Unidad 4: Fenómenos Ondulatorios Mecánicos

SESIÓN 4	Física 2 UNIDAD 4: FENÓMENOS ONDULATORIOS MECÁNICOS (10 h)
contenido temático	4.5 El sonido como ejemplo. 4.6 Algunas aplicaciones tecnológicas y en la salud

Aprendizajes esperados del grupo	Conceptuales Describe con ejemplos, tomados de la vida cotidiana, los fenómenos de: reflexión, refracción, interferencia, difracción y resonancia de las ondas mecánicas. Explica que el sonido es una onda longitudinal cuya velocidad depende del medio que lo transmite y valora los riesgos de la contaminación sonora.  Procedimentales ·       Observación y detección de fenómenos ondulatorios. ·       Presentación en equipo Actitudinales Cooperación, responsabilidad respeto y tolerancia, contribuirá al trabajo en un ambiente de confianza.
Materiales generales	Laboratorio: -          Botellas de vidrio vacías, tambor, tubo de cartón de 0.5 m, regla madera 0.3m, agua. Computo: -          PC, Conexión a internet De proyección: -          Cañón Proyector Programas: -           Moodle, Google docs, correo electronico, Excel, Word, Power Point. Didáctico: -          Indagaciones Bibliográficas de acuerdo al  programa del curso.
Desarrollo del proceso	FASE DE APERTURA -          El Profesor  hace la presentación de las preguntas: -          ¿Qué es el sonido? -          ¿Por qué las paredes debilitan el sonido? -          Los alumnos en equipo, discuten y escriben sus respuestas en el cuadro, utilizando el procesador de palabras: Equipo Respuestas 2 El sonido es un movimiento vibratorio longitudinal que se propaga en forma de ondas de presión a través de un medio (aire, agua, tierra, metales etc.) y que podemos percibir cuando tienen una frecuencia y una intensidad determinada. La intensidad está relacionada con la amplitud de la onda sonora y con la cantidad de energía transportada, y la frecuencia es el número de variaciones de presión por segundo que realiza un cuerpo. Normalmente un sonido está compuesto por una suma de frecuencias armónicas denominadas tono. Entonces: Cuanto mayor es la amplitud de una onda, mayor es la intensidad del sonido que se percibe. Cuanto mayor es la frecuencia, el sonido se percibe más agudo. http://www.vidasostenible.org/ciudadanos/hablemos-de-medio-ambiente/el-ruido/que-es-el-sonido/ Las paredes poco a poca absorben el sonido mientras tanto el sonido seguirá rebotando. Si el sonido se da al aire libre sin algún objeto que lo refleje o que lo absorba, el sonido se perderá conforme a la distancia que recorra. http://www.arqhys.com/casas/sonido-absorcion.html 3 El sonido es la propagación de ondas a través de un medio, por ejemplo: el aire http://www.eumus.edu.uy/eme/ensenanza//acustica/apuntes/material-viejo/fisica_r/ Al llegar la onda a un obstáculo como las paredes va se transmite dentro del mismo y la onda va amortiguandose hasta desaparecer. http://www.eumus.edu.uy/eme/ensenanza//acustica/apuntes/material-viejo/fisica_r/ 4 El sonido es un movimiento que se propaga en forma de ondas por  un medio . http://www.escolar.com/lecturas/preguntas-y-respuestas/por-que-14/como-puede-entrar.html Si la onda se encuentra con una pared, le comunica su movimiento, determinando en dicha pared una serie de ondulaciones de la misma forma y de la misma frecuencia. http://www.escolar.com/lecturas/preguntas-y-respuestas/por-que-14/como-puede-entrar.html 5 En física, es cualquier fenómeno que involucre la propagación en forma de ondas elásticas (sean audibles o no), generalmente a través de un fluido (u otro medio elástico) que esté generando el movimiento vibratorio de un cuerpo. El sonido humanamente audible consiste en ondas sonoras. La propagación del sonido involucra transporte de energía sin transporte de materia, en forma de ondas mecánicas que se propagan a través de un medio elástico sólido, líquido o gaseoso. https://es.wikipedia.org/wiki/Sonido Cuando una onda sonora que se propaga por el aire, se encuentra con una pared, le comunica su movimiento, determinando en dicha pared una serie de ondulaciones de la misma forma y de la misma frecuencia, aunque de menor dimensión, pues al pasar de uno a otro medio, las ondas pierden parte de su fuerza. Las ondas se propagan entonces a través de la pared y son transmitidas por ella al aire que hay al otro lado, de idéntico modo que el parche de un tambor determina vibraciones en el aire, con el cual está en contacto. Al ser transferidas por segunda vez las ondas, pasando de nuevo al aire, pierden otra vez energía, de manera que el sonido se debilita considerablemente a su paso por la pared. La disminución de la intensidad dependerá, claro está, del grueso de la pared y de los materiales de que está compuesta, así como de su estructura. Si empleamos materiales como la lana o el serrín, o si se interponen pesados cortinajes, que vibran con mucha dificultad, la mayor parte de las ondas sonoras quedarán absorbidas, y el sonido resultará muy débil. http://www.escolar.com/lecturas/preguntas-y-respuestas/por-que-14/como-puede-entrar.html 6 El sonido es la percepción de nuestro cerebro de las vibraciones mecánicas que producen los cuerpos  y que llegan a nuestro oído a través de un medio Imaginemos una cuerda tensada entre dos puntos, sobre la que, a continuación, pulsamos con un dedo. La cuerda comenzará a producir un movimiento ondulatorio, desplazándose de un lado a otro, hasta llegar a alcanzar de nuevo el punto de reposo inicial. Todos esos movimientos son las vibraciones. Como esos movimientos no los realizará en el vacío sino en el aire (aunque también podría hacerlo, por ejemplo, dentro del agua), se producirá el desplazamiento de las moléculas, empujándose unas a otras en forma de ondas. Esas ondas sonoras se desplazarán hasta llegar a nuestro oído y de ahí pasarán a nuestro cerebro, que se encargará de reconocer e interpretar la vibración percibida. El sonido en el vacío no puede producirse puesto que no existen moléculas que puedan transmitir la vibración hasta nuestros oídos. http://www.ite.educacion.es/formacion/materiales/60/cd/02_elsonido/1_qu_es_el_sonido.html lo debilitan por que las paredes no son un medio elástico https://es.wikipedia.org/wiki/Intensidad_de_sonido -          Se realiza una discusión en el grupo, mediada por el Profesor para consensar las respuestas. -           FASE DE DESARROLLO               Los alumnos desarrollan las actividades de acuerdo a las indicaciones del Profesor   1.- Botellas con agua  Se tiene un conjunto de botellas que se llenan parcialmente de agua. Esto hace que la columna de aire en cada uno de ellas sea diferente. Por lo cual al hacerlas vibrar emiten sonidos de distinta frecuencia. 2.- Tambor  Un tambor posee una membrana flexible colocada en tensión. Esta membrana se puede hacer vibrar de diferentes modos, produciendo distintas frecuencias, que determinan distintos sonidos. 3.- Escuchar el mar en un tubo  Usando un pequeño tubo de cartón, el cual se apoya en el oído y se tapa con una mano en el otro extremo, se puede percibir un sonido que se asemeja al ruido del mar. Este sonido corresponde a la resonancia que produce algún sonido externo que tiene una frecuencia similar a la frecuencia propia de tubo y la cual está dada por su longitud. FASE DE CIERRE     Al final de las presentaciones, se lleva a cabo una discusión extensa, en la clase, de lo  que se aprendió y aclaración de dudas por parte del Profesor.                     Actividad Extra clase: Los alumnos llevaran la información  a su casa y los que tengan computadora e internet, indagaran los temas de la siguiente sesión, de acuerdo al cronograma.  Se les sugiere que abran una carpeta  nombrada Física 2;  en la cual almacenaran su información, se les solicitara que los equipos formados, se comuniquen vía e-mail u otro  programa para comentar y analizar los resultados, para presentarla al Profesor en la siguiente clase en USB.  Los alumnos que tengan PC y Programas elaboraran su informe, empleando el  programa  Word, para registrar los resultados.
Evaluación	Informe en Power Point de la actividad.     Contenido:     Resumen de la Actividad.

SESIÓN 5	Física 2 UNIDAD 4: FENÓMENOS ONDULATORIOS MECÁNICOS (10 h)
contenido temático	4.7 Ondas y partículas. 4.8 Síntesis del tema o una investigación bibliográfica sobre aplicaciones.

Aprendizajes esperados del grupo	Conceptuales Reconoce la importancia de los fenómenos ondulatorios en la sociedad. Diferencia el comportamiento de las ondas del de partículas. Procedimentales ·       Identificación  de la información e importancia de los fenómenos ondulatorios. ·       Presentación en equipo. Actitudinales Cooperación, responsabilidad respeto y tolerancia, contribuirá al trabajo en un ambiente de confianza.
Materiales generales	De Laboratorio: -          Pandero, aserrín, bote de hoja de lata de  1 litro, dos tubos de cartón  longitud de 50 cm., reloj mecánico, dos vasos de plástico, hilo de cáñamo 2m., micrófono. Computo: -          PC, Conexión a internet De proyección: -          Cañón Proyector Programas: -           Moodle, Google docs, correo electrónico, Excel, Word, Power Point. Didáctico: -          Presentación de indagaciones bibliográficas del tema.
Desarrollo del proceso	FASE DE APERTURA -          El Profesor  hace su presentación de las preguntas: -          ¿Adónde se van las ondas acústicas? -          ¿Cuál es la diferencia entre una onda y una partícula? -          Los alumnos en equipo, discuten y escriben sus respuestas en el cuadro, utilizando el procesador de palabras: Equipo Respuestas 2 La acústica es una rama de la física interdisciplinaria que estudia el sonido, infrasonido y ultrasonido, es decir ondas mecánicas que se propagan a través de la materia (tanto sólida como líquida o gaseosa) (no pueden propagarse en el vacío) por medio de modelos físicos.  La acústica considera el sonido como una vibración que se propaga generalmente en el aire a una velocidad de 343 m/s (aproximadamente 1 km cada 3 segundos), o 1235 km/h en condiciones normales de presión y temperatura (1 atm y 20 °C). https://es.m.wikipedia.org/wiki/Ac%C3%BAstica Una onda se define como el fenómeno ondulatorio y físico por medio del cual se propaga energía sin materia de un punto a otro del espacio a través de algún medio sólido, líquido, gaseoso o a través del vacio.  Definimos la partícula como una masa que ocupa un volumen tan pequeño en el espacio que podemos decir que es puntual (es decir, no ocupa ningún volumen, simplemente está en un punto del espacio). Generalmente se considera que los objetos reales son partículas con su masa concentrada en el centro de masas del objeto. Esta es una abstracción válida cuando estamos dando mecánica clásica, en la que las distancias involucradas son mucho mayores que las distancias moleculares y siempre y cuando no intentemos comprender la física interna del objeto.  Diferencias *Una partícula ocupa un lugar en el espacio y tiene masa. ^Una onda se extiende en el espacio y no tiene masa. ^Onda: se puede conocer su velocidad pero no tiene una posición exacta. *Partícula: tiene una posición exacta pero no se puede conocer su velocidad.  http://www.quees.info/que-es-una-onda.html http://www.lawebdefisica.com/dicc/conceptos/mecanica.php 3 Las ondas acústicas se desplazan paralelamente a la dirección de propagación. http://www.eumus.edu.uy/eme/ensenanza//acustica/apuntes/material-viejo/fisica_r/ La diferencia entre una  onda y una partícula es que la onda es invisible e intangible, y la partícula puede distinguirse como materia visible y tangible por más pequeña que sea. http://www.eumus.edu.uy/eme/ensenanza//acustica/apuntes/material-viejo/fisica_r/ 4 Onda: Es una perturbación que se propaga en un medio o en el espacio transportando energía sin que haya transporte de materia. Partícula: Una partícula ocupa un lugar en el espacio y tiene masa mientras que una onda se extiende en el espacio caracterizándose por tener una velocidad definida y mas anular. Actualmente se considera que la dulidad onda partícula es un concepto de la mecánica cuántica según el cual no es diferencia fundamentales entre partículas y ondas: las partículas pueden componerse como ondas y viceversa http://laaura096.blogspot.mx/2013/01/diferencia-entre-onda-y-particula.html?m=1 5 El sonido avanza en línea recta cuando se desplaza en un medio de densidad uniforme. Sin embargo, igual que la luz, el sonido está sometido a la refracción, es decir, la desviación de las ondas de sonido de su trayectoria original. En las regiones polares, por ejemplo, donde el aire situado cerca del suelo es más frío que el de las capas más altas, una onda de sonido ascendente que entra en la región más caliente, donde el sonido avanza a más velocidad, se desvía hacia abajo por la refracción. La excelente recepción del sonido a favor del viento y la mala recepción en contra del viento también se deben a la refracción. La velocidad del aire suele ser mayor en las alturas que cerca del suelo; una onda de sonido ascendente que avanza a favor del viento se desvía hacia el suelo, mientras que una onda similar que se mueve en contra del viento se desvía hacia arriba, por encima de la persona que escucha. http://html.rincondelvago.com/acustica_ondas-movimiento-ondulatorio-y-sonido.html De acuerdo con la física clásica existen diferencias entre onda y partícula. Una partícula ocupa un lugar en el espacio y tiene masa mientras que una onda se extiende en el espacio caracterizándose por tener una velocidad definida y masa nula. https://es.wikipedia.org/wiki/Dualidad_onda_corp%C3%BAsculo 6 1)  se extienden en el espacio 2) Una partícula ocupa un lugar en el espacio y tiene masa.  Una onda se extiende en el espacio y no tiene masa. -          Se realiza una discusión en el grupo, mediada por el Profesor para consensar las -          respuestas. -          FASE DE DESARROLLO               Los alumnos desarrollan las actividades de acuerdo a las indicaciones del Profesor: 1.- Aserrín saltarín  Se dispone de dos panderos en uno de los cuales se ha colocado una pequeña cantidad de granos de azúcar o cualquiera otro elemento pequeño y liviano. El segundo pandero se coloca a una distancia por sobre el primer pandero y se hace vibrar, se puede observar como los pequeños granos de azúcar también vibran. Mostrando de esta forma la propagación de una onda acústica. 2.- Membrana vibrante  Se dispone de un tubo el cual tiene cerrado con papel uno de sus extremos. Al hablar por el otro extremo, se propaga una onda longitudinal acústica la cual hace vibrar la lámina de papel; esta vibración se detecta por la oscilación de una pequeña esferita colgada en el extremo. 3.- Reflexión del sonido  Se dispone de dos tubos largos de cartón. En los extremos superiores de uno de ellos se coloca un pequeño reloj. Al ubicar ambos tubos apoyados en el suelo formando una V, se puede oír el tic-tac del reloj en el extremo superior del otro tubo. 4.- Teléfono de juguete  Dos vasos plásticos unidos por un hilo largo atado a sus bases nos permiten percibir, al mantener tensado el hilo que los une, la transmisión de una onda sonora.                                          5.- Micrófono y P C  Al hablar se produce una onda sonora longitudinal la cual hace vibrar la membrana de un micrófono, esta vibración produce una corriente inducida que puede ser detectada por medio de una PC. FASE DE CIERRE Al final de las presentaciones, se lleva a cabo una discusión extensa, en la clase, de lo  que se aprendió y aclaración de dudas por parte del Profesor.                     Actividad Extra clase: Los alumnos llevaran la información  a su casa y los que tengan computadora e internet, indagaran los temas de la siguiente sesión, de acuerdo al cronograma.  Se les sugiere que abran una carpeta  nombrada Física 2;  en la cual almacenaran su información, se les solicitara que los equipos formados, se comuniquen vía e-mail u otro  programa para comentar y analizar los resultados, para presentarla al Profesor en la siguiente clase en su cuaderno o USB. Los alumnos que tengan PC y Programas elaboraran su informe, empleando el  programa  Word, para registrar los resultados.
Evaluación	Informe en Power Point de la actividad.     Contenido:     Resumen de la Actividad.

SESIÓN 6	Física 2 UNIDAD 4: FENÓMENOS ONDULATORIOS MECÁNICOS (10 h)
contenido temático	RECAPITULACION 2

Aprendizajes esperados del grupo	Conceptuales ·         Comprenderá las características los Fenómenos ondulatorios y su importancia en la vida cotidiana ·         Procedimentales ·       Elaboración de transparencias Power Point  (.pps) y manejo del proyector. ·       Presentación en equipo Actitudinales Cooperación, responsabilidad respeto y tolerancia, contribuirá al trabajo en un ambiente de confianza.
Materiales generales	Computo: -          PC, Conexión a internet De proyección: -          Cañón Proyector Programas: -           Moodle, Google docs, correo electronico, Excel, Word, Power Point. Didáctico: -          Presentación de información de las actividades de la semana.
Desarrollo del proceso	FASE DE APERTURA  - El Profesor de acuerdo a su Planeación de clase desarrolla el siguiente: - Solicita a los alumnos elaboren un resumen escrito en Word de lo visto en las dos sesiones anteriores. FASE DE DESARROLLO - Les solicita que un alumno de cada equipo  lea el resumen elaborado. - El Profesor pregunta acerca de las dudas que tengan acerca de los temas vistos en las dos sesiones anteriores, características y tipo de ondas mecánicas, importancia en la vida cotidiana. FASE DE CIERRE  El Profesor concluye con un repaso de la importancia de los Fenómenos ondulatorios Revisa el trabajo a cada alumno y lo registra en la lista. Actividad Extra clase: Los alumnos llevaran la información  a su casa y los que tengan computadora e internet, indagaran los temas siguientes de acuerdo al cronograma, solicitándoles que incluyan fotos de los experimentos en el Blog que contendrá su información, asimismo se les solicitara que los equipos formados, se comuniquen vía e-mail u otro  programa para comentar y analizar los resultados para presentarla al Profesor en la siguiente clase. Los alumnos que tengan PC y Programas elaboraran su informe, empleando el programa  Word, para registrar los resultados.
Evaluación	Informe en Power Point de la actividad.     Contenido:     Resumen de la Actividad.