CAPÍTULO 4 / EJERCICIOS

la energía | ejercicios

¿QUÉ ES LA ENERGÍA?

1. Indica con una flecha el término que corresponde a cada definición:

Energía cinética Capacidad de un sistema físico para hacer el trabajo.
Calor Energía del movimiento.
Energía Energía producida por el aprovechamiento de la energía cinética y potencial gravitatoria de los saltos de agua natural.
Temperatura Energía almacenada en los objetos.
Energía hidráulica Forma de energía que se transfiere entre diferentes cuerpos que presentan distintas temperaturas.
Energía mecánica Magnitud que da cuenta de nociones como frío, caliente o tibio.

2. Escribe un ejemplo de cada tipo de energía y explica el aprovechamiento que le damos los seres humanos en cada caso.

Energía mecánica

Ejemplo: ___________________________________________________________________.

Explicación: ________________________________________________________________________________________

__________________________________________________________________________________________________.

Energía potencial

Ejemplo: ___________________________________________________________________.

Explicación: ________________________________________________________________________________________

__________________________________________________________________________________________________.

Energía térmica

Ejemplo: ___________________________________________________________________.

Explicación: ________________________________________________________________________________________

__________________________________________________________________________________________________.

Energía eléctrica

Ejemplo: ___________________________________________________________________.

Explicación: ________________________________________________________________________________________

__________________________________________________________________________________________________.

Energía radiante

Ejemplo: ___________________________________________________________________.

Explicación: ________________________________________________________________________________________

__________________________________________________________________________________________________.

3. Completa el siguiente cuadro con los consejos de ahorro de energía según la frecuencia con la que los realices.

Nunca hago A veces hago Siempre hago
En la sala
En el baño
En la habitación
En la cocina

Transformación y conservación de la energía

1. Construye un texto de 5 líneas máximo con las siguientes palabras.

  • Energía
  • Transformada
  • Ley
  • Eléctrica
  • Conservación

______________________________________________________________________________________________________

______________________________________________________________________________________________________

______________________________________________________________________________________________________

______________________________________________________________________________________________________

______________________________________________________________________________________________________

2. Completa el texto con las siguientes palabras:

  • Agua
  • Gases
  • Caliente
  • Convección
  • Densidad
  • Calor

La _____________ es la transferencia de ___________ por medio del movimiento de una masa fluida, como por ejemplo el aire o el _________. Sólo se produce en líquidos y _________ donde los átomos y moléculas son libres de moverse en el medio. Dicho movimiento es producto de que el fluido ____________ se dilata y causa una disminución en su _______________, lo que a su vez provoca el ascenso del fluido caliente y el descenso del fluido frío, que es más denso.

formas de energía

1. Responde

¿Cuál es la forma de energía en los siguientes ejemplos? Justifica la respuesta.

  • Fotosíntesis: ____________________, porque ______________________________________________________

________________________________________________________________________________________________.

  • Bombilla: _____________________, porque ________________________________________________________

________________________________________________________________________________________________.

  • Molinos de viento: _____________________, porque ________________________________________________

________________________________________________________________________________________________.

  • Lanzamiento de pelota: _________________, porque ________________________________________________

________________________________________________________________________________________________.

  • Rayos X: _________________, porque ____________________________________________________________

________________________________________________________________________________________________.

  • Imanes: __________________, porque ____________________________________________________________

________________________________________________________________________________________________.

  • Bomba atómica: __________________, porque _____________________________________________________

________________________________________________________________________________________________.

2. La energía eléctrica desde que se produce hasta que se consume en hogares e industrias, debe ser transformada. Basado en esto y a lo que ya conocemos, responde:

¿Dónde se produce la energía eléctrica?

______________________________________________________________________________________________________

______________________________________________________________________________________________________

¿Cómo se transporta esa electricidad?

______________________________________________________________________________________________________

______________________________________________________________________________________________________

¿Cómo se llama el lugar que distribuye la electricidad hasta nuestros hogares?

______________________________________________________________________________________________________

______________________________________________________________________________________________________

energía mecánica

1. Responde de la manera más breve:

  • ¿Qué es el trabajo?

______________________________________________________________________________________________________

______________________________________________________________________________________________________

  • Describe 2 ejemplos de trabajo.

______________________________________________________________________________________________________

______________________________________________________________________________________________________

  • ¿Qué relación hay entre la fuerza y el trabajo?

______________________________________________________________________________________________________

______________________________________________________________________________________________________

2. Basado en la energía potencial elástica, escribe 5 ejemplos de deformaciones.

  1. _____________________________________________________.
  2. _____________________________________________________.
  3. _____________________________________________________.
  4. _____________________________________________________.
  5. _____________________________________________________.

fuentes de energía

1. En las siguientes oraciones escribe con una V si es verdadera o F si es falsa. En caso de ser falsa justifica tu respuesta.

  1. Las fuentes renovables se dividen en dos categorías.  (   )

______________________________________________________________________________________________________

______________________________________________________________________________________________________

  1. Las fuentes no renovables son las más abundantes en la naturaleza.  (   )

______________________________________________________________________________________________________

______________________________________________________________________________________________________

  1. Algunas fuentes de energía renovables también son conocidas como energías alternativas.  (   )

______________________________________________________________________________________________________

______________________________________________________________________________________________________

  1. Las fuentes de energía renovables son las más usadas en la actualidad a pesar de encontrarse en cantidades limitadas en la naturaleza.  (   )

______________________________________________________________________________________________________

______________________________________________________________________________________________________

  1. Los combustibles fósiles son un tipo de fuente de energía no renovable.  (   )

______________________________________________________________________________________________________

______________________________________________________________________________________________________

2. Completa las siguientes oraciones:

  1. La energía __________________ se obtiene mediante el movimiento del agua.
  2. La energía solar llega en forma de ___________________________ proveniente del Sol.
  3. La energía del Sol se aprovecha por medio de ___________________________.
  4. La _____________ es la materia orgánica que se origina en un proceso biológico.
  5. El _______________________ es un acuerdo firmado en Japón, que comprometió a los países industrializados a estabilizar las emisiones de gases de efecto invernadero entre el período 2008 y 2012.

fenómenos ondulatorios

1. Explica la diferencia que existe entre:

  • Ondas longitudinales y ondas transversales.

______________________________________________________________________________________________________

______________________________________________________________________________________________________

  • Período y frecuencia.

______________________________________________________________________________________________________

______________________________________________________________________________________________________

  • Relexión y refracción.

______________________________________________________________________________________________________

______________________________________________________________________________________________________

  • Intensidad y timbre.

______________________________________________________________________________________________________

______________________________________________________________________________________________________

  • Sonido y ruido.

______________________________________________________________________________________________________

______________________________________________________________________________________________________

2. Describe las principales aplicaciones de las ondas electromagnéticas.

______________________________________________________________________________________________________

______________________________________________________________________________________________________

______________________________________________________________________________________________________

______________________________________________________________________________________________________

3. Define con tus propias palabras el efecto Doppler.

______________________________________________________________________________________________________

______________________________________________________________________________________________________

El calor y la temperatura

1. Observa la siguiente lista de materiales conductores y aislantes, ordénalos y colócalos en la columna correspondiente.

  • Mercurio
  • Polietileno
  • Oro
  • Madera
  • Hierro
  • Goma
  • Corcho
  • Aluminio
Materiales conductores Materiales aislantes

2. Encierra en un círculo la alternativa correcta.

  • Si un cubo de hielo se coloca a 30 °C de temperatura, ¿qué le ocurrirá?
  1. Aumentará su masa.
  2. Cambiará de estado.
  3. Conservará su forma.
  • ¿Qué magnitud podemos utilizar para la energía térmica?
  1. Humedad relativa
  2. Frecuencia
  3. Temperatura

CAPÍTULO 13 / TEMA 3

Los sismos

El movimiento en zonas estrechas a lo largo de los límites de las placas causa la mayoría de los terremotos. La mayor parte de la actividad sísmica ocurre en tres tipos de límites de placa: divergentes, convergentes y transformantes.

MOVIMIENTO DE PLACAS

La litosfera de la Tierra, que incluye la corteza y el manto superior, está formada por una serie de piezas o placas tectónicas que se mueven lentamente.

Los movimientos de las placas ayudan a dar forma a las características geológicas de nuestro planeta.

¿Cómo se mueven?

 

  • La fuerza impulsora detrás de la tectónica de placas es la convección en el manto.
  • Las crestas del océano medio son espacios entre las placas tectónicas que cubren la Tierra. El magma caliente brota de las crestas, forma una nueva corteza oceánica y separa las placas.
  • En las zonas de subducción dos placas tectónicas se encuentran y una se desliza por debajo de la otra hacia el manto.
  • La placa fría que se hunde tira de la corteza hacia abajo.

El material caliente cerca del núcleo de la Tierra se eleva y la roca del manto más fría se hunde.

Los tres principales tipos de movimientos de placas incluyen:

Divergente (propagación): ocurre cuando dos placas tectónicas se alejan una de la otra.

Convergente (colisión): esto ocurre cuando las placas se mueven una hacia la otra y chocan. En los límites convergentes se crea la corteza continental y se destruye la corteza oceánica.

¿Sabías qué?
Alrededor del 80 % de los terremotos ocurren donde las placas se juntan en zonas llamadas límites convergentes.

Transformante: cuando dos placas tectónicas se deslizan una junto a la otra, el lugar donde se encuentran es una falla de transformación o lateral.

La falla de San Andrés es uno de los mejores ejemplos de movimiento lateral de la placa.

¿QUÉ SON LOS TERREMOTOS?

Ver infografía

A medida que las placas se cruzan, a veces quedan atrapadas y se acumula presión. Cuando finalmente ceden y se deslizan debido al aumento de la presión, la energía se libera como ondas sísmicas, lo que hace que el suelo tiemble. Esto es lo que se conoce como terremoto.

Tipos de terremoto

Hay muchos tipos de terremoto, cada uno depende de la región donde ocurre y la composición geológica de esa región.

  • Terremotos tectónicos: ocurren cuando las rocas en la corteza terrestre se rompen debido a las fuerzas geológicas creadas por el movimiento de las placas tectónicas.
  • Terremotos volcánicos: ocurren junto con la actividad volcánica.
  • Terremotos colapsados: pequeños terremotos en cavernas y minas subterráneas.
  • Terremotos de explosión: resultan de la explosión de dispositivos nucleares y químicos.
Ondas de terremoto

 

Hay dos tipos de ondas sísmicas y la diferencia radica en la forma en que se transmiten. Durante un terremoto, las ondas liberadas pueden ser ondas “P” o “S” de acuerdo con la velocidad y la forma en la que viajan. Ambas pueden ser destructivas, pero su estudio permite saber dónde ocurrió el terremoto.

ESCALA RITCHER Y MERCALLI

La escala de Mercalli describe la intensidad de un terremoto en función de sus efectos observados y la escala de Richter describe la magnitud del terremoto a través de las ondas sísmicas que causan el terremoto.

Diferencias

 

  • La escala de Mercalli es lineal y la escala de Richter es logarítmica. Es decir, un terremoto de magnitud 5 es diez veces más intenso que un terremoto de magnitud 4.
  • La escala de Mercalli mide la intensidad de un terremoto al observar su efecto en las personas, el medio ambiente y la superficie de la Tierra.
  • La escala de Richter mide la energía liberada por un terremoto mediante el uso de un sismógrafo.

LUGARES DE RIESGO DE SISMOS

Ver infografía

Los mapas de sismos revelan qué partes del mundo tienen mayor riesgo de terremotos, y dónde las personas son vulnerables a los desastres sísmicos.

  • El  mapa del peligro sísmico global muestra qué partes del mundo son propensas a los terremotos, como el Anillo de fuego alrededor del océano Pacífico.
  • El mapa del riesgo sísmico global destaca las áreas donde los edificios pueden ser dañados por el temblor del suelo, como en Guatemala.
  • El mapa de exposición global analiza la cantidad de edificios en todo el mundo y enfatiza el peligro en regiones altamente pobladas como Indonesia e India.

¿QUÉ SON LOS TSUNAMIS?

Ver infografía

Un tsunami es una serie de grandes olas generadas por un movimiento brusco en el fondo del océano que puede resultar de un terremoto, un deslizamiento de tierra bajo el agua, una erupción volcánica o, muy raramente, un gran impacto de meteorito.

¿Sabías qué?
Las olas de los tsunamis cuentan con crestas que llegan entre 5 y 60 minutos, y su altura puede ser de hasta 30 metros en casos extremos.

Lugares de riesgo de tsunamis

Todas las regiones oceánicas del mundo pueden experimentar tsunamis, pero en el océano Pacífico y en sus mares secundarios hay una ocurrencia mucho más frecuente de tsunamis grandes y destructivos debido a los terremotos a lo largo de los márgenes del océano Pacífico.

Zonas con mayor riesgo de tsunamis

 

  • Japón.
  • Chile.
  • Indonesia.
  • Cascadia (extremo noroeste de los Estados Unidos y del suroeste de Canadá).
  • Islas Aleutianas y península de Kamchatca.

MEDIDAS DE PREVENCIÓN O SEGURIDAD FRENTE A LOS SISMOS

Antes

  • Preparar un kit de emergencia con alimentos no perecederos, agua embotellada, copias de documentos importantes como certificados de nacimiento, recetas y documentos de seguro.
  • Tener a mano linternas, materiales de primeros auxilios, mantas y otros artículos esenciales.
  • Mantener los teléfonos celulares cargados.
  • Planificar rutas alternativas de viaje en caso de que un terremoto dañe las carreteras.
  • Establecer un lugar de reunión familiar en un área segura.
  • Enseñar a todos los miembros de la familia los primeros auxilios básicos, cómo comportarse durante un terremoto y qué hacer después de un terremoto.
  • Almacenar artículos pesados ​​o cristalería en armarios inferiores para que no se conviertan en proyectiles peligrosos.
  • Asegurar electrodomésticos grandes como refrigeradores, aires acondicionados y otros artículos voluminosos con correas, pernos y otros métodos de estabilización.
Mascotas

 

Las mascotas son parte de la familia, por lo que hay que hacerlas sentir seguras y listas cuando llegue el momento:

 

  • Se debe tener un kit de emergencia que incluya los registros de vacunas, medicamentos, tazones de comida y agua, y un suministro de alimentos para una semana.
  • Asegurarse de que tengan sus collares con la información de contacto actualizada en una etiqueta y correas o transportadores apropiados.
  • Guardar bolsas adicionales para los desechos en el equipo de emergencia de la mascota y tener la caja de arena para gatos a mano.

Durante

  • Buscar de inmediato un lugar seguro, como una puerta, debajo de una mesa o escritorio, o a lo largo de una pared interior, lejos de ventanas u objetos peligrosos.
  • Cubrir la parte posterior de la cabeza y los ojos para minimizar las lesiones causadas por los escombros.
  • No tomar los ascensores durante un terremoto.
  • Mantener la calma y prepararse para mantener el equilibrio, sentarse si es posible.

Después

  • Estar preparado para las réplicas, que pueden ser más fuertes que la sacudida inicial.
  • Atender las lesiones de inmediato y solicitar asistencia de emergencia si es necesario.
  • Verificar si hay daños estructurales, pero no ingresar a un edificio que muestre daños o tenga grietas visibles en las paredes o cimientos.
  • Usar zapatos en todo momento para evitar pisar vidrios rotos.
  • Apagar el gas, la electricidad y el agua si sospecha que hay daños.
  • Mantener las líneas telefónicas despejadas para uso de emergencia.
Lo principal es tener paciencia, ya que puede llevar horas o días restaurar todos los servicios de acuerdo con la gravedad del terremoto.
RECURSOS PARA DOCENTES

Artículo “Cambios terrestres”

Este recurso cuenta con la explicación de los fenómenos y fuerzas tanto internas como externas que actúan sobre la faz de la Tierra, ya sea en la estructura o en la composición de algunas de sus partes.

VER

Artículo ¿Cómo se forma el tsunami?

Este material explica la formación de los tsunamis, así como las condiciones necesarias para que un sismo genere un tsunami.

VER

Video “Catástrofes naturales”

Con esto podrá dar a conocer las diferentes catástrofes que ocurren en nuestro planeta y sus posibles consecuencias.

VER

CAPÍTULO 4 / REVISIÓN

LA ENERGÍA | ¿qué aprendimos?

¿Qué es la energía?

Los movimientos y las transformaciones que presenciamos en nuestro día a día se originan gracias a la energía. Ésta no es más que la capacidad de producir cambios o la capacidad de un sistema físico para hacer el trabajo o mover algo contra una fuerza, como la gravedad. Hay muchos tipos de energía diferentes en el universo. Toma muchas formas.

El Sol provee energía a través de radiaciones electromagnéticas que son aprovechadas por el hombre.

Transformación y conservación de la energía

Con la transformación de la materia también hay transformaciones de una energía a otra. Además, la energía puede conservarse, es decir, mantenerse constante, traspasarse en forma de calor o trabajo, y también degradarse, es decir, puede perder su calidad en el proceso de transformación.

La ley de la conservación de la energía dice que la energía no se crea ni se destruye, sólo se transforma.

Formas de energía

La energía se entiende como la capacidad que posee un cuerpo de realizar distintos tipos de trabajo, como el movimiento, el calor o la luz. Esta energía puede manifestarse de muchas maneras, como energía mecánica, energía química, energía térmica, energía radiante, energía eléctrica, energía magnética y energía nuclear.

En el proceso de fotosíntesis, la energía de la luz solar es convertida en energía química, la cual se almacena en los enlaces de carbohidratos.

Energía mecánica

El movimiento y los cambios de posición en los objetos se deben a la energía mecánica. Ésta resulta de la suma de dos formas de energía: la energía cinética, que es la energía que tienen los cuerpos en movimiento; y la energía potencial, que está relacionada con la posición del cuerpo. La energía potencial puede ser gravitatoria o elástica.

Cuando el vagón de una montaña rusa llega a la parte más elevada aumenta su energía potencial, mientras que al bajar y aumentar su velocidad incrementa su energía cinética.

Fuentes de energía

Las fuentes de energía son aquellos recursos naturales o cuerpos que almacenan energía que puede transformarse en energía utilizable. Pueden ser renovables o no renovables. Las fuentes de energía renovables son las más abundantes en la naturaleza y son inagotables, por ejemplo: la energía hidráulica, la energía solar y la energía geotérmica. En cambio, las fuentes no renovables son las más utilizadas a pesar de ser limitadas, por ejemplo los combustibles fósiles.

La energía nuclear es una fuente de energía no renovable. Un ejemplo de ella es la bomba atómica.

Fenómenos ondulatorios

Una onda es una perturbación que se propaga en el espacio. Las ondas pueden comportarse de distintas maneras según el medio en el que se encuentren y se caracterizan por transportar energía, más no materia. Las ondas pueden ser transversales o longitudinales según la dirección en la que se propagan; también se pueden clasificar como mecánicas o electromagnéticas según el medio de propagación.

La luz y el sonido son ejemplos de ondas.

El calor y la temperatura

Aunque en nuestro vocabulario estos términos se usen sin distinción, el calor y la temperatura no son lo mismo. El calor es una forma de energía que se transfiere de un material más caliente a otro menos caliente, mientras que la temperatura es la medida de la cantidad de movimiento de las moléculas de un sistema; es decir, es una medida de la energía térmica.

La temperatura es una magnitud que puede medirse con un termómetro.

CAPÍTULO 1 / REVISIÓN

LA MATERIA Y LAS ENERGÍAS | ¿QUÉ APRENDIMOS?

MATERIALES: VARIEDADES Y PROPIEDADES

TODO LO QUE NOS RODEA ESTÁ FABRICADO CON MATERIALES Y SEGÚN SU ORIGEN PUEDEN SER NATURALES O ARTIFICIALES. LOS MATERIALES NATURALES VIENEN DE LA NATURALEZA Y PUEDEN SER DE ORIGEN VEGETAL, ANIMAL O MINERAL. LOS MATERIALES ARTIFICIALES O SINTÉTICOS SON AQUELLOS QUE VINIERON DE LA NATURALEZA PERO FUERON MODIFICADOS POR LAS PERSONAS. PARA PODER DECIDIR EL USO QUE VA A TENER CADA OBJETO QUE SE VA A FABRICAR ES IMPORTANTE CONOCER SUS PROPIEDADES. LAS PROPIEDADES GENERALES DE LOS MATERIALES SON: DUREZA, FRAGILIDAD Y FLEXIBILIDAD.

 

UN MATERIAL ES ELÁSTICO SI AL ESTIRARLO O DEFORMARLO RECUPERA SU FORMA INICIAL, POR EJEMPLO EL RESORTE.

acción mecánica

TODOS LOS DÍAS REALIZAMOS DIVERSAS ACCIONES, DESDE QUE NOS LEVANTAMOS HASTA QUE NOS ACOSTAMOS. AL ABRIR UNA PUERTA, PATEAR UNA PELOTA O RODEAR UNA MESA, HACEMOS UN MOVIMIENTO; ESTE MOVIMIENTO EJERCE UN EFECTO SOBRE LOS OBJETOS Y ES LO QUE SE CONOCE COMO ACCIÓN MECÁNICA. LA ACCIÓN MECÁNICA PUEDE: PONER EN MOVIMIENTO UN OBJETO QUE ESTABA QUIETO, CAMBIARLO DE LUGAR O POSICIÓN, DETENERLO CUANDO SE ENCUENTRA EN MOVIMIENTO O DEFORMARLO. LA CAPACIDAD PARA REALIZAR TODOS ESOS CAMBIOS ES LO QUE SE CONOCE COMO ENERGÍA. EXISTEN VARIOS TIPOS DE ENERGÍA: MECÁNICA, LUMÍNICA, TÉRMICA, QUÍMICA Y ELÉCTRICA.

PARA REALIZAR CUALQUIER MOVIMIENTO, COMO POR EJEMPLO EL PEDALEO DE LA BICICLETA, SE NECESITA ENERGÍA.

MOVIMIENTO

CUANDO MIRAMOS A NUESTRO ALREDEDOR VEMOS QUE MUCHAS COSAS SE MUEVEN, COMO LOS AUTOS EN LAS CALLES O LOS NIÑOS QUE CORREN EN EL PARQUE. EL PUNTO DESDE DONDE VEMOS ESOS MOVIMIENTOS SE LLAMA “SISTEMA DE REFERENCIA”. NINGÚN MOVIMIENTO ES IGUAL A OTRO, Y PARA PODER ESTUDIARLO DEBEMOS CONOCER SI SU TRAYECTORIA ES CERRADA, ABIERTA O ALEATORIA. CUANDO EL RECORRIDO DE UN MÓVIL ES EN LÍNEA RECTA SE CONOCE COMO MOVIMIENTO RECTILÍNEO Y SI EL RECORRIDO LO HACE EN UNA LÍNEA CURVA SE LLAMA MOVIMIENTO CURVILÍNEO.

CUANDO UNA FRUTA CAE DE UN ÁRBOL LO HACE EN LÍNEA RECTA, POR LO TANTO REALIZA UN MOVIMIENTO RECTILÍNEO.

LUZ Y SONIDO

LA LUZ Y EL SONIDO SE TRANSMITEN A TRAVÉS DE ONDAS. GRACIAS A LA LUZ PODEMOS VER LO QUE NOS RODEA, COMO LOS COLORES, LAS FORMAS Y EL TAMAÑO DE LAS COSAS. A DIFERENCIA DE OTRAS FORMAS DE ENERGÍA, LA LUZ VIAJA EN LÍNEA RECTA, SE REFLEJA EN LOS OBJETOS PARA QUE PODAMOS VERLOS Y CAMBIA DE DIRECCIÓN CUANDO PASA DE UN MEDIO A OTRO. EL COLOR NO ES UNA CARACTERÍSTICA PROPIA DE LOS OBJETOS, SINO DE LA LUZ QUE REFLEJAN. EL SONIDO ES TODO LO QUE ESCUCHAMOS A NUESTRO ALREDEDOR Y SE PRODUCE POR LA VIBRACIÓN DE LAS ONDAS SONORAS QUE GENERAN LOS OBJETOS. CUANDO LA ONDA SONORA SE ENCUENTRA CON ALGÚN OBSTÁCULO EN SU DESPLAZAMIENTO, OCURRE LO QUE LLAMAMOS FENÓMENO SONORO.

EL RUIDO ES EL SONIDO NO DESEADO, COMO EL TRÁNSITO, LAS MÁQUINAS DE CONSTRUCCIÓN O LA MÚSICA FUERTE.

TEMPERATURA VS. CALOR

AUNQUE A VECES NOS PAREZCA QUE SON SINÓNIMOS, LA REALIDAD ES QUE LA TEMPERATURA Y EL CALOR SON DOS COSAS DIFERENTES. EL CALOR ES LA ENERGÍA QUE SE TRANSMITE DE UN CUERPO A OTRO Y LA TEMPERATURA PROVOCA LA SENSACIÓN DE QUE ESTÁN FRÍOS O CALIENTES. COMO EL CALOR ES UNA FORMA DE ENERGÍA, PUEDE VIAJAR A TRAVÉS DE LOS DIFERENTES MATERIALES Y EN ALGUNAS OCASIONES LOS MODIFICA. ALGUNOS MATERIALES SON CAPACES DE CONDUCIR MEJOR EL CALOR QUE OTROS. LOS QUE PERMITEN EL PASO DEL CALOR SE LLAMAN CONDUCTORES Y LOS QUE EVITAN EL PASO DEL CALOR SE LLAMAN AISLANTES.

PARA MEDIR LA TEMPERATURA DE LOS CUERPOS SE UTILIZA EL TERMÓMETRO.

CAPÍTULO 1 / TEMA 4

LUZ Y SONIDO

LA LUZ Y EL SONIDO SE TRANSMITEN A TRAVÉS DE ONDAS. LAS ONDAS SON COMO LAS OLAS DEL MAR, QUE EN EL CASO DE LA LUZ SE LLAMAN ONDAS LUMINOSAS Y EN LAS DEL SONIDO SE LLAMAN ONDAS SONORAS. ESTAS ONDAS QUE LLEGAN HASTA NOSOTROS NOS PERMITEN VER Y ESCUCHAR A TRAVÉS DE LA VISTA Y LA AUDICIÓN.

¿QUÉ ES LA LUZ?

GRACIAS A LA LUZ PODEMOS VER LO QUE NOS RODEA, COMO LOS COLORES, LAS FORMAS Y EL TAMAÑO DE LAS COSAS.

ENTONCES, LA LUZ…

  • ES UNA FORMA DE ENERGÍA.
  • SE TRANSMITE EN FORMA DE ONDA LUMINOSA.
  • LA EMITEN LOS CUERPOS LUMINOSOS COMO EL SOL Y LAS BOMBILLAS.
  • HACE SU RECORRIDO A UNA GRAN VELOCIDAD.
  • LA PERCIBIMOS GRACIAS AL SENTIDO DE LA VISTA.
LA MAYOR FUENTE DE LUZ DE NUESTRO PLANETA ES EL SOL.
¿QUÉ NECESITAMOS PARA VER LOS OBJETOS?

TENER LA CAPACIDAD DE MIRAR Y QUE LA LUZ LLEGUE A NUESTROS OJOS DESDE EL OBJETO QUE OBSERVAMOS.

¿QUÉ DIFERENCIA HAY ENTRE LA LUZ Y OTRAS FORMAS DE ENERGÍA?

  • VIAJA EN LÍNEA RECTA: DESDE LA FUENTE LUMINOSA HASTA LOS OBJETOS. POR EJEMPLO, CUANDO VEMOS LA LUZ DE UNA LINTERNA EN LA OSCURIDAD.
  • SE REFLEJA: LA LUZ REBOTA EN LOS OBJETOS PARA QUE PODAMOS VERLOS.
EL REFLEJO DE LA LUZ NOS PERMITE VER EL COLOR DEL INSECTO Y DE LA HOJA.
  • CAMBIA DE DIRECCIÓN: ESTO OCURRE CUANDO PASA DE UN MEDIO A OTRO. POR EJEMPLO, CUANDO ESTAMOS BAJO EL AGUA Y LOS OBJETOS SE VEN MÁS GRANDES.
¿Sabías qué?
LAS LUCIÉRNAGAS SON PEQUEÑOS INSECTOS VOLADORES QUE EMITEN LUZ.
LOS OJOS SON LA PARTE DE NUESTRO CUERPO QUE USAMOS PARA VER LOS OBJETOS.

EL COLOR

GRACIAS A LA LUZ PODEMOS VER LOS COLORES DE LOS OBJETOS. EL COLOR NO ES UNA CARACTERÍSTICA PROPIA DE LOS OBJETOS, SINO DE LA LUZ QUE REFLEJAN ¿CÓMO SUCEDE?

1. LA LUZ SOLAR, AUNQUE LA VEMOS CLARA, ESTÁ FORMADA POR MUCHOS COLORES QUE VAN DESDE EL ROJO HASTA EL VIOLETA.

LOS COLORES QUE FORMAN LA LUZ SOLAR SON LOS QUE VEMOS EN EL ARCOIRIS.

2. LOS OBJETOS SÓLO PUEDEN REFLEJAR EL COLOR CUANDO LA LUZ LOS ILUMINA, ES POR ESO QUE VEMOS LOS OBJETOS DE DIFERENTES COLORES.

3. CADA COLOR TIENE UNA ONDA DIFERENTE, EL COLOR QUE SE REFLEJA EN EL OBJETO ES LA ONDA DEL COLOR QUE NO ABSORBE.

COLOR QUE SE VE → COLOR REFLEJADO

COLOR QUE NO SE VE → COLOR ABSORBIDO

EL FLOTADOR DE LA NIÑA REFLEJA EL COLOR ROSA.

¿CONOCES LOS COLORES PRIMARIOS?

SE LLAMAN PRIMARIOS PORQUE A PARTIR DE ELLOS SE FORMAN OTROS COLORES. LOS COLORES PRIMARIOS SON:

  • EL AMARILLO
  • EL AZUL
  • EL ROJO

A PARTIR DE LA MEZCLA DE DOS COLORES PRIMARIOS SE OBTIENEN LOS COLORES SECUNDARIOS:

  • AMARILLO + AZUL → VERDE
  • ROJO + AMARILLO → NARANJA
  • AZUL + ROJO → VIOLETA
¿POR QUÉ EN LA OSCURIDAD NO VEMOS LOS COLORES?

LA OSCURIDAD ES LA AUSENCIA DE LUZ. SIN LUZ QUE SE REFLEJE EN LOS CUERPOS, NO PODEMOS VER LOS COLORES. CUANDO UN OBJETO SE VE DE COLOR NEGRO SIGNIFICA QUE ABSORBE TODOS LOS COLORES, ES DECIR, LA LUZ QUE LE LLEGA NO SE REFLEJA.

EL SONIDO

TODO LO QUE ESCUCHAMOS A NUESTRO ALREDEDOR SE CONOCE COMO SONIDO. EL SONIDO ES EL MOVIMIENTO DE ONDAS POR LA VIBRACIÓN DE LOS OBJETOS QUE NOS RODEAN.

¿CÓMO ESCUCHAMOS LOS SONIDOS?

LA VIBRACIÓN ES UN MOVIMIENTO MUY RÁPIDO QUE VA Y VIENE. PRODUCE EL SONIDO QUE LLEGA A TRAVÉS DEL AIRE Y QUE ESCUCHAMOS POR MEDIO DE NUESTROS OÍDOS.

¿CÓMO DIFERENCIAMOS UN SONIDO DE OTROS?

LOS SONIDOS POSEEN CUALIDADES O CARACTERÍSTICAS QUE NOS PERMITEN DIFERENCIARLOS DE LOS OTROS.

  • ALTURA O TONO: PUEDE SER GRAVE O AGUDO, POR EJEMPLO CUANDO UN NIÑO GRITA.
  • INTENSIDAD: PUEDE SER FUERTE O DÉBIL. EJEMPLO DE SONIDO FUERTE, LA BOCINA DE UN TREN Y EJEMPLO DE SONIDO DÉBIL, EL TIC-TAC DE UN RELOJ.
  • DURACIÓN: TIEMPO QUE VIBRA EL OBJETO. POR EJEMPLO, EL TIEMPO QUE DURA EL MAULLIDO DE UN GATO.
  • TIMBRE: PROPIO DE CADA FUENTE SONORA. CADA OBJETO VIBRA DIFERENTE SEGÚN SU COMPOSICIÓN O SU FORMA.
EL TIMBRE NOS PERMITE IDENTIFICAR EL SONIDO DE CADA INSTRUMENTO.

¿QUÉ PASA CUANDO LA ONDA SE ENCUENTRA UN OBSTÁCULO?

EL SONIDO VIAJA POR DIFERENTES MEDIOS COMO EL AGUA O EL AIRE. CUANDO LA ONDA SE ENCUENTRA CON ALGÚN OBSTÁCULO EN SU DESPLAZAMIENTO, OCURRE LO QUE LLAMAMOS FENÓMENO SONORO.

¿Sabías qué?
LA VOZ ES EL SONIDO QUE PRODUCIMOS LOS SERES HUMANOS GRACIAS A LA VIBRACIÓN DE LAS CUERDAS VOCALES QUE TENEMOS EN NUESTRA GARGANTA.
  • REFLEXIÓN: CUANDO LA ONDA SONORA CHOCA CON UNA SUPERFICIE Y SE DEVUELVE.
    UN EJEMPLO DE REFLEXIÓN ES EL ECO, QUE OCURRE CUANDO GRITAMOS EN UNA CUEVA O EN UN LUGAR AMPLIO Y VACÍO Y TENEMOS LA SENSACIÓN DE ESCUCHAR LA REPETICIÓN DE NUESTRAS PALABRAS.
  • DIFRACCIÓN: CUANDO LA ONDA SONORA PASA POR UN PEQUEÑO AGUJERO Y EL SONIDO SE AMPLIFICA EN TODAS LAS DIRECCIONES.
  • ABSORCIÓN: DEPENDE DE LA SUPERFICIE QUE SE ENCUENTRE LA ONDA. EXISTEN MATERIALES QUE IMPIDEN QUE EL SONIDO SE REFLEJE, COMO AUQELLOS QUE SON DUROS, PESADOS Y NO SE ESTIRAN.
¿A QUÉ LLAMAMOS RUIDO?

EL RUIDO ES EL SONIDO NO DESEADO, COMO EL TRÁNSITO, LAS MÁQUINAS DE CONSTRUCCIÓN O LA MÚSICA FUERTE. LA EXPOSICIÓN FRECUENTE AL RUIDO AFECTA NUESTRA SALUD.

EL SILENCIO ES LA AUSENCIA TANTO DE SONIDOS COMO DE RUIDOS, PERO NO EXISTE PORQUE SIEMPRE HAY ALGO QUE PRODUCE SONIDOS, INCLUSO TAN LEVES COMO LOS LATIDOS DE NUESTRO CORAZÓN.

¡a PRACTICAR!

1. TOMA UNA CARTULINA Y ESCRIBE 5 CUERPOS LUMINOSOS QUE CONOZCAS.

2. SEÑALA EN LA IMAGEN LOS COLORES SECUNDARIOS.

3. ¿CUÁNTOS COLORES SE REFLEJAN EN LA IMAGEN?

4. ¡ELIJAMOS LA OPCIÓN CORRECTA!

– UN OBJETO ES DE COLOR NEGRO CUANDO…

  1. ABSORBE EL COLOR NEGRO.
  2. ABSORBE TODOS LOS COLORES.
  3. REFLEJA LA LUZ BLANCA.

– EL COLOR NARANJA SE FORMA POR LA MEZCLA DE…

  1. AZUL Y ROJO.
  2. BLANCO Y NEGRO.
  3. AMARILLO Y ROJO.

5. ESCRIBE EN LA SIGUIENTE TABLA 5 SONIDOS FUERTES Y 5 SONIDOS DÉBILES.

SONIDOS FUERTES SONIDOS DÉBILES

 

RECURSOS PARA DOCENTES

Infografía “La luz”

La siguiente infografía le ayudará a detallar los efectos y características de la luz.

VER

Artículo “Ondas”

El siguiente artículo brinda una breve explicación sobre qué son las ondas y cómo se clasifican.

VER

 

CAPÍTULO 4 / TEMA 3

Formas de energía

La energía es la capacidad que posee un cuerpo de realizar distintos tipos de trabajo, como el movimiento, el calor o la luz. Esta energía puede manifestarse de muchas maneras, ya sea transferida o transformada de un tipo a otro.

ENERGÍA MECÁNICA

Es la energía almacenada y relacionada con la posición y el movimiento de los cuerpos. Asimismo, es producto de la suma de otras dos formar de energía: la cinética y la potencial.

¿Sabías qué?
En física, el trabajo es un principio de la mecánica que comprende una fuerza y un desplazamiento; el trabajo (W) lo usamos para describir cuantitativamente lo que se obtiene cuando una fuerza hace mover a un cuerpo a lo largo de una distancia.

Energía potencial

Es cualquier forma de energía con un potencial almacenado que puede ser usado en el futuro y que solamente se manifiesta al convertirse en energía cinética.

La energía potencial se puede presentar como:

Energía potencial gravitatoria

Es la que poseen los cuerpos debido a la fuerza de gravedad que ejerce la Tierra.

Energía potencial elástica

Es la energía acumulada en un cuerpo elástico, es decir, aquellos que tienen la capacidad de deformarse y luego recuperar su forma original.

Energía potencial química

Es aquella que se transforma en energía cinética a partir de un proceso de combustión interna.

Energía cinética

Significa “movimiento”, cuanto más rápido se mueve un objeto, mayor es su energía cinética. Ésta se puede convertir en energía mecánica mediante molinos de agua, molinos de viento o bombas conectadas a turbinas o a electricidad.

El valor de esta forma de energía depende de la masa (m) y de la velocidad (v) del cuerpo.

Cuando se lanza una pelota, gana energía cinética progresivamente.
Justo en el punto más elevado de la montaña rusa, toda la energía del vagón sería energía potencial, y al comenzar a descender, la energía potencial se transforma en energía cinética.

ENERGÍA QUÍMICA

La energía química es aquella que posee la materia debido a su estructura interna, este tipo de energía se puede aprovechar de las reacciones químicas, ya que se origina en las uniones entre átomos y moléculas. Esta energía puede ser liberada o absorbida durante la reacción, por lo tanto también puede liberar o absorber calor.

Las reacciones químicas pueden ser:
Exotérmicas si liberan calor Endotérmicas si absorben calor

Respiración de los seres vivos.

 

Combustión de compuestos orgánicos.

Fotosíntesis.

 

Descomposición de proteínas.

¿Qué es la biomasa?

Es material orgánico que proviene de plantas y animales, y es una fuente de energía renovable. Cuando se quema el material se libera calor que puede ser aprovechado, es decir, se transforma la energía química contenida en energía térmica.

 

La combustión es una de las reacciones más comunes. En estas reacciones el oxígeno del aire reacciona con un combustible y libera energía en forma de calor. Esta transformación se puede representar de la siguiente forma:

 

Donde:

Pc = poder calorífico de un cuerpo al arder, es decir, la energía que puede obtenerse de un kilogramo de combustible.

m = masa del cuerpo que se quema (en kg).

V = volumen del cuerpo que se quema (en m3).

ENERGÍA TÉRMICA

La energía térmica es la manifestación de la energía en forma de calor, por lo tanto es una energía en “paso o de tránsito”, que se transfiere de un cuerpo a otro. Se debe al movimiento de las partículas que forman la materia. Cuando ese movimiento se acelera, aumenta la temperatura y por consiguiente hay más energía térmica.

Así, cuando un cuerpo esté a baja temperatura tendrá menos energía térmica que otro que esté a mayor temperatura. De este modo, el calor no es más que una forma de denominar a los aumentos y pérdidas de energía térmica.

El calor puede transferirse de distintas formas:

Conducción

Es la transferencia de energía térmica que se produce a través de un medio material sin que se manifieste transporte de materia.

Convección

Es la transferencia de calor por medio del movimiento de una masa fluida, como aire o agua. En esta forma de propagación sí hay transporte de materia.

Radiación

Es la transmisión del calor por ondas electromagnéticas, a diferencia de la conducción y convección, no necesita de un medio material para propagarse.

Se debe saber que a causa del intercambio de calor, un cuerpo puede variar su temperatura o cambiar su estado (por ejemplo, de líquido a sólido). Si se quiere calcular la cantidad de energía intercambiada es posible utilizar la siguiente ecuación:

Donde:

Q = cantidad de energía en forma de calor intercambiada entre los sistemas.

m = masa del sistema.

c = propiedad que depende del material que constituye el cuerpo y se denomina calor específico.

ΔT = variación de temperatura.

ENERGÍA RADIANTE

Este tipo de energía es producida por las ondas electromagnéticas, como las ondas de radio. Se caracteriza principalmente por la capacidad que tiene de propagarse en todas las direcciones en el vacío sin soporte material.

La energía solar es un ejemplo de energía radiante.

La energía radiante está en constante movimiento y a velocidades altísimas, lo que forma ondas que poseen distintas longitudes y frecuencias. La mayoría de estas ondas puede propagarse por el vacío, por eso, los rayos del Sol o las ondas de los satélites pueden llegar hasta la superficie de la Tierra.

Ejemplos de energía radiante

 

Rayos X.

 

 

Rayos infrarrojos.

 

 

Rayos ultravioletas.

¿Qué son las ondas electromagnéticas?

Son aquellas que se pueden propagar en el vacío sin necesidad de un medio material. La luz, los rayos x, los rayos láser y otros, son ejemplos de ondas electromagnéticas.

ENERGÍA ELÉCTRICA

Este tipo de energía es causada por el movimiento de las cargas eléctricas o de los electrones que poseen los materiales conductores. Puede generarse a partir de otras energías y, a su vez, puede ser transformada y producir varios efectos: luminosos, térmicos y magnéticos.

Un relámpago es la emisión de luz seguida de la descarga eléctrica del rayo.

La energía eléctrica es aquella que se usa al encender la luz, calentar la comida con el horno de microondas o cargar el teléfono celular. Una forma de obtener energía eléctrica a partir del Sol es mediante la utilización de paneles solares.

La energía eléctrica puede representarse de la siguiente manera:

Donde:

P = potencia expresada en vatio (W).

t = tiempo en segundos.

V = voltaje en voltios (V).

R = resistencia eléctrica en ohmios (Ω).

I = intensidad d corriente en amperios (A).

¿Qué es la electricidad?

El término “electricidad” deriva del griego electron, que significa “ámbar”, y con este nombre se denominan todos los fenómenos físicos relacionados con la atracción de cargas negativas o positivas, y resultantes de la presencia y flujo de una corriente eléctrica.

 

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ENERGÍA MAGNÉTICA

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Es la capacidad de atraer o repeler que poseen algunos materiales sobre otros y que originan campos magnéticos permanentes que producen energía magnética. Existen diversos materiales con propiedades magnéticas, entre ellos se encuentran el níquel, el cobalto, el hierro y sus aleaciones. Sin embargo, la presencia de campos magnéticos influye, en mayor o menor medida, en todos los materiales.

¿Sabías qué?
En año 1819, el danés Hans Christian Orested fue el primero en relacionar los imanes con las corrientes eléctricas para definir lo que hoy se conoce como electromagnetismo.

Teorías del magnetismo

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Para poder comprender el fenómeno del magnetismo se han desarrollado distintas teorías.

Teoría de Weber

Un imán puede dividirse indefinidamente y aun así conservar sus propiedades magnéticas. Los materiales están compuestos de pequeñas moléculas imantadas.

Teoría de Ewing

Los materiales están compuestos por grupos de átomos con momentos magnéticos diferentes que son capaces de reordenarse cuando se les aproxima un material imantado y volverse magnéticos.

Teoría de Ampere

Cuando las corrientes elementales de un material ferromagnético son ordenadas, éste adquiere propiedades magnéticas.

¿Qué es un campo magnético?

Es la región en la cual el imán ejerce sus efectos. Esta zona muchas veces no puede ser observada a simple vista. Para representar el campo magnético se utilizan líneas denominadas líneas de fuerza.

Las brújulas y los imanes representan los ejemplos más comunes de magnetismo.

ENERGÍA NUCLEAR

Es la energía contenida en el núcleo de un átomo. Se puede obtener a través de reacciones de fisión y fusión de un núcleo atómico. Dentro de los núcleos atómicos, las fuerzas entre los protones y neutrones son muy intensas, por lo que los procesos de transformación nuclear generan gran cantidad de energía.

Tipos reacciones nucleares

Reacción de fusión

Es un proceso en el que dos núcleos ligeros se unen para formar un núcleo más pesado. En el proceso se desprende gran cantidad de energía.

Reacción de fisión

Es un proceso en el que un núcleo de gran tamaño se divide en núcleos más pequeños mientras libera neutrones y gran cantidad de energía.

En estas reacciones nucleares la energía se expresa en relación a la masa:

Donde:

E = energía, se mide en julios (J).

m = masa que desaparece (en kg).

c = velocidad de la luz (3 x 108 m/s).

Bomba atómica

La bomba atómica adquiere su nombre debido a su funcionamiento, ya que no depende de la combustión de algún material o de la reacción de algunos materiales o elementos químicos, sino que se basan en reacciones nucleares.

 

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RECURSOS PARA DOCENTES

Video “energía de un oscilador mecánico”

Recurso audiovisual que le permitirá resolver problemas sobre energía de un oscilador mecánico.

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Video “Física nuclear: desintegración radiactiva”

Este video explica en detalle en qué consiste el proceso de desintegración de núcleos radiactivos.

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Video “Energía y las reacciones químicas”

Este recurso describe cómo se manifiesta la energía en las reacciones químicas.

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Luz y sonido

Una onda es la propagación de una vibración, también llamada perturbación, originada en un foco emisor. Puede transmitirse a través del espacio u otro medio capaz de propagarla. Tanto la luz como el sonido son fenómenos ondulatorios, y aunque tienen mucho en común, tienen algunas características diferentes.

Luz Sonido
¿Es una onda? Sí. Sí.
Tipo de onda
  • Según el medio en el que se propaga es electromagnética.
  • Según el movimiento de las partículas es transversal.

 

  • Según el medio en el que se propaga es mecánica.
  • Según el movimiento de las partículas es longitudinal.
Medio de propagación No es requerido. Viaja en el vacío. Es requerido un medio material.
Velocidad de propagación 300.000 km/s (en el aire o en el vacío). 340 m/s (en el aire).
Espectro no perceptible
  • Infrarojo.
  • Ultravioleta.
  • Infrasonido.
  • Ultrasonido.
¿Se comporta como partícula? Sí. No.
Fenómenos relacionados
  • Reflexión.
  • Refracción.
  • Difracción.
  • Reflexión.
  • Refracción.
  • Difracción.
Características Color.

Penumbra.

Sombra.

 

Volumen.

Tono.

Frecuencia.

Calidad.

Intensidad.

Reflexión y refracción

Las ondas suelen cambiar su comportamiento cuando se encuentran con un obstáculo en su recorrido. La superficie que separa los dos medios es la interfaz, y justo allí las ondas pueden pasar de un medio a otro si cambian la dirección de su movimiento o si bordean el obstáculo, lo logran gracias a fenómenos como la reflexión, refracción y difracción.

Reflexión Refracción
¿Qué es? Cambio de dirección del movimiento de una onda. Cambio de dirección del movimiento de una onda.
¿Cuando ocurre? Cuando la onda choca con un obstáculo. Cuando la onda pasa de un material a otro.
Elementos:

1. Ondas incidentes

Es el frente de ondas que inciden sobre el obstáculo. Es el frente de ondas que se propagan en el primer medio.
Elementos:

2. Ángulo de incidencia (i)

Es el ángulo que forma el rayo incidente con dirección determinada por la normal del obstáculo. Es el ángulo que forma el rayo incidente con la normal a la interfaz entre los medios materiales.
Elementos:

3. Ondas resultantes

Llamada onda reflejada, es el frente de ondas que se aleja del obstáculo. Llamada onda refractada, es el frente de ondas que se propagan en el segundo medio.
Elementos:

4. Ángulos resultantes

Llamado ángulo de reflexión (r), es el ángulo que forma el rayo reflejado con la dirección determinada por la normal del obstáculo. Llamado ángulo de refracción (r), es el ángulo que forma el rayo refractado con la normal de la interfaz.
Representación
Ejemplo

El reflejo de un paisaje sobre el agua se debe al rebote de la luz sobre la superficie que no puede atravesar.

Al introducir un lápiz dentro de un vaso pareciera que éste se quebrara, sucede porque la luz se desvía al cambiar de medio.

 

Onda longitudinal y onda transversal

Una onda es una propagación de una perturbación a través del espacio en un intervalo de tiempo. Estas ondas se pueden clasificar según diversos criterios, como el sentido, medio y dirección de la propagación. Según esta última, las ondas pueden ser clasificadas como longitudinales o transversales.

Onda longitudinal Onda transversal
Dirección de propagación Paralela a la vibración de las partículas del medio. Perpendicular a la vibración de las partículas del medio.
¿Cómo se produce?  Por compresión y dilatación de las partículas que vibran. Por la oscilación de las partículas que vibran.
Velocidad de propagación en sólido Mayor que las ondas transversales. Menor que las ondas longitudinales.
Representación gráfica
Ejemplos
  • Ondas producidas por un resorte cuando se hala uno de sus extremos.
  • Ondas sonoras.
  • Ondas sísmicas.
  • Ondas en la superficie de lo líquidos.
  • Ondas de radio microondas.
  • Ondas de luz.

 

 

Ondas sonoras

El sonido es producido por fuentes vibrantes colocadas en un medio que por lo general suele ser el aire, pero puede ser cualquier gas, líquido o sólido. Un objeto que vibra en el aire produce ondas de sonido a través del desplazamiento de las capas de sus partículas.

El sonido es una forma de energía que se transmite de un punto a otro como una onda.

¿Qué es una onda?

Una onda es una perturbación vibratoria en un medio que transporta energía de un punto a otro sin que haya un contacto directo entre los dos puntos.

Se puede decir que una onda es producida por las vibraciones de las partículas del medio a través del cual pasa.

Tipos de ondas

Hay dos tipos de ondas: longitudinales y transversales.

En las ondas longitudinales, las partículas del medio vibran hacia adelante y hacia atrás en la misma dirección en que se mueve la onda. El medio puede ser sólido, líquido o gaseoso.

Por su parte, en las ondas transversales las partículas del medio vibran hacia arriba y hacia abajo en ángulo recto hacia la dirección en que se mueve la onda. Estas ondas se producen sólo en sólidos y líquidos, pero no en los gases.

El sonido es una onda longitudinal que consiste en compresiones y rarefacciones que viajan a través de un medio.

Características de las ondas sonoras

Los sonidos de diferentes objetos se pueden distinguir en base a sus diferentes características:

Volumen

La sonoridad es la característica del sonido por la cual se pueden distinguir los sonidos fuertes y débiles. Por ejemplo, cuando una persona habla con otra su voz es baja, pero cuando lo hace en una reunión pública su voz es alta.

La sonoridad depende de una serie de factores:

  • Amplitud del cuerpo vibrante: la intensidad del sonido varía directamente con la amplitud del cuerpo vibrante. Por ejemplo, cuando al tocar un tambor con fuerza la amplitud de su membrana aumenta y se escucha un sonido fuerte.
  • Área del cuerpo vibrante: la intensidad del sonido también depende del área del cuerpo vibrante. Por ejemplo, el sonido producido por un tambor grande es más fuerte que el de uno pequeño debido a su gran área vibratoria. La sonoridad aumenta con el área del cuerpo vibrante y viceversa.
  • Distancia desde el cuerpo vibrante: la sonoridad también depende de la distancia del cuerpo vibrante al oyente. Es causada por la disminución de la amplitud debido al aumento de la distancia.

Tono

El tono es la característica del sonido por la cual podemos distinguir entre un sonido agudo o grave, y depende de la frecuencia. Un tono más alto significa una frecuencia más alta y viceversa.

Frecuencia

La frecuencia es el número de vibraciones de sonido que pasan en un segundo. Por ejemplo, la frecuencia de la voz de las mujeres y los niños es mayor que la de los hombres.

Calidad

Es la característica del sonido por la cual se puede distinguir entre dos sonidos de la misma intensidad y el tono. Por ejemplo, si una persona está fuera de una sala puede distinguir entre las notas de un piano y una flauta que se tocan dentro de la sala, esto se debe a la diferencia en la calidad de estas notas.

Intensidad

Es la energía del sonido que pasa por segundo a través de una unidad de área perpendicular a la dirección de propagación del sonido. Las ondas sonoras transfieren energía desde la fuente sonora al oyente. La intensidad del sonido depende de la amplitud de la onda.

¿Sabías qué...?
La sonoridad depende no sólo de la intensidad del sonido sino también de las condiciones físicas del oído ya que el oído humano es más sensible a algunas frecuencias que a otras.

Reflejo del sonido

Cuando una persona aplaude o grita cerca de una superficie reflectante, como un edificio alto o una montaña, vuelve a escuchar el mismo sonido un poco más tarde. Ese sonido que escucha se llama eco y es el resultado de la reflexión del sonido desde la superficie.

Energía del sonido

Es la energía producida cuando las ondas se mueven hacia afuera desde un objeto vibrante o fuente sonora. Cuando las moléculas de aire alrededor de las ondas comienzan a vibrar, las ondas de sonido son transportadas.

Diferencia entre eco y reverberación

Cuando el sonido incide en la superficie de un medio y rebota, se llama eco o reflejo del sonido. La reverberación es el reflejo múltiple de las ondas sonoras.

La sensación de sonido persiste en nuestro cerebro durante aproximadamente 0,1 s. Para escuchar un eco claro, el intervalo de tiempo entre nuestro sonido y el sonido reflejado debe ser de mayor a 0,1 s si este es menor a 0,1 s se produce reverberación.

Propagación del sonido

En el aire, el sonido se transmite por las variaciones de presión de su fuente al entorno. El nivel de sonido disminuye a medida que se aleja cada vez más de su fuente.

Si bien la absorción por el aire es uno de los factores que atribuyen al debilitamiento de un sonido durante la transmisión, la distancia juega un papel más importante en la reducción del ruido durante la transmisión. La reducción de un sonido se llama atenuación.

El efecto de la atenuación de la distancia depende del tipo de fuentes de sonido. La mayoría de los sonidos o ruidos que se encuentran en la vida cotidiana provienen de fuentes que se pueden caracterizar como fuentes puntuales o lineales.

Si una fuente sonora produce una propagación esférica del sonido en todas las direcciones, es una fuente puntual. Si la fuente sonora produce una propagación cilíndrica del sonido, se puede considerar como una fuente lineal.

Las fuentes sonoras puedes ser naturales o artificiales de acuerdo a su origen.