Descomposición de la Luz

La animación interactiva que presentamos a continuación tiene por objeto analizar algunas

cuestiones relacionadas con el comportamiento de la luz al atravesar  un prisma.

Como ya ocurrió en otras aplicaciones, existe la posibilidad de modificar el valor de algunas variables y cambiar las condiciones de experimentación.

Como verá la idea es hacer incidir un haz de luz sobre el prisma y observar el comportamiento de la luz que sale, proyectándola en una pantalla.

En la parte superior aparecen teclas para desplegar opciones: Fuente (donde se ofrecen 4 posibilidades) y Vidrio (con dos opciones). En esta oportunidad solo trabajaremos con dos tipos de fuente, luz blanca y luz monocromática.

Cuando se elige la alternativa monocromática verá que aparecen abajo dos perillas deslizables:

La de la izquierda permite ir cambiando el color de la luz y registrar la longitud de onda que le corresponde a dicho color.

La perilla de la derecha hace visible de manera más o menos tenue el espectro continuo de la luz como fondo.

Como siempre, le sugerimos que “experimente” un rato. Puede comenzar eligiendo luz blanca y cambiando el tipo de vidrio del prisma. Observe y registre los cambios que se producen.

Luego puede probar con luz monocromática, modificar el color y la longitud de onda o hacer cualquier cambio que se le ocurra.

Haciendo clic en la imagen accederá a la aplicación.

Para ver la aplicación es necesario tener instalado el swiff player.

Si no lo tiene puede descargarlo gratuitamente de este link  

Más abajo aparecen algunas cuestiones para analizar y responder.

Cuestiones para analizar y responder

1. ¿Cuál de los colores experimenta mayor desviación al atravesar el prisma? ¿Qué longitud de onda corresponde a ese color?
2. ¿Qué longitud de onda corresponde al color que menos se desvía al atravesar el prisma? ¿De qué color se trata?
3. ¿Cuáles son los límites máximo y mínimo de longitud de onda para la luz visible?
4. Considerando que se usa luz blanca ¿cómo afecta a la dispersión y al espectro el tipo de vidrio del que está hecho el prisma?

Ley de Gravitación Universal

Los fenómenos que ocurren en el universo son explicados por la ciencia actual a partir de cuatro fuerzas o interacciones fundamentales. La fuerza gravitatoria, las interacciones electromagnéticas y las fuerzas nucleares (fuerte y débil) permiten justificar y entender muchos de los procesos que ocurren en la naturaleza.

Y tal vez sea la atracción gravitacional la que más tempranamente se nos manifieste o de la que desde niños notamos y experimentamos  sus efectos.

Fue Isaac Newton quien formalizó y enunció la Ley de Gravitación Universal.

Las leyes científicas son enunciados que generalizan y sintetizan la relación entre variables o magnitudes implicadas en los diversos procesos que se presentan en la naturaleza.

No solo hacen referencia a las magnitudes que son importantes para el fenómeno sino que – especialmente – muestran  cómo se afectan unas a otras.

El gran trabajo de Newton consistió en reconocer que la fuerza de atracción gravitatoria es esencialmente la misma en cualquier lugar del universo, que actúa sobre todo par de cuerpos por el simple hecho de tener masa y que está condicionada por la distancia entre los objetos.

Cuando decimos que es esencialmente la misma no queremos decir que siempre tiene el mismo valor sino que la intensidad de esa fuerza de atracción depende siempre de las mismas variables.

"Todo par de cuerpos en el universo se atraen mutuamente  con una fuerza cuya intensidad es directamente proporcional a sus masas e inversamente proporcional al cuadrado de la distancia que los separa" 

Observe que la fuerza actúa sobre los dos cuerpos (la intensidad de F1 y F2 es la misma - de acuerdo con el Principio de Acción y Reacción) y que la distancia r se mide entre los centros de los objetos.

Con la animación interactiva que presentamos a continuación podrá experimentar y analizar cómo se modifica la intensidad de la fuerza cuando cambia el valor de las masas y/o de la distancia.

La animación se inicia mostrando que para 1M1 , 1M2 y  1R la fuerza de atracción es 1F.

Haciendo clic sobre cada coeficiente en rojo se abre la posibilidad de cambiar su valor (duplicarlo, reducirlo a la mitad, a la tercera parte, etc.)

Le proponemos que vaya modificando esos coeficientes de a uno y analice cómo se afecta el valor de la fuerza.

Luego de experimentar un rato, trate de responder a las cuestiones que se plantean más abajo.

Haga clic en la imagen para acceder a la aplicación. (La animación se abre en una pestaña nueva así que podrá mantener abiertas la aplicación y esta entrada del blog)

Para ver la aplicación es necesario tener instalado el swiff player.

Si no lo tiene puede descargarlo gratuitamente de este link 

Cuestiones para responder con la aplicación

1. ¿Cuál es el valor de la fuerza cuando cuando el coeficiente de M1 es 3?
2. ¿Cuál es el valor de la fuerza cuando cuando el coeficiente de M2 es 1/2?
3. ¿Qué ocurre con la fuerza cuando se duplica la distancia entre los cuerpos?
4. ¿Cómo cambia el valor de la fuerza si se duplican ambas masas y no se modifica la distancia?
5. Si se duplican simultáneamente una de las masas y la distancia que las separa ¿se modifica la fuerza? ¿cómo?
6. Si la distancia que separa a los cuerpos se reduce a un tercio ¿la fuerza de interacción aumenta o disminuye? ¿cuántas veces?
7. Si se triplica el valor de las tres variables ¿qué ocurre con la fuerza?
8. Si la masa 1 se triplica, la masa 2 se reduce a la mitad y la distancia se duplica ¿la fuerza aumenta o disminuye en relación con su valor inicial?
9. Si se quiere mantener el valor de la fuerza F y se duplica el valor de la masa 1 ¿qué otra variable hay que cambiar? ¿cuál sería su nuevo valor?
10. Si se duplican los valores de la masa 1 y de la distancia r ¿cuál debe ser el valor de la masa 2 para que la fuerza resultante siga siendo F?

Verifique lo acertado de sus respuestas haciendo clic aquí

¿Flota o se Hunde?

A continuación le presentamos una animación interactiva que le permitirá probar y analizar situaciones de flotación de un cuerpo sólido colocado en un líquido.

A pesar de estar en inglés, la interpretación de las referencias es simple. Observe que sobre el costado izquierdo de la pantalla aparece una perilla deslizable que permite seleccionar y modificar la densidad del líquido (fluid density). Asimismo, sobre el otro costado una perilla similar permite modificar la densidad del cuerpo a sumergir (block density).

Sobre el cuerpo aparecen representadas - con vectores – las fuerzas actuantes: El Peso o Fuerza de Gravedad (F_g) y el Empuje (B). Recuerde que el largo del vector se relaciona con la intensidad (el valor) de la fuerza.

En la parte de abajo de la pantalla se indica el porcentaje sumergido del cuerpo, es decir, cuánto del total del bloque queda por debajo de la superficie (percentage of block  submerged).  Como podrá comprobar (si tiene ganas y se anima) ese porcentaje se vincula con las densidades del cuerpo y del líquido. (Basta dividir la densidad del cuerpo por la densidad del líquido y multiplicar el resultado por 100).

Haciendo clic en la imagen podrá acceder a la animación. Experimente un rato y cuando se haya familiarizado con la aplicación trate de utilizarla para dar respuesta a las consignas que aparecen más abajo

Cuestiones para analizar, experimentar y responder

1. ¿En qué unidades aparecen expresadas las densidades?
2. Si la densidad del líquido es 1,5 g/cm³ ¿a partir de qué valor de densidad del bloque el cuerpo permanece apoyado en el fondo?
3. Si la densidad del bloque es 1,3 g/cm³ ¿a partir de qué valor de densidad del fluido el cuerpo flota con una parte fuera de la superficie?
4. Si la densidad del cuerpo es 1,3 g/cm³ ¿cuál debe ser la densidad del líquido para que el 72% del bloque quede debajo de la superficie?
5. ¿Cómo se comparan las longitudes de los vectores F_g y B cuando el cuerpo flota con una parte fuera de la superficie? ¿Y cuando flota totalmente sumergido?
6. ¿Cómo se comparan las longitudes de F_g y B cuando el cuerpo se hunde hasta el fondo?
7. Si el líquido tiene una densidad de 1,8 g/cm³ ¿cuál debe ser la densidad del bloque para que la mitad quede por debajo de la superficie?
8. Cuando un cuerpo flota parcialmente sumergido en un líquido, ¿la densidad del  cuerpo es mayor, menor o igual que la densidad del líquido?
9. Cuando un cuerpo flota totalmente sumergido en un líquido, ¿la densidad del  cuerpo es mayor, menor o igual que la densidad del líquido?
10. Cuando un cuerpo se hunde hasta el fondo del recipiente, ¿la densidad del  cuerpo es mayor, menor o igual que la densidad del líquido?

Para ver y comparar las respuestas haga clic aquí

Puede complementar lo visto aquí visitando esta otra entrada del blog

El Efecto Fotoeléctrico

Montaje de paneles solares.
Estos dispositivos permiten transformar la energía luminosa del sol en energía eléctrica. El proceso comienza con el impacto de los fotones sobre algunos electrones de los átomos de silicio que forman los paneles.

El proceso de interacción entre la luz y los electrones fue observado experimentalmente alrededor de 1890, pero su explicación teórica debió esperar hasta 1905. Fue en ese año en que Albert Einstein propuso una innovadora visión sobre la interación entre luz y materia.
Ese trabajo de Einstein, que explicaba satisfactoriamente el efecto fotoeléctrico, justificó años más tarde (1921) el otorgamiento del Premio Nobel al gran físico alemán.
Le acercamos en esta entrada una explicación básica del fenómeno y la posibilidad de "experimentar" con una animación interactiva.
Para acceder al documento con la explicación teórica haga clic aquí.
También hemos preparado otro documento corto para guiarlo en la utilización de la animación. Le aconsejamos imprimirlo y tenerlo a mano para trabajar con la simulación interactiva.
Descargar guía para la simulación
Ir a la simulación

Circuitos en Paralelo

Las conexiones en paralelo representan otra alternativa para asociar lámparas u otros dispositivos.
Valga como ejemplo la conexión de aparatos eléctricos (heladera, microondas, televisor, veladores. etc.) que habitualmente tenemos en las casas.
Proponemos aquí un análisis de este tipo de conexiones.
Haciendo clic en la imagen podrá acceder al documento.
Como en la entrada anterior le sugerimos que - luego de estudiar el tema - se anime a jugar un rato con la simulación interactiva de circuitos disponible en el blog.

Circuitos en Serie

En esta entrada ofrecemos algunas explicaciones sobre circuitos de corriente continua con elementos conectados en serie.
Haciendo clic en la imagen podrá acceder al documento.
Le sugerimos que luego de haber leído el tema, se anime a trabajar con el circuito interactivo que proponemos aquí: trate de armar un circuito en serie con dos resistores y verifique algunos de los conceptos presentados en el texto.
Tambien puede poner a prueba lo aprendido analizando y resolviendo los siguientes ejercicios
En otra entrada presentaremos un análisis semejante para las conexiones en paralelo

Respuestas a ¿Flota o se Hunde?

Se dan aquí las respuestas a las diez cuestiones planteadas con la animación interactiva 

1. La unidad en que aparece expresada la presión en esta animación es g/cm³. Recuerde que la densidad se calcula haciendo: masa dividida por el volumen (en este caso la masa en gramos y el volumen en centímetros cúbicos)
2. A partir de 1,6 g/cm³ (de ahí hacia valores mayores) el cuerpo permanecerá apoyado en el fondo. [Estamos respondiendo aquí en base a los datos que brinda la animación. Por supuesto que cualquier valor superior a 1,5 sería correcto – por ejemplo 1,54. Pero como la animación redondea al primer decimal, las respuestas se ajustan a ello]
3. A partir de 1,4 g/cm³
4. La densidad del líquido debe ser de 1,8 g/cm³
5. En ambos casos (parcial o totalmente sumergido) las longitudes de los vectores son iguales ya que, en condiciones de flotación, el peso y el empuje son iguales.
6. Cuando el cuerpo se hunde hasta quedar apoyado en el fondo el vector Peso es más largo que el vector Empuje.
7. La densidad del bloque debe ser 0.9 g/cm³; así el 50% del cuerpo queda sumergido. Compruébelo!
8. Menor
9. Igual
10. Mayor

Volver a ¿Flota o se Hunde?