sábado, 27 de febrero de 2021

Guia #2 - Ciclo 3


 INSTITUCIÓN EDUCATIVA BARTOLOMÉ LOBOGUERRERO

JORNADA NOCTURNA

CICLO TRES

QUIMICA

Propósitos:

• Reconocer la importancia de la energía.

• Entender las distintas formas de energía.

• Presentar la ley de conservación de la energía: la energía no se puede crear ni

destruir, pero se puede transformar.

LA ENERGIA Y SU CLASIFICACION

En todos los actos cotidianos se emplea algo de fuerza. Al levantarnos, peinarnos, caminar, correr, jugar, trabajar, etc. Siempre se necesita de fuerza para poder desenvolvernos con facilidad, según las exigencias del medio ambiente que nos rodee. La capacidad que posee una persona, o un objeto, para ejercer fuerza y realizar cualquier trabajo, se denomina: Energía. La energía es la capacidad de producir un trabajo en potencia o en acto. Por eso decimos que alguien tiene mucha energía cuando grandes actividades durante el día como: trabajar, estudiar o practicar deportes.

Para entender la importancia que hoy día tiene la energía, basta con remontarnos un poco a la historia y hacer un breve recuento de las actividades del hombre y su evolución. En los primeros tiempos el hombre utilizaba únicamente sus fuerzas para alimentarse, divertirse y comunicarse con sus semejantes. Esto significa que utilizaba su propia energía física, en la caza, pesca, recolección de frutas silvestres, confección de sus rudimentarios vestidos y viviendas, etc.

Con el correr de los siglos, todo el progreso del hombre se ha sustentado sobre estos dos pilares:

  • La invención de instrumentos para multiplicar el rendimiento del trabajo: herramientas y máquinas.
  • El descubrimiento de nuevas fuentes y formas de energía para sumarlas a la suya limitada y poder mover con ellas sus cada vez más complicadas máquinas.

Para darse cuenta de la importancia que tiene la energía en la vida del hombre moderno, bastaría con imaginar lo que ocurriría en una de nuestras modernas ciudades si de pronto desaparecieran todas las formas y fuentes de energía que el hombre ha venido descubriendo y desarrollando. Veámoslo:

  • La ciudad se quedaría a oscuras por falta de electricidad y en las casas prácticamente todo dejará de funcionar: lavadora, televisor, nevera, radio, plancha, ventiladores, aire acondicionado, etc.
  • ¿ Nos alumbraríamos con velas, o cocinaríamos con gas?. No, porque el fuego y el gas son también energía y si desaparece la energía sólo nos quedarían nuestras fuerzas y nada más.
  • Nada podría funcionar si nos quedamos sin gas, petróleo, carbón, electricidad. No funcionarían los carros, camiones, barcos

Si desapareciera la energía, prácticamente desaparecería la civilización y gran parte de la humanidad.

Formas de Energía


Existen diferentes formas de energía. Y por su naturaleza tenemos Energía Potencial y Cinética.

La potencial es la energía contenida en un cuerpo, por ejemplo: la energía humana, la del agua, del vapor, etc.
La energía cinética es la que posee un cuerpo debido a su movimiento o velocidad; por ejemplo: la energía del agua al caer de una cascada, la energía del aire en movimiento, etc.

Existen también otras clasificaciones de la energía que en su esencia son energía cinética o potencial o combinaciones de estas dos. Tales son:

Energía Calórica o térmica: Producida por el aumento de la temperatura de los objetos. Como sabemos, los cuerpos están formados por moléculas y éstas están en constante movimiento. Cuando aceleramos este movimiento se origina mayor temperatura y al haber mayor temperatura hay energía calorífica. Esto es lo que sucede cuando calentamos agua hasta hervir y se produce gran cantidad de vapor.

Una fuente natural de calor es el Sol, y numerosas investigaciones descubrieron cómo se podría aprovechar la luz del sol para producir calor durante la noche e inclusive electricidad.

Energía Mecánica: Es la capacidad que tiene un cuerpo o conjunto de cuerpos de realizar movimiento, debido a su energía potencial o cinética; por ejemplo: La energía que poseemos para correr en bicicleta (energía potencial) y hacer cierto recorrido (energía mecánica); o el agua de unas cascada (energía potencial), que al caer hacer mover las aspas de una turbina (energía mecánica).

Energía Química: Es la producida por reacciones químicas que desprenden calor o que por su violencia pueden desarrollar algún trabajo o movimiento. Los alimentos son un ejemplo de energía química ya que al ser procesados por el organismo nos ofrecen calor (calorías) o son fuentes de energía natural (proteínas y vitaminas). Los combustibles al ser quemados producen reacciones químicas violentas que producen trabajo o movimiento.

Energía Eléctrica: Esta es la energía más conocida y utilizada por todos. Se produce por la atracción y repulsión de los campos magnéticos de los átomos de los cuerpos. La utilizamos diariamente en nuestros hogares. Observamos cómo se transforma en energía calórica en el horno o la plancha; en energía luminosa en el bombillo y energía mecánica en los motores.

Aún existen muchas otras formas de energía que tienen gran aplicación práctica en la industria como: La nuclear, la energía radiante, etc.

La energía nuclear o atómica es la que procede del núcleo del átomo, la más poderosa conocida hasta el momento. Se le llama también energía atómica, aunque este término en la actualidad es considerado incorrecto. Esta energía se obtiene de la transformación de la masa de los átomos de uranio, o de otros metales pesados.

Aunque la energía nuclear es la descubierta más recientemente por el hombre, en realidad es la más antigua: la luz del Sol y demás estrellas, proviene de la energía nuclear desarrollada al convertirse el hidrógeno en helio.

Energía magnética: es aquella que está en los imanes y  se produce porque los imanes están cargados con cargas de electrones, generalmente positivas. Esto hace que si uno acerca algún cuerpo de metal que sea dador de electrones al imán, el primero seda el electrón y quede cargado con una carga opuesta al imán lo que implica la atracción de los cuerpos.

Hoy se conoce la naturaleza del magnetismo y es posible fabricar potentes imanes de distintos tamaños utilizando el acero. Los mejores están hechos de aleaciones de acero especialmente ideadas para mantener las propiedades magnéticas.

Energía metabólica: es aquella generada por los organismos vivos gracias a procesos químicos de oxidación como producto de los alimentos que ingieren.

La energía eólica: es la energía cuyo origen proviene del movimiento de masa de aire3 es decir del viento.

En la tierra el movimiento de las masas de aire se deben principalmente a la diferencia de presiones existentes en distintos lugares de esta, moviéndose de alta a baja presión, este tipo de viento se llama viento geo estrófico.

Para la generación de energía eléctrica  a partir de la energía del viento a nosotros nos interesa mucho más el origen de los vientos en zonas más específicas del planeta, estos vientos son los llamados vientos locales, entre estos están las brisas marinas que son debida a la diferencia de temperatura entre el mar y la tierra , también están los llamados vientos de montaña que se producen por el calentamiento de las montañas y esto afecta en la densidad del aire y hace que el viento suba por la ladera de la montaña o baje por esta dependiendo si es de noche o de día.

 

Ejemplos de energía:

La presencia de la energía es fácilmente comprobable en ejemplos cotidianos:

  • Energía eléctrica. Una descarga eléctrica ocurre cuando un relámpago impacta en el suelo, emitiendo una radiación visible a simple vista y que deja chamuscado el suelo.
  • Energía cinética. Cuando vamos en un automóvil en movimiento y de golpe el conductor aplica los frenos, podemos sentir el empuje de la energía cinética que traíamos en nuestro cuerpo. Un auto con una masa que se mueve a 90 km por hora tiene una energía cinética que es muy fácil de calcular: Ec: ½*m*v2
  • Energía solar. Las plantas convierten la energía solar en energía química mediante la fotosíntesis.
  • Energía calórica. Aproximando las manos a un calefactor, sentiremos el aire caliente en la piel.
  • Energía magnética. Los imanes se adhieren a la puerta de nuestro refrigerador.

Actividad No 2

Realizar la actividad en el cuaderno de química

1. Busque en el diccionario el significado de las siguientes palabras y consígnelo en su cuaderno: 1. Energía, 2. capacidad, 3. trabajo, 4. calor, 5. sonido, 6. luz, 7. térmica, 8. mecánica, 9.química, 10. Electricidad, 11. Solar, 12. Luminosa, 13. Viento, 14. Eólico, 15. Realizar, 16.efecto, 17. Dilatar

2. Escribe un ejemplo que explique los efectos de la energía.                                           

3.  Escribe y explique la noción de energía, así como un mapa conceptual.                                                             

4.¿Es posible producir energía? ¿Por qué?                                                                                                                       

5. Explique las formas de energía y elabore un dibujo relacionado para cada una de ellas.                                                                                                                                  

6. Consulte las fuentes de energía, y a que se refieren las energías renovables y no renovables.                                                                                                                                                           7. Investigue qué es la energía de la biomasa.

8. Copie y complete el siguiente cuadro de acuerdo a las características de cada una de las energías vistas en la fundamentación y la situación en la que se presenta:

9. Encontrar en la sopa de letra los tipos de energía:







lunes, 8 de febrero de 2021

Guía #1 - Ciclo 3

 


INSTITUCIÓN EDUCATIVA BARTOLOMÉ LOBOGUERRERO


JORNADA NOCTURNA

CICLO TRES


Propósitos:

- Adquirir y comprender conocimientos del Campo Eléctrico y Magnético.

- Introducir el concepto de carga eléctrica y estudiar su cuantización y conservación. 


LA ELECTRICIDAD


La electricidad (del griego ήλεκτρον élektron, cuyo significado es ‘ámbar’) es el conjunto de fenómenos físicos relacionados con la presencia y flujo de cargas eléctricas. Se manifiesta en una gran variedad de fenómenos como los rayos, la electricidad estática, la inducción electromagnética o el flujo de corriente eléctrica.

Es una forma de energía tan versátil que tiene un sinnúmero de aplicaciones, por ejemplo: transporte, climatización, iluminación y computación. La electricidad se manifiesta mediante varios fenómenos y propiedades físicas:

  • Carga eléctrica: una propiedad de algunas partículas subatómicas, que determina su interacción electromagnética. La materia eléctricamente cargada produce y es influida por los campos electromagnéticos.
  • Corriente eléctrica: el flujo de electrones que circula por un conductor en un determinado momento. Se mide en amperios.
  • Campo eléctrico: un tipo de campo electromagnético producido por una carga eléctrica, incluso cuando no se está moviendo. El campo eléctrico produce una fuerza en toda otra carga, menor cuanto mayor sea la distancia que separa las dos cargas. Además, las cargas en movimiento producen campos magnéticos.
  • Potencial eléctrico: es el trabajo que debe realizar una fuerza externa para atraer una carga positiva unitaria que desde el punto de referencia hasta el punto considerado, va en contra de la fuerza eléctrica y a velocidad constante.
  • Magnetismo: la corriente eléctrica produce campos magnéticos, y los campos magnéticos variables en el tiempo generan corriente eléctrica.

Historia

El uso de la electricidad para tratar dolores de cabeza, parálisis, epilepsia y otras muchas dolencias se remonta a la Antigua Roma, donde se utilizaban peces con forma de manta (rayas) que poseen un aguijón con el que liberan descargas eléctricas. Sin embargo, la literatura médica señala al alemán Johan Gottlob Kruger como el primer científico que teorizó sobre la posible utilidad de la electricidad en el ámbito médico, particularmente para recuperación de miembros paralizados.

Otro de los pioneros en este campo fue el físico norteamericano Edward Bancroft (1744-1820), quien probó descargas eléctricas como método terapéutico para pacientes con gota, dolor, parálisis, dolores de cabeza y fiebres.

El científico inglés George Adams (1.750-1.795) publicó a su vez en 1784 un trabajo sobre medicina y electricidad titulado Essay on Electricity: Explaining the Theory and Practice of that Useful Science, and the Mode of Applying it to Medical Purposes . En aquella época incluso se pensó en resucitar a los muertos a través de descargas eléctricas.

En el siglo XX proliferan distintos sistemas que supuestamente producen efectos terapéuticos mediante la electricidad. Min Zhao es autor de diversos artículos sobre las ventajas de la electricidad para tratamiento de enfermedades de la córnea, la división celular y determinados tratamientos vasculares.

¿Cómo la usamos?

La electricidad debe ser convertida en otras formas de energía para que se pueda realizar un trabajo útil. Hay cuatro formas de convertir la electricidad para su uso: Se puede convertir en movimiento, en calor o frío, en luz y en energía química. Pero también se emplea para amplificar y procesar señales portadoras de información, en la gran rama de la electricidad aplicada que llamamos electrónica.

El magnetismo


Se conoce como magnetismo al fenómeno de atracción y repulsión de determinados metales e imanes.

En física, el magnetismo se define como la fuerza de atracción de imanes que presentan un polo positivo y otro negativo, conocido como dipolo. De esta forma, la propiedad dipolo magnético, informa que los polos iguales se repelen y los opuestos se atraen.

En sentido figurado, magnetismo se refiere a la atracción o deseo que siente una persona por otra. También, el magnetismo se define como el estado de inconsciencia que se logra por técnicas de sugestión o hipnotismo y se caracteriza a un sueño artificial o inducido por agentes extraños.

Magnetismo terrestre

El magnetismo terrestre se manifiesta en el efecto de la aguja imantada conocida en la brújula. El polo norte de la aguja imantada es su polo norte magnético. En el magnetismo, los polos opuestos se atraen, por lo tanto la aguja es atraída por el polo sur magnético de la Tierra, que resulta ser el Polo Norte geográfico.

Los campos magnéticos rodean corrientes eléctricas que se suponen ser la fuente de generación de estos. Estas corrientes, bajo el efecto dínamo, crean en el núcleo externo de líquido metálico de la Tierra (10% níquel, 5% fierro) corrientes eléctricas circundantes.

Materiales magnéticos

El magnetismo como fenómeno físico, permite estudiar cómo ciertos materiales poseen la capacidad de atraer o repeler a otros. Esto es observable en los imanes que son capaces de atraer materiales ferromagnéticos (hierro, acero, níquel, etc.) y repeler otros como resultado de la distribución de los electrones que forman el imán.

Historia del magnetismo

Tales de Mileto, filósofo, físico y matemático griego (623 a.C. – 558 a.C.) fue quien observó la atracción del imán natural, la magnetita con el hierro. La palabra magnetismo se originó en el nombre de la ciudad de Magnesia del Meandro, cerca de Mileto, en Asia Menor, donde por primera vez se observaron los fenómenos de atracción que producían los imanes naturales.

Magnetismo y electromagnetismo

El electromagnetismo es la rama de la física que estudia y describe en conjunto los fenómenos eléctricos y magnéticos y sus propiedades. La relación entre electricidad y magnetismo puede reflejarse, por ejemplo, en los campos magnéticos. Los campos magnéticos rodean corrientes eléctricas, siendo estas últimas las que las generan. En este sentido, este fenómeno en su magnitud vectorial representa la fuerza magnética generada por un imán o por el flujo constante de electricidad.

Por otro lado, el magnetismo es la ciencia de la física que se dedica al estudio de los imanes y sus propiedades.


En el año 1820, el físico Danés Hans Christian Orsted investigó la estrecha relación entre la electricidad y el magnetismo, y demostró que el paso de un flujo de corriente eléctrica constante a través de un hilo produce un campo electromagnético. Los fundamentos fueron formulados en principio por Michael Faraday y completados por James Clerk Maxwell, a través de la presentación de las ecuaciones de Maxwell que consiste en cuatro ecuaciones que relacionan el campo eléctrico, el campo magnético y sus respectivas fuentes materiales.

Magnetismo animal

El magnetismo animal, conocido más adelante como mesmerismo, es la influencia real o supuesta que un individuo puede ejercer en el sistema nervioso de otro a través de los movimientos llamados Pases magnéticos.

La teoría del magnetismo animal derivó con el tiempo lo que se conoce hoy en día como hipnosis u otros tratamientos practicado por la psicología o psiquiatría. La teoría del magnetismo, fue practicada por el médico alemán Franz Mesmer (1734 – 1815), mediante la cual afirmaba que cada ser humano posee una energía que puede ser modificada, logrando la curación del paciente a través del cuerpo humano como emisor de magnetismo, dejando a un lado el uso de los imanes y cualquier otro objeto.

Actividad No 1

En el cuaderno de química y con la ayuda de la guía contesta las siguientes preguntas:

1. Define la electricidad y el magnetismo y de dos ejemplos de cada uno.

2. Has un breve resumen sobre la historia de la electricidad.

3. Consulta los usos de la electricidad.

4. Define los siguientes términos: carga eléctrica, potencial eléctrico, corriente electrico y corriente eléctrica.

5. Investiga sobre la teoría del magnetismo.

6. Relaciona la electricidad y el magnetismo.









Carta de bienvenida


 

CARTA DE BIENVENIDA


Santiago de Cali, Febrero 8 de 2021


APRECIADA: FAMILIA BARTOLAYA


Hoy queremos darte la BIENVENIDA a este regreso a clases, esta vez desde la

distancia, pero, aun así, te enviamos un cálido abrazo.

La vida en ocasiones es un poco impredecible. Antes, de lunes a viernes teníamos un

punto de encuentro donde íbamos aprender y a compartir con nuestros amigos. Luego,

nos dijeron que era necesario cambiar muchos de nuestros hábitos y rutinas; como dejar

de ir al colegio y quedarnos en casa, inventar nuevos saludos, usar tapabocas y lavamos

las manos frecuentemente, porqués así como en este momento podemos protegernos y

cuidar a nuestros seres queridos.

Hoy todos como FAMILIA BARTOLAYA nos enfrentamos a algo completamente nuevo,

sabemos que no será nada fácil, pues pasará un poco más de tiempo para que nos

podamos ver cara a cara, por ahora nos comunicaremos por medio de computador,

celular, o dispositivo electrónico. Nosotros seguiremos aquí apoyando, orientando y

acompañando el camino hacia el aprendizaje, así que no dudes en comunicarte con

nosotros si tienes algún inconveniente, inquietud o sugerencia en los horarios

establecidos.

LOS EXTRAÑAMOS MUCHO, escuchar sus voces en el aula de clase, sus chistes, sus

inquietudes, sus quejas porque borraron el tablero o dictaron muy rápido; en especial,

sus risas en el salón durante la clase. USTEDES SON LA RAZON DE SER DE LA

INSTITUCION ETNOEDUCATIVA BARTOLOME LOBOGUERRERO; por eso, también

queremos agradecer a tus padres y/o acudientes por confiar en nosotros y sólo juntos

será como podremos sacar a delante este nuevo reto.

DIOS LOS BENDIGA CON CARIÑO…





martes, 10 de noviembre de 2020

Física - Ciclo 6

INSTITUCIÓN EDUCATIVA  BARTOLOMÉ LOBOGUERRERO

JORNADA NOCTURNA

CICLO SEIS

Física

Propósitos:

- Analizar los diferentes tipos de ondas sonoras.                                                  

- comparar las relaciones entre ondas y sonido.

ONDAS SONORAS


Las ondas sonoras pueden viajar a través de cualquier medio material con una velocidad que depende de las propiedades del medio. Cuando viajan, las partículas en el medio vibran para producir cambios de densidad y presión a lo largo de la dirección de movimiento de la onda. Estos cambios originan una serie de regiones de alta y baja presión llamadas condensaciones y rarefacciones, respectivamente Hay tres categorías de ondas mecánicas que abarcan diferentes intervalos de frecuencia.

  • Los audibles

Ondas sonoras que están dentro del intervalo de sensibilidad del oído humano, de 20 Hz a 20000Hz. Se generan de diversas maneras, con instrumentos musicales, cuerdas vocales humanas y altavoces.

  • Ondas infra sónicas

Son las que tiene frecuencias debajo del intervalo audible. Por ejemplo las ondas producidas por un terremoto.

  • Ondas ultrasónicas

Son aquellas cuya frecuencia está por arriba del intervalo audible por ejemplo pueden generarse al introducir vibraciones en un cristal de cuarzo con un campo eléctrico alterno aplicado. Todas pueden ser longitudinales o transversales en sólidos, aunque solo pueden ser longitudinales en fluidos.

Transductor: Cualquier dispositivo que convierte una forma de potencia en otra.

Altavoz: Transforma la potencia eléctrica en potencia de ondas audibles.

Cristal de cuarzo: Potencia eléctrica en potencia ultrasónica.

EL SONIDO

El sonido es un fenómeno físico que estimula el sentido del oído. Está formado por ondas que se propagan a través de un medio, que puede ser sólido, líquido o gaseoso. Un sonido se produce por todo aquello que sea capaz de producir ondas que estimulen al oído. Por ejemplo, al pegar un golpe en una mesa, las cuerdas vocales, el roce entre dos materiales o cualquier efecto que produzca vibraciones audibles bastan para producir un sonido. Las ondas a las que llamamos sonoras son las que pueden estimular al oído y al cerebro humano. Estas ondas se miden en Hercios (Hz), una unidad de frecuencia que corresponde al número de ondas que caben en un tiempo determinado (un segundo normalmente). La onda se propaga gracias a la compresión y a la expansión del medio por el que se propaga. Estas variaciones de presión son las que alcanzan el oído humano y provocan en el tímpano vibraciones de idéntica frecuencia, originando, a través del cerebro, una sensación sonora. Pero no todas las ondas pueden ser recogidas por el oído humano, tan sólo las que se encuentran aproximadamente entre 20 Hz y cerca de 20.000 Hz. Las ondas de sonido inferiores al límite audible se llaman infrasónicas y las superiores ultrasónicas. Pero no todos los animales tienen los mismos límites audibles, por ejemplo los perros son sensibles a frecuencias de hasta 30.000 Hz y los murciélagos a frecuencias de hasta 100.000 Hz. El sonido se transmite por medio de ondas, que viajan a través de los diferentes medios (siempre medios mecánicos, nunca a través del vacío). Dependiendo de la forma de la onda, se producen diferentes sonidos: más graves (ondas muy juntas entre sí), más agudos (ondas más separadas), más fuertes o débiles (dependiendo de la intensidad).

Propagación por los diferentes medios...

Las ondas de sonido, son ondas longitudinales; es decir, son ondas que se pueden propagar por cualquier medio, sólido o fluido. En esta tabla se pueden ver las diferentes velocidades de propagación del sonido. El sonido se transmite por las partículas que forman un medio. A una partícula se le da una energía que le hace vibrar. Esta partícula transmite su vibración a las partículas que le rodean, transmitiendo así la energía que le han proporcionado. Un claro ejemplo de esto es una superficie de agua: Al tirar una piedra por ejemplo, las partículas del agua oscilan y transmiten su movimiento a las partículas contiguas sucesivamente. Después de un tiempo desde el impacto, las ondas se van atenuando hasta desaparecer. Es por esto que los diferentes sonidos dependen de los diferentes materiales por los que se muevan. No será lo mismo propagar sonido por el aire, donde las partículas están más sueltas y es más difícil de transmitirse, que propagar sonido por el hierro, que al ser un sólido están las partículas muy unidas y se puede transmitir rápidamente el sonido. Generalmente, el sonido se mueve a mayor velocidad en líquidos y sólidos que en gases.

Relacionados con el sonido, están algunos efectos referentes a la forma de transmisión. Así como el efecto Doppler, las ondas de choque y la barrera del sonido.

· Efecto Doppler: Se produce cuando entre un foco de emisión y un observador, existe un movimiento relativo. En este caso, el observador detecta una frecuencia diferente a la frecuencia de emisión.

Explicándolo de forma más sencilla, es el efecto que se produce, por ejemplo, cuando pasa un coche a mucha velocidad por delante de nosotros. En un principio escuchas que el coche se acerca, a una cierta frecuencia. Pero cuando se acerca, el sonido es mucho más fuerte. A este cambio de frecuencia debido a la velocidad se le llama efecto Doppler.

· Ondas de choque: Estas ondas son una deformación de la transmisión normal de las ondas. Si ponemos como ejemplo una aeronave, ocurre lo siguiente: Cuando el emisor se desplaza con una velocidad suficiente para romper el flujo normal de las moléculas de aire que se apartan para dejar paso al objeto que se aproxima, las ondas se superponen, al no tener espacio para transmitirse. Este efecto, conocido también como choque de compresibilidad, provoca cambios importantes en la distribución de presiones, densidades y temperaturas del aire alrededor del cuerpo en movimiento Si este efecto se observa en un medio líquido, la forma que produce esta onda es de cono. En cambio, en un medio gaseoso, lo que se produce es una acumulación de ondas de sonidos que al final responden con un fuerte estallido de todos los sonidos a la vez.

· Barrera del sonido: Término que se asocia a los efectos de compresibilidad experimentados por los aviones supersónicos cuando su velocidad con respecto al aire se aproxima a la velocidad local del sonido (1.223 km/h a nivel del mar en condiciones normales). Aunque estos aviones llegan a esas velocidades, nunca pasaran del límite de la velocidad de la luz, ya que es imposible.

Fenómenos asociados a la reflexión y refracción...

Antes de exponer los fenómenos, primero explicar en qué consiste la reflexión y la refracción: La reflexión, es un cambio que se produce en la dirección de propagación de una onda dentro de un medio. Ocurre cuando la onda choca contra la superficie de otro medio, se refleja y cambia su dirección, pero no su forma.

La refracción, es la consecuencia de que una onda que se propaga por un medio pasa a otro medio en el que su velocidad de propagación es diferente, cambiando también su dirección. Se produce además una pérdida de energía en este cambio. Ahora que ya sabemos un poquito en qué consisten estas propiedades, veamos algunos efectos asociados. Entre ellos están el eco, el radar y las ecografías.

· Eco: A todos nos han engañado alguna vez diciéndonos que el eco era una persona que repetía lo que tú decías... En verdad, un eco es una onda sonora reflejada, cuyo intervalo entre la emisión y la repetición del sonido, corresponde al tiempo que tardan las ondas en llegar al obstáculo y volver. Normalmente, el eco es más débil que el sonido original porque no todas las ondas se reflejan, algunas de ellas se pierden, y por lo tanto pierden energía. Generalmente, los ecos escuchados en las montañas se producen cuando las ondas sonoras rebotan en grandes superficies alejadas más de 30 m de la fuente. Dando golpecitos en un tubo metálico pegado al oído también pueden escucharse ecos.

· Radar: Es un sistema electrónico que permite detectar objetos fuera del alcance de la vista y determinar la distancia a que se encuentran proyectando sobre ellos ondas de radio. No sólo indican la presencia y la distancia de un objeto remoto, sino que también fijan su posición en el espacio, su tamaño y su forma, así como su velocidad y la dirección de desplazamiento. Todos los sistemas de radar utilizan un transmisor de radio de alta frecuencia que emite un haz de radiación electromagnética, con una radiación de longitud de onda comprendida entre algunos centímetros y cerca de 1 m. Los objetos que se hallan en la trayectoria del haz reflejan las ondas de nuevo hacia el transmisor, este las detecta y representa los datos que ha recibido en una pantalla. El radar se fundamenta en las leyes de la reflexión de las ondas de radio.

Parecido al radar pero de uso diferente, está también el sonar. Pero este sistema se utiliza bajo el agua, es decir, en submarinos o buques de guerra. El sonar emite pulsos de ultrasonido mediante un dispositivo transmisor sumergido. Luego, a través de un micrófono sensible, capta los pulsos reflejados por posibles obstáculos o submarinos que se hayan topado con los pulsos. Lo malo del sonar, es que sólo puedes saber la distancia a la que se encuentra el objeto, pero no la profundidad, cosa que dificulta la tarea de los submarinos para el ataque.

· Ecografías: Todos hemos visto alguna vez una ecografía, pero en lo que no habremos caído nunca es en que se deben al sonido. Sabemos que se utilizan en las embarazadas, para seguir un desarrollo detallado del feto sin ningún tipo de riesgo. Es una técnica en la que un sonido de frecuencia muy alta es dirigido hacia el organismo, donde se refleja y sonido resultante es digitalizado para producir una imagen móvil en una pantalla o una fotografía. Esta técnica no se puede utilizar para observar los huesos o los pulmones, ya que el aire y los huesos absorben prácticamente todo el haz de ultrasonidos emitidos.

El sonido, la voz humana y la música...

  • Ondas estacionarias en cuerdas y tubos

Sabemos que en una cuerda se producen ondas estacionarias cuando dos ondas iguales en frecuencia y amplitud interfieren, pero en sentidos opuestos. Pues con los sonidos, al ser también ondas, ocurre lo mismo. Los instrumentos de viento aprovechan las ondas estacionarias que se producen en un tubo hueco, que es la estructura básica de todo instrumento de viento. Como se ve en el dibujo de la derecha, en los tubos también se producen ondas estacionarias. Igual que en las cuerdas, se producen nodos dependiendo de la frecuencia. Dentro de los tubos, el aire se mueve por las presiones, como se ve en esta otra imagen (abajo). Los puntos azules representan los nodos, donde la presión no los varía (estacionarios).Las frecuencias de las que se hablan, hacen referencia a las notas que se consiguen con los diferentes instrumentos. Por ejemplo, en una flauta, el do más bajo tiene una frecuencia de 137,5 Hz. Y así, dependiendo de las aberturas que dejemos libres para que salga el aire, se forma una presión u otra, que determinan las diferentes notas de la escala musical.

  • Intensidad, tono y timbre

Las magnitudes que caracterizan la percepción y permiten distinguir entre los diferentes sonidos son las llamadas cualidades del sonido. Estas cualidades son tres:

La intensidad, el tono y el timbre.

· Intensidad: Es una sensación asociada a la percepción del sonido por los humanos. La distancia a la que se puede oír un sonido depende de su intensidad, pero se suelen clasificar en sonidos de intensidades fuertes, de elevada intensidad o débiles, de intensidad baja. La diferencia de un sonido fuerte a uno débil es si se escucha o no. Contra más fuerte sea (o cuanto más cerca esté), mejor se escuchará. Un sonido muy fuerte, produce dolor en los oídos pero sigue siendo audible.

· Tono: También llamado altura, indica si un sonido es alto (violín) o bajo (tambor). El tono está unido a la frecuencia, ya que cuanto menor sea la frecuencia, más bajo es el tono y viceversa. Por esto, se hace una clasificación de las frecuencias: Un sonido es grave si la frecuencia es baja, y es agudo si la frecuencia es elevada.

· Timbre: Si estas escuchando a la vez dos instrumentos que producen un sonido de igual intensidad y de igual tono, sabes diferenciarlos por el timbre. Cuando los instrumentos reproducen una nota, a esta le acompañan sus armónicos, que son múltiplos de la frecuencia representada. Gracias a estos armónicos, es posible diferenciar los distintos instrumentos ya que cada uno tiene sus propios armónicos.

  • Análisis de un sonido: espectros...

Un espectro es una representación gráfica de un sonido, mediante colores. Un sonido complejo, como por ejemplo un ruido, puede analizarse como un espectro formado por diferentes frecuencias.

Los analizadores de espectros, representan las frecuencias que componen un ruido determinado con diferentes colores. Es algo así como decir que un ruido es la luz blanca, luego las diferentes frecuencias que forman este ruido son los diferentes colores que forman la luz blanca. Y así, dependiendo de los colores que salgan representados, se saben las diferentes frecuencias que forman ese ruido. Si a nuestros oídos llega un sonido con una intensidad bastante alta, el oído experimenta una sensación de dolorosa. La unidad que mide la sensación sonora es el decibelio (db). El umbral del dolor en la que el oído puede sufrir, está en torno a los 120 db, dependiendo de las diferentes personas.

Un término que lo tenemos muy asociado a la barrera del dolor de un sonido es el ruido. El ruido, es un conjunto de sonidos que no siguen una onda, ya que es un conjunto de sonidos desordenados, representado por una línea con puntas. Aunque no necesariamente un sonido tiene que ser muy fuerte para ser ruido. A veces un ruido muy suave, como el goteo de agua, nos distrae impidiendo concentrarnos. Pero los ruidos más fuertes son, sin duda, más perjudiciales. Los ruidos muy agudos son más dañinos que los graves. Los ruidos muy cortos y muy fuertes, como los martillazos, impactos y explosiones, también son especialmente peligrosos. Un ruido muy fuerte puede llegar a dañar nuestro sistema auditivo totalmente. Para medir los niveles de ruido, se utiliza un sonómetro. Este aparato mide por medio de un micrófono, la energía que poseen las ondas sonoras que se están propagando. Dependiendo de la intensidad sonora en decibelios, se puede saber el nivel de daño que produce ese ruido. Cada día se habla más de un problema que tienen las grandes ciudades o los lugares que producen mucho ruido. Se habla de un tipo de contaminación, la contaminación acústica. Esta contaminación trae problemas al ser humano como la sordera, estrés, dificultades para dormir, irritamiento, etc... Normalmente basados en la dificultad de concentración. Poco a poco se intenta reducir este problema. Se intentan utilizar materiales absorbentes para aislamientos de viviendas e intentar evitar las grandes vías de circulación en las ciudades. En las carreteras grandes se ven a veces unos paneles, que están para reducir el nivel de ruido producido por los automóviles.

Refuerza lo leído  con el siguiente video:

https://youtu.be/bUSFYTHfvYQhttps://youtu.be/bUSFYTHfvYQ

Actividad No 2

1. Defina las ondas sonoras y nombre por lo menos tres características.

2. Explique las tres categorías de ondas mecánicas u de ejemplos.

3. En que consiste:

- Efecto Doppler

- Ondas de Choque

- Barrera del sonido

4. Defina el radar, el eco y la ecografía.

5. ¿Qué diferencia hay entre el tono, el timbre y la intensidad?

6. En que consiste la contaminación acústica y el decibelio.


 

Guía #1 - Física. Ciclo 6

INSTITUCIÓN EDUCATIVA  BARTOLOMÉ LOBOGUERRERO

JORNADA NOCTURNA

CICLO SEIS

Física

Propósitos:

- Explicar el concepto de ondas y su clasificación.

- Identificar los elementos de una onda 

- Comprender la noción general de onda como transmisora de la energía asociada a una vibración y algunas magnitudes comunes a todas las ondas 

LAS ONDAS Y SUS CARACTERISTICAS

Introducción

Una vibración puede definir las características necesarias y suficientes que caracterizan un fenómeno como onda. El término suele ser entendido intuitivamente como el transporte de perturbaciones en el espacio, donde no se considera el espacio como un todo sino como un medio en el que pueden producirse y propagarse dichas perturbaciones a través de él. En una onda, la energía de una vibración se va alejando de la fuente en forma de una perturbación que se propaga en el medio circundante (Hall, 1980: 8). Sin embargo, esta noción es problemática en casos como una onda estacionaria (por ejemplo, una onda en una cuerda bajo ciertas condiciones) donde la transferencia de energía se propaga en ambas direcciones por igual, o para ondas electromagnéticas/luminosas en el vacío, donde el concepto de medio no puede ser aplicado.

1. Definición

Una onda es una perturbación que se propaga desde el punto en que se produjo hacia el medio que rodea ese punto. Las ondas materiales (todas menos las electromagnéticas) requieren un medio elástico para propagarse.

El medio elástico se deforma y se recupera vibrando al paso de la onda.

2. Elementos de una onda

  • Cresta: La cresta es el punto de máxima elongación o máxima amplitud de la onda; es decir, el punto de la onda más separado de su posición de reposo.
  • Período(T): El periodo es el tiempo que tarda la onda en ir de un punto de máxima amplitud al siguiente.
  • Amplitud(A): La amplitud es la distancia vertical entre una cresta y el punto medio de la onda. Nótese que pueden existir ondas cuya amplitud sea variable, es decir, crezca o decrezca con el paso del tiempo.
  • Frecuencia(f): Número de veces que es repetida dicha vibración por unidad de tiempo. En otras palabras, es una simple repetición de valores por un período determinado.
T = 1/f
  • Valle: Es el punto más bajo de una onda.
  • Longitud de onda(λ): Es la distancia que hay entre el mismo punto de dos ondulaciones consecutivas, o la distancia entre dos crestas consecutivas.
  • Nodo: es el punto donde la onda cruza la línea de equilibrio.
  • Elongación(x): es la distancia que hay, en forma perpendicular, entre un punto de la onda y la línea de equilibrio.
  • Ciclo: es una oscilación, o viaje completo de ida y vuelta.
  • Velocidad de propagación (v): es la velocidad a la que se propaga el movimiento ondulatorio. Su valor es el cociente de la longitud de onda y su período. 
v = λ/T

El movimiento de cada partícula respecto a la posición de equilibrio en que estaba antes de llegarle la perturbación es un movimiento vibratorio armónico simple.

Una onda transporta energía y cantidad de movimiento pero no transporta materia: las partículas vibran alrededor de la posición de equilibrio pero no viajan con la perturbación.

Veamos un ejemplo: la onda que transmite un látigo lleva una energía que se descarga al golpear su punta. Las partículas del látigo vibran, pero no se desplazan con la onda.
El movimiento de cada partícula respecto a la posición de equilibrio en que estaba antes de llegarle la perturbación es un movimiento vibratorio armónico simple.

3. Tipos de ondas:

3.1  Según la dirección de vibración de las partículas y de propagación de la onda:

Longitudinales. Son aquellas en que las partículas vibran en la misma dirección en la que se propaga la onda. Ej. El sonido, ondas sísmicas.
Transversales. Son aquellas en las que las partículas vibran perpendicularmente a la dirección en la que se propaga la onda. Ej. La luz, onda de una cuerda.

3.2 Según la dimensión de propagación de la onda:

Unidimensionales. Las que se propagan en una sola dimensión. Ej. Vibración de una cuerda.
Bidimensionales. Las que se propagan en dos dimensiones. Ej. Onda en la superficie del agua.
Tridimensionales. Las que se propagan en tres dimensiones. Ej. Luz, sonido.

3.3 Según el medio que necesitan para propagarse:


Mecánicas. Necesitan propagarse a través de la materia. Ej. El sonido, olas del mar.
Electromagnéticas. No necesitan medio para propagarse, se pueden propagar en el vacío. Ej. La luz, calor radiante.

Para reforzar y retroalimentar  lo visto  observa los siguientes videos:

https://youtu.be/8IrYxyp9BTk

https://youtu.be/PYbUJXzZGhQ

Actividad No 1

En el cuaderno de Física vas a resolver las siguientes preguntas. Toma la foto y envíalas al correo de la docente.

1. Explica la diferencia entre :

a. Periodo y frecuencia.

b. Ondas longitudinales y ondas transversales.

2. ¿Que es una onda?

3. Investiga en que consiste Reflexión y refracción de las ondas y da ejemplos.

4. Consulta sobre las ondas continuas y de pulso.

5. Con un ejemplo explica los elementos de una onda.

6. ¿Porque son importantes las ondas?

7. Realiza un mapa conceptual de los tipos de ondas.

8. Consulta y grafica la aplicación que tienen las ondas en la vida cotidiana.