Problematiza situaciones.
1. Recordando:
- La rapidez de una onda mecánica depende del medio por donde se propaga.
- Si se propaga en el aire o en el agua, debemos de conocer la longitud y la frecuencia
- Si se propaga en una cuerda tensa, debemos conocer su masa, longitud y tensión o fuerza.
Ejemplos:
a. Calcular la velocidad de una onda de 440 Hz cuya longitud de onda es de 0,5 cm.
b. Se emite en el aire unas ondas con frecuencia de 800 Hz a 16 m/s. Calcular la longitud de la onda.
c. Una onda recorre 300 m en 1 minuto. Calcular su velocidad.
d. Se tiene una cuerda de 3 m de longitud cuya masa es de 1 kg. Calcular la velocidad de la onda, si se golpe transversalmente en el extremo de una cuerda. (tensión de la cuerda 1200 N)
e. La distancia de las crestas adyacentes de una ola del mar es de 45 m; con una cresta pasando bajo nosotros cada 4,5 s. Halla la velocidad de la onda (V) y la frecuencia (f).
f. ¿Cuál es la longitud de onda de una varilla de hierro al vibrar con ondas longitudinales de frecuencia de 250 Hz, si su velocidad de propagación fue igual a 4500 m/s?
2. Observa el siguiente video y responde:
a. ¿Cuál de los dos fenómenos se logra percibir primero? ¿El trueno o el relámpago?
b. ¿Qué es el trueno?
c. ¿A qué velocidad viaja el sonido?
3. Propósito de esta primera sesión:
¿Qué relación existe entre la frecuencia del diapasón y el inverso de la longitud de onda?. (El problema planteado podrá ser relacionado con la determinación de la velocidad del sonido).
5. Observa el siguiente sistema experimental:
Fuente:
http://webdelprofesor.ula.ve/ciencias/labdemfi/oscilaciones_ondas/html/oscilaciones_ondas.html
Videos de referencia:
c. ¿A qué velocidad viaja el sonido?
3. Propósito de esta primera sesión:
- Formular una hipótesis frente a un problema de indagación planteado.
- Justificar la selección de materiales, herramientas e instrumentos de medición
- Considerar el margen de error asociado a sus medidas.
- Verificar la confiabilidad de la fuente de información relacionada con el sonido.
¿Qué relación existe entre la frecuencia del diapasón y el inverso de la longitud de onda?. (El problema planteado podrá ser relacionado con la determinación de la velocidad del sonido).
5. Observa el siguiente sistema experimental:
Fuente:
http://webdelprofesor.ula.ve/ciencias/labdemfi/oscilaciones_ondas/html/oscilaciones_ondas.html
Videos de referencia:
6. Plantea la hipótesis respecto del problema planteado e identifica las variables.
Para ello se sugiere revisar la información del texto de CTA y los siguientes videos:
7. Procedimiento para la experimentación:
Materiales:
5 diapasones de diferentes frecuencias
Un martillo de goma
Un tubo de vidrio de 2,5 x 100 cm (o tubo de PVC transparente)
Un tubo de caucho
Un botella recortada
Tapones
Una cinta métrica
Un soporte universal
Procedimiento:
Montar el aparato de la figura del arreglo experimental y poner agua a igual nivel en ambos recipientes (tubo de vidrio y botella recortada).
Bajar la botella hasta que en el tubo de vidrio quede una columna de aire de unos 10 cm de longitud.
Hacer vibrar el diapasón encima del tubo de vidrio y, simultáneamente, ir aumentando poco a poco la longitud de la columna de aire, hasta que se perciba claramente el sonido del diapasón.
Medir la columna de aire, desde el nivel del agua hasta el borde del tubo, y anotar la frecuencia de vibración del diapasón. Este paso y el anterior se deben repetir con los cuatro diapasones de diferentes frecuencias.
Si no se contara con los cuatro diapasones de diferentes frecuencias, se podría sustituir por un generador de frecuencia online.
8. Responde:
¿Qué aprendiste hoy?
¿La actividad realizada te ha parecido significativa para formular tu hipótesis frente al problema planteado?
¿Qué dificultades has tenido mientras realizabas las actividades de aprendizaje?
