Semana 17 Física II

 

Semana 17
 Física II

Grupo 4IM07, 4IM09 y 4IM13

En esta semana se abordará el tema de hidrodinámica, se realizarán las siguientes actividades:

A.- Observa los siguientes enlaces:

Hidrodinámica

Ecuaciones de hidrodinámica

Ecuación de Bernoulli

y contesta las siguientes preguntas:

a)      ¿Qué es un flujo?

b)      ¿Cómo se clasifican los flujos?

c)       ¿Qué diferencias existen entre un flujo laminar y uno turbulento?

d)      ¿Cómo influye la densidad en el flujo?

e)      ¿Qué importancia tendrá para su estudio que un flujo sea rotacional ó irrotacional?

f)       ¿Qué características debe tener un flujo ideal?

B.- Contesta los siguientes problemas en el formato correspondiente:

Problema 1 (Cálculo de Gasto con volumen y tiempo):

"¿Cuál es el gasto de agua que fluye por una tubería si pasan 2 m3 en 25 segundos?

Problema 2 (Cálculo de Gasto con velocidad y diámetro):

"¿Cuál es el gasto de un líquido que fluye con una velocidad de 5 m/s por una tubería de 8 cm de diámetro?"

 Problema 3 (Cálculo de Flujo de masa):

"¿Cuál es el flujo de una tubería por la que fluyen 2.5 m3 de agua en 50 segundos?"

Problema 4 (Ecuación de Bernoulli)

 "El agua fluye a través de una tubería horizontal de sección variable en una tubería con un diámetro mayor d1 = 9 cm que se reduce a un diámetro menor d2 = 3 cm. Si en la región más estrecha la velocidad del agua es de 10.8 m/s y la presión es de 200,000 pascales, calcular la presión en la región más ancha.

Problema 5 (Ecuación de Bernoulli)

"Un tubo horizontal de 10 centímetros de diámetro tiene una reducción suave a un tubo de 5 centímetros de diámetro. Si la presión del agua en el tubo grande es de 8 x10^4 pascales y la presión en el tubo menor es de 6 x 10^4 pascales}, ¿con qué rapidez circula el agua por estos tubos?"

Problema 6 (Ecuación de Bernoulli con altura)

Por una tubería inclinada circula agua en régimen estacionario. En la sección inferior (Punto 1), la tubería tiene un diámetro de 12 cm, la presión es de 2.5 x 10^5 Pa y el agua fluye con una velocidad de 2 m/s. A una altura de 4.5 metros más arriba (Punto 2), la tubería se estrecha a un diámetro de 6 cm.

Determina:

1. La velocidad con la que el agua sale en la sección superior (Punto 2).

2. La presión del agua en esa misma sección superior.

Debes incluir como primera página la siguiente lista de cotejo contestada por tí:

INSTITUTO POLITÉCNICO NACIONAL

CENTRO DE ESTUDIOS TECNOLÓGICOS N° 1 "WALTER CROSS BUCHANAN"

LISTA DE COTEJO: ACTIVIDADES DE HIDRODINÁMICA

Nombre del Alumno: ____________________________________________________

Grupo: _______________ Boleta: _________________ Fecha: ______________

Instrucciones para el evaluador: Marque con una X en la columna "SÍ" si el alumno cumple con el criterio, o en "NO" si no lo cumple. Utilice el espacio de observaciones para cualquier retroalimentación necesaria.

PARTE A: Investigación Conceptual (Videos y Cuestionario)

N°	Criterios de Evaluación	SÍ	NO	Puntos	Observaciones
1	Define con claridad el concepto de "flujo" en la mecánica de fluidos (Pregunta a).			0.5
2	Identifica y explica los criterios de clasificación de los flujos (Pregunta b).			0.5
3	Contrasta correctamente las diferencias físicas entre un flujo laminar y uno turbulento (Pregunta c).			0.5
4	Describe cómo afecta la propiedad de la densidad al comportamiento del flujo (Pregunta d).			0.5
5	Argumenta la importancia técnica o matemática de que un flujo sea rotacional o irrotacional (Pregunta e).			0.5
6	Enlista las 4 propiedades fundamentales que definen a un "flujo ideal" (Pregunta f).			0.5

PARTE B: Resolución de Problemas Prácticos

(Nota: Cada problema debe presentarse resuelto en el formato correspondiente: Datos, Fórmulas/Despejes, Sustitución y Resultado con unidades correctas).

N°	Criterios de Evaluación	SÍ	NO	Puntos	Observaciones
7	Problema 1 (Gasto - V y t): Obtiene el gasto correcto (0.08 m³/s) aplicando la relación de volumen entre tiempo.			1.0
8	Problema 2 (Gasto - v y d): Realiza la conversión de diámetro a radio en metros y calcula el gasto usando el área circular (0.025 m³/s).			1.0
9	Problema 3 (Flujo de masa): Utiliza la densidad del agua para determinar correctamente el flujo de masa (50 kg/s).			1.0
10	Problema 4 (Bernoulli horizontal 1): Aplica la ecuación de continuidad para el cambio de diámetros y Bernoulli para hallar la presión mayor (257,600 Pa).			1.0
11	Problema 5 (Bernoulli horizontal 2): Plantea el sistema algebraico para despejar y calcular ambas velocidades a partir de las presiones dadas (v1 = 1.63 m/s y v2 = 6.53 m/s).			1.0
12	Problema 6 (Bernoulli con altura): Considera el cambio de energía potencial por los 4.5 m de altura, determinando la velocidad de salida (8 m/s) y la presión final (175,900 Pa).			1.5

Aspectos Formales y de Entrega

N°	Criterios de Evaluación	SÍ	NO	Puntos	Observaciones
13	Formato y Orden: El trabajo se presenta limpio, estructurado bajo el formato oficial y con un procedimiento legible que justifica cada resultado.			0.5
14	Puntualidad: Realiza la entrega de las actividades en la fecha y hora estipuladas.			0.5

ESCALA DE VALORACIÓN TOTAL

• Puntuación Máxima: 10 Puntos

• Puntos Obtenidos: _________

Semana 17 Física IV

 

Semana 17
 Física IV

Grupo 6IM11

El enlace para la presentación semanal se encuentra en el siguiente enlace:

Acústica y ondas viajeras

Actividades:

A) Debes realizar una investigación (en el formato correspondiente) sobre el tema de Sonido, que incluya: Concepto, características, propagación, propiedades, velocidad, características, volumen, duración, timbre y tono. audiograma, efecto Doopler, ejemplos (puedes consultar las páginas 139-147)

B) Resuelve los siguientes problemas y compara con los resultados mostrados:

1.- Un trozo de varilla de cobre de 3 m tiene una densidad de 8800 kg/m3 y el módulo de Young para el cobre es de 1.17 X 10+11 Pa. ¿Cuánto tiempo demorará el sonido en recorrer la varilla desde un extremo hasta el otro?

RESPUESTA: t= 8.23 x 10-4 s

2.- Halle la frecuencia fundamental y los tres primeros sobretonos para un tubo de 20 cm a 20° C, cerrado en uno de sus extremos.

RESPUESTAS: 429 Hz, 1290 Hz, 2140  Hz y 3000 Hz

3.- Determine la longitud de un tubo abierto para que éste genere una frecuencia fundamental de 356 Hz a 20° C.

RESPUESTA: 0.482 m

4.- Un automóvil hace sonar una bocina a 560 Hz mientras se desplaza con una rapidez de 15 m/s, primero aproximándose a un oyente estacionario y después alejándose de él con la misma rapidez. ¿Cuáles son las frecuencias que escucha el oyente?

RESPUESTAS: 586 Hz, 537 Hz

5.- Una fuente sonora de 3.0 W se halla a 6.5 m de un observador. ¿Cuáles son la intensidad y el nivel de intensidad del sonido que se escucha a esa distancia?

RESPUESTAS: 5.6 X 10-3 W/m2, 97.5 dB

C) Contesta el cuestionario de la página pag. 143-144 del libro de física II.

Debes incluir como primera página de la tarea la siguiente lista de cotejo contestada por tí: 

ISTA DE COTEJO: ACTIVIDADES DE LA SEMANA 17

Materia: Física IV

Alumno: ____________________________________ Grupo: _________ Fecha: ___________

No.	Indicador / Criterio de Evaluación	Cumple (Sí/No)	Observaciones
DATO	DATOS DE IDENTIFICACIÓN
1	Incluye Nombre completo, Grupo y Fecha en el inicio del documento.
PARTE A	INVESTIGACIÓN: EL SONIDO (Pág. 139-147)
2	Presenta la investigación en el formato correspondiente solicitado.
3	Define claramente el Concepto y las Características del sonido.
4	Explica el proceso de Propagación y sus Propiedades.
5	Detalla la Velocidad del sonido y los factores que la afectan.
6	Explica las cualidades: Volumen, Duración, Timbre y Tono.
7	Incluye la definición y utilidad de un Audiograma.
8	Explica el Efecto Doppler y proporciona Ejemplos prácticos.
PARTE B	RESOLUCIÓN DE PROBLEMAS
9	Problema 1 (Varilla de cobre): Muestra el procedimiento completo para calcular el tiempo de recorrido y coincide con el resultado (t = 8.23 x 10^-4 s).
10	Problema 2 (Tubo cerrado a 20°C): Desarrolla el cálculo de la frecuencia fundamental y los 3 primeros sobretonos (429 Hz, 1290 Hz, 2140 Hz y 3000 Hz).
11	Problema 3 (Tubo abierto a 20°C): Presenta la fórmula y sustitución para hallar la longitud del tubo (0.482 m).
12	Problema 4 (Efecto Doppler - Auto): Muestra los pasos analíticos para las dos frecuencias del oyente (cuando se aproxima: 586 Hz, y se aleja: 537 Hz).
13	Problema 5 (Fuente sonora a 6.5 m): Resuelve correctamente la intensidad (5.6 x 10^-3 W/m²) y el nivel de intensidad (97.5 dB).
PARTE C	CUESTIONARIO Y CIERRE
14	Responde en su totalidad las preguntas del cuestionario de las páginas 143-144.
15	Incluye la Suma del total de actividades realizadas al final del documento.
FORMATO	ENTREGA Y PRESENTACIÓN
16	El trabajo es legible, ordenado y presenta las unidades de medida correspondientes en cada problema (segundos, Hertz, metros, dB, etc.).

Escala de Valoración (Opcional para asignación de puntaje)

• Excelente: Cumple con los 16 criterios.

• Suficiente: Cumple con entre 12 y 15 criterios.

• Insuficiente: Cumple con menos de 12 criterios.

Total de criterios cumplidos: ______ / 16

Semana 16 Física IV

                                                                   SEMANA 16

FÍSICA IV

GRUPOS 6IM11

LAS PRESENTACIONES DE LA SEMANA SE ENCUENTRA A CONTINUACIÓN:

FEM y movimiento 

PRESENTACIÓN SEMANAL

Movimiento ondulatorio

LAS ACTIVIDADES DE LA SEMANA SON:

Resuelve los siguientes problemas en su formato correspondiente:

1.- Como se muestra en la figura, una varilla de metal hace contacto con una parte de un circuito y lo completa, es decir, lo cierra. El circuito es perpendicular a un campo magnético de 0.15 T. Si la resistencia es de 3 Ω, ¿Cuál es la magnitud de la fuerza necesaria para mover la varilla como se indica con una rapidez constante de 2 m/s?

2.- La masa suspendida de la figura se tira hacia abajo y luego se suelta, por lo que oscila con MAS. Un estudiante determina que el tiempo transcurrido para 50 vibraciones completas es de 74.1 s. ¿Cuáles son el periodo y la frecuencia del movimiento?

Solución: T= 1.48 s , f= 0.675 Hz

3.- Se fija una masa m a un resorte como se muestra en la figura, y luego se tira de ella 6 cm a la derecha y entonces se la suelta. Vuelve al punto donde se le soltó en 2 s y sigue oscilando con movimiento armónico simple, (a) ¿Cuál es su velocidad máxima? (b) ¿Cuál es su posición y velocidad 5.2 s después de que se le soltó?

Respuestas: a) v= —0.188 m/s, b) x=—0.0485 m, v=+0.111 m/s

 4.- Un cuerpo vibra con una frecuencia de 1.4 Hz y una amplitud de 4 cm. ¿Cuál es la velocidad máxima?, ¿Cuál es su posición cuando la velocidad es cero?

Respuestas: ±0.351 m/s, x = ± 4 cm

5.- Un objeto que oscila con un periodo de 2 s es desviado hasta una distancia de x = +6 cm y luego se suelta. ¿Cuáles son su velocidad y su aceleración 3.20 s después de ser soltado?

Respuestas: +11.1 cm/s, 0.479 m/s2

5.- Una partícula que se mueve de acuerdo a un movimiento armónico simple tarda 1 s en llegar de un extremo a otro de su trayectoria a otro. Sabiendo que la distancia que separa ambas posiciones es de 16 cm, y que el movimiento se inicia en un extremo de la trayectoria, determina:

a) El periodo del movimiento

b) La posición de la partícula a los 1.5 segundos

c) La amplitud máxima de las oscilaciones

Respuestas: a) T= 2 s, b) x=0 (punto de equilibrio), c) 8 x 10-2 m

Realizar un trabajo de investigación (en el formato correspondiente y puedes consultar las pag. 133-138 del libro de Física IV) sobre la función de onda del MAS y los tipos de ondas. Debe de incluir los temas

- Cómo se estructura la ecuación de una onda y el significado de cada literal.

-  Cómo se define a una onda mecánica

- Cómo se define a una onda electromagnética

- Cómo se determina la rapidez de propagación de una onda en una cuerda

- Explica brevemente en que consisten los siguientes fenómenos en la propagación de ondas auxiliándote con una figura para cada caso:

a) Reflexión.

b) Difracción.

c) Refracción.

d) Interferencia.

e) Polarización.

Anexa la siguiente lista de cotejo como primera página de la tarea y debes contestarla completa.

Lista de Cotejo: Actividades de Física (MAS, Electromagnetismo y Ondas)

Nombre del Alumno: ________________________________________ Fecha: ______________

Asignatura: Física IV Calificación: ________

No.	Criterio a Evaluar	Cumple (Sí)	No Cumple (No)	Observaciones
I	Resolución de Problemas (Procedimiento y Resultados)
1	Resuelve el Problema 1 (fuerza magnética en la varilla) aplicando la fórmula correcta y mostrando el desarrollo.
2	Calcula correctamente el periodo (T = 1.48 s) y la frecuencia (f = 0.675 Hz) del Problema 2.
3	Determina las respuestas exactas del Problema 3: a) v = -0.188 m/s, b) x = -0.0485 m, v = +0.111 m/s.
4	Obtiene la velocidad máxima (±0.351 m/s) y la posición cuando la velocidad es cero (x = ± 4 cm) del Problema 4.
5	Calcula la velocidad (+11.1 cm/s) y la aceleración (0.479 m/s²) a los 3.20 s para el Problema 5 (objeto desviado a 6 cm).
6	Resuelve el segundo Problema 5 (partícula que tarda 1 s de extremo a extremo) obteniendo: a) T = 2 s, b) x = 0, c) A = 8 x 10^-2 m.
7	Todos los problemas muestran un procedimiento lógico, ordenado y utilizan las unidades de medida correctas del Sistema Internacional.
II	Trabajo de Investigación (Conceptos de Ondas)
8	Presenta el trabajo en el formato solicitado (con base en las págs. 133-138 del libro de Física IV).
9	Explica claramente la estructura de la ecuación de una onda y define el significado de cada literal.
10	Define de manera correcta y diferenciada qué es una onda mecánica y qué es una onda electromagnética.
11	Explica el procedimiento o fórmula para determinar la rapidez de propagación de una onda en una cuerda.
12	Describe brevemente en qué consiste el fenómeno de Reflexión e incluye una figura representativa.
13	Describe brevemente en qué consiste el fenómeno de Difracción e incluye una figura representativa.
14	Describe brevemente en qué consiste el fenómeno de Refracción e incluye una figura representativa.
15	Describe brevemente en qué consiste el fenómeno de Interferencia e incluye una figura representativa.
16	Describe brevemente en qué consiste el fenómeno de Polarización e incluye una figura representativa.
III	Aspectos Generales de Entrega
17	El trabajo se entregó en la fecha y hora establecidas.
18	La presentación es limpia, legible (si es a mano) y sin faltas de ortografía.

                                                                          Suma: