I.E.D. RESTREPO MILLN

rea de ciencias naturales

Asignatura de fsica

Trabajo nivelacin

Grado once

TEMTICA:

Electricidad y magnetismo

ptica y luz

sonido

CONTEXTUALIZACIN: Realice un mapa mental sobre la mecnica ondulatoria en seis pliegos de papel peridico o papel kraff de a cinco personas mximo que contenga como mnimo: los conceptos, fenmenos ondulatorios, clasificacin de las ondas, teoras de la velocidad de la luz, fsicos relevantes, unidades y sus conversiones, instrumentos de medicin, instrumentos pticos, efecto Doppler, cualidades del sonido y sus aplicaciones. Realice un mapa mental sobre electricidad y magnetismo que contenga como mnimo los conceptos de carga, electricidad, magnetismo fuerza elctrica y magntica, ley de Coulomb , lneas de campo, campo elctrico y magntico, potencial elctrico y magntico, conductores y dielctricos, resistencia y capacitores, circuitos de corriente continua y alterna, ley de Ohm, unidades (Sistema MKS, CGS), fsicos relevantes (Ohm, Maxwell, Faraday, Lorentz, Lenz, Weber, Tesla, Gauss,etc) instrumentos de medicin del tema y aplicaciones en la vida cotidiana. Realice una lnea de tiempo sobre los avances en electricidad y magnetismo.

TRABAJO INDIVIDUAL DE CONSULTA:

Realice un cuento o poema sobre algn movimiento presentado en la temtica, con ideas claras y concretas del movimiento. El cuento debe tener introduccin, nudo y desenlace, y el poema debe tener mnimo cinco estrofas y versos

REFLEXIN:

Responda las siguientes preguntas con su explicacin fsica de cada evento:

a. en el siglo XIX en la guerra entre los apaches y el ejrcito norteamericano los indios ponan sus orejas en el piso y escuchaban acercarse las tropas norteamericanas, porque cree usted que escuchan con mas facilidad al poner el odo en el piso que en el aire?

b. Cul es la diferencia entre reflexin especular y la difusa? De dos ejemplos de cada una.

c. Las principales enfermedades del ojo son la miopa, hipermetropa, astigmatismo y cataratas. Explique cada una de estas enfermedades con sus palabras.

d. Qu diferencia hay entre una imagen virtual y una real? Explique en donde y como se dan.

e. Qu es una cmara oscura?, Realice una cmara oscura, Se puede tomar fotos con la cmara oscura que realizo? Porque?

f. Explique Qu es la fibra ptica? Para qu sirve y en donde se utiliza, de por lo menos tres ejemplos.

g. Por qu al amanecer el cielo es azul claro y en el atardecer el cielo es naranja?

h. Explique con sus palabra Qu es un espejismo y el arco iris?

i. Qu es un espectro de luz y de sonido?, Cmo se forman los colores?, Cmo actan los colorantes?

j. Qu distancia recorre la luz en el mismo tiempo que necesita el sonido para recorrer 1cm a 20C?

k. La velocidad de la luz cambia al cambiar el medio. Por qu sucede esto?, Cmo se puede explicar con sus palabras?

l. Qu es un eclipse? Explique los eclipses de sol y la luna, Qu es la sombra y la penumbra?

m. Qu diferencia hay entre ruido y msica? Qu es la contaminacin auditiva y como se puede evitar?, del heavy metal y la msica clsica Quin genera mas ruido? Por qu?

n. Una persona sumergida en el fondo de una piscina escucha msica transmitida por un parlante, Abra alguna alteracin de la intensidad de la msica persibida por la persona? Por qu?

o. Explique el funcionamiento del odo humano y que relacin tiene con la fsica.

p. Qu es la resonancia? Cmo explica la resonancia en los tubos abiertos y cerrados? Qu es un diapasn? Cmo funciona un diapasn?

q. Qu propiedades fsica hace que las ondas sonoras cambien?

r. Cmo determinan los murcilagos lo lejos o cerca que esta su alimento?

s. Cmo funciona un sismgrafo? Cmo puede hacer un sismgrafo usted?

t. Cmo explica usted el trabajo que debe realizar una persona para mover una cadena que amarra el ancla de un barco con respecto a la cuerda que ata una canoa al puerto? Qu partes de la onda se afecta por este trabajo en cada situacin?

u. Una onda que viaja en la superficie del agua tiene la misma velocidad que en el fondo? Por qu? Qu puede cambiar de la onda?

v. Una onda se propaga con cierta velocidad en un fluido, si la frecuencia se duplica, Cul ser la velocidad?

w. De tres ejemplos de MAS y explquelos.

x. Se tienen tres cuerdas de diferente dimetro, la cuerda de mas dimetro se amarra a la pared y la otra punta a la cuerda que tiene un dimetro menos y esta a su vez se amarra con la cuerda de menor dimetro. Si se aplica trabajo para mover las tres cuerdas formando ondas, Cul cuerda alcanza mayor amplitud?, varia la frecuencia cuando la onda pasa de cuerda en cuerda? En cul cuerda la longitud de onda es mayor? Qu tiene que ver el dimetro con el trabajo producido para generar ondas? Explique todas las respuestas.

EJERCICIOS A RESOLVER:

1. Complete la tabla (ejercicio 15) y realice la grfica de espejos de la pgina 103 del libro de olimpiadas fsica de once.

2. Complete la tabla (ejercicio 17) y realice la grfica de lentes de la pgina 115 del libro de olimpiadas fsica de once.

3. El haz de luz que se muestra en la figura 1 forma un ngulo de 20 con la lnea normal NN' en el aceite de linaza. Determine los ngulos (q y q'). (El ndice de refraccin del aceite de linaza es de 1.48.)

4. Un submarino est a 300 m de la costa en direccin horizontal y a 100 m por debajo de la superficie del agua. Se enva un haz lser desde el submarino de tal manera que incide en la superficie del agua en un punto situado a 210 m de la costa. Si el haz alcanza exactamente la parte superior de un edificio que est a la orilla del agua, calcule la altura del edificio.

5. Un tanque cilndrico abierto por la parte de arriba tiene un dimetro de 3 m y est lleno de agua hasta el tope. Cuando el Sol poniente alcanza un ngulo de 28 por encima del horizonte, su luz deja de iluminar el fondo del tanque. Cul es la profundidad del tanque.

6. La figura 2 muestra la trayectoria de un haz de luz a travs de varias capas can ndices de refraccin diferentes. (a) Si q1 = 30, cual es el ngulo, q2 del haz que emerge (b) Cual debe ser el ngulo de incidencia, q1, para que ocurra reflexin interna total en la superficie entre el medio con n = 1,2 y el medio con n = 1.

7. Un espejo esfrico y cncavo tiene un radio de curvatura de 20 cm. Localice la imagen para distancias al objeto de (a) 40 cm, (b) 20 cm y (e) 10 cm. En cada caso, indique si la imagen es real o virtual, derecha o invertida, y calcule el aumento.

8. Un dentista utiliza un espejo para examinar un diente. El diente est a 1 cm de distancia frente al espejo y la imagen se forma a 10 cm detrs del espejo. Determine (a) el radio de curvatura del espejo y (b) el aumento de la imagen.

9. Un espejo esfrico convexo con radio de curvatura de 10 cm produce una imagen virtual de un tercio del tamao del objeto real, donde est el objeto.

10. Se va a utilizar un espejo esfrico para formar una imagen, cinco veces ms alta que un objeto, sobre una pantalla situada a 5 m del espejo. a) Describa el tipo de espejo que se necesita. b) Donde se debe colocar el espejo con respecto al objeto.11. Un grupo de excursionistas escuchan un eco 3 s despus de gritar. Si la temperatura es de 22 C, a qu distancia esta la montaa que refleja la onda.

12. Un tren hace sonar su silbato al aproximarse a una interseccin. Un observador situado a 10 km de distancia escucha el silbato a un nivel de 50 dB, a) cual es la potencia media generada por el silbato, b) que nivel de intensidad del sonido del silbato percibe una persona que aguarda en una interseccin a 50 m del tren.

13. Un estudiante de fsica alerta est de pie a un lado de las vas mientras un tren pasa lentamente. El estudiante observa que la frecuencia del silbato del tren es de 442 Hz cuando el tren se aproxima a l y de 441 Hz cuando el tren se aleja. Determinar la rapidez del tren.

14. Una flauta est hecha de modo que emite una frecuencia de 261,6 Hz, cuando todos los orificios estn cubiertos y la temperatura es de 20 C. a) Considere la flauta como un tubo abierto por ambos extremos determine su longitud, suponiendo que la frecuencia es la fundamental, b) un segundo ejecutante que est en una habitacin cercana ms fra, intensa asimismo tocar el do medio de una flauta idntica. Se escucha una frecuencia de pulsacin de 3 pulsaciones/s, cual es la temperatura de la habitacin.

15. Un murcilago puede detectar pequeos cuerpos, como un insecto, por ejemplo, cuyo tamao es aproximadamente igual a una longitud de onda del sonido que el murcilago emite. Si el murcilago e mite un chillido a una frecuencia de 60 KHz y si la rapidez del sonido en el aire es de 340 m/s, de qu tamao es el insecto ms pequeo que el murcilago es capaz de detectar.

16. Una onda armnica se propaga a lo largo de una cuerda. Se observa que el oscilador que genera la onda completa 40 vibraciones en 30 segundos. Por otra parte, un mximo dado recorre 425 cm a lo largo de la cuerda en 10 s. Cul es la longitud de onda.

17. Un cordel tiene 50 cm de largo y una masa de 3 g. Una onda se propaga a 5 m/s a lo largo de este cordel. Un segundo cordel tiene la misma longitud pero la mitad de la masa del primero. Si ambos cordeles estn sujetos a la misma tensin, cual e s la rapidez de la onda en el segundo cordel.

18. Una onda de 0.30 m de amplitud interfiere con una segunda onda de 0,2 m de amplitud que se propaga en la misma direccin. Cules son las amplitudes resultantes (a) ms grande y (b) ms pequea que pueden darse, y en qu condiciones ocurren este mximo y este mnimo?

19. Un delfn que est en agua de mar a una temperatura de 25 C emite un sonido dirigido hacia el fondo del ocano a 150 m de por debajo de l. Cuanto tiempo transcurre antes de que escuche un eco.

20. El rea de un tmpano representativo es de alrededor de 5X10 -5 m2. Calcule la potencia sonora que incide en un tmpano en a) el umbral auditivo y b) el umbral auditivo.

21. Un hombre que grita con fuerza produce un sonido de 70 dB a una distancia de 5 m. Cuantos watts de potencia emite el hombre.

22. Un murcilago que vuela a 5 m/s emite un chillido a 40 khz. Si un muro refleja esta pulsacin sonora, cual es la frecuencia del eco que el murcilago recibe.

23. La frecuencia fundamental de un tubo de rgano abierto corresponde al do medio (262 Hz). La tercera resonancia de un tubo de rgano cerrado tiene la misma frecuencia, cual es la longitud de los dos tubos.

24. Un tubo abierto por ambos extremos tiene una frecuencia fundamental de 300 Hz cuando la temperatura es de 0 C. a) Cual es la longitud del tubo, b) cual es la frecuencia fundamental a una temperatura de 30 C.

25. Cuando estn en reposo, las sirenas de dos trenes emiten una frecuencia de 300 Hz. Los dos trenes avanzan uno hacia el otro y hacia un observador estacionando entre ambos. Uno de los trenes se desplaza a 30 m/s y el observador escucha una frecuencia una frecuencia de 3 Hz, cual es la velocidad del segundo tren, el cual viaja ms aprisa que el primero.

BIBLIOGRAFA

RAMREZ SIERRA, RICARDO. Olimpiadas fsica 11, Bogot, Voluntad, 2000.

VILLEGAS Rodrguez, MAURICIO. Galaxia Fsica 10, Bogot Voluntad, 2001.