Comisión D

Produzcamos ondas

Has visto que cualquier objeto que vibra puede ser una fuente de ondas. Lo anterior es cierto, también, si la frecuencia es muy baja. Estas oscilaciones no pueden ser escuchadas, pero tienen las mismas características que las de frecuencias altas y nos permiten estudiar las ondas con facilidad.
Para que veas cómo produce una onda un péndulo que oscila, realiza la siguiente actividad, donde tu mano hàra el movimiento de un péndulo al ritmo de la música que escoja el grupo.
- Forma equipos de tres compañeros (asignen el número 1 a quien traza sobre el papel, el 2 a quien mide el tiempo, y el 3 a quien mueve la hoja) como se muestra en la figura 1.24.
- Alternen sus funciones para que todos puedan trazar en el papel.
Necesitas
1 marcador
1 cronómetro
hojas de papel tamaño oficio

Procedimiento
- Pon música y coloca una hoja de papel para trabajar.
- El compañero 2 darà la instrucción para empezar a mover el papel y medirá el tiempo con el cronómetro. El compañero 3 se encargará de mover el papel mientras tú marcas sobre éste.
- Ala señal del compañero 2, comienza a deslizar tu marcador de un punto a otro sobre el papel, siguiendo el ritmo de la música. El compañero 3 también empezará a mover el papel a velocidad constante, y en forma perpendicular a la oscilación de tu mano. Es importante que mantengas el mismo ritmo en la mano mientras la hoja se mueve.
- En el momento en que el compañero 3 deslice totalmente la hoja la hoja y ya no puedas pintar sobre ella, el compañero 2 debe detener el cronómetro.
- Realiza varias pruebas para que logres mover el marcador de un lado a otro de la hoja, antes de que tu compañero la retire por completo.
¿ Què se dibujó en la hoja?
Y si tu compañero jalara más rápido la hoja, ¿qué pasaría? Hazlo.
- Lleva a cabo la actividad con otra música, pero pide a tus compañeros que mantenganla misma velocidad al jalar la hoja.
¿ Qué se dibuja en la papel? ¿ Era lo que esperabas? ¿ Por qué?
- Para determinar el periodo de tu onda, mide el tiempo de un pulso completo con un cronómetro.
-Mide la longitud de onda y la amplitud, usando los dibujos del péndulo.
- Calcula la frecuencia.
- Compara tus datos con la infromación que tienes acerca de frecuencias que puede escuhar el oído humano.
¿ Hay posibilidad de que sea escuchado? ¿ Por qué? ¿ por qué sí escuchas la música?

Comisión B

Frentes de onda
Cuando se produce una perturbación en uno o varios puntos de un medio, la perturbación se propaga a lo largo de este en todas las direcciones. Un frente de onda es la línea que une todos los puntos vecinos de una onda que vibran en fase. La velocidad de propagación de las ondas depende del medio a través del cual se mueven. Cuando se produce una onda periódica, le asociamos a la onda una frecuencia de vibración y una longitud de onda. La velocidad de propagación (v), la frecuencia (f ) y la longitud de onda ( ) se relacionan mediante la expresión v = f.
Cuando las ondas chocan con un obstáculo se produce el fenómeno de reflexión y cuando cambian de
medio de propagación se produce el fenómeno de refracción.
En esta práctica nos proponemos estudiar el comportamiento de las ondas a partir de la observación
de frentes de onda en la superfi cie del agua.
Conocimientos previos
Fenómenos ondulatorios y velocidad de propagación.
Materiales
■ Cubeta de ondas ■ Lápiz ■ Regla
■ Lámpara ■ Barrera plana ■ Barrera circular
Procedimiento
1. Produce pulsos planos y utiliza una barrera recta, contra la cual chocan los pulsos producidos según te indica la fi gura A de la siguiente ilustración. Describe los frentes de onda que se refl ejan. Represéntalos gráficamente.
2. Gira la barrera plana de tal manera que los frentes de onda planos incidan formando determinado
ángulo con ella como muestra la figura B de la anterior ilustración. Indica la dirección en que se propagan las ondas al alejarse de la barrera, es decir, cuando ya han chocado. Repite el experimento
varias veces para establecer la relación entre la dirección del frente de onda incidente y la dirección del frente de onda reflejado en la barrera.
3. Coloca una barrera circular como muestra la siguiente ilustración. Haz incidir frentes de onda en la barrera circular en cada caso y describe la configuración de los frentes de ondadespués de reflejarse.
4. Verifi ca con cuál de las dos barreras circulares, los pulsos al alejarse, después de la refl exión, se dirigen hacia el mismo punto. Con el lápiz, genera frentes de onda circulares en dicho punto y describe la confi guración de los pulsos después de chocar contra la barrera.
5. Con el lápiz, genera pulsos circulares para que se reflejen en la barrera recta. Describe la configuración de los frentes de onda refl ejados en la barrera.

Análisis de resultados
1. ¿Cómo se relaciona la dirección de los frentes de onda planos incidentes en una barrera plana con la dirección de los frentes refl ejados en esta?
2. ¿En qué punto producirías unos frentes de onda iguales a los que se refl ejaron en la barrera plana cuando incidieron en ella frentes de onda circulares?

Ambas comisiones

La rana que se hace un cubo

de hielo en invierno

La hibernación es la disminución de la temperatura en
ciertos animales. Pero hay un animal que logra algo mucho mayor,
se congela completamente.
La medicina moderna es incapaz
de congelar seres humanos
o detener nuestro corazón indefinidamente,
sin causar daños
irreversibles a los órganos
vitales. Sin embargo, la naturaleza
inventó la receta hace
tiempo.
El problema central consiste
en evitar a las células el daño
causado por la ausencia de
oxígeno debido a la falta de circulación
de la sangre dentro
del cuerpo. Para esto hay que
detener o retardar drásticamente
las funciones celulares.
¿Pero cómo? Algunos animales
dan respuestas ingeniosas a
este dilema; por ejemplo, la
rana de los bosques o rana sylvatica
que habita principalmente
en Alaska y Canadá.
Cada vez que llega el invierno,
la rana se congela del todo. El
hielo penetra por todos los
compartimentos del animal
donde hay fluidos y en unas
pocas horas una masa helada
llena la cavidad estomacal y el
resto de los órganos internos.
Enormes cristales planos se
colocan entre el músculo y las
capas de piel, y los ojos se vuelven
blancos porque el relleno
ocular se congela. Su sangre
deja de fluir y el 65% del agua de
su cuerpo se convierte en hielo.
La respiración, los latidos del
corazón y los movimientos musculares
se detienen del todo, y
el batracio existe en un estado
de animación suspendida hasta
que se descongela.
¿Cómo ocurre esto? El agua
migra de la sangre, corazón,
pulmones, hígado y otros
órganos centrales hacia afuera
y forma un pozo justo debajo de
la piel, donde el hielo no causa
daños. En segundo lugar, acumula
azúcares y alcoholes en su
sangre comiendo almidones desenfrenadamente,
de modo que
al bajar la temperatura se forma
dentro de las células un líquido
espeso y pegajoso que no se
puede congelar. Además, estas
ranas tienen otros mecanismos
protectores: los niveles de coagulantes
sanguíneos suben
drásticamente durante la
descongelación para corregir
cualquier desaguisado causado
por el hielo.
A partir de la lectura anterior y de
lo que aprendiste en esta unidad,
responde:
a. ¿Por qué al disminuir la rana su
temperatura hasta congelarse,
no gasta energía?
b. ¿Qué utilidad podría tener para
el hombre poder congelar los
órganos?
c. Averigua qué ocurre en los otros
animales cuando la temperatura
ambiental disminuye.
Los científicos esperan aprender
de esta especie muchas
claves para mejorar la medicina
humana, incluyendo técnicas
de conservación de órganos
destinados a trasplantes.
(Adaptación revista
Muy Interesante, abril 2006).
A partir de la lectura anterior y de
lo que aprendiste en esta unidad,
responde:
a. ¿Por qué al disminuir la rana su
temperatura hasta congelarse,
no gasta energía?
b. ¿Qué utilidad podría tener para
el hombre poder congelar los
órganos?
c. Averigua qué ocurre en los otros
animales cuando la temperatura
ambiental disminuye.

Comisiones B y D

CURVA DE CALENTAMIENTO DEL AGUA

El gráfico muestra la curva de calentamiento del agua. Obsérvalo atentamente
y responde las preguntas que se te proponen a continuación.
a. ¿Cuál es la temperatura de congelación del agua?
b. ¿Cuál es la temperatura de fusión del hielo?
c. ¿Podríamos tener agua y hielo a la misma temperatura?
d. ¿Qué diferencia hay entre el hielo a 0 ºC y el agua a 0 ºC?

Comisones D y B

¿PUEDE MEDIRSE LA TEMPERATURA CON EL TACTO?

Necesitas tres vasos, agua fría, agua caliente y hielo.
1. En el primer vaso, pon agua fría, agregándole hielo para lograr la menor temperatura posible.
2. En el segundo vaso, pon agua caliente (a una temperatura que puedas tolerar).
3. En el tercer vaso, mezcla agua fría y caliente, para tener una temperatura intermedia.
4. Introduce una mano en el vaso con agua fría y la otra mano en el agua caliente. Mantenlas por unos
20 segundos. Luego, introduce simultáneamente ambas manos en el agua tibia.
a. ¿Qué ocurre con la temperatura que sientes en cada mano?
b. ¿Qué influyó en la diferencia de percepción?
c. ¿Crees que podría medirse la temperatura con el tacto?, ¿por qué?

Comisión B

Construye un termómetro

Reúnete con tus compañeros con tus compañeros de equipo y consigue:
1 frasco chico de vidrio, transparente y con tapa de cierre hermético
1 popote
Colorante vegetal
Silicón como el que se usa para las peceras
Gotero
Hielos
Olla de cocina con agua para baño maría
Parrilla eléctrica (en este caso necesitarás supervisión de tu maestro y equipo para manipular cosas calientes).
Procedimeinto
- Haz una perforación de tamaño adecuado en la tapa del frasco, para insertar el popote y sella la unión con silicón.
- Llena el frasco con una mezcla de agua con colorante y ciérralo.
- Usa el gotero para introducir más líquido por el popote, hasta que llenes parte del popote.

Hipótesis:
Si varía la temperatura alrededor del frasco
Entonces cambiará la altura del líquido en el popote
Porque el líquido se dilatará.

Elige la escala que usarás. Para ello debes colocar tu termómetro en la olla, cubrirlo con hielo triturado y hacer una marca en el popote, justo al nivel donde llega el líquido (punto mínimo). Luego, sumerge el termómetro en el agua hirviendo y haz otra marca en la altura que alcanzó el líquido en el popote (punto máximo). A continuación, divide en partes iguales la región entre el punto máximo y el mínimo y ¡listo!, ya tienes tu termómetro y compáralo con el de otros equipos. Responde, ¿Qué relación hay entre las escalas de los otros equipos y la tuya? ¿Puedes expresar estas relaciones en forma numérica?

Comisión D

CONSTRUYENDO UN TERMÓMETRO

Materiales
• Una bombilla plástica rígida (no las que se doblan en un extremo).
• Una jeringa sin aguja.
• Tinta (puede ser agua).
• Pinzas.
• Marcador permanente, de punta fina.
• Un vaso con agua caliente.
• Cubos de hielo.
• Un termómetro de laboratorio. (Si no se cuenta con ello, igualmente se puede realizar la experiencia,
pero la importancia de este termómetro es la posibilidad de graduar el termómetro que estamos
construyendo).
1. Sellen un extremo de la bombilla, calentándolo hasta que esté blando. Luego se debe apretar con las
pinzas. Para comprobar que quede completamente sellado, al soplar por la bombilla no debe salir aire
por este extremo.
2. Luego, con la jeringa, introduzcan una gota de tinta (o agua) dentro de la bombilla.
3. Con el marcador, hagan una marca por debajo de la gota. Esta será la temperatura ambiente. Si cuentan
con el termómetro de laboratorio, podrán anotar el valor.
4. Ahora, introduzcan la bombilla (y el termómetro de laboratorio) en agua caliente, cuidando que no se
derrita la bombilla. Dejen unos minutos y nuevamente marquen por debajo de la gota la posición.
Registren el valor de la temperatura correspondiente.
5. Por último, introduzcan hielos en el agua, dejen los termómetros unos minutos, hasta que ya no exista
variación en la temperatura y registren nuevamente esta temperatura en la bombilla.
6. Como la temperatura es lineal, marcando intervalos de igual tamaño en la bombilla tendrán la graduación
del termómetro.
Respondan las siguientes preguntas en el cuaderno:
a. Expliquen el funcionamiento del termómetro que acaban de construir. ¿Por qué la gotita sube y baja
al cambiar la temperatura?
b. ¿Cuál es la sustancia termométrica que se utilizó en el termómetro que fabricaron?
c. ¿Podrían construir su termómetro en escala Kelvin?, ¿cómo?