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• Heiner Perez

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Componente Físico

Nuestra Ruta a la Excelencia 201

DESAFÍO 1 Nuestra Ruta a la Excelencia 202

Primer Desafío

No.

COMPETENCIA

APRENDIZAJE

1

Indagación

Observar y relacionar patrones en los datos para evaluar las predicciones

2

UCCC

Asociar fenómenos naturales con conceptos propios del conocimiento científico

3

Explicación de fenómeno

Explicar cómo ocurren algunos fenómenos de la naturaleza basado en observaciones, en patrones y en conceptos propios del conocimiento científico.

4

Indagación

Observar y relacionar patrones en los datos para evaluar las predicciones

5

Explicación de fenómenos

Modelar fenómenos de la naturaleza basado en el análisis de variables.

6

Explicación de fenómenos

7

UCCC

8

Explicación de fenómenos

9

UCCC

Asociar fenómenos naturales con conceptos propios del conocimiento científico

10

Explicación de fenómenos

Utilizar algunas habilidades de pensamiento y de procedimiento para evaluar predicciones

11

Indagación

Derivar conclusiones para algunos fenómenos de la naturaleza basándose en conocimientos científicos.

12

Explicación de fenómenos

13

Explicación de fenómenos

Explicar cómo ocurren algunos fenómenos de la naturaleza basado en observaciones, patrones y conceptos propios del conocimiento científico. Identificar las características de algunos fenómenos de la naturaleza basado en el análisis de información y conceptos propios del conocimiento científico Explicar cómo ocurren algunos fenómenos de la naturaleza basado en observaciones, patrones y conceptos propios del conocimiento científico.

Explicar cómo ocurren algunos fenómenos de la naturaleza basado en observaciones, patrones y conceptos propios del conocimiento científico. Explicar cómo ocurren algunos fenómenos de la naturaleza basado en observaciones, patrones y conceptos propios del conocimiento científico.

* UCCC: Uso comprensivo del conocimiento científico

203

Continuación tabla

No.

COMPETENCIA

APRENDIZAJE Explicar cómo ocurren algunos fenómenos de la naturaleza basado en observaciones, patrones y conceptos propios del conocimiento científico. Identificar las características de algunos fenómenos de la naturaleza basado en el análisis de información y conceptos propios del conocimiento científico.

14

Explicación de fenómenos

15

UCCC

16

Explicación de fenómenos

Modelar fenómenos de la naturaleza basado en el análisis de variables.

17

Indagación

Observar y relacionar patrones en los datos para evaluar las predicciones.

18

Explicación de fenómenos

Explicar cómo ocurren algunos fenómenos de la naturaleza basado en observaciones, patrones y conceptos propios del conocimiento científico.

19

Explicación de fenómenos

Modelar fenómenos de la naturaleza basado en el análisis de variables.

20

Explicación de fenómenos

Modelar fenómenos de la naturaleza basado en el análisis de variables.

UCCC

Identificar las características de algunos fenómenos de la naturaleza basado en el análisis de información y conceptos propios del conocimiento científico.

21

* UCCC: Uso comprensivo del conocimiento científico

204

Nuestra Ruta a la Excelencia 1. Dos sacos de lastre, uno con arena y otro con piedra, tienen el mismo tamaño, pero el primero es 10 veces más liviano que el último. Ambos sacos se dejan caer al mismo tiempo desde la terraza de un edificio. Despreciando el rozamiento con el aire es correcto afirmar que llegan al suelo A. B. C. D.

al mismo tiempo con la misma rapidez. en momentos distintos con la misma rapidez. al mismo tiempo con rapidez distinta. en momentos distintos con rapidez distinta.

RESPONDA LAS PREGUNTAS 2 Y 3 DE ACUERDO CON LA SIGUIENTE INFORMACIÓN Dos niños juegan en la playa con una pelota de caucho. El niño A lanza la pelota al niño B, la cual describe la trayectoria mostrada en la figura.

En uno de los lanzamientos, cuando la pelota se encuentra en el punto 1, comienza a soplar un viento lateral que ejerce una fuerza hacia la izquierda sobre la pelota. 2. Suponiendo que el aire quieto no ejerce ninguna fricción sobre la pelota, el movimiento horizontal de la pelota antes de que haya llegado al punto 1 es A. B. C. D.

uniforme. acelerado pero no uniformemente. uniformemente acelerado hacia la derecha. uniformemente acelerado hacia la izquierda.

3. A partir del instante 1 el movimiento horizontal de la pelota A. B. C. D.

no sufrirá cambios. tendrá velocidad nula. tendrá velocidad constante. tendrá velocidad decreciente.

4. Una pelota se deja caer desde una altura h, con velocidad inicial cero. Si la colisión con el piso es elástica y se desprecia el rozamiento con el aire, se concluye que A. B. C. D.

luego de la colisión la aceleración de la pelota es cero. la energía cinética de la pelota no varía mientras cae. luego de rebotar, la altura máxima de la pelota será igual a h. la energía mecánica total varía, porque la energía potencial cambia mientras la pelota cae.

205

Nuestra Ruta a la Excelencia 5. Un bloque de masa m resbala sobre una superficie compuesta por dos materiales. El coeficiente de fricción cinético entre el material 1 y el bloque es mayor que entre el material 2 y el bloque.

El bloque de masa m se halla en reposo sobre el piso en las posiciones ilustradas en las siguientes figuras.

A. B. C. D.

al mismo tiempo con la misma rapidez en momentos distintos con la misma rapidez al mismo tiempo con rapidez distinta en momentos distintos con rapidez distinta

Si se aplican dos fuerzas F1, y F2 al cuerpo, siendo F1 < F2. Se puede afirmar que la relación entre los valores de las fuerzas de fricción estática en los casos 1, 2 y 3 respectivamente es A. B. C. D.

Fs1 >Fs2 y Fs2 < Fs3. Fs1 = Fs2 < Fs3. Fs1 = Fs2 = Fs3. Fs1< Fs2 > FS3.

6. Un bus se mueve con una velocidad constante en la dirección que se indica en la figura. Mientras tanto, llueve y las gotas de lluvia caen a velocidad constante.

Personas fuera del bus

Movimiento del bus

206

Nuestra Ruta a la Excelencia Si los observadores en reposo, para el sistema de referencia fuera del bus, ven que la lluvia cae de manera vertical, ¿cuál de los siguientes diagramas de vectores representa mejor la velocidad de las gotas de lluvia para las personas que viajan en el bus? B. Velocidad del bus

Velocidad del bus

Velocidad del bus Velocidad de la lluvia vista fuera del bus

Velocidad de la lluvia vista fuera del bus

Velocidad de la lluvia vista fuera del bus

Velocidad del bus

D.

C. Velocidad de la lluvia vista fuera del bus

A.

7. Una estudiante observa la construcción de un edificio nuevo para el colegio y mira a un obrero que lanza, cada vez, un ladrillo desde el primer piso, mientras que otro lo recibe justo a 3,0 m de altura, como se muestra en la siguiente figura.

Ladrillo I 3,0 m 2,5 m 2,0 m 1,5 m 1,0 m

Ladrillo II

Si la estudiante sabe que la energía potencial depende de la altura y de la masa del objeto y de repente observa que mientras el obrero se mantiene sosteniendo el ladrillo II a una altura de 1,0 m respecto al piso, el otro obrero deja caer el ladrillo I, ¿qué altura tiene que descender el ladrillo I para que ambos ladrillos tengan la misma energía potencial? A. B. C. D.

2,0 m. 1,5 m. 1,0 m. 3,0 m.

207

Nuestra Ruta a la Excelencia 8. En un centro comercial, una estudiante observa a un trabajador que se dispone a limpiar los vidrios del edificio. La cuerda 2 se usa para mantener en equilibrio al trabajador ante un viento constante que corre de derecha a izquierda, como se muestra en la figura 1. La estudiante construye el diagrama de cuerpo libre de la situación (ver figura 1).

Cuerda 1

Figura 1

Figura 2

Diagrama 2

Diagrama 1

y

y

x

x

Cuerda 2

Diagrama 4

Diagrama 3

Viento Dirección del viento Diagrama de cuerpo libre inicial

y

y

x

y

x

Tensión 1 Tensión 2

x

Fuerza del viento Peso

La estudiante observa que el trabajador llena su recipiente completamente con agua y limpiavidrios y, por tanto, debe modificar su diagrama de cuerpo libre. Teniendo en cuenta la información anterior, ¿cuál de los diagramas mostrados en la figura 2 corresponde a las fuerzas después de llenar el recipiente? A. B. C. D.

El diagrama 1, porque si solo aumenta la masa, debe aumentar solamente el peso. El diagrama 2, porque la tensión de las cuerdas debe aumentar para soportar más peso. El diagrama 3, porque al aumentar la masa aumentan el peso y la tensión de la cuerda 1. El diagrama 4, porque al aumentar la masa aumentan todas las fuerzas.

9. El salto bungee se practica generalmente en puentes (ver figura). En uno de estos saltos, se utiliza una banda elástica que tiene una longitud sin estirar de 30 metros y que puede estirar 30 metros más. En un salto, un deportista se lanzará desde un puente de 65 metros de altura. Cuando ha descendido apenas 20 metros de altura (ver figura), la transformación de energía que se habrá dado hasta ese momento será de A. B. C. D.

energía cinética a potencial elástica. energía cinética a potencial gravitacional. energía potencial gravitacional a potencial elástica. energía potencial gravitacional a cinética.

208

Nuestra Ruta a la Excelencia 10. En tres instantes diferentes, un estudiante dibuja el diagrama de cuerpo libre para una piedra que cae en un estanque de agua, como se muestra en la siguiente figura.

Fuerza de resistencia Peso

Primer instante

Segundo instante

Tercer instante

Si el estudiante mide la aceleración de la piedra después del tercer instante, se espera que su magnitud, respecto a los otros instantes, sea A. mayor que la del primer instante, porque el peso hace que la piedra se acelere hacia abajo. B. mayor que el primer instante, porque el peso de la piedra disminuye cuando la fuerza de resistencia comienza a aumentar. C. constante, porque la aceleración de la piedra siempre es igual que la aceleración de la gravedad. D. nula, porque después del tercer instante, el peso de la piedra y la fuerza de resistencia se cancelan. 11. El profesor de Juan le entrega tres objetos de igual volumen y forma, pero de diferente material, y le pide que los deje caer desde la altura de sus hombros y observe el tiempo de caída al suelo, de cada uno de ellos. Juan observa que los tres tardan tiempos diferentes para llegar al suelo, a pesar de que los tres están sometidos a la misma aceleración gravitacional. Teniendo en cuenta la información anterior, ¿cuál de las siguientes preguntas se puede contestar a partir de las observaciones que realizó Juan? A. B. C. D.

¿El tiempo de caída de los objetos depende de la altura de lanzamiento? ¿La fuerza gravitacional es proporcional a la masa de los objetos? ¿La fuerza neta que actúa sobre cada uno de los objetos es diferente? ¿La forma de los objetos está relacionada con diferencias en la fuerza de fricción?

Ene rgía potencial e

12. Un estudiante midió la energía potencial de un vagón en una montaña rusa. La gráfica representa los datos obtenidos por el estudiante.

Tiempo t1

t2

209

t3

t4

Nuestra Ruta a la Excelencia De los siguientes modelos de montaña rusa, ¿cuál explica la gráfica obtenida por el estudiante?

t1

A.

t4

B.

t3

t4 t1

t2

t2

C.

D.

t3 t1

t2 t 3

t2

t4

t1

t4 t3

13. Un estudiante sopla una pelota por un tubo vertical como muestra la figura.

La pelota se mueve aceleradamente hacia arriba Dirección de movimiento del aire soplado

La pelota sube aceleradamente por el tubo. Esto ocurre porque A. B. C. D.

el peso de la pelota cambia cuando el estudiante sopla aire por el tubo. la fuerza que ejerce el aire que sopla el estudiante es igual que el peso de la pelota. el peso de la pelota es mayor que la fuerza del aire que sopla el estudiante. la fuerza que ejerce el aire que sopla el estudiante es mayor que el peso de la pelota.

14. Un carro de masa M se mueve sobre una superficie horizontal con velocidad V1 en la dirección que ilustra la figura (1). En cierto instante un objeto de masa m que se mueve perpendicular a la superficie, cae en el interior del carro y continúan moviéndose los dos como se muestra en la figura (2). Desprecie el rozamiento entre la superficie de la carretera y el carro. Antes

Después

m M

V1

m

Figura (1)

i

V= ?

Figura (2)

La rapidez del carro después de que el objeto cae dentro de él A. B. C. D.

disminuye porque la cantidad de masa que se desplaza horizontalmente aumenta. aumenta porque durante el choque el carro adquiere la velocidad del objeto que cae. aumenta porque al caer el objeto le da un impulso adicional al carro. no cambia porque el momentum del objeto es perpendicular al del carro.

210

Nuestra Ruta a la Excelencia 15.

De dos dinamómetros iguales cuelga un cuerpo de masa 10 kg, como se muestra en la figura. La lectura de cada dinamómetro es A. B. C. D.

50 N. 10 N. 5 N. 100 N.

16. Un bloque de hierro pende de dos cuerdas iguales atadas a postes como muestra la figura. Las tensiones en las cuerdas son iguales.

Respecto a la situación anterior, el valor del peso del bloque es: A. B. C. D.

2Tsen θ. Tsen θ. 2T. Tcos θ.

17. Un bloque sujeto a un resorte oscila verticalmente respecto a su posición de equilibrio indicada en la figura.

211

Nuestra Ruta a la Excelencia De la gráfica que ilustra la posición del bloque contra el tiempo se concluye correctamente que la rapidez del bloque es A. B. C. D.

cero en el instante 3 y máxima en los instantes 1 y 5. cero en los instantes 1 y 5 y máxima en los instantes 2 y 4. máxima en los instantes 1, 3 y 5. igual a cero en los instantes 1 y 2.

18. Las esferas 1 y 2 de volúmenes iguales y masas m y 2m penden de cuerdas iguales sostenidas a iguales alturas h. Soltando las esferas desde el reposo y al mismo tiempo chocan elásticamente en el punto A.

El valor de la energía cinética de la esfera 2 antes del choque es A. B. C. D.

el doble de la 1. igual a la de la 1. el triple de la 1. un tercio de la 1.

RESPONDE 19 Y 20 DE ACUERDO A LA SIGUIENTE INFORMACIÓN Considere un plano inclinado de altura h con una superficie lisa, es decir, sin fricción. En uno de los extremos ubicamos un bloque, como se ilustra en la figura.

19. Al imprimírsele un impulso, el bloque sube y luego baja por el plano inclinado. Para esta situación considere las siguientes proposiciones sobre las aceleraciones del bloque subiendo y bajando. I. cambian su magnitud II. cambian su dirección III. no cambian su magnitud IV. no cambian su dirección

212

Nuestra Ruta a la Excelencia Las proposiciones verdaderas, durante el movimiento en el plano inclinado son A. B. C. D.

I y II. II y III. I y IV. III y IV.

20. Otra rampa de mayor altura (h1 > h2) y similar base se coloca junto a la rampa de altura h. En cada rampa se sueltan simultáneamente, dos bloques como se muestra en la figura.

Es correcto afirmar que A. el bloque 1 llega al punto F con mayor velocidad que el bloque 2. B. el bloque 2 llega al punto F con mayor velocidad que el bloque 1. C. al llegar a los correspondientes puntos F los bloques tienen iguales velocidades pero el bloque 2 llega primero. D. al llegar a los correspondientes puntos F los bloques tienen iguales velocidades pero el bloque 1 llega primero. 21. Un lazo de longitud L y masa por unidad de longitud igual a m se tensiona mediante bloques de masa m cada uno, como se muestra en las siguientes figuras. La masa del lazo es mucho menor que la masa de un bloque.

Las situaciones en las cuales el lazo está sujeto a iguales tensiones son A. solamente 1 y 2. B. solamente 2 y 4. C. solamente 1, 2 y 4. D. 1, 2, 3, 4.

213

2

3

4

5

6

7

8

9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21

214

2

3

4

5

6

7

8

9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21

D D D D D D D D D D D D D D D D D D D D D

C C C C C C C C C C C C C C C C C C C C C

B B B B B B B B B B B B B B B B B B B B B

A A A A A A A A A A A A A A A A A A A A A

1

Mi rejilla de respuestas “Autoevaluación”

D D D D D D D D D D D D D D D D D D D D D

C C C C C C C C C C C C C C C C C C C C C

B B B B B B B B B B B B B B B B B B B B B

A A A A A A A A A A A A A A A A A A A A A

1

Mi rejilla de respuestas

Nuestra Ruta a la Excelencia

DESAFÍO 2 Nuestra Ruta a la Excelencia 215

Segundo Desafío

No.

COMPETENCIA

APRENDIZAJE

1

Indagación

Utilizar algunas habilidades de pensamiento y de procedimiento para evaluar hipótesis o predicciones.

2

UCCC

Asociar fenómenos naturales con conceptos propios del conocimiento científico

3

Explicación de fenómeno

4

Explicación de fenómeno

5

UCCC

6

UCCC

7

Explicación de fenómenos

8

UCCC

9

UCCC

10

Explicación de fenómenos

Utilizar algunas habilidades de pensamiento y de procedimiento para evaluar predicciones

11

Indagación

Observar y relacionar patrones en los datos para evaluar las predicciones.

12

Explicación de fenómenos

Modelar fenómenos de la naturaleza basado en el análisis de variables, la relación entre dos o más conceptos del conocimiento científico.

13

Indagación

Observar y relacionar patrones en los datos para evaluar las predicciones.

Explicar cómo ocurren algunos fenómenos de la naturaleza basado en observaciones, en patrones y en conceptos propios del conocimiento científico. Explicar cómo ocurren algunos fenómenos de la naturaleza basado en observaciones, en patrones y en conceptos propios del conocimiento científico. Asociar fenómenos naturales con conceptos propios del conocimiento científico Identificar las características de algunos fenómenos de la naturaleza basado en el análisis de información y conceptos propios del conocimiento científico. Explicar cómo ocurren algunos fenómenos de la naturaleza basado en observaciones, patrones y conceptos propios del conocimiento científico. Identificar las características de algunos fenómenos de la naturaleza basado en el análisis de información y conceptos propios del conocimiento científico. Identificar las características de algunos fenómenos de la naturaleza basado en el análisis de información y conceptos propios del conocimiento científico.

* UCCC: Uso comprensivo del conocimiento científico

216

Continuación tabla

No.

COMPETENCIA

APRENDIZAJE Asociar fenómenos naturales con conceptos propios del conocimiento científico.

14

UCCC

15

Explicación de fenómenos

16

Explicación de fenómenos

17

UCCC

18

Explicación de fenómenos

19

Explicación de fenómenos

20

Explicación de fenómenos

21

Indagación

Explicar cómo ocurren algunos fenómenos de la naturaleza basado en observaciones, patrones y conceptos propios del conocimiento científico. Explicar cómo ocurren algunos fenómenos de la naturaleza basado en observaciones, patrones y conceptos propios del conocimiento científico. Identificar las características de algunos fenómenos de la naturaleza basado en el análisis de información y conceptos propios del conocimiento científico. Explicar cómo ocurren algunos fenómenos de la naturaleza basado en observaciones, patrones y conceptos propios del conocimiento científico. Explicar cómo ocurren algunos fenómenos de la naturaleza basado en observaciones, patrones y conceptos propios del conocimiento científico. Explicar cómo ocurren algunos fenómenos de la naturaleza basado en observaciones, patrones y conceptos propios del conocimiento científico. Observar y relacionar patrones en los datos para evaluar las predicciones.

* UCCC: Uso comprensivo del conocimiento científico

217

Nuestra Ruta a la Excelencia 1. Se mide el tiempo de vaciado del agua de un tanque a través de una llave conectada al fondo de este. La siguiente tabla muestra los resultados de este experimento, tomados para tres llaves de diferentes diámetros y para el tanque llenado hasta determinada altura.

Tiempo de vaciado

Diámetro de la llave

Altura del agua en el tanque 30,0 cm

20,0 cm

10,0 cm

1,0 cm

70,0 s

60,0 s

50,0 s

2,0 cm

40,0 s

35,0 s

30,0 s

3,0 cm

10,0 s

10,0 s

10,0 s

A. disminuye más cuando el diámetro de la llave aumenta 1 cm que cuando se reduce la altura del nivel de agua 10 cm. B. disminuye más cuando el diámetro de la llave se reduce 1 cm que cuando se reduce la altura del nivel de agua 10 cm. C. aumenta más cuando el diámetro de la llave aumenta 1 cm que cuando se reduce la altura del nivel de agua en 10 cm. D. aumenta más cuando el diámetro de la llave aumenta 1 cm que cuando se aumenta la altura del nivel de agua en 10 cm. 2. Al agitar una cuerda extendida horizontalmente, cada sección de la cuerda se mueve de arriba abajo en dirección perpendicular a la dirección de propagación de la onda generada; este es un ejemplo de una onda transversal. En contraste, en una onda longitudinal, las partículas del medio vibran en la misma dirección de propagación de la onda. Un grupo de personas quiere representar una onda longitudinal; para esto, se ubican como muestra la figura. La fila representa el medio de propagación y las personas representan las partículas del medio.

Para lograr la representación, el movimiento que debe hacer la primera persona y que los demás deben repetir sucesivamente es A. B. C. D.

alzar y bajar lateralmente los brazos. sentarse y ponerse de pie. balancearse de izquierda a derecha. moverse hacia adelante y atrás.

218

Nuestra Ruta a la Excelencia 3. En una cuerda 1, sujeta a una tensión T se generan ondas armónicas de frecuencia f = 3Hz. En otra cuerda 2 idéntica y sujeta a la misma tensión que la cuerda 1 se genera una onda con frecuencia 2Hz. Las ondas tienen amplitudes iguales. La figura que ilustra las formas de las cuerdas en un instante dado es A.

B.

λ1 = λ2

2λ1 = 3λ2

Cuerda 1

Cuerda 2

3λ1 = 2λ2

λ1 = 2λ2

CONTESTE LAS PREGUNTAS 4 Y 5 DE ACUERDO CON LA SIGUIENTE INFORMACIÓN En dos bandejas 1 y 2 idénticas se sueltan dos piedritas a intervalos iguales de tiempo. La bandeja 1 está llena con agua y la bandeja 2 con miel. Simultáneamente se toman fotografías de cada bandeja.

219

Nuestra Ruta a la Excelencia 4. La figura que mejor ilustra las formas de las ondas generadas en las superficies de los fluidos, es

.5. Comparando las características de las ondas generadas en el agua y en la miel se puede afirmar que las que se generan en agua se propagan con A. B. C. D.

mayor frecuencia que las ondas en la bandeja 2. mayor longitud de onda que las ondas en la bandeja 2 . igual longitud de onda que las ondas en la bandeja 2. menor rapidez que las ondas en la bandeja 2.

6. La siguiente tabla muestra la velocidad de propagación del sonido en diferentes materiales, que se encuentran a diferentes temperaturas.

1 2 3 4 5 6

Material

Temperatura (°C)

Velocidad (m/s)

Hulo vulcanizado Vapor de agua Helio liquido Agua dulce Agua dulce Agua de mar

0 0 0 25 30 20

54 401 970 1493 1496 1513

De acuerdo con los datos de la tabla, tres estudiantes hacen las siguientes afirmaciones: Estudiante 1: Si la temperatura de un mismo material se aumenta, la rapidez del sonido aumenta siempre y cuando se mantenga la misma presión. Estudiante 2: La velocidad de propagación del sonido no sólo depende de la temperatura, ya que en distintos materiales, sometidos a la misma temperatura, la rapidez de propagación del sonido es diferente. Estudiante 3: Es muy probable que la rapidez de propagación del sonido en el agua de mar a 300C y a una atmósfera de presión, sea igual que el agua dulce en esas mismas condiciones.

220

Nuestra Ruta a la Excelencia ¿Cuál o cuáles de estas afirmaciones de los estudiantes es más congruente (s)? A. B. C. D.

Sólo la del estudiante 1. Las de los estudiantes 1 y 2 . Sólo la del estudiante 3. Las de los estudiantes 1 y 3.

7. Un estudiante camina por el frente de dos parlantes ubicados afuera de la emisora del colegio. Dentro de la emisora, la profesora de física toca la nota do, en un clarinete para ayudar al profesor de música a afinar algunos instrumentos musicales. El estudiante percibe que hay lugares en donde el sonido del clarinete se escucha más fuerte, mientras que en otros no, y los marca como se muestra en la siguiente figura.

Si el estudiante le pregunta a la profesora la razón por la cual en los puntos blancos el sonido se escucha más fuerte que en los negros, ¿cuál de los siguientes argumentos debe darle la profesora al estudiante? A. Porque las ondas de sonido interfieren constructivamente en los puntos negros, y en los puntos blancos se reflejan. B. Porque las ondas de sonido interfieren constructivamente y destructivamente en todos los puntos, pero en los blancos las ondas se refractan. C. Porque las ondas de sonido interfieren constructivamente en los puntos blancos, y destructivamente en los puntos negros. D. Porque las ondas de sonido interfieren destructivamente en los puntos blancos y negros, pero en los negros se reflejan y se refractan. 8. Un investigador sumerge un detector de sonido en agua para grabar los sonidos emitidos por los animales. El detector muestra la longitud de onda, la frecuencia, la velocidad de propagación y la distancia a la que se produce el sonido emitido por los animales. El investigador saca el detector del agua y registra un sonido. ¿Cuál cambio de las variables mencionadas le permite asegurar al investigador que el sonido se trasmite por el aire y no por el agua? A. B. C. D.

La longitud de onda. La frecuencia de la onda. La forma de la onda. La velocidad de la onda.

9. Una onda de luz se mueve hacia un vaso de vidrio que contiene agua, como lo muestra la siguiente figura. Vaso de vidrio

Onda de luz Agua

221

Nuestra Ruta a la Excelencia Se espera que la longitud de onda de la luz sea menor en el vidrio (el material más denso), mayor en el aire (el material menos denso) y tenga un valor intermedio en el agua (el material más denso que el aire y menos denso que el vidrio). Si se pudiera ver el comportamiento de la onda al entrar en el vaso y salir de este, ¿cuál de las siguientes gráficas representa mejor la longitud de onda de luz en los tres materiales? Vidrio amplificado

A. Aire

Vidrio

Agua

Aire

B.

Aire

Vidrio

Agua

Aire

C.

Aire

Vidrio

Agua

Aire

D.

Aire

Vidrio

Agua

Aire

10. Una estudiante realizó un experimento para medir la velocidad de propagación del sonido en el aire a diferentes temperaturas. Los resultados que obtuvo se muestran en la siguiente tabla. Tempe rat ura (°C)

Velocidad del sonido(m/s)

0

331,7

1

332,3

2

332,9

3

333,5

B.

332,9 332,3 331,7

0

1

2

3

Temperatura (°C)

D.

2 1 0 332,9

332,3

Velocidad del son ido ( m/s)

332,3 331,7

0

1

2

3

temperat ura (°C)

3

333,5

332,9

.

Velocidad del son ido ( m/s)

C

333,5 Velocidad del sonido (m/s)

333,5

3 Velocidad del sonido (m/s)

A

Temperatura (°C)

¿Cuál de las siguientes gráficas muestra los resultados del experimento?

2 1 0 333,5

331,7

.

332,9

332,3

temperat ura (°C)

222

331,7

Nuestra Ruta a la Excelencia USE LA SITUACIÓN SIGUIENTE PARA CONTESTAR LAS PREGUNTAS 11 Y 12 Un parlante emite a una frecuencia fija dada. 11. Es correcto afirmar que un observador escuchará un sonido A. B. C. D.

de mayor frecuencia si el observador o el parlante se mueve (n) acercándose entre sí. de menor frecuencia si el observador se aleja o si el parlante se acerca. de menor frecuencia si el parlante se acerca y el observador se acerca. de mayor frecuencia si el parlante o el observador se alejan entre sí.

12. Considere que el parlante se reemplaza por una fuente de luz amarilla. De la anterior situación es correcto afirmar que A. si la fuente de luz se acerca rápidamente se observa una mayor frecuencia, es decir, la luz se corre al color rojo. B. si la fuente de luz se aleja rápidamente se observa una mayor frecuencia, es decir, la luz se corre al color azul. C. si la fuente de luz se aleja rápidamente se observa una menor frecuencia, es decir, la luz se corre al color rojo. D. si la fuente de luz se acerca rápidamente la longitud de onda observada es mayor, es decir, la luz se corre al color azul. 13. Un espejo cóncavo forma de un objeto O la imagen I. De los siguientes diagramas de rayos luminosos que partan de O hacia el espejo (F es foco y C centro de curvatura).

Los que están bien dibujados son A. B. C. D.

sólo el I y el II. sólo el II. sólo el III. todos.

14. Dos espejos planos se colocan sobre una mesa formando un ángulo de 90°, como ilustra la figura. Un rayo luminoso incide sobre el espejo 1 formando el ángulo indicado de 30°. El ángulo que forma el rayo emergente con el espejo 2, vale A. B. C. D.

15°. 30°. 45°. 60° .

223

Nuestra Ruta a la Excelencia 15. En la figura se muestran gráficamente el primer armónico que se produce en un tubo abierto y uno cerrado de la misma longitud R. La región sombreada representa la mayor densidad de moléculas de aire.

Al aumentar la longitud de los tubos de la situación anterior en la misma proporción, se cumple que A. B. C. D.

la frecuencia del tubo abierto disminuye mientras la del cerrado aumenta. la frecuencia del tubo abierto aumenta mientras la del cerrado disminuye. las frecuencias de los dos tubos aumentan. las frecuencias de los dos tubos disminuyen.

16.Un pulso se propaga por una cuerda como lo muestra la figura.

En el punto O la cuerda se une a otra cuerda de mayor densidad. La figura que ilustra los pulsos reflejado y refractado luego que el pulso incidente llega a O es:

A.

B.

C.

D.

224

Nuestra Ruta a la Excelencia 17. La cubeta que se muestra en la figura se usa para realizar un experimento con ondas. La cubeta tiene dos secciones separadas por una fina membrana. Una sección tiene agua y una barrera con una pequeña ranura. Sobre la cubeta hay una esfera que oscila verticalmente y toca levemente el agua, dicha esfera puede moverse sobre la cubeta.

Después de pasar los frentes de onda por la ranura de la barrera, los frentes de onda que se observan están mejor indicados en la figura

18. Una llave de agua gotea continuamente como muestran las figuras.

La perturbación que se produce en el punto donde cae la gota se propaga a lo largo de la superficie del agua. En esta situación, se puede afirmar que A. la perturbación avanza hacia las paredes del recipiente sin que haya desplazamiento de una porción de agua hacia dichas paredes. B. la porción de agua afectada por el golpe de la gota se mueve hacia las paredes del recipiente. C. si él líquido en el que cae la gota no es agua, la perturbación no avanza. D. La rapidez de propagación de la perturbación depende únicamente del tamaño de la gota que cae.

225

Nuestra Ruta a la Excelencia 19. Un espejo cóncavo forma de un objeto O la imagen I. La figura muestra varios rayos delos que partiendo del objeto, forman la imagen. De ellos los que no están adecuadamente trazados son (F es el foco y C el centro de curvatura).

A. B. C. D.

el 1, el 2 y el 3. el 2, el 3 y el 4. el 3 y el 4. el 3.

RESPONDA LAS PREGUNTAS 20 Y 21 DE ACUERDO CON LA SIGUIENTE INFORMACIÓN En un recipiente cilíndrico de paredes transparentes y delgadas, se ha disuelto en agua gran cantidad de sal. Después de mucho tiempo la sal se distribuye de tal forma que es más densa hacia el fondo, como insinúa la figura, lo cual trae como consecuencia que la velocidad de la luz va disminuyendo de la superficie hacia el fondo.

20. De los siguientes diagramas de rayos luminosos el incorrecto es:

21. Si en la situación anterior se cambiase la sal por otra sustancia tal que la velocidad de la luz va disminuyendo del fondo hacia la superficie, de los anteriores 4 diagramas, los incorrectos son A. B. C. D.

el A solamente. el B y el D. el C y el D. el D solamente.

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Mi rejilla de respuestas “Autoevaluación”

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