miércoles, 28 de septiembre de 2011

PRÁCTICA DE LABORATORIO

Muchachos:

Les mando la práctica que deberán imprimir y llevar el día viernes, junto con el material que les pedí y su bata blanca limpia y planchada. Acuérdense que el material es por equipo.

Nos vemos mañana.

Miss Pily

EL MOVIMIENTO ONDULATORIO COMO UN MOVIMIENTO PERIÓDICO

OBJETIVO: identificar las características de los movimientos periódicos y del movimiento ondulatorio como uno de ellos.

MATERIAL

1 Soporte Universal con anillo de fierro

1 botella de plástico chica, vacía y limpia con tapa perforada en el centro con un clavo caliente

½ kg de sal ó arena fina seca

½ pliego de cartoncillo negro

1 m de hilaza ó estambre grueso

1 transportador

1 regla de plástico

1 reloj con cronómetro

1 Resorte helicoidal de plástico, como los juguetes formados por círculos

planos superpuestos y que pasan de un nivel a otro cuando se les coloca

en desnivel (llamados gusanos)

1 copa chica de vidrio delgado, (de boca chica)

DESARROLLO

El movimiento ondulatorio es uno de los fenómenos pertenecientes a la clase de movimientos periódicos en los que se incluyen los movimientos vibratorio y pendular.

Lo primero que debes saber es que el término “periódico” se aplica a todo aquello que se repite con determinados lapsos de tiempo, como por ejemplo la edición de los medios de información impresos, como los diarios, semanarios, anuarios, etcétera.

Otro ejemplo es el recorrido que hacen las manecillas del reloj, las fases de la luna y la repetición de las estaciones del año.

Con lo anterior, puedes entender que los movimientos periódicos son aquellos que repiten sus características con intervalos regulares de tiempo. Para reconocer sus particularidades, es conveniente que los analicemos por separado, por lo que comenzaremos por atender al movimiento vibratorio

1.- Para ello, reúnete con los demás compañeros de tu equipo y coloquen la regla de plástico en el borde de la mesa de trabajo para que sobresalga una porción de ella y uno de los miembros sujete con una mano la parte que queda en la mesa para inmovilizarla y con la otra mano doble un poco el extremo sobresaliente y en un momento dado, suéltala. .Que sucede?

.Se repiten las características del movimiento? Si ( ) No ( )

.Se tardan los vaivenes de la regla el mismo tiempo? Si ( ) No ( )

.Como es el movimiento que se produce?

Varíen el tamaño de la parte sobresaliente de la regla y repitan la operación planteada anteriormente, .que observan cuando disminuye la parte sobresaliente?

Si aumentan el tamaño de la parte sobresaliente, .que sucede?

Retiren la regla, colóquenle encima, sobresaliendo por uno de los extremos, un bolígrafo con la punta con que escribe hacia fuera, fijándolo por medio de una liga de hule y pongan al bolígrafo una hoja de cuaderno de manera tal que pueda rayarla. Repitan la operación de hacer vibrar la regla y muevan lentamente la hoja de papel en forma transversal y en línea recta, esto es, si la regla se mueve verticalmente de arriba a abajo, ustedes deben mover la hoja de papel horizontalmente, .que sucede?

Repitan la operación de hacer vibrar la regla y muevan rápidamente la hoja de papel en forma transversal y en línea recta, .¿que ocurre?

A partir del experimento realizado se puede afirmar que la combinación del movimiento vibratorio con el movimiento rectilíneo forma ondas de las llamadas ondas transversales, que se originan con una combinación de ese tipo.

2.- Uno de los miembros del equipo tome ahora el resorte de plástico por uno de los extremos y otro de los compañeros tome el otro extremo y colocándose en el suelo del laboratorio, estírenlo a lo largo. El primero de ellos, tome unas cuatro espiras del resorte y comprímalas, apretándolas hacia él, formando un “paquete” y suéltelas en un momento dado, .que observan?

Repitan la operación aumentando el número de espiras formando un “paquete mayor” y libérenlas, repitiendo las observaciones, .que observan?

El fenómeno anterior produce otro tipo de ondas, conocidas como ondas longitudinales, que originan el movimiento de los “paquetes” a lo largo del medio elástico.

Pide a tus compañeros que sostengan firme el extremo del resorte de plástico, y que uno de ellos mueva la mano en un movimiento transversal a ras de suelo y observen, .que sucede?

En ambos casos, cuando esa porción del resorte recupere la inmovilidad,.¿cambian de posición las espiras de plástico cuando se producen las alteraciones del equilibrio? Si ( ) No ( )

En caso negativo, .que se desplaza a través del medio elástico?

De lo anterior, pueden afirmar que hay por lo menos dos tipos de onda: las transversales y las longitudinales. La representación de las ondas más común es la que se dibujó en la experiencia hecha con la vibración de la regla y el movimiento transversal del papel, o la que vieron en el movimiento transversal del resorte de plástico y, para que tengan una idea más clara de lo anterior, procedan a realizar lo siguiente:

3.- Tomen la botella de plástico y con un clavo caliente hagan tres perforaciones en las partes laterales del fondo de la botella para que queden distribuidos a la misma distancia entre si.

A través de las perforaciones del fondo de la botella, hagan pasar la hilaza o estambre para formar un soporte que les permita suspenderla boca abajo del anillo de fierro y hacerla mover en forma de péndulo.

Llenen la botella con arena seca hasta 2/3 de su capacidad y vuelvan a taparla.

Desplázenla hacia uno de los lados, fuera de la posición de equilibrio dejándola oscilar. La desviación de la posición de equilibrio hasta el punto en donde la dejas en libertad para empezar a oscilar, corresponde a la amplitud de la oscilación. .¿Que observan en el movimiento de la botella?

Cuando la botella regresa a la posición desde la que se dejo en libertad, se completa un ciclo u oscilación. Soliciten a uno de los compañeros del equipo que con el reloj con segundero tome el tiempo que tarda el péndulo de la botella con arena en completar un ciclo completo (esto es, cuanto tarda en regresar al punto desde el que se inicia el movimiento, al soltar la botella). Pídele que tome el tiempo que tardan tres oscilaciones distintas y comparen los tiempos empleados en cada oscilación. ¿Como son?

El tiempo que tarda el péndulo en realizar una oscilación se le llama periodo y se le representa con la letra “T”.

Varíen el tamaño de la amplitud (es decir abran más o menos el ángulo de separación de la posición de equilibrio según escojan) y dejen oscilar libremente la botella y repitan las observaciones.

Cambia la tapa que está perforada, deteniendo con tu dedo la arena. Toma la botella y con la cartulina debajo, permite que escurra la arena, mientras mueves la cartulina hacia el frente. Observa que se dibuja una línea recta que corresponde a la posición de equilibrio.

Vuelvan a llenar la botella con la arena y ahora muévanla hacia uno de los lados fuera de la posición de equilibrio 30° dejándola oscilar, al mismo tiempo que mueven la cartulina hacia el frente, observando la figura que se forma.

Ahora repitan la operación, teniendo siempre la misma amplitud, pero varíen la velocidad con la que mueven el cartoncillo y observen las figuras que se forman en cada caso.

¿Qué observan?

Dibujen sus observaciones

Movimiento lento

Movimiento regular

Movimiento rápido

Al comparar los dibujos hechos por la arena sobre el cartoncillo, podrán observar que, no obstante que todos son semejantes entre si, se diferencian en la distancia entre dos de sus partes que ocupan la misma posición y que, si las miden cuidadosamente, encontrarán que la distancia es constante, por lo cual se le llama “longitud de onda” y se denota con una letra griega lambda ( )

Para complementar los conceptos relacionados con los movimientos periódicos, deben saber que el numero de ciclos completos en la unidad de tiempo (el segundo) se denomina frecuencia y se reconoce con la letra “f” lo cual se expresa con la siguiente fórmula matemática: f = 1/T, de donde, fT =1.

4.- Toma la copa de vidrio, agrégale agua hasta la mitad y con la mano limpia, mójate con vinagre el dedo índice y recorre la copa por toda la orilla. ¿Escuchas el sonido?

¿Por qué crees que se escuche?

Repite la operación, pero ahora varía la cantidad de agua en la copa y escucha… ¿los sonidos son diferentes? __________ ¿por qué crees que ocurra?­­­­­________________________________________

De esta manera podemos concluir que la vibración de los cuerpos es un fenómeno periódico que se puede manifestar como sonido.

Cuestionario

1. Todo aquello que se repite con intervalos de tiempo regulares se denomina:

2. La combinación de un movimiento vibratorio con uno transversal, rectilíneo da como resultado:

3. En la vibración de la regla, a mayor tamaño de la porción sobresaliente en la mesa,_____________ numero de vibraciones y a menor tamaño de la porción sobresaliente en la mesa,____________ número de vibraciones.

4. En la experiencia con el resorte de plástico extendido, cuando formas paquetes de espiras y los dejas en libertad, puedes observar la formación de _____________que se mueven a lo largo del medio elástico.

5. En el movimiento pendular, las oscilaciones duran______________

6. En los movimientos ondulatorios, longitudinales o transversales, .el medio en que se producen, avanzan con las ondas? Si ( ) No ( )

7. Dibuja una onda y escribe las partes que la forman.

8. Al número de ciclos de un fenómeno periódico, en la unidad de tiempo Denomina______________________________

9. Al tiempo requerido para completar un ciclo en los fenómenos periódicos se le denomina____________

10. El sonido se produce por la ___________________ de un cuerpo.