3 FISICA I

FÍSICA I Cuadernillo de actividades de aprendizaje

ASIGNATURACuadernillo de Actividades de Aprendizaje

©Secretaría de Educación Pública. México, junio de 2010. Subsecretaría de Educación Media Superior. Dirección General del Bachillerato DCA, DSA

ISBN: En trámite Derechos Reservados

Derechos Reservados ©Número de registro en trámite

2010 Secretaría de Educación Pública/Dirección General del BachilleratoJosé María Rico 221 Col. del Valle 03100 Delegación Benito Juárez

ISBN en trámite

Cuadernillo de actividades de aprendizaje / Física I

Dentro del marco de la Reforma Educativa en la Educación Básica y Media Superior, La Dirección General del Bachillerato incorporó en su plan de estudios los principios básicos de la Reforma Integral de la Educación Media Superior (RIEMS), cuyos propósitos son consolidar la identidad de este nivel educativo en todas sus modalidades y subsistemas que permitan, además, una educación pertinente para el alumnado que posibiliten que establezcan una relación entre la escuela y su entorno, acorde con los contextos social, histórico, cultural y globalizado que actualmente vivimos.

A través de nuestros sentidos percibimos cambios en el mundo que nos rodea; muchos de esos cambios son estudiados por la física, que busca explicarlos y predecirlos. Dentro de ellos podemos agrupar los relacionados con el movimiento, el calor, la luz, el sonido, la electricidad, el magnetismo y las propiedades de la materia.

También muchos de los aparatos que estamos acostumbrados a ver y usar son resultado de la aplicación de la física, como la lámpara, el interruptor, la radio, la licuadora, el auto, etc. Además, si queremos explicar algunas actividades cotidianas como sentarnos o correr, necesitamos el auxilio de la física ¡la física está en todas partes!

Si tratamos de explicar los cambios que ocurren en la naturaleza, podemos considerar que la física es tan antigua como la propia humanidad. Sin embargo durante siglos los conocimientos de física se movieron básicamente dentro del terreno de la especulación, llegando a conclusiones que poco o nada tenían de científicas. En efecto, la física, entendida como el conjunto organizado de teorías, leyes y métodos que hoy se conocen y que vamos a estudiar, puede considerarse como una ciencia relativamente moderna, cuyo nacimiento se ubica en el siglo XVI.

El interés por la física no se apoya únicamente en la búsqueda de respuestas a los cambios que ocurren en la naturaleza, sino en otras necesidades prácticas que han hecho más cómoda nuestra existencia. En efecto, desde el comienzo de su historia, el ser humano comprendió que si era capaz de desentrañar el origen de los fenómenos naturales en que vivía inmerso, podría manejarlos para su beneficio.

A lo largo de su historia, la física ha proporcionado al hombre un conocimiento cada vez mayor del mundo que le rodea y una tecnología que hace que su vida sea cada vez más segura y cómoda pero ¿Qué es la física?

La física es una ciencia natural cuyo propósito consiste en la formulación de leyes y teorías que predicen y explican el comportamiento y la relación entre la materia y la energía. También estudia las distintas formas de energía y sus transformaciones, es una ciencia natural dedicada a la comprensión de algunos fenómenos naturales que ocurren en nuestro universo, basada en observaciones experimentales y mediciones.

Se trata de una actividad que se ha desarrollado con el trabajo de muchas personas de diferentes países y épocas. Es una ciencia que ha contribuido al desarrollo tecnológico y a la evolución de otras ciencias.

Para facilitar su manejo, todos los Cuadernillos de Actividades de Aprendiza je están estructurados a partir de cuatro secciones en cada bloque de aprendizaje:

¿Qué voy a aprender? Se describe el nombre y número de bloque, las unidades de competencia a desarrollar, así como una breve explicación acerca de lo que aprenderás en cada bloque.

Desarrollando competencias. En esta sección se presentan las actividades de aprendizaje para desarrollar las competencias señaladas en el programa de estudios, para lo cual es necesario tu compromiso y esfuerzo constantes por aprender, ya que se implementan actividades que tendrás que ir realizando a lo largo del curso: en forma individual, en binas o parejas, en equipos o en forma grupal. Dichas actividades van enfocadas a despertar en ti el interés por investigar en diferentes fuentes, para que desarrolles habilidades y destrezas que pro picien tu aprendizaje.

¿Qué he aprendido? En esta sección te presentamos actividades de consolidación o integración del bloque que te permitirán verificar cuál es el nivel de desarrollo de las competencias que posees en cada bloque de aprendizaje.

PRESENTACIÓN

A lo largo del Cuadernillo podrás encontrar señaladas, a través de viñetas, estrategias de organización del trabajo o de evaluación como los siguientes:

Quiero aprender más. En esta sección la consulta de diversas fuentes de información actualizadas, que son importantes para complementar y consolidar lo aprendido. Es por ello que encontrarás varias sugerencias de estos materiales, los cuales serán el medio a través del cual podrás investigar y descubrir otros asuntos y tópicos por aprender.

Como podrás darte cuenta, acabamos de presentarte un panorama general de la asig natura y las características de los Cuadernillos de Actividades de Aprendizaje. Ahora sólo falta que tú ini cies el estudio formal de Física I, para lo cual te deseamos:

¡MUCHO ÉXITO¡

Trabajo en pareja

Trabajo en equipo

Trabajo en grupo

Coevaluación

Autoevaluación

Potafolios de evidencia

Ideas 0 sugerencias


Bloque IRelaciona el conocimiento científico y las magnitudes físicas

como herramientas básicas para entender los fenómenos naturales.

Bloque IIIdentifica las diferencias entre los distintos tipos de movimientos.

Bloque IIIComprende la utilidad práctica de las Leyes del Movimiento

de Isaac Newton.

Bloque IVRelaciona el trabajo con la energía.

ÍNDICE

6

22

41

52

6

El hombre siempre ha sentido curiosidad por el mundo que le rodea y ha buscado el modo de imponer orden en ante la diversidad de los fenómenos naturales. El estudio de la física se desarrolló agrupando fenómenos relacionados con el sentido con que se percibieron. Así surgieron las diferentes áreas de la física que se agrupan bajo el nombre de Física Clásica.

Por otra parte, el vertiginoso desarrollo de la física en este siglo provocó el surgimiento de nuevas áreas, como la física nuclear, la física del estado sólido, la física relativista, la física atómica, etc. Todas ellas agrupadas bajo el nombre de física moderna.

Es importante hacer notar que estas áreas o ramas de la física están relacionadas entre si mediante un pequeño número de leyes y teorías. De manera que, con la participación de todas sus áreas, la física nos permite adquirir una comprensión más completa de la naturaleza.

Por lo anterior en este Bloque I empezaremos desde identificar el método que han utilizado muchos investigadores para realizar grandes descubrimientos, pasando por reconocer las unidades con las que se trabaja en física y su relación con los sistemas de medición, y terminando con un concepto muy importante para la física, los vectores.

RELACIONA EL CONOCIMIENTO CIENTÍFICO Y LAS MAGNITUDES FÍSICAS COMO HERRAMIENTAS BÁSICAS PARA ENTENDERLOS FENÓMENOS NATURALES.

¿Qué voy a aprender?

BLOQUE I

UNIDAD DE COMPETENCIA

Utiliza los métodos necesarios, así como las magnitudes fundamentales, derivadas, escalares y vectoriales que le permitan

comprender, conceptos, teorías y leyes de la Física, para explicar los fenómenos físicos que ocurren a nuestro alrededor.


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La Física es una ciencia dinámica y actual. En virtud de ello ha logrado cosechar avances extraordinarios, que se han traducido en aplicaciones tecnológicas de gran utilidad para la vida de la especie humana. Por ello, estudiar Física es una oportunidad maravillosa de asomarnos al funcionamiento de la naturaleza, para entenderla lo mejor posible y, a partir de ese entendimiento, ayudarle a que siga funcionando para conservar la vida de todas las especies que habitamos el planeta azul.

MÉTODO CIENTÍFICO

La elaboración de leyes físicas se basa en el postulado de que la naturaleza es explicable. El modo de operar del físico tiene dos vertientes: primero, reúne y analiza observaciones y medidas; después, imagina un modelo que no sólo le permita describirlas, sino también hacer predicciones que posteriormente se confrontaran con la experiencia. Este proceder paso a paso, con su ir y venir entre la imaginación y el mundo real, permite perfeccionar cada vez más las teorías físicas.

Lo que ha permitido a la física llegar al nivel actual ha sido el conjunto de técnicas de orden práctico, los hechos empíricos y las leyes que se han descubierto, perfeccionando y ampliado a lo largo de la historia del hombre. Para esto el hombre ha empleado diversos procedimientos, como el método científico.

Los científicos cuyas investigaciones tuvieron éxito anotaron la manera en que obtuvieron los resultados. Otros, después de ellos, analizaron tales procesos y justificaron su eficacia. De esta manera, tales procedimientos se transformaron gradualmente en lo que se conoce como método científico. A los científicos Galileo Galilei, Francis Bacon y René Descartes se les considera los fundadores del método.

En realidad no existe el método científico concebido como una receta que al aplicarse a cualquier problema, garantice su solución. Tampoco puede negarse que los científicos trabajan de acuerdo con ciertas reglas generales que a través de la experiencia han demostrado ser útiles.

Realiza una investigación acerca del método científico, cómo se lleva a cabo, cuáles son los pasos a seguir y cómo se aplica, elabora un cuadro sinóptico con la información que recabes.

En plenaria elijan a un representante del grupo para que en el pizarrón apunte los puntos más importantes de la información que vayan comentando y elaboren de forma individual una nota que concentre las ideas más importantes para ustedes sobre el método científico.

MAGNITUDES

Es posible medir algunos atributos o cualidades de las personas, animales, objetos y sustancias como la masa, el volumen, la temperatura, el peso, etc. La física es la ciencia que se encarga entre otras cosas, de los atributos medibles de los cuerpos.

En física denominamos magnitud física a cualquier característica de los cuerpos que es posible medir. Las magnitudes se han clasificado en magnitudes Fundamentales y magnitudes Derivadas.

Busca en la bibliografía que tengas a tu alcance cuáles son las definiciones de cada una, sus diferencias y quienes las conforman en el Sistema Internacional SI.

Magnitud Fundamental

Definición:

Desarrollando competencias

Bloque uno

8

Magnitud Derivada

Definición:

En parejas completa los siguientes cuadros, de acuerdo a lo que investigaste con anterioridad. Al finalizar intercambien respuestas con otra pareja para que cada uno revise y evalué un ejercicio diferente al que elaboraron.

MAGNITUD FUNDAMENTAL SÍMBOLO UNIDAD BÁSICALongitud

Kgs

AmpereTemperatura

molcandela

M A G N I T U D DERIVADA

NOMBRE DE LA UNIDAD DERIVADA

SÍMBOLO EXPRESADAS EN UNIDADES DEL SI.

FrecuenciaN

PascalN*m

PotenciaCoulombVolt

CapacitanciaΩ

SiemensWb

2Wb

mFlujo Luminosolux

Medir ha sido siempre una necesidad para el hombre. La medición es una de las nociones que la ciencia ha tomado del sentido común la cual surgió a partir de la comparación, porque hacemos comparaciones desde las muy sencillas y naturales hasta comparaciones expresadas en términos de medidas numéricas precisas.

Medir una cantidad es compararla con otra cantidad de la misma magnitud tomada como referencia. En la antigüedad, las unidades de medida se definían arbitrariamente y variaban de un país a otro. Esto dificultaba las transacciones comerciales y el intercambio científico entre las personas y las naciones.

Esto motivo a los científicos a proponer patrones de medida definidos con mayor rigor y que deberían ser reconocidos y adoptados mundialmente. Así surgió el Sistema Métrico Decimal que hasta nuestros días sigue vigente.

Comenta tus compañeros y responde las siguientes preguntas:

¿En qué se basaron para establecer un sistema Decimal?

¿Cuál es la unidad patrón que eligieron para la longitud?

¿Para qué sirven y cómo se usan los prefijos de los múltiplos?


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Completa la siguiente tabla que tiene que ver con los prefijos de múltiplos y submúltiplos usados en Sistema Métrico Decimal

PREFIJO SÍMBOLO VALORMúltiplosTeraGigaMegaKiloHectoDecaSubmúltiplosDeciCentiMiliMicroNanoPico

Las definiciones de las unidades evolucionaron para poder seguir los progresos de la técnica. Así en 1960 durante la 11ª. Conferencia General de Pesas y Medidas, se elaboró tomando como base el Sistema Métrico Decimal, un nuevo sistema denominado Sistema Internacional de Unidades S.I.

En la actualidad este sistema es aceptado mundialmente. Pero no es el único, existen otros dos.

El Sistema Cegesimal de unidades, también llamado Sistema CGS o Sistema Gausiano, es un sistema de unidades basado en el centímetro, el gramo y el segundo. Su nombre se deriva de las letras iníciales de estas tres unidades. Ha sido casi totalmente reemplazado por el Sistema Internacional de unidades, aunque todavía continua en uso: muchas de las formulas de electromagnetismo son más simples en unidades CGS, una gran cantidad de libros de física las usan y, en muchas ocasiones, son más convenientes en un contexto en particular. Las unidades CGS se emplean con frecuencia en astronomía.

Fuente: http://www.babylon.com/definition/Sistema_Cegesimal_de_Unidades/Spanish

El Sistema Inglés de unidades son las unidades no-métricas que se utilizan actualmente en los Estados Unidos y en muchos territorios de habla inglesa (como en el Reino Unido). Este sistema se deriva de la evolución de las unidades locales a través de los siglos, y de los intentos de estandarización en Inglaterra. Las unidades mismas tienen sus orígenes en la antigua Roma. Hoy en día, estas unidades están siendo lentamente reemplazadas por el Sistema Internacional de Unidades.

Fuente: http://genesis.uag.mx/edmedia/material/fisica/introduccion9.htm

Organízate en parejas y busca cuáles son las unidades en otros sistemas de medidas para completar el siguiente cuadro.

MAGNITUDES SISTEMA INTERNACIONAL CGS SISTEMA INGLESLongitudMasaTiempoÁreaVolumenVelocidadAceleraciónFuerzaTrabajoPotenciaPresión

Bloque uno

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En la vida diaria puedes emplear diversas unidades para medir la misma magnitud. Para medir el tiempo que tarda tu compañero en correr cierta distancia empleas el segundo, pero para medir el tiempo que vive empleas los años. Así, al emplearse diversas unidades en ocasiones es necesario convertir la cantidad expresada en una unidad determinada en otra.

En la conversión de unidades es suficiente ejecutar una operación aritmética:

Basta con multiplicar la cantidad que se desea cambiar por un factor de conversión.

Fuente: http://www.bccba.com.ar/bcc/images/00000758_Unid.%20de%20medida%20y%20sus%20equivalencias.pdf

EQUIVALENCI AS EN MEDI DAS DE DIS TANCIA

1 MILLA1 MILLA MARINA1 LEGUA1 YARDA1 PIE1 PULGADA

1.609,3 Mts.1852 Mts.

5.572,7 Mts.91,44 Cmts.30,48 Cmts.

2,54 Cmts.

EQUIVALENCI AS EN MEDI DAS DE SUPERFICI E

1 HECTAREA1 AREA1 ACRE

10.000 M2100 M2

0,4047 Ha.

EQUIVALENCIAS EN MEDI DAS DE PESO

1 TONELADA1 QUINTAL1 ARROBA1 BUSHEL DE TRIGO, SOJA o ALFALFA1 BUSHEL DE SORGO o MAIZ DESGRANADO1 BUSHEL DE ESPIGAS DE MAIZ1 LIBRA1 ONZA1 ONZA TROY1 QUILATE

1.000 Kgs.100 Kgs.

15 Kgs.27,216 Kgs.

25,402 Kgs.31,752 Kgs.453,59 Grs.28,35 Grs.31,10 Grs.0,20 Grs.

EQUIVALENCIA S EN MEDID AS DE CA PACIDAD

1 GALON (Us gallon)1 GALON (Imperial)1 BARIIL

3,785 Lts.4,54 Lts.

159,18 Lts.


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Para realizar conversiones necesitamos antes su equivalencia, te presentamos las equivalencias más usadas pero no son las únicas, te recomendamos que busques y practiques con las que hacen falta.

Veamos cómo se usan estas equivalencias en el siguiente ejemplo.

Convierte 3 metros a yardas

La equivalencia a utilizar seria 1 91.44 .9144yd cm m= =

Pero el factor de conversión seria 1

.9144yd

m

Entonces si efectuamos la multiplicación de la unidad inicial por nuestro factor de conversión el resultado sería:

1 3 m yd3 3.28.9144 .9144 m

ydm ydm

= =

A partir de este razonamiento, es fácil comprender que es válido multiplicar cualquier medida por un factor de conversión.

Realiza las siguientes conversiones y al terminar compara tus respuestas con el resto de tu grupo.

1) 100 yardas a metros 6) 7.5 litros a galones

2) 35 kilogramos a Libras 7) 25 libras a kilogramos

3) 4 galones a litros 8) 4.9 pies a centímetros

4) 15 cm a pulgadas 9) 70 m/s a km/hrs

5) 30 Km/hr a m/s 10) 27 kg a onzas

Ya que has terminado asígnate un punto por cada conversión correcta que hayas realizado.

Si tienes de 8 a 10 conversiones correctas ¡Felicidades! aprendiste bien el tópico.

Si tienes de 5 a 7 conversiones correctas ¡Bien! Identifica cuáles fueron tus errores y aprende de ellos.

Si tienes menos de 5 conversiones correctas ¡Repasa! De nueva cuenta el tópico, y realiza otra vez el ejercicio con el fin de que identifiques cuáles fueron tus fallos y puedas corregirlos.

La física estudia las cosas que se pueden medir. Lo que se puede medir depende en cualquier momento de la tecnología con que se disponga. En la vida diaria empleamos algunos instrumentos como el reloj, la regla, la balanza, etc. El hombre ha diseñado, construido y manipulado una gran cantidad de instrumentos de medición.

Indaga acerca de los instrumentos de medición, cómo se les llama, qué unidad miden, cómo se usan y cómo son físicamente, consigue 3 instrumentos y preséntalos ante tu grupo y da una breve explicación de sus usos.

Bloque uno

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ERRORES EN LAS MEDIDAS DIRECTAS

La precisión de una medida depende del instrumento de medida, del objeto a medir y de la pericia del operario. El origen de los errores de medición es muy diverso, pero podemos distinguir:

Errores sistemáticos: son los que se producen siempre, suelen conservar la magnitud y el sentido, se deben a desajustes del instrumento, desgastes etc. Dan lugar a sesgo en las medidas.

Errores aleatorios: son los que se producen de un modo no regular, variando en magnitud y sentido de forma aleatoria, son difíciles de prever, y dan lugar a la falta de calidad de la medición.

Error absoluto: el error absoluto de una medida es la diferencia entre el valor real de una magnitud y el valor que se ha medido. Para conocerlo se usa la siguiente fórmula:

( )i

a

x xE

n

∑ −=

Donde:

aE = error absoluto o imprecisión

∑= sumatoria

ix = medida obtenida

x = media aritmética de todas las medidas tomadas, o sea un promedio de los datos obtenidos.

x x− = Valor absoluto de la diferencia entre la media y la media aritmética

n = total de medidas tomadas

Supongamos que se han tomado las siguientes medidas de la longitud de un objeto:

No. Longitud (cm)

1

2

3

4

5

10.45

10.40

10.39

10.44

10.41


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La media aritmética de las medidas se calcula como si sacáramos un promedio:

10.45 10.40 10.39 10.44 10.41 10.4185

x + + + += =

Con este valor podemos determinar el error absoluto para cada medida.

( ) 10.45 10.418 10.40 10.418 10.39 10.418 10.44 10.418 10.41 10.4185

ia

x xE

n

∑ − − − − − −= = =

0.0216aE =

El error absoluto indica el grado de aproximación y da un indicio de la calidad de la medida. El conocimiento de la calidad se complementa con el error relativo.

Error relativo: es la relación que existe entre el error absoluto y la magnitud medida, es adimensional, y suele expresarse en porcentaje.

0.0216 0.00210.418

aR

EEx

= = =

Se puede dar en % de error relativo. En efecto, si cometemos un error absoluto de un metro al medir la longitud de un estadio de futbol de 100 m y también un metro al medir la distancia Ciudad de México - Guadalajara, de aproximadamente 570,000 m, el error relativo será 1/100 (1%) para la medida del estadio y 1 /570,000 para la distancia Ciudad de México - Guadalajara. Tiene mucha más calidad la segunda medida.

Realiza la siguiente actividad en equipos de 4 personas.

Necesitaras instrumentos de medición para longitudes como una regla, una cinta métrica, calibre, escalímetro, micrómetro, etc.

Mide el largo, ancho y grosor de tu banca, pizarrón, escritorio o algún otro tipo de mobiliario común en centro educativo con cada uno de los instrumentos que tengas.

Anota tus mediciones en tu cuaderno.

¿Todos te dieron la misma medida? ¿Cuáles fueron las diferencias? En caso de encontrar diferencias ¿Cómo las explicarían?

Al finalizar, de manera aleatoria, selecciona a uno de tus compañeros para que vaya anotando las respuestas en el pizarrón, recuerda que puedes participar activamente, complementando en caso de ser necesarias las respuestas que se van anotando.

Bloque uno

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MAGNITUDES ESCALARES Y VECTORIALES

Frente a aquellas magnitudes físicas, tales como la masa, la presión, el volumen, la energía, la temperatura, etc.; que quedan completamente definidas por un número y las unidades utilizadas en su medida, aparecen otras, tales como el desplazamiento, la velocidad, la aceleración, la fuerza, el campo eléctrico, etc., que no quedan completamente definidas dando un dato numérico, sino que llevan asociadas una dirección. Estas últimas magnitudes son llamadas vectoriales en contraposición a las primeras que son llamadas escalares.

Las magnitudes escalares quedan representadas por el ente matemático más simple: un número. Las magnitudes vectoriales quedan representadas por un ente matemático que recibe el nombre de vector.

Vectores

Un vector es todo segmento de recta dirigido en el espacio. Cada vector posee unas características que son:

Origen: O también denominado Punto de aplicación. Es el punto exacto sobre el que actúa el vector.

Módulo: Es la longitud o tamaño del vector. Para hallarla es preciso conocer el origen y el extremo del vector, pues para saber cuál es el módulo del vector, debemos medir desde su origen hasta su extremo.

Dirección: Viene dada por la orientación en el espacio de la recta que lo contiene.

Sentido: Se indica mediante una punta de flecha situada en el extremo del vector, indicando hacia qué lado de la línea de acción se dirige el vector.

Hay que tener muy en cuenta el sistema de referencia de los vectores, que estará formado por un origen y tres ejes perpendiculares. Este sistema de referencia permite fijar la posición de un punto cualquiera con exactitud.

El sistema de referencia que usaremos, como norma general, es el Sistema de Coordenadas Cartesianas.

z

x

yO

Z

M

N

O

ki

jx y


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Busca en la bibliografía que tengas a tu alcance las siguientes definiciones y elabora un glosario que formará parte de tu portafolios de evidencias: Vectores colineales, Vectores coplanares, Vectores no coplanares, Vectores concurrentes, Vectores paralelos, Vectores opuestos, Vectores perpendiculares.

Suma de Vectores.

Con los vectores podemos realizar una serie de operaciones. Una de ellas es la suma. Podemos realizar la suma de vectores desde dos puntos de vista: matemática y gráficamente.

Método del Paralelogramo

Se representa los vectores (U,V) como puntos en el plano y en los cuales sus orígenes generalmente coincidan en el punto(0,0) del plano cartesiano; luego en el extremo o cabeza del vector U, se grafica una paralela al vector V y en el extremo del vector V se grafica una paralela del vector U. La diagonal del paralelogramo que se forma es el vector suma o la respuesta.

Este no es el único método gráfico que existe están también el del Triángulo y el del Polígono, junto con uno de tus compañeros busquen información acerca de estos métodos y preséntala ante el grupo, anota las conclusiones a las que lleguen en tu cuaderno.

(2,3)

(5,1)

(7,4)

uv

u+v

v+u

Bloque uno

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Método Analítico

Se llaman componentes de un vector a aquellos que lo sustituyen en la descomposición. Para determinar los componentes se pueden utilizar las siguientes formulas

cosxV V θ= Para la componente horizontal

yV Vsenθ= Para la componente vertical

2 2x yR V V= + Para la resultante o suma total de los vectores

1tan x

y

VV

θ −= Para obtener el ángulo del vector

Veamos cómo aplicarías las formulas anteriores.

Ejemplo 1.Un pez ángel nada en un ángulo de 27° con la horizontal y tiene un vector de velocidad V con una magnitud de 25 cm/s. Encuentra los componentes en x e y.Solución: Ubicamos los datos y aplicamos las fórmulas, con lo cual tenemos:

( ) ( )25 cos 27 25 0.891 22.28xV = ° = =

( ) ( )25 sen 27 25 0.454 11.35yV = ° = =

Se sabe que las componentes del vector A, son 25 y 15x yA A= = . Determina la magnitud del vector A y el ángulo que forma con la horizontal.Solución:Aplicamos la fórmula de la resultante:

2 225 15 29.15R = + =

v

v sen

v cos


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Para determinar el ángulo, encontramos primero su tangente y calculamos el ángulo correspondiente:

1 125tan tan 0.6 30.9615

θ − −= = = °

Individualmente resuelve el siguiente ejercicio de manera gráfica y comprueba tu resultado por el método analítico. De forma grupal analicen los resultados.

Tres cuerdas están atadas a una estaca ejerciendo las siguientes fuerzas. Obtener la fuerza ejercida sobre la estaca.

A=20 lb E

B=30 lb NO

C= 40lb 52º SO

¿Coinciden los resultados del método gráfico y el analítico?

¿Cuál fue más preciso?

¿Cuál se te hizo más fácil?

BIBLIOGRAFÍA

• ANIBAS CASTILLO, Ricardo; FIGUEROA RODRÍGUEZ, Isauro; MARTÍNEZ CAMAÑO, Jesús; MORENO Y ALBARRAN, Rafael; OCAMPO CERVANTES, Oscar; PADILLA ROBLES, Javier. Física III. México. Escuela Nacional Preparatoria. UNAM 2008.

• CEPEDA GARCÍA, Martha Lucia; GUTIÉRREZ ARANZETA, Carlos. Física. México. Ediciones Larousse. 1998

• CISNEROS MACIEL, Moisés; MARTÍNEZ MÁRQUEZ, Eduardo Javier; SUÁREZ MARTÍN, Alicia. FÍSICA I Cuadernillo de procedimientos para el aprendizaje. México. Secretaría de Educación Pública. 2007.

SITIOS EN INTERNET

• Enciclopedia-es http://www.encyclopedie-es.snyke.com/articles/sistema_ingles.html [Consulta: 03/06/2010]

• wikilibros http://es.wikibooks.org/wiki/%C3%81lgebra_Lineal/Suma_y_resta_de_vectores [Consulta: 03/06/2010]

• tochtli.fisica http://www.tochtli.fisica.uson.mx/electro/vectores/definici%C3%B3n_de_vectores.htm [Consulta: 03/06/2010]

• génesis.uag http://genesis.uag.mx/edmedia/material/fisica/vectores1.htm [Consulta: 03/06/2010]

• MARTÍNEZ FERNÁNDEZ, Pedro. Cálculo de errores, error absoluto y error relativo. www.educamix.com http://platea.pntic.mec.es/pmarti1/educacion/3_eso_materiales/prof/bloque_i/ejercicios_bl_1_ap_3.pdf [Consulta: 03/06/2010]

Fuentes de información

Bloque uno

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El Bloque I ha finalizado, has visto y aprendido varios conceptos y procedimientos entre ellos lo que son las magnitudes físicas, sus tipos, así como la forma en que estos de ayudan a interpretar los fenómenos físicos, los cuales evaluaras ahora, repasa de nuevo todo aquello donde tengas dudas.

1.-Reunete en equipo de 4 personas para que elijan algún fénomeno en la naturaleza y basados en el método científico expliquen como procederían para formular alguna hipotesis, que experimentos harían para verficarla y a qué conclusión podrían llegar. Una vez que lo hayan terminado, cada equipo expondrá ante el grupo como fue su proceder y “por qué”.

Lleven a cabo un ejercicio de retroalimentacion, señalando los puntos de mejora que pueden tener sus compañeros para mejorar sus exposiciones y presentaciones que realicen. Por eso te sugerimos que al exponer tus compañeros completes el siguiente cuadro.

ASPECTOS A EVALUAR BUENO REGULAR MEJORABLE COMO PUEDO MEJORAR

USO CORRECTO DE CONCEPTOS Y TÉRMINOS.CLARIDAD DE PALABRA AL DIRIGIRSE AL GRUPO Y EN LA EXPLICACIÓN USO DE MATERIAL DIDÁCTICOPARTICIPACIÓN DE TODO EL EQUIPO.

2.-En parejas realiza un resumen sobre las caracterÍsticas principales y en que están basadas las siete unidades fundamentales además de las unidades derivadas del Sistema Internacional e incluyélo en tu portafolios de evidencias.

3.-Realiza las siguientes conversiones

CONVERTIR EQUIVALENCIA FACTOR DE CONVERSIÓN

CONVERSIÓN RESULTADO

40 km a m4 libras a gr.12 pulgadas a cm10 calorías a joules45 kg a gramos

¿Qué he aprendido?

ASPECTOS A EVALUAR BUENO REGULAR MEJORABLE COMO PUEDO MEJORAR

USO CORRECTO DE CONCEPTOSY TÉRMINOS.

CLARIDAD DE PALABRA AL DIRIGIRSEAL GRUPO Y EN LA EXPLICACIÓN

USO DE MATERIAL DIDÁCTICO

PARTICIPACIÓN DE TODO EL EQUIPO.

CONVERTIR EQUIVALENCIA FACTOR DE CONVERSIÓN

CONVERSIÓN RESULTADO

40 km a m4 libras a gr.

12 pulgadas a cm10 calorías a joules

45 kg a gramos


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4.-Ordena los siguientes instrumentos de medición de acuerdo a la unidad que miden.

Regla, metro, amperímetro, balanza, manómetro, multímetro, cronómetro, termopar, voltímetro, transportador, wattímetro, pirómetro, goniómetro, micrómetro, óhmetro, barómetro, calibre, escuadras, osciloscopio, calendario, espectrómetro de masa, termómetro, reloj comparador, puente de Wheatstone, sextante, electrómetro, báscula, reloj, galvanómetro.

Para medir longitud: Para medir ángulos: Para medir tiempo: Para medir masa:

Para medir temperatura: Para medir magnitudes eléctricas: Para medir presión:

Una vez que hayas completado el cuadro anterior, intercámbialo con tus compañeros de clase, de tal manera que cada uno revise y califique uno distinto al que elaboró.

5.- Completa correctamente los enunciados que se te presentan a continuación de acuerdo a las definiciones de vectores.

1. Son aquellos cuyas líneas de acción se cruzan en un punto.2. Son aquellos que forman un ángulo de noventa grados entre sí.3. Son aquellos que su línea de acción es paralela.4. Son aquellos cuyas direcciones se encuentran en la misma línea.5. Son aquellos que se encuentran en un mismo plano.

Realiza los siguientes problemas en parejas, una vez elaborado el ejercicio, elijan a tres o cuatro de las parejas para que expongan su proceso ante el resto del grupo, ya que al finalizar la presentación, los alumnos que hablaron sobre su proceso podrán hacer preguntas al resto del grupo con la finalidad de conocer qué tan comprensible fue la exposición.

6.- Un alumno realiza una reacción química de desprendimiento de gases. Quiere determinar el volumen de gas desprendido para lo que realiza la experiencia cuatro veces. Los resultados obtenidos son:

100,0 cm3; 95,0 cm3; 105,0 cm3; 95,0 cm3

Calcula:a) Volumen del gas producido en las condiciones del laboratorio, que se puede tomar como valor real: b) El error absoluto de la medida de 105,0 cm3 es de:c) El error relativo (en tanto por ciento) de la medida de 105,0 cm3 es de:

Para medir longitud: Para medir ángulos: Para medir tiempo: Para medir masa:

Para medir temperatura: Para medir magnitudes eléctricas: Para medir presión:

Bloque uno

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7.- Se trata de determinar el tiempo que tarda un coche en pasar de 0 a 100 km/h a máxima potencia, en un circuito cerrado de velocidad. Este es uno de los datos que se utilizan para promocionar los vehículos. Previamente se asume que la experiencia tendrá errores experimentales difíciles de eliminar: tiempo de reacción del conductor, respuestas inespecíficas del motor, tiempo atmosférico (humedad, viento), etc. Para intentar reducirlas se ha repetido la experiencia varias veces (cinco), dando como resultado los siguientes tiempos: 11,2 s; 10,9 s; 11,1 s; 11,0 s; 10,8 s.

¿Qué cifra debes poner como tiempo que tarda el vehículo en pasar de cero a 100 km/h?¿Cuál es el error absoluto de cada medida?¿Cuál es el error relativo (en tanto por ciento) de cada medida?A la vista de los resultados, ¿cuál crees que debería ser la incertidumbre mínima de los resultados?

8.- Una grúa ejerce una fuerza de 80N sobre una caja con un ángulo de 110º. Si del otro lado de la caja se ejerce una fuerza horizontal de 30N ¿Cuál es la fuerza resultante que actúa sobre la caja?

9.- Un estudiante se mueve 8 Km al norte y 6 Km al este. ¿Cuál es la suma vectorial de estos dos trayectos? Represéntalo con una gráfica.

10.- Una lancha viaja a 8.5 m/s. Se orienta para cruzar transversalmente un río de 110 m de ancho.

a) Si el agua fluye a razón de 3.8 m/s, ¿cuál es la velocidad resultante de la lancha?

b) ¿Cuánto tiempo necesita el bote para llegar a la orilla opuesta?

c) ¿A qué distancia río abajo se encuentra el bote cuando llega a la otra orilla?

11.-Un río fluye en la dirección de 90°. Marcos, un piloto de lancha, orienta el bote a 297°, Y es capaz de atravesar el río perpendicularmente a la corriente a 6 m/s.

a) ¿Cuál es la velocidad de la corriente?

a) ¿Cuál es la velocidad del bote medida desde la orilla del río?

12.- Calcula la resultante de los siguientes sistemas vectoriales. Indica en el plano cartesiano la ubicación y magnitud de la resultante. Al finalizar realiza una exposición del ejercicio y posteriormente lleven a cabo un ejercicio de retroalimentación en donde puedan señalar las áreas de mejora de las exposiciones, con la finalidad de ir mejorando en su desempeño académico.

B = 110 N

A = 95 N

C = 80 N

72°40°


21

CLASIFICACIÓN DE LA FÍSICA

En la Física clásica se estudian los cuerpos de dimensiones medianas con velocidades normales. A continuación te mencionamos sus ramas.

La Mecánica. Se encarga de estudiar al movimiento de los cuerpos y las causas que lo producen. Por ejemplo: el movimiento de un proyectil, el movimiento de la Tierra, el del agua en un canal y las condiciones para que un puente no se caiga, son tratados por esta área, la cual se divide en:

• Cinemática: estudia el movimiento de los cuerpos sin considerar las causas que los producen.• Dinámica: trata las causas del movimiento de los cuerpos.• Estática: estudia el estado de equilibrio de los cuerpos.

Electromagnetismo. Se encarga de estudiar las cargas eléctricas en reposo y movimiento, el magnetismo y las corrientes eléctricas.

Termodinámica. Estudia la temperatura, los mecanismos de la transferencia de calor, la transformación de calor en trabajo y viceversa, por ejemplo; la dilatación térmica de una barra, la fusión del hielo y el principio de funcionamiento de un refrigerador.

Hidráulica. Se encarga de estudiar el flujo de los fluidos.

Óptica. Estudia e investiga los fenómenos visibles relacionados con la luz, así como la propagación de ésta última. La formación de imágenes en espejos, el arco iris y la fibra óptica.

Acústica. Estudia los fenómenos relacionados con la generación, transmisión y recepción de sonidos. Por ejemplo: el eco, la reverberación y la insonorización son aspectos relacionados con la audición.

Bibliografía recomendada

• Hewitt, Paul G. Física Conceptual. México, Pearson Educación, 2004

• Pérez Montiel, Héctor. Física I. Bachillerato General. México, Publicaciones Cultural, 2005.

• Serway A., Raymond. Física I. 3a ed., México, Thomson, 2003.

• Tippens, Paul E. Física, Conceptos y Aplicaciones. México, McGraw Hill, 2001.

Quiero aprender más

22

Como ya te habrás dado cuenta la Física es una ciencia interesante y completa que te proporciona la metodología y las herramientas necesarias para investigar los fenómenos que presentan los cuerpos en la naturaleza y, que de hecho, al hablar genéricamente sobre los “fenómenos en la naturaleza”, implícitamente se están respetando o desafíando las leyes de la física.

Realizarás predicciones sobre el comportamiento de cuerpos en movimiento en una y dos dimensiones, por medio de la observación sistemática de las características, de los patrones de movimiento que se muestran en ambos tipos.

En este bloque de aprendizaje podrás calcular y predecir las diferentes variables que involucran el movimiento de los cuerpos. Además, aclararás algunas dudas sobre ciertos conceptos, que debido a su uso convencional e inadecuado se han perdido o se confunden como la velocidad y rápidez, aceleración constante y velocidad constante, distancia y desplazamiento.

Trabajaremos con movimientos simples en una dimensión, con velocidad constante y con velocidad variable, estudiaremos arranques y frenado de móviles para ver qué tiempo o distancia necesita para alcanzar cierta velocidad o detenerse en cierto punto.

También estudiaremos el movimiento que describe un objeto cuando es lanzado hacia arriba y como es afectado, por la fuerza de la gravedad, al grado que lo va frenando conforme va subiendo y como la misma gravedad le va devolviendo al objeto la energía cuando comienza a caer, reponiéndole la velocidad perdida.

Observaremos cómo se comporta la velocidad de un objeto cuando es lanzado con cierto ángulo de inclinación, qué influencia tiene éste en la altura alcanzada, y la distancia o alcance horizontal, así como el tiempo que dura en el aire. El movimiento parabólico es el que describen los proyectiles tierra-aire y aire-tierra, los cañones y las pelotas de golf al ser golpeadas.

También, analizaremos el movimiento que describe un disco, un motor o cualquier objeto que este sujeto a movimiento circular, ya sea con velocidad constante o variable.

IDENTIFICA LAS DIFERENCIAS ENTRE LOS DIFERENTES TIPOS DE MOVIMIENTOS.


BLOQUE II


Identifica las principales características de los diferentes tipos de movimientos en una y dos dimensiones y establece la diferencia

entre cada uno de ellos.


23

La Física como muchas otras ciencias se divide en áreas más específicas para tener mayor profundidad y mejor comprensión sobre cada fenómeno, ya que el dominio sobre algún fenómeno lo proporciona la cantidad de información que tengas de él.

Hablando de movimiento, la ruta que tomaremos de la física es la siguiente: Física Clásica/Mecánica/ Cinemática.

La Cinemática se encarga de estudiar el movimiento de los cuerpos sin atender a sus causas, es decir, no le interesa cómo se genera el movimiento o qué fuerzas lo producen o lo modifican, sólo estudia el comportamiento una vez que el cuerpo está en movimiento.

Cuando hablamos de movimiento en una dimensión estamos hablando que el movimiento se puede representar en un solo eje de coordenadas, ya sea en “x” o en “y”, pero no los dos a la vez, esta característica facilita los cálculos y su estudio.

Existen dos tipos de magnitudes (escalares y vectoriales). Dentro de las escalares tenemos a la distancia y la rapidez, ya que para describirlas sólo es necesario una magnitud y una unidad de medida. En cambio, el desplazamiento, la velocidad y la aceleración son magnitudes vectoriales, para las cuales requerimos manifestar magnitud, orientación y sentido.

Forma equipos de 4 personas y busquen las definiciones de: posición, tiempo, distancia, desplazamiento, movimiento, velocidad, rapidez, aceleración y sistema de referencia.

Una vez que tengan la información establezcan un debate con todo el grupo acerca de las definiciones, poniendo ejemplos de casos prácticos de tu entorno, poniendo especial énfasis en las definiciones de:

Velocidad y rapidez

Desplazamiento y distancia

Velocidad y aceleración

Sistema de referencia absoluto y relativo

Movimiento Rectilíneo Uniforme

Es un tipo de movimiento que se presenta con mucha frecuencia en diversas aplicaciones prácticas, es el movimiento rectilíneo más simple; sus características son las siguientes:

1. El cuerpo en movimiento recorre distancias iguales en tiempos iguales.

2. La velocidad es constante.

3. La velocidad y el desplazamiento tienen la misma dirección y sentido.

El movimiento también puede ser descrito por medio de gráficas. Te las presentamos a continuación analízalas junto con un compañero y contesten las preguntas.

¿Qué magnitudes se están relacionando?¿Cómo se comporta la grafica?¿Cómo es la pendiente en todos los puntos?


24

Bloque dos

¿Qué puedes concluir de esta gráfica?

¿Qué magnitudes se están relacionando?

¿Cómo se comporta la gráfica?

¿Cómo es la pendiente en todos los puntos?

¿Qué puedes concluir de esta gráfica?

Por último, podemos describir el movimiento mediante una ecuación.

dvt

=

Donde:

v es la velocidad (m/s) t es el tiempo (s) d es la distancia (m)

Revisa atentamente los problemas resueltos que te presentamos a continuación:

Una persona camina a razón de 5 km/h de manera constate. Si para llegar de su casa a su trabajo tiene que recorrer la avenida que va de Oriente a Poniente, con una longitud de 18 km, ¿Cuánto tiempo le tomara llegar a su trabajo?

Datos Formula Despeje Sustitución Resultado

5

18

kmv hrd km

=

=

dvt

= dtv

= 18

5kmt km

hr= t=3.6 h

Un crucero hace un recorrido de 470 km en línea recta a través del océano y siempre lo hace en 5 hrs. Calcula la velocidad del crucero en su viaje.

Datos Formula Sustitución Resultado

5470

t hrd km

==

dvt

= 470

5kmv

hr= v=94 km/h

Ahora resuelve en parejas los siguientes problemas en tu cuaderno. Una vez elaborado el ejercicio, elijan a tres o cuatro de las parejas para que expongan su proceso de solución ante el resto del grupo, al finalizar la presentación los alumnos que hablaron sobre su proceso podrán hacer preguntas al resto del grupo con la finalidad de conocer que tan comprensible quedo el ejercicio que expusieron.

a) Si sabemos que la velocidad del sonido en el aire es de 1224 km/h y en la distancia vemos un relámpago de un rayo y, al cabo de 7 segundos escuchamos el sonido. ¿A qué distancia cayó el rayo?

b) Un automóvil recorre una distancia de 185 km en 150 minutos. Calcula la magnitud de su velocidad en km/h

c) Un automóvil A se dirige de Norte a Sur con velocidad constante de 120 km/h y se encuentra a 13 km de su destino y un automóvil B que viaja de Sur a Norte también a velocidad constante de 41.67 m/s y se encuentra a 20 km de su destino.


25

i. .¿En cuántos minutos llegará cada auto a su destino?ii. . ¿Qué auto llegará primero?iii. . ¿Qué automóvil viaja con mayor velocidad? iv. ¿.A qué velocidad viaja el automóvil A respecto del automóvil B en km/h?

Movimiento Rectilíneo Uniformemente Acelerado

En la vida cotidiana la mayoría de los movimientos que observamos son bastante más complicados que el movimiento rectilíneo uniforme. Además del movimiento con velocidad constante que acabamos de comprender, existen movimientos en los que cambian ya sea la magnitud de la velocidad, su sentido, su dirección o alguna combinación de estos elementos.

Cuando la velocidad de un cuerpo en movimiento esta cambiando de dirección, magnitud o sentido, se dice que el movimiento tiene una aceleración.

La aceleración es una medida de la rapidez de cambio de la velocidad por unidad de tiempo. Matemáticamente se expresa por:

vat

∆=∆

uurr

cambio de velocidadintervalo de tiempo

aceleracion =

Busca en la bibliografía que este a tu alcance las características y las fórmulas con respecto a su velocidad, la aceleración, distancia y el tiempo. Anota tu información en los siguientes recuadros.

Características:

Fórmulas:

26

Bloque dos

Observa las siguientes gráficas y determina cuáles son las magnitudes que están representadas en cada de una de ellas.

Resuelve los siguientes problemas, posteriormente elijan un representante del grupo para que vaya apuntando en el pizarrón el procedimiento para poder llegar al resultado correcto.

1.- Un automovilista viaja a una velocidad de 135 km/hr, cuando repentinamente ve un letrero que dice fin de camino a 50 m, inmediatamente aplica los frenos, los cuales le proporcionan una desaceleración de 20 m/s2. Calcular:

a) El tiempo que necesito para detenerse.b) La distancia recorrida desde que aplicó los frenos hasta detenerse.


27

Es importante antes de sustituir valores en una ecuación, revisar que todas las unidades sean homogéneas, es decir, que se encuentren en el mismo sistema de unidades.

Datos Fórmula Despeje Sustitución Resultado

2.- Un auto deportivo creado para desarrollar altas velocidades en tiempos muy cortos; en una pista recta de pruebas se observó que el auto podía alcanzar una velocidad de 200 km/h en tan sólo 11 s.

a) ¿Cuál es la magnitud de la aceleración que puede generar ese motor v12?b) ¿Qué distancia necesito para alcanzar esa velocidad?




28

Bloque dos

En equipos de 4 personas realicen la siguiente actividad.

Necesitaras una cinta métrica, un gis y un reloj o cronómetro.

Con la cinta métrica mide una distancia de 2 y 4 metros y márcalos con el gis.

Uno de tus compañeros correrá la distancia completa, mientras otro le medirá el tiempo cuando pase por la marca de los 2 metros y posteriormente por la de los 4 metros. Repitan esto hasta que hayan corrido todos los del equipo.

Anota en tu cuaderno los tiempos de cada uno.

Contesta las siguientes preguntas.

¿Cuál es la velocidad de cada uno? ¿Y su aceleración? ¿Quién alcanzo la mayor velocidad? ¿Por qué?

Una vez que terminen, en plenaria comenten sus opiniones acerca del trabajo que realizaron sus compañeros, recuerden que no es una crítica, es un ejercicio de retroalimentación a fin de mejorar el desempeño académico de cada uno.

CAÍDA LIBRE Y TIRO VERTICAL

La caída libre y el tiro vertical son movimientos en una sola dimensión al igual que el MRU y el MRUA, de hecho, son movimientos uniformemente acelerados debido a la fuerza de la gravedad que proporciona una aceleración o desaceleración constante a los cuerpos en estos dos movimientos.

En estos movimientos el desplazamiento es en una sola dirección que corresponde al eje vertical (eje “Y”)

La caída libre se presenta cuando un objeto es soltado sin ningún impulso inicial y va incrementando su velocidad a lo largo de la caída, gracias a que la aceleración de la gravedad es constante, lineal y de manera vertical con respecto a la superficie de la tierra.

Es un movimiento uniformemente acelerado y la aceleración que actúa sobre los cuerpos es la de gravedad representada por la letra g.

Sus valores son.

2

2

2

9.81 SI

981 CGS

32.16 Ingles

mg scmg s

ftg s

=

=

=


29

Las ecuaciones utilizadas son las mismas que las del MRUA, solamente cambiando las variables d y a, por h y g respectivamente. Además, se simplifican debido a que la velocidad inicial es cero

2

2

22

v gt

v gh

gth

htg

=

=

=

=

Al igual que la caída libre el TIRO VERTICAL es un movimiento sujeto a la aceleración de la gravedad, sólo que ahora la aceleración se opone al movimiento inicial del objeto. El tiro vertical comprende subida, bajada de los cuerpos u objetos considerando lo siguiente:

a) Nunca la velocidad inicial es igual a 0.

b) Cuando el objeto alcanza su altura máxima, su velocidad en este punto es 0. Mientras que el objeto se encuentra se subida el signo de la V es positivo; la V es 0 a su altura máxima cuando comienza a descender su velocidad será negativa.

c) Si el objeto tarda por ejemplo 2s en alcanzar su altura máxima tardará 2s en regresar a la posición original, por lo tanto el tiempo que permaneció en el aire el objeto es de 4s.

d) Para la misma posición del lanzamiento la velocidad de subida es igual a la velocidad de bajada.

V0 = 0

V1

V2

V3

V4 = 0

30

Bloque dos

Fórmulas:

0

2 20

20

20

max

2

12

2

f

f

v v gt

v v gh

h v t gt

vhg

= −

= −

= −

=

Resuelve los siguientes ejercicios en parejas, al finalizar elijan de manera aleatoria a alguno de sus compañeros para ir resolviendo el problema en el pizarrón, puede ser un alumno por cada problema, comenten si llegaron al mismo resultado.

A. Un granjero en su rancho tiene un pozo de agua que hace mucho tiempo se seco y no recuerda cuan profundo es, entonces, deja caer una piedra y al cabo de 3 segundos escucha cuando choca con el fondo de la noria.a) ¿Qué profundidad tiene la noria?b) ¿Con qué velocidad llegaré al fondo la piedra?

B. Una persona lanza un cohete y a los 4 segundos que lo lanzó llega a su altura máxima y explota. Calcula:a) ¿A qué velocidad sale impulsado el cohete?b) ¿Qué altura máxima alcanzó?

C. Un paracaidista salta desde un globo aerostático que se encuentra a 1500 m de altura para realizar unas acrobacias en el aire. Suponiendo que la fricción con el aire no afecta su descenso, calcula:a) ¿Qué velocidad llevará 500 m antes del piso, en el momento que abre su paracaídas?b) ¿En cuánto tiempo recorre esa distancia?

En equipos de 4 personas comprobaran los conceptos de caída libre y tiro vertical. Consigue una pelota, una cinta métrica y un cronómetro o reloj.

0

2 20

20

20

max

2

12

2

f

f

v v gt

v v gh

h v t gt

vhg

= −

= −

= −

=

v = 0 v = 0

v4 v1

v2

v3

v

v

4

v3

v2

v1

v0


31

Deja caer la pelota (sin aplicar una fuerza o velocidad inicial) desde una altura de 80 cm, 1m y 1.50 metros, respectivamente y en cada ocasión mide el tiempo que tardan en caer.

¿Puedes calcular la velocidad con la que llega al piso?

¿Cuál es la velocidad de cada altura?

¿Cuál fue la altura que más velocidad alcanzo? ¿Por qué?

¿Aparte de la altura y el tiempo que otro dato necesitaste para calcular la velocidad?

Al finalizar realiza una presentación ante el grupo de sus resultados, donde llevarán a cabo el ejercicio de retroalimentación, pidiendo en primera instancia que sean los mismos integrantes del equipo los que califiquen su actuación, posteriormente el resto del grupo señalará las áreas de oportunidad así como los aciertos que tuvo cada presentación

TIRO PARABÓLICO

Tiro parabólico horizontal es el que describe un objeto cuando es lanzado de manera horizontal, por ejemplo una pelota que rueda sobre una mesa y después cae o el descrito por una bomba lanzada desde un avión. Este movimiento siempre describirá parte de una parábola formada por dos componentes de la velocidad: en el eje X será Vx, con una magnitud constante y que corresponde a un MRU a lo largo de todo el movimiento; y en el eje Y tenemos Vy que es afectada por la aceleración de la gravedad como si fuera una caída libre o un MRUA.

Este tipo de movimiento puede considerarse como una conjugación de dos de los movimientos que se vieron anteriormente y por lo tanto, también el conjunto de ecuaciones que lo rigen son el resultado de la combinación de ambos movimientos.

32

Bloque dos

Determina si cada una de las siguientes expresiones pertenece a la componente horizontal o vertical y para qué sirven.

2

2

2 2

1

9.8

0

2

tan

y

x

x y

x

y

y

x

ma g sa

gty

v v v

d v tv gt

vv

θ −

= =

=

=

= +

==

=

Observa tu entorno y da 5 ejemplos de Tiro Parabólico.

1.-

2.-

3.-

4.-

5.-

MOVIMIENTO CIRCULAR

Realiza una investigación a fondo del Movimiento Circular y comenta en plenaria con tus compañeros sus principales características al mismo tiempo que van contestando las siguientes preguntas.

¿Qué es un movimiento de rotación?


33

¿Cuántas clases de velocidades hay en el movimiento circular uniforme?, ¿cuáles son sus magnitudes?

¿Qué es período y frecuencia en el movimiento circular?

Indica la diferencia entre fuerza centrípeta y centrífuga.

¿Cuál es la causa por la cual una piedra que hacemos girar mediante una cuerda, sale tangencialmente y no radialmente al soltarse la cuerda?

34

Bloque dos

¿Cuándo un móvil está afectado de un movimiento circular uniforme?

¿Qué relación existe entre velocidad angular y tangencial?

¿Qué es fuerza centrípeta y centrífuga?

¿Qué sucede si al tomar una curva, no se respeta la indicación de velocidad máxima a que se debe doblar?


35

Identifica cada uno de los elementos del Movimiento Circular en la siguiente Grafica

Para la siguiente actividad junto con 3 de tus compañeros, necesitaras una cuerda de 1m, una cinta métrica, una pelota pequeña y un reloj o cronómetro.

Sujeta la cuerda a la pelota, cuida que este bien atada para que no se vaya a soltar. Has girar la pelota sujetando la cuerda a una distancia de 30 cm, 50 cm y 80cm respectivamente.

De acuerdo a las condiciones indicadas calcula la velocidad tangencial.

a) En un tiempo de 1 minuto, gira la pelota 40 veces.

b) En un tiempo de 30 segundos, gira la pelota 20 veces.

¿Pudiste dar todas las vueltas? ¿A qué distancia de la cuerda se obtuvó la mayor velocidad? ¿Influyó la distancia de la cuerda?

Al terminar presenten sus resultados ante el grupo e intercambien opiniones acerca de los resultados.

BIBLIOGRAFÍA

• ANIBAS CASTILLO, Ricardo; FIGUEROA RODRÍGUEZ, Isauro; MARTÍNEZ CAMAÑO, Jesús; MORENO Y ALBARRAN, Rafael; OCAMPO CERVANTES, Oscar; PADILLA ROBLES, Javier. Física III. México. Escuela Nacional Preparatoria UNAM 2008.

• CEPEDA GARCÍA, Martha Lucia; GUTIÉRREZ ARANZETA, Carlos. Física. México. Ediciones Larousse. 1998• CISNEROS MACIEL, Moisés; MARTÍNEZ MÁRQUEZ, Eduardo Javier; SUÁREZ MARTÍN, Alicia. FÍSICA I Cuadernillo de procedimientos para el

aprendizaje. México. Secretaría de Educación Pública. 2007.

SITIOS EN INTERNET

• FISICANET http://www.fisicanet.com.ar/fisica/cinematica/resueltos/tp01_mru_pregunta02.php [Consulta: 05/06/2010]

• WIKIPEDIA http://es.wikipedia.org/wiki/Cinem%C3%A1tica [Consulta: 05/06/2010]

• COLEGIO ÁNGEL DE LA GUARDA. BOLETÍN DE EJERCICIOS SOBRE CINEMÁTICA. WWW.CIENCIASPURAS.COM http://www.cienciaspuras.com/pdfs/boletin%20cinematica%20soluciones%20no%20resueltos.doc


a

vl

c

1

36

Bloque dos

Has llegado al final del Bloque II, así que es tiempo de que evalúes tus conocimientos acerca de los tipos de movimientos, sus características y diferencias, realiza los siguientes ejercicios e inclúyelos en tu portafolios de evidencias.

Observa tu entorno y busca tres ejemplos, de los tipos de movimientos, en donde los podrías aplicar.

MOVIMIENTO EJEMPLOMovimiento Rectilíneo Uniforme

Movimiento Uniformemente Acelerado

Caída Libre

Tiro Vertical

Tiro Parabólico

Movimiento Circular

Resuelve los siguientes problemas en compañía de otro alumno y al terminar intercámbienlos con otras parejas, de tal manera que cada quien revise ejercicios diferentes a los que realizó. Menciónenle en qué puntos pueden mejorar

1. Un automóvil viaja en línea recta con una velocidad media de 1.200 cm/s durante 9 s, y luego con velocidad media de 480 cm/s durante 7 s, siendo ambas velocidades del mismo sentido:a) ¿Cuál es el desplazamiento total en el viaje de 16 s?b) ¿Cuál es la velocidad media del viaje completo?

2. La velocidad de sonido es de 330 m/s y la de la luz es de 300.000 km/s. Se produce un relámpago a 50 km de un observador.a) ¿Qué recibe primero el observador, la luz o el sonido?b) ¿Con qué diferencia de tiempo los registra?

3. Un cohete parte del reposo con aceleración constante y logra alcanzar en 30 s una velocidad de 588 m/s. Calcular:a) Aceleración. b) ¿Qué espacio recorrió en esos 30 s?


MOVIMIENTO EJEMPLO

Movimiento Rectilíneo Uniforme

Movimiento Uniformemente Acelerado

Caída Libre

Tiro Vertical

Tiro Parabólico

Movimiento Circular


37

4. Un móvil que se desplaza con velocidad constante aplica los frenos durante 25 s y recorre 400 m hasta detenerse. Calcular:a) ¿Qué velocidad tenia el móvil antes de aplicar los frenos?b) ¿Qué desaceleración produjeron los frenos?

5. En una obra en construcción se tira verticalmente hacia arriba desde los 15 m de altura un martillo con velocidad inicial de 40 m/s, en el mismo momento, a 8 m de altura, sube un montacargas con velocidad constante de 2 m/s, si el martillo no pudo ser atajado, ¿cuánto tiempo después y a qué altura chocará con el montacargas?

6. Se lanza un cuerpo verticalmente hacia abajo con una velocidad inicial de 7 m/s.a) ¿Cuál será su velocidad luego de haber descendido 3 s?.b) ¿Qué distancia habrá descendido en esos 3 s?c) ¿Cuál será su velocidad después de haber descendido 14 m?

7. Desde un 5° piso de un edificio se arroja una piedra verticalmente hacia arriba con una velocidad de 90 km/h, ¿cuánto tardará en llegar a la altura máxima?

8. Se lanza una piedra verticalmente hacia arriba con una velocidad de 25 m/s, ¿qué altura alcanzará?

9. Si un motor cumple 8000 R.P.M., determinar:a) ¿Cuál es su velocidad angular?b) ¿Cuál es su período?

10. Un móvil dotado de M.C.U. da 280 vueltas en 20 minutos, si la circunferencia que describe es de 80 cm de radio, hallar:a) ¿Cuál es su velocidad angular?b) ¿Cuál es su velocidad tangencial?c) ¿Cuál es la aceleración centrípeta?

11. Se dispone de un cañón que forma un ángulo de 60° con la horizontal. El objetivo se encuentra en lo alto de una torre de 26 m de altura y a 200 m del cañón. Determinar:a) ¿Con qué velocidad debe salir el proyectil?b) Con la misma velocidad inicial ¿desde qué otra posición se podría haber disparado?

12. Un chico patea una pelota contra un arco con una velocidad inicial de 13 m/s y con un ángulo de 45° respecto del campo, el arco se encuentra a 13 m. Determinar:a) ¿Qué tiempo transcurre desde que patea hasta que la pelota llega al arco?b) ¿Convierte el gol?, ¿por qué?c) ¿A qué distancia del arco picaría por primera vez?

38

Bloque dos

Resuelve los siguientes problemas en equipos de 4 personas y prepara tu respuesta para exponerla frente al grupo, indicando el procedimiento que siguieron y el “por qué” de sus conclusiones. Una vez que terminen de exponer, en plenaria comenten sus opiniones acerca de las conclusiones de sus compañeros, recuerden que no es una crítica, es un ejercicio de retroalimentación a fin de mejorar el desempeño académico de cada uno.

1.- Analiza los movimientos rectilíneos a y b representados en las siguientes gráficas:

Si la posición en t = 0 es 5 m para el movimiento a y 50 km para el b, expresa analíticamente las ecuaciones del movimiento a partir de los datos incluidos en las gráficas.

2.- De estos dos gráficos, ¿cuál representa el movimiento más veloz? ¿por qué?

3.- ¿Cuál de los dos movimientos representado, el (1) o el (2), tiene mayor velocidad?, ¿por qué?

x (m)

t (s)

(1)

0

x (m)

t (s)

(2)

0


39

4.- ¿Cuál de los dos movimientos representado, el (1) o el (2), tiene mayor velocidad?, ¿por qué?

Es importante que conozcas qué tan claros te quedaron los tópicos de este Bloque II por lo que te sugerimos que realices el siguiente ejercicio de autoevaluación.

AREAS DE MEJORA BUENO REGULAR MEJORABLE COMO PUEDO MEJORAR

Identificación del problema básico.Elaboración y diseño de representaciones gráficas. Uso de procedimientos y expresiones matemáticosObtención de resultados correctos.

v (m/s)

t (s)

(1)

0

v (m/s)

t (s)

(2)

0

AREAS DE MEJORA BUENO REGULAR MEJORABLE COMO PUEDO

MEJORAR

Identificación del problema básico.

Elaboración y diseño derepresentaciones gráficas.

Uso de procedimientos y expresiones

matemáticos

Obtención de resultados correctos.

40

Bloque dos

El efecto Coriolis, descrito en 1835 por el científico francés Gaspard-Gustave Coriolis, es el efecto que se observa en un sistema de referencia en rotación (y por tanto no inercial) cuando un cuerpo se encuentra en movimiento respecto de dicho sistema de referencia. Este efecto consiste en la existencia de una aceleración relativa del cuerpo en dicho el sistema en rotación. Esta aceleración es siempre perpendicular al eje de rotación del sistema y a la velocidad del cuerpo.

El efecto Coriolis hace que un objeto que se mueve sobre el radio de un disco en rotación tienda a acelerarse con respecto a ese disco según si el movimiento es hacia el eje de giro o alejándose de éste. Por el mismo principio, en el caso de una esfera en rotación, el movimiento de un objeto sobre los meridianos también presenta este efecto, ya que dicho movimiento reduce o incrementa la distancia respecto al eje de giro de la esfera.

Debido a que el objeto sufre una aceleración desde el punto de vista del observador en rotación, es como si para éste existiera una fuerza sobre el objeto que lo acelera. A esta fuerza se la llama fuerza de Coriolis, y no es una fuerza real en el sentido de que no hay nada que la produzca. Se trata pues de una fuerza inercial o ficticia, que se introduce para explicar, desde el punto de vista del sistema en rotación, la aceleración del cuerpo, cuyo origen está en realidad, en el hecho de que el sistema de observación está rotando.

Un ejemplo canónico de efecto Coriolis es el experimento imaginario en el que disparamos un obús desde el Ecuador en dirección norte. El cañón está girando con la tierra hacia el este y, por tanto, imprime al obús esa velocidad (además de la velocidad hacia adelante de la carga de impulsión). Al viajar el obús hacia el norte, sobrevuela puntos de la tierra cuya velocidad lineal hacia el este va disminuyendo con la latitud creciente. La inercia del obús hacia el este hace que su velocidad angular aumente y que, por tanto, adelante a los puntos que sobrevuela. Si el vuelo es suficientemente largo (ver cálculos al final del artículo), el obús caerá en un meridiano situado al este de aquél desde el cual se disparó, a pesar de que la dirección del disparo fue exactamente hacia el norte. Análogamente, una masa de aire que se desplace hacia el este sobre el ecuador aumentará su velocidad de giro con respecto al suelo en caso de que su latitud disminuya. Finalmente, el efecto Coriolis, al actuar sobre masas de aire (o agua) en latitudes intermedias, induce un giro al desviar hacia el este o hacia el oeste las partes de esa masa que ganen o pierdan latitud.

Fuente: http://es.wikipedia.org/wiki/Efecto_Coriolis

Referencias a consultar








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Analizaras los procesos históricos del movimiento mecánico propuesto por Aristóteles, Galileo Galilei, Isaac Newton y harás una comparación entre ellos. Comprenderás la división de la mecánica para describir el movimiento de los cuerpos.

Comprenderás y diferenciarás los conceptos de la física que están involucradas en el estudio de las causas que originan el movimiento de los cuerpos (Masa, Peso, Inercia, Fricción y Fuerza). Expresarás de manera verbal y escrita la primera Ley de Newton. Explicarás y emplearás los conceptos de fuerza, masa peso y volumen de los cuerpos.

Aplicarás la condición de equilibrio para explicar la Primera Ley de Newton, demostrarás que la fuerza causa una aceleración, diferenciaras una fuerza de fricción estática de una fuerza de fricción cinética.

Expresarás de manera verbal y escrita la tercera ley de Newton, también identificarás en situaciones cotidianas fuerza de acción y fuerza de reacción. Utilizarás modelos matemáticos para resolver problemas relacionados con la Segunda y Tercera Ley de Newton.

Aplicarás la Ley de la gravitación universal para resolver problemas que involucren la atracción de partículas en el universo.

COMPRENDE LA UTILIDAD PRÁCTICA DE LAS LEYES DEL MOVIMIENTO DE ISAAC NEWTON


BLOQUE III

UNIDADES DE COMPETENCIA

Analiza las leyes de Newton para explicar el movimiento de los cuerpos.

Utiliza las leyes de Newton para resolver problemas relacionados con el movimiento, observables con su entorno.

42

Bloque tres

En la física existe una parte llamada mecánica la cuál estudia el movimiento de los cuerpos.

La historia de la mecánica encierra a un amplio rubro de personajes que han realizado aportes importantes para la evolución de esta área. Antes de adentrarte en los antiguos comienzos de esta disciplina es importante que sepas, que la mecánica es una ciencia que se encarga de estudiar las condiciones de reposo o movimiento de los cuerpos bajo la acción de fuerzas.

Realiza un breve resumen en tu cuaderno acerca de la mecánica, su división y cómo evolucionó.

Elijan a un representante del grupo que pase al pizarrón y mencione a los principales científicos y sus aportaciones a la Mecánica, ayuden a completar la información mediante ideas expuestas por los demás.

La mecánica se puede dividir en cuatro bloques principales.

Mecánica Clásica

Mecánica Relativista

Mecánica Cuántica

Teoría Cuántica de Campos

Tú estudiaras la Mecánica Clásica que a su vez se divide en tres disciplinas más, busca en la bibliografía o en internet que este a tu alcance las siguientes definiciones.

MECÁNICA

CINEMÁTICA

ESTÁTICA

DINÁMICA


MECÁNICA

CINEMÁTICA

ESTÁTICA

DINÁMICA


43

LEYES DE NEWTON

En este Bloque te enfocarás en el estudio de las Leyes de Newton, pero antes es necesario que conozcas conceptos importantes para que puedas entender su comportamiento.

En compañía de otro alumno investiga los conceptos mostrados a continuación y compártanlos con el resto del grupo. Y entre todos lleguen a una única definición de cada concepto.

Masa:Peso:

Inercia:Fuerza:

Fricción:Volumen:

Es importante establecer una diferencia entre masa y peso de un cuerpo, la masa es una propiedad de toda la materia y se considera constante; el peso es una fuerza de atracción gravitacional y varía dependiendo de la aceleración de la gravedad. Debes notar que en la vida diaria estos conceptos se confunden muy frecuentemente, porque al ir a la báscula del super, se dice que se pesan las naranjas en kilogramos, sin embargo, recuerda que los conceptos están relacionados pero no son lo mismo.

Completa la siguiente tabla.

CONCEPTO DEFINICIÓN UNIDAD DE MEDIDA FORMULA MATEMÁTICAmasa

peso

Según una definición clásica, fuerza es toda causa agente capaz de modificar la cantidad de movimiento o la forma de los cuerpos materiales. Y uno de los principales científicos que estudió la fuerza fue Isaac Newton el cuál formuló 3 leyes con el fin de comprender mejor las características de las fuerzas.

Realiza una breve investigación inicial de las tres Leyes de Newton, sus enunciados y sus aplicaciones.

1ra. Ley de Newton.

Cuando vas a bordo de un automóvil en movimiento rectilíneo uniforme y de repente frena… ¿qué sucede? Tu cuerpo trata de seguir adelante. Si el automóvil da vuelta bruscamente y hay una pelota suelta dentro de él, puedes observar que esta se mueve en forma recta, como si no diera vuelta.

Estos ejemplos nos muestran que los cuerpos que están en movimiento rectilíneo tienden a seguir en movimiento con velocidad constante. Asimismo los que están en reposo tienden a seguir en reposo. Esta propiedad se llama inercia.

Enuncia con tus propias palabras la 1ra. Ley de Newton

1ra. Ley de Newton

CONCEPTO DEFINICIÓN UNIDAD DE MEDIDA FORMULA MATEMÁTICA

masa

peso

44

Bloque tres

Para verificar la primera Ley de Newton, primero lo harás con cuerpos que estén en reposo.

Realiza la siguiente actividad en equipos de cinco personas.

Necesitaras una mesa plana, monedas del mismo tamaño y una regla.

Construye una torre con las monedas sobre la mesa. Alinea la regla con la moneda de la base. Deja un extremo de la regla fuera del borde de la mesa. Empuja la regla hacia la torre con un golpe fuerte y seco. Cuando la regla golpee la moneda de la base, esta saldrá de su lugar, pero el resto de la torre permanecerá en su sitio. Con un poco de práctica podrás sacar las monedas una por una.

Anota tus conclusiones en tu cuaderno y explica por qué sucede esto. Comenten en plenaria, ¿Qué relación existe entre los resultados de esta actividad y la primera Ley de Newton?

En la tierra es difícil comprobar esta ley a través de la vida cotidiana. El movimiento de los objetos que nos rodean es afectado por la fuerza de gravedad. Por lo tanto estudiaras cuerpos que se muevan de manera horizontal.

Consigue una canica, una pelota de tenis y una bola de papel.

Hazlos rodar sobre el piso, trata de que la fuerza que les apliques para moverlos sea la misma.

¿En algún momento se detienen?

¿Cuál es el objeto que se mueve durante, más tiempo?

La experiencia demuestra que la velocidad de estos objetos disminuye una vez que se les deja de aplicar la fuerza que provoca su movimiento y en algún momento se detienen.

Pero ¿Por qué se detienen?, de acuerdo a la 1ra. Ley de Newton deberían mantenerse en movimiento. Además no todos se detienen al mismo tiempo algunos mantienen más tiempo el movimiento. ¿Cuál es la diferencia para que unos tengan más movimiento?

La respuesta es sencilla, por la Fricción, busca su definición y anótala en el siguiente recuadro

CONCEPTO DEFINICIÓNFRICCIÓN

FRICCIÓN ESTÁTICA

FRICCIÓN CINÉTICA

Debido a la fricción los objetos se detienen y podría parecer que la 1ra. Ley no se cumple, además dependiendo del material la fricción aumenta o disminuye.

Realiza nuevamente la actividad anterior, pero ahora has rodar los objetos sobre diferentes superficies, como pasto, cemento, mosaico, etc.

Comenta en plenaria las siguientes cuestiones ¿Qué superficie tiene menos fricción?, ¿Qué objeto mantiene más tiempo su movimiento?, ¿Cuál fue la combinación superficie-objeto que más tiempo conservó el movimiento?, ¿En algún momento se contradice la 1ra. Ley de Newton? ¿Por qué? ¿Cuándo los cuerpos están en reposo tienen fricción?

Anota las conclusiones a las que llegaron en tu cuaderno.

CONCEPTO DEFINICIÓN

FRICCIÓN

FRICCIÓN ESTÁTICA

FRICCIÓN CINÉTICA


45

2da. Ley de Newton

Las fuerzas son algo muy importante en nuestra vida cotidiana; los cuerpos ejercen y reciben fuerzas todo el tiempo. Cuando un futbolista patea un balón, un lazo que sostiene una piñata y un imán atrae a otro imán son ejemplos de fuerzas.

Si quieres mover rápidamente una caja pesada, le pides a un amigo que te ayude, es decir, aumentas la fuerza. Al aumentar la fuerza, aumenta la aceleración. En cambio si la caja aumentara su masa y mantienes la misma fuerza la aceleración disminuirá.

Esto quiere decir que la aceleración que experimenta un cuerpo cuando se le aplica una fuerza, depende de una propiedad intrínseca del cuerpo llamada masa. Esto lo contempla la 2da. Ley de Newton. Búscala y escríbela.

2da. Ley de Newton

Matemáticamente la 2da. Ley de Newton se expresa de la siguiente manera.

ó Fa F mam

= =

Donde [ ][ ]

2ma Aceleración s

F Fuerza Newton

m masa Kg

= =

=

La 2da. Ley de Newton contempla dos variables una de ellas es la masa y la otra es la fuerza aplicada. Veamos cómo afectan a la aceleración.

Realiza la siguiente actividad.

Necesitas tres pesas iguales de 100 gramos cada una, un móvil que tenga ruedas y una cuerda y una mesa plana. Realizaras la actividad en dos partes.

Para la primera sujeta una de las pesas al móvil con la cuerda y ponlo sobre la mesa. Lanza el móvil de la mesa en tres ocasiones incrementa la fuerza con que lanzas el móvil en cada ocasión.

Mide la distancia a la que llega el móvil en cada ocasión.

¿Qué sucedió con las distancias?, ¿Fueron iguales? ¿Qué paso con la velocidad del móvil? ¿Y su aceleración cambio? ¿Qué sucedió cuando aumentabas la fuerza?

Para la segunda parte de la actividad lanzarás el móvil primero con una pesa solamente, luego lánzalo con dos pesas sujetas a él y finalmente con las tres pesas sujetas a él. En las tres ocasiones aplica la misma fuerza para lanzarlos.

46

Bloque tres

¿Qué sucedió con las distancias? ¿Fueron iguales? ¿Qué paso con la velocidad del móvil? ¿Y su aceleración cambio? ¿Qué sucedió cuando aumentabas la masa?

Al finalizar la actividad comenten en plenaria los resultados que obtuvieron, y lleguen a la conclusión de cómo se comportan la masa y la fuerza con respecto a la aceleración.

Ahora aplica la formula de la 2da. Ley de Newton en un problema hipotético.

Una masa de 3kg se desliza por una superficie horizontal con una aceleración de 2 2m

s , ¿Cuál es la magnitud de la fuerza aplicada?

DATOS FORMULA SUSTITUCIÓN RESULTADO

m = F ma= ( )( ) F = F =

a =

F = ?

Como veras la 2da Ley de Newton es la única que cuenta con una fórmula matemática.

Realiza los siguientes ejercicios donde aplicarás la fórmula de la 2da Ley de Newton

1.- Por medio de un cordón se arrastra un escritorio en una superficie sin fricción con una masa de 75 kg y una fuerza de 200 N, ¿Cuál será la aceleración del escritorio?

2.- Para jalar el viejo ropero de la abuela que pesa 120 kg se requirieron de 325 N de fuerza, ¿Cuál fue la aceleración que tuvo el ropero?

3.- Un objeto de 15 kg tiene una aceleración de 3.5 m/s2, ¿Cuál será la fuerza neta que actúa sobre el objeto?, y si la misma fuerza la aplicamos a un objeto de 8 kg, ¿Qué aceleración tendrá?

Una vez que tengas elaborados tus ejercicios, intercámbialos con tus compañeros de clase, de tal manera que cada uno revise un problema distinto al que elaboró.

3ra. Ley de Newton.

Cuando hablamos de fuerza, mencionamos que se necesitan dos cuerpos: uno que aplica la fuerza y el otro que la recibe. Pero no dijimos que, en cada caso, los dos cuerpos aplican una fuerza sobre el otro y, también, la reciben.

Es decir, siempre que un cuerpo ejerce una fuerza sobre otro, el segundo ejercerá una fuerza sobre el primero de igual magnitud pero en sentido contrario. Estas fuerzas reciben, respectivamente, el nombre de acción y reacción. Newton relacionó estas dos fuerzas en su 3ra. Ley.

Enúnciala


47

En equipos de 4 personas, realiza la siguiente actividad para demostrar la 3ra. Ley de Newton.

Necesitas una liga y un par de patines.

Primero usa la lija y sujétala de cualquier lugar ya sea de la base de tu banca o del pizarrón y jálala, ¿Le estás aplicando una fuerza? y la liga ¿Aplica una fuerza sobre ti? ¿Qué sientes al jalarla?

Ahora usa los patines, ponte de frente a la pared y empújala, ¿Ejercerás una fuerza sobre ella? y a su vez ¿La pared ejerce fuerza sobre ti? ¿Qué sucede con tu cuerpo al estar usando los patines?

Al terminar comenta con tus compañeros si se cumple la 3ra. Ley de Newton y anota tus conclusiones en tu cuaderno.

Como has visto cuando se empuja o se jala algo, ejercemos una fuerza. Y es importante que aprendas las características principales de estas fuerzas.

La fuerza debe tener magnitud, dirección y sentido.

Las fuerzas siempre aparecen por parejas.

Para que exista fuerza se deben tener al menos 2 cuerpos.

Como habrás visto las tres Leyes de Newton las puedes encontrar en tu vida cotidiana con facilidad.

Te proponemos que en parejas encuentren ejemplos de las tres Leyes de Newton en la vida diaria.

Al finalizar, selecciona a varios de tus compañeros para que vayan anotando sus ejemplos en el pizarrón, recuerda que puedes participar activamente.

LEY DE GRAVITACIÓN UNIVERSAL Y LEYES DE KEPLER.

Hasta ahora has estudiado las fuerzas que se aplican dentro del planeta, pero ¿Qué sucede fuera de él, también hay fuerzas presentes? Y ¿Cómo podemos medirlas?

Las leyes de Kepler dicen, en resumen, que:

La forma de la órbita de un planeta es, en general, una elipse. El sol no ocupa el centro de la elipse, sino uno de los puntos interiores de ésta que se llaman focos. Eso quiere decir que, en su camino, un planeta se acerca y se aleja del sol.

Cuando el planeta está más cerca del sol se desplaza más rápido que cuando está más lejos

Mientras más alejado del sol se encuentre un planeta, más despacio recorre su órbita.

Newton usó unas matemáticas que él mismo había inventado y concluyó que la fuerza que ejerce el sol sobre un planeta era:

Proporcional a la masa del planeta: cuanto mayor la masa del planeta, más intensa la fuerza

Proporcional a la masa del sol

Inversamente proporcional a la distancia entre ambos, pero elevada al cuadrado: cuanto más lejos el planeta, menos intensa la fuerza.

Usa la bibliografía que este a tu alcance o el internet para que busques información acerca la Ley de Gravitación Universal

y las Leyes de Kepler, sus enunciados, fórmulas y características. Forma equipos de 5 personas y elaboren un mapa

conceptual, un cuadro sinóptico o un esquema en el cual muestren la información que encontraron acerca del tema.

Elijan al azar a uno de los equipos para que exponga su esquema ante el resto del grupo, recuerda que aunque no te toque exponer puedes participar en complementar la información que presentan tus compañeros a fin de enriquecer la comprensión del tópico.

Plasma las conclusiones a las que llegaron en el siguiente cuadro.

ENUNCIADOFORMULA

MATEMÁTICAUNIDADES

LEY DE GRAVITACIÓN UNIVERSAL

1ra. LEY DE KEPLER

2da. LEY DE KEPLER

3ra. LEY DE KEPLER

BIBLIOGRAFÍA • ANIBAS CASTILLO, Ricardo; FIGUEROA RODRÍGUEZ, Isauro; MARTÍNEZ CAMAÑO, Jesús; MORENO Y ALBARRAN, Rafael; OCAMPO CERVANTES, Oscar; PADILLA ROBLES, Javier. Física III. México. Escuela Nacional Preparatoria UNAM 2008.



SITIOS EN INTERNET

• Red escolar. ilce http://redescolar.ilce.edu.mx/redescolar2008/educontinua/conciencia/fisica/newton/nw8.htm [Consulta: 07/06/2010]

• Escuela de verano http://www.escueladeverano.cl/fisica/verano2001/dinamica/dinam02a.htm [Consulta: 07/06/2010]

Bloque tres


ENUNCIADOFORMULA

MATEMÁTICAUNIDADES

LEY DE GRAVITACIÓN UNIVERSAL

1ra. LEY DE KEPLER

2da. LEY DE KEPLER

3ra. LEY DE KEPLER

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49

Al haber finalizado este Bloque III has aprendido sobre fuerzas y las leyes de Newton, realiza los siguientes ejercicios para evaluar tu verdadero aprendizaje.

Ubica los siguientes científicos con su mayor aportación a la mecánica, en una línea del tiempo para representar su evolución a través del tiempo.Christian Huygens, Arquímedes, Leonardo da Vinci , Luis LaGrange, Niccoló Fontana, Johannes Kleper, Galileo Galilei, Evangelista Torricelli, Aristóteles, Isaac Newton, Jacob Bernoulli, Johan Bernoulli, Albert Einstein, Leonardo Euler, Jean Le Roud D’Alembert, José Charles Agustín de Coulomb, Herón de Alejandría, William Rowan Hamilton.

Al finalizar, de manera aleatoria, seleccionen a alguno de sus compañeros para que vaya anotando en orden cronológico las respuestas en el pizarrón, recuerden que pueden participar activamente, complementando en caso de ser necesarias las respuestas que se van anotando.Tomando en cuenta las definiciones de peso y masa, completa el siguiente cuadro, escribiendo si aumentaría, disminuiría o se mantendría igual la cantidad mostrada.

Tierra Luna Saturno EspacioMasa 50kg

Peso 500 N

Al terminar intercambia tus respuestas con algún compañero y comenten el “por qué” de sus conclusiones.

Completa el siguiente cuadro con lo que has aprendido a través de este Bloque

PRIMERA LEY SEGUNDA LEY TERCERA LEY

Enunciado: Enunciado: Enunciado:

5 Ejemplos Cotidianos: 5 Ejemplos Cotidianos: 5 Ejemplos Cotidianos:


PRIMERA LEY SEGUNDA LEY TERCERA LEY

Enunciado: Enunciado: Enunciado:

5 Ejemplos Cotidianos: 5 Ejemplos Cotidianos: 5 Ejemplos Cotidianos:

50

Bloque tres

Junto con otro compañero contesten en su cuaderno las siguientes preguntas. Intercambien ideas con otras parejas al

terminar y lleguen a una conclusión general.

1.- ¿Que será mas fácil, deslizar un refrigerador en una pista de hielo o en un piso de cemento?, ¿Por qué?

2.- Si no hubiera fuerza de fricción, ¿podríamos caminar de forma ordinaria?, ¿Por qué?

3.- ¿Qué pasaría si al clavarnos en una alberca, no hubiera fricción?

Realiza los siguientes experimentos. En equipos de 4 o 5 personas, conformen los vayan realizando tomen notas del

comportamiento y los factores que intervienen en el experimento. Al finalizar sus experimentos, presenten sus resultados

ante el grupo a manera de exposición, deberán llevar a cabo un ejercicio de retroalimentación en donde puedan señalar

las áreas de mejora de cada uno de los equipos, con la finalidad de ir mejorando en su desempeño académico, para eso

completa el cuadro que te presentamos después de los ejercicios.

1.- En una mesa coloca mantel o algún tipo de tela, encima de ella pon un vaso de cristal, un plato y una cuchara. Tira del

mantel o tela con fuerza suficiente para que el vaso, el plato y la cuchara no caigan de la mesa. ¿Esto es posible? ¿Influye

el material de los objetos? ¿Qué ley de Newton esta presente?

2.- Consigue un vaso de unicel, canicas, cartulina, transportador y libros. Introduce varias canicas en el vaso y colócalo sobre

algunos libros. Inclina gradualmente el libro hasta que el vaso empiece a deslizarse.

Repite esto en dos ocasiones más y marca sobre la cartulina el nivel alcanzado por el libro (en el momento en que se desliza el

vaso. Enseguida, con ayuda del transportador, mide el ángulo formado por el libro con la horizontal.

Anota en tu cuaderno tus conclusiones. ¿Qué sucede si cambias la superficie del libro?

3.- Necesitas un vaso con agua, un cartoncillo plano, un huevo y el cilindro de cartón que está dentro de los rollos de papel.

Coloca el vaso con agua tápalo con el cartoncillo plano y en cima de este el cilindro de cartón y hasta arriba el huevo. Jala el

cartoncillo con fuerza.

¿Qué paso con el huevo? ¿Por qué se comporto de esa forma el huevo? ¿Qué Ley de Newton estuvo presente?

Resuelve los siguientes problemas correspondientes a fuerzas. Para que practiques su aplicación matemática.

1.- Se encuentran dos personas empujando un automóvil que se quedó parado en el tránsito de la ciudad. Una de las personas

aplica una fuerza de 300 N mientras que la otra aplica una fuerza de 220 N. Si el automóvil pesa 1200 kg, ¿Qué aceleración

tendrá el automóvil considerando que existe una fuerza de fricción contraria de 180 N?

2.- Obtén la aceleración de un cuerpo al ejercer una fuerza de 60 N si tiene una masa de 15000 g

3.-Determina la aceleración de un cuerpo como resultado de las fuerzas aplicadas:

4.- ¿Cual es la fuerza que se tendría que aplicar a un bulto de cemento cuya masa es de 50 kg si requerimos una aceleración de 1.5 m/s2?

F = 40 N m = 5 kg1

F = 25 N2


51

5.- Obtén la aceleración de un cuerpo de acuerdo con el siguiente esquema:

6.- Tenemos dos cuerpos, uno de 70 kg y otro de 100 kg, con una distancia de 1.3 m. Calcula el valor de la fuerza gravitacional.

7.- Si eres una persona que pesa 65 kg, calcula la fuerza gravitacional que ejerce la Tierra sobre ti, considerando que la masa de la tierra es de 5.98 x 1024 kg y su radio es de 6.37 x 106 m Realiza el mismo calculo con tu peso real.Ahora realiza el ejercicio de retroalimentación

AREAS DE MEJORA BUENO REGULAR MEJORABLE COMO PUEDO MEJORAR

Conocimiento de las Leyes Físicas presentadasIdentificación de las fórmulas matemáticas para usar en los problemas. Uso corecto de unidades de medida.Aplicación de expresiones matemáticas y obtención de resultados.

Cuando empleamos la segunda Ley de Newton para resolver problemas, generalmente lo primero que debemos determinar es la fuerza neta externa ejercida sobre el objeto que nos interesa en el problema. La mejor manera de obtener esta fuerza es dibujar un diagrama. En este se deben eliminar casi todos los detalles y mostrar solo las fuerzas que actúan sobre el cuerpo. A este diagrama se le llama Diagrama de cuerpo Libre.Una vez que ha sido dibujado dicho diagrama de cuerpo, podemos emplear cualquier método para sumar vectorialmente las fuerzas y obtener la fuerza neta externa o fuerza resultante.


• Hewitt, Paul G. Física Conceptual. México, Pearson Educación, 2004• Pérez Montiel, Héctor. Física I. Bachillerato General. México, Publicaciones Cultural, 2005.• Serway A., Raymond. Física I. 3a ed., México, Thomson, 2003.• Tippens, Paul E. Física, Conceptos y Aplicaciones. México, McGraw Hill, 2001.


AREAS DE MEJORA BUENO REGULAR MEJORABLE COMO PUEDO

MEJORAR

Conocimiento de las Leyes Físicaspresentadas

Identificación de las fórmulasmatemáticas para usaren los problemas.

Uso corecto de unidades de medida.

Aplicación de expresionesmatemáticasy obtención de resultados.

T

w

T T

w

N

w

1 N2

F = 60 N1

F = 40 N2

f = 50 Nm = 12 kg

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Distinguirás entre el concepto cotidiano de trabajo y el concepto de trabajo en física. Reconocerás el trabajo realizado por o sobre un cuerpo, como un cambio en la posición o la deformación del mismo. Identificarás las condiciones para que se realice un trabajo.

Comprenderás la Ley de la Conservación de la Energía Mecánica. Analizarás las expresiones matemáticas y gráficas que representan la energía cinética y potencial que posee un cuerpo en un lugar y momento determinado. Analizarás las fuerzas que posibilitan o impiden que la energía mecánica se conserve.

Relacionarás los cambios en la energía cinética y potencial de un cuerpo con el trabajo que realiza. Emplearás la Ley de la Conservación de la Energía Mecánica en la explicación de fenómenos de la vida cotidiana. Relacionarás los conceptos de trabajo, energía y potencia para aplicarlos en problemas de la vida cotidiana.

El hombre necesita máquinas que le faciliten el “trabajo” y le hagan más cómoda la vida. Las máquinas requieren de algún tipo de energía para funcionar, por lo tanto, uno de los grandes problemas del hombre en la ciencia es encontrar la manera de transformar la energía disponible en trabajo útil

RELACIONA EL TRABAJO CON LA ENERGÍA


BLOQUE IV


Comprende la transformación de la energía mecánica en calor y las aplica a su entorno



53

TRABAJO

Seguramente tú ya tienes una idea intuitiva de que es el trabajo, probablemente te imagines que el trabajo es todo aquello que “cansa” o requiere “esfuerzo”. El concepto en física de trabajo, varia del que tiene la palabra “trabajo” en la vida cotidiana.

Busca la definición de trabajo como se entiende en la vida diaria y su definición de acuerdo a la física, su expresión matemática y las unidades de medida.

Trabajo (vida diaria):

Trabajo (física):

Expresión matemáticaSi la fuerza y el desplazamiento llevan la misma dirección:

Si la fuerza y el desplazamiento forman un ángulo entre ellos:

Unidades:

El trabajo es un concepto estrechamente relacionado con la energía. Al hablar de trabajo, es importante tener en cuenta que el trabajo siempre se realiza sobre algún cuerpo, es decir, no es algo que los cuerpos “posean”.

En equipos realicen la siguiente actividad.

Necesitas 5 de tus propios cuadernos o libros, una cinta o cuerda para sujetar los cuadernos y una cinta métrica.Uno de los integrantes deberá sujetar la cinta métrica para que todos puedan ver la altura a la que se llega. Con la cinta sujeta un cuaderno y levántalo hasta una altura de 1 metro. Vuelve a levantar hasta 1 metro pero ahora a dos cuadernos, y repite esto con tres, cuatro y cinco cuadernos consecutivamente.¿Qué sucede cada vez que agregas un cuaderno? ¿El trabajo que realizas aumenta o disminuye conforme aumentas de cuadernos?

Ahora sujeta 3 cuadernos con la cinta y levántalos primero a una altura de 50 cm, luego a 80 cm, 1 metro, 1.20 metros y finalmente 1.50 metros.¿Qué sucede cuando aumentas la altura? ¿El trabajo que realiza aumenta o disminuye conforme aumentas la altura?

Reúnete con tu equipo y escriban sus conclusiones en sus cuadernos, al terminar, en plenaria comenten los resultados conclusiones con el fin de que todos lleguen a una conclusión única y correcta acerca del tópico de Trabajo.

54

Bloque cuatro

El Trabajo también se expresa matemáticamente mediante problemas hipotéticos, practica el uso de su formula mediante los siguientes ejercicios.

1.- Si levantas a una compañera de 65 kg en línea recta hacia arriba a una distancia de 75 cm, ¿Cuál es el trabajo que realizas?

DATOS FORMULA SUSTITUCIÓN RESULTADOm = 65 kgd = 75 cm

NOTA: recuerda que las unidades que debes usar son las del Sistema Internacional.

2.- Una persona se encuentra aspirando una alfombra que mide 4 m de largo. Al momento de estar aspirando la alfombra la persona va jalando esta con una fuerza de 45 N y con relación al plano forma un ángulo de 35o, ya que la conexión con la aspiradora presenta un tubo rígido. ¿Qué trabajo realiza la persona para limpiar ese tramo de alfombra de 4 m?

DATOS FORMULA SUSTITUCIÓN RESULTADOF = 45 Nd = 4 m

POTENCIA En mecánica, otro concepto importante es el de potencia. Probablemente este concepto ya lo hayas escuchado con una idea muy parecida a la que se tiene en física. Cuando se habla de motores, de lámparas o de bocinas, por ejemplo, se menciona su potencia, como una característica importante de la máquina o aparato.

En el patio de tu centro educativo realiza la siguiente actividad.Necesitarás una cinta métrica, un gis y un cronómetro. Con la cinta métrica mide una distancia aproximada de 3 metros con el gis marca el inicio y el final de la distancia. En grupos de 5 personas a la vez salgan corriendo desde el punto de inicio al mismo tiempo hasta llegar al final.¿Quién llegó primero? ¿Cuál fue su tiempo de recorrido? ¿Puedes deducir quién tiene más o menos potencia? ¿Por qué?

Repite esto hasta que todos hayan corrido la distancia. Después de que hayan realizado la actividad comenten en los resultados.

Busca el concepto de Potencia, se expresión matemática, sus unidades y equivalencias con otros sistemas de medidas. Y anótalas en tu cuaderno.

Integrando un equipo con tres o cinco de tus compañeros resuelvan los siguientes problemas donde aplicas la expresión matemática de potencia.

1.- Obtén la potencia de un motor si realiza una fuerza de 250 000 J en 5 segundos.

2. Se tiene un motor de 15 hp que se pone a funcionar durante 50 minutos. ¿Cuál es la cantidad de trabajo que realiza en J?

3. Una grúa es capaz de levantar 50 bultos de cemento hasta una altura de 30 m en un tiempo de 10 segundos. Considerando que cada bulto tiene una masa de 50 kg, calcula la potencia de la grúa.

Una vez elaborado el ejercicio, elijan a tres equipos para que expongan su proceso ante el resto del grupo, al finalizar la presentación los alumnos que hablaron sobre su proceso podrán hacer preguntas al resto del grupo con la finalidad de conocer que tan comprensible quedo el tópico que expusieron.


55

ENERGÍA

Cuando estudias, haces ejercicio, levantas un objeto o pateas un balón, consumes energía. El calor utilizado para calentar la comida también es energía. Lo que provoca que la televisión y los focos de tu casa enciendan es otra forma de energía. En esta sección aprenderás una de las tantas formas de energía, la energía mecánica.

La energía Mecánica se divide en ENERGÍA POTENCIAL y ENERGÍA CINÉTICA.

En compañía de 4 compañeros preparen una exposición para presentarla ante el grupo de los siguientes conceptos.

• Definición de Energía Cinética

• Definición de energía Potencial

• Ley de la Conservación de la energía

• Expresiones matemáticas de ambas energías

• Variables involucradas y su relación con las energías

• Unidades de medida.

Al finalizar la presentación los demás integrantes del grupo llevaran a cabo el ejercicio de retroalimentación, pidiendo en primera instancia que sean los mismos integrantes del equipo los que evalúen su actuación, posteriormente el resto del grupo señalara las áreas de oportunidad así como los aciertos que tuvo cada presentación.

En general se puede concluir:

La energía potencial es la que tiene cualquier cuerpo que este en reposo en virtud de su posición.

La energía cinética es la que tienen los cuerpos que están movimiento.

La energía no se crea ni se destruye solo se transforma.

BIBLIOGRAFÍA

• ANIBAS CASTILLO, Ricardo; FIGUEROA RODRÍGUEZ, Isauro; MARTÍNEZ CAMAÑO, Jesús; MORENO Y ALBARRAN, Rafael; OCAMPO CERVANTES, Oscar; PADILLA ROBLES, Javier. Física III. México. Escuela Nacional Preparatoria UNAM 2008.




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Bloque cuatro

Contesta los ejercicios siguientes donde aplicaras las expresiones matemáticas de Trabajo, Potencia, energía Cinética y Potencial, tópicos que has visto a lo largo de este bloque y que te permitirán evaluar que tanto has aprendido sobre ellos.

1.- Un bloque que pesa 40 kg y se quiere levantar a una altura de 1.2 m. ¿Qué trabajo tendrías que realizar para levantar el bloque?

2.-Se desea jalar un bloque de 25 kg con una fuerza de 120 N, formando un ángulo de 30° respecto a la dirección de desplazamiento, la cual es de 2 m ¿Cuál será el valor total del trabajo realizado?

3.- Un joven tira de un trineo de 10 kg aplicando una fuerza de 55 N. La cuerda forma un ángulo de 45° con respecto a la horizontal y recorre 25 m sobre una superficie que no representa ningún obstáculo para el desplazamiento del trineo. Calcula el trabajo realizado por el joven.

4.-Tenemos una caja de harina de 1.5 kg colocada en una repisa, a una altura de 1.7 m del piso. En la parte de debajo de la repisa se encuentra una mesa de 1.20 m de altura con relación al piso. Si se cae la caja de harina, ¿Cuál será la energía potencial gravitacional de la caja de harina con relación a la mesa y al piso?

5.- ¿Qué energía cinética traslacional tendrá una camioneta de 3200 kg que se mueve a una velocidad de 40 m/s?

6.- La cabeza de un martillo de 300 g tiene una energía cinética traslacional de 35 J .Calcula la velocidad de la cabeza del martillo antes de hacer contacto con un clavo.

7.- Un elevador puede levantar 12 personas de 75 kg a una altura de 60 m en un tiempo de 35 segundos. Obtén la potencia del elevador

8.- Ubica de menor a mayor las siguientes maquinas de acuerdo a su potencia.Moto a 50 km/hr, una avioneta, tu caminando, un avión, tu corriendo, un automóvil a 50 km/hr


25 kg30°

d = 2 m


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MAQUINA

menor potencia

mayor potencia

Una vez que tengas elaborada tu tabla, intercámbiala con alguno de tus compañeros de clase, de tal manera que cada uno revise una tabla distinta a la que elaboró.

Realiza los siguientes experimentos para que comprendas mejor la relación entre la energía cinética y potencial y la conservación de la energía.

1.- Consigue una canica y un balón de fútbol o de básquetbol.

Déjalos caer al mismo tiempo sobre tu pie

Antes de que caigan ¿Cuál de ellos tiene mayor energía potencial? ¿De qué depende el aumento o disminución de la energía potencial? ¿Cuánto vale la energía cinética?

Una vez que van en el aire ¿Qué sucede con sus energías? ¿Por qué van cambiando? ¿Cuáles son los factores que las van modificando?

Cuando llegan a tu pie ¿Cuál de ellos te golpea más fuerte? ¿Por qué? Finalmente se detendrán ¿acaso se perdió la energía? ó ¿En dónde quedo?

2.- Necesitas 8 canicas y 3 libros iguales de pasta dura de unos 3 cm de espesor aproximadamente. Apoya los libros contra una pared, sin dejar espacios entre ellos y con los lomos hacia abajo. De esta manera habrás construido en la parte superior un carril para las canicas. Levanta aproximadamente 2 o 3 cm centímetros el extremo de uno de los libros para formar una rampa y conéctalo al mismo nivel con el libro que sigue.

Pon las canicas en la pared horizontal del carril, tocándose unas con otras. Suelta ahora una canica desde arriba de la rampa y observa lo que pasa. Experimenta lanzando ahora dos o más canicas a la vez.¿Qué se deduce de este experimento? ¿Qué pasa cuando lanzas más de una canica a la vez? ¿Qué paso con la energía total del sistema?

a

MAQUINA

menor potencia

mayor potenci

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Bloque cuatro

En plenaria comenten sus opiniones acerca de los experimentos y las conclusiones a las que llegaron sus compañeros, recuerden que no es una crítica, es un ejercicio de retroalimentación a fin de mejorar el desempeño académico de cada uno.

A continuación te presentamos una rúbrica de evaluación, esta té permitirá autoevaluarte en relación a las competencias que tiene planteada esta asignatura.

Una rúbrica de evaluación es un instrumento que te permite valorar el desarrollo de competencias y saber así en que nivel te encuentras y que necesitas hacer para continuar mejorando en tu proceso de aprendizaje.


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MÁQUINAS SIMPLES

Las máquinas simples son herramientas que nos permiten hacer cosas que no podríamos hacer de otra manera o sería mucho más difícil, como cargar cosas pesadas, mover un objeto o deformar otro. Por ejemplo, es imposible que una persona pueda levantar directamente un objeto que pesa dos toneladas, pero si puede hacerlo con ayuda de las máquinas.

En física una máquina es un dispositivo mecánico que nos permite:

Aumentar la velocidad de la operaciónDisminuir la fuerza que debe aplicarseCambiar la dirección de la fuerza

La palanca, el plano inclinado y la polea son ejemplos de máquinas simples.

La palanca: es una barra rígida que posee un punto de apoyo, a la misma se le aplica una fuerza o potencia, al girar sobre su punto de apoyo vencerá a una resistencia. Aquí se cumple la preservación de la energía y por lo tanto, la fuerza que se aplica por su espacio recorrido, será siempre igual a la fuerza de resistencia por su espacio recorrido.

El plano inclinado también forma parte del mundo de las máquinas simples ya que en uno de ellos es donde aplicamos una fuerza, esto se realiza para vencer la fuerza vertical del peso del objeto a levantar.


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Bloque cuatro

La polea también es considerada una máquina simple la misma transforma el sentido de la fuerza; a través de la aplicación de una fuerza descendente obtenemos una fuerza ascendente.

http://www.abcpedia.com/construccion/maquinas/simples.html[Consulta: 09/06/2010]







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