CARGA ELÉCTRICA

La electricidad en la naturaleza

La carga eléctrica es una de las propiedades básicas de la materia. Aunque la comprensión extensa de sus manifestaciones se resistió durante siglos al escrutinio de la ciencia, ya hacia el año 600 a. C. los filósofos griegos describieron con detalle el experimento por el cual una barra de ámbar frotado atrae pequeños pedacitos de paja u otro material ligero (electrización por frotamiento).

Cargas eléctricas

En física, la carga eléctrica es una propiedad intrínseca de algunas partículas subatómicas (pérdida o ganancia de electrones) que se manifiesta mediante atracciones y repulsiones que determinan las interacciones electromagnéticas entre ellas. La materia cargada eléctricamente es influida por los campos electromagnéticos siendo, a su vez, generadora de ellos. La interacción entre carga y campo eléctrico origina una de las cuatro interacciones fundamentales: la interacción electromagnética.



Los fenómenos eléctricos, indivisiblemente unidos a los magnéticos, están presentes en todas partes, ya sea en las tormentas, la radiación solar o el cerebro humano. Modernamente, sus propiedades se aprovechan en múltiples campos de actividad, y la electricidad se ha convertido en una forma esencial de consumo y transporte de energía.

4.7 Ondas y partículas.

?

Equipo

¿Cuál es la diferencia entre las ondas y las partículas?

6

Las ondas tienen bastantes propiedades específicas que, según el punto de vista de la física clásica, no pueden tener las partículas, y estas propiedades deberían servir para diferenciar los dos procesos Así, por ejemplo, al atravesar una rendija: Si lo hace un chorro de partículas no se producirá difracción. Casi todas seguirán en línea recta después de pasar por la rendija y al incidir en una pantalla deben producir un máximo de intensidad enfrente de la abertura y disminuir bruscamente dicha intensidad al alejarnos de esa zona. En cambio, si lo hace una onda y el tamaño de la rendija es del orden de magnitud de la longitud de onda, se producirá difracción y la intensidad recibida en una pantalla se debe distribuir por ella de una forma más homogénea.

ACTIVIDAD 3

4.8 síntesis del tema

Hacer el mapa conceptual integrando las observaciones de cada equipo

:

.8 síntesis del tema:

Equipo1

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Un tipo particular de movimiento: El movimiento ondulatorio

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Activación de conocimientos previos ¿Qué observas?

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Los Tsunamis Los Tsunamis son una serie de ondas marinas de gran tamaño generadas por una perturbación en el océano, al ocurrir principalmente un movimiento sísmico superficial (< 60 Km de profundidad) bajo el fondo marino.

Equipo 2

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Características de los Tsunamis En mar abierto lejos de la costa, es un tren de olas de pequeña altura (del orden de centímetros a metros), que viajan a gran velocidad (casi a 1,000 kilómetros por hora) sin embargo, al llegar a costa y al haber menor profundidad, éstas disminuyen su velocidad pero aumentan en altura pudiendo causar gran destrucción y numerosas víctimas. Por tratarse de trenes de ondas marinas, se pueden caracterizar por su período, altura de onda, longitud de onda y velocidad de propagación, que son atributos comunes a ellas.

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Objetivos Definir lo que son las ondas Diferenciar entre ondas transversales y longitudinales Identificar los elementos que constituyen una onda Conocer las características de las ondas y su ecuación Efectuar cálculos Reconocer los fenómenos relacionados con las ondas

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TEMA A DESARROLLAR Un tipo particular de movimiento : El movimiento ondulatorio Ondas Transversales y Ondas Longitudinales

Equipo 3

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Estrategia de Enseñanza: Ondas transversales y longitudinales Si arrojamos una piedra a un estanque o a un recipiente grande con agua, podemos observar que en el lugar donde cayó la piedra se produce una serie de ONDAS en forma de anillos concéntricos, que se mueven como si se alejaran del sitio de origen.

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Ondas transversales Los cuerpos que flotan en el agua suben y bajan cuando pasa la onda, pero no viajan con ella. Cuando las partículas del medio en el cual se propaga la onda vibran en forma perpendicular a la dirección de propagación se dice que se efectúa un movimiento ondulatorio transversal.

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Ondas Longitudinales Si las partículas del medio vibran en forma paralela a la dirección de propagación de la onda, se dice que se efectúa un movimiento ondulatorio longitudinal

Equipo 4

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Elementos de una onda Cresta Amplitud Valle Nodo Elongación

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Características de las ondas y ecuaciones que las relacionan Longitud de onda.- Distancia entre dos crestas o dos valles. Se mide en m, cm, Km. Etc. Período (T).- Tiempo en que tarda un punto de la onda en efectuar una oscilación completa. Frecuencia (f).- Número de oscilaciones en una unidad de tiempo Se mide en Hertz (Hz= 1/s) La fórmula que las relaciona es: T= 1/f Esta fórmula implica que cuanto mayor sea la frecuencia, menor es el período de oscilación.

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Velocidad de propagación Para calcular la velocidad de propagación de una onda se utiliza la siguiente ecuación:

           

Equipo 5

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El Sonido y sus propiedades Propagación de energía en un medio material a través de ondas longitudinales, que tarda en ser percibido por nuestro oído.

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Propiedades del Sonido Intensidad.- Nos permite percibir un sonido como fuerte o débil

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Propiedades del sonido Tono.- Propiedad que nos permite distinguir los sonidos graves de los sonidos agudos, y se debe a la frecuencia de vibración. A mayor frecuencia, más agudo es el sonido

Equipo 6

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Propiedades del sonido Timbre.- Está relacionada con la forma de la onda y permite distinguir los sonidos emitidos por diferentes instrumentos

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Estrategia de Aprendizaje y conclusiones del tema Realiza en tu cuaderno un Mapa conceptual del tema visto en clase Contestar las páginas 32, Desafío página 35, página 37 a 39. Práctica de Ondas: Hacer Burbujas y máquina de ondas Traer información (copy paste) de contaminación por ruido para elaborar un cuadro sinóptico de contaminación por ruido en equipos en el salón. ELABORACIÓN DE CONCLUSIONES DEL TEMA

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Actividades de la práctica de onda

el sonido

Equipo	4.5 El sonido como ejemplo.’ que es el sonido?	4.6 Algunas aplicaciones tecnológicas y en la salud
6	Cuando se produce una perturbación periódica en el aire, se originan ondas sonoras longitudinales. Por ejemplo, si se golpea un diapasón con un martillo, las ramas vibratoria emiten ondas longitudinales. El oído, que actúa como receptor de estas ondas periódicas, las interpreta como sonido. El término sonido se usa de dos formas distintas. Los fisiólogos definen el sonido en término de las sensaciones auditivas producidas por perturbaciones longitudinales en el aire. Para ellos, el sonido no existe en un planeta distante. En física, por otra parte, nos referimos a las perturbaciones por sí mismas y no a las sensaciones que producen.	El uso más habitual de las ondas de radio con efecto terapéutico se lleva a cabo mediante el uso de corrientes alternas de frecuencia superior a los 100 KHz. A diferencia de las corrientes alternas de frecuencia menor, las ondas de radio no tienen un efecto excito motor (estimulante del sistema neuromuscular), sino que producen en el organismo un efecto térmico. Gracias a las ondas de radio se dispone de un mecanismo para realizar una termoterapia en el interior del organismo de manera homogénea. Microondas: Las ondas microondas tienen muchas aplicaciones. Una de ellas es la de los hornos. Su funcionamiento se basa en el hecho de que la radiación electromagnética de muy alta frecuencia tiene mucha energía, por lo que hay una transferencia de calor muy grande a los alimentos en poco tiempo. Las comunicaciones y el radar son otras dos aplicaciones de las microondas. Infrarrojos: Los rayos infrarrojos se utilizan comúnmente en nuestra vida cotidiana: cuando encendemos el televisor y cambiamos de canal con nuestro mando a distancia; en el supermercado, nuestros productos se identifican con la lectura de los códigos de barras; vemos y escuchamos los discos compactos... todo, gracias a los infrarrojos. Estas son sólo algunas de las aplicaciones más simples, ya que se utilizan también en sistemas de seguridad, estudios oceánicos, medicina, etc. Los rayos X: Los rayos X se emplean sobre todo en los campos de la investigación científica, la industria y la medicina. El estudio de los rayos X ha desempeñado un papel primordial en la física teórica, sobre todo en el desarrollo de la mecánica cuántica. Como herramienta de investigación, los rayos X han permitido confirmar experimentalmente las teorías cristalográficas. Utilizando métodos de difracción de rayos X es posible identificar las sustancias cristalinas y determinar su estructura. . Los métodos de difracción de rayos X también pueden aplicarse a sustancias pulverizadas que, sin ser cristalinas, presentan alguna regularidad en su estructura molecular. Mediante estos métodos es posible identificar sustancias químicas y determinar el tamaño de partículas ultramicroscópicas. Los elementos químicos y sus isótopos pueden identificarse mediante espectroscopia de rayos X, que determina las longitudes de onda de sus espectros de líneas característicos. Varios elementos fueron descubiertos mediante el análisis de espectros de rayos X. Muchos productos industriales se inspeccionan de forma rutinaria mediante rayos X, para que las unidades defectuosas puedan eliminarse en el lugar de producción. Existen además otras aplicaciones de los rayos X, entre las que figuran la identificación de gemas falsas o la detección de mercancías de contrabando en las aduanas; también se utilizan en los aeropuertos para detectar objetos peligrosos en los equipajes. Los rayos X ultra blandos se emplean para determinar la autenticidad de obras de arte y para restaurar cuadros. Las fotografías de rayos X o radiografías y el fluoroscopio se emplean mucho en medicina como herramientas de diagnóstico. En la radioterapia se emplean rayos X para tratar determinadas enfermedades, en particular el cáncer, exponiendo los tumores a la radiación. Rayos gamma: Los rayos gamma provenientes del cobalto 60 se utilizan para esterilizar instrumentos que no pueden ser esterilizados por otros métodos, y con riesgos considerablemente menores para la salud. Los rayos gamma también son utilizados en la radioterapia.

EL SONIDO

MATERIAL: LIGAS, HILO, VASOS  DE PLASTICO, AGUJA, BOTELLAS DE VIDRIO VACIAS, BATUTA DE PLASTICO Y METALICA.

PROCEDIMIENTO:

1.- GENERACION DE SONIDOS

- ENGARZAR LAS LIGAS PARA FORMAR UNA CADENA, FIJAR LA CADENA POR LOS EXTREMOS A LOS BARROTES DE CONTATOS, EN LA PARTE CENTRAL  AMARRAR EL HILO Y FIJAR EL OTRO EXTREMO EN EL TUBO DE LA PARED DEL FONDO DEL LABORQATORIO.

HACER VIBRAR MEDIANTE PULSOS LA LIGA,  EN FORMA   HORIZONTAL Y VERTICAL. ANOTAR LOS CAMBIOS PRODUCIDOS.

2.- TRANSMISION DEL SONIDO.

- EN EL FONDO DEL VASO DE PLASTICO AMARAR EL HILO PERFORANDO EL VASO CON LA  AGUJA, MEDIR LA DISTANCIA DE  LA MESA DE UN EQUIPO AL OTRO EXTREMO DEL EQUIPO Y UNIR EL OTRO VASO DE LA MISMA FORMA. HABLA A TRAVES DE CADA ASO DE EQUIPO A EQUIPO.

3.- FONOBOTELLA.

COLOCAR EN FILA LAS SIETE BOTELLAS, Y LLENARLAS CON AGUA MIDIENDO CON QUINCE ML DE AGUA LA PRIMERA, 30 ML LA SEGUNDA ETC.

GENERAR LOS DIFERENTES SONIDOS CON LAS VARILLAS DE PLASTICO Y VIDRIO.ANOTAR LOS CAMBISO  OBSERVADOS.

http://www.youtube.com/watch?v=e78qBt1W-dQ&feature=related  Botellas plástico

http://www.youtube.com/watch?v=XKRj-T4l-e8&feature=related  copas fuga

http://www.youtube.com/watch?v=i31godfcZZ0&feature=related  copas Danza

4.6 Algunas aplicaciones tecnológicas y en la salud

Algunas de las aplicaciones del sonido las encontramos en los instrumentos musicales y en la música. Los especialistas en sonido (ingeniero de sonido) aplican sus conocimientos en ésta rama de la física para fabricar habitaciones o salones de música donde no se produce el fenómeno de la reverberación. Dichos especialistas utilizan fibras de vidrios con el que obtienen mejor sonido.

http://www.youtube.com/watch?v=e78qBt1W-dQ&feature=related  Botellas plástico

http://www.youtube.com/watch?v=XKRj-T4l-e8&feature=related  copas fuga

http://www.youtube.com/watch?v=i31godfcZZ0&feature=related  copas Danza

En el campo de la medicina, los nefrólogos, especialista de las vías urinarias, utiliza el ecógrafo. Este aparato emite ultrasonido y con ello hacen exploraciones en el interior del cuerpo humano, esto se debe al fenómeno de la reflexión, lo que permite obtener gráficas de la situación del o los órganos explorados.

1.- http://www.youtube.com/watch?v=K8N_BH0a1qs&feature=related

2.- http://www.youtube.com/watch?v=XqfziZb-K5w  eco bolsillo

3.- http://www.dailymotion.com/video/x2j8lv_ecografi_webcam  auto

Otro aparato que utilizan tanto los nefrólogos, urólogos y gastroenterólogos es el fonógrafo que al igual que el ecógrafo utiliza los ultrasonidos para hacer exploraciones internas, pero a través de este aparato en lugar de obtener gráficas se obtienen imágenes del o de los órganos explorados.

Tanto el ecógrafo como el fonógrafo son muy usados en estos tiempos y han ido sustituyendo en gran medida a los Rayos X, ya que las radiaciones pueden producir daños en los tejidoscelulares del cuerpo y en el fetode las mujeres embarazadas. http://www.youtube.com/watch?v=C-_B5dFvDn8&feature=related

Otro aparato utilizado por los médicos para eliminar piedras de los riñones, (cálculo renal), es el nefroscopio, que también emite ultrasonidos, haciendo posible la visualización de los riñones en una pantalla cuando se hacen coincidir las ondas ultrasónicas sobre la piedra en el riñón. Estas piedras son desintegradas y más tarde son expulsadas a través de la orina del paciente.

Recapitulación 1

Equipo	Resumen martes y jueves
1	El martes el profesor nos mostro el programa de física II, realizamos un esquema de este. El jueves realizamos experimentos para comprender los fenómenos ondulatorios, es decir como dejar caer una gota de agua en un recipiente lleno de agua y así medir el número de ondas  y otros experimentos.
2	El día martes realizamos un mapa conceptual acerca de las 8 primeras semanas de trabajo, y nos dio la bienvenida. El jueves realizamos una práctica acerca de las ondas, para medir el movimiento ondulatorio del agua, sonido y en las cuerdas.
3	Martes: El profesor nos dio la bienvenida a todo el grupo 409 A, realizamos un mapa conceptual de los temas  que estudiaremos durante este curso, y el Jueves realizamos una práctica muy interesante acerca de la onda, empleamos diferentes materiales como una cuerda, un cable y alambre a los cuales dimos un impulso para observar la longitud de onda. También observamos ondas mediante el agua y vimos el fenómeno de refracción.
4	Martes: dio la bienvenida el profesor, realizamos un mapa conceptual sobre los temas que trabajaremos en este semestre. Jueves : realizamos diversas pruebas sobre el movimiento ondulatorio  y sonidos que se producían escribimos diversos conceptos de los temas que tocaban en esta semana. :D
5	Martes: el profesor nos enseño la forma de trabajo, contestamos un examen diagnostico e hicimos un mapa conceptual (tipo reloj) con las semanas  y los temas a tratar en el semestre. Jueves realizamos diversos experimentos tratando el tema de las ondas, energías y fuerzas, etc .
6	Martes: el profe nos dio la bienvenida, realizamos un pequeño examen diagnostico, un mapa conceptual de los temas a ver en el semestre y nos entrego el programa. Jueves: en la segunda sesión realizamos una práctica sobre fenómenos ondulatorios  que consistía en observar una gota de agua, un cable y oír el sonido de un reloj a través  de dos tubos de papel.

ondas y particulas

Las ondas tienen bastantes propiedades específicas (por ejemplo, difracción, interferencias, efecto Doppler,..) que, según el punto de vista de la física clásica, no pueden tener las partículas, y estas propiedades deberían servir para diferenciar los dos procesos. Así, por ejemplo, al atravesar una rendija: Si lo hace un chorro de partículas (dibujos de arriba) no se producirá difracción. Casi todas seguirán en línea recta después de pasar por la rendija y al incidir en una pantalla deben producir un máximo de intensidad enfrente de la abertura y disminuir bruscamente dicha intensidad al alejarnos de esa zona. En cambio, si lo hace una onda y el tamaño de la rendija es del orden de magnitud de la longitud de onda (dibujos de abajo), se producirá difracción y la intensidad recibida en una pantalla se debe distribuir por ella de una forma más homogénea.

En algunos casos es sencillo verificar que se cumplen éstas y otras predicciones experimentales que deberían permitir diferenciar las ondas de un chorro de partículas viajeras. Por ejemplo, no existe duda de que por la superficie del agua se transmiten ondas mecánicas transversales, de que el sonido se transmite por el aire y por otros medios materiales mediante ondas longitudinales o de que una escopeta de repetición puede actuar como foco de un chorro de perdigones.

Las cosas se complican cuando se somete a este tipo de pruebas a la luz y también a radiaciones formadas por partículas atómicas y/o subatómicas. En estos casos se observan comportamientos, que la física clásica no puede explicar. La luz se comporta como una onda (no mecánica) que se refracta, se difracta, produce interferencias al atravesar una rendija doble o múltiple, etc. Pero, la propia luz también actúa como un chorro de corpúsculos en bastantes procesos en los que sus cuantos de energía (fotones) interaccionan con partículas subatómicas.

Algunas aplicaciones tecnologicas y en la salud de las ondas

El uso más habitual de las ondas de radio con efecto terapéutico se lleva a cabo mediante el uso de corrientes alternas de frecuencia superior a los 100 KHz.
A diferencia de las corrientes alternas de frecuencia menor, las ondas de radio no tienen un efecto excito motor (estimulante del sistema neuromuscular), sino que producen en el organismo un efecto térmico. Gracias a las ondas de radio se dispone de un mecanismo para realizar una termoterapia en el interior del organismo de manera homogénea.
Microondas:
Las ondas microondas tienen muchas aplicaciones. Una de ellas es la de los hornos. Su funcionamiento se basa en el hecho de que la radiación electromagnética de muy alta frecuencia tiene mucha energía, por lo que hay una transferencia de calor muy grande a los alimentos en poco tiempo.
Las comunicaciones y el radar son otras dos aplicaciones de las microondas.
Infrarrojos:
Los rayos infrarrojos se utilizan comúnmente en nuestra vida cotidiana: cuando encendemos el televisor y cambiamos de canal con nuestro mando a distancia; en el supermercado, nuestros productos se identifican con la lectura de los códigos de barras; vemos y escuchamos los discos compactos... todo, gracias a los infrarrojos. Estas son sólo algunas de las aplicaciones más simples, ya que se utilizan también en sistemas de seguridad, estudios oceánicos, medicina, etc.
Los rayos X:
Los rayos X se emplean sobre todo en los campos de la investigación científica, la industria y la medicina.
El estudio de los rayos X ha desempeñado un papel primordial en la física teórica, sobre todo en el desarrollo de la mecánica cuántica. Como herramienta de investigación, los rayos X han permitido confirmar experimentalmente las teorías cristalográficas. Utilizando métodos de difracción de rayos X es posible identificar las sustancias cristalinas y determinar su estructura. . Los métodos de difracción de rayos X también pueden aplicarse a sustancias pulverizadas que, sin ser cristalinas, presentan alguna regularidad en su estructura molecular. Mediante estos métodos es posible identificar sustancias químicas y determinar el tamaño de partículas ultramicroscópicas. Los elementos químicos y sus isótopos pueden identificarse mediante espectroscopia de rayos X, que determina las longitudes de onda de sus espectros de líneas característicos. Varios elementos fueron descubiertos mediante el análisis de espectros de rayos X.
Muchos productos industriales se inspeccionan de forma rutinaria mediante rayos X, para que las unidades defectuosas puedan eliminarse en el lugar de producción. Existen además otras aplicaciones de los rayos X, entre las que figuran la identificación de gemas falsas o la detección de mercancías de contrabando en las aduanas; también se utilizan en los aeropuertos para detectar objetos peligrosos en los equipajes. Los rayos X ultra blandos se emplean para determinar la autenticidad de obras de arte y para restaurar cuadros.
Las fotografías de rayos X o radiografías y el fluoroscopio se emplean mucho en medicina como herramientas de diagnóstico. En la radioterapia se emplean rayos X para tratar determinadas enfermedades, en particular el cáncer, exponiendo los tumores a la radiación.
Rayos gamma:
Los rayos gamma provenientes del cobalto 60 se utilizan para esterilizar instrumentos que no pueden ser esterilizados por otros métodos, y con riesgos considerablemente menores para la salud.
Los rayos gamma también son utilizados en la radioterapia.