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GUIA DE TRABAJO No. 2 Tema: Oscilaciones Descripción de actividades: Ver el video: https://www.youtube.com/watch?v=Z6sm1iAuU6c Leer toda la guía de trabajo. Realizar el taller en su cuaderno de Física. Enviar evidencias: * Tomar fotos al cuaderno, ampliar las fotos al tamaño de una hoja carta, guardar en PDF y enviar al correo judithb.fisica@gmail.com. *Colocar en el asunto: Nombre, apellido y grado Fecha límite de entrega: viernes 05 de febrero, hora 5:00 pm Prueba Online: Ingresar a la Plataforma Académica Webcolegios – Académico – Pruebas Online Fecha de la prueba: viernes 05 de marzo, hora 10:40 a 11:25 am. Después de esa hora la prueba quedará inhabilitada. Se evaluarán todos los contenidos estudiados hasta el momento. Recursos de apoyo: https://www.youtube.com/watch?v=2VtjSB8noJ8 https://www.youtube.com/watch?v=zl_9R_FpkkE https://www.youtube.com/watch?v=7Si4eaRwKIQ Criterio de evaluación: Buena presentación. Puntualidad en la entrega de actividades. Participación argumentativa. Desarrollo de actividades. Sigue instrucciones. INSTITUTO ADVENTISTA DE CÚCUTA GESTIÓN ACADÉMICA COMPONENTE Entorno Físico GUÍA DE APRENDIZAJE EMERGENTE PARA ESTUDIO EN CASA COMPETENCIA *Uso del conocimiento científico *Explicación de fenómenos Grado: 11º Fecha: 23 de febrero – 05 de marzo Periodo 1 Asignatura Física Docente: Judith K. Bonilla O. Estándar Establezco relaciones entre frecuencia, amplitud, velocidad de propagación y longitud de onda en diversos tipos de ondas mecánicas. DBA Comprende la naturaleza de la propagación del sonido y de la luz como fenómenos ondulatorios (ondas mecánicas y electromagnéticas, respectivamente). I.FE.A. La onda es el vehículo que transporta energía de un lugar a otro. Nosotros somos portadores de energía y debemos trasmitir un mensaje por nuestro ejemplo. A medida que estemos más cerca de Dios, más tendremos que reflejar de él. Con nuestra vida y actitudes deberíamos ser portadores de un mensaje, aun cuando nosotros no lo hablemos. Debemos ser defensores y por nuestro testimonio decir: “Dios vive en mí y puede vivir en ti” Saber: Identifica y describe los movimientos oscilatorios armónicos producidos por una fuerza recuperadora con sus características de período, frecuencia, elongación y amplitud. Hacer: Desarrolla problemas en los cuales aplica conceptos de movimiento oscilatorio y sus relaciones matemáticas. Ser: Cumple su función en clase y respeta las funciones de otras personas. https://www.youtube.com/watch?v=Z6sm1iAuU6c mailto:judithb.fisica@gmail.com https://www.youtube.com/watch?v=2VtjSB8noJ8 https://www.youtube.com/watch?v=zl_9R_FpkkE https://www.youtube.com/watch?v=7Si4eaRwKIQ En el péndulo, la fuerza recuperadora es igual a la componente del peso dirigido al punto de equilibrio. X = 4 Cos (12 π.t) 1. El período de oscilación de un péndulo es indiferente de la masa que oscila. 2. El período del péndulo depende de su longitud 3. El período del péndulo es directamente proporcional a la raíz cuadrada de la longitud. Es el movimiento lento de una masa suspendida de un hilo que oscila a uno y otro lado de su posición de equilibrio debido a la acción de la gravedad. L= longitud Donde g= gravedad T= periodo LEYES DEL PENDULO En el péndulo se produce un movimiento oscilatorio con una aceleración que es proporcional al punto central y dirigido hacia él. n el péndulo, la fuerza recuperadora es igual a la componente del peso dirigido al punto de equilibrio. m = masa Donde k = constante T = periodo El período de oscilación depende de la masa suspendida y del resorte elástica. EJEMPLOS 1. Un cuerpo realiza un Movimiento Armónico Simple y se mueve de acuerdo a la siguiente ecuación. Donde la distancia se mide en centímetros y el tiempo en segundos. Calcular: a. El período del movimiento b. La frecuencia del movimiento c. La velocidad máxima d. La aceleración máxima SOLUCION Aplicamos la fórmula. X = 4 Cos (12 π.t) X = A Cos (ω t) MOVIMIENTO DE UNA MASA SUSPENDIDA DE UN RESORTE MOVIMIENTO PENDULAR T = 2π L /g T = 2π m / k E SOLUCION 1 m2 Donde A = 4 cm ω = 12 π rad/s Reemplazamos los datos dados en dicha ecuación ya despajada. A = a. Hallamos el período con la siguiente fórmula. A = donde A = 1m o A = 100 cm 2 π = 12 π rad/s Donde: T = 2 π /ω Resultado: T = 1/6 s Calculamos el período del movimiento con la siguiente formula: b. Calculamos la frecuencia del movimiento con la siguiente fórmula: Por lo tanto: Luego: = f = 6 s-1 o f = 6 Hz 1 1/6 T = 2 π (0,5 kg) / (2 New/m) T = 2 π 0,25 s2 Donde T = 3,14 s 3. Hallar la longitud de un péndulo simple cuyo período c. Hallamos la velocidad máxima con la siguiente fórmula. es 2 s. Vmax = (4 cm)( 12 π rad /s) Donde: Vmax = 150,79 cm/ s d. Hallamos la aceleración máxima con la siguiente fórmula. Aplicamos la siguiente fórmula: amax = (4 cm)(12 π rad/s)2 amax = (4 cm)(44 π2 s 2 ) amax = 5684,89 cm/s2 2.Un cuerpo de masa de 0,5 kg fijado a un resorte de constante 0,5 N/m oscila con una energía de 0,25 Joule Calcular la amplitud y el período del movimiento. SOLUCION Elevamos todo al cuadrado para eliminar la raíz. T2 = (2π L / g)2 T2 = 4 π2 L / g T2. g = 4 π2 L Datos m = 0,5 kg K = 0,5 N/m Em = 0,25 J Hallamos la Amplitud con la fórmula: L = T2. g /4 π2 L = (2 s)2. (9,8 m/s2) / 4(3,14)2 L = 4 s2. (9,8 m/s2) / 4(9,86) Donde: 2 Em = kA 2 A2 = 2 Em / k L = 39,2 m / 39,44 La longitud del péndulo es: L = 1,0 m A = 2 Em / k T = 2π L /g Vmax = A. ω f = 1 / T amax = A. ω 2 2 (0,25 J) / (0,5 N/m) m / k T = 2π ω = 2 π / T Em = kA 2 / 2 Problemas: Resuelva los siguientes problemas teniendo en cuenta los ejemplos: 1. Un resorte es estirado hasta alcanzar los 2 m y se pone a vibrar longitudinalmente por un vibrador aplicado en uno de sus extremos. Cuando la frecuencia de excitación es de 6 Hz, se observan en el resorte cuatro amplitudes máximas. ¿Cuál es la velocidad de las ondas de compresión en el resorte? 2. Un resorte de constante elástica de 120 N/m oscila entre los puntos A y B separados entre sí 16 cm. Si despreciamos la fricción, ¿cuál es la energía asociada al sistema? 3. Un cuerpo de 4 Kg oscila, apoyado en un plano horizontal, vinculado a un resorte de 200 N/m. Todas las fricciones son despreciables. Si la amplitud es 10 cm, calcula: a) La máxima energía potencial. b) La velocidad máxima. c) La aceleración máxima. 4. Un péndulo simple de un metro de longitud realiza 90 oscilaciones en 3 minutos. Calcula el valor de la aceleración de la gravedad en m/s2. 5. Un péndulo tiene una longitud de 4m. Calcula la frecuencia de oscilación del péndulo considerando g = 2m/s2. 6. Un cuerpo de masa m está ligado a un resorte y oscila con una amplitud de 10 cm. Si la constante elástica del resorte es 25 N/m, determina la energía total de movimiento
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