Espectrómetro de masas

En este vídeo vamos a analizar el espectrómetro de masas, su funcionamiento, la física que hay detrás y su utilidad.

P24. Problema 7. (Movimiento Ondulatorio) (Ondas Estacionarias)

 

En este vídeo vamos a resolver un problema de Ondas Estacionarias en una cuerda de guitarra. Calcularemos el periodo y velocidad de propagación de la onda al vibrar en una determinada frecuencia (nota musical) y dónde deberemos de pulsar la cuerda para que suene en otra nota musical. También calcularemos la distancia a la que tenemos que situarnos respecto de la guitarra para escuchar el sonido con un determinado nivel de intensidad sonora.

T022. Movimiento Ondulatorio (VII). Ondas estacionarias.

En este último vídeo sobre movimiento ondulatorio, vamos a estudiar las ondas estacionarias. Partiremos del concepto de onda estacionaria para aplicarlo a las ondas estacionarias en una cuerda sujeta por uno y por dos extremos. También estudiaremos las ondas estacionarias en tubos sonoros.

 

T021. Movimiento Ondulatorio (VI). Superposición de Ondas.

En este vídeo vamos a estudiar los fenómenos de interferencia, en concreto la superposición de dos ondas armónicas coherentes. Definiremos qué es el “Principio de Superposición” y qué se entiende por ondas coherentes, para después deducir las ecuaciones matemáticas que rigen dicho fenómeno.

P23. Problema 6 (Movimiento Ondulatorio) (Reflexión y refracción)

En este vídeo vamos a resolver un problema de reflexión y refracción. Utilizaremos la Ley de Snell para calcular el ángulo de incidencia límite para que se produzca la reflexión total.

P22. Problema 5 (Movimiento Ondulatorio) (Reflexión y refracción)

En este vídeo vamos a resolver un problema de reflexión y refracción. Calcularemos el ángulo de refracción de una onda que atraviesa la superficie de separación de dos medios, las longitudes de onda en ambos medios y el ángulo de incidencia límite para que se produzca la reflexión total. 

T020. Movimiento Ondulatorio (V). Fenómenos ondulatorios.

 

En este vídeo vamos a estudiar distintos fenómenos ondulatorios. Para poder entenderlos haremos uso del Principio de Huygens, que nos dice cómo se construyen los frentes de onda conforme se va propagando dicha onda. Utilizando este principio estudiaremos la difracción, la reflexión y refracción y la polarización.

P21. Problema 4 (Movimiento Ondulatorio) (Ondas sonoras. Nivel de intensidad sonora).

En este vídeo vamos a resolver un problema de ondas sonoras. Calcularemos el nivel de intensidad sonora a una determinada distancia del foco emisor. También calcularemos cómo varía la intensidad del sonido y el nivel de intensidad sonora cuando tenemos varios focos emisores.

P20. Problema 3 (Movimiento Ondulatorio) (Ondas sonoras. Nivel de intensidad sonora).

En este vídeo vamos a resolver un problema de ondas sonoras. Calcularemos la intensidad del sonido a una determinada distancia del foco emisor. También calcularemos la distancia a la fuente sonora para obtener un valor dado del nivel de intensidad sonora o sonoridad.

T019. Movimiento Ondulatorio (IV). Las Ondas Sonoras.

En este vídeo vamos a estudiar la Ondas Sonoras. Veremos cómo se forman y se propagan, su velocidad, las cualidades del sonido y la percepción por el oído humano. Por último analizaremos la contaminación acústica y sus repercusiones y las aplicaciones más importantes de los ultrasonidos.

P19. Problema 2 (Movimiento Ondulatorio). (Función de onda, elongación y velocidad de oscilación)

Con este vídeo seguimos con la resolución de problemas de Movimiento Ondulatorio. En éste problema se nos pide calcular, con los datos del problema, la función de onda, así como  la elongación y velocidad de oscilación de la partícula del medio situada en un punto e instante determinado.

P18. Problema 1 (Movimiento Ondulatorio). (Función de onda. Velocidades de propagación y oscilación)

Con este vídeo comenzamos la resolución de problemas de Movimiento Ondulatorio. En éste problema se nos pide calcular, dadas unas condiciones iniciales, la función de onda y obtener su representación gráfica. También el cálculo de la velocidad de propagación y la velocidad de oscilación de una partícula concreta del medio en cualquier instante del tiempo.

T018. Movimiento Ondulatorio (III). Energía de una Onda Armónica

 

En este vídeo vamos a deducir la expresión matemática de la energía, la potencia y la intensidad de una onda armónica. También definiremos qué se entiende por frente de onda y rayo y los distintos tipos de frentes de onda. Por último estudiaremos los fenómenos de atenuación y absorción de una onda.

Espectro electromagnético de la luz blanca

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Nivel educativo.
       
             Esta práctica es adecuada para todos los niveles educativos de la ESO y Bachillerato, pudiendo tratar el tema con diferente profundidad según el nivel al que va dirigido.

 Objetivo de la práctica.

• Visualizar el espectro electromagnético de la luz blanca, es decir, la banda de colores desde el rojo al violeta dentro de la franja del espectro visible.
• Observar que el espectro es continuo, a diferencia de lo que ocurre con los espectros atómicos.
• Entender la formación del arcoíris.
• Para los niveles más avanzados entender el  fenómeno ondulatorio de la dispersión de la luz.

Material.

            Banco de óptica, lámpara, generador, lente convergente, rendija, prisma óptico, porta rendija, pantalla blanca y porta pantalla.

Descripción.

             La luz blanca contiene todos los colores del espectro, es decir, todas las longitudes de onda. Cuando pasa a través del prisma óptico cada uno de los colores se desvía un ángulo diferente, ya que el índice de refracción del vidrio depende de la longitud de onda, de tal forma que las longitudes de onda más altas (color rojo) se desvían menos que las longitudes de onda más cortas (azul, violeta) que se desvían más. Debido a esto a la salida del prisma el haz de luz se dispersa, es decir, cada longitud de onda (cada color) sale en una dirección diferente y esto es lo que forma la banda de colores.

            En la naturaleza se puede observar este fenómeno, tras una tormenta, en la formación del arcoíris. La banda de colores es la misma, del rojo al violeta. Aquí lo que hace de prima óptico que dispersa la luz son las gotitas de agua. La luz penetra en la gotita y se refracta, después se refleja en el interior y por fin sale refractándose nuevamente. A veces sucede que dentro de de la gotita se refleja dos veces, en vez de una, formándose así un arcoíris secundario, con los colores invertidos.

Experimentación. 

Movimiento del centro de masas y de puntos distintos del centro de masas en un sólido rígido

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1.- Objetivo de la práctica.

• Demostrar las leyes de la dinámica de rotación de un sólido rígido, en lo que hace referencia al movimiento del centro de masas (CM) y de puntos distintos al CM, en el caso particular de que la resultante de las fuerzas externas que actúan sobre él sea nula.
• Visualizar la trayectoria que describe el CM y de puntos del cuerpo diferentes al CM.
• Aprender las técnicas de laboratorio necesarias para realizar el proceso, así como el material utilizado.

 2.- Procedimiento experimental

            Material

• Pieza cuadrangular de madera.
• con cuatro ruedas.
• Rotulador negro.
• Rotulador rojo.
• Tira de papel de embalar.

            Descripción

1. Se recorta una pieza cuadrangular de madera de unos 20 cm de lado.

2. Se colocan cuatro ruedas en las proximidades de los vértices.

3. Se perfora un orifico en la posición del centro de masas, que estará situado aproximadamente en el centro del cuadrado, e insertamos el rotulador de color negro.

4. Se perfora otro orificio en un puto cualquiera del cuadrado e insertamos el rotulador de color rojo.

5. Extendemos sobre el suelo una tira de papel de unos 2m.

6. Se lanza el cuadrado apoyando las ruedas sobre el papel extendido y haciéndolo girar. Los rotuladores se colocan a la altura precisa para que puedan dibujar una línea sobre el papel. Se observará que el rotulador situado en el CM traza una línea recta. El otro rotulador dibuja una línea curva a uno y otro lado de la línea recta.

           

            Justificación

            Un sólido rígido es un sistema de partículas en el cual las distancias relativas entre ellas permanecen constantes. Cuando las distancias entre las partículas que constituyen un sólido varían, dicho sólido se denomina deformable. En lo que sigue nos ocuparemos únicamente del estudio del movimiento de un sólido rígido.

            El centro de masas (CM) de un sistema de partículas es un punto geométrico que, a muchos efectos, se mueve como si fuera una partícula de masa igual a la masa total del sistema, sometida a la resultante de las fuerzas que actúan sobre el mismo. Se utiliza para describir el movimiento de traslación de un sistema de partículas. La posición del centro de masas no tiene por qué coincidir con la posición de ninguna de las partículas del sistema, es simplemente un punto en el espacio.

            El momento lineal total de un sistema de partículas es igual al momento lineal que tendría la masa total del sistema situada en el CM, por lo que el movimiento de traslación del sistema de partículas está representado por el de su centro de masas. Si el sistema de partículas está aislado, su momento lineal será constante, por lo que la velocidad de su centro de masas también lo será. Si el sistema de partículas no está aislado, el CM estará acelerado y su aceleración será debida únicamente a las fuerzas externas que actúan sobre el sistema.

            El movimiento de un sólido rígido se puede estudiar como la composición del movimiento de traslación de su centro de masas con respecto al origen del sistema de referencia y la rotación del sólido con respecto a un eje que pasa por el centro de masas.

Si observamos el sólido desde un sistema de referencia situado en su centro de masas vemos que el movimiento de las partículas es únicamente de rotación respecto del CM.

En nuestro experimento la suma de la fuerzas externas que actúan sobre el cuerpo e nula, ya que el peso se anula con la normal del suelo. Debido a esto el CM llevará una velocidad constante, es decir, describirá un movimiento rectilíneo uniforme. Al lanzar el cuerpo con una rotación inicial, la trayectoria del CM será una línea recta y el movimiento de cada una de sus partículas será de rotación respecto del CM.