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PPTCES002CB32-A15V1ClaseOndas I: ondas y sus caractersticas1Resumen de la clase anterior

Se basa en Plan de formacin generalPSU CIENCIASHumanista - CientficoSe estructura endos partes Mdulo electivoMdulo comn Incluye Fsica + Qumica + BiologaMideContenidos y habilidades 1 y 2 medioMideContenidos y habilidades 1 a 4 medioFsica o Qumica o BiologaCompuesto por54 preguntas:18 FS+18 QM+18 BL26 preguntas del rea escogidaAprendizajes esperados

Comprender el concepto de onda.

Identificar los principales elementos de un tren de ondas.

Clasificar los distintos tipos de ondas.

Reconocer elementos de las ondas estacionarias.

Aplicar los conceptos a la solucin de problemas.Pregunta oficial PSU

Fuente : DEMRE - U. DE CHILE, proceso de admisin 2007, mdulo comn.Una onda que viaja por una cuerda tiene una longitud de onda R, amplitud Q, perodo U y rapidez de propagacin T. Cul de las siguientes relaciones entre estas magnitudes da directamente la frecuencia de la onda?

A)

B)

C)

D)

E)

1. Ondas y sus caractersticas

2. Clasificacin de las ondas

Pgs. 93-102Cap. 4VibracinCuando se le aplica una fuerza a un cuerpo y este realiza un movimiento de vaivn en torno a un punto central, se produce una vibracin.1. Ondas y sus caractersticas

1.1 Conceptos previos

Pg. 94Cap. 4OndaUna onda es una perturbacin que viaja porun medio, alejndose del punto en donde seprodujo (foco).

1. Ondas y sus caractersticas

1.2 DefinicinAl propagarse las ondas producen vibracinen las partculas del medio por el que sedesplazan.

Las ondas transportan energa, pero nomateria. Onda en el agua

Onda en una cuerda

Una sola perturbacin produce un pulso, que es una nica onda que viaja por el medio de propagacin.

Varias perturbaciones seguidas producen un tren de ondas

1. Ondas y sus caractersticas

1.3 Pulso y tren de ondas1. Ondas y sus caractersticas

MonteValleElongacinLnea de equilibrioLongitud de ondaLongitud de ondaNodo1.4 Caractersticas de un tren de ondasAmplitudAmplitud

Longitud de onda () Longitud de un solo pulso u onda; corresponde a la distancia entre 2 puntos equivalentes y consecutivos del tren de ondas.

Tambin corresponde a la distancia entre: 3 nodos, 2 montes o 2 valles consecutivos.

1. Ondas y sus caractersticas

1.4 Caractersticas de un tren de ondas

Se mide en: S.I.: [m] C.G.S.: [cm]

Periodo (T) Es el tiempo que demora una partcula del medio en realizar una oscilacin completa. Tambin es el tiempo que demora un solo pulso en pasar por un punto dado.

Donde: t = tiempo que demora el tren de ondas en pasar por un punto.n ondas = cantidad de ondas que logran pasar por dicho punto.UnidadesS.I. y C.G.S.: [segundo]

1. Ondas y sus caractersticas

1.4 Caractersticas de un tren de ondasFrecuencia (f ) Es la cantidad de oscilaciones que realiza una partcula del medio, por unidad de tiempo.

Tambin corresponde al nmero de pulsos que pasan por un punto, por unidad de tiempo.

Donde: n ondas = cantidad de ondas que logran pasar por un punto dado.t = tiempo que demoran las ondas en pasar.

UnidadesS.I. y C.G.S.: [hertz]

1. Ondas y sus caractersticas

1.4 Caractersticas de un tren de ondasLa frecuencia de una onda posee un valor constante.

Otras unidades de frecuencia

Relacin entre frecuencia y periodo1. Ondas y sus caractersticas

1.4 Caractersticas de un tren de ondasComo la frecuencia de una onda no cambia en el tiempo, su periodo tambin permanece constante.Rapidez de propagacinEs la distancia por unidad de tiempo que recorre un cuerpo u objeto al moverse.En general, la rapidez puede calcularse como:

En el caso particular de una onda, la rapidez tambin puede calcularse como:

La rapidez de propagacin de una onda es constante mientras viaja por unmismo medio.Depende del tipo de onda y de caractersticas del medio tales como:elasticidad, densidad y temperatura.1. Ondas y sus caractersticas

Unidades S.I. : C.G.S.:

1.4 Caractersticas de un tren de ondas

Observacin: por ahora, hablaremos indistintamente de rapidez o velocidad de la onda, sin hacer distincin entre ellas.

6. Si la onda de la figura demor 30 [s] en ir de A hasta B, cul de lassiguientes alternativas es INCORRECTA?

A) El nmero de ciclos de la onda es 3. B) La frecuencia es 0,1 [Hz]. C) El periodo es 10 [s].D) La longitud de onda es 30 [m]. E) La rapidez de propagacin es .

Ejercicios

Ejercicio 6 gua Ondas I: ondas y sus caractersticas

EAplicacin

2. Clasificacin de las ondas

2.1 Segn su naturaleza Electromagnticas: se propagan en medios materiales y en el vaco.Mecnicas: se propagan solo en medios materiales.

El sonido

Onda en un resorte

La luz

Ondas de radio

Pg. 98Cap. 4

Longitudinales: las partculas del medio oscilan en la direccin de propagacin de la onda.

2.2 Segn direccin de vibracin de las partculas del medio

Transversales: Las partculas oscilan perpendicularmente a la direccin de propagacin de la onda.

El sonido

La luz2. Clasificacin de las ondas

2.2 Segn direccin de vibracin de las partculas del medio

2. Clasificacin de las ondasOnda longitudinal y transversal

Viajeras: se propagan en un solo sentido.

2.3 Segn sentido de propagacin

Estacionarias: formadas por la "combinacin" de dos ondas viajeras que se propagan en sentidos contrarios.

2. Clasificacin de las ondas7. Dentro de las caractersticas de las ondas mecnicas se afirma que

I) en su propagacin existe transmisin de energa. II) se propagan en el vaco.III) tienen una rapidez de propagacin del orden de los 340 .

Es (son) correcta(s)

solo I.solo II.solo III.solo I y II.solo II y III.

Ejercicios

Ejercicio 7 gua Ondas I: ondas y sus caractersticas

AReconocimiento

Las ondas estacionarias son un tipo especial de onda que solo puede formarse para ciertas frecuencias bien especficas, llamadas "frecuencias de resonancia".

En el caso de una cuerda sometida a tensin, estas frecuencias estn dadas por la expresin

Donde:T : es el valor de la tensin en la cuerda.L : es la longitud de la cuerda. : es la masa por unidad de longitud de la cuerda ( ).n : es un nmero entero (1, 2, 3,).

Observacin: Debido a que , la expresin anterior tambin puede ser escrita como:

2.3.1 Ondas estacionarias2. Clasificacin de las ondas

Pg. 100Cap. 4

Si la cuerda se encuentra fija en ambos extremos, entonces tendremos que, para n = 1, se forma una onda estacionaria como la siguiente.

Este "modo de vibracin" de la cuerda se denomina "primer armnico" y la frecuencia a la que se produce ( ) se llama "frecuencia fundamental". 2.3.1 Ondas estacionarias2. Clasificacin de las ondas

n = 1Si se aumenta la frecuencia de vibracin de la cuerda al doble, entonces se obtiene el segundo modo de vibracin o "segundo armnico".

n = 2

Si aumentamos la frecuencia al triple de la fundamental, entonces obtenemos el tercer armnico.

Y as sucesivamente.2.3.1 Ondas estacionarias2. Clasificacin de las ondasn = 3

El conjunto de los armnicos de la cuerda se denomina "serie armnica".

Fjate que, para la frecuencia fundamental, la longitud de la cuerda equivale a .

En el segundo armnico, la longitud de la cuerda equivale a . Observacin: La rapidez de propagacin de una onda en una cuerda sometida a una tensin T, est dada por la expresin:

Donde:L es el largo de la cuerda.m es la masa.

Las ondas estacionarias pueden generarse en cuerdas, membranas o en columnas de aire y son muy importantes, por ejemplo, en el sonido. Estn presentes al pulsar la cuerda de una guitarra, al golpear un tambor o al soplar una flauta.2.3.1 Ondas estacionarias2. Clasificacin de las ondas

En una flauta

2 armnico3 armnico4 armnico12 traste7 traste5 trasteArmnicos en una guitarraOndas estacionarias

Una onda que viaja por una cuerda tiene una longitud de onda R, amplitud Q, perodo U y rapidez de propagacin T. Cul de las siguientes relaciones entre estas magnitudes da directamente la frecuencia de la onda?

A)

B)

C)

D)

E)

Pregunta oficial PSU

Fuente : DEMRE - U. DE CHILE, proceso de admisin 2007, mdulo comn.CAplicacin

Tabla de correccin

temAlternativaUnidad temticaHabilidad1BEl sonidoReconocimiento2DEl sonidoReconocimiento3EEl sonidoComprensin4CEl sonidoComprensin5AEl sonidoAplicacin6EEl sonidoAplicacin7AEl sonidoReconocimiento8EEl sonidoAplicacin9DEl sonidoAplicacin10CEl sonidoAplicacin11AEl sonidoAplicacin12CEl sonidoAplicacinTabla de correccin

temAlternativaUnidad temticaHabilidad13CEl sonidoComprensin14DEl sonidoComprensin15EEl sonidoAplicacin16BEl sonidoASE17AEl sonidoComprensin18DEl sonidoAplicacin19CEl sonidoComprensin20AEl sonidoAplicacin21EEl sonidoAplicacin22EEl sonidoAplicacin23EEl sonidoASE24CEl sonidoASE25DEl sonidoASESntesis de la clase

ONDASSe clasifican segnCaractersticas Longitud de ondaAmplitudFrecuenciaPeriodoRapidez de propagacinNaturalezaMecnicasElectromagnticasDireccin de oscilacin de las partculasLongitudinalesTransversalesSentido de propagacinViajerasEstacionarias28Prepara tu prxima clase

En la prxima sesin estudiaremos: Ondas II: el sonidoPropiedad Intelectual Cpech RDA: 186414ESTE MATERIAL SE ENCUENTRA PROTEGIDO POR EL REGISTRO DE PROPIEDAD INTELECTUAL.Equipo Editorial rea Ciencias: Fsica