionada por la piedra. Al viaje o transmisin de este tipo de movimiento se le llama propagacin.

El mismo fenmeno sucede cuando dos personas mantienen sujeta una cuerda larga por sus extremos. Si una de ellas la sacude verticalmente con rapidez, la perturbacin se propaga hasta que llega a la mano de la persona que est en el otro extremo. Otra vez, la perturbacin es la que viaja y la cuerda slo se mueve de arriba abajo.

La propagacin de un pulso o una perturbacin en un medio representa una clase de movimiento muy distinta a la de objetos como pelotas, automviles u otros cuerpos rgidos que estudiamos anteriormente. Este fenmeno se llama movimiento ondulatorio o propagacin ondulatoria.

Sin embargo, para saber con qu rapidez se desplaza un pulso o perturbacin, slo tienes que tomar un punto de referencia y medir la distancia y el tiempo que tarda el pulso en recorrerla. Es decir, aplicas lo que ya aprendiste sobre el movimiento lineal con rapidez constante.

En la siguiente figura se representan los elementos del movimiento ondulatorio.

El tren de ondas que se forma en una cuerda, produce un movimiento peridico transversal. En cambio, el que se forma en un resorte, se denomina movimiento peridico longitudinal. Tambin se muestran las partes de una onda.

La fuente de toda onda es un objeto que vibra. Cada vez que ste regresa a la misma posicin se dice que ha transcurrido un ciclo, en la grfica sera un pulso completo. La frecuencia (f ) es el nmero de pulsos que pasan por un determinado punto en un cierto tiempo (por lo general un segundo).

La frecuencia se mide en hertz (Hz), en honor a Henrich Hertz, quien demostr la existencia de las ondas de radio en 1886.

1 Hz es un ciclo en un segundo.

1. Frecuencia y tono

El tono es una caracterstica de los sonidos que los clasifica en ms agudos o ms graves, con base en su frecuencia.

El intervalo de frecuencias audibles para las personas es de 16 a 20 000 Hz aproximadamente. Los tonos graves, o frecuencias bajas, estn entre 20 y 300 Hz, medios entre

300 y 2 000 Hz y agudos, que seran las frecuencias altas, entre 2 000 y 20 000 Hz.

Un colibr aletea 90 veces en un segundo; mientras que los abejorros lo hacen 130 veces, por lo que su zumbido es grave.

Pero los mosquitos aletean 600 veces en un segundo!, es decir producen un sonido de 600 Hz, tan agudo y molesto que de seguro algunas noches te ha dejado sin dormir.

Cuando hablas o cantas con sonidos graves haces que tus cuerdas vocales vibren menos, pero cuando intentas sonidos agudos ests haciendo que vibren con rapidez. n Investiga si es posible que con un tono muy agudo se pueda romper un cristal (como quiz habrs visto en alguna pelcula).

Definicin de ondas transversales y longitudinales

Si se considera la direccin de la perturbacin, las ondas se pueden clasificar en longitudinales y transversales: en las ondas longitudinales la direccin de la perturbacin es paralela a la propagacin de la onda, ejemplos caractersticos de ellas son el sonido y algunas ondas de un sismo. En contraste, las ondas transversales se producen con una perturbacin perpendicular a la propagacin de la onda. Las ondas queDefinicin de ondas transversales y longitudinales

Si se considera la direccin de la perturbacin, las ondas se pueden clasificar en longitudinales y transversales: en las ondas longitudinales la direccin de la perturbacin es paralela a la propagacin de la onda, ejemplos caractersticos de ellas son el sonido y algunas ondas de un sismo. En contraste, las ondas transversales se producen con una perturbacin perpendicular a la propagacin de la onda. Las ondas que generas cuando haces oscilar una cuerda en la direccin perpendicular al movimiento y la luz, que estudiars con detalle en el Bloque 4, son de tipo transversal. En la pgina 44 te proponemos el proyecto Las ondas, que te permitir comprender las caractersticas del fenmeno ondulatorio a travs del trabajo experimental.

Las ondas sonoras requieren un medio para su propagacin. Con seguridad has visto pelculas que muestran batallas en el espacio estelar y durante stas se escuchan explosiones. Debes saber que slo se trata de efectos de sonido, pues en el espacio no escucharas ningn sonido producido afuera de tu nave espacial. Fuera de la atmsfera, las partculas estn tan separadas que no son capaces de transmitir el sonido. De modo que el sonido no se propaga en el vaco.

La velocidad de propagacin del sonido depende del medio en que ocurra: es mayor en los slidos (5 000 m/s en el acero), mediana en los lquidos (1 440 m/s en el agua) y menor en los gases como nuestra atmsfera

(340 m/s en el aire).

Cuando las ondas de sonido encuentran un obstculo, se presenta el fenmeno de la reflexin, es decir, se regresan. La reflexin es el cambio en la direccin de propagacin de la onda. El odo puede distinguir dos sonidos, siempre que estn separados por lo menos una dcima de segundo. Este fenmeno se llama eco y es utilizado por el murcilago, el delfn y la ballena para viajar y cazar; pero el ser humano tambin le ha encontrado una aplicacin, por ejemplo, en los submarinos, para poder navegar en las profundidades de mares y ocanos, mediante el aparato llamado sonar.

El sonar emite ondas sonoras en el mar, que, al reflejarse en los diferentes obstculos, permiten detectar objetos en las profundidades marinas.

As se han podido realizar mapas del fondo del mar, localizar restos de naufragios (el Titanic) y de bancos de peces.

Sin embargo, hay lugares donde se requiere pureza de sonido y el eco es indeseable, por ejemplo en salas de concierto, estudios de grabacin de discos, cabinas de radiodifusoras o auditorios. Para evitar que se produzca eco, las paredes y techos de esos sitios se recubren con materiales que absorben el sonido, en vez de reflejarlo. Estos materiales pueden ser el corcho, la madera, el cartn o la tela. La prxima vez que asistas al cine o al teatro, observa las paredes.

cmo cazan los murcilagos?

Los murcilagos son los nicos mamferos voladores nocturnos que vuelan y cazan utilizando el sonido como medio para ubicar tanto los obstculos como a sus presas. Los mamferos marinos, como delfines y ballenas, tambin usan el sonido para comunicarse entre ellos y nadar a profundidades donde no hay luz solar y poder cazar a sus presas.1.22. En la Naturaleza hay animales que utilizan el sonido no slo para comunicarse.

Otro fenmeno que quiz has observado es que el sonido se escucha distinto cuando llega directo a nuestros odos, que a travs del cristal de una ventana. Esto se debe a que las ondas sonoras tienen que atravesar diferentes medios para llegar a nosotros: el aire, el cristal y de nuevo el aire. Cuando pasan de un medio de diferente densidad a otro, se produce el fenmeno de la refraccin, que es la modificacin en la direccin y velocidad de una onda, al cambiar el medio en el que se propaga. Esto se debe a la diferente velocidad de propagacin de cada medio, lo que hace que se distorsione y no lo percibamos igual que cuando se propaga por el mismo medio.

La luz tambin es una onda y aunque cumple con todas las caractersticas que se han mencionado (posee amplitud, frecuencia, se refleja y refracta como el sonido), tiene muchas diferencias con ste. Es adems una onda transversal, pero tambin la forma en que se origina y se transporta ningn medio para poder ir de un lugar a otro, por lo que s puede viajar en el vaco.

La diferencia en las velocidades de estas ondas produce muchos efectos que t has observado, como cuando ves el relmpago y luego escuchas el M trueno. En el Bloque 4 conocers ms propiedades de la luz.

Algo ms sobre las ondas ssmicas

Como ya dijimos, los sismos son ondas que se transmiten en la corteza terrestre.

Se originan en un cierto punto en donde se da una ruptura o desplazamiento entre placas tectnicas, y las vibraciones producidas se transmiten en todas direcciones con una rapidez aproximada de 5 km/s. Cuando las ondas llegan a la superficie terrestre sentimos el movimiento con cierta frecuencia y amplitud. Los daos que puede causar un temblor dependen tanto de la amplitud como de la frecuencia y la combinacin de ambas.

La prediccin de sismos es un tema que investigan a fondo los geofsicos, pero sabemos que an estamos lejos de poder lograr la prediccin precisa de la fecha de ocurrencia de un terremoto. Sin embargo, las investigaciones siguen y posiblemente dentro de algunas dcadas habr avances cientficos y tecnolgicos significativos al respecto.

Lo que s se ha hecho es, una vez que se produce un sismo de cierta magnitud en el punto donde las placas se desplazan, avisar a las ciudades donde se sabe que arribarn las ondas para que tomen medidas de emergencia y as minimizar, los daos, sobre todo en lo que respecta a vidas humanas. Estos sistemas de alarma ssmica han sido de gran utilidad en pases como Japn. En Mxico est instalada una alarma ssmica que se est probando para ponerla en funcionamiento en la costa del Pacfico que es donde se genera la mayora de los sismos de importancia que se sienten en la Ciudad de Mxico.

Hagamos unos clculos para saber de cunto tiempo dispondramos para protegernos en la ciudad de Mxico con la seal de la alarma ssmica.

Supongamos que los sismgrafos puestos en la costa del Pacfico que detectan los terremotos se encuentran a 300 km en lnea recta de la Ciudad de Mxico.

Si el sismo es considerado peligroso, inmediatamente se enva a la ciudad un mensaje mediante ondas de radio que viajan a la velocidad de la luz

(300 000 km/s). Por lo tanto, el tiempo que tarda en llegar la seal es de una milsima de segundo, es decir, casi instantneamente nos enteramos que viene un sismo. Pero las ondas ssmicas viajan a un poco ms de 5 km/s, por lo que tardan en llegar a la capital del pas poco menos de 1 minuto, que es el tiempo que tendramos para prevenir desastres.

Puede parecer muy poco tiempo, pero es suficiente para salvar muchas vidas si hacemos conciencia entre la gente y si nos tomamos en serio los simulacros.

En Japn han logrado salvar a mucha gente con todo y que all el tiempo es cercano solamente al medio minuto. Ellos estn muy bien organizados y tienen una profunda cultura de la proteccin ante eventos naturales que pueden provocar desastres!