ESTRATEGIA DIDÁCTICA PARA EL ESTUDIO DE LA FRECUENCIA DE ...

UNIVERSIDAD NACIONAL DE COLOMBIA

ESTRATEGIA DIDÁCTICA PARA EL ESTUDIO DE LA

FRECUENCIA DE LAS ONDAS SONORAS EMITIDAS POR

UN INSTRUMENTO TÍPICO DE LA MÚSICA VALLENATA:

LA GUACHARACA

JOSE MANUEL MEJIA REALES


FACULTAD DE CIENCIAS

MAESTRÍA EN ENSEÑANZA DE LAS CIENCIAS EXACTAS Y NATURALES

BOGOTÁ, COLOMBIA

2016

ESTRATEGIA DIDÁCTICA PARA EL ESTUDIO DE LA

FRECUENCIA DE LAS ONDAS SONORAS EMITIDAS POR

UN INSTRUMENTO TÍPICO DE LA MÚSICA VALLENATA:

LA GUACHARACA

JOSE MANUEL MEJIA REALES

Trabajo Final presentado como requisito parcial para optar al título de:

MAGISTER EN ENSEÑANZA DE LA CIENCIAS EXACTAS Y NATURALES

DIRECTOR:

FREDDY ALBERTO MONROY RAMIREZ Ph. D.


FACULTAD DE CIENCIAS

MAESTRÍA EN ENSEÑANZA DE LAS CIENCIAS EXACTAS Y NATURALES

BOGOTÁ, COLOMBIA

2016

“El saber es el único espacio de libertad

del ser”.

Paul-Michel Foucault

Agradecimientos

La gloria siempre será para Dios primeramente por haberme permitido llegar hasta este

momento de mi formación profesional, porque de nada me sirve todos mis conocimientos

si no tengo el amor de Dios.

A mi familia por su apoyo incondicional en todos los procesos de educación emprendido,

especialmente a mi esposa Yenis Álvarez, gracias porque me regalaron mucho tiempo que

debía de compartir con ustedes.

A mi Director del trabajo Ph.D. Freddy Monroy por su compresión y sentido de pertenencia,

dedicación, quien con sus conocimientos, experiencia me asesoró y motivo para el

desarrollo y culminación de este proyecto.

ESTRATEGIA DIDÁCTICA PARA EL ESTUDIO DE LA FRECUENCIA DE LAS ONDAS SONORAS

EMITIDAS POR UN INSTRUMENTO TÍPICO DE LA MÚSICA VALLENATA: LA GUACHARACA 5

1. RESUMEN

En este trabajo se presenta una estrategia didáctica para la enseñanza de algunos

conceptos relacionados con las ondas sonoras, específicamente la frecuencia del sonido

emitido por el instrumento típico de la música vallenata como lo es la Guacharaca. Esto se

hace a través del diseño, aplicación y validación de una estrategia didáctica basada en la

Metodología de Aprendizaje Activo, en donde se encaminaron las prácticas hacia la

descripción matemática de la variación de la frecuencia del sonido emitido por la

guacharaca con relación al tipo de material, la separación de las ranuras y el diámetro del

cual está construido este instrumento; igualmente se direccionaron las prácticas para

describir matemáticamente la relación entre la frecuencia del sonido y el número de hilos

en el trinche. Esta estrategia fue desarrollada con 30 estudiantes del grado undécimo de

la I.E. CASD Simón Bolívar de Valledupar.

La eficiencia de la estrategia implementada se midió utilizando la ganancia de Hake,

comparando los resultados de la prueba diagnóstica con los de la prueba de salida, donde

se evidenció el progreso y apropiación por parte de los estudiantes de los temas

estudiados.

Palabras clave: Estrategia didáctica, aprendizaje activo, cualidades del sonido, frecuencia

de la guacharaca.

6 ESTRATEGIA DIDÁCTICA PARA EL ESTUDIO DE LA FRECUENCIA DE LAS ONDAS SONORAS

EMITIDAS POR UN INSTRUMENTO TÍPICO DE LA MÚSICA VALLENATA: LA GUACHARACA

Abstract

With this paper it is presented an advisory strategy to teach some concepts related to sound

waves, specifically the frequency of the sound emitted by the instrument known as

Guacharaca which is the main instrument from popular folk music of Colombia known as

Vallenato.

This is done through the design, implementation and demonstration of a teaching strategy

based on the Active Learning Methodology, where practices where on track to describe the

mathematical variation in the frequency of the sound emitted by the Guacharaca regarding

the type of material of the tube, slots allocation and the diameter of which this instrument is

built; likewise practices were headed to describe mathematically the relationship between

the sound frequency and the number of hard wires fixed on the fork. This strategy was

developed with 30 students from eleventh grade at the S.I. CASD Simon Bolivar in

Valledupar.

The efficiency of the teaching sequence was validated through the Hake gain methodology,

by comparing the final test results with the results of the diagnostic test, where progress

and appropriation of the subject matters advised was evidenced by the students

Keywords: Teaching strategy, Active Learning Methodology, qualities of sound, frequency

of Guacharaca.



Contenido

1. RESUMEN ................................................................................................................. 5

2. INTRODUCCIÓN ..................................................................................................... 10

3. OBJETIVOS ................................................................................................................ 13 3.1. Objetivo General .............................................................................................. 13 3.2. Objetivos Específicos ........................................................................................... 13

4. ANTECEDENTES .................................................................................................... 14

5. MARCO TEÓRICO .................................................................................................. 15 5.1. Fundamentos desde lo histórico y epistemológico. ........................................... 15 5.2. Fundamento disciplinar .................................................................................... 16 5.2.1. Fundamento disciplinar desde los aspectos físicos de las ondas sonoras. ....... 16

5.2.1.1. Onda....................................................................................................... 16 5.2.1.2. Las ondas sonoras ................................................................................. 22

5.2.2. Instrumentos musicales. ................................................................................... 27 5.2.2.1. Instrumentos de viento. .......................................................................... 28 5.2.2.2. Instrumentos de cuerda .......................................................................... 29 5.2.2.3. Instrumentos de percusión. ..................................................................... 30 5.2.2.4. Clasificación de los instrumentos musicales según sus propiedades. ..... 30 5.2.2.5. Instrumentos típicos de la música vallenata. ........................................... 31

5.3. Fundamentos pedagógicos. ............................................................................. 33 5.3.1. El aprendizaje significativo. .............................................................................. 34 5.3.2. El aprendizaje memorístico. ............................................................................. 34 5.3.3. El método deductivo – inductivo. ...................................................................... 35 5.3.4. Metodología de Aprendizaje Activo (MAA). ...................................................... 35

6. PROPUESTA DIDÁCTICA ...................................................................................... 38

6.1. Descripción de la estrategia didáctica .................................................................. 38

6.2. Implementación y análisis de resultados de la propuesta .................................. 42 6.2.1. Caracterización de la población ..................................................................... 42 6.2.2. Prueba diagnóstico. ....................................................................................... 43 6.2.3. Análisis de las predicciones de la guía experimental de aprendizaje activo N° 1: Frecuencia vs Número de hilos del trinche. .......................................................... 46 6.2.4. Análisis de las predicciones de la guía experimental de aprendizaje activo N° 2: Frecuencia vs separación de ranuras ................................................................... 48 6.2.5. Análisis de las predicciones de la guía experimental de aprendizaje activo N° 3: Frecuencia vs Diámetro de la guacharaca. ........................................................... 51 6.2.6. Análisis de las predicciones de la guía experimental de aprendizaje activo N° 4: Frecuencia vs Material. ........................................................................................ 53

8 ESTRATEGIA DIDÁCTICA PARA EL ESTUDIO DE LA FRECUENCIA DE LAS ONDAS SONORAS


6.2.7. Análisis de la prueba pos test – test de salida. .............................................. 56 6.2.8. Ganancia de Hake. ........................................................................................ 59 6.2.9. Índice de dificultad. ........................................................................................ 62

7. CONCLUSIONES .................................................................................................... 65

8. BIBLIOGRAFÍA ....................................................................................................... 67

9. ANEXOS.................................................................................................................. 71 ANEXO A: PRUEBA DIAGNÓSTICA INICIAL ............................................................. 71 ANEXO B: GUIA EXPERIMENTAL FRECUENCIA VS TRINCHE ............................... 74 ANEXO C: GUÍA EXPERIMENTAL FRECUENCIA VS RANURAS ............................. 79 ANEXO D: GUIA EXPERIMENTAL FRECUENCIA VS DIAMETRO ............................ 85 ANEXO E: GUÍA EXPERIMENTAL FRECUENCIA vs MATERIAL .............................. 91 ANEXO F: TEST DE SALIDA ...................................................................................... 97 ANEXO G: AVAL PARA PARTICIPAR EN EL XIX ENCUENTRO NACIONAL Y XIII INTERNACIONAL DE SEMILLEROS DE INVESTIGACION ..................................... 102 103

Lista de figuras

Figura 5- 1. Generación de una onda mediante la vibración sinusoidal de la mano que

está en uno de sus extremos. ......................................................................................... 17

Figura 5- 2. Ondas electromagnéticas. ........................................................................... 19

Figura 5-3. Ondas en el agua. ........................................................................................ 20

Figura 5- 4. Un bloque con masa m unido a un resorte tiene un movimiento armónico

simple y produce una onda senoidal. ............................................................................. 20

Figura 5-5. Un pulso longitudinal a lo largo de un resorte estirado. El desplazamiento de

la espira es paralelo a la dirección de la propagación. .................................................... 21

Figura 5-6. Anatomia del oido humano y sus partes........................................................ 23

Figura 5-7. Sonido agudo y grave. ................................................................................. 23

Figura 5-8. Intensidad de una onda sonora a través de una unidad de área. .................. 24

Figura 5- 9. La misma nota musical interpretada por diferentes instrumentos musicales. 26

Figura 5-10. La fluctuación de presión contra tiempo para un clarinete con una frecuencia

fundamental. ................................................................................................................... 27

Figura 5-11. Frecuencias de las ondas sonoras estacionaria en los tubos sonoros ........ 28

Figura 5- 12. Los modos normales de vibración de la cuerda, forman una serie armónica:

a) la fundamental o primer armónico; b) el segundo armónico, c) el tercer armónico. ..... 30

Figura 5- 13. Instrumentos típicos de la música vallenata. ............................................. 32

Figura 5- 14. Instrumento tipico de la musica vallenata: la guacharaca. ......................... 32

Figura 6- 1. Estudiantes grado undécimo de la institución educativa CASD Simón Bolívar

de Valledupar. ................................................................................................................ 43

Figura 6- 2. Estudiantes desarrollando la prueba diagnóstica. ........................................ 43

Figura 6- 3. Resultados del grupo experimental de la actividad diagnóstico. ................... 44



Figura 6- 4. Realización de la guía experimental 1: Frecuencia vs Trinches. .................. 46

Figura 6- 5. Gráfica de los promedios de las frecuencias del sonido emitido por la

guacharaca con respecto al número de hilos en los trinches. ......................................... 47

Figura 6- 6. Guacharacas de plástico con 5, 10 y 15 mm de separación en sus ranuras.

....................................................................................................................................... 48

Figura 6- 7. Desarrollo y repuestas de las predicciones de la guía experimental 2, sobre

frecuencia vs separación de ranuras. ............................................................................. 49

Figura 6- 8. Realización de la guía experimental 2: Frecuencia vs separación entre

ranuras. ......................................................................................................................... 50

Figura 6- 9. Desarrollo de la guía 3: Sobre la relación de la frecuencia con respecto al

diámetro. ........................................................................................................................ 51

Figura 6- 10. Actividad sobre las predicciones de la guía 3: frecuencia respecto al

diámetro. ........................................................................................................................ 52

Figura 6- 11. Desarrollo de la guía 4. Frecuencia con relación al material con que es

construida la guacharaca. .............................................................................................. 54

Figura 6- 12. Predicciones de los estudiantes sobre la frecuencia y el tipo de material. 55

Figura 6- 13. Porcentaje de respuestas correctas e incorrectas en la prueba de salida. . 56

Figura 6- 14. Comparación porcentual respuestas correctas prueba de entrada y de

salida .............................................................................................................................. 57

Figura 6- 15. Comparación de las respuestas correctas entre las pruebas de entrada y

salida por estudiante ...................................................................................................... 58

Figura 6- 16. Actividad del semillero de investigación CASD en el Encuentro

Departamental de Semilleros de Investigación – Redcolsi. ............................................ 64

Lista de tablas

Tabla 5- 1. La metodología para el aprendizaje activo ................................................... 36

Tabla 6- 2. Porcentaje y análisis de respuestas prueba diagnóstico. .............................. 44

Tabla 6- 3. Resultado de porcentaje de respuestas correctas obtenidas por cada

estudiante- Ganancia de Hake ....................................................................................... 61

Tabla 6- 4. Resultado del porcentaje de estudiantes que contestaron correctamente cada

una de las preguntas - índice de dificultad. ..................................................................... 63

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2. INTRODUCCIÓN

La enseñanza de las ciencias naturales se centra en el desarrollo de las competencias de

saber hacer en contexto y para poder entenderla según Kuhn debemos comprender la

llamada “verdad científica” como un conjunto de paradigmas provisionales, susceptibles

de ser revaluados y reemplazados por nuevos paradigmas [1]. Para su estudio en

Colombia el Ministerio de Educación Nacional ha definido unos estándares Básicos de

Competencias en Ciencias Naturales dividido en entorno vivos o procesos biológicos,

procesos químicos, entorno físico o procesos físicos y Ciencia, tecnología y sociedad.

En los procesos físicos de primero de primaria se encuentra el estándar: clasifico sonidos

según tono, volumen y fuente [2]. Igualmente al transcurrir los grados hasta llegar al grado

undécimo se vienen profundizando los conceptos de ondas sonoras, características del

sonido, fuentes sonoras e instrumentos musicales los cuales se encuentran en los textos

tradicionales de ciencias naturales y física, además la metodología empleada en los textos

de enseñanza y utilizados por los docentes como guía, no profundizan sobre los

fenómenos físicos, su aplicación a la vida cotidiana y el uso de la tecnología, causando

desinterés y falta de motivación en los estudiantes.

Teniendo presente que hoy en día la ciencia y la tecnología producen un gran impacto en la

producción y la vida de las personas, provocando la necesidad apremiante de una formación

científica masiva [3] , los docentes de ciencias naturales busca permanentemente estrategias

innovadoras que permitan la enseñanza de la física, algunas veces en forma individual y otras

en forma colectiva, apoyándose en los métodos de enseñanza. Estos planteamientos teóricos

están dando paso a un esfuerzo de fundamentación y evaluación que une estrechamente

la innovación educativa a la investigación didáctica [4].

A demás el aprendizaje de la física tendrá significado y sentido para el educando, si se

produce tomando como base o referencia para la apropiación de los conocimientos, los

que ya forman parte de la estructura cognitiva del que aprende y tiene una base vivencial

afectiva que encamina al sujeto al logro del objetivo que se ha trazado, el cual responde a

su vez a sus intereses y necesidades no solo personales, sino también como parte de la

sociedad y el papel que en ella le corresponde desempeñar [5] , pero la mayoría de las



veces se enseña descontextualizadamente, lo que hace que para los estudiantes muchas

cosas no tenga ningún sentido. Es de ahí que surge el interés de fortalecer los conceptos

de sonido, sus cualidades, los sonidos emitidos por los instrumentos musicales y en

especial la frecuencia del sonido emitido por la guacharaca, a través de estrategias que

motiven a los estudiantes sin que estas se aparten de los fundamentos disciplinares

rigurosos pero que estimulen un aprendizaje significativo y relevante para los estudiantes.

Ahora, dado que nuestros estudiantes conviven permanentemente escuchando e

interpretando los instrumentos típicos de la música vallenata, surge la siguiente pregunta:

¿qué estrategia didáctica puede ser utilizada para la enseñanza de la acústica y en

particular de la descripción de las frecuencias sonoras utilizando como motivación el

instrumento típico de la música vallenata: la guacharaca, con estudiantes de grado

undécimo del Colegio CASD Simón Bolívar de la ciudad de Valledupar?

Esta estrategia se basa en una revisión y análisis de los fenómenos ondulatorios de la

acústica y la producción del sonido por medio de instrumentos musicales, permitiendo

entre otros, comprender la frecuencia del sonido emitido por la guacharaca. Por

consiguiente se realizó y aplicó la estrategia didáctica presentada en este trabajo utilizando

como recursos guías experimentales mediando con la Metodología de Aprendizaje Activo

(MAA).

El trabajo consta de nueve capítulos, distribuidos de la siguiente manera: En los capítulos

uno, dos y tres, se encuentran el resumen, la introducción y los objetivos de este trabajo

respectivamente, en el capítulo cuatro se presentan los antecedentes sobre trabajos de

enseñanza-aprendizaje de la acústica tomando como base algún instrumento típico de la

región de Valledupar, en el capítulo cinco se encuentra el marco teórico con los respectivos

fundamentos epistemológicos, disciplinares y pedagógicos que sustentan la estrategia

didáctica. En el capítulo seis se presenta la propuesta didáctica, donde se hace la

descripción y el análisis de la implementación de la misma, se presentan los resultados

obtenidos en cada una de las guías experimentales de aprendizaje activo y la validación

de la propuesta por medio de una comparación de los resultados entre la prueba

diagnóstica y la prueba de salida usando la ganancia de Hake, en el capítulo siete se

plantean las conclusiones del trabajo. Finalmente en los capítulos ocho y nueve se

encuentran la bibliografía y anexos.

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Por último es importante considerar que las referencias utilizadas en este trabajo se

fundamentaron en las citas y referencias en formato APA y algunas de las imágenes

presentadas fueron tomadas por el autor en el desarrollo de las guías experimentales de

aprendizaje activo.



3. OBJETIVOS

3.1. Objetivo General

Diseñar una estrategia didáctica para el estudio de la frecuencia de las ondas sonoras

emitidas por el instrumento típico de la música vallenata: la guacharaca con los estudiantes

de grado undécimo de la Institución Educativa CASD Simón Bolívar de Valledupar.

3.2. Objetivos Específicos

1. Establecer los saberes previos de los estudiantes sobre las ondas sonoras y sus

características físicas.

2. Describir los aspectos conceptuales relacionados con las ondas sonoras, sus

características y los instrumentos musicales.

3. Estructurar y aplicar instrumentos didácticos como guías de aprendizaje activo para

examinar la frecuencia de las ondas sonoras emitidas por la guacharaca.

4. Determinar experimentalmente las variaciones de la frecuencia de las ondas

sonoras emitidas por la guacharaca, variando el número de hilos en el trinche,

separación de las ranuras, diámetro y el material con la cual es construida.

5. Validar1 la propuesta a partir de la cuantificación de la ganancia normalizada de

Hake.

1 Validar la propuesta involucra: Aplicar una prueba diagnóstica, desarrollar la propuesta didáctica, aplicar una

prueba final similar a la diagnóstica y cuantificar los resultados de comparación entre las dos pruebas.

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4. ANTECEDENTES

Existen diversas investigaciones sobre la enseñanza de las ciencias naturales y en

especialmente la física, pero están basadas en una exagerada manipulación de procesos

matemáticos dejando a un lado en si los procesos físicos, por lo tanto se evidencian las

dificultades de los estudiantes de básica secundaria para la apropiación de los diferentes

conceptos y leyes de la naturaleza.

El profesor Fritz Volbach en su libro “La orquesta moderna”, sostiene que hay solo dos

formas básicas de las ondas sonoras una sinodal y otra dentada, con todos los posibles

tipos de transición, pero sus investigaciones se basaron en los sonidos dados por las

flautas, trompetas y oboe [6], estos estudios están centrados en instrumentos que no

motivan a los estudiantes de nuestra región por su contexto musical.

El Ministerio de Educación Nacional en su programa fortalecimiento de la cobertura con

calidad para el sector educativo rural PER II, presenta secuencias didácticas en ciencias

naturales educación Básica Primaria Ciencias – Primaria, actividades sobre el sonido

producido por una guitarra a partir de preguntas tales como: ¿Cómo funciona una

guitarra?, los niños y niñas realizan experiencias que les permitirán reconocer cómo se

produce el sonido e identificar sus cualidades, como tono, intensidad, y duración, así como

los factores que afectan el sonido de una cuerda, tales como tensión y longitud, para niños

de tercero de primaria [7] , pero no es aplicable a los grados undécimo porque el desarrollo

intelectual es más avanzado y causaría desmotivación y más desinterés a los estudiantes.

Se puede evidenciar que todas las investigaciones realizadas sobre el sonido y sus

características se basan principalmente referentes a instrumentos compuestos por cuerdas

sonoras, tubos sonoros y percusión como el trabajo de Cristián Pons Gil sobre El

“Comportamiento acústico de los Instrumentos de Percusión en la Orquesta” en el cual se

hace un análisis del comportamiento de las vibraciones de las membranas y placas;

realizando para ello mediciones acústicas de diferentes muestras de sonido, tomadas de

instrumentos con diferentes características y utilizando a su vez, diferentes baquetas y

formas de percutir [8] , pero poco o casi nulo las realizadas sobre frecuencia del sonido

emitido por el instrumento típico de la música vallenata la guacharaca.



5. MARCO TEÓRICO

5.1. Fundamentos desde lo histórico y epistemológico.

En esta sección se darán a conocer algunos aspectos históricos y epistemológicos

relacionados con el sonido y sus características.

Una de las primeras personas que se atrevió a hablar de sonido fue Aristóteles al indicar

que el movimiento del aire se genera por una fuente, moviéndose hacia adelante para que

las ondas sonoras inalteradas se propaguen hasta donde la perturbación en el aire sea

sostenible, igualmente Galileo contribuyó en forma significativamente al demostrar que la

frecuencia de las ondas sonoras determinan el tono, tomando un cincel lo raspo en un

plato de latón produciendo chillido y de esta forma relacionó el espacio de las ranuras

inducido por el cincel al tono del chillido [9].

En el año 1660 Robert Boyle con su experimento de la radiación sónica hecho con un reloj

de tictac dentro de un espacio parcialmente en el vacío, evidencio que el aire es necesario

para la producción o transmisión del sonido [8]. Pero la teoría matemática de la

propagación de ondas empezó cuando Isaac Newton publicara su libro “Principia” en 1686,

donde postuló la interpretación del sonido como pulsos de presión transmitidos a través de

partículas fluidas vecinas [9]. El cálculo inventado por Newton aporto una nueva

herramienta a muchos científicos y matemáticos para el estudio del sonido, al demostrar

que la propagación del sonido a través de cualquier fluido sólo dependía de propiedades

físicas medibles del propio fluido, como la elasticidad o la densidad, Newton calculó, a

partir de consideraciones teóricas la velocidad del sonido en el aire [8].

En el siglo XVIII, el estudio del sonido alcanzó un avance significativo gracias a las

contribuciones de Joseph Louis Lagrange, Johann Bernoulli y Leonhard Euler entre otros.

Pero el tratamiento matemático completo del sonido comenzó cuando Georg Simón en el

siglo XIX aplicó el análisis armónico desarrollado por Joseph Fourier a la teoría del sonido

[8]

De igual manera en el siglo XIX, la teoría del sonido continúo con su desarrollo con la

invención de dispositivos como el micrófono, el fonógrafo y el teléfono y más adelante en

1

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el siglo XX los avances tecnológicos que permitieron la grabación y reproducción del

sonido de alta fidelidad. Tanto la tecnología como el conocimiento de la teoría del sonido

sirvieron como marco referencial para que capitán Chuck Yeager en 1943 volara un avión

a mayor velocidad que la velocidad del sonido, cuando se encontrada a una altitud de

12000 metros [9].

5.2. Fundamento disciplinar

En el estudio de las ondas sonoras producidas por el instrumento típico de la música

vallenata: la guacharaca, se deben analizar los aspectos físicos relacionados con las ondas

sonoras e igualmente lo referente a los instrumentos musicales, por lo tanto se presenta el

componente disciplinar en dos partes:

5.2.1. Fundamento disciplinar desde los aspectos físicos de las

ondas sonoras.

A continuación se presentan los conceptos, definiciones y leyes que permiten comprender

algunos aspectos físicos de las ondas sonoras y sus cualidades.

5.2.1.1. Onda

Es una perturbación de alguna propiedad medible de un medio, por ejemplo su densidad,

presión, campo magnético o campo eléctrico, cuando se desplaza de un punto a otro,

llevando energía sin transportar masa. Este medio perturbado puede estar conformado por

una sustancia sólida, liquida, gaseosa, o no tener materia como el vacío.

Las ondas producidas en una cuerda se propagan en una dimensión, no obstante, los

conceptos de periodo ( 𝑇), frecuencia( 𝑓), longitud de onda( 𝝀) , rapidez( 𝒗) y

amplitud( 𝐴), son válidos a las ondas en dos o tres dimensiones. Para describir sus

características, se utiliza una función de onda en forma senoidal, la cual permite saber la

posición de cualquier partícula de la onda en el medio elástico donde se transporta y en

un tiempo determinado [10].

Examinemos las ondas transversales que se producen en una cuerda, en la cual el

movimiento ondulatorio de una partícula con posición de equilibrio ( 𝑥), se desplaza

determinada distancia ( 𝑦), en la dirección perpendicular al eje ( 𝑥). El valor de ( 𝑦)

depende de cual partícula se está considerando y en que instante, por lo tanto ( 𝑦), es una



función que depende tanto de ( 𝑥) como de ( 𝑡); 𝑦 = 𝑦(𝑥, 𝑡) representando la función de la

onda. Con esta función de onda podemos calcular la velocidad y la aceleración de

cualquier partícula, la forma de la onda y todo lo que interese acerca del comportamiento

de la onda en cualquier instante.

Para determinar la función de onda de una onda senoidal, producida en una cuerda de

longitud infinita, se supone el desplazamiento de una partícula en el extremo izquierdo de

la cuerda ( 𝑥 = 0), como el desplazamiento producido por una fuente que moviera la

primera partícula con movimiento armónico simple, dado por:

𝒚 = 𝒚(𝒙 = 𝟎, 𝒕) = 𝑨𝒄𝒐𝒔(𝒘𝒕) = 𝑨𝒄𝒐𝒔(𝟐𝝅𝒇𝒕) (5.1)

Figura 5- 1. Generación de una onda mediante la vibración sinusoidal de la mano que está en uno de sus extremos. 2

En el cual se representa la amplitud (𝐴), frecuencia (𝑓) y la frecuencia angular (𝑤 = 2𝜋𝑓),

En (𝑡 = 0), la partícula esta (𝑥 = 0), y tiene el máximo desplazamiento positivo (𝑦 = 𝐴) y

esta instantáneamente en reposo porque el valor de (𝑦) es un máximo. La perturbación

ondulatoria viaja desde 𝑥 = 0, hacia cualquier punto 𝑥 a la derecha del origen, en un

tiempo dado por ( 𝑡 =𝑥

𝑣 ), donde 𝑣 es la velocidad de la onda. Es por esto que el

movimiento en el punto 𝑥 y en el instante 𝑡 es el mismo que el del movimiento en el tiempo

anterior ( 𝑡 −𝑥

𝑣 ). Si reemplazamos este tiempo en la función anterior se obtiene:

𝒚(𝒙, 𝒕) = 𝑨𝒄𝒐𝒔 [𝒘 (𝒕 −𝒙

𝒗 )] (5.2)

2 Imagen realizada por: JOSE MEJIA REALES, autor de la estrategia didáctica.

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Además dado que 𝐜𝐨𝐬(−𝜽) = 𝐜𝐨𝐬(𝜽), la función de la onda se puede escribir como:

𝒚(𝒙, 𝒕) = 𝑨𝒄𝒐𝒔 [𝒘 (𝒙

𝒗− 𝒕 )] = 𝑨𝒄𝒐𝒔 [𝟐𝝅𝒇 (

𝒙

𝒗− 𝒕)] (5.3)

Teniendo presente que la longitud de onda está dada por (𝝀 = 𝒗𝑻 = 𝒗/𝒇), se obtiene otra

forma de la función de onda senoidal:

𝒚(𝒙, 𝒕) = 𝑨𝒄𝒐𝒔 [𝟐𝝅 (𝒙

𝝀−

𝒕

𝑻 )] = 𝑨𝒄𝒐𝒔 (

𝟐𝝅

𝝀𝒙 −

𝟐𝝅

𝑻𝐭) (5.4)

Pero la frecuencia angular es 𝑤 =2𝜋

𝑻 y se define el número de onda como 𝑘 =

2𝜋

𝝀 , luego

se tiene que:

𝒚(𝒙, 𝒕) = 𝑨𝒄𝒐𝒔(𝒌𝒙 − 𝒘𝒕 ) (5.5)

Si se tienen condiciones iniciales, la función de una onda se generaliza de la siguiente

manera:

𝒚(𝒙, 𝒕) = 𝑨𝒄𝒐𝒔(𝒌𝒙 − 𝒘𝒕 + 𝜱 ). (5.6)

Donde 𝜱 es la constante de fase, que depende de las condiciones iniciales [10].

CLASES DE ONDAS

Para clasificar los tipos de ondas se debe tener presente si el emisor de la perturbación es

puntual y emite por igual en todas las direcciones (fuente isótropa) y la perturbación se

propaga en todas las direcciones con la misma velocidad, (medio isótropo), los frentes de

onda serán esferas concéntricas centradas en la fuente y de radio creciente al expandirse

en el espacio; las cuales son ondas esféricas o progresivas. También existen ondas

confinadas en una región del espacio, llamadas ondas estacionarias [11].

Existen otras maneras de clasificar las ondas que son:

Según su tipología, dependiendo del carácter de la magnitud física, pueden ser:

Ondas escalares: Cuando la ecuación que representa las ondas ψ es una magnitud

escalar, como son las ondas sonoras descritas por la presión acústica p(r,t). La presión

acústica se define como la diferencia de presión instantánea y la presión atmosférica



estática. Por ejemplo, el nivel de presión sonora determina la intensidad del sonido que

genera una presión sonora (es decir, del sonido que alcanza a una persona en un momento

dado), se mide en decibelios (dB) y varía entre 0 dB umbral de audición y 120 dB umbral

de dolor.

Ondas vectoriales: Cuando la ecuación que representa las ondas ψ es una magnitud

vectorial como son las descritas por los campos eléctricos y/o magnéticos.

Según el medio en que se propagan las ondas son:

Ondas electromagnéticas: este tipo de onda no necesita de un medio o materia para

desplazarse, lo realiza en el vacío. Estas se producen al hacer oscilar cargas eléctricas

entre los extremos de una antena, el campo eléctrico E en las aproximaciones se altera

bruscamente. Este campo eléctrico variable genera a su vez un campo magnético B,

variable, que a su vez, genera otro campo eléctrico variable, y así sucesivamente.

Figura 5- 2. Ondas electromagnéticas. 3

Ondas mecánicas: es una perturbación que para desplazarse de un punto a otro en el

espacio, necesita de un medio material o sustancia, ya sea elástico o deformable para

poder viajar. Estos medios pueden ser sólido, líquido o gaseoso y las partículas del medio

oscilan alrededor de un punto fijo, por lo tanto no existe transporte neto de materia. Por

ejemplo las ondas sonoras, ondas en una cuerda y las ondulaciones en el agua. La Figura

5-3, muestra unas ondas mecánicas en un estanque de agua.


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Figura 5-3. Ondas en el agua. 4

Según su dirección en que se propaga la onda y la forma de vibración de las partículas de

la onda, las ondas también se pueden clasificar en:

Ondas transversales: las moléculas por donde se transporta la onda se desplazan de

manera perpendicular o transversal a la dirección de propagación de la energía de la onda.

Este tipo de onda es una sucesión simétrica de crestas y valles, con movimientos

armónicos simples representados como una combinación de funciones senoidales de la

forma: 𝒚(𝒙, 𝒕) = 𝑨𝒄𝒐𝒔(𝒌𝒙 − 𝒘𝒕 ). La figura representa una onda transversal producida

por un muelle con un movimiento armónico simple en una cuerda.

Figura 5- 4. Un bloque con masa m unido a un resorte tiene un movimiento armónico simple y produce una onda senoidal. 5

4 Imagen tomada de https://fluidosecci.wordpress.com/ondas-mecanicas/ 5 Imagen realizada por: JOSE MEJIA REALES, autor de la estrategia didáctica.



En este tipo de ondas se producen fenómenos ondulatorios de interferencia constructiva y

destructiva, se puede analizar matemáticamente con la suma de las funciones de dos o

más ondas. Si se señala que la onda reflejada del extremo fijo se invierte, así se le

anteponga un signo negativo a una de las ondas:

𝒚𝟏(𝒙, 𝒕) = −𝑨𝒄𝒐𝒔(𝒌𝒙 + 𝒘𝒕 ) (Onda incidente que viaja a la izquierda y1) (5.7)

𝒚𝟐(𝒙, 𝒕) = 𝑨𝒄𝒐𝒔(𝒌𝒙 − 𝒘𝒕 ) (Onda reflejada que viaja a la derecha y2) (5.8)

Por lo tanto la ecuación de la onda es la suma de las funciones de las ondas individuales:

𝒚(𝒙, 𝒕) = 𝒚𝟏(𝒙, 𝒕) + 𝒚𝟐(𝒙, 𝒕) = 𝑨[−𝒄𝒐𝒔(𝒌𝒙 + 𝒘𝒕 ) + 𝒄𝒐𝒔(𝒌𝒙 − 𝒘𝒕)] (5.9)

Utilizando las identidades trigonométricas para el coseno de la suma y diferencia de dos

ángulos: 𝒄𝒐𝒔(𝒂 ± 𝒃) = 𝒄𝒐𝒔𝒂𝒄𝒐𝒔𝒃 ± 𝒔𝒆𝒏𝒂𝒔𝒆𝒏𝒃, y combinando términos, obtenemos la

función de onda:

𝒚(𝒙, 𝒕) = 𝒚𝟏(𝒙, 𝒕) + 𝒚𝟐(𝒙, 𝒕) = (𝟐𝑨𝒔𝒆𝒏𝒌𝒙)𝒔𝒆𝒏(𝒘𝒕) (5.10)

Donde la amplitud de la onda resultante es el doble de cualquier onda que viaje

individualmente u original [10].

Ondas longitudinales: las moléculas perturbadas se desplazan paralelamente a la

dirección de propagación de la energía de la onda viaja. En la naturaleza las ondas

longitudinales se presenta en las ondas sonoras, las cuales se pueden tomar como una

serie de regiones de alta y bajas presiones de las moléculas del aire. La figura muestra el

movimiento de un pulso a lo largo de un resorte estirado, en el cual el desplazamiento de

las espiras es paralelo a la dirección de propagación de la onda.

Figura 5-5. Un pulso longitudinal a lo largo de un resorte estirado. El desplazamiento de la espira es paralelo a la dirección de la propagación. 6


2

2



Existen otras formas de clasificar las ondas que nos determinan otros tipos, como por

ejemplo, según su propagación las ondas unidimensionales; estas ondas, viajan en una

única dirección espacial, ondas bidimensionales las cuales viajan en dos direcciones

cualquieras de una determinada superficie y las ondas tridimensionales que viajan en tres

direcciones conformando un frente esférico que emanan de la fuente de perturbación

desplazándose en todas las direcciones.

Además según su periodicidad como son las ondas no periódicas, estas son causadas por

una perturbación de manera aislada o, si las perturbaciones se dan de manera repetida

pero diferente en cada caso, estas tendrán cualidades diferentes y las ondas periódicas

que son producidas por ciclos repetitivos de perturbaciones.

5.2.1.2. Las ondas sonoras

Las ondas sonoras, son ondas mecánicas longitudinales que se desplazan en un medio

elástico ya sea líquido, sólido y gaseoso, transportando energía sin llevar masa, siendo

este un fenómeno físico que se presentan cotidianamente. El medio que más utilizamos

es el aire, cuando las compresiones y rarefacciones de las moléculas del aire, inciden

sobre el tímpano del oído, dan como resultado la sensación del sonido en una frecuencia

de 20 Hz a 20.000 Hz, llamada la gama audible [10].

Cuando la onda sonora entra al oído, pone a oscilar el tímpano que, a la vez hace oscilar

tres huesecillos del oído medio. Esta oscilación se transmite finalmente al oído interno que

está lleno un fluido viscoso llamado endolinfa, que tiene una rapidez aproximada de 1500

m/s, perturba a las células pilosas que transmiten impulsos nerviosos al cerebro, para

informarle que está presente un sonido. La siguiente Figura 5- 6, representa la anatomía

del oído humano y sus partes que son las que captan las ondas sonoras.



Figura 5-6. Anatomia del oido humano y sus partes.7

Características de las ondas sonoras: en las ondas sonoras de los diferentes sonidos

emitidos por los instrumentos musicales, se logra distinguir las características del sonido,

como son: tono o altura, duración, intensidad o volumen y timbre.

Tono o altura: esta característica está relacionada con la frecuencia, que es la mayor o

menor cantidad de vibraciones por segundo. Cuanto más sea el número de vibraciones

por segundo, el sonido es más agudo y cuanto menos es el número de vibraciones por

segundo, el sonido es grave [12]. En una cuerda cuanto más corta, fina y tensa esté, más

agudo será el sonido que produzca y viceversa. Los sonidos graves tienen una longitud de

onda mayor que los sonidos agudos como lo representan la siguiente figura 5-7.

Figura 5-7. Sonido agudo y grave. 8

7 Imagen tomada del libro: YOUNG, Física Universitaria Volumen 1. 8 Imagen realizada por: JOSE MEJIA REALES, autor de la estrategia didáctica.

2

4



La unidad de medida de la frecuencia es el hercio (Hz), que equivale a una vibración por

segundo. El ser humano no percibe todas las frecuencias. El rango de audición del oído

humano va de los 20 hasta los 20.000 Hz. Por encima de esta frecuencia se producen los

ultrasonidos y por debajo de los 20 Hz los sonidos infra sónicos que se pueden percibir.

La altura que es capaz de producir un instrumento musical, excepto uno electrónico, no

logra abarcar todo el rango de audición humano. De hecho, la mayoría de los instrumentos

manejan una extensión limitada dentro de ese rango. Las notas que son capaces de

producir (su tesitura) suelen situarse en la zona grave, intermedia o aguda de ese rango

posible de audición.

Al proceso de igualar las frecuencias de las diferentes notas entre los distintos

instrumentos y/o con relación a un punto de referencia, que se denomina diapasón, se lo

conoce con el nombre de afinación. Las distintas familias de instrumentos pueden tener

sistemas de afinación distintos, aunque, para poder igualarlos, todos tienden a una

afinación "temperada", en la que se supone que todos los semitonos (la distancia mínima

que puede haber entre dos notas dentro de la música occidental) son iguales [12].

Intensidad de ondas sonoras periódicas: la intensidad de un sonido se define como

la potencia acústica transferida por una onda sonora por unidad de área circular normal a

la dirección de propagación: 𝑰 =Р

𝑨 Donde P es la potencia acústica y A es el área circular

𝑨 = 𝟒𝝅𝒓𝟐, normal a la dirección de propagación de la energía de la onda [13]. Como lo

representa la Figura 5- 8.

Figura 5-8. Intensidad de una onda sonora a través de una unidad de área.9

9Imagen tomada del libro de física para ciencias e ingeniera de Serway.

https://es.wikipedia.org/wiki/Potencia_ac%C3%BAstica

https://es.wikipedia.org/wiki/Onda_sonora

https://es.wikipedia.org/wiki/%C3%81rea



𝑰 =Р

𝟒𝝅𝒓𝟐 (5.11)

Pero cuando una onda sonora se mueve a través del aire, cada molécula transporta

energía debido a su movimiento a igual 𝑬 = 𝟏

𝟐(𝑨𝝆)𝒘𝟐𝑺𝟐𝝀 , durante un tiempo de un

periodo de oscilación 𝑻 , por un área de la esfera de radio r 𝐴 = 𝟒𝝅𝒓𝟐 . Por lo tanto la

potencia acústica que es la energía transportada en una unidad de tiempo, está dada por:

𝑷 = 𝑬

𝒕 =

𝑬

𝑻=

𝟏

𝟐(𝑨𝜌)𝑤2𝑆2𝜆

𝑻 =

𝟏

𝟐(𝜌𝑨)𝑤2𝑆2 (

𝝀

𝑻) =

𝟏

𝟐(𝜌𝑨)𝒗𝑤2𝑆2 (5.12)

En la cual 𝒗 =𝝀

𝑻 es la rapidez del sonido en el aire, 𝑤 es la frecuencia angular, 𝑆 es la

mayor de las posiciones (amplitud), 𝜌 es la densidad del medio. Luego la potencia acústica

es igual a

𝑷 = 𝟏

𝟐(𝝆𝑨)𝒗𝒘𝟐𝑺𝟐 (5.13)

Por lo tanto como la intensidad de una onda sonora es igual a la potencia acústica

transferida por una onda sonora por unidad de área normal a la dirección de propagación,

se tiene que:

𝑰 = 𝑷

𝑨=

𝟏

𝟐(𝑨𝝆)𝒗𝒘𝟐𝑺𝟐

𝑨 . (5.14)

Simplificando el área, la intensidad de la onda sonora queda determinada por:

𝑰 =𝟏

𝟐𝒗𝝆(𝒘𝑺)𝟐 , (5.15)

Como se observa, la intensidad de una onda sonora periódica es proporcional al cuadrado

de la amplitud del desplazamiento y al cuadrado de la frecuencia angular [5].

Pero como la frecuencia angular es 𝒘 = 𝟐𝝅

𝑻 y el periodo es 𝑻 =

𝟏

𝒇 . Reemplazando

también se puede expresar la intensidad sonora por la ecuación:

𝑰 = 𝟐𝝅𝟐𝝆𝒗(𝒇𝑺)𝟐 . (5.16)

En la cual la intensidad sonora depende del cuadrado de la frecuencia 𝒇 y de la amplitud

𝑺 de la onda.

2

6



El timbre: cuando una cuerda es pulsada, se le proporciona energía y esa energía dada

se reparte entre varios modos normales de oscilación de la cuerda. La cuerda vibra en una

superposición de todos ellos, sin vibrar en una frecuencia pura. Esta combinación de

frecuencias, múltiplos de la frecuencia fundamental, caracteriza el sonido, de forma que

dependiendo del instrumento musical se obtendrán distintos sonidos con la misma

frecuencia fundamental. Esta característica que relaciona la forma de las ondas, se llama

timbre y permite diferenciar dos sonidos con la misma intensidad y frecuencia emitida por

dos instrumentos musicales diferentes [6]. La Figura 5- 1 representa la misma nota musical

interpretada por diferentes instrumentos musicales.

Figura 5- 9. La misma nota musical interpretada por diferentes instrumentos musicales.10

El matemático francés Fourier demostró que toda función periódica puede ser

descompuesta en una suma de funciones senoidales. Desde el punto de vista de la física,

significa, que una oscilación que no es armónica se puede representar como una

combinación de oscilaciones armónicas, cada una con su propia amplitud, frecuencia y

fase. El armónico fundamental es el de frecuencia más baja. Las frecuencias de los demás

armónicos serán múltiplos de esta. Además la periodicidad de la oscilación estará dada

por el período del armónico fundamental [14].

Los sonidos musicales, tienen funciones de ondas más complicadas que una simple

función seno, la fluctuación de presión en la onda sonora es compleja porque la columna

10 Imagen tomada de http://www.anarkasis.net/pitagoras/720_timbre/



de aire vibra con una frecuencia fundamental y muchos armónicos al mismo tiempo, por lo

tanto el proceso matemático de traducir una gráfica de presión – tiempo, se le denomina

análisis de Fourier. Por ejemplo la Figura 5- 2, muestra la fluctuación de presión contra

tiempo para un clarinete con una frecuencia fundamental de 233 Hz.

Figura 5-10. La fluctuación de presión contra tiempo para un clarinete con una frecuencia fundamental.11

5.2.2. Instrumentos musicales.

Los instrumentos musicales son usados como estrategias de motivación en las ciencias

naturales, para la enseñanza de los fenómenos sonoros y las características físicas del

sonido. Es así que el hombre primitivo encontró la música en la naturaleza y en su propia

voz, utilizando objetos rudimentarios como huesos, cañas, troncos y conchas como

instrumentos musicales para producir sonidos [14].

El término "música” proviene del griego "musiké”, de las musas. Hay constancia de que

hace 50 siglos en Sumeria ya cantaban con instrumentos de percusión y cuerdas (liras y

arpas), para cultos de lamentaciones de textos poéticos. En Egipto (siglo XX a.C.) la voz

humana era considerada como el instrumento más poderoso para llegar hasta las fuerzas

del mundo invisible. Lo mismo sucedía en la India. Mientras que en la India incluso hoy se

11 Imagen de R.E. Berg y D. G. Stork, The Physics of Sound, Prentice-Hall, 1982.

2

8



mantiene esta idea, en Egipto, por influencia mesopotámica, la música adquiere en los

siguientes siglos un carácter profundo, concebida como expresión de emociones humanas

[15].

Hoy es frecuente encontrar la división clásica de los instrumentos musicales, en tres

familias: viento, cuerdas y percusión, pero a pesar de ser aceptado no es muy preciso

debido al número de instrumentos que actualmente existen, a continuación se profundizará

en los instrumentos que tienen mayor relación con el tema del presente trabajo.

5.2.2.1. Instrumentos de viento.

Estos generan un sonido cuando se hace vibrar una columna de aire dentro de ellos, la

frecuencia de la onda generada está relacionada con la longitud de la columna de aire y la

forma del instrumento, mientras la calidad del sonido depende de la construcción del

instrumento y el método de producir el tono. De esta manera se puede analizar la

frecuencia de estos instrumentos, a través de las ondas sonoras en un tubo. Son ejemplos

de estos instrumentos: saxofón, flauta, clarinete, etc.

Frecuencia de los tubos sonoros.

En el caso de un tubo de longitud L abierto por ambos extremos, los sonidos emitido por

él poseen frecuencias que son múltiplos enteros de la rapidez del sonido dividido entre 2L,

produciendo armónicos pares e impares.

.

Figura 5-11. Frecuencias de las ondas sonoras estacionaria en los tubos sonoros12

12 Imagen tomada del libro de física para ciencias e ingeniera de Serway.



𝒇 =𝒏𝒗

𝟐𝑳 (𝒏 = 𝟏, 𝟐, 𝟑, 𝟒, … … . ). (5.17)

En el caso de tubos cerrados (abierto solo en uno de los extremos), las frecuencias de los

sonidos emitidos por él, son los múltiplos impares de la rapidez del sonido dividido entre

4L [10].

𝒇 =𝒏𝒗

𝟒𝑳 (𝒏 = 𝟏, 𝟑, 𝟓, 𝟕, … … ), (5.18)

5.2.2.2. Instrumentos de cuerda

Cuando una cuerda es pulsada genera un sonido y su frecuencia depende generalmente

de la longitud de la porción que vibra de la cuerda, la fuerza de tensión a la cual está

sometida, la densidad de masa de la cuerda y el punto en el cual es pulsada. La calidad

del tono depende de cómo ha sido construida la cavidad de resonancia. Entre estos

instrumentos tenemos por ejemplo: la guitarra, el arpa, el violín, el piano.

La frecuencia del sonido emitido por una cuerda define la nota musical que se toca y es un

múltiplo de un sonido fundamental. La frecuencia de la cuerda varia al modificar la tensión

de la cuerda, su longitud o su densidad de masa, por ejemplo en una guitarra y en un violín,

la tensión de sus cuerdas se realiza mediante un mecanismo de ajuste de tornillo o clavija

de afinación ubicados en el diapasón del instrumento. Una vez el instrumento se afina, los

intérpretes varían la frecuencia al mover sus dedos a lo largo del diapasón, por lo tanto

cambia la longitud de la porción oscilatoria de la cuerda, si la longitud se acorta, la

frecuencia aumenta porque es inversamente proporcional a la longitud de la cuerda, como

se especifica en la ecuación:

𝒇 =𝒏

𝟐𝑳√

𝑻

𝝁 𝒏 = 𝟏, 𝟐, 𝟑, 𝟒, … … (5.19)

donde 𝜇 =𝑚

𝐿 es la densidad lineal de la cuerda, dada por la masa (𝑚) contenida en

cada unidad de longitud de cuerda (𝐿) y ( 𝑇) la fuerza de tension a la cual esta sometida

la cuerda [13].

3

0



Figura 5- 12. Los modos normales de vibración de la cuerda, forman una serie armónica: a) la fundamental o primer armónico; b) el segundo armónico, c) el

tercer armónico.13

5.2.2.3. Instrumentos de percusión.

Estos crean sonidos con o sin afinación, cuando son golpeados, agitados o frotados; la

forma y el material de la parte del instrumento que es golpeada y su cavidad de resonancia,

determinan la calidad del sonido. Entre los más conocidos están: el timbal, el tambor, los

platillos, el bombo, etc.

5.2.2.4. Clasificación de los instrumentos musicales según

sus propiedades14.

Actualmente la clasificación de los instrumentos musicales más seguida es la de los

musicólogos Erich von Hornbostel y Curt Sachs, publicada en 1914 en su trabajo Zeitschrift

für Ethnologie, debido que es más precisa, ya que cuenta con los principios acústicos que

hacen sonar a los diferentes instrumentos musicales. [11]

Así, se establecen cinco grandes clases de instrumentos musicales teniendo presente sus

propiedades los cuales a su vez se dividen en grupos y subgrupos:

13 Imagen tomada de http://fisica-6a.blogspot.com.co/ 14 Según Erich von Hornbostel y Curt Sachs, publicada en 1914 en su trabajo Zeitschrift für Ethnologie.



AEROFONOS: Estos instrumentos utilizan el aire como fuente del sonido. Estos a su vez

se subdividen en aerófonos de columna, los cuales constan de un tubo sonoro cuya

columna actúa como cuerpo sonoro y determina la frecuencia emitida por el instrumento y

aerófonos libres (la frecuencia del sonido depende del dispositivo que excita la columna o

masa de aire, que actúa sólo como resonador). El aire incluido en una cámara puede ser

puesto en movimiento al ser empujado soplando hacia un bisel (flautas), por la vibración

de una lengüeta batiente (oboes, clarinetes, acordeones) o libre (armónicas), o bien de los

labios del ejecutante. Algunos instrumentos actúan directamente en el aire circundante

(roncadores) [16].

CORDÓFONOS: el sonido es producido mediante una o varias cuerdas en tensión. Se

suelen subdividir en cuatro categorías según el modo de excitación: punteados con los

dedos o con ayuda de un plectro (arpas, guitarras, bandurrias, laúdes, vihuelas, salterios,

clavecines), frotados con un arco (violines, etc.), o golpeados con macillos (pianos,

tímpanos...) [16].

MEMBRANÓFONOS: producen sonido mediante una o más membranas tendidas sobre

sus correspondientes aberturas (son, básicamente, los tambores, aunque también otros

instrumentos, como el mirlitón o el kazoo) [16].

ELECTRÓFONOS: el sonido se produce y/o modifica mediante corrientes eléctricas. Se

suelen subdividir en instrumentos mecánico-eléctricos (mezclan elementos mecánicos y

elementos eléctricos) y radio-eléctricos (totalmente a partir de oscilaciones eléctricas) [16].

IDIÓFONOS: están formados por materiales naturalmente sonoros. Se los subdivide

según el modo de excitación: percutidos, punteados, sacudidos, frotados, raspados [16].

5.2.2.5. Instrumentos típicos de la música vallenata.

La música vallenata es un género musical autóctono de la Costa Caribe Colombiana con

epicentro en la antigua provincia de Padilla (actuales sur de La Guajira, norte del Cesar y

oriente del Magdalena) y presencia ancestral en la región sabanera de los departamentos

de Bolívar, Sucre, Córdoba. Es una mezcla de tres culturas: el acordeón europeo, la

guacharaca indígena y la caja africana. Los ritmos o aires musicales del vallenato son el

paseo, el merengue, la puya, el son y la tambora [17].

3

2



Figura 5- 13. Instrumentos típicos de la música vallenata. 15

Guacharaca: es un instrumento musical de origen indígena, fue adoptada por el

género vallenato a mediados de siglo 20. Su nombre se deriva de un ave –guacharaco-

cuyo canto se imita con su ejecución. Este instrumento ‘humilde’, llamado así por su bajo

costo y fácil transporte, perteneciente a la familia de los tallos, pedazos de caña o

calabazos, pertenece a la familia musical de los Idiófonos, porque el sonido se produce al

vibrar, el cuerpo del instrumento al ser raspado.

Figura 5- 14. Instrumento tipico de la musica vallenata: la guacharaca. 16

15 Imagen realizada por: JOSE MEJIA REALES, autor de la estrategia didáctica. 16 Imagen realizada por: JOSE MEJIA REALES, autor de la estrategia didáctica.



Es un instrumento musical y está compuesto por dos partes: la guacharaca es fabricada

con el tallo de “La uva de Lata”, es hueca en la tercera parte central inferior, y posee

ranuras longitudinales y transversales en la superficie (su interior es tallado en forma de

canoa), tiene un diámetro de unos 4 cm y una longitud de unos 40 cm y el peine o trinche

consiste en siete pedazos de alambre de diferentes longitudes que se insertan en un

mango de madera, su largo total es de 26 centímetros, de los cuales 15 centímetros son

del mango y el alambre más largo tiene 11 centímetros [18].

Este instrumento musical que trata de imitar el canto de los pájaros guacharacos (Orfalis

rificauda), en la actualidad es parte fundamental en los instrumentos típicos de la música

vallenata. Para su ejecución se sostiene con una mano la parte fabricada en tallo de uva

de lata, y con el trinche, se frota suavemente con la otra mano, en una posición de ángulo

recto con las ranuras. Este instrumento puede lograr un ritmo poderoso, y variando la

velocidad de la frotación pueden obtenerse frecuencias muy altas frente a la frecuencia

bajas obtenidas por la frotación lenta.

TIPOS DE GUACHARACAS: De acuerdo al material con el cual está construido y la forma

de sus ranuras, se distinguen las siguientes: guacharaca de tallo de uva de lata en forma

de las ranuras horizontal, guacharaca truncada de tallo de uva de lata en forma de las

ranuras horizontal pero encima de estas otras ranuras oblicuas y las construidas en metal

con una serie de orificios horizontales y verticales (güiro) de diferentes diámetros y largos

[18].

5.3. Fundamentos pedagógicos.

La metodología de la enseñanza-aprendizaje de la ciencia naturales y especialmente la

física, es un proceso cuyo principal propósito es desarrollar integralmente al estudiante en

aspectos tales como la formación de su actividad cognoscitiva, desarrollo del pensamiento

y de sus conocimientos, habilidades e igualmente de su personalidad.

En general enseñar ciencias es “proporcionar a los alumnos experiencias de aprendizaje

que despierten el interés sobre la incidencia de determinados fenómenos en su vida diaria

y promover una actitud de investigación y reconstrucción de conocimiento” [19]. Esto ha

generado que los docentes busquen metodologías que tengan un cambio de paradigma

en su práctica pedagógica, buscando tener un alumno motivado a través de actividades

3

4



que le proporcionen el desarrollo del conocimiento científico y la adquisición de habilidades

y hábitos. Algunos enfoques utilizados frecuentemente por los docentes son:

5.3.1. El aprendizaje significativo.

Se ha comprobado en diferentes estudios científicos que los alumnos aprenden sobre

fenómenos naturales mucho antes que se le enseñe ciencias en la escuela. Por lo tanto el

método de aprendizaje significativo es utilizado frecuentemente por los docentes.

Según Ausubel el aprendizaje significativo, plantea que el alumno aprende dependiendo

de la estructura cognitiva previa que se relaciona con la nueva información, entendiéndose

por "estructura cognitiva", al conjunto de conceptos, ideas que un individuo posee en un

determinado campo del conocimiento, así como su organización [20]. Sin embargo a pesar

que se distinguen tres tipos de aprendizaje significativos: de representaciones, de

conceptos y de proposiciones, según Ausubel estos individualmente no generan la

suficiente motivación en el proceso de enseñanza-aprendizaje en los alumnos en el

contexto actual.

5.3.2. El aprendizaje memorístico.

El aprendizaje memorístico o repetitivo es uno de los métodos de aprendizaje más antiguo,

siendo utilizado frecuentemente por las ciencias sociales, matemáticas y naturales para

recordar conceptos, números y listas. Según Novak, “En el aprendizaje memorístico, la

información nueva no se asocia con los conceptos existentes en la estructura cognitiva y

por lo tanto, se produce una interacción mínima o nula entre la información recientemente

adquirida y la información ya almacenada”.

Además en el aprendizaje memorístico “las evaluaciones o más bien, los instrumentos

diseñados para este efecto, parecen estar centrados en medir los conceptos científicos

recordados por el alumno” [21] .Por lo tanto generalmente el aprendizaje adquirido al poco

tiempo se olvida, porque no ha sido captado en base a la relación con otras ideas previas.



5.3.3. El método deductivo – inductivo.

Actualmente los métodos deductivo e inductivo son los más utilizados en las ciencias

naturales. El método inductivo busca que los alumnos partan de casos particulares y

lleguen a lo general, se fundamenta en la experiencia, en la participación, en los sucesos

y a su vez posibilita en gran manera la generalización y un razonamiento global (Renzo,

1986).

En los métodos deductivos a pesar de ser lo contrario del método inductivo porque se parte

de lo general a lo particular, son generalmente más utilizados en la enseñanza debido que

el profesor presenta conceptos, principios, teoremas, definiciones o afirmaciones y sobre

ellos se analizan casos particulares. Pero para el aprendizaje de estrategias cognoscitivas,

creación o síntesis conceptual, son los menos adecuados.

5.3.4. Metodología de Aprendizaje Activo (MAA).

El aprendizaje activo está basado en la utilización de un conjunto de métodos

experimentales más eficaces, en las cuales los estudiantes asumen una mayor

responsabilidad sobre su proceso de enseñanza-aprendizaje. En el aprendizaje activo el

estudiante es el eje central y se basa en el desarrollo de capacidades para desarrollar la

crítica en el que se fomenta el pensamiento independiente, la colaboración, el

descubrimiento experimental en forma directa, trabajar en forma grupal y fomenta el debate

[22].

Además en el aprendizaje activo el docente no se somete a transmitir conocimientos de

manera magistral sino que se convierte en un guía del aprendizaje, mediador y facilitador

de diversas actividades para ser dirigidas, que permite en el estudiante el desarrollo de

destrezas para la búsqueda y construcción del conocimiento, porque es el estudiante quien

tiene la responsabilidad de trabajar coherentemente las guías experimentales de

aprendizaje elaboradas por el docente.

Según Vicente Carrasco, la Metodología del Aprendizaje Activo (MAA), es un nuevo

paradigma de la educación y cumple con los siguientes aspectos:

3

6



Tabla 5- 1. La metodología para el aprendizaje activo 17

ASPECTOS ROLES DESEMPEÑADOS CRITERIOS

Objetivos del

aprendizaje

El aprendizaje Activo

demanda el diseño

previo y claro de los

objetivos de aprendizaje

Competencias generales

Competencias especificas

Habilidades

Actitudes y valores

Alumnos

Rol activo, con

responsabilidad en las

diferentes fases del

proceso de aprendizaje

Asistencia y participación en las clases

Trabajo guiado (tutorías - supervisado)

Trabajo colaborativo (grupal)

Trabajo autónomo

Profesores

Diseño y planificación

previa de los procesos

Facilitador – Tutor – Motivador

Conocer su disciplina

Diseño de guías experimentales activas

Evaluación

Evaluación continua

Autoevaluación y Heteroevaluacion

Evaluación formativa

Concertación y comunicación de criterios de

evaluación

Ventajas

Desarrolla y promueve

Habilidades interpersonales y de trabajo en equipo

Genera un sistema de apoyo para los alumnos con

dificultades de aprendizaje y/o integración

Genera motivación y entusiasmo en profesores y

alumnos

Promueve el aprendizaje intenso frente al mecánico

Potencias el trabajo de todos dentro y fuera del aula.

Los pasos que se utilizan en la MAA son [23]:

1. Se describe y plantea el problema sin mostrar sus resultados.

2. Se registran las predicciones individuales.

3. Se discuten las predicciones en pequeños grupos.

4. Se registran las predicciones grupales.

5. Se socializan las predicciones de cada uno de los grupos.

17 Hiler & PAUL, Richard. Ideas prácticas para promover el aprendizaje activo y cooperativo.



6. Se realiza el experimento por parte del docente (práctica demostrativa) o los

estudiantes (práctica interactiva), mostrando claramente los resultados.

7. Se discuten y registran los resultados en el contexto de la demostración.

8. Se realiza la síntesis de los conceptos involucrados en la práctica y se extrapolan

los resultados.

Teniendo presente que el objetivo principal de esta estrategia didáctica es que los

estudiantes se apropien de manera adecuada de los conocimientos, de una forma

motivada y contextualizada, en esta propuesta se utilizó como estrategia didáctica la MAA,

para lo cual se diseñaron e implementaron guías experimentales direccionadas a la

descripción de la frecuencia del sonido emitido por la guacharaca.

3

8



6. PROPUESTA DIDÁCTICA

6.1. Descripción de la estrategia didáctica

La estrategia didáctica implementada en este trabajo final consta de seis sesiones

referentes al estudio de las ondas sonoras, las cualidades del sonido, los instrumentos

musicales y en especial a describir la relación entre las diferentes variables que afectan la

frecuencia del sonido emitido por el instrumento musical “la guacharaca”, planteándose

dos tipos de actividades: unas teóricas, con un pre test o prueba diagnóstica y un pos test

o prueba de salida; otras experimentales, para lo cual se diseñan y aplican cuatro guías

experimentales basadas en la MAA.

Inicialmente en el anexo A se encuentra la prueba diagnóstica realizada a los estudiantes,

en esta se indaga acerca de conceptos fundamentales sobre tipos de ondas, las ondas

sonoras y sus cualidades, como: tono, intensidad, timbre y, en cuanto a los instrumentos

musicales sobre tubos sonoros, instrumentos típicos de la música vallenata, además sobre

el conocimiento de la frecuencia del sonido emitido por la guacharaca.

La prueba diagnóstica cuyo objetivo general fue el de establecer los saberes previos de

los estudiantes sobre las ondas sonoras y la frecuencia de la guacharaca para ser

aprovechados y organizar la estrategia didáctica, consta de 8 preguntas de selección

múltiple con las cuales se buscaba en cada una de ellas lo siguiente:

Con la pregunta uno se pretendía indagar sobre las concepciones que tienen los

estudiantes sobre clases de onda y especialmente sobre ondas mecánicas. La pregunta

dos se propuso para verificar si los estudiantes diferenciaban los sonidos graves de los

sonidos agudos, teniendo claro el concepto de frecuencia. La pregunta tres estuvo

encaminada a evidenciar si los estudiantes al escuchar el sonido producido por diferentes

instrumentos, aunque toquen (o canten) la misma nota con la misma intensidad,



identificaban que la onda resultante tiene una forma diferente. Con lo anterior se pretendía

indagar si los estudiantes tienen las ideas claras sobre las cualidades del sonido.

La pregunta cuatro se planteó para verificar si los estudiantes tienen una idea clara sobre

la relación que existe entre la frecuencia y la longitud en los tubos sonoros (pensando en

la proyección posterior a una guacharaca). Las preguntas cinco y seis, buscaban reconocer

los conocimientos previos de los estudiantes acerca de la clasificación de los instrumentos

musicales según sus propiedades y especialmente del instrumento musical la guacharaca.

Las preguntas siete y ocho buscaban identificar los conocimientos previos de los

estudiantes acerca de la posible relación que tiene la frecuencia del sonido emitido por la

guacharaca y el material con el cual es construida, además la relación de la frecuencia

respecto a la separación de las ranuras de la guacharaca, siendo estas preguntas,

fundamentales para la estructuración de las guías experimentales de la estrategia

didáctica.

Las preguntas cinco y seis, por aplicarse la estrategia en la ciudad de Valledupar, cuna de

la música vallenata, la mayoría podrían saberla pero como el conocimiento de la mayoría

de los estudiantes es empírico y no tienen fuertes bases científicas es posible que

presenten dificultades, por lo tanto es necesario reconocer los preconceptos vivenciales

que tienen sobre estos temas.

La prueba diagnóstica fue planeada con preguntas cerradas de selección múltiple con

única respuesta, con el propósito de tener la posterior posibilidad de comparar los

resultados con las respuestas obtenidas en la prueba de salida y así reconocer el avance

de los estudiantes con relación al conocimiento inicial, y con esto establecer si la

metodología empleada en la estrategia sirvió a la compresión de los objetivos trazados en

la temática. La validación de la estrategia de forma cualitativa y cuantitativa se realizó

calculando la ganancia normalizada de Hake [24].

Una vez aplicada la prueba diagnóstica, se desarrolla con los estudiantes la estrategia

didáctica mediante el uso de las cuatro guías experimentales usando la MAA. Cada guía

consta de material para predicciones individuales, predicciones grupales, registro y

socialización de predicciones grupales, realización de la práctica, síntesis y discusión, en

donde se evidencia los avances de los estudiantes en los temas estudiados. Seguidamente

4

0



se describen las guías experimentales, sus objetivos perseguidos y la distribución para la

aplicación de la metodología de aprendizaje activo.

La guía experimental de aprendizaje activo 1: se presenta en el anexo B, es una

experiencia de laboratorio cuyos objetivos son los de describir las ondas sonoras emitidas

por la guacharaca y descubrir la posible relación existente entre la frecuencia de la onda

sonora emitida por la guacharaca y el número hilos en un trinche. Utilizando una

guacharaca construida de caña flecha y un trinche de un hilo, se producen sonidos y se

mide la frecuencia para 20 pruebas, utilizando un osciloscopio digital y con la ayuda de un

computador, luego se repite cambiando el número de hilos en el trinche a 2, 3, 4 y 5, pero

manteniendo constante el material y la separación de las ranuras en la guacharaca.

Los resultados de las frecuencias promedio de cada número de hilos se grafican utilizando

Excel®, se busca la línea de tendencia, extrapola y se encuentra la ecuación que relaciona

la frecuencia con el número de hilos utilizado. Se les solicita a los estudiantes que

respondan las siguientes predicciones en forma individuales y en grupo:

a. ¿Cómo cambiará la frecuencia del sonido emitido por la guacharaca cuando se hace

sonar con el trinche de tres hilos?, ¿con el de cuatro hilos?, ¿Con el de cinco hilos?

b. Se espera. ¿Qué al aumentar el número de hilos el sonido percibido sea más grave o

más agudo?, Explique su predicción.

La guía experimental de aprendizaje activo 2: se presenta en el anexo C, tiene los

siguientes objetivos: reconocer las ondas sonoras emitidas por la guacharaca y describir

la posible relación existente entre la frecuencia de la onda sonora emitida por la

guacharaca y el número de ranuras con que es construida. Es una guía experimental y

para su desarrollo se utilizan guacharacas construidas de plástico e igual diámetro con

ranuras de separación de 5 mm, 10 mm, 15 mm y 20 mm, un trinche de tres hilos, un

computador portátil, un osciloscopio digital de alta frecuencia, video beam y software

Excel®. Se les pide a los estudiantes que respondan las siguientes predicciones

individuales y sus respuestas las discutan en grupos.

a. Teniendo presente que la frecuencia del sonido, es el número de vibraciones por

segundo. ¿Cómo cambiará la frecuencia del sonido emitido por las guacharacas cuando



se cambia una de ranura de 5 mm a otras guacharacas de ranuras de separación de 10,

15, y 20 mm, utilizando el mismo trinche de tres hilos?

b. ¿Qué espera al cambiar la guacharaca de unas ranuras de separación de 5 mm, a otras

de mayor separación, el sonido percibido será grave o agudo? Explique su predicción.

La guía experimental de aprendizaje activo 3: Se presenta en el anexo D, tiene como

objetivo describir la posible relación existente entre la frecuencia de la onda sonora emitida

por la guacharaca y su diámetro, manteniendo la separación entre las ranuras constante y

la misma clase de material. Se emplean guacharacas construidas en plástico con un

diámetro de media pulgada y un trinche de tres hilos se producen sonidos midiendo las

frecuencias 20 veces en el osciloscopio digital con la ayuda de un computador y,

cambiando luego por otras guacharacas con diámetros de tres cuartos, una y dos

pulgadas, se repite el mismo procedimiento, para observar como varía la frecuencia al

cambiar el diámetro de las guacharacas. Se les solicita a los estudiantes que respondan

las siguientes predicciones y la discutan en forma grupal:

a. ¿Cómo cree que va a variar la frecuencia del sonido emitido por la guacharaca cuando

se cambia de una guacharaca de media pulgada de diámetro a otras guacharacas de

diámetros de tres cuartos, una y dos pulgadas de diámetros?

b. ¿Se presume que al aumentar el diámetro de las guacharacas el sonido percibido sea

más agudo o más grave? Explique su predicción.

La guía experimental de aprendizaje activo 4: Presentada en el anexo E, se diseña con

el objetivo de establecer la posible relación existente entre la frecuencia de la onda sonora

emitida por la guacharaca y el material con el que es construida. Para esta guía se utilizan

los siguientes materiales: guacharacas construidas de plástico (PVC), caña flecha y

metálica, un trinche de tres hilos, un computador portátil, un osciloscopio digital de alta

frecuencia, video beam y software Excel®. Se les solicita a los estudiantes que respondan

las siguientes predicciones en forma individuales y en grupo:

a) ¿Qué acontecerá con la frecuencia del sonido emitido por las guacharacas cuando se

cambia de una guacharaca plástica (PVC) a otras guacharacas construidas de caña flecha

y metálica, si todas emiten el sonido utilizando el mismo trinche de tres hilos?

b) ¿Al cambiar la guacharaca de caña fecha por una metálica u otra plástica el sonido

percibido será más agudo o más grave? Explique su predicción.

4

2



Finalmente se encuentra el anexo F, la prueba de salida la cual está compuesta por doce

preguntas de las cuales ocho manejan la misma temática que la prueba diagnóstica con el

propósito de comparar los resultados, pero además se adicionaron cuatro preguntas más

encaminadas a profundizar en la descripción de la frecuencia del sonido emitido por la

guacharaca, con relación a la separación de las ranuras, diámetro de la misma, número de

hilos en los trinches y material con el cual se construyó el instrumento.

Una vez aplicadas las pruebas de entrada y salida, se validó la estrategia implementada

con los resultados obtenidos, realizando una comparación en forma cualitativa y

cuantitativa utilizando la ganancia normalizada de Hake [24].

6.2. Implementación y análisis de resultados de la propuesta

6.2.1. Caracterización de la población

La estrategia didáctica para el estudio de la frecuencia de las ondas sonoras emitidas por

un instrumento típico de la música vallenata: la guacharaca se implementó con 30

estudiantes de un total de 120 del grado undécimo de la jornada de la tarde, de los estratos

socioeconómicos uno, dos y tres, cuyas edades están entre 13 y 16 años de la Institución

Educativa CASD Simón Bolívar de la ciudad de Valledupar. Esta institución es de carácter

público y el área de aplicación es Ciencias Naturales y Educación Ambiental, donde la

asignatura física tiene cuatro horas semanales.

Los estudiantes de la institución son practicantes de las costumbres y folclor de la región,

es así que en cada curso por lo menos existe un grupo típico de la música o son miembros

activo de los grupos de piloneras del colegio, los cuales anualmente participan en el festival

vallenato en donde se ejecuta, canta y bailan ritmos musicales interpretados con los

instrumentos típicos de la música vallenata: acordeón, caja y guacharaca.



Figura 6- 1. Estudiantes grado undécimo de la institución educativa CASD Simón

Bolívar de Valledupar. 18

6.2.2. Prueba diagnóstico.

Esta prueba se aplicó a un grupo de 30 estudiantes del grado undécimo de la jornada de

la tarde para evidenciar las dificultades que presentaban con respectos a los temas de

ondas, clases de ondas, cualidades del sonido, instrumentos musicales y sobre la

frecuencia del sonido emitido por la guacharaca, como se observa en la figura 6-2.

Figura 6- 2. Estudiantes desarrollando la prueba diagnóstica. 19

18 Imagen de la participación de la I.E. CASD en el festival vallenato 2016 tomada por el autor de la estrategia didáctica. 19 Imagen tomada al aplicar la prueba diagnóstica por JOSE MEJIA REALES.

4

4



Los resultados obtenidos en la prueba diagnóstica o inicial en el grupo experimental,

teniendo en cuenta el porcentaje de estudiantes que contestaron acertadamente cada una

de las preguntas, se presentan a continuación en la figura 6-3.

Figura 6- 3. Resultados del grupo experimental de la actividad diagnóstico.

Las repuestas halladas en las preguntas de la prueba diagnóstica, teniendo presente los

temas y los porcentajes en cada pregunta, se analizan y se presentan en la tabla 6 - 2.

Tabla 6- 2. Porcentaje y análisis de respuestas prueba diagnóstico.

Número de la

pregunta

Porcentaje de repuesta correctas

Análisis de las respuestas

1

30 %

Los estudiantes no tienen claridad al identificar el sonido como

una onda mecánica y la mayoría la confunden con una onda

electromagnética que se propaga en el vacío.

2

60 %

Se evidencia que existe un porcentaje significativo de los

estudiantes con dificultad para definir la frecuencia del sonido

como el número de vibraciones por segundo.

3

40 %

Con la respuesta a esta pregunta, se demuestra que la mayoría

de estudiantes confunden las cualidades del sonido.

0

10

20

30

40

50

60

70

1 2 3 4 5 6 7 8

% correcto 30 60 40 40 49 50 40 50

% incorrecto 70 40 60 60 51 50 60 50

Po

rcen

taje

de

estu

dia

nte

s

Número de la pregunta

RESULTADOS DE LA PRUEBA DIAGNÓSTICA



4

40 %

Se puede afirmar que los estudiantes presentan dificultad para

determinar que la frecuencia de los tubos sonoros es

inversamente proporcional a la longitud de los tubos y por lo

tanto entre más largo sea el tubo menor sera su frecuencia.

5

49 %

Se evidencia que los estudiantes a pesar de utilizar

frecuentemente la guacharaca, no la clasifican científicamente

bien, porque los conocimientos que tienen son empíricos.

6

50 %

Solo la mitad de los estudiantes reconocen los instrumentos

típicos que se usan en la música vallenata, lo cual es

preocupantes siendo estos de la region.

7

40 %

Se puede asegurar que los estudiantes en un alto porcentaje

no tienen idea de cómo varia la frecuencia del sonido emitido

por la guacharaca con respecto al material con que es

construida.

8

50 %

Se prueba que la mitad de los estudiantes tienen dificultad en

relacionar como es variación de la frecuencia del sonido

emitido por la guacharaca respecto a la separación de sus

ranuras.

Resumiendo, se puede afirmar que los estudiantes presentan dificultad para identificar el

sonido como una onda mecánica, en reconocer las cualidades del sonido, poco

conocimiento científico sobre la frecuencia del sonido emitido por la guacharaca y la

relación que tiene la frecuencia del sonido emitido por la guacharaca y el material con el

que es construida, la separación de las ranuras y su diámetro a pesar de que los

estudiantes de la institución está bastante relacionada con la cultura de la región.

El promedio de las respuestas acertadas del grupo fue de 44.88% antes de aplicar la

estrategia didáctica, por lo tanto utilizando como insumo estos resultados, se plantearon

las guías de aprendizaje activo en referencia a las dificultades presentadas por los

estudiantes tratando de esta manera mejorar su rendimiento académico en los temas

evaluados.

4

6



6.2.3. Análisis de las predicciones de la guía experimental de

aprendizaje activo N° 1: Frecuencia vs Número de hilos del

trinche.

Esta guía está en el anexo B, su objetivo fue describir la posible relación existente entre la

frecuencia de la onda sonora emitida por la guacharaca y el número hilos en un trinche.

Para el desarrollo de esta guía se formularon a los estudiantes las siguientes predicciones:

Predicción 1: ¿Cómo cambiará la frecuencia del sonido emitido por la guacharaca cuando

se hace sonar con el trinche de tres hilos?, ¿con el de cuatro hilos?, ¿con el de cinco hilos?

Predicción 2: ¿Qué espera que al aumentar el número de hilos el sonido percibido sea,

más grave o más agudo? Explique su predicción.

Las repuestas que la mayoría de los estudiantes expresaron fueron: “la frecuencia es más

grande porque se escucha mayor”, “la frecuencia se escucha más alta porque hace más

ruido” y un 30% respondieron que se vuelve agudo. Esto evidencia que la mayoría de los

estudiantes no están relacionando la frecuencia con los sonidos graves y agudos.

Realización de la práctica: una vez realizada la experiencia de laboratorio los estudiantes

midieron la frecuencia del sonido emitido por la guacharaca 20 veces en un osciloscopio

digital con la ayuda de un computador, con un trinche de un hilo y luego se repitió

cambiando el número de hilos a 2, 3, 4 y 5, como lo muestra la Figura 6-4.

Figura 6- 4. Realización de la guía experimental 1: Frecuencia vs Trinches.



Los resultados de las frecuencias promedios del sonido emitido por la guachara y el

número de hilos en los trinches, según los datos obtenido en la experiencia se presentan

a continuación en la figura 6-5, utilizando el software Excel®.

Figura 6- 5. Gráfica de los promedios de las frecuencias del sonido emitido por la

guacharaca con respecto al número de hilos en los trinches.

La mayoría de los estudiantes encontraron el siguiente modelo matemático que describe

la relación entre la frecuencia del sonido emitido por la guachara y el número de hilos de

los trinches, en la cual se observó una pendiente positiva con diferentes inclinaciones, una

de estas ecuaciones es:

𝒇 = 𝟓𝟐𝟗. 𝟏𝟏 ∗ 𝒏 + 𝟐𝟐𝟕𝟔. 𝟔 [6.1]

Dónde f es la frecuencia en Hz y n el número de hilos en el trinche.

Además en la pregunta ¿Considera usted que existe alguna relación entre la frecuencia

emitida por la guachara y el número de hilos del trinche? La mayoría de los estudiantes

respondió después de la experiencia que “la frecuencia del sonido emitido por la

guacharaca aumenta al aumentar el número de hilos en el trinche y el sonido es más

agudo”.

Luego la conclusión del grupo se puede expresar como que: “la frecuencia del sonido

emitido por la guacharaca es directamente proporcional al número de hilos del trinche”.

2744

33673930

43904910

5430

f = 529.11*n + 2276.6

0

1000

2000

3000

4000

5000

6000

0 1 2 3 4 5 6 7

Frec

uen

cia

pro

med

io (

Hz)

Número de hilos en el trinche

Frecuencia (Hz) Vs Número de hilos

4

8




aprendizaje activo N° 2: Frecuencia vs separación de ranuras

Esta guía está en el anexo C, se aplicó con los objetivos que los estudiantes reconocieran

las ondas sonoras emitidas por la guacharaca y describieran la posible relación existente

entre la frecuencia de la onda sonora emitida por la guacharaca y la separación de las

ranuras con la que fue construida.

Para el desarrollo de esta guía, se le solicito a los estudiantes con anterioridad que

construyeran con tubos de PVC de 50 cm de longitud y tres cuartos de pulgada de

diámetro, cuatro guacharacas con ranuras que tuviesen separaciones de 5 mm, 10 mm,

15 mm y 20 mm, además un trinche de tres hilos, como lo muestra la figura 6-6.

Figura 6- 6. Guacharacas de plástico con 5, 10 y 15 mm de separación en sus

ranuras. 20

Después se les formularon a los estudiantes las siguientes predicciones:

Predicción 1. Teniendo presente que la frecuencia del sonido, es el número de

vibraciones por segundo. ¿Cómo cambiará la frecuencia del sonido emitido por las

guacharacas cuando se cambia una de separación de ranuras de 5 mm a otras

guacharacas de ranuras de separación de 10 mm, 15 mm y 20 mm, utilizando el mismo

trinche de cuatro hilos?

Los estudiantes expresaron que la frecuencia del sonido cambia al aumentar la

separación entre las ranuras, sin aclarar la relación que podría existir entre ellas es decir,

20 Imágenes de las guacharacas plásticas utilizadas al realizar la estrategia didáctica.



mayor, menor o igual. Así mismo, otros indicaron que la frecuencia disminuye y un

reducido número de estudiantes dijeron que las frecuencias serán iguales. Unas de las

repuestas dadas por los estudiantes son: “la frecuencia del sonido varía según la

separación de las ranuras”; “será la misma pero se escuchará más suave”; “serán iguales

porque el trinche es el mismo”; “la frecuencia del sonido emitido por la guacharaca

aumenta al aumentar la separación de las ranuras”; “va disminuyendo la frecuencia si va

aumentando la distancia de las ranuras”; “entre menos espacio que halla de línea a línea

más agudo es”.

Predicción 2. ¿Qué espera que suceda al cambiar la guacharaca de unas ranuras de

separación de 5 mm, a otras de mayor separación?, ¿el sonido percibido sea más grave

o agudo? Explique su predicción. Algunas de las repuestas de los estudiantes son: “el

sonido va ser más suave porque a mayor separación el sonido será más grave”; “será

agudo ya que la frecuencia es mayor en un sonido grave” y “a medida que aumenta la

distancia disminuye la frecuencia”. Algunas respuestas se muestran en la figura 6-7.

Figura 6- 7. Desarrollo y repuestas de las predicciones de la guía experimental 2,

sobre frecuencia vs separación de ranuras.

5

0



Realización de la práctica: por ser una experiencia de laboratorio que ofrece mucho ruido

si todos los grupos la realizan simultáneamente, entonces primero se realizó la parte

experimental con un grupo y terminado este lo realizo el siguiente grupo y así

sucesivamente, en la cual los estudiantes midieron las frecuencias de los diferentes

sonidos emitidos por las guacharacas de ranuras de separación de 5 mm, 10 mm, 15 mm

y 20 mm, las cuales fueron anotadas en una tabla de datos, seguidamente observando los

resultados y utilizando la herramienta Excel®, los estudiantes discutieron y contrastaron

las repuestas dadas en las predicciones. El desarrollo de esta actividad se muestra en la

figura 6-8.

Figura 6- 8. Realización de la guía experimental 2: Frecuencia vs separación entre

ranuras. 21

Los estudiantes después de haber ejecutado la experiencia realizaron una síntesis y

conclusiones, respondiendo las siguientes preguntas de las predicciones: ¿cómo cambió

la frecuencia del sonido emitido por las guacharacas cuando se cambió por otras de

ranuras de separación de 5 mm, 10 mm, 15 mm y 20 mm, utilizando el mismo trinche de

cuatro hilos?, ¿La frecuencia del sonido fue aumentando o disminuyendo?, ¿El sonido se

21 Imágenes tomadas por : JOSE MEJIA REALES, realizar la estrategia didáctica.



convierte en grave o agudo? De acuerdo a los resultados de la experiencia de laboratorio,

la mayoría de los alumnos concluyeron que a medida que aumenta la separación de las

ranuras en la guacharaca la frecuencia es menor y el sonido se hace más grave, pero no

definieron la relación directamente o inversamente proporcional, por lo tanto, para ellos no

existe una ecuación matemática que relacione las variables frecuencia y separación de

ranuras.


aprendizaje activo N° 3: Frecuencia vs Diámetro de la

guacharaca.

Esta guía se encuentra el anexo D. El tiempo previsto para el desarrollo de esta guía

experimental fue de 120 minutos, el objetivo de esta actividad consistió en que los

estudiantes describieran la posible relación existente entre la frecuencia de la onda sonora

emitida por la guacharaca y su diámetro. La experiencia se basó en que empleando una

guacharaca construida de PVC con un diámetro de media pulgada y un trinche de tres

hilos se produjeron sonidos midiendo las frecuencias 20 veces en el osciloscopio digital

con la ayuda de un computador y después utilizando otras guacharacas con diámetros de

tres cuartos de pulgada, una pulgada y dos pulgadas, se repite el mismo procedimiento.

La figura 6-9 muestra algunas de las guacharacas utilizadas y una imagen de la práctica

realizada.

Figura 6- 9. Desarrollo de la guía 3: Sobre la relación de la frecuencia con

respecto al diámetro. 22

22 Imagen tomada al realizar la estrategia didáctica por el autor.

5

2



Para el desarrollo de esta guía se formularon las siguientes predicciones:

Predicción 1: Teniendo en cuenta que la frecuencia es el número de vibraciones por

segundo. ¿Cómo cree que va a variar la frecuencia del sonido emitido por la guacharaca

cuando se cambia de una guacharaca de media pulgada de diámetro a otras guacharacas

de diámetros de tres cuartos, una y dos pulgadas? Unas de las repuestas expresadas por

los estudiantes fueron “la frecuencia del sonido emitido por la guacharaca varía al

aumentar el diámetro de la guacharaca”, sin justificar sus repuestas en el sentido que

podría existir una relación entre ellas es decir, mayor, menor o constante. Igualmente otros

estudiantes indicaron que “la frecuencia disminuye si aumenta el diámetro de la

guacharaca” y un reducido número de estudiantes dijeron que “las frecuencias serán

iguales”.

Predicción 2: ¿Se presume que al aumentar el diámetro de las guacharacas, el sonido

percibido sea más agudo o más grave? Explique su predicción. Algunas de las repuestas

de los estudiantes sobre esta predicción fueron: “el sonido va ser más fuerte porque a

mayor diámetro el sonido será más agudo”; “será agudo ya que la frecuencia del sonido

es mayor” y “a medida que aumenta el diámetro disminuye la frecuencia”. El desarrollo de

estas se muestran en la figura 6-10.

Figura 6- 10. Actividad sobre las predicciones de la guía 3: frecuencia respecto al

diámetro. 23




Realización de la práctica: primero realizo la parte experimental un grupo y terminado

este, la realizo el siguiente grupo y así sucesivamente, en la cual los estudiantes midieron

las frecuencias de los diferentes sonidos emitidos por las guacharacas con diferentes

diámetros, seguidamente observando los resultados y utilizando la herramienta Excel®,

discutieron y contrastaron las repuestas dadas en las predicciones.

Los estudiantes después de haber desarrollado la experiencia realizaron una síntesis y

conclusiones, respondiendo las siguientes preguntas orientadoras:

¿Cómo fue la variación de la frecuencia del sonido emitido por las guacharacas cuando se

cambió de una guacharaca de media pulgada a otras de tres cuartos, una y dos pulgadas

de diámetro, utilizando el mismo trinche de tres hilos? De acuerdo con los resultados la

mayoría de los estudiantes determinaron que a medida que los diámetros de las

guacharacas aumentan la frecuencia es menor, pero no definieron la relación directamente

o inversamente proporcional, por lo tanto para ellos no existe una ecuación matemática

que relacione la frecuencia del sonido emitido por las guacharacas con su diámetro.

¿El sonido se convierte en agudo o grave?: Los estudiantes llegaron a un consenso que

el sonido se convierte en grave, porque el número de vibraciones por segundo disminuye.


aprendizaje activo N° 4: Frecuencia vs Material.

Esta guía está en el anexo E. El tiempo previsto para el desarrollo de la guía fue de 120

minutos, el objetivo de esta actividad consistió en que los estudiantes describieran la

posible relación existente entre la frecuencia de la onda sonora emitida por la guacharaca

y el material con el que fue construida. La experiencia se fundamentó en que usando una

guacharaca construida de PVC y un trinche de tres hilos se producen sonidos y las

frecuencias se miden durante 20 veces en un osciloscopio con la ayuda del computador,

luego utilizando otras guacharacas construidas con caña flecha y metálica, pero con las

mismas características separación en las ranuras y el mismo diámetro, se repite el mismo

procedimiento, como lo muestra la Figura 6-11.

5

4



Figura 6- 11. Desarrollo de la guía 4. Frecuencia con relación al material con que es

construida la guacharaca. 24

Para el desarrollo de esta guía se plantearon las siguientes predicciones:

Predicción 1: Teniendo en cuenta que la frecuencia del sonido, es el número de

vibraciones por segundo. ¿Qué acontecerá con la frecuencia del sonido emitido por las

guacharacas cuando se cambia de una guacharaca de PVC a otras guacharacas

construidas de caña flecha y metálica, si todas emiten el sonido utilizando el mismo trinche

de tres hilos? Dentro de las respuestas expresadas por los estudiantes tenemos: “la

frecuencia aumenta cuando se utiliza la guacharaca metálica”; “la frecuencia es menor en

la guacharaca plástica”; “la frecuencia del sonido emitido por las guacharaca varían cuando

se cambia de guachara”, pero no explican sus repuestas y un pequeño grupo de

estudiantes opinan que “la frecuencia no varía”.

Predicción 2: ¿Se presume que al cambiar la guacharaca de caña fecha por una metálica

u otra de PVC, el sonido percibido sea más agudo o más grave? Explique su predicción.

Dentro de las repuestas de los estudiantes a esta predicción se encuentran: “el sonido va

ser más fuerte cuando se coloca la metálica y grave cuando se toca con la plástica”; “la

frecuencia es grave con la plástica y aguda con la metálica”, “la frecuencia de la metálica

es mayor que las otras dos guacharaca”. El desarrollo de actividad se muestra en la figura

6-12.




Figura 6- 12. Predicciones de los estudiantes sobre la frecuencia y el tipo de

material. 25

Realización de la práctica: debido que los grupos no pueden realizar las prácticas

simultáneamente porque se produce interferencia entre los sonidos, esta práctica fue

realizada por un grupo a la vez; los estudiantes midieron las frecuencias de los diferentes

sonidos emitidos por las guacharacas con diferentes materiales. Seguidamente

observando los resultados y utilizando la herramienta Excel®, discutieron y contrastaron

las repuestas dadas en las predicciones.

Después de haber desarrollado la experiencia y socializado con sus compañeros los

resultados, realizaron una síntesis y conclusiones, respondiendo las siguientes preguntas

orientadoras:

1. ¿Qué pasó con la frecuencia del sonido emitido por las guacharacas cuando se cambió

de una guacharaca de PVC a otra guacharaca construida de caña flecha, utilizando el

mismo trinche de tres hilos? Los estudiantes concluyeron que la frecuencia cambia, siendo

mayor la frecuencia cuando suena la guacharaca de caña flecha.

2.¿Qué aconteció con la frecuencia del sonido emitido por las guacharacas cuando se

cambió de una guacharaca de PVC a otra guacharaca metálica, si todas emitieron el

sonido utilizando el mismo trinche de tres hilos?¿El sonido fue agudo o grave?, ¿Fue

aumentando o disminuyendo la frecuencia del sonido? Para esta pregunta los estudiantes

respondieron que la frecuencia en la guacharaca metálica es mayor porque el número de

vibraciones por segundo es mayor, por lo tanto el sonido es agudo.


5

6



3. Realice la gráfica que considere necesaria para representar y explicar sus

observaciones, utilizando el software Excel®. Como las gráficas en Excel de los diferentes

grupos no fue parecidas, los estudiantes solo llegaron a la conclusión que la frecuencia del

sonido emitido por la guacharaca es mayor en la metálica y menor en la plástica, por lo

tanto no se pudo determinar una ecuación matemática que relacioné la frecuencia con el

material con el cual está construida la guacharaca.

6.2.7. Análisis de la prueba pos test – test de salida.

Terminada la estrategia didáctica para el estudio de la frecuencia de las ondas sonoras

emitidas por un instrumento típico de la música vallenata: la guacharaca, se aplicó la

prueba de salida, la cual se encuentra en el anexo F, este cuestionario constó de doce

preguntas de las cuales ocho de estas tienen la misma temática que la realizada en el test

de entrada o diagnóstico. Se adicionaron cuatro preguntas más de profundización de la

temática sobre la frecuencia del sonido emitido por la guacharaca.

El resultado de la prueba de salida se muestra en porcentajes de repuestas correctas e

incorrectas, incluyendo las preguntas de profundización en la figura 6-12.

Figura 6- 13. Porcentaje de respuestas correctas e incorrectas en la prueba de

salida.

0

10

20

30

40

50

60

70

80

90

100

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12

Po

rce

nta

je d

e e

stu

dia

nte

s


Resultados prueba de salida

% CORRECTO % INCORRECTO



Como se puede observar en la gráfica 6-13, la mayoría de estudiantes respondieron

correctamente las preguntas sobre ondas sonoras, cualidades del sonido, instrumentos

musicales y la frecuencia del sonido emitido por la guacharaca en la prueba de salida.

También se puede observar en las preguntas de profundización 8, 9, 10 y 12, sobre la

relación de la frecuencia del sonido emitido por la guacharaca con relación al material,

separación de las ranuras, diámetro de la guacharaca y número de hilos en el trinche, la

mayoría de estudiantes respondieron correctamente en porcentajes de 95%, 70%, 83.3%,

y 83.3%.

Igualmente se presenta la comparación del porcentaje de estudiantes que respondieron

correctamente la prueba diagnóstica o de entrada y la prueba de salida, se evidencia un

incremento en el porcentaje de preguntas correcta en la prueba de salida. Como se

evidencia en la figura 6-14.

Figura 6- 14. Comparación porcentual respuestas correctas prueba de entrada y de salida

El incremento en el porcentaje de estudiantes que contestaron correctamente las

preguntas una vez aplicadas la guías experimentales de aprendizaje activo es notorio,

estas guías permitieron que los estudiantes se afianzaran en los temas de: las cualidades

del sonido, tipos de instrumentos, sonidos graves y agudos, instrumentos típicos de la

0

10

20

30

40

50

60

70

80

90

100

1 2 3 4 5 6 7 8

% INICIAL 30 60 40 40 49 50 40 50

% FINAL 80 85 85 80 90 90 85 95

Po

rcen

taje

de

estu

dia

nte

s


Gráfica porcentajes de respuestas correctas prueba inicial y final

5

8



música vallenata y especialmente en el tema de la frecuencia del sonido emitido por la

guacharaca en donde se pasó del 40% al 83 %, con un incremento de 43 % duplicando su

resultado.

En la gráfica 6-15, se muestra el porcentaje de respuestas correctas de cada estudiante,

en la prueba diagnóstica o inicial en comparación con los resultados de la prueba de salida

o final. Con esto se comprueba la eficacia de la MAA aplicada en cada una de las guías

experimentales; en la cual el estudiante es el eje central en el desarrollo de capacidades

para desarrollar la crítica, fomentar el pensamiento independiente, la colaboración, el

descubrimiento experimental en forma directa, trabajo individual y grupal y fomenta el

debate [15].

Figura 6- 15. Comparación de las respuestas correctas entre las pruebas de entrada y salida por estudiante

0

10

20

30

40

50

60

70

80

90

100

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30

Po

rce

nta

jes

de

re

spu

est

as c

orr

ect

as

Estudiantes

Comparación de las respuestas correctas entre las pruebas de entrada y salida

% INICIAL % SALIDA



En la figura 6-15, se puede evidenciar que en la prueba de salida todos los estudiantes

mejoraron con respecto a la prueba inicial, especialmente los estudiantes 1, 7, 16, 17 y 18

que obtuvieron un incremento aproximado de un 56%, siendo este incremento no solo

porcentual sino también en argumentos, porque en cada actividad los estudiantes

desarrollaban el pensamiento independiente, trabajaron en forma grupal y se fomentaba

el debate en cada una de las temáticas tratadas.

Igualmente comparando los promedios de las pruebas se obtiene que en general el grupo

experimental tenía en la prueba inicial un promedio de 44.88 % en las respuestas correctas

mientras el promedio de la prueba de salida es de 81.53 %, presentando un aumento de

significativo.

6.2.8. Ganancia de Hake.

El cálculo de la ganancia normalizada de Hake se aplicó para cuantificar el aprendizaje

conceptual de los estudiantes en la estrategia confrontando los resultados entre la prueba

inicial y la de salida26, ésta se utiliza para determinar el índice de ganancia < 𝑔 >, en la

evaluación de los grupos en los cuales hay un componente didáctico. Dicho parámetro da

cuenta de la evolución del aprendizaje del estudiante y evita el problema de comparar entre

estudiantes que inician un curso mejor preparados que otros, además permite determinar

si una metodología de enseñanza es eficiente respecto del conocimiento inicial del

estudiante [24].

La ganancia normalizada <𝑔> se define como la razón del aumento del pre-test y el post-

test respecto al valor máximo posible, se determina a partir de los aciertos obtenidos en el

instrumento de evaluación utilizado [25]. Si % < 𝑠𝑖 > corresponde al promedio de

porcentaje de respuestas correctas de la prueba diagnóstico y % < 𝑠𝑓 > corresponde al

promedio obtenido en la prueba de salida, se tiene que la ganancia relativa de aprendizaje

conceptual se determina con la siguiente ecuación:

26 Teniendo en cuenta las 8 preguntas iguales que se realizaron tanto en la prueba de entrada como de salida.

6

0



< 𝑔 > =%<𝑠𝑓>−%<𝑠𝑖>

100−%<𝑠𝑖> [6.2]

Para establecer la ganancia del grupo respecto a los resultados obtenidos en la actividad

diagnóstico y la prueba de salida se utiliza la ecuación [6.2] que permite calcular el

promedio de la ganancia normalizada < �̅� >, a partir del promedio de la ganancia

normalizada de cada uno de los 30 estudiantes del grado undécimo de la institución

educativa CASD Simón Bolívar.

< �̅� >= 1

𝑛∑ 𝑔𝑖

𝑛𝑖=1 [6.3]

Donde 𝑛 es el número de estudiantes a los cuales se les aplicó la prueba de entrada y

salida, y 𝑔𝑖 es la ganancia obtenida por cada estudiante. La ganancia normalizada obtenida

en la ecuación [6. 2] permite categorizar los datos obtenidos en tres zonas de la siguiente

manera: una ganancia de Hake baja se encuentra considerada entre 0.0 𝑦 0.3; una

ganancia de Hake media se encuentra entre 0.3 𝑦 0.7, y una ganancia de Hake alta está

comprendida entre 0.7 𝑦 1.0.

En la tabla 6-2 se presenta: en la columna uno el identificador de los estudiantes, en las

columnas dos y tres el porcentaje de respuestas correctas, tanto en la prueba diagnóstico

como de salida que obtuvo cada estudiante, en la columna cuatro se muestra el valor

calculado para la ganancia de Hake < 𝑔𝑖 > utilizando la ecuación [6.2] (Ganancia

normalizada de cada estudiante) [26]. Además al final de dicha columna aparece el

promedio. En la última columna se presenta la categorización según los parámetros de

Hake.



Tabla 6- 3. Resultado de porcentaje de respuestas correctas obtenidas por cada estudiante- Ganancia de Hake

Estudiantes

(𝒊) % PREST % POST

Ganancia de Hake

(𝒈𝒊)

Zona ganancia de Hake

1 10 70 0.67 Media

2 50 84 0.68 Media

3 40 75 0.58 Media

4 60 86 0.65 Media

5 25 70 0.60 Media

6 45 90 0.82 Alta

7 13 75 0.71 Alta

8 25 85 0.80 Alta

9 70 95 0.83 Alta

10 50 85 0.70 Media

11 37 90 0.84 Alta

12 60 90 0.75 Alta

13 35 85 0.77 Alta

14 45 95 0.91 Alta

15 23 90 0.87 Alta

16 25 85 0.80 Alta

17 35 78 0.66 Media

18 18 90 0.88 Alta

19 55 84 0.64 Media

20 73 95 0.81 Alta

21 65 95 0.86 Alta

22 58 90 0.76 Alta

23 63.2 90 0.73 Alta

24 46 90 0.81 Alta

25 35 90 0.85 Alta

26 45 80 0.64 Media

27 63.3 90 0.73 Alta

28 56 90 0.77 Alta

29 65 90 0.71 Alta

30 56 85 0.66 Media

44.88 86.23 0.75

Analizando los resultados de la tabla 6-2, se puede evidenciar que el promedio de las

respuestas correctas dadas por cada uno de los estudiantes en el test de salida tuvo un

incremento con respecto al test de entrada o diagnóstico en un promedio 41.35 % siendo

bastante significativo.

6

2



Al calcular la ganancia normalizada promedio del grupo de 30 estudiantes del grado

undécimo a los cuales se les aplicó la estrategia didáctica, se obtuvo:

< �̅� >= 1

𝑛∑ 𝑔𝑖

𝑛𝑖=1 =

1

30∑ 𝑔𝑖 = 30

𝑖=11

30× 22.50 = 0.75 [6.4]

El resultado obtenido en la ecuación [6.4] es de 0.75, siendo similar al obtenido en la parte

final de la columna cuatro de la tabla 6-2, por lo tanto se puede evidenciar que la ganancia

normalizada de Hake del grado undécimo se encuentra categorizada dentro de la zona

alta, igualmente como se obtuvo en los resultados en las tablas, gráficas y análisis

realizados anteriormente en la estrategia didáctica.

También se puede evidenciar en los resultados de la tabla 6-2, que 20 estudiantes (que

corresponden al 66.7% del total) están en la zona alta, 10 estudiantes (que corresponden

al 33.3 % del total) están en la zona media y ningún estudiante quedó ubicado en la zona

baja. Con esto se demuestra que todos los estudiantes presentaron avances en sus

resultados y una mayor comprensión de la temática tratada, por lo tanto la MAA utilizada

en la estrategia didáctica, fue eficiente respecto al conocimiento inicial que tenían los

estudiantes del grado undécimo.

6.2.9. Índice de dificultad.

La estrategia didáctica igualmente se puede evaluar realizando un análisis al calcular el

índice de dificultad de las preguntas realizadas a los estudiantes y la ganancia normalizada

de Hake a cada una de la preguntas, el índice de dificultad se determina de la siguiente

manera:

𝑃 =𝑁𝑖

𝑁 [6.5]

Dónde P es el Índice de dificultad, Ni es número de personas que respondieron

correctamente las preguntas y N es el número total de estudiantes que contestaron la

prueba. El índice de dificultad de las preguntas se considera muy difícil (MD) si está entre

(0.00 – 0.35); moderadamente difícil (mD) entre (0.35 – 0.60); moderadamente fácil (mF)

(0.60 – 0.85); y por último muy fácil (MF) si se encuentra entre (0.85 – 1.00) [27].



El resultado del porcentaje de estudiantes que respondieron correctamente cada una de

las ocho preguntas comunes o índice de dificultad y ganancia normalizada de Hake en

cada pregunta teniendo presente la prueba de entrada o diagnóstico y la prueba de salida,

se muestra en la tabla 6-3.

Tabla 6- 4. Resultado del porcentaje de estudiantes que contestaron correctamente cada una de las preguntas - índice de dificultad.

# de la Pregunta % Prest % Post %

Ganancia normalizada de Hake en cada

pregunta Índice de dificultad

Categoría de la pregunta

1 30 80 0.71 0.30 MD

2 60 85 0.75 0.60 mD 3 40 85 0.75 0.40 mD 4 40 80 0.67 0.40 mD 5 49 90 0.80 0.49 mD 6 50 90 0.80 0.50 mD 7 40 85 0.70 0.40 mD 8 50 95 0.90 0.50 mD

Promedio 44.88 86.25 0.77

Teniendo presente los resultados de la tabla 6-3, se puede evidenciar que el promedio de

estudiantes que respondieron correctamente cada pregunta se incrementó en un 41.37 %,

similar a los datos encontrados en la tabla 6-3, donde se hizo el análisis por cada

estudiante. Igualmente utilizando la ecuación [6-2] se encuentra que la ganancia

normalizada de Hake obtenida al analizar cada pregunta es de 0.77, que en concordancia

con lo anterior, se puede categorizar dentro de una zona de ganancia alta, además

teniendo en cuenta el índice de dificultad de las preguntas realizadas en el test de entrada,

se encuentra que hay una pregunta muy difícil (MD), 7 moderadamente difíciles (mD) y

ninguna pregunta en la categoría muy fácil (MF), por lo tanto todas las preguntas

permitieron visualizar el avance real de los estudiantes en cuanto a su aprendizaje.

De hecho como la ganancia normalizada de Hake obtenida para el promedio de

estudiantes es de 0.77 se encuentra dentro de la zona de ganancia alta, manifiesta la

efectividad de la estrategia didáctica respecto del conocimiento inicial que presentaban los

estudiantes.

Finalmente los estudiantes expresaron su opinión sobre la MAA aplicada, expresando que

les gustó porque de esta forma los estudiantes que tienen deficiencia en la temática cuando

6

4



se realiza la discusión en grupo, obtienen obligatoriamente explicación de sus

compañeros, además las clases fueron más participativas y los conceptos de ondas

sonoras, cualidades del sonido, instrumentos musicales y la frecuencia del sonido emitido

por la guacharaca los comprendieron con mayor claridad.

Por ser un instrumento típico de la música vallenata que los estudiantes conviven e incluso

algunos la ejecutan les interesó la frecuencia del sonido emitido por la guacharaca y la

relación existe entre el material, separación de las ranuras, diámetro de la guacharaca y el

número de hilos en un trinche a tal manera que formaron un semillero de investigación

estudiantil desarrollando un proyecto sobre análisis físico de la frecuencia del sonido

emitido por la guacharaca, el cual lo presentaron como trabajo en curso en el XIII

Encuentro Departamental de semilleros de investigación Redcolsi nodo Cesar, obteniendo

un puntaje 98.5 sobre 100, clasificando para participar en el mes de octubre de 2016 en

la ciudad de Cúcuta – Norte de Santander, en el XIX Encuentro Nacional y XIII

Internacional de semilleros de investigación 2016 Redcolsi. Las evidencias de esta

actividad se presentan en el Anexo G. como lo muestra la figura 6-16.

Figura 6- 16. Actividad del semillero de investigación CASD en el Encuentro Departamental de Semilleros de Investigación – Redcolsi.

65 Conclusiones

7. CONCLUSIONES

Una vez diseñada, aplicada y analizada la estrategia didáctica se puede concluir que se

logró realizar el estudio de la frecuencia del sonido emitido por la guacharaca, teniendo

como base la metodología del aprendizaje activo.

Por tanto observando el análisis de los resultados cuantificados utilizando la ganancia

normalizada de Hake para cada estudiante, se evidenció que el 66.7 % de ellos se

encuentran en una zona de ganancia normalizada alta, el 33.3 % en una zona media y

ninguno en la zona de ganancia baja, permitiendo confirmar que la estrategia desarrollada

fue efectiva a nivel individual por el avance presentado en sus aprendizajes. Igualmente

analizando el resultado obtenido de la ganancia Hake del grupo de estudiantes el

promedio fue de <g >̅=0.77 , el cual está en la zona de ganancia alta, demostrando que

la estrategia didáctica fue eficaz para el estudio de las ondas sonoras, características del

sonido y la frecuencia del sonido emitido por la guacharaca, para todo el grupo en

promedio.

Además dado que el porcentaje promedio de las respuestas correctas de cada estudiante

del test inicial respecto al de salida tuvo un incremento del 41.35 % y el porcentaje de los

estudiantes que respondieron correctamente fue de 41.37 % siendo similar, se puede

concluir que hubo un avance significativo en cuanto a las respuestas correctas de los

estudiantes.

En definitiva la implementación y desarrollo de guías experimentales de aprendizaje activo

para determinar la frecuencia del sonido emitido por la guacharaca con relación al número

de hilos en el trinche, separación de las ranuras, diámetro y material con que es construida

la guacharaca, permitió que los estudiantes comprobaran experimentalmente que: (1) al

aumentar el número de hilos en el trinche aumenta la frecuencia del sonido emitido por la

guacharaca, (2) si se aumenta el diámetro de la guacharaca disminuye la frecuencia del

sonido emitido por ella, (3) si se aumenta la separación de las ranuras, disminuye la

frecuencia del sonido emitido por la guacharaca y (4) que la frecuencia del sonido emitido

66

por la guacharaca es más agudo en las guacharacas construidas en metal que en las

guacharacas construidas en plástico y caña flecha.

También se puede concluir que la aplicación de la metodología de aprendizaje activo en

las guías experimentales y el uso de situaciones diferentes con experimentos sencillos y

material de fácil consecución, permite que en los estudiantes crezca su motivación ya que

se vuelven parte activa en su proceso de enseñanza, potencializando el aprendizaje con

respecto a la enseñanza tradicional.

Finalmente se puede concluir que la estrategia didáctica influyó de manera positiva en los

estudiantes ya que teniendo en cuenta las actividades de las guías experimentales se

formó un semillero de investigación para el estudio de las frecuencias del sonido emitido

por la guacharaca, permitiendo así que los estudiantes profundicen en los temas

estudiados.

RECOMENDACIONES

La temática sobre el estudio de la frecuencia del sonido emitido por la guacharaca, se

puede realizar con mayor profundidad utilizando grabaciones del sonido de diferentes

guacharacas e instrumentos de medición más sofisticados, que permitan analizar la

descomposición espectral y la evolución temporal del sonido permitiendo posiblemente

realizar recomendaciones para interpretación de algún tipo ritmo musical.

Bibliografía 67

8. BIBLIOGRAFÍA

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68

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http://www.criticalthinking.org/resources/PDF/SP-Active_and_coop_learning.pdf.

Noviembre 15 d,» 2001. [En línea]. Available: http://www.criticalthinking.org.

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Bogota, Universidad Nacional de Colombia, 2015.

[27] A. CÁRDENAS, «Enseñanza de la radiación electromagnética a través de la

metodología de aprendizaje activo (MAA),» Bogota, Colombia: Universidad

Nacional de Colombia, 2014.

[28] Musica y Matematicas, «http://www.anarkasis.net/pitagoras/720_timbre/,» [En

línea]. Available: http://www.anarkasis.net. [Último acceso: 10 03 2016].

70 Anexos

ANEXOS

|Anexos 71

9. ANEXOS

ANEXO A: PRUEBA DIAGNÓSTICA INICIAL

MINISTERIO DE EDUCACIÓN NACIONAL INSTITUCIÓN EDUCATIVA CASD SIMÓN BOLÍVAR

APROBADA POR RESOLUCIÓN N° 002786 del 20 de noviembre de 2013 EMANADA DE LA SECRETARÍA DE EDUCACIÓN MUNICIPAL

DANE: 120001069246 – NIT.800.031.434-8

GESTIÓN ACADÉMICA - DISEÑO CURRICULAR

AREA: Ciencias Naturales y Educación Ambiental ASIGNATURA: Física

ALUMNO: __________________________________________________ GRADO: ___________

PRUEBA DIAGNOSTICO INICIAL

Objetivo: Establecer los saberes previos de los estudiantes sobre las ondas sonoras y la frecuencia

de la guacharaca.

Las siguientes preguntas constan de cuatro probabilidades de respuesta. Marca con una (x) la que

consideres correcta:

1. Miguel toca la batería y Juan escucha su sonido, como el sonido es una onda que necesita

del aire para propagarse, según el medio de propagación qué clase de onda es el sonido:

Imagen: http://infoblogandrekat.blogspot.com.co/p/fisica.html

a) Electromagnética b) Mecánica c) Transversal. d) Eléctrica

2. En las gráficas se representan las ondas de los sonidos agudos y graves, los sonidos agudos

debe tener :

a) Menor frecuencia, es decir menor número vibraciones por segundo

b) Mayor frecuencia, es decir mayor número de vibraciones por segundo

c) Menor amplitud de onda, es decir menor intensidad

d) Mayor amplitud de onda, es decir mayor intensidad

3. El sonido producido por diferentes instrumentos, aunque toquen (o canten) la misma nota

con la misma intensidad, la onda resultante tiene una forma diferente. Esto ocurre porque

la onda que produce cada instrumento es la suma de la onda del tono principal y otras

72 Anexos

ondas más pequeñas generadas por ésta. La característica del sonido que está asociada al

tipo de instrumento que produce el sonido es:

a) Frecuencia b) Timbre c) Intensidad c) Tono

4. Manuel utiliza para interpretar la frecuencia más baja del espectro de frecuencias en todo

instrumento musical, la cual es la frecuencia fundamental, varios tubos sonoros abiertos

de diferentes longitudes, teniendo en cuenta que la frecuencia depende de la longitud del

tubo, el tubo que tiene la frecuencia fundamental más alta es el tubo B, esto es porque:

A B C

a) La frecuencia es directamente proporcional a la longitud del tubo

b) A mayor longitud del tubo, mayor es la frecuencia fundamental del tubo.

c) La frecuencia es inversamente proporcional a la longitud del tubo.

d) A menor longitud del tubo menor es la frecuencia fundamental del tubo.

5. El primer nivel de clasificación de los instrumentos musicales está dado por el elemento

vibrante que produce el sonido. La guacharaca es un instrumento que se clasifican en:

a) Cordófonos. El elemento vibrante son las cuerdas del instrumento

b) Aerófonos. El elemento vibrante es una columna de aire.

c) Membranófonos. El elemento vibrante es una membrana.

d) Idiófonos. El mismo instrumento es lo que vibra.

6. Para interpretar la música vallenata se utilizan tres instrumentos típicos, los cuales se

muestran en la figura. ¿Cuál de los tres instrumentos musicales para producir el sonido, el

mismo vibra produciendo ondas sonoras al ser raspado.

a) Acordeón b) Caja c) Guacharaca d) Guitarra

7. En el desarrollo del festival vallenato en la Ciudad de Valledupar se exige que la guacharaca

para participar sea de un material de madera de uvita, sin embargo cuando los músicos van

a realizar una presentación fuera del festival en público prefieren la guacharaca construida

en metal. Esto es porque la frecuencia de la guacharaca de metal respecto a la de madera

es:

a) Mayor, es decir realiza más número de vibraciones por segundo.

b) Tiene mayor amplitud la onda producida por la guacharaca de madera.

c) Menor, es decir realiza menos número de vibraciones por segundo.

d) Menor tiempo de duración de la onda producida por la guacharaca de madera.

|Anexos 73

8. Una persona que pertenece a un grupo musical vallenato, utiliza diferentes guacharacas

del mismo material, con diferentes ranuras dependiendo del ritmo folclórico que va

interpretar. Esto se debe porque entre más cerca se encuentra una ranura de la otra en la

guacharaca, se producen :

a) Más número de vibraciones por segundo, el sonido es agudo.

b) Son sonidos de mayor amplitud o más volumen, porque comprimen y rarefactan el aire

en mayor o menor medida.

c) Menos número de vibraciones por segundo, el sonido es grave.

d) Son sonidos de menor amplitud o menor volumen.

74 Anexos

ANEXO B: GUIA EXPERIMENTAL FRECUENCIA VS TRINCHE

MINISTERIO DE EDUCACIÓN NACIONAL SECRETARÍA DE EDUCACIÓN MUNICIPAL VALLEDUPAR – CESAR

INSTITUCIÓN EDUCATIVA CASD SIMÓN BOLÍVAR


AREA: Ciencias Naturales ASIGNATURA: Física GRADO:

XI

GUIA EXPERIMENTAL DE APRENDIZAJE ACTIVO N° 1

INSTRUMENTO TÍPICO DE LA MÚSICA VALLENATA LA GUACHARACA:

FRECUENCIA VS NÚMERO DE HILOS DEL TRINCHE

MANUAL DE PRÁCTICA

1. OBJETIVOS

1.1. Identificar las ondas sonoras emitidas por la guacharaca.

1.2. Describir la posible relación existente entre la frecuencia de la onda sonora emitida por la

guacharaca y el número hilos en un trinche.

2. MATERIALES

Una guacharaca de caña flecha, diferentes trinches construidos con una cantidad de hilos (uno, dos,

tres, cuatro y cinco), un computador portátil, un osciloscopio digital de alta frecuencia, video beam

y software de Excel.

3. PLANTEAMIENTO DEL PROBLEMA.

Utilizando una guacharaca construida de caña flecha y un trinche de un hilo se producen sonidos y

se miden las frecuencias 20 veces en un osciloscopio digital con la ayuda de un computador, luego

se repite cambiando el número de hilos a 2, 3, 4 y 5, como lo muestra la Figura.

|Anexos 75

4. PREDICCIONES INDIVIDUALES.

Se le pide a los estudiantes que realicen las predicciones individuales y sus respuestas las deben

anotar en una hoja. Estas repuestas no serán tenidas en cuenta para la evaluación. En un tiempo de

10 minuto.

a. ¿Cómo cambiará la frecuencia del sonido emitido por la guacharaca cuando se hace sonar

con el trinche de tres hilos?, ¿con el de cuatro hilos?, ¿con el de cinco hilos?

b. Se espera. ¿Qué al aumentar el número de hilos el sonido percibido sea más grave o más

agudo?, Explique su predicción.

5. DISCUSIÓN, REGISTRO Y SOCIALIZACIÓN DE PREDICCIONES GRUPALES: Los

estudiantes realizan discusiones de sus repuestas individuales y luego llegan a un consenso para las

predicciones grupales, después escogen un monitor de cada grupo quien expondrá ante todo el curso

en forma ordenada. Para esto cuenta con 15 minutos aproximadamente.

6. REALIZACIÓN DE LA PRÁCTICA

Por ser una experiencia de laboratorio que ofrece mucho ruido si todos los grupos la realizan

simultáneamente, entonces solo se utilizará un computador con el osciloscopio digital y mediante un

video beam se proyectarán los resultados que van arrojando las frecuencias de los diferentes sonidos

emitidos por la guacharaca utilizando trinches de uno, dos, tres, cuatro y cinco hilos.

Los estudiantes observando la experiencia realizada por el docente, responden las siguientes

preguntas.

1. ¿Cómo cambió la frecuencia del sonido emitido por la guacharaca cuando se hizo sonar con

el trinche de tres hilos?, ¿con el de cuatro hilos?, ¿con el de cinco hilos? el sonido fue agudo

o grave?, fue aumentando o disminuyendo la frecuencia del sonido?

2. Realice las gráficas que considere necesarias para representar y explicar sus observaciones,

utilizando el software Excel.

3. Plantee un modelo matemático que describa la relación entre la frecuencia del sonido

emitido por la guachara y el número de hilos de los trinches.

4. Compruebe su modelo usando al menos dos de los datos obtenidos anteriormente.

5. En cuál de las situaciones anteriores considera que el sonido es agudo o grave

6. Considera usted que existe alguna relación entre la frecuencia emitida por la guachara y el

número de hilos del trinche.

7. De ser necesario replantee su modelo.

7. DESCRIPCIÓN Y REGISTRO DE LOS RESULTADOS:

Teniendo en cuenta la práctica realizada se les pide a los estudiantes que comparen estos resultados

con las predicciones previas y discutan entre ellos estos resultados. Además respondan las demás

preguntas y registren sus repuestas. Para esto dispone de 30 minutos.

8. SÍNTESIS Y DISCUSIÓN: Con la orientación en la discusión por parte del profesor los

estudiantes realizan una síntesis de los conceptos involucrados en la experiencia de

laboratorio sobre la frecuencia de los sonidos emitido por la guachara y los diferentes

trinches, extrapolan los resultados y llegan a las conclusiones finales. Para esto dispone de

15 minutos aproximadamente.

76 Anexos




AREA: Ciencias Naturales ASIGNATURA: Física GRADO: XI



NOMBRE Y APELLIDOS:

_____________________________________________________________

HOJA DE PREDICCIONES -INDIVIDUAL

INSTRUCCIONES: Esta hoja será recogida en cualquier momento por el docente. Escriba su nombre con

el fin de registrar su asistencia y participación. Por favor Tenga en cuenta las instrucciones y recuerde que

sus predicciones no serán tenidas en cuenta para la evaluación, pero son muy importantes para el

desarrollo de la experiencia.

MATERIALES: Una guacharaca de caña flecha, diferentes trinches construidos con una cantidad de hilos

(uno, dos, tres, cuatro y cinco), un computador portátil, un osciloscopio digital de alta frecuencia, video

beam y software de Excel.

DESCRIPCIÓN: Utilizando una guacharaca construida

de caña flecha y un trinche de un hilo se producen sonidos

y se miden las frecuencias 20 veces en un osciloscopio

digital con la ayuda de un computador, luego se repite

cambiando el número de hilos a 2, 3, 4 y 5, como lo

muestra la Figura.

En 10 minutos realice las siguientes predicciones.

Analice las siguientes situaciones:

¿Cómo cambiará la frecuencia del sonido emitido por la

guacharaca cuando se hace sonar con el trinche de tres

hilos?, ¿con el de cuatro hilos?, ¿con el de cinco hilos?

Se espera. ¿Qué que al aumentar el número de hilos el

sonido percibido sea más grave o más agudo? Explique su

predicción.

______________________________________________

Autor: José Manuel Mejía Reales.

|Anexos 77







GRUPO DE TRABAJO:__________________________________________________________

HOJA DE PREDICCIONES - GRUPALES

INSTRUCCIONES: Esta hoja será recogida en cualquier momento por el docente. Escriba los nombres de

los integrantes del grupo con el fin de registrar su asistencia y participación. Por favor Tenga en cuenta las

instrucciones y recuerde que el trabajo en equipo debe ser el consenso de las ideas individuales y los acuerdos

que lleguen sus integrantes, aunque sus predicciones no serán tenidas en cuenta para la evaluación, estas son

muy importantes para el desarrollo de la experiencia.

MATERIALES: Una guacharaca de caña flecha, diferentes trinches construidos con una cantidad de hilos

(uno, dos, tres, cuatro y cinco), un computador portátil, un osciloscopio digital de alta frecuencia, video beam

y software de Excel.

DESCRIPCIÓN: Utilizando una guacharaca construida de

caña flecha y un trinche de un hilo se producen sonidos y se

miden las frecuencias 20 veces en un osciloscopio digital con

la ayuda de un computador, luego se repite cambiando el

número de hilos a 2, 3, 4 y 5, como lo muestra la Figura.



¿Cómo cambiará la frecuencia del sonido emitido por la

guacharaca cuando se hace sonar con el trinche de tres hilos?,

¿con el de cuatro hilos?, ¿ con el de cinco hilos?

Se espera. ¿Qué que al aumentar el número de hilos el sonido

percibido sea más grave o más agudo? Explique su

predicción.____________________________________

_____________________________________________

_____________________________________________

INTEGRANTES:

_______________________________

_______________________________

_______________________________


78 Anexos







HOJA DE RESULTADOS

INSTRUCCIONES: En esta hoja puede escribir sus anotaciones, resúmenes y conclusiones.

Guárdela para su estudio personal una vez realizada la experiencia.

Utilizando una guacharaca construida de caña flecha y un trinche de un hilo se producen sonidos

y se miden las frecuencias 20 veces en un osciloscopio digital con la ayuda de un computador,

luego se repite cambiando el número de hilos en el trinche a 2, 3, 4 y 5.

PREDICCIONES:

1. ¿Cómo cambió la frecuencia del sonido emitido por la guacharaca cuando se hizo sonar con el

trinche de tres hilos?, ¿con el de cuatro hilos?, ¿con el de cinco hilos?, ¿el sonido fue agudo o

grave?, ¿fue aumentando o disminuyendo la frecuencia del sonido?

2. Realice las gráficas que considere necesarias para representar y explicar sus observaciones,

utilizando el software Excel.

3. Plantee un modelo matemático que describa la relación entre la frecuencia del sonido emitido

por la guachara y el número de hilos de los trinches.



6. Considera usted que existe alguna relación entre la frecuencia emitida por la guachara y el

número de hilos del trinche.



|Anexos 79

ANEXO C: GUÍA EXPERIMENTAL FRECUENCIA VS RANURAS







FRECUENCIA VS SEPARACIÓN DE RANURAS

MANUAL DE PRÁCTICA

1. OBJETIVOS

1.1. Reconocer las ondas sonoras emitidas por la guacharaca.

1.2. Describir la posible relación existente entre la frecuencia de la onda sonora emitida por

la guacharaca y el número de ranuras con que es construida.

2. MATERIALES

Guacharacas construidas de plástico (PVC) con ranuras de separación de 5, 10, 15 y 20 mm,

un trinche de tres hilos, un computador portátil, un osciloscopio digital de alta frecuencia,

video beam y software Excel.


Utilizando la guacharaca construida de plástico con unas ranuras separadas 5 mm y el trinche

de tres hilos se producen sonidos y se miden las frecuencias 20 veces en el osciloscopio

digital con la ayuda de un computador, después se repite el mismo procedimiento utilizando

guacharacas con ranuras separadas 10 mm, 15 mm y 20 mm. Como lo muestra la Figura.

80 Anexos






Se le pide a los estudiantes que realicen las predicciones individuales y sus respuestas las

deben anotar en una hoja. Estas repuestas no serán tenidas en cuenta para la evaluación. En

un tiempo de 10 minuto.

a. Teniendo presente que la frecuencia del sonido, es el número de vibraciones por

segundo. ¿Cómo cambiará la frecuencia del sonido emitido por las guacharacas

cuando se cambia una de ranura de 5 mm a otras guacharacas de ranuras de

separación de 10, 15, y 20 mm, utilizando el mismo trinche de tres hilos?

b. ¿Qué espera al cambiar la guacharaca de unas ranuras de separación de 5 mm, a otras

de mayor separación, el sonido percibido será grave o agudo? Explique su

predicción.

5. DISCUSIÓN, REGISTRO Y SOCIALIZACIÓN DE PREDICCIONES

GRUPALES: Los estudiantes realizan discusiones de sus repuestas individuales y luego

llegan a un consenso para las predicciones grupales, después escogen un monitor de cada

grupo quien expondrá ante todo el curso en forma ordenada. Para esto cuenta con 15 minutos

aproximadamente.



simultáneamente, entonces primero realiza la parte experimental un grupo y terminado este

lo realiza el siguiente grupo y así sucesivamente, utilizando un computador con el

osciloscopio digital y los resultados de las frecuencias de los diferentes sonidos emitidos por

las guacharacas de ranuras de separación de 5 mm, 10 mm, 15 mm y 20 mm, son anotadas

en una tabla de datos utilizando la herramienta Excel.

|Anexos 81





XI

Los estudiantes realizando la experiencia, responden las siguientes preguntas.

1. ¿Cómo cambió la frecuencia del sonido emitido por las guacharacas cuando se

cambió por otras de ranuras de separación de 5 mm, 10 mm, 15 mm y 20 mm,

utilizando el mismo trinche de tres hilos? ¿La frecuencia del sonido fue aumentando

o disminuyendo? El sonido se convierte en grave o agudo.


observaciones, utilizando el software Excel.


emitido por las guacharas con ranuras de diferentes separación.



6. Considera usted que existe alguna relación entre las frecuencias emitidas por las

diferentes guacharas y la separación de las ranuras.



Teniendo en cuenta la práctica realizada se les pide a los estudiantes que comparen estos

resultados con las predicciones previas y discutan entre ellos estos resultados. Además

respondan las demás preguntas y registren sus repuestas. Para esto dispone de 30 minutos.

8. SÍNTESIS Y DISCUSIÓN: Con la orientación en la discusión por parte del profesor los

estudiantes realizan una síntesis de los conceptos involucrados en la experiencia de

laboratorio sobre las frecuencias de los sonidos emitido por las diferentes guacharas y la

separación de las ranuras, utilizando un trinche de tres hilos, extrapolan los resultados y

llegan a las conclusiones finales. Para esto dispone de 15 minutos aproximadamente.

82 Anexos






FRECUENCIA VS RANURAS

NOMBRE Y APELLIDOS: ______________________________________________________

HOJA DE PREDICCIONES -INDIVIDUAL

INSTRUCCIONES: Esta hoja será recogida en cualquier momento por el docente. Escriba su nombre con el fin

de registrar su asistencia y participación. Por favor Tenga en cuenta las instrucciones y recuerde que sus

predicciones no serán tenidas en cuenta para la evaluación, pero son muy importantes para el desarrollo de la

experiencia.

MATERIALES: Guacharacas construidas de plástico (PVC) con ranuras de separación de 5 mm, 10 mm, 15

mm y 20 m, un trinche de tres hilos, un computador portátil, un osciloscopio digital de alta frecuencia, video beam

y software Excel.

DESCRIPCIÓN: Utilizando la guacharaca construida de plástico

con unas ranuras separadas 5 m y el trinche de tres hilos se producen

sonidos y se miden las frecuencias 20 veces en el osciloscopio digital

con la ayuda de un computador, después se repite el mismo

procedimiento utilizando guacharacas con ranuras separadas 10 mm,

15 mm y 20 mm. Como lo muestra la Figura.

En 10 minutos realice responda las predicciones. Analice las

siguientes situaciones:

a. Teniendo presente que la frecuencia del sonido, es el número de

vibraciones por segundo. ¿Cómo cambiará la frecuencia del sonido

emitido por las guacharacas cuando se cambia una de ranura de 5 mm

a otras guacharacas de ranuras de separación de 10, 15, y 20 mm,

utilizando el mismo trinche de tres

hilos?_________________________________________________

______________________________________________________

b. ¿Qué espera si al cambiar la guacharaca de unas ranuras de

separación de 5 mm, a otras de mayor separación, el sonido

percibido sea más grave o agudo? Explique su predicción.

Autor: José Mejía Reales.

|Anexos 83







GRUPO DE TRABAJO: ______________________________________________________


INSTRUCCIONES: Esta hoja será recogida en cualquier momento por el docente. Escriba los nombres

de los integrantes del grupo con el fin de registrar su asistencia y participación. Por favor Tenga en cuenta

las instrucciones y recuerde que el trabajo en equipo debe ser el consenso de las ideas individuales y los

acuerdos que lleguen sus integrantes, aunque sus predicciones no serán tenidas en cuenta para la

evaluación, estas son muy importantes para el desarrollo de la experiencia.

MATERIALES: Guacharacas construidas de plástico (PVC) con ranuras de separación de 0.5 cm, 1.0

cm, 1.5 cm y 2.0 cm, un trinche de tres hilos, un computador portátil, un osciloscopio digital de alta

frecuencia, video beam y software Excel.

DESCRIPCIÓN: Utilizando la guacharaca construida de

plástico con unas ranuras separadas 5 mm y el trinche de tres

hilos se producen sonidos y se miden las frecuencias 20 veces

en el osciloscopio digital con la ayuda de un computador,

después se repite el mismo procedimiento utilizando

guacharacas con ranuras separadas 10 mm, 15 mm y 20 mm,

como lo muestra la Figura.

En 10 minutos realice responda las predicciones. Analice las

siguientes situaciones:

a. Teniendo presente que la frecuencia del sonido, es el número

de vibraciones por segundo. ¿Cómo cambiará la frecuencia

del sonido emitido por las guacharacas cuando se cambia una

de ranura de 5 mm a otras guacharacas de ranuras de

separación de 10, 15, y 20 mm, utilizando el mismo trinche

de tres hilos?_____________________________________

_______________________________________________

_______________________________________________

b. ¿Qué espera si al cambiar la guacharaca de unas ranuras de separación de 5 mm, a otras de mayor separación, el sonido percibido sea más grave o agudo? Explique su predicción._________________________________________________________________________________

INTEGRANTES:

_____________________________

_____________________________

_____________________________


84 Anexos







HOJA DE RESULTADOS

INSTRUCCIONES: En esta hoja puede escribir sus anotaciones, resúmenes y conclusiones. Guárdela

para su estudio personal una vez realizada la experiencia.

DESCRIPCIÓN: Utilizando la guacharaca construida de plástico con unas ranuras separadas 5 mm y

el trinche de tres hilos se producen sonidos y se miden las frecuencias 20 veces en el osciloscopio

digital con la ayuda de un computador, después se repite el mismo procedimiento utilizando

guacharacas con ranuras separadas 10 mm, 15 mm y 20 mm .

DESCRIPCIÓN DE RESULTADOS

1. ¿Cómo cambió la frecuencia del sonido emitido por las guacharacas cuando se cambió

por otras de ranuras de separación de 5 mm, 10 mm, 15 mm y 20 mm, utilizando el

mismo trinche de tres hilos? ¿La frecuencia del sonido fue aumentando o

disminuyendo?, ¿El sonido se convierte en grave o agudo?




emitido por las guacharas con ranuras de diferentes separación.




diferentes guacharas y la separación de las ranuras.



|Anexos 85

ANEXO D: GUIA EXPERIMENTAL FRECUENCIA VS DIAMETRO





GUIA EXPERIMENTAL DE APRENDIZAJE ACTIVO N° 3:


FRECUENCIA VS DIAMETRO

MANUAL DE PRÁCTICA

1. OBJETIVOS

1.1. Identificar y describir las ondas sonoras emitidas por un instrumento típico de la música

vallenata: la guacharaca.


la guacharaca y su diámetro.

2. MATERIALES

Guacharacas construidas de plástico (PVC) con diferentes diámetros (media, tres cuartos,

una y dos pulgadas), un trinche de tres hilos, un computador portátil, un osciloscopio digital

de alta frecuencia, video beam y software Excel.


Empleando una guacharaca construida de plástico con un diámetro de media pulgada y un

trinche de tres hilos se producen sonidos midiendo las frecuencias 20 veces en el

osciloscopio digital con la ayuda de un computador. Después utilizando otras guacharacas

con diámetros de tres cuartos, una y dos pulgadas, se repite el mismo procedimiento, como

lo muestra la Figura.

86 Anexos








un tiempo de 10 minutos.

c. Teniendo en cuenta que la frecuencia es el número de vibraciones por segundo.

¿Cómo cree que va a variar la frecuencia del sonido emitido por la guacharaca

cuando se cambia de una guacharaca de media pulgada de diámetro a otras

guacharacas de diámetros de tres cuartos, una y dos pulgadas de diámetros?

d. Se presume que al aumentar el diámetro de las guacharacas el sonido percibido sea

más agudo o más grave?, Explique su predicción.





aproximadamente.




lo realiza el siguiente grupo y así sucesivamente, entonces solo se utilizará un computador

con el osciloscopio digital y mediante un video beam se proyectarán los resultados que van

arrojando las frecuencias de los diferentes sonidos emitidos por las guacharacas de media,

tres cuartos, una y dos pulgadas de diámetros, las cuales son anotadas en una tabla de datos

utilizando la herramienta de Excel.

|Anexos 87





Los estudiantes realizando la experiencia, responden las siguientes preguntas.

9. ¿Cómo fue la variación de la frecuencia del sonido emitido por las guacharacas

cuando se cambia de una guacharaca de media pulgada a otras de tres cuartos, una y

dos pulgadas de diámetro, utilizando el mismo trinche de tres hilos? ¿El sonido fue

agudo o grave?, ¿Fue aumentando o disminuyendo la frecuencia del sonido?



11. Intente plantear un modelo matemático que describa la relación entre la frecuencia

del sonido emitido por las guacharas con diferentes diámetros.


13. ¿En cuál de las situaciones anteriores considera que el sonido es agudo?, ¿En cuál es

grave?

14. ¿Considera usted que existe alguna relación entre las frecuencias emitidas por la

guachara y sus diferentes diámetros?



Teniendo en cuenta la práctica realizada se le pide a los estudiantes que comparen estos



8. SÍNTESIS Y DISCUSIÓN: Con discusión orientada por el profesor, los estudiantes

realizan una síntesis de los conceptos involucrados en la experiencia de laboratorio sobre la

frecuencia emitidas por la guachara y sus diferentes diámetros, utilizando el mismo trinche.

Extrapolan los resultados, sugiriendo situaciones similares que respondan a una situación

similar que relacione el diámetro de un instrumento con la frecuencia del sonido emitido por

él y llegan a las conclusiones finales. Para esto dispone de 20 minutos aproximadamente.

88 Anexos






FRECUENCIA VS DIÁMETRO

NOMBRE Y APELLIDOS: ______________________________________________________

HOJA DE PREDICCIONES -INDIVIDUAL INSTRUCCIONES: Esta hoja será recogida en cualquier momento por el docente. Escriba su nombre con el fin de registrar su asistencia y

participación. Por favor Tenga en cuenta las instrucciones y recuerde que sus predicciones no serán tenidas en cuenta para la evaluación, pero son

muy importantes para el desarrollo de la experiencia.

MATERIALES: Guacharacas construidas de plástico (PVC) con diferentes diámetros (media, tres cuartos, una y dos pulgadas), un trinche de tres

hilos, un computador portátil, un osciloscopio digital de alta frecuencia, video beam y software Excel.

DESCRIPCIÓN: Empleando una guacharaca construida

de plástico con un diámetro de media pulgada y un trinche

de tres hilos se producen sonidos midiendo las frecuencias

20 veces en el osciloscopio digital con la ayuda de un

computador. Después utilizando otras guacharacas con

diámetros de tres cuartos, una y dos pulgadas, se repite el

mismo procedimiento, como lo muestra la Figura.

En 10 minutos realice las siguientes predicciones:


a. Teniendo en cuenta que la frecuencia es el número de

vibraciones por segundo, medida con el osciloscopio

digital. ¿Cómo cree usted que va a variar la frecuencia del

sonido emitido por la guacharaca cuando se cambia de

una guacharaca de media pulgada de diámetro a otras

guacharacas de tres cuartos, una y dos pulgadas de

diámetros?, explique su predicción

_____________________________________________

_____________________________________________

_____________________________________________

b. Se presume que al aumentar el diámetro de las

guacharacas el sonido percibido sea más agudo o será

más grave?, Explique su predicción

______________________________________________

______________________________________________

______________________________________________

______________________________________________


|Anexos 89







GRUPO DE TRABAJO: ______________________________________________________


INSTRUCCIONES: Esta hoja será recogida en cualquier momento por el docente. Escriba su nombre

con el fin de registrar su asistencia y participación. Por favor Tenga en cuenta las instrucciones y recuerde

que sus predicciones no serán tenidas en cuenta para la evaluación, pero son muy importantes para el


MATERIALES: Guacharacas construidas de plástico (PVC) con diferentes diámetros (media,

tres cuartos, una y dos pulgadas), un trinche de tres hilos, un computador portátil, un osciloscopio

digital de alta frecuencia, video beam y software Excel.

DESCRIPCIÓN: Empleando una guacharaca construida de

plástico con un diámetro de media pulgada y un trinche de tres

hilos se producen sonidos midiendo las frecuencias 20 veces en

el osciloscopio digital con la ayuda de un computador. Después

utilizando otras guacharacas con diámetros de tres cuartos, una

y dos pulgadas, se repite el mismo procedimiento, como lo

muestra la Figura.



a. Teniendo en cuenta que la frecuencia es el número de

vibraciones por segundo medida con el osciloscopio digital.

¿Cómo varia la frecuencia del sonido emitido por la guacharaca

cuando se cambia de una guacharaca de media pulgada de

diámetro a otras guacharacas de tres cuartos, una y dos

pulgadas de diámetros?_______________

__________________________________________________

________________________________________________

Se presume que al aumentar el diámetro de las guacharacas el

sonido percibido sea más agudo o más grave?, Explique su

predicción: ________________________________________

_________________________________________________

__________________________________________________

__________________________________________________

INTEGRANTES:

______________________________

______________________________

______________________________

______________________________


90 Anexos





XI

GUIA EXPERIMENTAL DE APRENDIZAJE ACTIVO



HOJA DE RESULTADOS

INSTRUCCIONES: En esta hoja puede escribir sus anotaciones, resúmenes y

conclusiones. Guárdela para su estudio personal una vez realizada la experiencia.

Empleando una guacharaca construida de plástico con un diámetro de media pulgada y

un trinche de tres hilos se producen sonidos midiendo las frecuencias 20 veces en el

osciloscopio digital con la ayuda de un computador. Después utilizando otras guacharacas

con diámetros de tres cuartos, una y dos pulgadas, se repite el mismo procedimiento.

DESCRIPCIÓN DE RESULTADOS:

1. ¿Cómo fue la variación de la frecuencia del sonido emitido por las guacharacas cuando

se cambia de una guacharaca de media pulgada a otras de tres cuartos, una y dos pulgadas

de diámetro, utilizando el mismo trinche de tres hilos?

2. ¿El sonido se convierte en agudo o grave?




emitido por las guacharas con diferentes diámetros.


6. ¿En cuál de las situaciones anteriores considera que el sonido es agudo o grave?

7. ¿Considera usted que existe alguna relación entre las frecuencias emitidas por la

guachara y sus diferentes diámetros? De ser necesario replantee su modelo.


|Anexos 91

ANEXO E: GUÍA EXPERIMENTAL FRECUENCIA vs MATERIAL







FRECUENCIA vs MATERIAL

MANUAL DE PRÁCTICA

1.1. Reconocer las ondas sonoras emitidas por un instrumento típico de la música vallenata:

la guacharaca.


la guacharaca y el material con el que es construida.

2. MATERIALES

Guacharacas construidas de plástico (PVC), caña flecha y metálica, un trinche de tres hilos,

un computador portátil, un osciloscopio digital de alta frecuencia, video beam y software

Excel.


Usando una guacharaca construida de plástico (PVC) y un trinche de tres hilos se producen

sonidos y las frecuencias se miden durante 20 veces en un osciloscopio con la ayuda del

computador, luego utilizando otras guacharacas construidas con caña flecha y metálica, pero

con la misma características separación en las ranuras y el mismo diámetro, se repite el

mismo procedimiento, como lo muestra la Figura.

92 Anexos








un tiempo de 10 minuto.

1. Teniendo en cuenta que la frecuencia del sonido, es el número de vibraciones por

segundo. ¿Qué acontecerá con la frecuencia del sonido emitido por las guacharacas

cuando se cambia de una guacharaca plástica (PVC) a otras guacharacas construidas de

caña flecha y metálica, si todas emiten el sonido utilizando el mismo trinche de tres hilos?

2. Se presume que al cambiar la guacharaca de caña fecha por una metálica u otra plástica

el sonido percibido sea más agudo o más grave? Explique su predicción.





aproximadamente.




lo realiza el siguiente grupo y así sucesivamente, entonces solo se utilizará un computador

con el osciloscopio digital y mediante un video beam se proyectarán los resultados que van

arrojando las frecuencias de los diferentes sonidos emitidos por las guacharacas construidas

de caña flecha, plástico y metal, las cuales son anotadas en una tabla de datos utilizando la

herramienta Excel. Los estudiantes realizando la experiencia y responden las siguientes

preguntas.

|Anexos 93





1. Qué pasó con la frecuencia del sonido emitido por las guacharacas cuando se cambia

de una guacharaca plástica (PVC) a otra guacharaca construida de caña flecha,

utilizando el mismo trinche de tres hilos?

2. ¿Qué aconteció con la frecuencia del sonido emitido por las guacharacas cuando se

cambió de una guacharaca plástica (PVC) a otras guacharacas construidas de caña

flecha y metálica, si todas emitieron el sonido utilizando el mismo trinche de tres

hilos?¿El sonido fue agudo o grave?, ¿Fue aumentando o disminuyendo la frecuencia

del sonido?

3. ¿Qué pasó con el sonido emitido por las guacharacas cuando se hizo sonar con el

mismo trinche de tres hilos, guacharacas con diferentes clases de materiales, la

frecuencia en que material fue mayor o menor?




emitido por las guacharas con el tipo de material que es construida.



diferentes guacharas y el material con el cual es construida.


Teniendo en cuenta la práctica realizada se les pide a los estudiantes que comparen estos



8. SÍNTESIS Y DISCUSIÓN:

Los estudiantes realizan una síntesis de los conceptos involucrados en la experiencia de

laboratorio sobre las frecuencias de los sonidos emitido por las diferentes guacharas y el

material utilizado en su construcción, utilizando un trinche de tres hilos. Extrapolan los

resultados y llegan a las conclusiones finales. Para esto dispone de 15 minutos

aproximadamente.

94 Anexos







NOMBRE Y APELLIDOS: _____________________________________________________

HOJA DE PREDICCIONES –INDIVIDUAL

INSTRUCCIONES: Esta hoja será recogida en cualquier momento por el docente. Escriba su nombre

con el fin de registrar su asistencia y participación. Por favor Tenga en cuenta las instrucciones y recuerde

que sus predicciones no serán tenidas en cuenta para la evaluación, pero son muy importantes para el


MATERIALES: Guacharacas construidas de plástico (PVC), caña flecha y metálica, un trinche de tres

hilos, un computador portátil, un osciloscopio digital de alta frecuencia, video beam y software Excel.

DESCRIPCIÓN: Usando una guacharaca construida de

plástico (PVC) y un trinche de tres hilos se producen

sonidos y las frecuencias se miden durante 20 veces en un

osciloscopio con la ayuda del computador, luego utilizando

otras guacharacas construidas con caña flecha y metálica,

se repite el mismo procedimiento, como lo muestra la

Figura



a. Teniendo en cuenta que la frecuencia del sonido, es el

número de vibraciones por segundo. ¿Qué acontecerá con

la frecuencia del sonido emitido por las guacharacas cuando

se cambia de una guacharaca plástica (PVC) a otras

guacharacas construidas de caña flecha y metálica, si todas

emiten el sonido utilizando el mismo trinche de tres hilos?

____________________________________

_____________________________________________

_____________________________________________

_____________________________________________

b. Se presume que al cambiar la guacharaca de caña fecha

por una metálica u otra plástica el sonido percibido sea más

agudo o más grave?, Explique su predicción.

______________________________________________

______________________________________________

______________________________________________



|Anexos 95



GESTIÓN ACADÉMICA - DISEÑO CURRICULAR AREA: Ciencias Naturales ASIGNATURA: Física

GRADO: XI



GRUPO DE TRABAJO:

______________________________________________________

HOJA DE PREDICCIONES – GRUPALES INSTRUCCIONES: Esta hoja será recogida en cualquier momento por el docente. Escriba su nombre con el fin de

registrar su asistencia y participación. Por favor Tenga en cuenta las instrucciones y recuerde que sus predicciones

no serán tenidas en cuenta para la evaluación, pero son muy importantes para el desarrollo de la experiencia.

MATERIALES: Guacharacas construidas de plástico (PVC), caña flecha y metálica, un trinche de tres hilos, un

computador portátil, un osciloscopio digital de alta frecuencia, video beam y software Excel.

DESCRIPCIÓN: Usando una guacharaca construida de

plástico (PVC) y un trinche de tres hilos se producen sonidos

y las frecuencias se miden durante 20 veces en un

osciloscopio con la ayuda del computador, luego utilizando

otras guacharacas construidas con caña flecha y metálica, se

repite el mismo procedimiento, como lo muestra la Figura



a. Teniendo en cuenta que la frecuencia del sonido, es el

número de vibraciones por segundo. ¿Qué acontecerá con la

frecuencia del sonido emitido por las guacharacas cuando se

cambia de una guacharaca plástica (PVC) a otras

guacharacas construidas de caña flecha y metálica, si todas

emiten el sonido utilizando el mismo trinche de tres

hilos?____________________________________

_________________________________________

b. Se presume que al cambiar la guacharaca de caña fecha

por una metálica u otra plástica el sonido percibido sea más

agudo o más grave?, Explique su predicción.

____________________________

________________________________________________

________________________________________________

________________________________________________

INTEGRANTES:

_________________________

_________________________

_________________________

_________________________


96 Anexos

GUIA EXPERIMENTAL DE APRENDIZAJE ACTIVO

INSTRUMENTO TÍPICO DE LA MÚSICA VALLENATA LA GUACHARACA: FRECUENCIA vs MATERIAL

HOJA DE RESULTADOS

INSTRUCCIONES: En esta hoja puede escribir sus anotaciones, resúmenes y conclusiones. Guárdela para

su estudio personal una vez realizada la experiencia.

Usando una guacharaca construida de plástico (PVC) y un trinche de tres hilos se

producen sonidos y las frecuencias se miden durante 20 veces en un osciloscopio con

la ayuda del computador, luego utilizando otras guacharacas construidas con caña

flecha y metálica, se repite el mismo procedimiento.

PREDICCIONES:

1. ¿Qué pasó con la frecuencia del sonido emitido por las guacharacas cuando se

cambia de una guacharaca plástica (PVC) a otra guacharaca construida de caña flecha,

utilizando el mismo trinche de tres hilos?

2.¿Qué aconteció con la frecuencia del sonido emitido por las guacharacas cuando se

cambió de una guacharaca plástica (PVC) a otras guacharacas construidas de caña

flecha y metálica, si todas emitieron el sonido utilizando el mismo trinche de tres

hilos?¿El sonido fue agudo o grave?, ¿Fue aumentando o disminuyendo la frecuencia

del sonido?

3. ¿Qué pasó con el sonido emitido por las guacharacas cuando se hizo sonar con el

mismo trinche de tres hilos, guacharacas con diferentes clases de materiales, la

frecuencia en que material fue mayor o menor?




emitido por las guacharas con el tipo de material que es construida.



diferentes guacharas y el material con el cual es construida.




GESTIÓN ACADÉMICA - DISEÑO CURRICULAR AREA: Ciencias Naturales ASIGNATURA: Física

GRADO: XI

|Anexos 97

ANEXO F: TEST DE SALIDA

MINISTERIO DE EDUCACIÓN NACIONAL SECRETARIA DE EDUCACION MUNICIPAL VALLEDUPAR - CESAR

INSTITUCIÓN EDUCATIVA CASD SIMÓN BOLÍVAR DANE: 120001069246 – NIT.800.031.434-8


AREA: Ciencias Naturales y Educación Ambiental ASIGNATURA: Física

ALUMNO: _________________________________________ GRADO: ___________

INSTRUMENTO EVALUATIVO

Las siguientes preguntas constan de cuatro probabilidades de respuesta. Marca con una

(x) la que consideres correcta:

1. Mónica toca su flauta y Juan escucha su sonido, como el sonido es una onda que

necesita del aire para propagarse, según el medio de propagación qué clase de

onda es el sonido:

a) Electromagnética b) Transversal. c) Mecánica d) Eléctrica

2. En las gráficas se representan las ondas de los sonidos agudos y graves, los

sonidos agudos debe tener :

e) Menor frecuencia, es decir menor número vibraciones por segundo

f) Menor amplitud de onda, es decir menor intensidad

g) Mayor frecuencia, es decir mayor número de vibraciones por segundo

h) Mayor amplitud de onda, es decir mayor intensidad

98 Anexos

3. El sonido producido por el acordeón, el piano, el violín y la guitarra cuando toquen

la misma canción con la misma intensidad, la onda resultante tiene una forma

diferente. Esto ocurre porque la onda que produce cada instrumento es la suma de

la onda del tono principal y otras ondas más pequeñas generadas por ésta. La

característica del sonido que está asociada al tipo de instrumento que produce el

sonido es:

b) Frecuencia b) Intensidad c) Tono d)

Timbre

4. Un músico utiliza para interpretar la frecuencia fundamental, varios tubos sonoros

abiertos de diferentes longitudes, teniendo en cuenta que la frecuencia depende

de la longitud del tubo, el tubo que tiene la frecuencia fundamental más alta es el

tubo A, esto es porque:

e) La frecuencia es directamente proporcional a la longitud del tubo

f) A mayor longitud del tubo, mayor es la frecuencia fundamental del tubo.

g) La frecuencia es inversamente proporcional a la longitud del tubo.

h) A menor longitud del tubo menor es la frecuencia fundamental del tubo.

5. La clasificación de los instrumentos musicales está dado teniendo presente sus

propiedades. La guacharaca es un instrumento que se clasifican en:

e) Cordófonos. El elemento vibrante son las cuerdas del instrumento

f) Aerófonos. El elemento vibrante es una columna de aire.

g) Membranófonos. El elemento vibrante es una membrana.

h) Idiófonos. El mismo instrumento es lo que vibra.

6. La Música Vallenata es una mezcla de tres culturas la europea, la indígena y la

africana. Los ritmos o aires musicales del vallenato son el paseo, el merengue, la

puya, el son y la tambora. Los cuales son interpretados con los instrumentos, los

cuales se muestran en la figura. ¿Cuál de los instrumentos musicales para producir

el sonido, el mismo vibra produciendo ondas sonoras al ser raspado.

|Anexos 99

b) Acordeón b) Caja c) Guacharaca d) Guitarra

7. En el desarrollo del festival vallenato en la Ciudad de Valledupar se exige que la

guacharaca para participar sea de un material de madera de uvita, sin embargo

cuando los músicos van a realizar una presentación fuera del festival en público

prefieren la guacharaca construida en metal. Esto es porque la frecuencia de la

guacharaca de metal respecto a la de madera es:

e) Es mayor porque realiza más número de vibraciones por segundo y el sonido

es agudo.

f) Tiene mayor amplitud la onda producida por la guacharaca de madera.

g) Es menor porque realiza menos número de vibraciones por segundo y el sonido es

grave.

h) Tiene menor tiempo de duración la onda producida por la guacharaca de metálica.

Las preguntas 8 - 12 se refieren a la siguiente ilustración, en donde una persona

experimenta, midiendo la frecuencia de diferentes guacharacas con un osciloscopio digital

y la ayuda de un pc.

8. Si utiliza una guacharaca construida de caña flecha y un trinche de un hilo se

producen sonidos emitidos por la guacharaca, cuya frecuencia se pueden medir en

un osciloscopio, como lo muestra la Figura anterior. La frecuencia del sonido

emitido por la guacharaca cambia cuando se aumenta el número de hilos en el

trinche, teniendo la separación entre las ranuras y el material con la cual está

construida la guacharaca constante. Esto se debe porque:

100 Anexos

e) El número de vibraciones por segundo, disminuye al aumentar el número de

hilos en el trinche.

f) La frecuencia aumenta, porque aumenta el número de vibraciones por

segundo.

g) El número de vibraciones por segundo, permanece constante.

h) Se producen menos número de vibraciones por segundo, el sonido es grave.

9. Si ahora utiliza una guacharaca construida de plástico con unas ranuras separadas

0.5 cm y el trinche de tres hilos. ¿Cómo cambiará la frecuencia del sonido emitido

por las guacharacas cuando se cambia por otras guacharacas de ranuras de mayor

separación, teniendo constante el material y el mismo trinche de tres hilos?

a) La frecuencia aumenta, al aumentar la separación entre las ranuras.

b) Al aumentar la separación entre las ranuras, la frecuencia disminuye y el

sonido es grave.

c) La frecuencia permanece constante, porque el número de vibraciones por

segundo también permanece constante.

d) La frecuencia disminuye y el sonido se vuelve más agudo

10. Si la persona emplea una guacharaca construida de plástico con un diámetro de

media pulgada y un trinche de tres hilos. Cómo es la variación de la frecuencia del

sonido emitido por las guacharacas cuando se va aumentando los diámetros de las

guacharacas, utilizando el mismo material y el mismo trinche de tres hilos?

a) El número de vibraciones por segundo aumenta y la gráfica de frecuencia

contra diámetro de la guacharaca, tiene una pendiente positiva.

b) El número de vibraciones por segundo disminuye y la gráfica de

frecuencia contra diámetro de la guacharaca, tiene una pendiente

negativa.

c) El número de vibraciones por segundo, permanece constante.

d) El sonido se vuelve más agudo, porque el número de vibraciones por segundo

aumenta.

11. El sonido es un fenómeno vibratorio transmitido en forma de ondas mecánicas

senoidales y dependiendo del número de vibraciones por segundo, se puede

convertir en una contaminación auditiva, pero los ruidos más fuertes son los más

perjudiciales porque dañan los oídos, estos se puede clasificar como:

|Anexos 101

a) Sonido grave porque tiene bajo el número de vibraciones por segundo.

b) Perjudicial porque la amplitud de la onda es pequeña.

c) Sonido agudo porque tiene alto el número de vibraciones por segundo.

d) Sonido infrasonido porque tiene bajo el número de vibraciones por segundo.

12. La frecuencia del sonido es el número de vibraciones por segundo, el siguiente

grafico muestra como varia la frecuencia de una guacharaca con respecto al

número de hilos de un trinche. Según el grafico se puede afirmar que:

a) La frecuencia disminuye a medida que aumenta el número de hilos en el trinche.

b) La pendiente de la recta es positiva porque aumenta la frecuencia a medidas

que aumenta el número de hilos en el trinches.

c) La frecuencia aumenta a medida que disminuye el número de hilos en el trinche.

La frecuencia permanece constante con todos los hilos.

27443367

39304390

49105430

y = 529,11x + 2276,6

0

1000

2000

3000

4000

5000

6000

0 2 4 6 8

Fre

cue

nci

a

Numero de hilos en el trinche

Grafica Frecuencia Vs Numero de hilos

102 Anexos

ANEXO G: AVAL PARA PARTICIPAR EN EL XIX ENCUENTRO NACIONAL Y XIII

INTERNACIONAL DE SEMILLEROS DE INVESTIGACION

|Anexos 103

ESTRATEGIA DIDÁCTICA PARA EL ESTUDIO DE LA FRECUENCIA DE ...

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