Solucionario Taller I

SOLUCIONARIO GUÍA
TÉCNICO PROFESIONAL
Taller I
STALCTC001TC32-A16V1
Solucionario guía
Taller I
Ítem
Alternativa
Habilidad
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
18
19
20
21
22
23
24
25
D
Reconocimiento
D
C
Comprensión
Comprensión
D
D
Comprensión
Aplicación
E
A
C
Comprensión
Comprensión
Comprensión
D
C
C
B
C
D
D
Comprensión
Aplicación
Comprensión
Comprensión
Comprensión
Aplicación
Aplicación
D
C
Comprensión
Reconocimiento
E
E
E
A
Aplicación
Comprensión
A
A
B
ASE
Reconocimiento
ASE
Comprensión
D
Comprensión
ASE
Ítem
Alternativa
1
D
Defensa
Las ondas son perturbaciones que viajan por un medio,
alejándose del punto en donde se producen. Al desplazarse, todas
las ondas transportan energía, pero no pueden transportar
materia.
Las ondas mecánicas son un tipo de ondas que requieren de un
medio material para su propagación, por lo que no pueden viajar
por el vacío. Pueden ser longitudinales, como el sonido, o
transversales, como las ondas en una cuerda.
2
D
La frecuencia y amplitud de una onda sonora se relacionan con el
tono y el volumen del sonido que escuchamos, respectivamente.
La característica que nos permite diferenciar dos sonidos de igual
tono y volumen, emitidos por cuerpos distintos, es el timbre.
3
C
Al ser iluminados, los cuerpos absorben algunos colores de la luz
y reflejan otros. Esto produce que los percibamos de un color en
particular. Si un cuerpo es capaz de reflejar todos los colores (sin
absorber ninguno), al iluminarlo con luz blanca lo veremos blanco,
y al iluminarlo con una luz de color, lo veremos de ese color en
particular. Si por el contrario el cuerpo es capaz de absorber todos
los colores (sin reflejar ninguno), al iluminarlo con cualquier tipo de
luz lo veremos negro.
La absorción de ondas de luz produce un aumento de temperatura
en los cuerpos, debido a que la luz, por ser una onda, transporta
energía.
Por lo tanto, las botellas con agua del ejercicio están pintadas de
negro para que, al ser puestas al sol, absorban toda la luz que
incide sobre ellas, y así logren calentar más eficientemente el
agua en su interior.
4
D
El sonido es una onda mecánica, por lo que necesita de un medio
material para propagarse; por lo tanto, no puede viajar por el
vacío.
En general, el sonido se propaga más rápidamente en medios
más densos, por lo que viajará más rápido en el agua que en el
aire.
Cuando una onda se refracta al pasar de un medio a otro distinto,
junto con cambiar su dirección de propagación cambia su
velocidad; si esta aumenta, la onda se aleja de la normal, y si
disminuye, se acerca a la normal. Al pasar del aire al agua, el
sonido aumenta su velocidad y, por lo tanto, se aleja de la normal.
Por lo tanto:
I) Verdadero
II) Verdadero
III)
5
D
Falso
Sabemos que el periodo se puede expresar como
T
tiempo
tiempo
 nº oscilaciones 
nº oscilaciones
T
Luego
tiempo  2[min]  120[ s]
120[ s]
 12
  nº oscilaciones 
T  10[ s]
10[ s]

Por lo tanto, una partícula del medio por el cual se propaga la
onda realiza 12 oscilaciones en 2 minutos.
6
E
Si una superficie refleja todos los colores, al iluminarla con luz
blanca la veremos blanca. Si los absorbe todos, la veremos negra,
no importando el color de la luz con la cual la iluminemos.
Si la superficie tiene la capacidad de reflejar solo un color,
absorbiendo el resto, al ser iluminada con una luz que contenga
ese color la superficie lo reflejará, y se verá de ese color en
particular. En cambio, si la superficie es iluminada con una luz que
no contenga dicho color, absorberá toda la luz sin reflejar nada, y
se verá negra.
En este caso, si la pared fue “pintada roja”, significa que puede
absorber todos los colores menos el rojo. Entonces, si la
iluminamos con una luz de color verde, la absorberá y veremos la
pared de color negro.
7
A
Cuando una onda pasa desde un medio a otro distinto, cambia su
velocidad de propagación y su longitud de onda, pero su
frecuencia permanece constante. Como la frecuencia es el
recíproco del periodo ( f 
1
), si f se mantiene constante, el
T
periodo T no cambia.
Por lo tanto:
I) Verdadero
II) Falso
III) Falso
8
C
La rapidez de propagación aproximada de la luz en el aire es
300.000.000 [m/s], mientras que la del sonido es de 340 [m/s]. Es
decir, en el aire la luz es más de 880.000 (ochocientas ochenta
mil) veces más rápida que el sonido. Por este motivo, en una
tormenta la luz del relámpago llega hasta nuestros ojos de forma
casi “inmediata”, mientras que el sonido demora un tiempo
considerablemente mayor. Por ejemplo, si observamos un
relámpago que se produce a 1.700 [m] de distancia, el sonido
necesitará 5 segundos para llegar hasta nosotros, mientras que la
luz lo hará en tan solo 0,0000056 segundos (5,6 millonésimas de
segundo).
Esto es lo que provoca que se perciba primero la luz (relámpago)
que el sonido (trueno).
Por lo tanto:
I) Falso
II) Falso
III) Verdadero
9
D
La regularidad con la que el joven mueve su mano para generar
ondas en la cuerda define la frecuencia que el tren de ondas
posee. Al disminuir la regularidad a la mitad, la frecuencia
disminuye también a la mitad.
Por otra parte, al viajar por un medio (en este caso la cuerda) las
ondas lo hacen con rapidez constante, dada por la expresión
v  f
Si su frecuencia disminuye a la mitad (
f
), y considerando que la
2
rapidez de propagación de las ondas debe mantenerse constante
(pues depende del medio de propagación y este no ha cambiado),
la longitud de onda debe aumentar al doble, ya que
2 
f
 f v
2
Así, la respuesta correcta es la D.
10
C
T
tiempo
4[ s]

 2[ s]
nº ondas
2

longitud tren 60[cm]

 30[cm]
nº ondas
2
v

T

30[cm]
 cm 
 15  
2[ s]
 s 
Por lo tanto, el periodo y la rapidez de propagación de la onda son
 cm 
2  s  y 15   , respectivamente.
 s 
11
C
A medida que el barco se aleja, Alberto escucha el sonido de su
sirena con un volumen cada vez menor. Esta característica del
sonido (el volumen) está relacionada con la amplitud de la onda
sonora y, por lo tanto, con la energía que la onda transporta.
El fenómeno que Alberto percibe se denomina “atenuación del
sonido”. En este fenómeno, al viajar a través de un medio la onda
sonora pierde energía, disminuyendo su amplitud conforme
avanza. Así, a medida que aumenta la distancia a la que nos
encontramos de la fuente sonora, percibimos el sonido cada vez
con menor intensidad.
12
B
Este ítem evalúa el procesamiento e interpretación de datos y
formulación de explicaciones, apoyándose en los conceptos y
modelos teóricos, lo cual corresponde a una de las habilidades del
pensamiento científico.
Requiere que el alumno, mediante la información entregada,
establezca el efecto que produce el uso de una lente convergente.
Una lente convergente “junta” los rayos de luz que entran al ojo
hipermétrope, permitiendo que converjan justo en la retina. Así, la
imagen que percibe la persona es nítida y bien definida. Por lo
cual, al considerar el mismo principio, al utilizar una lente
convergente en un ojo miope provocará que los rayos de luz
converjan delante de la retina y aún más lejos de esta, lo que a su
vez acrecentará el defecto de visión, aumentando el grado de
miopía de la persona.
Por lo tanto, la alternativa correcta es la B).
13
C
Para que se perciba el efecto Doppler es necesario que exista
movimiento relativo entre el emisor y el receptor; es decir, es
necesario que estos se acerquen o se alejen entre sí.
En los casos I) y III) el emisor y el receptor se acercan; no importa
si es el emisor quien se acerca al receptor o viceversa, lo
importante es que exista movimiento entre ambos. En estos
casos, la persona en reposo y el conductor del automóvil,
respectivamente, perciben el efecto Doppler.
En el caso II), aun cuando ambos (emisor y receptor) están en
movimiento, los dos vehículos se desplazan en línea recta y con la
misma rapidez, por lo que no se acercan ni se alejan entre sí (no
hay movimiento relativo entre ellos). Por este motivo, ninguno de
ellos percibe el efecto Doppler.
Por lo tanto:
I) Verdadero
II) Falso
III) Verdadero
14
D
La frecuencia de vibración de una cuerda de longitud L, masa m,
sometida a una tensión T, y en la que se establece una onda
estacionaria en un modo de vibración n (nº de armónico), está
dada por:
fn 
n T L
2 L m
En este caso la cuerda vibra en su tercer armónico (n = 3). Al
reemplazar los datos, obtenemos:
n3
L  1[m]


3
4 1 3
3


400   20  30[ Hz]
  f3 
T  4[ N ]
2  1 0,01 2
2

m  10[ g ]  0,01[kg]
Por lo tanto, la frecuencia con la que vibra la cuerda es de 30 [Hz].
15
D
Sabemos que
d
 d  v t
t
 m 
vsonidoaire  340  
 s    d  340  3  1.020[m]

t  3[ s]

v
16
D
17
C
Al viajar por el aire atravesando capas a distinta temperatura, el
sonido se curva hacia aquellas que se encuentran más frías; en
este caso, se curva hacia abajo, tal como lo muestra la figura.
Todos los sonidos viajan con la misma velocidad por un mismo
medio, no importando que sus características sean diferentes. Por
este motivo, en un medio cualquiera, los infrasonidos, ultrasonidos
y el sonido audible viajan a la misma velocidad.
Recuerda eso sí que, en general, el sonido viaja más rápido en los
medios más densos.
También es importante que recuerdes que, en el aire, la rapidez
de propagación del sonido aumenta al incrementar la temperatura.
Por lo tanto:
I) Falso
II) Falso
III) Verdadero
18
E
Los espejos planos forman un reflejo idéntico al objeto que está
frente a ellos, aunque invierten sus lados. La imagen que se forma
en estos espejos siempre es virtual, derecha y de igual tamaño
que el objeto. Además, las distancias objeto-espejo e imagen-
espejo siempre son iguales.
19
E
Las ondas estacionarias se pueden generar en cuerdas,
membranas o en columnas de aire, y están presentes al pulsar la
cuerda de una guitarra, golpear un tambor o al soplar una flauta.
En una cuerda fija en sus extremos, los modos de vibración que
puede tomar la cuerda (serie armónica) son
En donde la frecuencia de cada armónico es un mútiplo entero de
la frecuencia fundamental f1 . Por ejemplo:
-
para el segundo armónico, f 2  2 f1
- para el tercer armónico, f3  3 f1
y así sucesivamente.
También es importante fijarse que, en el primer armónico, la
longitud de la cuerda corresponde a media longitud de onda,
mientras que en el segundo armónico, la longitud de la cuerda
corresponde a una longitud de onda completa. En el tercer
armónico, la longitud de la cuerda corresponde a una vez y media
la longitud de onda, y así sucesivamente.
Para el caso particular de las ondas estacionarias producidas en
el interior de una flauta (ondas estacionarias producidas en el
interior de un tubo abierto en ambos lados), existe una notoria
diferencia con los modos de vibración generados en la cuerda; en
el tubo, lo que vibran son las partículas del aire, generándose
antinodos en los extremos (al contrario de la cuerda, en donde los
extremos son nodos). Fíjate en la siguiente figura.
Sin embargo, y a pesar de esta diferencia, la relación entre la
frecuencia fundamental y las frecuencias de los armónicos es la
misma que en la cuerda, así como también la relación entre la
longitud del tubo y la longitud de onda de la onda estacionaria.
Así, para el ejercicio:
I) En el primer armónico, la longitud del tubo corresponde a media
longitud de onda (una semilongitud de onda).
II) La frecuencia del segundo armónico corresponde al doble de la
frecuencia fundamental, es decir, 2  200[ Hz]  400[ Hz] .
III) En el segundo armónico la longitud del tubo coincide con la
longitud de onda de la onda estacionaria.
Por lo tanto:
I) Verdadero
II) Verdadero
III) Verdadero
20
E
Los gráficos representan dos ondas de sonido y, por lo tanto,
representan dos ondas mecánicas y longitudinales.
Por otra parte, dos ondas sonoras, aunque posean características
diferentes (como por ejemplo distinta frecuencia), viajan con la
misma rapidez por un mismo medio, recorriendo igual distancia en
el mismo tiempo. Por ejemplo, en el aire los sonidos viajan a
m
340 
s
aproximadamente,
frecuencia.
Por lo tanto:
I) Verdadero
II) Verdadero
III) Verdadero
independientemente
de
su
21
A
Como el periodo y frecuencia de una onda son dos magnitudes
inversamente proporcionales, el periodo máximo del sonido
audible para estos animales se calcula considerando la mínima
frecuencia. Así obtenemos
1
1
T  
1
1
T
f   Tmáximo 
  0,1[ s]
f mínima 10
f mínima  10[ Hz ] 

f 
22
A
En toda onda la frecuencia permanece constante, aun si la onda
se transmite a otro medio de propagación. Por otra parte,
sabemos que v    f . Por lo tanto, y suponiendo la frecuencia
de la onda como f, nos queda:
 VA 2  f 1
λA  2  m  VA  2  f 



λB  8  m  VB  8  f 
 VB 8  f 4
Así, la relación
23
A
VA
correcta es 1:4
VB
La refracción de la luz produce que los objetos sumergidos se
vean en una posición “aparente” distinta de la real; así, desde el
barco, el cofre en el fondo de la bahía se ve aproximadamente 1/3
menos profundo de lo que realmente está.
Este fenómeno también produce que los objetos sumergidos se
vean de “menor altura” que aquella que realmente tienen, por lo
que el cofre es de mayor tamaño del que se puede ver desde la
cubierta del barco.
Por lo tanto:
I) Verdadero
II) Falso
III) Falso
24
B
Para que se perciba el efecto Doppler es necesario que exista
movimiento relativo entre el emisor y el receptor; es decir, es
necesario que estos se acerquen o se alejen entre sí.
El tramo BC es circular con centro en F, por lo cual para los autos
que recorren este segmento de la pista no experimentan efecto
Doppler, pues no se acercan ni se alejan de la fuente emisora de
sonido. En cambio en el tramo AB y CD los autos se acercan y
alejan, respectivamente, por lo cual experimentan efecto Doppler.
25
D
El índice de refracción es una medida de la resistencia del medio
a ser recorrido por la luz. Un mayor índice de refracción indica que
el medio presenta mayor oposición al paso de la luz y, por lo tanto,
esta lo recorre con menor rapidez.
Así, como n3  n2  n1 , la rapidez de propagación de la luz en el
medio 3 es menor que en el medio 1, por lo que la alternativa
correcta es la D.
Recuerda que la frecuencia y el periodo de la onda permanecen
constantes, que la longitud de onda cambia proporcionalmente
con la rapidez de propagación, y que al refractarse, si la onda
disminuye su velocidad de propagación, se acerca a la normal.