ONDAS Y CALOR

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ONDAS Y CALOR

  1. 1. Docente: Eberardo Osorio Rojas Ondas y Calor FISICA
  2. 2. <ul><li>EL PENDULO </li></ul><ul><li>Hace un movimiento oscilatorio </li></ul><ul><li>Periodo del péndulo: </li></ul><ul><li>T = 2  (s) </li></ul>  L
  3. 3. -A +A x 0 v = 0 a F res k Posc. Equil. 2da. Ley de Newton: F res = ma = m (-  2 x) = -m  2 x = - k x Donde: k = m  2 w = Como: w = 2  /T T = 2  DINAMICA DEL MAS
  4. 4. OSCILACIONES <ul><li>ONDAS </li></ul><ul><li>Toda perturbación que se propaga con el tiempo de una región a otra, llevando energía. Ejemplos: </li></ul><ul><li>- Ondas en una cuerda , Ondas sísmicas , Ondas en el agua , Ondas sonoras , Ondas de luz , Ondas electromagnéticas , etc. </li></ul>F
  5. 5. <ul><li>ONDAS TRANSVERSALES .- cuando las vibraciones de las partículas son perpendiculares a la dirección de propagación de la onda. </li></ul><ul><li>Ejemplos: ondas en una cuerda </li></ul><ul><li>ONDAS LONGITUDINALES.- Cuando las partículas del medio vibran en la misma dirección de propagación de la onda- </li></ul><ul><li>Ejemplo: Ondas sonoras ,etc. </li></ul>Propagación de la onda vibraciones Propagación de la onda vibración
  6. 6. <ul><li>ONDAS: ELEMENTOS DE UNA ONDA </li></ul>1.- Longitud de onda (  ) .- Distancia entre dos puntos consecutivos de posición semejante. 2.- Periodo (P).- Tiempo empleado en realizar un ciclo. 3.- Frecuencia (f).- (Hertz = Hz). Se cumple que: f = 1/T    +A -A cresta valle v = Cte.
  7. 7. <ul><li>ELEMENTOS DE UNA ONDA </li></ul>5.- Amplitud (A).- Desplazamiento máximo de cada partícula. 6.- Velocidad de propagación (v).- v =  /T =  f (m/s) Expresión de una onda armónica: y (x , t) = A Sen (k x +  t) Donde: A = Amplitud de la onda (m) , x = Posición de la partícula (m/s) t = Tiempo k = Número de onda = 2  /  ,  = velocidad o frecuencia angular (rad/s)  +A -A cresta valle v = Cte.  
  8. 8. 3. Una partícula oscila con un movimiento armónico simple de tal forma que su desplazamiento varía de acuerdo con la expresión: Y =5 sen( 2t + x/6 ) . Donde x está en cm y t en s. Encuentre la longitud de onda , frecuencia, el periodo, la amplitud del movimiento y la velocidad de propagación de la onda. Solución : Ecuación. Longitud de onda = 12 cm Periodo = 3.14 cm Frecuencia = 1/3.14 Hz Amplitud = 5 cm Velocidad de propagación de la onda: V = Long. De Onda/ T = 12* 3.14 / 3.14 = 12 cm/s
  9. 9. <ul><li>ONDAS SONORAS </li></ul><ul><li>- Es un movimiento de vibración longitudinal que se puede percibir por los nervios auditivos. </li></ul><ul><li>El oído humano percibe sonidos entre 20Hz y 20000Hz. </li></ul><ul><li>INTENSIDAD DEL SONIDO .- Energía sonora por unidad de tiempo y unidad de área que llega a nuestro oído. </li></ul><ul><li>Se mide en decibeles (d  ) </li></ul><ul><li>Niveles de intensidad sonora </li></ul><ul><li>Susurro ………………… 30d  Zumbido zancudo …… 40d  Conversación normal….. 50d  Aspiradora ……………… . 70d  </li></ul><ul><li>Tráfico intenso …… 80d  Tren urbano ………. 100d  </li></ul><ul><li>- El oído humano puede soportar sonidos entre: 0d  a 120d  </li></ul>
  10. 10. CALOR <ul><li>Es una forma de energía asociada al movimiento de los átomos , moléculas que forman la materia. El calor puede ser generado por reacciones químicas (como en la combustión). </li></ul><ul><li>Dos cuerpos en contacto intercambian energía hasta que su temperatura se equilibre. </li></ul>
  11. 11. <ul><li>Caloría (cal).- Es la cantidad de calor que se necesita para elevar la temperatura de 1 gr. de agua de 14.5 a 15.5 °C </li></ul><ul><li>1 Cal = 4.19 Joules </li></ul><ul><li>Calor Especifico .- de una sustancia es la capacidad calorífica del cuerpo por unidad de masa. Ejemplo : </li></ul><ul><li>Calor especifico del agua es: 1 cal/g.°C </li></ul><ul><li>CANTIDAD DE CALOR Q : </li></ul><ul><li>Q = m. Ce . (Tf- To) </li></ul><ul><li>Q = Es calor </li></ul><ul><li>m = Es masa </li></ul><ul><li>Ce= Calor Especifico </li></ul><ul><li>Tf = Es la Temperatura Final </li></ul><ul><li>To = Es la Temperatura Inicial. </li></ul>
  12. 12. CALOR ESPECIFICO <ul><li>Donde : </li></ul><ul><li>c= Calor especifico </li></ul><ul><li>M= Peso molecular </li></ul><ul><li>C= Capacidad calorífica molar = 6 cal/mol°C SOLO PARA METALES </li></ul><ul><li>1. Calcular el calor especifico del Pb a presión constante Si el peso molecular del Pb es 207gr/mol. </li></ul>
  13. 13. Prob2 . 207 gr. de Pb a 220°C están en contacto con 27 gr. de aluminio a 110 °C. Si ambos están dentro de un ambiente aislado, ¿ Cual es la temperatura de equilibrio? Peso atómico del Pb = 207; Peso atómico del Al = 27 Solución: Calor cedido por el Pb. = Calor ganado por el Al m Pb . Ce (Pb) . (220-T ) = m Al . Ce ( Al ) . (T - 110 ) 6(220°C-T)=6(T-110°C) 220-T=T-110 330 °C = 2T T = 165 °C
  14. 14. CALOR <ul><li>TEMPERATURA </li></ul><ul><li>Es la medida cuantitativa de lo caliente ó frío que está un cuerpo . </li></ul><ul><li>Físicamente la temperatura mide el grado de vibración de las moléculas de un cuerpo ó sistema (grado de calentamiento) </li></ul>
  15. 15. <ul><li>MEDIDA DE LA TEMPERATURA </li></ul><ul><li>TERMÓMETRO .- Instrumento que sirve para determinar la temperatura alcanzada por un cuerpo. </li></ul><ul><li>Ejemplo: </li></ul><ul><ul><li>Termómetro de columna: Utiliza la dilatación de un cuerpo (Hg) </li></ul></ul><ul><li>ESCALAS DE TEMPERATURA </li></ul><ul><ul><li>Escala centígrada ó Celsius: </li></ul></ul><ul><ul><ul><li>Puntos de referencia: Congelamiento (0ºC) y ebullición del agua (100ºC). Creada en 1742. </li></ul></ul></ul><ul><ul><li>Escala Fahrenheit: </li></ul></ul><ul><ul><li>Escala Kelvin: </li></ul></ul><ul><ul><ul><li>Punto de referencia: Donde cesa todo movimiento de la naturaleza (0ºk = -273ºC) </li></ul></ul></ul>
  16. 16. <ul><li>ESCALAS DE TEMPERATURA </li></ul><ul><li>Relación entre las diferentes escalas: </li></ul><ul><li>ºC ºF – 32 ºk – 273 </li></ul><ul><li>= = </li></ul><ul><li>100 180 100 </li></ul>ºC ºF ºK 100 212 373 0 32 273 -273 - 460 0

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