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2. Actividad de aprendizaje: Energía y Ondas ¿Qué ocurre cuando se introduce un corcho en agua? ¿Qué ocurre con el espacio qué rodea al objeto? ¿Cuánto tiempo perdura el efecto en el agua que rodea a la perturbación provocada? La figura muestra el movimiento provocado en el agua luego de perturbar la superficie. Si colocamos un corcho en el agua, vemos que el corcho realiza un movimiento en torno a su posición de equilibrio, quedando siempre en el mismo lugar. A medida que el corcho oscila, el agua realiza un movimiento que llamamos ondulatorio ONDAS Cuando la transmisión de energía ocurre sin transporte de materia, se encuentra involucrado un movimiento ondulatorio. Desde Biofísica interesan 2 tipos de ondas: - Ondas Mecánicas: ondas producidas por una vibración en una cuerda, ondas sonoras, ondas en el agua. (Necesitan un medio elástico para propagarse) - Ondas Electromagnéticas: ondas de luz. (Se propagan en el vacío) ¿Cuáles son los parámetros que caracterizan a las ondas? De acuerdo al gráfico con que se trabaje se obtienen distintos parámetros. Gráfico temporal: el eje x tiene como variable tiempo (s) Parámetros que se obtienen directamente del gráfico: Período (T). Amplitud. Gráfico espacial: el eje x tiene como variable posición (m) Parámetros que se obtienen directamente del gráfico: Longitud de onda (). Amplitud. 1. Gráfico temporal de una onda. 2. Gráfico espacial de una onda. Ondas en cuerdas Para poder ejercitarnos en el tratamiento de ondas y energía podemos realizar la actividad que involucra ondas en una cuerda, clickeando en el hipervínculo Jugando con cuerdas (https://phet.colorado.edu/es/simulation/wave-on-a-string) a) Clickea en Reglas, oscilación, extremo fijo, líneas de referencia. Están dadas las condiciones para poder apreciar los efectos que se provocan cuando; - Manteniendo la tensión alta, coloca una frecuencia mayor, ¿será mayor ó menor la cantidad de oscilaciones que realiza la cuerda? - Para una determinada frecuencia modifica la amplitud, ¿cambia el número de oscilaciones? ¿se modifica la amplitud de la onda generada? - Si modificas la amortiguación, ¿qué ocurre con los valles y las crestas? - De acuerdo a la dirección de la propagación en relación a la dirección de la perturbación provocada en la cuerda, ¿cómo clasificarías a las ondas producidas en la cuerda: transversales o longitudinales? Fundamenta. b) En el gráfico del simulador la variable x es la posición. Para una frecuencia de oscilación f = 2 Hz, utiliza la regla para determinar la longitud de onda ( y la Amplitud de la oscilaciónCalcula el período y la velocidad de propagación de la onda. Trabaja en el Sistema Internacional de unidades. - Haz igual que en el inciso b), aumentando la amplitud de la oscilación, ¿se modifican los parámetros? Fundamenta. - Haz igual que en el inciso b), para una frecuencia de oscilación f = 1 Hz, ¿se modifican los parámetros? Realiza los cálculos y fundamenta. Ondas electromagnéticas La energía proveniente del sol se propaga según un movimiento ondulatorio. Estas ondas son transversales (la propagación viaja perpendicular a la perturbación), y el elemento base de esta radiación es el denominado fotón ¿Cuánta es la energía de un fotón? Según Planck: E = h x frecuencia siendo h: constante de Planck h = 6,6.10 -34 J.s ¿Cómo clasificamos a las Ondas electromagnéticas (OEM)? De acuerdo a su frecuencia, su longitud de onda y su Energía. Espectro electromagnético: para saber más clickea en el hipervínculo https://phet.colorado.edu/es/simulation/molecules-and-light Ondas y luz Clickeando en mostrar espectro de luz verás las distinta OEM de acuerdo a los parámetros que las caracterizan ¿En qué rango de longitud de onda se encuentran las OEM que corresponden al visible? Calcula la frecuencia de la onda correspondiente al color violeta y la frecuencia de la onda correspondiente al rojo. ¿Cuál de ellas posee mayor energía? Ondas de sonido Clickee en la siguiente simulación: https://www.geogebra.org/m/AYGByu4P a) Recree la captura de pantalla. Escuche el sonido producido. Caracterice la onda en un gráfico temporal (variable x es tiempo (s)). b) La onda producida, ¿representa un tono ó un timbre? Fundamente. c) Aumente la Amplitud, ¿qué cambio/s percibe en el sonido? ¿Y en la onda? d) Aumente la frecuencia para una determinada amplitud, ¿qué cambio/s percibe en el sonido? ¿Y en la onda? Grafique las 2 ondas, marque el período en cada una. e) Calcule el período a partir de la frecuencia de cada una. ¿Puede relacionar el período y la frecuencia con la agudeza del sonido producido? ¿A qué sonido resultó más sensible? Fundamente. f) Mencione rango de frecuencias audibles.
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