DESARROLLO COMPETENCIAS

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1 INSTITUCIÓN EDUCATIVA SUPÍA ACTIVIDADES ONDAS FISICA 11. Lic. Manuel Arenas Quiceno. DESARROLLO COMPETENCIAS < Qué sucede con la longitud de onda de las z ondas producidas en determinado medio si se 1/1 aumenta la frecuencia? Explica. 1. La longitud de onda de la luz amarilla es 6 10~ 7 m y la velocidad de la luz es m/s. Cuál es la frecuencia de estas ondas? 2. Describe el movimiento de una partícula de un medio, cuando a través de él viaja una onda transversal. 3. Describe el movimiento de una partícula de un medio cuando a través de él viaja una onda longitudinal. 4. En la figura se muestran dos configuraciones de ondas periódicas producidas en un estanque con agua. Indica en cuál de los dos es mayor a) la longitud de onda. b) la velocidad. c) la frecuencia. 5. En un estanque con agua, en el que las ondas se propagan a 2 mis, se producen 20 vibraciones cada 10 segundos. Calcula: a) La frecuencia. b) La longitud de onda. 1. Es cierto que la velocidad de propagación de las ondas en una cuerda depende de la frecuencia con que se produzcan? Justifica tu res-puesta.

2 9. Qué variación se produce en la velocidad de propagación de las ondas si se aumenta la tensión de la cuerda en la cual se propagan? PLANTEAR HIPÓTESIS 11. Por qué factor se debe variar la tensión de una cuerda para que la velocidad de las ondas que se propagan en ella se duplique? 12. La velocidad de propagación de las ondas en una cuerda es de 3 m/s. Cuál es la velocidad de propagación de las ondas en una cuerda, del mismo material, cuyo corte tiene el doble de área y que está sometida a la misma tensión? 13. Una cuerda de 18 m de largo, se divide en 6 segmentos y con cinco de ellos se forma una cuerda más gruesa. Las dos cuerdas, la delgada y la gruesa, se someten a la misma tensión y se generan en cada una de ellas 20 vibraciones en 10 segundos. Calcula cuál de las dos tiene: a) Mayor densidad longitudinal. b) Mayor velocidad de propagación de las ondas. c) Mayor frecuencia de las ondas producidas. d) Mayor longitud de onda. e) Mayor período de vibración. VERIFICA TEMA 1 - LA PROPAGACIÓN DE LAS ONDAS 1. Escribe al frente de cada una de las siguientes afirmaciones una V si es verdadero o una F si es falso, según corresponda. a) La propagación de las ondas es un mecanismo para transmitir energía entre dos puntos de un medio sin que haya transporte de materia. ( ) b) Las ondas mecánicas necesitan un medio de propagación. ( ) c) La línea que une todos los puntos vecinos de una onda que vibra en fase se llama frente de onda. ( ) d) Cuando el movimiento oscilatorio que produce la onda es periódico se dice que las ondas son circulares. ( ) e) Cuando las partículas de un medio oscilan en dirección perpendicular a la dirección en que se propaga el movimiento ondulatorio se dice que las ondas son transversales. ( ) f) Una función de onda depende únicamente de la posición de cada punto del medio de propagación. ( ) g) La energía asociada a una onda es proporcional al cuadrado de su amplitud. ( )

3 h) La energía asociada a una onda sísmica depende directamente de la frecuencia de oscilación de la onda. ( ) 2. Responde: a) Qué es una onda electromagnética? b) Cuáles son los elementos que se identifican en todo movimiento ondulatorio periódico? c) Cuál es la importancia de la función de onda en el conocimiento de un movimiento ondulatorio? 3. Establece semejanzas y diferencias entre: a) Ondas transversales y longitudinales. b) Ondas mecánicas y electromagnéticas. ANALIZA Y RESUELVE 1. Cuál es la longitud dé onda de un movimiento ondulatorio que tiene un período de 27? Dibuja y explica tu respuesta. 2. Si una onda vibra cuatro veces por segundo y se desplaza con una rapidez de 40 cm/s, cuál es su frecuencia? 3. En la gráfica se muestra un movimiento ondulatorio. Describe el número de longitudes de onda y el período de oscilación de dicho movimiento. 1 TT 4. Qué tipo de onda viaja por un cilindro metálico, si es golpeado por uno de sus extremos en dirección vertical desde arriba, como se observa en la figura? Compárala con la propagación de la onda si el cilindro es golpeado horizontalmen-te paralelo a su eje. 5. Menciona dos razones por las cuales se considera que las ondas circulares disminuyen de amplitud al viajar alejándose de su fuente. 6. Cómo podrías demostrar (ojalá experimental-mente) que un movimiento ondulatorio transporta energía? 7. Una oscilación es una onda? Justifica tu respuesta. 8. Explica por qué la rapidez de las ondas transversales en una cuerda aumenta cuando aumenta la tensión de la cuerda y disminuye cuando aumenta la masa por unidad de longitud. 9. Cuando las personas transportan agua de un lugar a otro en recipientes, se observa que algunas de ellas no tienen problema, en cambio otras aunque tengan cuidado derraman el agua. Explica a qué se debe esta diferencia.

4 10. Dos ondas lineales son idénticas en todo, excepto en que la longitud de onda de una es la mitad de la otra. Cuál de ellas transporta más energía? Justifica la respuesta. 11. Explica cómo se registran las ondas sísmicas en un sismógrafo. 54. Cuando se arrojan simultáneamente dos pie- < dras al agua se forman ondas circulares. Qué «tipo de interferencia se presenta entre ellas? F Justifica la respuesta. < TEMA 2 - FENÓMENOS ONDULATORIOS VERIFICA CONCEPTOS 1. Escribe al frente de cada una de las siguientes afirmaciones una V si es verdadero o una F si es falso, según corresponda. a) El cambio de dirección que experimenta una onda cuando choca contra un obstáculo se denomina reflexión. ( ) b) El cambio de dirección experimentado por un frente de onda cuando pasa de un medio a otro se denomina refracción. ( ) c) La longitud de onda es la distancia que un movimiento ondulatorio se propaga en un segundo. ( ) d) La ley de Snell establece una relación entre las velocidades de un frente de onda en diferentes medios y sus respectivos ángulos de incidencia y refracción. ( ) e) El principio de Huygens establece que todo punto de un frente de ondas puede considerarse como un nuevo fuente de ondas. ( ) f) La superposición de ondas se presenta cuando dos o más de ellas se encuentran en determinado punto del medio, en el mismo instante. ( ) g) La interferencia constructiva se presenta cuando dos ondas se encuentran y se anulan. ( ) h) Cuando se superponen dos ondas de las mismas características que se propagan en la misma dirección pero en sentidos contrarios forman ondas estacionarias. ( )

5 2. Completa las siguientes frases: a) En la refracción de una onda se pueden identificar dos elementos: qu e corresponden al frente de ondas que se mueven en el primer medio y que corresponden al frente de onda que se mueven en el segundo medio. b) Si una onda pasa de un medio a otro en el cual su velocidad aumenta, entonces el ángulo formado por los frentes de onda en la superficie de separación de los dos medios. c) La distancia entre dos nodos consecutivos corresponde a longitudes de onda y la distancia entre dos nodos no consecutivos corresponde a longitudes de onda. ANALIZA Y RESUELVE 1. En las ondas estacionarias, expresa en términos de longitud de onda la distancia entre dos nodos consecutivos. Dibuja y explica. 2. Cuál es la distancia que hay entre dos valles consecutivos en una onda? Dibuja y explica. 3. Si una onda estacionaria con longitud de onda igual a 40 m, tiene cinco nodos. A cuánto equivale su longitud de onda? Medio 1 v. 4. En la gráfica se muestra el movimiento de una onda al pasar de un medio a otro. Explica cuál de los dos medio es más denso y qué velocidad es mayor Vj o v 2? Onda incidente Onda transmitida 5. Se sabe que las ondas formadas al arrojar una piedra en un estanque de agua en calma son circulares, qué sucede si todo el estanque se desplazara en línea recta con una velocidad mayor que la del avance de la ondulación? 6. Explica cómo se forman los nodos y los vientres en una cuerda de guitarra para producir una nota determinada? 7. Cuando dos frentes de onda interfieren entre sí se presenta pérdida de energía? Justifica la respuesta. 8. En ondas estacionarias producidas en una cuerda, como se muestra en la figura, por qué no se forman verdaderos nodos en la cuerda resonante ni siquiera en el extremo fijo? (Sugerencia: considera los efectos de amortiguamiento.) 56