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<Search><pages Count="22"><page Index="1"><![CDATA[3



                                                                                                                            BG

                          Comunicacional                                         Socioemocional
                                                                                                                                                                                                                                         3      GB
                                             Digital                 Matemática












                                                    COMPETENCIAS





                                                     INSERCIONES
                                                    CURRICULARES                                                                                                                                                                                 Física




                                                                                                                            Física








                                          Educación                    Cívica, Ética
                                        Socioemocional                 e Integridad

                            Desarrollo                 Seguridad Vial                Educación
                            Sostenible                  y Movilidad                  Financiera
                                                         Sostenible

























                   Contacto: 098 747 9990
               Correo: distribuidora_ra@hotmail.com
                Guayaquil: CC Albán Borja, Local 88]]></page><page Index="2"><![CDATA[UNIDAD
                       TEMÁTICA
                         2                Ondas






                      Partículas y ondas llenan el universo. Hemos estudiado ya las primeras, su movimiento, sus interaccio-
                      nes, sus campos. Ahora, es tiempo de estudiar las segundas; más abstractas e invisibles, las ondas se
                      mueven entre nosotros; y el ser humano las utiliza para comunicarse, verse, percibir el mundo, aunque
                      solo pocos se enteran de su existencia. Ahora tú vas a pertenecer a ese selecto grupo, gracias a los con-
                      ceptos y manifestaciones que te permitirán ‘verlas’ en tu imaginación.































































                 ©Shutterstock



               34    Físic a
               34
               34
                     Física
                     3.º BG
                     3.º BG

                                                                                                                     28/7/25   10:14
         FISICA 3 BG Cultiva.indb   34                                                                               28/7/25   10:14
         FISICA 3 BG Cultiva.indb   34]]></page><page Index="3"><![CDATA[Una gota que cae genera una onda en un estanque.







                                                                         Observa y recuerda


                                                                         •  ¿Está la onda hecha de agua, o el agua es solo el
                                                                            medio donde se mueve la onda?
                                                                         •  ¿Las moléculas de agua oscilan horizontal
                                                                            o verticalmente?

                                                                         ¿Qué aprenderemos?







                                                                                              Ondas




                                                                               Tipos de                   Conceptos
                                                                                ondas



                         Educación
                         financiera                                        Transmisión de ondas       Amplitud, frecuencia
                    Física y profesiones                             ©Shutterstock                     y longitud de onda

                    Productor musical y audiovisual

                    Este profesional convierte ideas en experiencias so-
                    noras y visuales concretas. En el caso de la música,                                  Velocidad
                    trabaja con voces e instrumentos, organizando soni-
                    dos en el tiempo. En lo audiovisual, sincroniza ima-                de onda         Superposición
                    gen y sonido para contar historias. En ambos
                    campos, el dominio de las ondas sonoras es funda-                                     Ecuación
                    mental. Comprender cómo estas se comportan, per-
                    mite al productor tomar decisiones técnicas y
                    artísticas: elegir micrófonos, ajustar frecuencias, ma-
                    nejar ecos y reverberaciones, o mezclar pistas para
                    lograr el efecto deseado.


                    En Ecuador, esta carrera se puede estudiar en: UDLA
                    (Producción musical y audiovisual), USFQ (Artes musicales
                    y sonido), Universidad de las Artes de Guayaquil (Produc-
                    ción musical y sonora), entre otras. También hay carreras
                    afines, como Diseño Multimedia, en la UPS. Más informa-
                    ción en:
                    lynk.ec/13fsc06
                    lynk.ec/13fsc07

                                                                                                                   35
                                                                                                           Físic a  35
                                                                                                           Física
                                                                                                           3.º BG
                                                                                                           3.º BG


                                                                                                                     28/7/25   10:14
         FISICA 3 BG Cultiva.indb   35
         FISICA 3 BG Cultiva.indb   35                                                                               28/7/25   10:14]]></page><page Index="4"><![CDATA[1                      Tipos de ondas







               DUA. Representación

                                         Para estudiarlas, lo primero que debemos hacer es determinar qué es una onda. Una
                    Saberes previos
                                         onda es la propagación de una perturbación de un sistema que está en equilibrio.
                  ¿Has oído la expresión   Esta perturbación requiere de un medio, o no, para poder propagarse y, al ocurrir
                 “estar en onda”?, ¿a qué   esta situación, se da un transporte de energía sin el traslado de materia.
               hace referencia esta frase?




                       Comunicacional

                perturbación. Del verbo
               perturbar. Alterar el medio
                  en su orden o quietud.

                                                                                                                    ©Shutterstock




                                         Figura 2.1. Representación de una onda de sonido.
                                         Por ejemplo, cuando arreglas tu cama, al sacudir las sábanas, cobijas o edredón, ge-
                                         neras ondas que se pueden observar desde tu posición, pero que se aprecian mejor
                        Digital          si las observas desde el costado. El sistema está en equilibrio hasta que empieza la
                                         sacudida. La onda será el movimiento que describe la sábana y el medio por el que
                         Las ondas son   se desplaza la onda es la sábana en sí. Aquí nos percatamos de que una onda necesi-
                     responsables de la   ta de un medio para su propagación. Si no lo crees, trata de generar una onda solo
                       globalización de   agitando tus brazos sin una sábana. ¿Qué ocurre? Precisamente, nada.
                     la información por
                   medios informáticos.  Hablemos ahora del traslado de energía sin transporte de materia: ¿la sábana se movió
                         El uso de este   hacia algún lado? No, porque esta característica de poder transportar energía sin trasla-
                      conocimiento ha    dar masa es lo que convierte a las ondas en un elemento tan útil para el ser humano.
                       permitido que la
                       información esté
                    disponible al mismo   Tipos de ondas
                      tiempo en que se
                            transmite.   En todo el universo, varias son las manifestaciones en las que se presentan las ondas.
                    Averigua acerca de la   Por esta razón, para una mejor caracterización de estas, se las clasifica de la siguiente
                      globalización de la   manera.
                     información, en qué
                      consiste y cómo ha
                afectado la vida cotidiana.







                         Con las sábanas
                             podemos
                          generar ondas.
                                                                                                                    ©Shutterstock





               36    Física
                     3.º BG





                                                                                                                     28/7/25   10:14
         FISICA 3 BG Cultiva.indb   36
         FISICA 3 BG Cultiva.indb   36                                                                               28/7/25   10:14]]></page><page Index="5"><![CDATA[DUA. Representación

                  Según su propagación
                  •  Unidimensionales.  Como su nombre lo  indica,
                     son aquellas que se propagan solo en una direc-
                     ción. Por ejemplo, la cuerda de una guitarra al ser
                     tocada.

                  •  Bidimensionales. Existen cuando la onda se pro-
                     paga en una superficie. Por ejemplo, cuando un
                       baterista toca los tambores o los platillos.
                  •  Tridimensionales. Son aquellas que se propagan                                                    ©Shutterstock
                     en todas las dimensiones. Por ejemplo, la luz. Al en-
                     cender una vela en la oscuridad, la luz se propaga
                     alrededor de la vela.                           Vibración de una cuerda de guitarra: onda unidimensional.



                  Según el modo de propagación en su medio
                  •  Transversal. Sucede cuando el movimiento de las partículas es perpendicular a
                     la propagación de onda. Esto se puede apreciar al dar un latigazo, el movimiento
                     de nuestra mano es de arriba hacia abajo y el látigo se desplaza de manera                        ©Shutterstock
                       perpendicular hasta golpear al objetivo.
                  •  Longitudinal.  En este caso, la onda se mueve paralela al movimiento de las   En la batería, las ondas se
                       partículas. Al mover el juguete Slinky, podemos observar el comportamiento de   propagan bidireccionalmente.
                     este tipo de onda. Algo parecido se aprecia en los ejercicios con battle rope, en los
                     gimnasios de crossfit.

                  •  Combinada. Es una combinación entre transversales y longitudinales. Las olas
                     del mar son un ejemplo de esto, ya que un cúmulo de agua empuja a otro
                       (longitudinal) y esto hace que el agua describa ondulaciones (transversal).
                                                                                                                       ©Shutterstock




                                                                                               La luz del foco se propaga
                                                                                               tridimensionalmente.







                                                                                                                       ©Shutterstock




                                                                                               Generación de ondas en un
                                                                                               gimnasio de crossfit.





                                                                                             ©Shutterstock             ©Shutterstock




                  Olas describiendo ondas combinadas
                                                                                               Ondas en un Slinky.
                                                                                                           Física  37
                                                                                                           3.º BG





         FISICA 3 BG Cultiva.indb   37                                                                               28/7/25   10:14
         FISICA 3 BG Cultiva.indb   37
                                                                                                                     28/7/25   10:14]]></page><page Index="6"><![CDATA[DUA. Representación

                                         Según su periodicidad
                        Digital
                                         •  Periódicas. Cuando la perturbación otorgada al medio es constante.
                   Descubre más acerca
                          de las ondas   •  No periódicas. Cuando la perturbación es intermitente, sin periodicidad.
                     gravitacionales en:
                        lynk.ec/13fsc08  Según su tipo de propagación
                                         •  Mecánicas. Estas ondas necesitan de un medio físico elástico para lograr
                                            propagarse.

                                         •  Electromagnéticas. Esta ondas no necesitan un medio físico, pues se pueden
                                            propagar por el vacío a la velocidad de la luz (300 000 km/s). En este tipo de onda
                 Escribe un reporte acerca   tenemos a la luz, a las ondas de radio y a los rayos X, entre otras. Durante mucho
                         de lo que leíste.  tiempo fueron consideradas el único tipo de onda que no necesitaba de un
                                              medio físico para ser propagadas.









              ©Shutterstock                      Ondas de radio  Microondas Infrarrojo  Ultravioleta  Rayos X  Rayos gamma



               Representación de ondas
                                                                                                                    ©Shutterstock
               gravitacionales


                                         Figura 2.2. Espectro electromagnético.

                                         •  Gravitacionales. Confirmadas el 11 de febrero de 2016 por el observatorio LIGO.
                                            Su medio de propagación es el mismo espacio-tiempo. Fueron predichas hace
                                            más de 100 años por Albert Einstein, en su teoría de relatividad general, pero no
                                            fueron consideradas ondas como tal por falta de evidencia.



                        Socioemocional

                     ¿Qué cosas suelen
                  sacarte de tu equilibrio
                     habitual? Igual que
                en la física, existen varias
                clases de perturbaciones
                 que pueden generarnos
                    cambios en nuestro
               humor o comportamiento.




                                                                                                                    ©Shutterstock

              ©Shutterstock              La colisión de dos agujeros negros fue lo que permitió confirmar la existencia de las ondas


                                         gravitacionales.

               38    Física
                     3.º BG





                                                                                                                     28/7/25   10:14
         FISICA 3 BG Cultiva.indb   38
         FISICA 3 BG Cultiva.indb   38                                                                               28/7/25   10:14]]></page><page Index="7"><![CDATA[DUA
                  Evaluación formativa                                                        Acción y expresión




                  1.  Analiza y explica: ¿por qué las ondas mecánicas necesitan un medio elástico
                      para propagarse? ¿Qué pasaría si este medio no fuese elástico?


                      ________________________________________________________________________________________________________
                      ________________________________________________________________________________________________________
                      ________________________________________________________________________________________________________


                  2.  Responde.  Según su tipo de propagación, ¿qué clase de onda es el sonido? Si es
                      mecánica, ¿cuál es el medio por el que se propaga el sonido?
                      ______________________________________________________________________________
                      ______________________________________________________________________________
                      ______________________________________________________________________________

                  3.  Escribe cinco maneras en las que el ser humano usa las ondas en su beneficio.


                      ________________________________________________________________________________________________________
                      ________________________________________________________________________________________________________
                      ________________________________________________________________________________________________________


                  4.  Analiza si el siguiente enunciado es verdadero o falso. Las olas del mar son un
                      ejemplo de un tipo de onda longitudinal.

                      ______________________________________________________________________________

                  5.  Investiga y responde las preguntas.

                      a)  ¿Qué es un movimiento ondulatorio?
                         __________________________________________________________________________
                         __________________________________________________________________________
                         __________________________________________________________________________  Claves para indagar
                      b)  ¿Qué es un frente de onda?
                                                                                                 Para una correcta
                         __________________________________________________________________________  investigación, relaciona
                         __________________________________________________________________________  los conocimientos previos
                                                                                                 con la nueva información
                         __________________________________________________________________________  adquirida.

                    Indaguemos
                  6.  Es muy interesante el descubrimiento de las ondas gravitacionales.  Indaga:   Necesidades educativas
                      ¿qué fue exactamente lo que predijo Albert Einstein?, ¿de qué manera el des-
                      cubrimiento de estas ondas altera nuestra concepción del tiempo y del espacio    Si hay una discapacidad
                                                                                                 o dificultades visuales,
                      y cómo revoluciona la ciencia?                                             es necesario ayudarnos
                                                                                                 unos a otros, ya sea con
                    Actividad cooperativa                                                        una explicación de los
                                                                                                 sucesos visuales o con
                  7.  Organicen grupos de tres personas. Hagan una demostración de cada tipo de   un resumen de lo que
                      onda para presentarla frente a la clase.                                   sucede alrededor.


                                                                                                           Física  39
                                                                                                           3.º BG





                                                                                                                     28/7/25   10:14
         FISICA 3 BG Cultiva.indb   39
         FISICA 3 BG Cultiva.indb   39                                                                               28/7/25   10:14]]></page><page Index="8"><![CDATA[2                      Amplitud, frecuencia y longitud de onda







               DUA. Representación

                                         Las ondas son muy variadas. Por esta razón, para estudiarlas, las hemos simplificado
                    Saberes previos
                                         a una onda denominada sinusoidal que, si bien no es exactamente como son todas
                    ¿Cómo crees que la   las ondas, tiene un comportamiento similar. De esta manera, podremos apreciar la
                  frecuencia se relaciona   amplitud, la frecuencia y la longitud de onda (Figura 2.3.).
                        con las ondas?
                                                                        Cresta

                       Comunicacional                                                      Punto de equilibrio

                  El Sol, como fuente de
                 energía, es responsable
                directo de la vida sobre la
                   Tierra. Se transmite la
                   energía desde el Sol a
                       través de ondas
                     electromagnéticas,                                      Valle
                    mediante fotones y
                      radiación que son            Figura 2.3. Partes de la onda.
                  generados en la fusión
                      nuclear del Sol. La   Amplitud
                 atmósfera amortigua la
                radiación ultravioleta que   Representada mediante la letra A. Esta indica el máximo desplazamiento oscilatorio
                       es la banda más
                 energética de las ondas   que sufre la onda. Se la determina como la distancia desde el punto de equilibrio de
               de luz; estas ondas son las   la onda hacia la cresta o el valle (Figura 2.4.).
                         que producen
                 quemaduras. No olvides
                  utilizar protector solar,   Longitud de onda
                 gorra y gafas cuando te
                       expongas al sol.   Es la distancia recorrida por la onda, representada por el símbolo λ. Esta se puede
                                         medir de cresta a cresta, de valle a valle, como indica la Figura 2.5.

                                         Período
               ©Shutterstock             Corresponde al tiempo que demora una onda en completar un ciclo.



                Responde de manera oral:   Frecuencia
                ¿la radiación afecta solo a
                   los humanos? Justifica.  Es el inverso del período e indica el número de ciclos realizados por la onda en un
                                         segundo. Su unidad es el Hertz (ciclo/s).


                                                                                              λ
                                 amplitud






                                           amplitud                              Longitud de onda
                                                                                      λ




               Figura 2.4. Amplitud.                               Figura 2.5. Longitud de onda.

               40    Física
                     3.º BG





                                                                                                                     28/7/25   10:14
         FISICA 3 BG Cultiva.indb   40                                                                               28/7/25   10:14
         FISICA 3 BG Cultiva.indb   40]]></page><page Index="9"><![CDATA[DUA. Representación

                  Velocidad de onda                                                              Experiencia casera

                  La velocidad de onda es la rapidez con la que esta se propaga. Esta velocidad viene   ¿Cómo afinar una
                  dada por el período y la longitud de onda de la siguiente manera:              guitarra usando física?
                                                                                                 Una vez afinada la primera
                                                        λ                                        cuerda, apretamos la
                                                     v =  ,
                                                        T                                        segunda cuerda en el
                                                                                                 quinto traste, ajustamos
                  donde:                                                                         o aflojamos la segunda
                                                                                                 cuerda hasta que, al tocar
                  v = velocidad de onda                                                          la primera cuerda, entre
                  λ = longitud de onda                                                           en resonancia sonora la
                  T = período                                                                    segunda cuerda. Es decir,
                                                                                                 debe vibrar la segunda
                  Como la frecuencia (f) es inversa al período:                                  cuerda al tocar la primera
                                                                                                 cuerda. Una vez afinada
                                                    v = λ f                                      la segunda cuerda,
                                                                                                 procedemos a hacer
                  De esta manera, podríamos calcular cualquiera de los parámetros. Por ejemplo:  lo mismo con la tercera
                  ¿Cuál es la longitud de onda de una frecuencia de radio de 106,5 MHz? Sabemos   cuerda, apretando en el
                                                                                                 cuarto traste, pero esta
                  que las ondas de radio viajan a una velocidad de 300 000 km/s, por lo que:     vez tocando la segunda

                                                v                                                cuerda. Para la cuarta,
                                             λ=                                                  quinta y sexta cuerdas,
                                                 f                                               procedemos igual,
                                                       km 1000 m                                 apretando en el quinto
                                                300000    ·                                      traste.
                                             λ=         s   1 km
                                                    106,5 MHz

                                              λ=2,82 m
                                                                                                                       ©Shutterstock
                  Superposición de ondas


                  La superposición de ondas es un efecto causado por la colisión de dos o más ondas.
                  Para que esto ocurra, ambas ondas deben estar en el mismo medio simultánea-
                  mente. Lo que sucede en el momento de la colisión es la existencia de una sola   Interdisciplinariedad
                  onda, que resulta de la suma de los desplazamientos oscilatorios (amplitud) de las     Física y Sismología
                  ondas que estén presentes.
                                                                                                 A través del estudio
                                                                                                 ondulatorio de los
                                                                                                 fenómenos sísmicos, se
                                                                                                 pueden establecer desde
                                                                                                 la sismología el epicentro
                                                                                                 del fenómeno, el grado
                                                                                                 sísmico y el tipo de
                                                                                                 movimiento telúrico.






                                                                                                                       ©Shutterstock


                           Figura 2.6. Superposición de ondas.
                                                                                                 Haz el diagrama de una
                  Como se observa en la Figura 2.6., la superposición de la onda roja en la onda azul da   onda y describe cada uno
                  como resultado la morada.                                                      de sus elementos.

                                                                                                           Física  41
                                                                                                           3.º BG





                                                                                                                     28/7/25   10:14
         FISICA 3 BG Cultiva.indb   41
         FISICA 3 BG Cultiva.indb   41                                                                               28/7/25   10:14]]></page><page Index="10"><![CDATA[DUA. Representación

                                         Ecuación de onda
                         Matemática
                                         Para las ondas también existe una ecuación que ayuda a determinar el movimiento
                                         en cualquier instante.
                Encuentra la ecuación de                                    y
                onda de la superposición   Usamos la onda sinusoidal
                          de las ondas:  para determinar esta ecuación.
            y = 2cos(5 x −  t 2);  y = 2 cos(3 x −  t 2 )  En la Figura 2.7., una bola viaja-
                         2
                                2
            1
                   1
                   la superposición es la   rá a lo largo de la onda durante
                suma de las 2 ecuaciones  la oscilación.                    0                                    x
           y +  y = 2cos(5 x −  t 2) 2cos(3 −  t 5)
                          +
                               x
                                2
            1
                      1
               2
                          +
                =  2[cos(5 x −  t 2 )cos(3 −  t 5)]
                              x
                      1
                               2
                                                          Figura 2.7.
                    y por trigonometría
                         sabemos que:    En la Figura 2.8 observamos a esa misma bola en el plano YZ y determinamos que su
                             ⎛ α+β ⎞
            cos α ( )+cos β ( )=2 cos ⎜ ⎜ ⎜ ⎝  2 ⎠ ⎟ ⎟⋅  comportamiento es idéntico a un movimiento armónico simple (MAS).
                                   ⎟
                              ⎛ α−β ⎞    Entonces, podemos usar la ecuación
                            cos ⎜ ⎜ ⎜ ⎝  2 ⎠ ⎟ ⎟ ⎟
                                                                  (
                     entonces tenemos:                  y(t) = Acos 2 ft)
                         +
                    (5 x 1 −  t 2) (3 2 −  t 5)                                                     y
                           x
                ⋅
           y 1 + y 2 = 22 cos   ⋅        Tenemos que:
                         2
                       −
                  (5 x 1 −  t 2) (3 2 −  t 5)
                         x
                cos                                     x                 x
                       2                             v=    ; despejamos t :
                    x 5 1 +  x 3 2 −  t 7  x 5 1 −  x 3 2 +  t 3  t        t
               = 4cos      cos
                       2        2                                                                   x
                                         Podemos decir:                                                         z
                                                      t + t = t ⇒ t = t − t 2
                                                              t
                                                          2
                                                       1
                                                                   1
                                                                       t
                                         De otra manera podemos decir:
                           Cívica                           t =  x v  − t                Figura 2.8. Plano YZ.
                                                             1
                       En la celebración     siendo t  parte de la ecuación   y ⇒
                     del Día de las Siete       1                    (t)
                Nacionalidades Indígenas
                Amazónicas del Ecuador,              y(x,t) = Acos 2 f ( x v  t )
                         participan las
                 delegaciones indígenas
                  kichwas, shuar, achuar,
                shiwiar, andoa, huaorani y   Número de onda
                zápara. En este encuentro
                  comparten sus saberes
                   ancestrales y también     Es un parámetro que define el número de radianes por metro.
                            su música.
                                                                k= 2    ; despejamos ;  2
                                                                                          k
                                         También sabemos que:                    2 f
               ©Shutterstock                                         v = f    v =    k
                  Indaga y responde: ¿qué   Reemplazando ambas en y(x,t), queda:
                   relación existe entre las
                                                                   xt
                      ondas y la música?                         y(  ,) =Acos( kx −2 π ft)

               42    Física
                     3.º BG





                                                                                                                     28/7/25   10:14
         FISICA 3 BG Cultiva.indb   42
         FISICA 3 BG Cultiva.indb   42                                                                               28/7/25   10:14]]></page><page Index="11"><![CDATA[DUA
                  Evaluación formativa                                                        Acción y expresión




                  1.  Analiza. ¿De qué depende la velocidad de propagación de una onda?

                      ______________________________________________________________________________
                      ______________________________________________________________________________
                  2.  Escribe la expresión que relaciona todos los elementos de una onda.
                      ______________________________________________________________________________
                      ______________________________________________________________________________

                  3.  Determina la ecuación de onda que tie-
                      ne una velocidad de onda de 120 m/s,
                      una frecuencia de 50 GHz y una amplitud
                      de 3 m.




                  4.  Dibuja la superposición entre las ondas
                              y(x,t) = 8 cos(5x – 12t) y

                             y(x,t) 6 = 8 cos(8x – 21t).





                  5.  Resuelve: la nota musical la tiene una frecuencia por convenio internacional de
                      440 Hz. Si en el aire se propaga con una velocidad de 340 m/s y en el agua lo hace
                      a 1 400 m/s, calcula su longitud de onda en esos medios.








                  6.  La ecuación de una onda que se propaga transversalmente por una cuerda     Claves para indagar
                      expresada en unidades del Sistema Internacional (SI) es: y(x, t) = 0,06 cos 2π
                      (4t – 2x). Determina el período y la longitud de onda.                     Muchas veces, al iniciar
                                                                                                 una investigación, es
                      ______________________________________________________________________________  necesario hacer pequeñas
                      ______________________________________________________________________________  pruebas que nos
                                                                                                 permitan ganar tiempo
                                                                                                 y que nos eviten
                    Indaguemos                                                                   enfrascarnos en una
                                                                                                 investigación infructífera.
                  7.  Indaga acerca de tres de los usos que el
                      ser humano da a la superposición de ondas
                      y explica de qué manera lo hace.                                         Necesidades educativas
                                                                                             ©Shutterstock  Las personas que tienen

                                                                                                 dificultades en su
                    Actividad cooperativa                                                        motricidad deben contar
                                                                                                 con el tiempo suficiente
                  8.  Organicen grupos de tres personas, dibujen las ondas listadas indicando todos   para realizar su trabajo
                      sus elementos y realicen dos superposiciones de tres ondas a elección.     y sus desplazamientos.

                                                                                                           Física  43
                                                                                                           3.º BG





                                                                                                                     28/7/25   10:14
         FISICA 3 BG Cultiva.indb   43
         FISICA 3 BG Cultiva.indb   43                                                                               28/7/25   10:14]]></page><page Index="12"><![CDATA[3                      Transmisión de ondas







               DUA. Representación

                                         ¿Alguna vez te has preguntado cómo puedes comunicarte a través de los celulares,
                    Saberes previos
                                         sin un cable o medio que te conecte, y puedas compartir tu información o mandar
                     ¿Cómo nos afectan   una foto?, ¿sabes cómo funciona la televisión que transmite imágenes en vivo y de
                    las ondas en la vida   manera directa?
                            cotidiana?   Hay muchos fenómenos que ocurren que no pueden ser explicados sino es a través
                                         de la física. Cuando los explicamos, el ser humano es capaz de crear cosas magnífi-
                                         cas, como la comunicación por celular y medios electromagnéticos.

































                                                                                                                    ©Shutterstock






                        Educación        Dispositivos conectados por medio de ondas.
                        financiera
                                         Esto se debe en gran medida al físico matemático James Clerk Maxwell (Inglaterra,
                   La globalización de la   1831-1879), quien, con ayuda de las ecuaciones, encontró una relación entre la elec-
                información es un hecho   tricidad y el magnetismo, dando origen al conocimiento de las ondas
                 gracias al uso de ondas   electromagnéticas.
                     electromagnéticas.
                                         A partir del descubrimiento de Maxwell, la humanidad generó grandes avances en la
                                         ciencia. Sin este punto de partida, objetos y fenómenos tan comunes para nosotros
                                         hoy en día no hubiesen existido, como la radio, la televisión, los celulares, el wifi,
               ©Shutterstock             las imágenes de rayos X o la investigación espacial. Son tantas las aplicaciones, que
                                         explicarlas una por una nos tomaría demasiado tiempo.

                        ¿Qué ventajas y   Ciertamente, todos esos objetos no fueron descubiertos ni inventados por Maxwell,
                  desventajas encuentras    pero fue él quien abrió la puerta al resto de personas que lo hicieron, quienes se ba-
                      en la globalización   saron en su trabajo y en otros trabajos posteriores para crear tales dispositivos que
                            financiera?    benefician a la humanidad.

               44    Física
                     3.º BG





                                                                                                                     28/7/25   10:14
         FISICA 3 BG Cultiva.indb   44                                                                               28/7/25   10:14
         FISICA 3 BG Cultiva.indb   44]]></page><page Index="13"><![CDATA[DUA. Representación

                  Algunos ejemplos de las aplicaciones de las ondas en aparatos cotidianos son los
                  siguientes:

                  Amplitud modulada (AM)


                  La amplitud modulada es una técnica de comunicación para transmitir señales de                       ©Shutterstock
                  audio. Este proceso funciona mediante la variación de la amplitud de onda portado-
                  ra de radiofrecuencia, respecto de la variación de amplitud de la onda de
                  audiofrecuencia.                                                             Dial del receptor de ondas de
                                                                                               radio.
                  Esto ocurre en un circuito del transmisor, denominado ‘modulador’. En este se super-
                  ponen las ondas: la de radiofrecuencia con una amplitud constante y alta frecuencia
                  que sirve como transporte de la de audiofrecuencia, con una frecuencia baja y
                    amplitud variable. La unión de estas da como resultado la señal modulada.
                  En su época, esta señal era usada mayormente en el país, pero su uso se vio dismi-
                  nuido ya que son afectadas por las interferencias de aparatos electrónicos, por lo                   ©Shutterstock
                  que se decidió cambiar la señal a una frecuencia modulada. El rango de amplitud
                  modulada es de los 500 a los 1 700 kHz.
                                                                                               Radio AM en un auto de los
                             Señal analógica            Señal digital                          años 50.
                                                                                                        Cívica


                                                                                                 La Pachamama Raymi es
                             Amplitud modulada (AM)                    AM digital
                                                                                                 una de las celebraciones
                                                                                                 más importantes de los
                                                                                                 pueblos indígenas de
                                                                                                 Zamora Chinchipe. Se
                            Frecuencia modulada (FM)                    Señal portadora          trata de una forma
                                                                                                 ancestral y cultural de
                                                                                                 rendir culto a la Madre
                                                                                                 Tierra por los frutos
                                                                                                 entregados. En la imagen,
                                                                                                 se observa la cruz andina,
                                                                                                 chakana o Ceremonia
                            Figura 2.9. Tipos de onda.                                           en homenaje a la
                                                                                                 Pachamama.
                  Frecuencia modulada (FM)                                                       Muchas de estas
                                                                                                 celebraciones se
                                                                                                 transmiten a través de la
                  Esta es otra forma de transmitir información y se hace variando la frecuencia de la   televisión para divulgar
                  onda portadora. Su rango de frecuencia es entre 87 y 108 MHz. Es la forma más co-  nuestras costumbres.
                  mún de transmitir señales de audio en la radio ecuatoriana. Entre sus ventajas se   Esto es posible gracias
                  encuentran:                                                                    a la aplicación del
                                                                                                 conocimiento de las
                  •  Más calidad en la reproducción de sonido, ya que es casi inmune a las interferen-  ondas electromagnéticas
                     cias eléctricas.                                                            desarrolladas en las
                                                                                                 telecomunicaciones.
                  •  Menos potencia requerida para la modulación, en comparación con la amplitud
                     modulada.

                  •  Sus ondas son menos afectadas por señales ajenas.
                  •  Mayor alcance de la onda.

                  •  Mayor capacidad de transmisión de información debido a su mayor ancho de                          ©Shutterstock
                     banda.


                                                                                                           Física  45
                                                                                                           3.º BG





                                                                                                                     28/7/25   10:14
         FISICA 3 BG Cultiva.indb   45
         FISICA 3 BG Cultiva.indb   45                                                                               28/7/25   10:14]]></page><page Index="14"><![CDATA[DUA. Representación

                                         Microondas

                                         Como ya vimos, estas son un tipo de banda del espectro electromagnético, que se
                                         clasifica desde frecuencias de 1 GHz hasta 300 GHz.












                  Interdisciplinariedad

                         Física y Arte
                Sabemos que los colores
                  no son más que ondas
                      superpuestas que
                generan sus tonalidades.
                         En el arte, esta
                  combinación de ondas                                                                              ©Shutterstock
                estimula nuestro cerebro
                  y por esa razón es que
                   podemos apreciar las   Horno microondas.
                       obras pictóricas.
               Vincent van Gogh, Wikimedia Commons  estas ondas es el horno mi-
                                         La aplicación más conocida para

                                         croondas. El dispositivo de este
                                         horno  emite  ondas  a  una  fre-
                                         cuencia de 2,5 GHz. Estas ondas,
                                         al penetrar la comida, agitan las
                                         moléculas  de  agua  presentes
                                         (como ya sabemos, nuestra co-
               La noche estrellada, de
               Vincent van Gogh, (Países   mida se compone en gran parte
               Bajos, 1853-1890).        de agua), y al agitarse, estas mo-                                         ©Shutterstock
                                         léculas se calientan. De esta ma-
                 ¿En qué otros ámbitos del
                 arte se aplican las ondas?  nera, la comida se calienta.  Vehículo de transmisión satelital.
                                         Otra aplicación se da en las telecomunicaciones. Allí se usan estas ondas debido a
                                         que pasan fácilmente la atmósfera sin mucha interferencia. ¿Has visto que al trans-
                                         mitir en vivo una noticia, se dice que la transmisión es ‘vía microonda’? La transmi-
                                         sión de ondas se da mediante un vehículo que se especializa en emitir y recibir
                                         ondas. Las transmisiones por microondas se dan por debajo de los 2,5 GHz.

                                         Satélites artificiales
              BorisAirwolf, Wikimedia Commons  Los satélites artificiales son objetos hechos por el ser humano y han sido lanzados al



                                         espacio con diferentes fines. Estos orbitan alrededor de la Tierra o a través del espa-
                                         cio y emanan o reciben ondas. Sus aplicaciones pueden ser científicas (como aque-
                                         llos satélites que exploran el espacio o nos muestran imágenes del universo), o

                                           contenido o los satélites que permiten conocer el clima).
               NEE-01 Pegaso, primer satélite   comerciales (como los satélites usados por las televisoras para transmitir su
               ecuatoriano.
               46    Física
                     3.º BG





                                                                                                                     28/7/25   10:14
         FISICA 3 BG Cultiva.indb   46                                                                               28/7/25   10:14
         FISICA 3 BG Cultiva.indb   46]]></page><page Index="15"><![CDATA[DUA
                  Evaluación formativa                                                        Acción y expresión




                  1.  Responde. ¿Cuáles son las diferencias entre la transmisión AM y FM?

                      ______________________________________________________________________________
                      ______________________________________________________________________________
                      ______________________________________________________________________________

                  2.  Explora. ¿En qué otros dispositivos se hace uso de las ondas?
                      ______________________________________________________________________________
                      ______________________________________________________________________________
                      ______________________________________________________________________________

                  3.  Analiza si los enunciados son verdaderos o falsos.
                      a)   El medio físico puede condicionar la distancia, la velocidad de transferencia,
                         la topología y el método de acceso de una onda.
                         __________________________________________________________________________

                      b)   El rango de amplitud modulada es de los 500 a los 1 700 kHz.

                         __________________________________________________________________________

                  4.  Responde abajo la siguiente pregunta. ¿Se puede definir un movimiento ondu-
                      latorio como una forma de transportar partículas?

                       ________________________________________________________________________________________________________
                       ________________________________________________________________________________________________________
                       ________________________________________________________________________________________________________
                       ________________________________________________________________________________________________________


                  5.  Haz en tu cuaderno un mapa conceptual de cuatro aparatos que usas diaria mente.
                      Explica en las líneas ¿qué tipo de banda de onda usan y cómo la emplean.

                      ______________________________________________________________________________
                      ______________________________________________________________________________  Claves para indagar
                      ______________________________________________________________________________
                                                                                                 La primera respuesta
                      ______________________________________________________________________________  obtenida no siempre es
                      ______________________________________________________________________________  la correcta.

                    Indaguemos                                                                 Necesidades educativas
                  6.  Indaga. ¿Qué era el NEE-01 Pegaso?, ¿cuál fue su historia?, ¿cuál era su objetivo?,
                      ¿cómo fue construido? Expón tus hallazgos.                                 Cuando hay dificultades
                                                                                                 atencionales, los trabajos
                                                                                                 que se realizan suelen
                    Actividad cooperativa                                                        contener errores o
                  7.  Formen un equipo de tres personas y hagan una maqueta en la que expliquen   inexactitudes. Es mejor
                                                                                                 enfocarse en todos los
                      algunos usos de onda a escoger (mínimo tres tipos de onda). Expongan en la   aciertos que en los
                      clase de qué manera ocurren estas aplicaciones.                            ‘errores’.


                                                                                                           Física  47
                                                                                                           3.º BG





                                                                                                                     28/7/25   10:14
         FISICA 3 BG Cultiva.indb   47
         FISICA 3 BG Cultiva.indb   47                                                                               28/7/25   10:14]]></page><page Index="16"><![CDATA[DUA
              ¿Cómo se investiga en Física?                                                    Participación




                 Simetrías en Física




                 El significado de  ‘simetría’, según la Real Academia
                 Española, es: “Correspondencia exacta en forma, ta-
                 maño y posición de las partes de un todo”. En física,
                 este concepto es similar e indica que un sistema físi-
                 co se mantiene inalterable en ciertos factores, aun así
                 haya  sido  sometido  a  determinados  cambios  o
                 transformaciones.

                 En otras palabras, la simetría del sistema físico es una
                 característica física o matemática de un sistema que
                 es conservado sobre cierta variación.
                 Las simetrías en física resultan importantes a la hora
                 de interpretar resultados, pues al conocer las sime-
                 trías de un fenómeno físico, podemos distinguir o
                 definir la teoría del fenómeno.                                                                       ©Shutterstock

                 Se han definido dos simetrías en la física: las simetrías
                 globales y las locales.                           ¿Qué simetrías observas en esta fotografía del Taj Mahal?

                 Simetrías globales. Están conformadas por aquellas simetrías que tienen bajo su
                 consideración todos los puntos en referencia al tiempo-espacio.
                 Simetrías locales. Consideran solo una porción, un subconjunto de elementos en
                 el espacio-tiempo.








                ©Shutterstock




                 Se pueden explicar tres ejemplos en los que se aprecia la simetría en la física.

                 a)  La simetría del tiempo dice que si variamos el sentido del tiempo, las leyes de
                    la física no habrán de cambiar. Por lo cual, aun variando esto, las instancias son
                    simétricas.
                 b)   La simetría del CPT (conjugación de carga, paridad e inversión del tiempo) es
                    una simetría más general. Se puede decir que la inversión del tiempo es una
                    simetría local y esta sería una general. Si invertimos estos tres conceptos en el
                    universo, obtendríamos un universo similar al anteriormente expuesto.

                 c)   La simetría del spin isotrópico indica que muchos hadrones, como el protón y el
                    neutrón, son similares con pequeñas variaciones. Por lo cual, si cambiásemos el
                    uno por el otro, las interacciones fuertes que existen entre estas partículas no
                    cambiarían en lo absoluto, resultando nuevamente en una simetría en la física.

               48    Física
                     3.º BG





                                                                                                                     28/7/25   10:14
         FISICA 3 BG Cultiva.indb   48                                                                               28/7/25   10:14
         FISICA 3 BG Cultiva.indb   48]]></page><page Index="17"><![CDATA[DUA
                     Cívica, Ética e Integridad                                                  Participación




                    Acciones que promueven la cultura de paz




                                      Los derechos humanos son la base para la cultura de paz. Hay algunas
                                      acciones que la promueven para disfrutar de una convivencia armónica
                                      y solidaria, reconociendo la diversidad humana de nuestro planeta.




                      Autocuidado integral                                                  Promoción de la paz
                      Elecciones conscientes en                                             global
                      alimentación, entretenimiento                                         Trabajar para mantener
                      y estilo de vida re ejan respeto                                      la paz entre naciones
                      hacia uno mismo y hacia los                                           promueve la armonía global.
                      demás.





                                                                                            Gestión constructiva
                      Respeto a la vida                                                     de con ictos
                      Valorar todas las formas de vida                                      Ver los con ictos como
                      promueve la empatía y la                                              oportunidades para el
                      compasión.                                                            crecimiento personal
                                                                                            y colectivo.





                      Apreciación cultural                                                  Consumo responsable
                      Reconocer y valorar la                                                El uso consciente de los
                      diversidad cultural fomenta la                                        recursos naturales contribuye
                      tolerancia y el entendimiento                                         a la sostenibilidad ambiental.
                      mutuo.






                                                         Promoción del respeto mutuo
                                                         Fomentar la cortesía en todas las
                   ©Freepik                              interacciones fortalece las relaciones
                                                         interpersonales.




                  Taller

                  En grupos, hagan un ejercicio estadístico: cada estudiante debe ordenar las 7 acciones mostradas, desde aquella
                  que considera se vive más en su colegio, hasta aquella que menos se vive. Luego, cuenten cuál fue la que más
                    apareció en primer lugar, en segundo lugar, etc.
                  A partir de esto, ¿cuáles son las fortalezas del colegio en este ámbito?, ¿cuáles son sus debilidades?


                                                                                                           Física  49
                                                                                                           3.º BG





                                                                                                                     28/7/25   10:14
         FISICA 3 BG Cultiva.indb   49
         FISICA 3 BG Cultiva.indb   49                                                                               28/7/25   10:14]]></page><page Index="18"><![CDATA[DUA
               Laboratorio 2                                                                  Participación



               Medición de la velocidad del sonido con una quena



               Objetivo                                                                      Materiales
               1.   Determinar la velocidad del sonido en el aire mediante una quena, y aplicando     •  Quena
                   la relación entre longitud de onda, frecuencia y velocidad de propagación.  •   Aplicación de
               2.  Reforzar los conceptos estudiados, referentes a las ondas.                    celular con afina-
                                                                                                 dor, que indique
                                                                                                 la frecuencia en
               Procedimiento                                                                     Hz (puede ser
                                                                                                 Soundcorset,
               1.  Con la quena producimos un soni-
                   do (nota musical) cubriendo todos                                             por ejemplo).
                   los agujeros de la quena (incluido                                        •   Regla
                   el que hay en la parte posterior),                                            o cinta métrica
                   como se aprecia en la foto adjunta.






                                                                                          ©Shutterstock




               2.  Usamos el afinador del celular para identificar la nota y la frecuencia (f) en Hz.
                   Anotamos estos valores en la tabla de ‘Resultados de las observaciones’. (OJO:
                   dependiendo de la fuerza con la que el ejecutante sople para producir la nota,
                   pueden darse diferentes  ‘modos de vibración’, como se muestra en la figura
                   adjunta).
                                                           Por ejemplo, si tu quena está afi-
                                                           nada en sol, puedes producir un
                                                           sonido de 392 Hz, uno de 783 Hz
                                                           o uno de 1 567 Hz cuando ta-
                                                           pas todos los orificios, depende
                                                           de cuál modo se active. En esta
                                                           práctica  trabajaremos  solo  con
                                                           el primero de estos modos de vi-
                                                           bración. Como puedes ver en la
                                                           gráfica, para este primer modo de
                                                           vibración, se cumple que:
                                                                      λ = 2L


                                                        3.  Utilizando la ecuación anterior,
                                                           calculamos la longitud de onda de
                                                           la onda producida. Anotamos este
                                                           valor en la tabla de resultados.

                  ©Shutterstock




               50    Física
                     3.º BG





                                                                                                                     28/7/25   10:14
         FISICA 3 BG Cultiva.indb   50                                                                               28/7/25   10:14
         FISICA 3 BG Cultiva.indb   50]]></page><page Index="19"><![CDATA[DUA
                   Informe de laboratorio                                                        Participación





                  4.  Calculamos la velocidad del sonido para esta nota musical, usando la ecuación
                      vista en clase:
                                                      v = λ f

                      Para ello, primero convertimos las unidades de la longitud de onda a metros, para
                      tener unidades del SI. Anotamos el valor de la velocidad en la tabla de resultados.

                  5.  Calculamos el promedio de los 7 valores obtenidos. Ese es nuestro valor experi-
                      mental de la velocidad del sonido.
                  6  Calculamos el error relativo respecto del valor verdadero de la velocidad del soni-
                      do, que es de 343 m/s. Para ello, usamos la ecuación:

                                                    v v  −v exp
                                                ε =        ⋅100  %
                                                      v v

                  Resultados
                  Anotamos resultado final en la tabla: el valor experimental (promedio) de la veloci-
                  dad del sonido y el error relativo que hemos obtenido.


                  Observaciones


                                                                        Longitud
                                                                                                        Velocidad
                     N.º de orificios  Nota tocada     Frecuencia      efectiva de      Longitud        del sonido
                                                                                         de onda
                        tapados                           (Hz)          vibración         (cm)            (m/s)
                                                                          (cm)
                           6
                           5
                           4
                           3
                           2
                           1
                           0
                                                                                          Promedio ➝

                                                                                       Error relativo ➝


                  Conclusiones

                  1.  Explica: ¿por qué el resultado obtenido no fue exactamente el esperado?
                  2.  Investiga: ¿es la quena en vibración un tubo abierto o cerrado?

                  3.   Observa y responde: ¿hasta dónde se debía medir la longitud efectiva de vibra-
                      ción ‘L’ en cada caso?

                  4.  Razona: ¿en qué se diferencia la quena de un tubo ideal?


                                                                                                           Física  51
                                                                                                           3.º BG





                                                                                                                     28/7/25   10:14
         FISICA 3 BG Cultiva.indb   51                                                                               28/7/25   10:14
         FISICA 3 BG Cultiva.indb   51]]></page><page Index="20"><![CDATA[DUA
                Evaluación sumativa                                                         Acción y expresión




               1.  Dibuja una onda, indica todas sus partes y explica cada una de ellas.
























               2.  Haz un lista de tres tipos de onda y explica su denominación.
                   __________________________________________________________________________________________________________
                   __________________________________________________________________________________________________________
                   __________________________________________________________________________________________________________
                   __________________________________________________________________________________________________________


               3.  Un murciélago emite un ultrasonido con una frecuencia de 40 kHz para cazar. Si la velocidad del sonido en el
                   aire es 343 m/s:
                   a)  Calcula la longitud de onda del ultrasonido.

                      _______________________________________________________________________________________________________
                   b)  Si el murciélago detecta un eco después de 0,1 segundos, ¿a qué distancia está el obstáculo?

                      _______________________________________________________________________________________________________
               4.   Un estudiante observa que las olas en el mar pasan cada 4 segundos y mide que la distancia entre dos crestas
                   consecutivas es de 10 metros. Calcula:

                   a)  La frecuencia de las olas.
                      _______________________________________________________________________________________________________
                   b)  La velocidad de propagación de las olas.
                      _______________________________________________________________________________________________________

               5.  ¿De qué nos sirve la transmisión de ondas?

                   __________________________________________________________________________________________________________
                   __________________________________________________________________________________________________________
                   __________________________________________________________________________________________________________

               6.  ¿Quién formuló la teoría de las ondas electromagnéticas?
                   __________________________________________________________________________________________________________



               52    Física
                     3.º BG





                                                                                                                     28/7/25   10:14
         FISICA 3 BG Cultiva.indb   52                                                                               28/7/25   10:14
         FISICA 3 BG Cultiva.indb   52]]></page><page Index="21"><![CDATA[7.  Escribe una función que describa la propagación de una onda que se mueve hacia la derecha a lo largo de una
                      cuerda con velocidad de 10 m/s, frecuencia de 60 Hz y amplitud de 0,2 m.
                      __________________________________________________________________________________________________________
                      __________________________________________________________________________________________________________
                      __________________________________________________________________________________________________________

                  8.  Un médico usa un ultrasonido (onda sonora) para medir la profundidad de un órgano. Si la onda tarda 200
                      microsegundos en ir y volver al dispositivo, y la velocidad del sonido en los tejidos es 1540 m/s, calcula la dis-
                      tancia hasta el órgano.

                      __________________________________________________________________________________________________________
                      __________________________________________________________________________________________________________


                    Coevaluación
                  9.  Formen dúos. Cada persona creará un banco de preguntas de cualquier tema relevante, relacionado con la
                      unidad. Luego, hagan estas preguntas a su compañero o compañera, quien responderá y formulará otras
                      cuestiones. Se realizará un concurso con todos los ganadores por pareja para saber quién aprendió más acerca
                      de la unidad.

                  10. Elige la respuesta correcta:

                      •  ¿Cuál de estas ondas no necesita un medio físi-  •  ¿Cuál de estos aparatos usa ondas para su fun-
                        co para propagarse?                                 cionamiento?

                            a)  Sonido              c)   Viento                 a)  Walkie talkie       d)   Consola
                            b)   Sismo              d)   Microonda              b)  DVD                    de video-
                                                                                                           juegos
                      •  Una onda en una cuerda tiene una frecuencia            c)   Blu-ray
                        de 5 Hz y una longitud de onda de 0,4 m. ¿Cuál   •  Cuál de estas afirmaciones sobre las ondas de
                        es su velocidad de propagación?
                                                                            radio es falsa?
                            a)  0,08 m/s            c)   12,5 m/s
                                                                                a)  Viajan a la velocidad de la luz en el vacío
                            b)  2 m/s               d)   20 m/s                    (~3 × 10⁸ m/s).
                      •  Un médico ajusta una máquina de ultrasonido            b)  Su longitud de onda es mayor que la de
                        para que opere a 2 MHz. Si la velocidad del soni-          la luz visible.
                        do en los tejidos humanos es 1 540 m/s, ¿cuál es        c)   Necesitan  un medio material (como
                        la longitud de onda de estas ondas?
                                                                                   aire o agua) para propagarse.
                            a)  0,77 mm             c)   i3,08 mm
                                                                                d)   Se usan en telecomunicaciones como
                            b)  1,54 mm             d)   7,7 mm                    la TV y el wifi.


                     Autoevaluación
                                     Contenido                    Siempre A veces Nunca          Metacognición

                   ¿Conozco todas las partes de una onda y cómo                           ¿Qué aprendí en esta
                   interactúan entre ellas?                                               unidad?
                   ¿Puedo calcular parámetros ondulatorios como                           ¿Cómo aprendí?
                   frecuencia, longitud de onda, amplitud y velocidad?

                   ¿Sé distinguir entre distintos tipos de onda                           ¿En qué lo puedo aplicar?


                                                                                                           Física  53
                                                                                                           3.º BG





                                                                                                                     28/7/25   10:14
         FISICA 3 BG Cultiva.indb   53
         FISICA 3 BG Cultiva.indb   53                                                                               28/7/25   10:14]]></page><page Index="22"/></pages></Search>
