http://www.academia.edu/5249154/PLANEACION_ANUAL_DE_CIENCIAS_2_FISICA_

http://concurso.cnice.mec.es/cnice2005/56_ondas/index.htm OBJETO DE APRENDIZAJE

DISEO TECNOPEDAGGICO 2015

TITULO DE LA SECUENCIA DIDACTICA: RAZONES TRIGONOMTRICAS DE UN NGULO EN POSICIN NORMAL GRADO: DiezAREA DEL CURRICULO: Matemticas FECHA: Abril 17 de 2015TIEMPO PREVISTO: 5 horas clase

ESTANDAR: Utilizo modelos biolgicos fsicos y qumicos para explicar la transformacin y conservacin de energa

COMPETENCIASABERESDESEMPEOS DE COMPETENCIA

ConceptualProcedimentalActitudinal

Interpreta los fenmenos de reflexin, refraccin, polarizacin, interferencia, direccin de ondas y plantear situaciones problemas cotidianas relacionadas con la temtica

Movimiento ondulatorio. El movimiento oscilatorio. Movimiento armnico simple. Energa del movimiento armnico simple. El Pndulo simple. Ondas peridicas, transversales y longitudinales Ondas en una cuerdaFenmenos ondulatorios Ondas estacionarias Naturaleza del sonido Velocidad del sonido.Caractersticas del sonido.

Aspectos fsicos del movimiento ondulatorio.Distintos tipos de ondas. Estudio matemtico del movimiento ondulatorio. Ecuacinde la onda y su relacin con las caractersticas de la misma:periodo, frecuencia, longitud de onda, velocidad de propagaciny desfase. Caractersticas del movimiento de los puntos del medioque son alcanzados por una onda armnica: velocidad y aceleracinen funcin del tiempo y de la posicin. La propagacin de energa por las ondas armnicas. Conceptode potencia e intensidad y relacin de estas magnitudes(junto con la amplitud de la onda) con la distancia al foco,para distintos tipos de ondas. Teora acerca de la propagacin de las ondas.Principio de Huygens. Propiedades de las ondas: reflexin, refraccin, interferencias,difraccin y polarizacin. Estudio especial de las interferenciasque producen ondas estacionarias. El sonido, un ejemplo de movimiento ondulatorio. Particularizacin para el sonido de las propiedades de las ondas.Aplicacin a casos de instalaciones sonoras e instrumentosmusicales. Cualidades del sonido. Aplicaciones del sonido. Contaminacin sonora.

Deduccin de mtodos precisos para analizar el comportamiento de las ondas a partir de una situacin dada. Descripcin de las caractersticas de los movimientos ondulatorios a partir de grficas. Deduccin de las frmulas que se requieren para solucionar problemas referentes al movimiento ondulatorio Aplicacin de los conceptos relacionados con fenmenos ondulatorios.

Adquirir soltura en el estudio matemtico de un movimiento a partirde las observaciones que de l se pueden realizar. Habituarse a observar un mismo fenmeno desde dos perspectivasdiferentes: temporal y espacial. Adquirir destreza en la interpretacin de grficas y obtener datosrepresentativos a partir de las mismas.Respeta el punto de vista de los dems.

Asume con responsabilidad su roll cuando trabaja en equipo.

Muestra inters por desastres naturales y se conscientiza de sus consecuencias

Asumir que la suma de dos fenmenos no siempre produceun fenmeno de mayor magnitud (comprender las interferenciasconstructivas y destructivas). Comprender la importancia de los modelos matemticospara el conocimiento de ciertos fenmenos. Reconocer el papel de la fsica en la comprensin de fenmenosaparentemente distantes, como la msica.

Establece relacin entre frecuencia, amplitud, velocidad de propagacin y longitud de onda en diversos tipos de ondas mecnicas

Explica la aplicacin de las ondas estacionarias en el desarrollo de los instrumentos musicales

Explica de manera clara, coherente y lgica, fenmenos y eventos de la vida cotidiana, apoyndose en los conceptos fundamentales

METODOLOGIA:

ZONA 1 PROBLEMATIZACIN:

El movimiento ondulatorio explica el proceso mediante el cual la energa se propaga de un lugar a otro sin que haya transferencia de materia, por medio de ondas que pueden ser de dos formas: mecnicas o electromagnticas.

Las ondas se llaman mecnicas cuando la energa se transmite a travs de un medio natural como puede ser el agua, el aire y la tierra, entre otras; se denominan electromagnticas cuando no se requiere un medio material para su propagacin, como las ondas que se utilizan en la comunicacin celular.

En el proceso del desplazamiento de la onda, en cualquier punto de la trayectoria se presenta un desplazamiento peridico conocido como oscilacin, alrededor de un punto de equilibrio.

En el caso de las ondas mecnicas, la oscilacin la realizan las molculas del medio en que esta se propaga, que puedes ser por ejemplo el aire en el caso de la propagacin del sonido; en el agua como lo hacen las olas en el mar; o la superficie terrestre en el caso de los sismos o terremotos.

Conociendo la informacin anterior, surge una pregunta:

Cmo es el movimiento de los terremotos o tsunamis y de qu manera se puede aprovechar el conocimiento de esta informacin para prevenir y reducir riesgos ante estos desastres naturales?

Una vez que los estudiantes han ledo el problema, como actividad diagnstica el profesor solicitar que por equipos de aprendizaje, expliquen con sus propias palabras lo que conocen acerca de los terremotos y tsunami, y la vulnerabilidad de la isla frente a estos fenmenos naturales, el conocimiento de los riesgos en su institucin educativa y en su casa, y cmo actuar en caso de que estos se presenten; adems si se tiene una cultura de la prevencin comunitaria.

Zona 2, Saberes previos:

El profesor dejar claro los saberes que los estudiantes deben manejar para avanzar en los nuevos conocimientos de esta clase, los cuales son:

a. Despeje y solucin de ecuacionesb. Conceptos bsicos del Movimiento Peridicoc. Conceptos del Movimiento Armnico SimplePara determinar el nivel de manejo de los saberes previos, se propone que los estudiantes en equipos de aprendizaje, desarrollen la siguiente actividad:

ACTIVIDAD DE ACTIVACION DE SABERES PREVIOS

1. El despeje de variables en una ecuacin, es un procedimiento matemtico que deben manejar muy bien, antes de desarrollar los problemas de aplicacin del movimiento ondulatorio, por eso es importante que realicen los siguientes ejercicios: (si requieren una ayudadita acerca de los procedimientos, enlaza al link AYUDAa. De la expresin

Describe con tus propias palabras el procedimiento a realizar para hacer el despeje de cada una.....

b. De la expresin w

Describe con tus propias palabras el procedimiento a realizar para hacer el despeje.....

c. De la expresin

Describe con tus propias palabras el procedimiento a realizar para hacer los despejes....d. De la expresin

Describe con tus propias palabras el procedimiento a realizar para hacer los despejes......

e. De la expresin

Describe con tus propias palabras el procedimiento a realizar para hacer los despejes......

f. De la expresin

Describe con tus propias palabras el procedimiento a realizar para hacer los despejes...........

2. Responda el siguiente test acerca de los conceptos bsicos del movimiento peridico

a. Qu es un movimiento peridico?

( ) Es aquel que se repite con las mismas caractersticas

( ) Es aquel de tiempos iguales( ) Es el nmero de oscilaciones por segundo( ) Todas las anteriores

b. Qu smbolo se utiliza para representar el periodo ( ) P( ) p( ) T( ) t

c. Cmo se define la amplitud?( ) Separacin del punto de equilibrio( ) Movimiento producido por una fuerza( ) Mxima separacin del punto de equilibrio( ) Todas las anteriores

d. Qu significan las siglas M.A.S( ) Movimiento, Amplitud, Solucin( ) Movimiento, Armnico, Separacin( ) Movimiento, Aceleracin, Simple( ) Movimiento, Armnico, Simple

e. El periodo depende de( ) La aceleracin( ) La oscilacin( ) La amplitud( ) El desplazamiento

f. Si la amplitud disminuye, el periodo( ) Aumenta( ) Disminuye( ) Se conserva estable( ) El periodo no es afectado por la amplitud

3. Responda el siguiente test acerca de los conceptos bsicos del Movimiento Armnico Simple a. Qu es el perodo en un M.A.S.?( ) El nmero de oscilaciones en la unidad de tiempo( ) El tiempo que tarda el cuerpo en ir del centro hasta un extremo de la trayectoria( ) El tiempo que tarda en describirse una oscilacin completa( ) El tiempo que tarda en ir de un extremo al otro de la trayectoria

b. La frecuencia del movimiento viene determinada por( ) La masa del cuerpo y la constante elstica( ) El desfase y la elongacin( ) La amplitud del movimiento( ) Ninguna de las anteriores

c. Si cambiamos el perodo del movimiento, tambin cambiar( ) La amplitud y la pulsacin( ) El desfase y la amplitud( ) La frecuencia y la pulsacin( ) La frecuencia y el desfase

d. En el M.A.S, la velocidad con que se mueve el cuerpo( ) Aumenta cuando el cuerpo se mueve en un sentido y disminuye en el otro sentido( ) Es proporcional a la elongacin( ) Es mxima en el centro y nula en los extremos de la trayectoria( ) Permanece constante en toda la trayectoria

e. En un M.A.S( ) La energa mecnica se mantiene constante( ) La energa potencial es constante mientras que la cintica cambia continuamente( ) Slo existe energa cintica y se mantiene constante( ) Las energas cintica y potencial no cambian a lo largo de la trayectoria

f. En un movimiento armnico simple se cumple que mientras aumenta la elongacin( ) Disminuye la velocidad( ) Aumenta la velocidad( ) Disminuye la aceleracin( ) Ninguna de las anteriores

g. La siguiente figura muestra la configuracin de una cuerda oscilando, identifica los elementos sealados

Los ejercicios que no puedan resolver, se dejarn para realizar en otro momento, pero es necesario que no quede ninguno por realizar, ya que son fundamentales para el estudio del tema a desarrollar. Precisamente para recordar los conceptos y procedimientos necesarios para resolverlos, el profesor les propone ver los siguientes videos que servirn de apoyo para culminar la activacin de saberes previos.

DESPEJE DE FORMULAS:Video 1: https://www.youtube.com/watch?v=un-x_2l542Q Duracin 9 minutos.

MOVIMIENTO PERIODICO:Video 2: https://www.youtube.com/watch?v=olkjaDACRVs Duracin 6 minutos.

MOVIMIENTOS: PERIODICO - CIRCULAR UNIFORME - PENDULAR Y ARMNICO SIMPLEVideo 3: https://www.youtube.com/watch?v=fNK8_6yOz6c Duracin 8 minutos.

MOVIMIENTO ARMONICO SIMPLE CONCEPTOS BSICOSVideo 4: https://www.youtube.com/watch?v=piWqISh9CP4 Duracin 5 minutos.

MOVIMIENTO ARMONICO SIMPLE SISTEMA MASA RESORTEVideo 5: https://www.youtube.com/watch?v=qK-AdBsro7s Duracin 7 minutos.

MOVIMIENTO ARMONICO SIMPLE EJERCICIOSVideo 6: https://www.youtube.com/watch?v=cru3evlVp-Q Duracin 6 minutos.

Una vez que han revisado los vdeos procedern a completar los ejercicios que no haban podido resolver.

El profesor proceder a hacer las aclaraciones del caso para garantizar que el estudiante cuente con la estructura previa para lo que corresponde con el movimiento ondulatorio.

Zona 3 exploracion:

Se retoma nuevamente el problema propuesto al inicio de la clase:

El movimiento ondulatorio explica el proceso mediante el cual la energa se propaga de un lugar a otro sin que haya transferencia de materia, por medio de ondas que pueden ser de dos formas: mecnicas o electromagnticas.

Las ondas se llaman mecnicas cuando la energa se transmite a travs de un medio natural como puede ser el agua, el aire y la tierra, entre otras; se denominan electromagnticas cuando no se requiere un medio material para su propagacin, como las ondas que se utilizan en la comunicacin celular.

En el proceso del desplazamiento de la onda, en cualquier punto de la trayectoria se presenta un desplazamiento peridico conocido como oscilacin, alrededor de un punto de equilibrio.

En el caso de las ondas mecnicas, la oscilacin la realizan las molculas del medio en que esta se propaga, que puedes ser por ejemplo el aire en el caso de la propagacin del sonido; en el agua como lo hacen las olas en el mar; o la superficie terrestre en el caso de los sismos o terremotos.

Conociendo la informacin anterior, surge una pregunta:

Cmo es el movimiento de los terremotos o tsunamis y de qu manera se puede aprovechar el conocimiento de esta informacin para prevenir y reducir riesgos ante estos desastres naturales?

De igual manera el profesor recuerda cul es la competencia y los desempeos de competencia para esta clase:

Con estos insumos, el profesor solicita que completen el siguiente cuadro:

Problema:

Aspectos conocidos del problemaAspectos no conocidos del problema

Esta actividad la deber realizar cada estudiante en su cuaderno de fsica as est trabajando en grupos.

Una vez que se ha identificado qu cosas no saben los estudiantes, el profesor solicita que se repartan el estudio de los siguientes vdeos para que posteriormente lo explique a los dems compaeros, lo anterior con el objeto de resolver aquellos aspectos que no se conocen.

CONCEPTOS BSICOS DEL MOVIMIENTO ONDULATORIOVideo 7: https://www.youtube.com/watch?v=p9j-qJ1M2mc Duracin 4 minutos

ELEMENTOS DE UNA ONDAVideo 8: https://www.youtube.com/watch?v=jzQSJsjtrAk&index=5&list=PL0RiSorBRkT7F2VDttS8jid0a9E5dAdKK Duracin 8 minutos

FENOMENOS ONDULATORIOSVideo 9: https://www.youtube.com/watch?t=56&v=fgStgqcveiY Duracin: 6 minutos

https://www.youtube.com/watch?v=P-kbPkWC8CI MUY COM PLETO

Una vez vistos los videos y comentados por el grupo, se propone resolver el siguiente cuestionario:

1. 1. Seguramente has visto en los estadios de futbol, cmo los espectadores realizan la famosa ola, levantandose y volverse a sentar rpidamente:2. a. En qu se parece a la propagacin de una onda?3. b. Es una onda transversal o longitudinal?4. Explica tus respuestas.5. 6. 2. Un sismo propaga grandes cantidades de energa produciendo daos en las infraestructuras construidas por los hombres. Segn la direccin de propagacin de las ondas respecto a la direccin del movimiento, las ondas ssmicas son:7. a. Transversales.8. b. Longitudinales.9. c. Electromagntica.10. d. Unidimensional.11. 12. 3. Cuando se lanza una piedra en un lago, el frente de onda observado en el agua es:13. a. Lineal y se propaga en una sola direccin.14. b. Lineal y se propaga en todas las direcciones.15. c. Circular y se propaga en todas las direcciones.16. d. Curvo y se propaga solo en media circunferencia.17. 4. Escribe V, si la afirmacin es verdadera o F, si es falsa. Explica tu respuesta.a. La propagacin de las ondas es un mecanismo para transmitir energa de un medio sin que haya transporte de materia. ( )b. La lnea que une todos los puntos vecinos de una onda se llama frente de onda. ( )c. Cuando las partculas de un medio oscilan en direccin perpendicular a la direccin de propagacin, se dice que las ondas son transversales. ( )d. En las ondas longitudinales, las partculas del medio oscilan en direccin paralela a la direccin de propagacin de la onda. ( )e. La amplitud de la onda depende de la longitud de onda. ( )

5. Elige la afirmacin correcta.a. Las ondas no transmiten energa.b. Las ondas transversales son paralelas a la velocidad de propagacin.c. Las ondas se producen por el movimiento armnico simple de las partculas del medio.d. La densidad lineal de masa en una cuerda depende de la masa del objeto y de su longitud.

6. Define los siguientes conceptos:a. Onda mecnica. d. Longitud de onda.b. Amplitud. c. Onda electromagntica.d. Perodo.e. Velocidad de propagacin.Despus de tener claros los conceptos fundamentales acerca del movimiento ondulatorio, el profesor propone la visualizacin de los siguientes videos, en los cuales se desarrollan algunos problemas en los cuales se aplican los modelos matemticos que explican el movimiento ondulatorio.

CALCULO DE PARAMETROS DE LA ONDA A PARTIR DE LA ECUACION DE LAS ONDAS Video 10: https://www.youtube.com/watch?v=6Ggj2g74G3A&list=PL2EwDxQasEoRI67sLRvWLMoVdqsc6TCvr Duracin 4 minutos

EJEMPLO 2 SOLUCION D EPROBLEMAS DE APLICACIONPROBLEMA 2 DURACION 5 MINUTOS

https://www.youtube.com/watch?v=aVRn_-1JGBcAPLICACIONES

Despus de ver varios videos explicativos acerca de la utilizacin de los modelos matemticos del movimiento ondulatorio, los estudiantes e equipos de aprendizaje resolvern los siguientes ejercicios:

1. Una cuerda de 120 cm de longitud y 35 g de masa se somete a una tensin de 15000 d. Si se producen 15 vibraciones en 3 segundos. Encuentre:a. Su frecuenciab. Su velocidad de propagacinc. Su longitud de onda.

2. La velocidad de las ondas transversales en una cuerda de guitarra de 1 m de longitud y de 15 gramos de masa es de 45 m/s. Determinar la fuerza total que ejercen las seis cuerdas sobre los extremo de la guitarra.

3. Una cuerda de 3 m de longitud se hace vibrar cuando se le somete a una tensin de 40 n. Si sus ondas viajan a una velocidad de 6 m/s. Hallar el peso de la cuerda.

4. Determinar la velocidad con que se propagan las ondas transversales en una cuerda de 1.5 m de longitud y 0.01 Kg de masa y que se le somete a una tensin de 15n.

5. La ecuacin de una onda est dada por la expresin: y = 0.5cos(10x + 314t), con las distancias en cm y el tiempo en segundos. Encontrar: a. Su direccin de propagacin.b. El nmero de onda y su velocidad de propagacin.

6. Una cuerda de 2 kg de masa se estira entre dos soportes a una distancia de 40 cm. Si la tensin de la cuerda es de 500 N, cunto tiempo tardar un pulso en viajar de un soporte a otro?

7. Una cuerda horizontal se somete a una tensin de 500 N, su masa es de 0,3 kg y su longitud de 150 cm. Si se pone a vibrar con una amplitud de 0,3 m, halla:a. La densidad longitudinal de la masa.b. La velocidad de la ondac. La funcin de onda si la frecuencia es 25 Hz

8. Si la velocidad de una onda es de 36 km/h y su frecuencia de 2 Hz, determina la longitud de onda en centmetros.

9. La densidad lineal de una cuerda es 0,0125 kg/m y est sometida a una tensin de 125 N. Calcula la velocidad de propagacin.

10. Un pato que nada en un estanque efecta cuatro oscilaciones en 5 s. Calcula el perodo de las ondas causadas por las oscilaciones del pato.

11. Calcula la velocidad de propagacin de las ondas y su perodo, sabiendo que la longitud de esta propagacin es de 25 cm.

12. Un bote que se encuentra flotando en el mar completa ocho oscilaciones en 10 s. Si las ondas de agua en el mar van a una velocidad de 4 m/s, cul es la longitud de onda?

13. Ciertos quirpteros, como el murcilago, emiten ultrasonidos. Si la frecuencia del sonido emitido es de 300000 Hz, cul ser la longitud de onda de la misma?

14. Un bote que se encuentra anclado es movido por ondas cuyas crestas estn separadas 15 m y cuya rapidez es de 6 m/s. Con qu frecuencia las olas llegan al bote?

15. Una onda longitudinal de = 2 cm se propaga en razn de 40 cm en 10 s. Cunto vale el perodo? Cul es su frecuencia?

16. Un frente de onda se propaga por la superficie de un estanque con un perodo de 4 s y una velocidad de 20 m/s. Cul es el valor de la longitud de onda correspondiente?Un vez que las parejas de trabajo terminen, uno de los compaeros se ir para otro grupo y observar cmo los hicieron y qu respuestas tienen, al cabo de cierto tiempo vuelve al puesto y hace las correcciones del caso.

Una vez que se haga la correccin de los ejercicios ante el grupo clase, se proceder a estudiar los siguientes vdeos:

ZONA 4 FASE DE INTEGRACIN: Al entrar a esta zona se les recuerda el problema al que debemos proponer alguna solucin:

Cmo es el movimiento de los terremotos o tsunamis y de qu manera se puede aprovechar el conocimiento de esta informacin para prevenir y reducir riesgos ante estos desastres naturales?

Para tal efecto se proyectar o se invita a los estudiantes a observar los siguientes videos:

https://www.youtube.com/watch?v=BzHLOB60jwchttps://www.youtube.com/watch?v=gTJ7NmUBJ0Mhttps://www.youtube.com/watch?v=D8yHCMeyanc PARA EDITAR EN DIFERENTES VIDOS MAS CORTOS, ESPECIALMENTE LO DE LA EXPLICACION DE LAS ONDAS EN LOS TERREMOTOS Y EN LOS TSUNAMIS

Zona 5: FASE DE RESOLUCIN, EN LA QUE SE PROPONE LA SOLUCIN AL PROBLEMA.

En comn acuerdo con los estudiantes se procede a hacer una revisin de los aprendizajes desarrollados a lo largo de la clase, se compara lo que ellos propusieron y los desarrollos reales durante la clase.

Se comparte la importancia de la trigonometra para hacer clculos de grandes distancias como la existente entre las estrellas.

EVALUANDO LOS NUEVOS CONOCIMIENTOS: De qu manera se piensa hacer? Formular el instrumento (si es del caso)

Es importante evidenciar que sta se hizo a lo largo del desarrollo de la secuencia didctica pues en la medida que haca se proceda a hacer la ayuda ajustada requerida por parte del estudiante.

A manera de concretar de manera individual los niveles de desarrollo de la competencia propuesta, se aplicar el siguiente instrumento utilizando un formulario de Google Drive:

- Se les realizar la siguiente evaluacinPREGUNTARESPUESTA

Qu aprendiste del trabajo en equipo?

Por qu son importantes la vinculacin de herramientas TIC en el aprendizaje?

Qu aprendiste? Explica las estrategias que utilizaste para poder aprender los conocimientos nuevos

Qu fue lo que ms te gust de todo el trabajo realizado?

RECURSOS:

BIBLIOGRAFIA:

WEBGRAFIA

Qu es un terremoto?A qu profundidad tienen lugar los terremotos?Suceden los terremotos en la superficie?Qu se siente durante un terremoto?Qu efectos causan los terremotos? Qu es un temblor de tierra?

Cuntas clases de fallas hay? Qu es la licuefaccin?Qu diferencias hay entre rplicas y premonitorios?Se puede predecir un terremoto?Pueden los animales predecir los terremotos?Cuando se dice que un terremoto ha tenido lugar a una hora UTC o MT, qu quiere decir?

Qu es un sismmetro?Qu son los sismgrafos?Pueden influir en los movimientos ssmicos la posicin de la Tierra, del Sol, la Luna y otros planetas?Un temblor puede producir un desprendimiento de tierras?Qu son las placas tectnicas? Hay alguna falla bajo el Monte Santa Elena (volcn St. Helens)?

Cundo se utiliz el primer instrumento para grabar un terremoto?

Por qu los terremotos que suceden en pases lejanos producen ms daos y un mayor nmero de muertos que en Europa?Hay algn lugar en el planeta donde podamos vivir a salvo de los terremotos?