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Módulo 19
Actividad integradora 5. Movimiento oscilatorio
Ingresa al Simulador interactivo de Ciencias y Matemáticas y configúralo en las opciones "Oscilar" y "Sin extremo”.
Descarga la Tabla de medidas y cálculos en la que deberás completar las columnas de tiempo (s), velocidad (cm/s) y longitud de onda (cm) Para ello, debes:
- Obtener los tiempos en que la onda recorre 5 cm.
- A partir de los tiempos, calcular la velocidad y la longitud de onda.
Tabla de Excel con los resultados (captura de pantalla).
*Actualizado en Julio de 2023
¿La velocidad de la onda depende de la frecuencia? ¿por qué?
No, si eso fuera cierto, en los casos en los que la frecuencia es igual, la velocidad debería ser igual también. Sin embargo, al observar que la velocidad varía en las filas donde la frecuencia es la misma, podemos concluir que la velocidad no depende de la frecuencia.
No, si así fuera, en las cuatro filas en las que el valor de la frecuencia es el mismo, tendríamos que la velocidad seria la misma para los cuatro casos, como no es así, entonces la velocidad no depende de la frecuencia.
¿La velocidad de la onda depende de la tensión?
Sí, en este caso, cuando la tensión cambia, también lo hace la velocidad de la onda. Estos dos valores están siempre relacionados, lo que indica que la velocidad depende de la tensión.
Si, para este caso cuando la tensión cambia de alta o baja, la velocidad de la onda siempre acompaña a este dato, si uno cambia el otro también, por lo tanto, la velocidad de la onda si depende de la tensión.
¿La velocidad de la onda depende de la amplitud?
No, a pesar de que los valores de amplitud cambian en cada medición, los valores de la velocidad no cambian. Por lo tanto, no hay una relación directa entre la velocidad de la onda y su amplitud.
No, puesto que, aunque cambian los valores de la amplitud entre cada medición, los valores de la velocidad no cambian.
¿La longitud de la onda depende de la tensión?
Sí, la longitud de la onda depende de la tensión. Dado que la longitud está relacionada con la velocidad de la onda, y esta a su vez se ve afectada por la tensión, podemos concluir que la longitud de la onda depende de la tensión.
Si, la longitud depende de la velocidad, la velocidad depende del tiempo, el tiempo depende de la tensión, por lo tanto, la longitud depende de la tensión.
Con los valores de amplitud y frecuencia y considerando una fase inicial ϕ=π. Escribe la ecuación de onda de la quinta medición y encuentra la amplitud que tendrá a los 5 segundos. Básate en la ecuación:
Poniendo la calculadora en radianes
*Nota: Para realizar este cálculo de manera correcta tu calculadora debe estar en radianes.
Suponiendo que en un concierto al aire libre una persona toca una nota de 659.26 Hz en una guitarra y simultáneamente una segunda toca una nota de 494 Hz en un piano. La primera nota es tocada con la mitad de amplitud que la segunda. Tomando en cuenta la información anterior, da respuesta a las siguientes preguntas, argumentando cada una y señalando de qué nota se trata en cada caso: ¿El tono de una de las notas es más grave?
Sí, una de las notas suena más grave. La nota de 659.26 Hz tiene un sonido más agudo porque vibra más rápido, mientras que la nota 494 Hz vibra más lento y suena más grave.
Si las analizamos por la frecuencia 659.26 Hz y 494 Hz el tono está relacionado con la frecuencia de la onda, a mayor frecuencia el sonido es más agudo a menor frecuencia el tono es más grave
¿La intensidad de una de las notas es mayor?
Sí, una de las notas suena más fuerte. La nota en el piano se toca con más fuerza que la nota en la guitarra, por lo que se escucha más fuerte.
Si, podemos equiparar la amplitud de onda con la intensidad del sonido, es decir un sonido fuerte o suave depende de la amplitud de la onda, en este caso la nota del piano tiene el doble de amplitud, o el doble de intensidad, es decir suena el doble de fuerte que la otra nota.
¿La velocidad del sonido de una de las notas es mayor?
No, la velocidad del sonido es la misma para ambas notas. La velocidad del sonido no cambia independientemente de la nota que se toque.
Lo que podría modificar la velocidad del sonido es el tiempo que tarda de ir de un punto A a un punto B, como las notas se tocan simultáneamente, se están propagando a través del mismo medio (aire) y con las mismas condiciones, así que la velocidad del sonido será la misma para cualquiera de las notas.
¿Se escucharían igual los distintos instrumentos si tocaran la misma nota con la misma amplitud?
No, cada instrumento tiene un sonido diferente, incluso si tocan la misma nota con la misma fuerza. Esto se debe a la forma en que se producen los sonidos en cada instrumento, lo que les da su propio “sonido característico” o “timbre”.
No, ya aquí dependería de otra característica del sonido que se conoce como timbre, ya que cada instrumento musical tiene un sonido particular, aunque se esté tocando la misma nota en diferentes instrumentos cada uno de estos sonara distinto, esto es lo que nos permite crear la música.
Menciona dos fenómenos ondulatorios que hayas observado y argumenta qué características cumplen para ser considerados así.
1.- Estaba leyendo que según Ordiales, R. (2007) la luz se considera como radiación, y también como un fenómeno ondulatorio y dependiendo de la frecuencia es que podemos ver luces de diferentes colores, o los objetos adquieren cierto color dependiendo de la frecuencia de las ondas que reflejan.
2.- Y tomando como referencia los ejercicios realizados sobre los dos instrumentos tocando la misma nota puedo darme cuenta que todos los sonidos son fenómenos ondulatorios, otro ejemplo muy claro de esto es con la voz si colocamos la mano sobre la garganta y comenzamos a hablar se pueden sentir las vibraciones que hace nuestra voz y estas vibraciones es lo que se considera como un fenómeno ondulatorio, esto se puede ver muy claro en los estudios de grabación, o en los programas de computadora que graban sonidos, estos hacen una grafica con sonidos grabados.
1.- Creo que se podría considerar las olas del mar como un fenómeno ondulatorio, porque es algo que se repite constantemente, podríamos decir que tiene un inicio de la onda cuando el mar está completamente extendido sobre la playa, después cuando el mar está completamente retraído vamos a la mitad del ciclo, y cuando regresa a la playa ha terminado un ciclo para comenzar de nuevo.
2.- Otro ejemplo de estos fenómenos es cuando voy con mi amiga que es terapeuta y me hace un masaje con una maquina especial, que vibra mucho y cuando lo pone en contacto con mi piel esas vibraciones pasan a mi cuerpo es como lo que vi en el simulador, la maquinita tiene como un motor que hace subir y bajar la cosa que da el masaje, entonces esto también es un movimiento cíclico del cual se puede variar la velocidad de la maquinita, que quiero suponer es como aumentar la velocidad de la onda.
Fuentes de consulta:
Ordiales, R. (2007). Prontuario de la radiación electromagnética.
Orozco Valencia, C. C., Velásquez Tamayo, S., & Flórez Ocampo, C. M. (2022). La experimentación cualitativa exploratoria y su contribución al desarrollo del pensamiento crítico. El caso de los fenómenos ondulatorios en la clase de física.
Grigioni, L., Jardón, A., & Vettorel, S. (2014). 7503-14 FISICA Fenómenos de Ondas.
Merino de la Fuente, J. M., & Muñoz-Repiso, L. (2013). La percepción acústica: Física de la audición. Revista de ciencias, (2), 19-26.
Rossmann, M. R. A. (2014). EL ESPECTRO DE FRECUENCIAS Y SUS APLICACIONES. ASOCIACIÓN DE DOCENTES PENSIONISTAS UNIVERSIDAD NACIONAL MAYOR DE SAN MARCOS ASDOPEN-UNMSM, 3.
Tamayo, H, Perea, A y Rivera, W. (2015). Construcción del concepto de onda y de fenómenos ondulatorios, en estudiantes de educación media, utilizando un modelo virtual.
Navarro, X. VISUALIZACIÓN DE FENÓMENOS ONDULATORIOS EN DOS DIMENSIONES.
Alarcos Torrecillas, B. J. (2022). Simuladores interacticvos de fenómenos ondulatorios como herramienta docente para la enseñanza/aprendizaje de Física en 2º de Bachillerato (Master’s thesis).
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