Unidad 1 Movimiento ondulatorio
Ondas: concepto. Tipos de ondas. Parámetros de una onda. Ecuaciones, unidades. Sonido.Características.Eco. Infrasonido. Ultrasonido. Oído humano. Luz. Características.Formación de imagenes en espejos planos y curvos. Defectos de la visión.
Tomar apuntes de los conceptos fundamentales:
1) Las ondas y el transporte de energía, recuperado de:
2) Concepto de onda, ondas unidimencionales, bidimensionales y tridimencionales, ondas longitudinales y transversales ( no copiar las ecuaciones). Recuperado de:
Otra explicación:
3) Características de una onda, parámetros o elementos de una onda: cresta, valle, longitud de onda, amplitud de onda, periodo, frecuencia, ecuaciones y unidades. Recuperado de:
https://www.youtube.com/watch?v=8IrYxyp9BTk
Resuelve:Ondas: velocidad, periodo y frecuencia.
1-a- Recordando el concepto de frecuencia y periodo, interpreta y resuelve: Sabiendo que una onda efectúa 750 oscilaciones en 30 s, ¿ cuáles son su frecuencia en Hertz y su periodo en segundos?
b-Si en un segundo se producen 5 oscilaciones, a) ¿Cuál es la frecuencia?b) ¿Cuál es su periodo?
c-El oído humano percibe sonidos cuyas frecuencias están comprendidas entre 20 y 20000 Hertz . Calcular la longitud de onda de los sonidos extremos, si el sonido se propaga en el aire con la velocidad de 330 m/s.
2. Un foco sonoro colocado bajo el agua tiene una frecuencia de 750 Hertz (1/s) y produce ondas de2 m . ¿Con qué velocidad se propaga el sonido en el agua?
2. Un foco sonoro colocado bajo el agua tiene una frecuencia de 750 Hertz (1/s) y produce ondas de
3- Un pescador observa que el corcho de la caña realiza 40 oscilaciones por minuto, debidas a unas olas cuyas crestas están separadas 60 cm . ¿Con qué velocidad se propaga la onda?
4-Una ola en el océano tiene una longitud de 10 m . Una onda pasa por una determinada posición fija cada 2 s. ¿Cuál es la velocidad de la onda?
5-Ondas de agua en un plato poco profundo tienen 6 cm de longitud. En un punto, las ondas oscilan hacia arriba y hacia abajo a una razón de 4,8 oscilaciones por segundo. a) ¿Cuál es la rapidez de las ondas?, b) ¿cuál es el periodo de las ondas?
6) Menciona ejemplos de ondas mecánicas y electromagnéticas, 3 de cada una.
7)¿Cuál es la diferencia entre un pulso y una onda?
8) Observa los esquemas a y b e indica: la longitud y amplitud de onda en cada esquema, ¿cuál tiene mayor frecuencia y periodo de onda?
a) b)
Para repasar los conceptos de periodo, frecuencia y velocidad de onda.
Recuperados de:
https://www.youtube.com/watch?v=KtrWbRtwrPc
Ejercicios resueltos de velocidad de onda, recuperados de.
https://www.youtube.com/watch?v=i90Z7ypEFTk
https://www.youtube.com/watch?v=aVRn_-1JGBc
para repasar velocidad de onda, recuperado de:
https://www.youtube.com/watch?v=ImXnxDv8dn4&t=2s
Sonido
(Tomar apuntes)
El sonido: Proyecto G, recuperados de:
Como oímos, recuperados de:
Resonancia en una copa de cristal, recuperado de:
https://www.youtube.com/watch?v=ULLOAGWla7M
Práctica de revisión
Práctica de revisión
1) Una onda sonora cuya longitud de onda es 1,36m se propaga en un medio con una velocidad de 400 m/s: a) Indique cuál es el espacio de agregación más probable del medio en que se propaga ( consultar tabla de velocidades) b) Calcula la frecuencia de onda,c) señale si es perceptible por el oído humano.
2) Un diapasón emite un sonido cuya frecuencia es de 280Hz. Calcula su longitud de onda y el período.
3-El edificio Platinum, ubicado en Santiago, se mece con una frecuencia aproximada a 0,10 Hz. ¿Cuál es el periodo de la vibración?
4-Calcular la longitud de onda de una nota musical con una frecuencia de 261 Hz. ¿Cuál es el periodo?
5-La velocidad de propagación de una onda que se transmite en una cuerda es de 0,5 m/s y su longitud de onda es de 25 cm. ¿Cuáles son su frecuencia y periodo?
5-La velocidad de propagación de una onda que se transmite en una cuerda es de 0,5 m/s y su longitud de onda es de 25 cm. ¿Cuáles son su frecuencia y periodo?
El eco es un tipo de fenómeno acústico que se produce cuando el tiempo que transcurre entre un sonido emitido y el sonido reflejado es tan amplio que se perciben por separado, es decir que el sonido se refleja, produciendo un viaje de ida y vuelta alterando la percepción de una onda singular. Se produce cuando una onda sonora audible choca contra un medio más denso y llega al oído de una persona con una diferencia de tiempo superior o igual a 0,1 segundos con respecto del sonido que recibe directamente de la fuente sonora. Por ejemplo: Al llegar a una pared la vibración rebota y vuelve al lugar de origen.
Las superficies duras y lisas son, generalmente, buenas reflectoras del sonido ( por ejemplo una pared) pero en cambio, las blandas y rugosas lo absorben, el corcho, la lana de vidrio, los cortinados, el telgopor, madera, alfombras. La reflexión del sonido debe tenerse presente para la buena acústica de las salas destinadas a conferencias, cines, teatros, etc. En una habitación grande vacía será posible advertir el eco de la voz del que habla, pero si la habitación estuviera llena de gente, probablemente no se notaría el eco, porque las ropas de las personas absorberían gran parte del sonido.
El sonido que llega a nuestro oídos en un salón proviene: una parte, directamente de la persona que habla, de los instrumentos musicales, de los altavoces, etc, y otra parte, de las reflexiones en paredes techos y piso.
Fenómeno de reverberación:
Es la persistencia del sonido en un local por sucesivas reflexiones en las paredes, producción de ecos múltiples, por eso en los locales desprovistos de cortinas y muebles los sonidos parecen alargarse, produciendo reverberación.
Fenómeno de resonancia:
Un cuerpo vibra por resonancia cuando recibe del medio que lo rodea vibraciones de frecuencia igual o muy semejante a la suya.
El sonido que llega a nuestro oídos en un salón proviene: una parte, directamente de la persona que habla, de los instrumentos musicales, de los altavoces, etc, y otra parte, de las reflexiones en paredes techos y piso.
Fenómeno de reverberación:
Es la persistencia del sonido en un local por sucesivas reflexiones en las paredes, producción de ecos múltiples, por eso en los locales desprovistos de cortinas y muebles los sonidos parecen alargarse, produciendo reverberación.
Fenómeno de resonancia:
Un cuerpo vibra por resonancia cuando recibe del medio que lo rodea vibraciones de frecuencia igual o muy semejante a la suya.
Condiciones y cálculos
Para que el eco se produzca la superficie que refleja la onda debe estar separada del foco sonoro a por lo menos 17 metros y a 11,3 metros para sonidos secos ( palabra)
Por movimiento rectilíneo uniforme (MRU) la velocidad de calcula:
V = d/t implica que distancia es: d = v. t reemplazando con los datos:
d= 340 m/s . 0,1 s = 34 m Los segundos se cancelan.
Como esta distancia, 34m, es recorrida por el sonido entre ida y vuelta, la distancia mínima a una pared para que una persona escuche un eco es: 34/ 2 = 17m (siempre dividir por dos)
A modo de revisión, recuperado de:
https://www.youtube.com/watch?v=9FX8FBZb5s8
A modo de revisión, recuperado de:
https://www.youtube.com/watch?v=9FX8FBZb5s8
Práctica
1) Una persona emite un grito frente a la ladera de una montaña y escucha el eco 1,3 s después. ¿ A qué distancia se halla de la ladera?
2) El sonar de un barco emite una señal hacia el fondo del mar y se recibe la onda reflejada 3 s después. Sabiendo que la velocidad del ultrasonido en el agua salada es de 1429 m/s, ¿ a qué distancia del barco está el fondo?
3-Un cazador dispara y escucha el eco 6 segundos después del disparo. Sabiendo que la velocidad de propagación del sonido en el aire es de 340 m/s. Calcula a que distancia del blanco (presa) se encuentra el cazador.
Ondas electromagnéticas
Espectro electromagnético, ondas en la vida cotidiana, recuperado de:
https://www.youtube.com/watch?v=zQcbLwGT8w0
Características de las ondas electromagnéticas, recuperado de:
https://www.youtube.com/watch?v=uxSmgkO-qhM
¿Qué es la luz? ¿Por qué vemos colores? Recuperado de:
https://www.youtube.com/watch?v=5E3kl_7_cT0&t=82s
Reflexión de la luz, recuperado de:
https://www.youtube.com/watch?v=v-aHO2UAC8Q
Para revisar conceptos
https://www.youtube.com/watch?v=NrMeNuBxezs
1)Para revisar conceptos de refracción de la luz e índice de refracción, recuperado de:
https://www.youtube.com/watch?v=CjouJ0lcW58
Reflexión total interna
https://www.youtube.com/watch?v=1nQ7e5GfvEw&t=23s
2) Ejercicio aplicando le ecuación de indice de refracción, recuperado de:
https://www.youtube.com/watch?v=NbunQfg0SAM&t=69s
Otro ejemplo
https://www.youtube.com/watch?v=jTGM9cE0V5o
3) Ley de Snell, ejercicio.
https://www.youtube.com/watch?v=IHCwUuZaKfY&t=17s
Práctica
1)Sabiendo que la velocidad de la luz en el agua es de 225000 km/s y de 124481 km/s en el diamante: a) Hallar los índices de refracción absolutos en el agua y en el diamante.
b) Un rayo de luz incide con 45º y pasa de un medio de índice de refracción de n = 1,55 a otro al agua (de n = 1,33). Calcular el ángulo de refracción.
c) ¿Qué conclusiones puedes obtener de los resultados de los apartados anteriores?
4)Una lámina de vidrio de caras planas y paralelas situada en el aire tiene un espesor de 12 cm y un índice de refracción de 1,5. Si un rayo de luz monocromática incide en la cara superior del vidrio con un ángulo de 30º. Hallar el valor del ángulo de refracción en el interior de la lámina.
Ondas electromagnéticas
Espectro electromagnético, ondas en la vida cotidiana, recuperado de:
https://www.youtube.com/watch?v=zQcbLwGT8w0
Características de las ondas electromagnéticas, recuperado de:
https://www.youtube.com/watch?v=uxSmgkO-qhM
¿Qué es la luz? ¿Por qué vemos colores? Recuperado de:
https://www.youtube.com/watch?v=5E3kl_7_cT0&t=82s
Reflexión de la luz, recuperado de:
https://www.youtube.com/watch?v=v-aHO2UAC8Q
Para revisar conceptos
https://www.youtube.com/watch?v=NrMeNuBxezs
1)Para revisar conceptos de refracción de la luz e índice de refracción, recuperado de:
https://www.youtube.com/watch?v=CjouJ0lcW58
Reflexión total interna
https://www.youtube.com/watch?v=1nQ7e5GfvEw&t=23s
2) Ejercicio aplicando le ecuación de indice de refracción, recuperado de:
https://www.youtube.com/watch?v=NbunQfg0SAM&t=69s
Otro ejemplo
https://www.youtube.com/watch?v=jTGM9cE0V5o
3) Ley de Snell, ejercicio.
https://www.youtube.com/watch?v=IHCwUuZaKfY&t=17s
| Material | Índice de refracción |
|---|---|
| Vacío | 1 |
| Aire (*) | 1,0002926 |
| Agua | 1,3330 |
| Acetaldehído | 1,35 |
| Solución de azúcar (30%) | 1,38 |
| 1-butanol (a 20 °C) | 1,399 |
| Glicerina | 1,473 |
| Heptanol (a 25 °C) | 1,423 |
| Solución de azúcar (80%) | 1,52 |
| Benceno (a 20 °C) | 1,501 |
| Metanol (a 20 °C) | 1,329 |
| Cuarzo | 1,544 |
| Vidrio (corriente) | 1,52 |
| Disulfuro de carbono | 1,6295 |
| Cloruro de sodio | 1,544 |
| Diamante | 2,42 |
Práctica
1)Sabiendo que la velocidad de la luz en el agua es de 225000 km/s y de 124481 km/s en el diamante: a) Hallar los índices de refracción absolutos en el agua y en el diamante.
2) Un rayo de luz se propaga por un vidrio de índice de refracción 1,52 y llega a la superficie de separación vidrio-agua (índice de refracción del agua = 1,33 ) con un ángulo de incidencia de 30º. Dibuja los rayos incidente y refractado y señala los ángulos correspondientes.
3)a) Un rayo de luz incide con 45º y pasa desde el aire al agua (n = 1,33). Calcular el ángulo de refracción.b) Un rayo de luz incide con 45º y pasa de un medio de índice de refracción de n = 1,55 a otro al agua (de n = 1,33). Calcular el ángulo de refracción.
c) ¿Qué conclusiones puedes obtener de los resultados de los apartados anteriores?
4)Una lámina de vidrio de caras planas y paralelas situada en el aire tiene un espesor de 12 cm y un índice de refracción de 1,5. Si un rayo de luz monocromática incide en la cara superior del vidrio con un ángulo de 30º. Hallar el valor del ángulo de refracción en el interior de la lámina.
5)Calcular la velocidad con la cual se propaga un rayo de luz en una sustancia cuyo índice de refracción es 1,5 (tomar para el vacío c = 300000 km/s).
6)La velocidad de la luz a través del "bálsamo de Canadá" es de 195.000 km/s. Calcular el índice de refracción absoluto.
7)El índice de refracción del cuarzo es 1,544. ¿Con qué velocidad se propaga la luz en él?
