11.º gradoRuta de edumaterial
Qué vas a aprender
- Aplicar el modelo científico comprobando condiciones, magnitudes y relaciones del caso.
- Evaluar una conclusión, proponer un contraste y comunicar límites de la evidencia.
Antes de empezar
- Leer registros y comparar magnitudes con unidades comunes.
- Para una onda periódica, rapidez = frecuencia × longitud de onda. La frecuencia la fija la fuente; al cruzar una frontera estacionaria se conserva, mientras rapidez y longitud pueden cambiar. La propagación transporta energía sin exigir que cada partícula viaje con la señal.
Separar fuente y propagación
Una onda periódica relaciona rapidez, frecuencia y longitud mediante v = f·λ. La fuente fija el ritmo; el medio y sus condiciones afectan propagación. Periodo es el tiempo de un ciclo y equivale a 1/f.
Al cruzar una frontera estacionaria la frecuencia se conserva. Si cambia rapidez también cambia longitud. La materia de un medio mecánico puede oscilar sin seguir el recorrido de una cresta: no se confunden transporte de patrón y trayectoria de una partícula.
En superposición lineal se suman desplazamientos instantáneos con signo. Fase y diferencia de camino modifican el resultado local. Una señal nula en un punto no prueba ausencia de emisión en todo el espacio.
- Diferencia de fase
- Relación entre momentos de oscilación de dos aportes. Para fuentes coherentes en fase y el modelo lineal ideal, diferencias de camino Δr=n·λ, con n entero, dan refuerzo; Δr=(n+1/2)·λ dan oposición. La cancelación exacta requiere además amplitudes iguales en el receptor.
Relaciona el modelo con el registro
- Infiere frecuencia desde periodo y rapidez desde recorrido o f·λ.
- En una frontera fija conserva frecuencia y calcula longitud con la nueva rapidez.
- Para superposición compara diferencia de caminos y amplitudes; suma desplazamientos con signo.
Un caso resuelto
Una fuente de 3 Hz produce longitud 4 m. En un medio nuevo viaja a 9 m/s. ¿Qué longitud tiene allí?
- La rapidez inicial es 12 m/s.
- Se conserva frecuencia de 3 Hz en la frontera estacionaria.
- La nueva longitud es 9/3 = 3 m.
La longitud disminuye un metro y el ritmo permanece.
Una inferencia que hay que revisar
El patrón que avanza arrastra cada partícula a la misma distancia.
La trayectoria material debe medirse separadamente del patrón propagado.
La corrección conserva las condiciones del modelo y distingue lo medido de lo inferido.
- Una onda periódica relaciona rapidez, frecuencia y longitud mediante v = f·λ. La fuente fija el ritmo; el medio y sus condiciones afectan propagación. Periodo es el tiempo de un ciclo y equivale a 1/f.
- La trayectoria material debe medirse separadamente del patrón propagado.
Compruébalo ahora
Una señal de periodo 0,2 s tarda 4 s en recorrer 60 m. Calcula rapidez y longitud, y explica qué dato cambiaría al pasar a un medio de 10 m/s con fuente fija.
Ver solución explicada
Respuesta: Criterios: responder todas las partes con sus condiciones y unidades; se aceptan redacciones equivalentes. Modelo: Frecuencia 5 Hz; rapidez 15 m/s; longitud 3 m. En el nuevo medio sería 2 m y la frecuencia seguiría igual.
Se encadenan periodicidad, recorrido y conservación de frecuencia.
Dos fuentes en fase tienen longitud 0,3 m. Los recorridos al receptor miden 2,1 y 2,55 m. Decide refuerzo o cancelación ideal y explica qué ocurre si sus amplitudes no son iguales.
Ver solución explicada
Respuesta: Criterios: responder todas las partes con sus condiciones y unidades; se aceptan redacciones equivalentes. Modelo: Diferencia 0,45 m = 1,5 ciclos; llegan en oposición. Con amplitudes iguales cancelan localmente; si difieren queda un residuo.
La diferencia de fase no garantiza cero sin igualdad de módulos.
Una boya termina cada ciclo cerca de su punto de inicio mientras una cresta se aleja. Explica qué observaciones contrastan transporte de energía y desplazamiento material.
Ver solución explicada
Respuesta: Criterios: responder todas las partes con sus condiciones y unidades; se aceptan redacciones equivalentes. Modelo: Seguiría posición de boya y avance del patrón en el tiempo; retorno local no implica que la señal no se propague.
Dos trayectorias responden a magnitudes distintas.
Al tensar una cuerda también se cambia frecuencia y se mide longitud menor. Propón el ensayo que estudia tensión y explica por qué el resultado original no basta.
Ver solución explicada
Respuesta: Criterios: responder todas las partes con sus condiciones y unidades; se aceptan redacciones equivalentes. Modelo: Mantener cuerda, masa lineal y fuente, variando solo tensión y midiendo avance. La longitud depende de rapidez y frecuencia; ambos cambios compiten.
Una separación espacial no identifica sola el factor causal.
Alineación curricular y fuentes
- Colombia: 11.º; selección parcial indicada en DOSSIER-MEN. EBC por banda 10–11 cuando corresponde, con secuenciación editorial. · Derechos Básicos de Aprendizaje: Ciencias Naturales, V.1
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