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Como preparación para el tema contesta de manera individual el siguiente ejercicio.
1. Para el siguiente caso, escribe los parámetros de la onda, en la ecuación de posición
transversal de la onda, sabiendo que la frecuencia angular es de 4 rad/s, el número de
onda es de 2 m y la constante de fase es de 0 rad.
2. También obtén las ecuaciones de velocidad y aceleración transversales mediante la
derivada de la ecuación de posición y velocidad, respectivamente.
Como preparación para el tema, contesta de manera individual el siguiente ejercicio.
El efecto Doppler consiste en que un observador escucha una frecuencia f´, diferente a la
frecuencia f que emite una fuente de sonido en movimiento.
1. A través de una sustitución directa en la ecuación de Doppler, determina esta
frecuencia f´, considerando que el observador está en reposo y que la fuente se
acerca a una velocidad de 20 m/s, emitiendo un sonido a una frecuencia de 600 Hz.
2. ¿De qué manera cambia la frecuencia escuchada por el observador si la fuente
estuviera alejándose con la misma velocidad?
Reporte sobre el movimiento armónico simple y la dinámica del Medidor de Venturi
mediante un simulador computacional.
1. Para comenzar, deberás tener lista tu computadora o Tablet para que puedan
funcionar correctamente los simuladores computacionales que se van a emplear como
laboratorio de física virtual, por lo que debes asegurarte de tener instalado los
programas Java y Adobe Flash Player; en caso de que no sea así revisa la sección de
Recursos y podrás encontrarlos para descargar.
2. Para el primer criterio de evaluación, en donde el propósito es determinar los
diferentes parámetros que caracterizan al M.A.S. en un sistema masa-resorte, haz
funcionar la simulación “Laboratorio de resortes y masa” (recuerda que se encuentra
en la sección de Recursos) y realiza lo siguiente:
a. Haz clic para activar el reloj y también aumenta la fricción a “mucho” para
evitar que el sistema oscile intermitentemente, ya que primero debes
determinar la constante de fuerza del resorte.
b. Cuelga la masa de 50 g en el resorte 1 y con la regla mide la distancia que se
estiró el resorte. Haz lo mismo con las masas de 100 g y de 250 g en los
resortes 2 y 3.
c. Llena la siguiente tabla para determinar la constante del resorte, mediante la
ley de Hooke:
Resorte Masa Estiramiento Constante del resorte

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1 50g
2 100g
3 250g
d. Quita las masas graduadas en gramos y ahora cuelga las masas de colores
verde, dorada y roja en los resortes 1, 2 y 3 respectivamente, y calcula las
masas (en g) de estos objetos, llenando la siguiente tabla:
Resorte Constante del resorte Estiramiento Masa
1
2
3
e. Quita las masas de colores y ahora mueve el botón de “suavidad del resorte 3”
a la condición de “suave” y cuelga la masa de 50 g para que midas el
estiramiento del resorte y determines la constante del resorte “suave”, luego
aumenta la condición del resorte a “duro” y cambia la masa por la de 250 g,
para que nuevamente determines la constante del resorte “duro” y escribe los
resultados en la siguiente tabla:
Resorte Masa Estiramiento Constante del resorte
Normal 50g
Suave 50g
Duro 250g
f. Con la masa de 250 g en el resorte 3, en la condición de “duro”, sostén la
masa en la línea que corresponde al resorte sin estirar, y suéltala para que se
produzca un movimiento armónico simple (M.A.S). Para una mejor observación
y precisión en las mediciones, haz clic en el tiempo “1/16” para tener un
movimiento en cámara lenta. Activa también el reloj y toma el tiempo de 5
oscilaciones para que calcules el periodo y lo compares con el periodo teórico.
Cuelga también las masas de 50 g y 100 g en los resortes 1 y 2, para producir
un M.A.S. similar al del resorte 3 y escribe los resultados en la siguiente tabla:
Resorte Masa Tiempo en 5 oscilaciones Periodo experimental Periodo teórico
1 50g

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2 100g
3 250g
g. Con el periodo experimental determina las constantes A, ω, Vmax, amax, y llena la
siguiente tabla:
Resorte
masa
A ω Vmax amax
1-50g
2-100g
3-250g
h. Determina el valor de la constante de fase Φ considerando que el movimiento
inicia cuando se suelta desde arriba y escribe las ecuaciones de posición,
velocidad y aceleración para el movimiento de las masas unidas a cada uno de
los resortes 1, 2 y 3.
3. Para los otros dos criterios de evaluación, haz funcionar la simulación “Presión del
fluido y el flujo” (recuerda que se encuentra en la sección de Recursos) y realiza lo
siguiente:
i. Maximiza la pantalla y haz clic en la pestaña de flujo, también activa la regla y
el medidor de flujo.
j. Reduce el diámetro de la sección central a un valor de 1 m, tomando con el
“mouse” la agarradera de cilindro amarillo conectado al tubo, haz lo mismo con
las agarraderas que están a los lados. Utiliza la regla para medir y también el
medidor de flujo para que registres el área de esa sección angosta.
k. Aumenta el diámetro de los extremos del tubo al valor de 3 m, mueve el
medidor de flujo para registrar el área de esa sección ancha, haz lo mismo con
las agarraderas que están a los lados para de esta manera tener construido
virtualmente el medidor de Venturi como se muestra en la siguiente figura:

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l. Llena la siguiente tabla sobre las mediciones anteriores:
Sección Diámetro Área calculada Área del medidor
de flujo
Ancha en entrada
Angosta
Ancha en salida
m. Aplica las ecuaciones de gasto de flujo, de continuidad y de Bernoulli, para que
determines las velocidades y presiones en las secciones anchas y angostas;
con el mouse arrastra los medidores de velocidad y de presión en las
secciones anchas y angostas. Con esto puedes revisar los resultados que
calculaste con los valores que indican estos medidores. Para terminar anótalos
en la siguiente tabla.
Sección
Gasto del
flujo
Velocidad
Velocidad
medidor
Presión
Presión
medidor

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Ancha en
entrada
Angosta
Ancha en
salida
Realiza la entrega de tu evidencia con base en los criterios de evaluación que se muestran en
la siguiente rúbrica:
Como preparación para el tema, contesta de manera individual el siguiente ejercicio.
1. Considera el caso de un proceso termodinámico de tipo isobárico, en donde la presión
de gas dentro de un pistón es constante y tiene un valor de 2000 pascales. Si el
volumen varía de 0.6 m3 a un valor de 0.2 m, y por otro lado el gas absorbe 8000 J de
calor, determina lo siguiente:
a. El trabajo que se lleva a cabo en este proceso
b. ¿Es trabajo realizado por el gas o sobre el gas?
c. Una gráfica de presión en función del volumen para este proceso a presión
constante
d. ¿Cómo se relaciona el área formada con la gráfica del inciso anterior y con el
resultado del trabajo en el inciso a)?
e. El cambio de energía interna empleando directamente la ecuación de la
Primera Ley de la Termodinámica
Como preparación para el tema, contesta de manera individual el siguiente ejercicio.
La Ley de Snell es una ecuación matemática que se aplica para determinar al ángulo de
refracción θ2 de un rayo de luz que viene de un medio, por ejemplo el aire, y que luego incide
a un cierto ángulo θ1 (con respecto a la vertical), en otro medio con diferente densidad, por
ejemplo el agua. Esta ecuación es:

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Imagen obtenida de: http://telsystemti.wordpress.com/ley-de-snell/
Solo para fines educativos.
En donde n1 y n2 son los índices de refracción de cada medio (asociado a su densidad), y en
este caso, los valores de los índices de refracción son 1 para el aire y 1.33 para el agua.
Determina el ángulo refractado o desviado al entrar al agua, considerando que el rayo
incidente va a un ángulo de 37°
Realiza lo mismo pero ahora considerando que el rayo proviene del agua y se va a refractar
en el aire.
eporte sobre la eficiencia de un ciclo termodinámico y la formación de imágenes en un
sistema de óptica geométrica a través de un simulador computacional.
Como evidencia del Módulo 2 realizarás un reporte de las siguientes operaciones:
 Obtener la eficiencia del sistema termodinámico
 Obtener las distancias focales en lentes convergentes
 Obtener los diagramas de rayos principales para formar las imágenes
 Determinar los parámetros de las imágenes formadas
1. Para el primer criterio de evaluación de la actividad considera la siguiente gráfica, que
indica cómo está variando la presión en función del volumen dentro de un cilindro que
contiene cinco moles de gas monoatómico:

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a. Determina las temperaturas en cada punto empleando la Ley de los Gases
Ideales y escribe los resultados en la siguiente tabla:
Punto Volumen Presión Temperatura
a
b
c
b. Determina los valores de calor, trabajo y cambio en la energía interna del gas,
empleando la Primera Ley de la Termodinámica y las ecuaciones de calor y
trabajo.
Escribe los resultados en la siguiente tabla:
Proceso Calor (Q) Trabajo (W)
Cambio energía
interna (ΔU)
a
b
c
c. Determina la eficiencia del sistema termodinámico:
2. Haz funcionar la simulación Geometric optics y realiza lo siguiente:
a. Haz clic en las ventanas de “rayos principales” para activar la regla.
b. Fija el índice de refracción de la lente en 1.5 y su diámetro en 1 m.
3. Para el segundo criterio de evaluación emplea la fórmula del fabricante de lentes y
realiza lo siguiente:
a. Considerando una lente biconvexa, en donde R2=-R1, calcula analíticamente
las distancias focales de tres lentes con radios de curvatura de 70 cm, 80 cm y
90 cm. Escribe los resultados en la siguiente tabla y compáralos con la
medición directa con la regla de la distancia focal, que es la distancia desde el
centro de la lente hasta el punto focal que está marcado con una X.
Radio de curvatura (R)
Distancia focal
calculada (f)
Distancia focal
medida con regla (f)

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70 cm
80 cm
90 cm
b. Empleando la fórmula del fabricante de lentes, calcula los nuevos índices de
refracción de las lentes para mantener una distancia focal de 80 cm con radios
de curvatura de 70 cm y 90 cm.
Escribe los resultados en la siguiente tabla midiendo con la regla la distancia
focal, pero cambiando en el simulador el valor del nuevo índice de refracción.
Radio de curvatura (R)
Nuevo índice de refracción
(n)
Distancia focal
medida con regla (f)
70 cm
90 cm
4. Para el tercer criterio de evaluación realiza lo siguiente:
a. Fija en el simulador el índice de refracción de la lente en 1.5, el diámetro en 1
m y la distancia focal en 0.8 m y cerciórate que la opción de “rayos principales”
se encuentre activada.
b. Como la regla sólo mide distancias horizontales, marca con un pedazo de
papel la longitud (vertical) del lápiz desde la goma hasta la punta y escribe este
valor que corresponde a la altura del objeto ho
c. Dibuja el diagrama de los tres rayos principales, tanto los incidentes como los
refractados, para que formes las imágenes en diferentes distancias (en cm) del
objeto a la lente. Las distancias son do = 200, 180, 120, 80 y 40 cm.
d. Después de realizar los dibujos de los diagramas de rayos para cada distancia,
comprueba tus resultados empleando el simulador computacional en donde
debes colocar al lápiz-objeto a cada una de las distancias indicadas en el
punto anterior. Por otro lado, asegúrate de colocar al objeto haciendo coincidir
la goma del lápiz en el eje focal. Para cada una de estas distancias y con la
ayuda de la regla, ve llenando la siguiente tabla de resultados sobre las
distancias (en cm) a la imagen ( di ) y las alturas (en cm) de la imagen ( hi ),
así como el tipo de imagen, si es real o virtual, y su orientación, si es derecha o
invertida, etc. Esto te servirá de apoyo para el tercer criterio de evaluación.
Distancia objeto
( do )
Distancia imagen
( di )
Altura imagen
( hi )
Tipo de imagen y
orientación

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200
180
120
80
40
e. Empleando la función de la tecla de tu computadora “imprimir pantalla”, graba
cada una de las pantallas que muestran los diagramas de rayos para cada
distancia del objeto a la lente y posteriormente imprime las imágenes grabadas
y anéxalas a tu reporte de resultados, correspondientes al segundo criterio de
evaluación.
5. Para el cuarto criterio de evaluación realiza lo siguiente:
a. Empleando la ecuación de la lente (fórmula de Gauss), así como la ecuación
de amplificación y altura de la imagen, realiza analíticamente los cálculos para
obtener las distancias a la imagen, altura de la imagen y factor de
amplificación. Escribe tus resultados en la siguiente tabla:
Distancia
objeto
( do )
Distancia
imagen
( di )
Altura imagen
( hi )
Factor de
amplificación
Tipo de
imagen y
orientación
200
180
120
80
40