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GUÍA PEDAGÓGICA N°3 CIENCIAS NATURALES FÍSICA 1° MEDIO DOCENTE: ALEJANDRO FLORES CONTACTO: alejandroflores2006@gmail.com (indicando nombre y curso) UNIDAD N° 1 “LAS ONDAS Y EL SONIDO” 2 Las ondas pueden ser representadas gráficamente y pueden tener diferentes formas; entre las formas de onda más comunes están las siguientes: FORMAS DE ONDA 3 Un ciclo es una oscilación completa de una partícula o cuerpo. Se puede identificar gráficamente en una onda, como la curva que se encuentra entre dos valles o dos crestas. ¿QUÉ ES UN CICLO? 4 También podemos identificar un ciclo de una onda, como el conjunto formado por una cresta y un valle (o un valle y una cresta) consecutivos. ¿QUÉ ES UN CICLO? 5 EJEMPLO: Teniendo en cuenta la onda representada en la figura, indique lo siguiente: I) ¿Cuál es su forma de onda? II) ¿Cuántos ciclos tiene la onda? 6 RESPUESTA: I) La onda representada en la figura es de tipo sinusoidal o senoidal. II) De acuerdo a la definición, se puede concluir que la onda representada en la figura tiene 5 ciclos. 7 ELEMENTOS TEMPORALES DE UNA ONDA 1) Período (T): es el tiempo que tarda una onda en completar un ciclo. Se mide en segundos [s]. El período de una onda, se puede calcular utilizando la siguiente expresión: T = t n T: período, se expresa en segundos [s] n: cantidad de ciclos que posee la onda t: tiempo total de la onda, medido en segundos [s] 8 2) Frecuencia (f): se define como la cantidad de ciclos realizados por una onda en un determinado tiempo. La unidad de medida para la frecuencia es el Hertz [Hz]. La frecuencia de una onda, se puede calcular utilizando la siguiente expresión: f = n t f: frecuencia, expresada en Hertz [Hz] n: cantidad de ciclos que posee la onda t: tiempo total de la onda, medido en segundos [s] 9 El período (T) de una onda y su frecuencia (f) están matemáticamente relacionados, ya que ellos son RECÍPROCOS. Esto significa que el valor de uno de ellos es equivalente al inverso (multiplicativo) del otro. Lo anterior se expresa de la siguiente manera: RELACIÓN ENTRE EL PERÍODO (T) Y LA FRECUENCIA (f) T = 1 f f = 1 T • IMPORTANTE RECORDAR: La frecuencia de una onda posee un valor constante, independiente del medio por el cual viaje la onda. Como la frecuencia de una onda no cambia a través del tiempo, su período también permanecerá constante. 10 3) Rapidez de propagación (v): es la relación que existe entre la distancia recorrida (d) por una onda y el tiempo (t) que tarda en recorrerla. La unidad de medida para la rapidez es el metro por segundo 𝐦 𝐬 . La rapidez de propagación de una onda se puede determinar con las siguientes expresiones: v = λ × f v: rapidez de propagación, expresada en 𝐦 𝐬 λ: longitud de onda, expresada en metros [m] f: frecuencia, expresada en Hertz [Hz] T: período, expresado en segundos [s] v = 𝜆 T 11 La longitud de onda (λ) se puede calcular con la siguiente expresión matemática: OBSERVACIÓN ¿Cómo calcular la longitud de onda (λ)? λ = L n λ: longitud de onda, expresada en metros [m] n: cantidad de ciclos de la onda L: extensión de la onda, expresada en metros [m] 12 La onda de la figura tardó 30 [s] en ir desde el punto A hasta el punto B. Teniendo en cuenta lo anterior, determine lo siguiente: A) Cantidad de ciclos de la onda (n) B) Período de la onda (T) C) Frecuencia de la onda (f) D) Longitud de onda (λ) E) Rapidez de propagación de la onda (v) EJERCICIO 13 DESARROLLO A) A partir de la definición antes entregada (¿Qué es un ciclo?), podemos indicar que la onda representada en la figura tiene 3 CICLOS. 14 DESARROLLO B) Para determinar el período (T) de la onda, debemos utilizar la fórmula asociada a dicho parámetro; por lo tanto su valor sería el siguiente: 𝐓 = 𝐭 𝐧 = 𝟑𝟎 𝟑 = 𝟏𝟎 [𝐬] Entonces, el período (T) de la onda es 10 [s]. C) Para determinar la frecuencia (f) de la onda, debemos utilizar la fórmula asociada a dicho parámetro; por lo tanto su valor sería el siguiente: 𝐟 = 𝐧 𝐭 = 𝟑 𝟑𝟎 = 𝟎, 𝟏 [𝐇𝐳] Entonces, la frecuencia (f) de la onda es 0,1 [Hz]. 15 DESARROLLO D) Para determinar la longitud de onda (λ) de la onda, debemos utilizar la fórmula asociada a dicho parámetro; por lo tanto su valor sería el siguiente: 𝛌 = 𝐋 𝐧 = 𝟗𝟎 𝟑 = 𝟑𝟎 [𝐦] Entonces, la longitud de onda (λ) es 30 [m]. E) Para determinar la rapidez de propagación (v) de la onda, debemos utilizar la fórmula asociada a dicho parámetro; por lo tanto su valor sería el siguiente: 𝐯 = 𝛌 × 𝐟 = 𝟑𝟎 × 𝟎, 𝟏 = 𝟑 𝐦 𝐬 Entonces, la rapidez de propagación (v) de la onda es de 𝟑 𝒎 𝒔 . 16 ACTIVIDAD Copie en su cuaderno y desarrolle el siguiente ejercicio asociado a los contenidos tratados en el presente documento. La onda representada en la figura demoró 40 segundos en ir desde el punto A hasta el punto B, los cuales se encuentran separados una distancia de 180 metros. Teniendo en cuenta lo anterior, determine lo siguiente: a) Cantidad de ciclos de la onda (n) (4 puntos) b) Frecuencia de la onda (f) (4 puntos) c) Período de la onda (T) (4 puntos) d) Longitud de onda (λ) (4 puntos) e) Rapidez de propagación de la onda (v) (4 puntos) 17 ACTIVIDAD ESTA ACTIVIDAD DEBE SER COPIADA EN SU CUADERNO Y DESARROLLADA. LAS FOTOGRAFÍAS DEL DESARROLLO DEBERÁN SER ENVIADAS AL CORREO ELECTRÓNICO INDICADO EN LA PORTADA DE ESTE DOCUMENTO (alejandroflores2006@gmail.com), INDICANDO NOMBRE DEL ALUMNO Y SU CURSO. PLAZO DE ENTREGA: HASTA EL DÍA LUNES 11 DE MAYO 18
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