ciencias2 vol1 1314
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Énfasis en Física
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ciencias II2do Grado Volumen I
Énfasis en Física
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Ciencias II. Énfasis en Física. Volumen I fue elaborado en la Coordinación de Informática Educativa del Instituto Latinoamericano de la Comunicación Educativa (ILCE), de acuerdo con el convenio de colaboración entre la Subsecretaría de Educación Básica y el ILCE.
AutoresMirena de Olaizola León, Alejandra González Dávila, HildaVictoria Infante Cosío, Oliverio Jitrik Mercado, Helena LluisArroyo, Abraham Pita Larrañaga, Juan José Sánchez Castro
Asesoría académicaMaría Teresa Rojano Ceballos (DME-Cinvestav)Judith Kalman Landman (DIE-Cinvestav)(Convenio ILCE-Cinvestav, 2005) ColaboraciónLeonor Díaz Mora, Margarita Petrich Moreno
Coordinación editorialSandra Hussein Domínguez
EdiciónPaloma Zubieta López
Primera edición, 2007Sexta reimpresión, 2012 (ciclo escolar 2013-2014)
D.R. © Secretaría de Educación Pública, 2007 Argentina 28, Centro, 06020, México, D.F.
ISBN 978-970-790-954-0 (obra completa)ISBN 978-970-790-957-1 (volumen I)
Impreso en MéxicoDistribución gratuita-ProhibiDa su venta
Servicios editorialesDirección de arte y diseñoRocío Mireles Gavito
DiagramaciónFernando Villafán, Gabriel González,Víctor M. Vilchis Enríquez
IconografíaCynthia Valdespino, Fernando Villafán
IlustraciónImanimastudio, Curro Gómez, Carlos Lara,Juan Carlos Díaz, José Luis Díaz, Mayanin Ángeles, Víctor Eduardo Sandoval
FotografíaArt Explotion 2007, Kurt Hollander,Cynthia Valdespino, Fernando Villafán
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CIENCIAS I
Mapa-índice
Clave de logos
secuencia inicial ¿Qué estudia la física?
BLOQUE 1 El movimiento. La descripción de los cambios en la Naturaleza
secuencia 1 ¿Realmente se mueve?
secuencia 2 ¿Cómo se mueven las cosas?
secuencia 3 ¿Qué onda con la onda?
secuencia 4 ¿Cómo caen los cuerpos?
secuencia 5 ¿Dónde están los alpinistas?
proyecto 1 ¿Cómo detectar un sismo con un dispositivo casero?
Evaluación Bloque 1
BLOQUE 2 Las fuerzas. La explicación de los cambios
secuencia 6 ¿Por qué cambia el movimiento?
secuencia 7 ¿Por qué se mueven las cosas?
secuencia 8 ¿Cuáles son las causas del movimiento?
secuencia 9 ¿La materia atrae a la materia?
secuencia 10 ¿Cómo se utiliza la energía?
secuencia 11 ¿Quién inventó la montaña rusa?
secuencia 12 ¿Qué rayos sucede aquí?
secuencia 13 ¿Un planeta magnético?
proyecto 2 Un modelo de puente para representar las fuerzas
que actúan en él
Evaluación Bloque 2
Bibliografía
4
9
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20
22
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secuencia inicial
10
Los seres humanos hemos tratado siempre de explicar los sucesos que ocurren en nuestro entorno y nos hemos peguntado: ¿cómo suceden?, ¿qué los provocan?, ¿cómo podemos aprovechar estos conocimientos para vivir mejor?
Desde las primeras sociedades, por ejemplo, el ser humano se planteó la pregunta: ¿por qué llueve? A lo largo del tiempo, se sucedieron mitos y explicaciones para explicar la lluvia. En la mitología nórdica, por ejemplo, se creía que llovía porque Thor viajaba en un carro jalado por cabras y, al agitar su martillo, producía truenos y rayos ocasionando así la lluvia que favorecía la agricultura.
Para los aztecas, en cambio, la lluvia se relacionaba con la adoración a Tláloc, por lo que erigieron un templo en su honor. Como de la cantidad de lluvia depende la abundancia de las cosechas obtenidas, la influencia de Tláloc en esa época era tal que los antiguos pobladores de Tenochtitlán creían que los seres que iban al paraíso terrenal eran aquellos que morían ahogados o fulminados por un rayo.
Como éstos, existen mitos y creencias sobre lo que percibimos de nuestro entorno, como el movimiento del Sol y los planetas, sobre el corazón y la sangre que corre por las venas, sobre las propiedades curativas de las plantas, entre muchos otros fenómenos naturales.
Explicar las causas de cuanto nos rodea ha sido una necesidad constante para todas las culturas a lo largo de su historia.
Para empezarlee el texto.
• Antes de la lectura, contesta: ¿qué observas en la imagen, además de la Monalisa?
sesión 1
Texto introductorio
¿Qué estudia la Física?
En cada una de las
actividades, se indica la
forma en que tú y tus
compañeros se organizarán
para realizarla: en forma
individual , en equipo
o en grupo .
Cuando observamos con cuidado, podemos descubrir detalles que antes no habíamos visto.
Fenómeno natural:
Manifestación de
procesos que ocurren
en la Naturaleza. En tu entorno ocurren múltiples hechos, a los cuáles buscamos dar explicación. Los aztecas, por ejemplo, atribuían el fenómeno de la lluvia a la acción del dios Tláloc.
El glosario define con
claridad las palabras y
términos científicos
utilizados en los textos.
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IICIENCIAS
11
Lo que pienso del problemaResponde en tu cuaderno:
1. ¿Qué método emplearías para realizar tu investigación?
2. ¿Cuáles serían las etapas?
3. ¿En qué orden las realizarías?
4. Menciona tres fenómenos que estudia la Física.
Manos a la obra
¿Qué estudia la Física?
nueva destreza empleada
identificar: Reconocer las características
o propiedades de organismos, hechos,
materiales o procesos.
En este recuadro encontrarás
las nuevas destrezas y
actitudes que desarrollarás
al trabajar las actividades
de la secuencia.
Para la feria de ciencias en tu escuela, has decidido participar en la sección de Física e investigar sobre las diferentes formas en las que se encuentra el agua a lo largo de su ciclo en la naturaleza. Tu maestro te ha pedido presentar un mapa conceptual sobre el procedimiento que seguirás para investigar este tema, y explicar: ¿Por qué consideras que tu tema lo estudia la Física?
comenten: ¿Qué fenómenos mencionados en el texto son estudiados por la Física?
En el curso de Ciencias I. Énfasis en Biología estudiaste algunos fenómenos y procesos relacionados con los seres vivos, el cuerpo humano y el ambiente, y cómo estos fenómenos se relacionan con nuestra vida personal y social. En esta secuencia, identificarás el objeto de estudio de la Física y reconocerás las destrezas empleadas por las personas que se dedican al estudio de los fenómenos físicos. Valorarás la importancia y la utilidad de estos conocimientos para la humanidad.
Consideremos lo siguiente…a continuación se presenta el problema que resolverás con lo que hayas aprendido durante esta secuencia.
Aquí se presenta una breve
explicación de los temas que
trabajaste con anterioridad,
lo que aprenderás en esta
secuencia y su utilidad en la
vida diaria.
Actividad UNOidentifica el método para realizar una maqueta.
1. Antes de iniciar, comenta en tu cuaderno: ¿cómo explican las ciencias lo que sucede en el entorno?
2. Analiza la siguiente situación:
Tu hermano pequeño está haciendo una maqueta del Sistema Solar para la escuela y te ha pedido que le escribas en un papel los pasos que debe seguir para realizarla de la mejor manera, en el menor tiempo posible.
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secuencia inicial
12
Texto de información inicial
¿Se perdió, se fugó o se lo llevaron los “robachicos”?¿Qué pasó con Pepito? De haber salido a la calle y preguntado al primer desconocido dónde estaba su hijo, la señora Godínez, estaría procediendo de una manera descabellada. Lo lógico es que ella y su familia, que son quienes mejor conocen a Pepito, opinen sobre su posible paradero. En otras palabras, ellos son los más indicados para plantar una hipótesis sobre el problema. (…)
-¿Será posible que el niño se haya perdido?- pregunta la abuelita.-Tenemos que averiguar dónde está Pepito- dice la hermana-, y luego le preguntaremos qué pasó.-¿Cómo haremos para encontrarlo?- inquirió el padre, acostumbrado a que su esposa sacara las castañas
del fuego. (…)-Por favor- dice la madre con gesto suplicante-, dejen de divagar, lo único necesario es que digan dónde
suponen que puede estar Pepito. -Ay, Dios mío- exclama la abuela-. Ha de ser que lo atropelló un coche o se lo llevaron los robachicos.-No sean tan pesimistas –apunta el padre-; me inclino a pensar que no viene por temor al castigo que le
prometí si traía malas calificaciones.-A lo mejor sacó puros “dieces” y se fue a festejar con sus amigotes- dice el hermano.-Vamos a ver –propone la señora Godínez-, la hipótesis de Alberto (el hermano de Pepito) es la más
descabellada de las tres, pues todos sabemos lo burro que es el niño y lo mal que se porta en la escuela. Lo del accidente parece difícil (…) El secuestro queda descartado (…)
-Es cierto -dice la hermana-; creo que mi papá tenía razón cuando dijo que Pepito tuvo miedo al castigo por sus malas calificaciones. (…)
-Bueno –dice Alberto-, tenemos una hipótesis, ¿y ahora qué?-Voy a buscarlo –dice el padre, caminando hacia la puerta.-Espera –ordena Luchita cogiéndolo del brazo-, ¿no crees que es más conveniente pensar con calma dónde
vamos a buscarlo?-Pues… en la escuela.-¿Pero no te das cuenta de que la escuela está cerrada a esta hora, viejo? Mira,
siéntate y vamos a planear cuidadosamente la búsqueda. Verás cómo ahorramos tiempo y esfuerzo.
-Mi jefa tiene razón –asienta Alberto-; yo creo que lo primero es hablar con Cirilo, el íntimo amigo de Pepito. (…)
3. ¿Qué procedimiento o pasos le recomendarías seguir y en qué orden?
Juanito, para hacer una maqueta podrías:
a) ___________________________________________b) ___________________________________________c) ___________________________________________d) ___________________________________________e) ___________________________________________f) ___________________________________________
intercambien sus opiniones sobre los pasos que sugirieron.
lean el texto. Durante la lectura, subrayen las destrezas que se llevan a cabo durante una investigación científica.
consulta en tu diccionario el significado de palabras como paradero.
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IICIENCIAS
13
En ese momento suena el timbre de la puerta. Es el padre de Cirilo que entra muy agitado y con preocupación reflejada en el rostro.
-Perdonen la molestia –dice el visitante-, ¿no está Pepito?-Precisamente íbamos a hablarle por teléfono a usted para preguntar
a Cirilo si sabía dónde está mi hijo –responde el señor Godínez.-En ese caso se confirman mis sospechas, el niño se fugó de la casa –dice el padre de
Cirilo-. Hoy noté que habían desaparecido de la tienda varias latas de sardinas, un paquete de pan y unas tabletas de chocolate. (…)
-Ahora recuerdo que Pepito hablaba de irse a Acapulco a ganar dinero moviendo la barriga para los turistas, cargando maletas y secuestrando pericos.
-Falta la tortuga, la resortera, la alcancía, y mi cantimplora –grita Alberto-. ¡Me expropió la cantimplora!
-No hay duda: se fugaron –exclama la señora Godínez-. Mire usted, don Cirilo, creo que lo mejor es que mi hijo Alberto vaya a la Terminal de los Autobuses Acapulqueños. Mientras mi mamá se queda aquí, nosotros vamos a la carretera, por si se les ocurrió viajar de “aventón”. Mi hija se irá a la tienda y todos nos comunicaremos con ella cada media hora para estar al tanto de lo que ocurra. Antes de irnos, sin embargo, conviene hablar por teléfono a la Patrulla de Caminos y a Locatel. ¿Les parece?
Está visto que la madre de Pepito es la única buena diseñadora de la familia Godínez. Ella ha conseguido hacer una descripción detallada y racional del proceso que habrá de seguirse para localizar a los niños fugados.
(…) El siguiente paso (…) consiste en llevar a cabo el plan de la señora Godínez.
Fuente: Arana, Federico. (2007). Método experimental para principiantes. México: FCE, pp. 21 - 25.
comenten:
1. ¿Qué destrezas utilizó la familia Godínez para investigar el paradero de Pepito?
2. Si quisieran continuar resolviendo el caso de la desaparición de Pepito:
a) ¿Qué otras destrezas emplearían?
b) ¿En qué orden?
3. Describan cinco diferentes destrezas que se emplean en las ciencias.
Las ciencias y la comunidad científicaEn el año 240 a. de C., cuando la idea predominante en el mundo era que la Tierra tenía la forma de un disco plano, en Alejandría, Egipto, vivía el maestro Eratóstenes, quien había aceptado la idea de los griegos de que la Tierra era redonda, se formuló preguntas de investigación como: “¿Qué tan grande es?”, y decidió calcular cuán-to medía su circunferencia.
Había observado que la longitud de la sombra que proyecta un objeto varía según la hora del día y la época del año. También había recibido información que en Siena (hoy Assuan), el día del solsticio de verano a las 12 del día, los obeliscos no proyectaban ninguna sombra y se lograba ver el fondo de un profundo pozo; mientras que en Alejandría, el mismo día y a la misma hora, los obeliscos formaban una pequeña sombra, y no se lograba ver el fondo de los pozos. Así recabó diferentes datos, y fue tan sólo el principio de una investigación que realizó Eratóstenes, mediante el empleo de destrezas científicas.
La medida obtenida por Eratóstenes hace más de dos mil años fue de un poco menos de 40 mil kilómetros. Menos de 1,000 km de diferencia con la verdadera circunferencia de nuestro planeta.
Desde la antigüedad hasta nuestros días, las destrezas científicas se han aplicado en las investigaciones.
conexión con ciencias iRevisen las destrezas de investigación que aplicaron en el curso de Ciencias I, Énfasis en Biología.
lo único necesario es que digan dónde suponen que puede estar Pepito.
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secuencia inicial
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Actividad DOSidentifica los fenómenos que se relacionan con la física
1. Antes de iniciar la actividad contesta: ¿Cómo identificas un fenómeno físico?
2. Analiza la situación:
En tu escuela van a realizar un ciclo de cine con temas científicos. Te encargan elaborar el programa, para lo cual tendrás que decidir qué películas se relacionan con fenómenos físicos.
3. Revisa los títulos de las películas del ciclo “El cine y la ciencia”:
a) “Trucos en la cocina: de la transparente clara al blanco sólido”
b) “Pilotos de aviones de papel”
c) “¡Fuego! ¿Por qué enciende un cerillo?”
d) “¿Por qué se regenera la cola de las lagartijas y nuestros dedos no?”
e) “Explosión de colores en los fuegos artificiales”
f) “Fábricas naturales de colores en la selva”
g) “¡Qué golazo! ¿A qué velocidad entró el balón?”
h) “Canto de ballenas: concierto submarino”
i) “Casas del futuro: luz solar que enciende focos en la oscuridad ”
j) “Cuando el destino nos alcance: La extinción de la vida en el planeta”
k) “De la super milpa al super elote”
l) “Cuerpos que flotan en el agua: ¿magia o ciencia?”
m) “¡Arañas gigantes!: Hilos superresistentes del futuro”
n) “Jabones quita-manchas, ¿cómo funcionan?”
4. Elabora y completa en tu cuaderno una tabla de las películas que crees que se relacio-nan con la física siguiendo el ejemplo:
Título Fenómeno que trata Ejemplo: ¿Cómo se transmite el sonido de
la música?Ondas sonoras
5. Completa la tabla siguiendo el ejemplo.
Reflexión sobre lo aprendido
¿Qué utilidad tiene el comprender cada una de las
destrezas que se realizan en la vida diaria y
durante una investigación? Recuerda que tu
respuesta te servirá para resolver el problema.
Reflexión sobre lo aprendido.
Te invita a reflexionar sobre la
relación que hay entre el
resultado de la actividad y la
solución del problema.
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IICIENCIAS
15
Texto de formalización
¿Qué estudia la Física?La Física, como un caso particular de la actividad científica, responde preguntas como: ¿Cómo es el movimiento de los cuerpos cuando caen? ¿Cuáles son las fuerzas que permiten el movimiento del Sol y los planetas? ¿Cuáles son los efectos de las cargas eléctricas? ¿Cuáles son las fuerzas que mantienen estable a un puente? ¿De dónde proviene la energía que empleamos para movernos? ¿Por qué flota sobre el agua una tabla de madera?
La Física estudia los cambios en la materia sin que esta cambie su composición.
Para describir y estudiar los fenómenos naturales con precisión, la Física utiliza las Matemáticas, las gráficas y diferentes tipos de modelos.
De esta manera, se ha logrado conocer a qué velocidad viajan la luz y el sonido, las fuerzas que mantienen cada planeta del Sistema Solar en su órbita, el movimiento del agua en el océano, el tipo y la cantidad de energía que aportan los alimentos a los seres vivos, la fragilidad o dureza de diversos materiales y muchos otros conocimientos que revisarás durante este curso.
Los conocimientos de la Física se reflejan, frecuentemente, en avances tecnológicos que se incorporan con facilidad a nuestra vida diaria en un sinnúmero de artefactos, productos y servicios. Por ejemplo, la energía eléctrica nos facilita muchas labores en nuestras casas, radios y teléfonos nos permiten comunicarnos rápidamente, los juegos mecánicos como la rueda de la fortuna y la montaña rusa nos brindan esparcimiento.
Otros conocimientos físicos tienen aplicaciones directas en la medicina; por ejemplo, algunas personas viven mejor gracias a un minúsculo aparato insertado en su corazón, que lo hace contraerse. Otras aplicaciones hacen más eficientes algunas tareas; así, se han desarrollado tractores que permiten preparar grandes extensiones de terreno para la siembra en poco tiempo.
Realicen lo que se pide:
1. Intercambien sus respuestas.
2. Comenten:
a) ¿Qué estudia la Física?
b) ¿Qué tipo de fenómenos estudia?
Para terminarlean el texto.
• Antes de la lectura, contesta: ¿qué observas en la imagen, además del hombre?
Sabías que...Para contar el tiempo, los mayas tuvieron tres tipos de ciclos simultáneos. El ciclo Tzolkin, considerado el calendario sagrado, constaba de 260 días; el Haab de 365 y la Cuenta Larga de 1 millón 872 mil días. Con estos calendarios organizaban sus actividades cotidianas y religiosas, a la vez que registraban acontecimientos naturales y políticos.
El tiempo es un concepto físico que ha fascinado al ser humano desde las antiguas civilizaciones.
Herramientas que se emplean en el estudio de los fenó-menos físicos.
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16
Actividad TRESidentifiquen los fenómenos físicos implicados en actividades cotidianas.
1. Van a necesitar:
a) Trozos de papel (recorten seis rectángulos de una hoja de papel).
b) Bolsa de papel o plástico.
2. Realicen lo siguiente:
a) Formen dos equipos.
b) Escriban en los papeles tres actividades cotidianas en las que consideren que interviene la Física. Por ejemplo: caminar, hervir agua, lanzar una pelota, subirse a un camión, prender la luz, escuchar el radio.
c) Doblen los papeles de tal manera que no se pueda leer lo que escribieron y deposítenlos en una bolsa. Revuelvan los papeles, agitando la bolsa.
d) Escojan a un integrante de cada equipo, quien deberá sacar un papelito de la bolsa y representar la actividad escrita.
e) Decidan qué equipo será el primero en identificar lo que se representa.
f) Cuentan con 30 segundos para identificar cada actividad. El equipo contrario deberá tomar el tiempo.
g) Si logran mencionar la actividad antes de que pasen 30 segundos, obtendrán un punto y la oportunidad de sacar otro papelito. De lo contrario, el otro equipo tomará el turno.
h) El juego acabará cuando ya no haya papelitos. El equipo ganador es el que obtenga más puntos al final del juego.
3. Comenten:
a) ¿Qué fue lo más interesante del juego?
b) De las actividades que identificaron, qué fenómenos físicos intervienen. Realicen un cuadro en el pizarrón.
c) Si tuvieran que investigar sobre alguno de estos fenómenos, ¿qué método seguirían?
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IICIENCIAS
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Lo que aprendimos
Resuelvo el problema
“Para la feria de ciencias en tu escuela, has decidido participar en la sección de Física e investigar sobre las diferentes formas en las que se encuentra el agua a lo largo de su ciclo en la Naturaleza. Tu maestro te ha pedido presentar un mapa conceptual sobre el método que seguirás para investigar este tema y explicar: ¿por qué consideras que tu tema lo estudia la Física?”
Para resolver el problema:
1. Identifica los pasos a seguir para investigar las formas en las que se presenta el agua a lo largo de su ciclo en la Naturaleza.
2. Elabora un mapa conceptual con los pasos identificados.
3. Contesta: ¿Por qué consideras que tu tema lo estudia la Física?
Reflexión sobre lo aprendido
Revisa lo que pensabas al inicio de la secuencia sobre los métodos
que se emplean en las Ciencias Naturales. ¿Cuáles son las diferencias
con lo que piensas ahora?
En Resuelvo el problema expresas tu
solución al problema, al emplear los
conceptos y las destrezas que aprendiste.
aGua
seres vivos compuesto estados
es necesaria para es un cambia
un mapa conceptual representa los diferentes conceptos y sus relaciones en un orden. Por ejemplo: conceptos principales y secundarios.
Para elaborar un mapa conceptual:
identifiquen la idea, noción o concepto principal.
Escriban la idea principal en un recuadro que ubiquen en el centro de la hoja.
Debajo del cuadro principal, anoten las ideas, nociones o conceptos secundarios.
Tracen líneas que unan las ideas secundarias con la principal.
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secuencia inicial
18
¿Para qué me sirve lo que aprendí?se avecina la época de lluvia:
1. ¿Qué método utilizarías para captar el agua de lluvia?
2. ¿Dónde la almacenarías?
comenten:
1. ¿Qué pasos de investigación emplearías para diseñar tu colector y almacén de agua?
2. ¿En qué orden los llevarías a cabo? ¿Por qué?
En ¿Para qué me sirve lo que aprendí?
aplicas los conocimientos, destrezas o
actitudes que aprendiste.
Ahora opino que…si estuvieran en una situación similar a la de la familia Godínez, ¿qué retomarían de lo que aprendieron para resolver la situación?
• Escriban en su cuaderno:
1. Lo que retomarían.
2. Una reflexión sobre las ventajas y desventajas de utilizar destrezas de investigación para resolver problemas.
En ahora opino que… se plantea una
situación cotidiana, para que tomes
decisiones sobre aspectos relacionados
con los conceptos de la secuencia.
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IICIENCIAS
19
Para saber más…1. Arana, Federico. (2007). Método experimental para principiantes: México: FCE.
1. Fraioli, Luca. (2004). La historia de la tecnología. México: SEP, Libros del Rincón.2. Talanquer, Vicente. (2003). ¿Ciencia o ciencia – ficción? México: SEP, Libros del
Rincón. 3. Navarrete, Néstor. (2003). Atlas básico de tecnología. México: SEP, Libros del
Rincón.
1. Mural. Historia de la Física. 1997-2003. Universitat de Valencia. 23 de abril de
2007. http://mural.uv.es/sansipun/2. La Física hoy. Una aventura del saber. Universidad Autónoma de Madrid. 23 de
abril de 2007. http://www.fisicahoy.com/fisicaHoy/aventura/aventura.html
En Para saber más… se sugieren algunas lecturas
para complementar los conocimientos. Incluye libros
de la Biblioteca de aula y de la Biblioteca escolar
de la SEP, así como de Otros libros. Se incluyen
también Direcciones electrónicas.
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secuencia 1
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IICIENCIAS
El movimiento.
La descripción de los cambios en la Naturaleza
BLOQUE 1
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secuencia 1
Para empezar¿Cómo saber si algo se mueve?
Lee el texto.
• Antesdelalecturacontesta:¿Cómotedascuentaquealgosemueve?
sEsión 1
Texto introductorio
¿Realmente se mueve?
Desde losprimerosdíasdevidapercibimoslascosasqueseencuentrananuestroalrededorysuscambios.Nuestrossentidosnospermitenidentificarestímulosquepuedenserplacenteros,desagradableseinclusopeligrosos;nospermiten,porejemplo,percibirelcalordeunincendiopormediodelsentidodeltactoyelolorcaracterísticoqueproducenalgunassustanciasalquemarse.
Amuycortaedad,somoscapacesdeubicarellugardóndeseencuentranlosobjetosydondeocurrendiferentesfenómenos.CuandoselepreguntaaunniñodedosañosdóndeestáelSololaLuna,esprobablequeseñalehaciaelcielo.
Tantolosanimalescomolossereshumanosusamos,instintivamente,referenciasparalocalizarobjetos;unadeellaseslaposicióndondenosubicamos,así,cuandoalguiennoshabla,sabemosqueseencuentraatrás,aunladooenfrentedenosotros.Siunobjetoapareceennuestrocampovisualyluegodesaparece,podemosasegurarquesemovió.Delamismamanera,unárbol,unacasaounedificionossirvenparasaberquesehamovidouncamiónfrenteaellos.
Enprimariaaprendistequelosseresvivosposeemosórganosespecializadosparapercibirdiferentesestímulosdelambiente.Enestasecuenciadeaprendizajeanalizarásalgunasdelasfuncionesdelossentidosaladvertirydescribiralgoquesemueve.Valoraráselalcanceylaslimitacionesdetussentidosparaubicarlaposicióndeunobjeto.
Empleamosellugardondenosubicamosparalocalizarobjetosyconstatarsumovimiento.
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IICIENCIAS
¿Realmente se mueve?
Lo que pienso del problemacontesta en tu cuaderno:
1. ¿Cómoreconocessialgosemueveono?
2. ¿Quésentidosempleamosparapercibirelmovimientodeunautobús?Describecómoseríalaexperienciaparacadasentido.
3. ¿Todaslaspersonaspercibenelmovimientodelamismamaneraquetú?¿Porqué?
Manos a la obraActividad UNODescriban el movimiento de un borrador.
• Realicenlaexperiencia:
1.Contesten:¿Cómosabemosquealgosemueve?
2.Vananecesitar:
a)Cuaderno
b)Borrador
3.Elijanauncompañeroparaquerealicelosiguiente:
a)Colocarunborradorencimadeuncuaderno.
b)Sujetarelcuadernoconlasmanossinquesemuevaelborrador.
c)Caminardespacioenlínearecta.
d)Queelalumnoquecaminóenlaactividadresponda:¿Semovióelborrador?
Te encuentras a bordo de un autobús en una terminal. Hay varios autobuses alineados al tuyo y el de junto retrocede muy despacio. Tu compañero de asiento dice: “Hemos comenzado a movernos”. Sin embargo, para ti, tu autobús sigue en reposo ¿Quién tiene razón? ¿Cómo lo justificarías?
nueva destreza empleada
Describir: Reconocer y definir
con claridad las propiedades,
las características o el
funcionamiento de organismos,
materiales o procesos.
Consideremos lo siguiente…a continuación se presenta el problema que resolverás con lo que hayas aprendido durante esta secuencia.
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secuencia 1
Texto de información inicial
4.Comenten:
a)¿Semovióelborrador?¿Porqué?
b)¿Quéreferenciausaronparadarsurepuesta?
Lean el texto. Pongan atención en cómo percibimos el movimiento usando los sentidos.
¿Cómo sabemos que algo se mueve?Imaginen quenosencontramoselmapadeuntesoroenterradoconlassiguientesinstrucciones:
“ColocarseenelmástildelaPlazaMayor,caminar500metroshaciaelestey57metroshaciaelnorte”.Enesteejemplo,lasinstruccionesdefinenlaposicióndeltesoro,yelmástileselpuntodereferencia.Lasinstruccionescambiaríansicambiamoselpuntodereferenciaescogido.Elpuntodereferencialoempleamostambiénparadeterminarsialgosemueve.Porejemplo,paradeterminarsiunautomóvilsemueve,podemosmirarhaciaelpavimentodelaavenida,sielautosealejaoseacercaaestepunto,estosignificaparanosotrosqueelautosemueve.Estepuntofijadopornosotrosesunpunto de referencia.Podemoselegir,comopuntodereferencia,unpuntocualquieradelespacio:unaesquinadelsalóndeclases,elcentrodelpatioolabasedelárbolmáspróximo.
Empleamosprincipalmentelavistaparapercibirquealgosemueve,noobstante,comootrosseresvivos,tenemosotrasposibilidadessensorialesparalocalizarunobjetoypercibirsumovimiento.Porejemplo,losperros,graciasasudesarrolladosentidodelolfato,percibensisuamoseestáacercandooalejando.Tambiénpodemospercibirelmovimientoatravésdelsonido,laluzyelcalorqueemiteunobjetoquesemueveconrespectoanosotrosysabersiseestáacercandooalejando.Haysonidoscaracterísticosquenosindicansialgoestáenmovimiento.Porejemplo,sinverlo,podemospercibirsiunmosquitoseacercaosealejadenosotros,porelsonidoqueemitecuandoseacercarasanteanuestracara.
Existenmovimientosmuyrápidosomuylentosquelossentidosnopuedendetectarfácilmente.Porejemplo,nopodemosverelmovimientodelasalasdeuncolibrí.Nopodemosapreciar,tampoco,cómoelcaudaldeunríoerosionalasrocas.Paradetectaralgunosdeestosfenómenosrecurrimosainstrumentoscomoelcineoelvideo,quepuedenmostrar,segúnnosconvenga,máslentoomásrápidounmovimiento,yasí,poderloanalizar.
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IICIENCIAS
Nosotrospercibimosloscambiosyelmovimientopormediodenuestrossentidos.
en sus cuadernos mencionen dos ejemplos de movimientos que perciban mediante los sentidos de la vista y el oído.
• Indiquenencadacasoelpuntodereferencia.
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secuencia 1
Actividad DOSEscuchando el movimiento
Describan el movimiento de un objeto a partir de la percepción del sonido que emite.
1. Comenten:
a) ¿Pueden detectar el movimiento de un objeto oyendo el sonido que emite?¿Porqué?
b) Mencionentresejemplosdeloanterior.
2. Vananecesitarunrelojdespertadorounsilbato.
3. Realicenloqueseindica:
a) Colóquenseenunextremodelpatiodelaescuela.
b) Elijanauncompañeroque,conelrelojosilbatosonando,realicelosiguiente:
i. Sealejecorriendohaciaelotroextremodelpatio.
ii. Seacerquecorriendohaciaustedes.
iii.Permanezcainmóvilcercadelrestodelgrupo.
sEsión 2
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IICIENCIAS
Texto de formalización
c) Preguntenalcompañeroquecorrió:¿Percibistecambiosenelsonidodelsilbatoodelreloj?
d) Escuchenatentamentecómosonlossonidosquepercibencuando:
i. Sealejaoacercaelcompañeroconlafuentedesonido.
ii. Seencuentrafijalafuentesonora.
4. Comenten:
a) ¿Enquésediferenciaelsonidodelobjetocuandosealejadecuandoseacercaalobservador?
b) ¿Cómoeselsonidocuandolafuentesonoraestáinmóvil?
c) ¿Haydiferenciasentreloquepercibeelgrupoyloquepercibióelcompañeroquecorría?Expliquensurespuesta.
d) ¿Cómosepuedesabersialgoseestámoviendoapartirdelapercepcióndeunsonido?Justifiquensurespuesta.
e) ¿Quépuntosdereferenciaseusaronencadacaso?
5. Elaborenenelpizarrónunbreve textodonde expliquen cómo participa elpunto de referencia para la percepcióndelmovimiento.
Para terminarLean el texto. Pongan especial atención en la representación del movimiento.
Reflexión sobre lo aprendido
Ahora sabes que la manera en que percibes el
movimiento depende del punto de referencia, ¿este
conocimiento es útil para resolver el problema? ¿Por qué?
¿Cómo representar nuestra percepción de la Naturaleza?Para unobservadorinmóvilunobjetopuedeestarmoviéndosey,almismotiempo,parecerqueestáenreposoparaotroobservadorqueestáenmovimiento.NoesdifícilpensarporquélaTierrafueconsideradadurantemuchotiempounpuntodereferenciafijo:laposicióndelaLunaydelasestrellasaparentacambiarconrespectoaunpuntofijodelaTierra.
Existendistintasrepresentacionesmatemáticasdelespacioypuntosdereferenciadentrodeéste.RenéDescartesideólaprimeradeellasparaubicarlaposicióndeunobjeto.Utilizóunarectanumérica,enlaqueelceroseencuentraensucentro.Losnúmerospositivosseubicanaladerechadelceroylosnegativos,alaizquierda,enintervalosiguales.Laposicióndeunobjetoserepresentaporunpuntodeterminadoenlarecta,alquesesimbolizaconlaletrax.
Porejemplo,siunobjetosemueve,podemosdenominarsuposicióninicialiyrepresentarlaconxi,deigualmanerasuposiciónfinalf,serepresentaconxf.
Supongamosqueunmóvilsedesplazódosunidadesdesdesuposicióninicial.Paraobtenerestedesplazamientoserestadelvalordelaúltimaposiciónelvalordelaprimera,estoes,secalculaladiferenciade2–0queesiguala2.
Paraconocercuántosedesplazóelobjetoentérminosmatemáticos,restamoselvalorxidelvalordexf.Estadiferencialasimbolizamosconlaletragriegadelta∆.Esdecir,
∆x=xf-xi
RenéDescartes(1596-1650).
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secuencia 1
1 2 3
a
–3 –2 –1
B
∆x=xf-xi
xi=0xf=2
∆x=2–0∆x=2
Dadoquenuestrossentidosnosproporcionaninformaciónlimitada,lasdescripcionesdelmovimientoodecualquierotrofenómenofísiconecesitansertalesquenodependandequiénlashagaocómolashaga,sino
quedescribanelcomportamientodelosfenómenosfísicosdelamaneramásgeneralposible.Esasícomolarepresentaciónmatemáticadeunmovimientoconstituyeunaherramientaindispensableparaobtenerinformaciónmásprecisaacercadelmovimientodelosobjetos.LaFísicanosayudaahacerdescripcionesdefenómenosqueocurrenenlaNaturalezadesdecualquierpuntodereferencia,sindependerdelacapacidadsensorialdelobservador.
Elobservadorlocalizadesde0alobjetoenlaposiciónx=2.
consulta tu diccionario para encontrar el significado de palabras como fenómeno.
conexión con MatemáticasRecuerda que la suma y resta de números negativos lo revisaste en la secuencia 25: Números con signo, de tu libro de Matemáticas i.
1 2–2 –1 0
∆x=2unidades
xi xfx
en su cuaderno
1. Encuentren:
a) Para lasdosfiguras siguientes, el valorde ladiferenciaoelcambiodeposicióndelautoconrespectoalobservadorqueseencuentraubicadoen0.Apliquenlaecuación∆x=xf-xi.
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IICIENCIASb) Elvalordelcambiodeposicióndeunautobúsqueseencuentrainicialmenteenel
puntox=3ysemuevehastaelpuntox=7.
c) Elvalordelaposicióninicial,sisabenqueelvalor∆xes10ylaposiciónfinales12.
d) La relación que existe entre el valor positivo o negativo (signo) de ∆x, con elsentidodelmovimientorespectoalobservador.
intercambien sus opiniones sobre:
• ¿Cambiaríanlosvalores∆xsisemodificaelpuntodereferencia?
Lo que aprendimos
Resuelvo el problema“Teencuentrasabordodeunautobúsenunaterminal.Hayvariosautobusesalineadosaltuyoyelde juntoretrocedemuydespacio.Tucompañerodeasientodice:“Hemoscomenzadoamovernos”.Sinembargo,parati,tuautobússigueenreposo¿Quiéntienerazón?¿Cómolodemostrarían?”
Para resolver el problema responde en tu cuaderno:
1. ¿Cuálocuálesdetussentidosseutilizanparaubicarlaposiciónyelmovimientodelautobús?
2. ¿Cuálestupuntodereferenciayelpuntodereferenciadetucompañero?
3. ¿Cómopuedessabersiseacercaosealejaelautobúspormediodelossentidos?
Reflexión sobre lo aprendido
Revisa lo que pensabas al inicio de la secuencia sobre cómo
detectar si un móvil se acerca o se aleja de ti. ¿Existe diferencia
entre lo que pensabas y lo que sabes ahora? Justifica tu
respuesta.
Para recapitular el contenido de la secuencia consulten el programa: ¿Cómo sabes que se mueve? en la programación de la red satelital edusat.
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secuencia 1
¿Para qué me sirve lo que aprendí?¿Dónde estaría ubicado tu punto de referencia para que veas las siguientes situaciones?
1. LaLunaapareceenelhorizonte.
2. Unbarcoqueseocultaenelhorizonte.
3. Mientrasviajasenautobúsleesunanuncioinmóvilqueestápegadoenelinteriordelautobús.
• Justificalasrespuestasentucuadernomediantedibujosoesquemas.
Ahora opino que...sabemos de las limitaciones de los sentidos en la percepción de movimientos rápidos y lentos; ¿qué han hecho para superar estás limitaciones las personas que se dedican al estudio de los fenómenos naturales?
• Argumentensurespuesta.
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IICIENCIAS
Para saber más1. Braun, E. (2003). El saber y los sentidos. México: FCE, 151 pp.
1. Braun, Eliezer. El saber y los sentidos: la vista. ILCE. 26 de febrero de 2007. http://biblio-
tecadigital.ilce.edu.mx/sites/ciencia/volumen2/ciencia3/073/htm/sec_6.htm. 2. Braun, Eliezer. ¿Para qué sirven los sentidos?: la vista. ILCE. 26 de febrero de 2007. http://
bibliotecadigital.ilce.edu.mx/sites/ciencia/volumen2/ciencia3/073/htm/sec_4.htm3. Braun, Eliezer. El oído. ILCE. 26 de febrero de 2007. http://bibliotecadigital.ilce.edu.mx/si-
tes/ciencia/volumen2/ciencia3/073/htm/sec_7.htm
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secuencia 2
Para empezarEl Universo en movimiento
Lee el texto.
• Antesdeiniciarlalecturapiensaencincomovimientosquerealizasenestemomento.
sesión 1
Texto introductorio
¿Cómo se mueven las cosas?
el movimientoespartedenuestravida.Porejemplo,lasangrecirculaportodoelcuerpollevandonutrimentosyoxígenoatodaslascélulas,tejidosyórganos,atravésdelasarterias.Losmúsculosyhuesosdenuestrosbrazosypiernasnospermitencaminar,correryjugar.Existenalgunosorganismosquerealizanmigracionesysedesplazandeunlugaraotro,comolamariposamonarca.
Elmovimientotambiénestápresenteenlamateriainerte.Porejemplo,unríocorrellevandopiedras,lodoymateriaorgánicadesdelasmontañashastaelmar,yelvientomuevelasnubesdeunsitioaotro.Inclusoloscontinentessemueven,aunquesudesplazamientoseaevidentesólodespuésdemilesdeaños.
LaTierragirasobresuejecada24horasaproximadamentey,almismotiempo,sedesplazaalrededordelSolsiguiendounatrayectoriaelípticaquesecompletaen365días.Yesonoestodo:ElSolylosplanetasquelocircundan,semuevenenunaórbita
gigantescaalrededordelcentrodelaVíaLáctea.¡Losorprendenteesqueestosmovimientosocurrensinquenosdemoscuenta¡Porlovisto,todoeltiempoalgosemuevedentroofueradenosotros.
consulta tu diccionario para encontrar el significado de palabras como elíptico.
EsdifícilencontraralgoquenosemuevaenelUniverso.
Ahoraconoceslosconceptosdeposición,desplazamientoydistanciaalolargodeunarecta. En esta secuencia, conocerás qué es la trayectoria y el desplazamiento de uncuerpo cuando se mueve en un plano, así como la diferencia entre su rapidez y suvelocidad.Asimismo,representarásmediantegráficasdeposiciónytiempoelmovimientode un objeto a lo largo de una recta. De esta manera, apreciarás la importancia dedescribirconmayorprecisióncómosedesplazanloscuerposenlavidacotidiana.
Hace650millonesdeaños Hace237millonesdeaños Presente
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IICIENCIAS
Lo que pienso del problemaRealiza en tu cuaderno lo que se pide:
1.Representaenundibujoelcaminoseguidopararepartirinvitaciones.
2. ¿Cuál sería en este caso, medida en pasos, la distancia total recorrida y cuál lamagnituddeldesplazamientoneto?
3. ¿Quédireccióntuvoeldesplazamientoneto?
4.¿Cuántasposicionesintermediasreconocesenelmapa?
5. Caminandoalmismopasoqueparahacerlasentregas,¿encuántotiempollegaríasatucasaporelcaminohabitual,queesunaenlínearecta?
Manos a la obraActividad UNODescriban el movimiento de dos compañeros del grupo.
• Paraello,realicenlosiguiente:
Le has ofrecido a tu hermana que al salir de la escuela, puedes ayudarle a dejar tres invitaciones para su fiesta de quince años, aunque esto te desvíe un poco de tu camino habitual de la escuela a la casa. En las indicaciones, ella te escribe lo siguiente:
“En ninguna casa te detengas, sólo mete el sobre en el buzón. Por la calle Juárez, camina 200 pasos en dirección al sur. Allí está la casa 1. Después, caminas 450 pasos en dirección este y llegarás a la casa 2. La tercera y última casa se encuentra a 600 pasos al norte de la casa 2. Cuando termines, regresa a nuestra casa, situada a 150 pasos al oeste de la casa 3. Puedes hacer todo el recorrido en media hora si mantienes el mismo paso. ¡Gracias!”
1. ¿Cuál es la distancia total recorrida para entregar las invitaciones desde la escuela hasta tu casa? Dibuja la trayectoria.
2. ¿Cuál es la cantidad y la dirección del desplazamiento neto?
3. Si mantienes el mismo paso, ¿en qué tiempo llegarías por el camino habitual de la escuela a tu casa, que es una línea recta?
Consideremos lo siguiente…a continuación se presenta el problema que resolverás con lo que hayas aprendido durante la secuencia.
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secuencia 2
Texto de información inicial
1. Comenten:¿Quésenecesitaparadescribirelmovimiento?
2. Seleccionenadoscompañerosdelgrupo.
3. Ambosdebencaminarde“gallogallina”alponerlapuntadeunpiedetrásdeltalóndelotropie,desdeelmismopuntoinicialhastaunmismopuntofinaldentrodesalón,portrayectoriasdiferentes.
4. Cuenten el númerodepasosde ambas trayectorias y anótenlo en sucuaderno.
5. Elaborenenelpizarrónunmapadelsalónvistodesdearribaydibujenlatrayectoriadecadaunodesuscompañeros.
6. Comparen la diferencia en el número de pasos empleados para cadatrayectoria.
comenten:
1. Sobreelmapa,describancuálesladiferenciaenelmovimientodecadaunodesuscompañeros.
2. ¿Cuáldelasdoslongitudesdelastrayectorias,medidasenpasos,es lamásparecidaaldesplazamiento?Expliquen.
3.¿Qué nociones o conceptos utilizaron para describir el movimiento de uncuerpo?Escríbanlasenelpizarrón.
Lean el texto.
• Antesdelalecturarespondanlapreguntadeltítulodeltextoconunejemplo.
Vínculo entre secuenciasRecuerda que el concepto punto de referencia lo revisaste en la secuencia 1: ¿Realmente se mueve?
¿Es lo mismo trayectoria que desplazamiento?Para describirelrecorridodelaescuelaanuestracasapodemosdibujareltrayectocomounasucesióndesegmentos.Sifuéramosavanzandoporunacarretera,ocuparíamosdistintasposiciones,quepodemosmarcarconpuntos.Lasucesióndeestospuntosesnuestratrayectoria.Porejemplo,unamoscapuedemoverseencírculos,porloquesutrayectoriaescircular;laTierra,porsuparte,sigueunatrayectoriaelípticaalgiraralrededordelSol.Cadatrayectoriatieneunalongituddetrayectoriadeterminada,quenoesotracosaqueladistanciarecorridaporelcuerpoenmovimiento.
LatrayectoriaseguidaporelcamióndesdePohastaPfestámarcadaconpuntosgrises.Éstaseformaporelconjuntodelasposicionessucesivasocupa-dasporelcamión,desdeelpuntoinicialhastaelpuntofinaldelrecorrido.Enestecaso,lalongituddelatrayectoriaesmayorqueladeldesplazamien-to.Todaslasposicionesestánreferidasaunpuntoqueeselorigendelpuntodereferenciautilizadoenelquepodríaestarunobservador.
0 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 301
Po Pf
DesplazamientoTrayectoría
Dosalumnasdesegundodesecundariasemuevenportrayectoriasdiferentesparallegaralmismolugardelsalón.
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IICIENCIAS
en su cuaderno:
1.Elaborenunatablacomparativaentretrayectoriaydesplazamientoneto.
Trayectoria y Desplazamientosemejanzas
Diferencias
2. Haganundibujoenelqueeltamañodeldesplazamientonetodeunmóvilseaigualalalongituddesutrayectoria.
3. Dibujendostrayectoriasposiblesdesucasaalaescuelaytraceneldesplazamientoneto.
Paradistinguircuandovamosdeidaycuandovenimosderegresoporunacarretera,hablamosdesentido de movimiento.
Porotraparte,sitrazamosunsegmentoqueunalospuntosinicialyfinaldelatrayectoriaestaremosrepresentandoeldesplazamientodelobjeto.Puedesdartecuentaqueestacantidadnodependedelaformadelatrayectoriaintermedia.Representaladistanciamáscortaentrelasposicionesinicialyfinal,perocontieneotrainformaciónadicional:nosdiceenquédirecciónsemovióelobjetoalpasardeunaposiciónaotra.Convienedibujarelsegmentocomounaflechaqueapuntadelaposicióninicialhacialaposiciónfinal:nosdicedepasocuáleselsentidodemovimiento.
F
A
Tepodrásdarcuentadequelalongituddelatrayectoriaessiempremayoroigualaldesplazamiento.Conocerlatrayectoriadeunobjetonosdiceexactamentequéposicionespuedeocuparalolargodesu
movimiento.Estopuedesermuyútilparaestudiar,porejemplo,loshábitosdealgunasespeciesmigratorias,ladiseminacióndeunmedicamentoporeltorrentesanguíneo,obien,paradeterminarlaresponsabilidaddelconductordeunvehículoenunaccidente,alconsiderarlaevidenciadelasmarcasdelasllantassobreelpavimento.
Supongamosquelosatletassalendelpunto“A”,situadoa100metrosdelallegada,ensentidoinversodelasmanecillasdelreloj,ylleganalameta,marcadacon“F”.Enestecaso,ladistanciarecorridaes300metros,entantoquelamagnituddeldesplazamientoesmenora100metros.Enotraspalabras,lalongituddelatrayectoriaesmayoraladeldesplazamiento.
Reflexión sobre lo aprendido
¿De qué te sirven los conceptos de trayectoria y desplazamiento para
resolver el problema?
Para mayor información sobre trayectoria y desplazamiento, consulten el Diccionario Oxford de Física o alguna enciclopedia.
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secuencia 2
Actividad DOSDe Cerritos a Villa Rica
construyan un modelo que describa la trayectoria, el desplazamiento y la rapidez de un móvil.
i. Comenten: Describan dos trayectorias diferentesparairalaescuelaydigancuálseríaeldesplazamientoneto.
ii. Enelpatiodelaescuela,realicenlasiguientepráctica.
1. Materiala) 4cronómetrosorelojesconsegundero
b) Cuaderno
c) Lápiz
d) 40metrosdeestambreuotrohilogrueso
e) Cintamétricaometro
f) Cintaadhesiva
2. Procedimiento
• Imaginen quesevanatrasladardeunpoblado llamadoCerritoshastaotraciudaddenombreVillaRica.Ahora:
a) Haganunamarcaenelpatio,ubicandoaCerritoscomopuntodereferencia.
b) Dividanlalongituddelestambreencuatrossegmentosotramosde10mcadauno.
c) Marquenconcintaadhesivacadaunodelossegmentos:10,20,30y40m.
d)Coloquenelestambresobreelpisosimulandolaformadelatrayectoriaasuelección
e) Fijenconcintaadhesivaelestambrealsuelo.
f) Escojanacuatrocronometristas.Cadaunoseubicaencadaunadelascuatromarcas.
g) Pidaauncompañerohacerelrecorridosobreelestambredelasiguientemanera:
i. Caminandolento
ii. Corriendo
h)Tomeneltiempoquetardaelcompañeroenrecorrer ladistanciadesdeelpuntodepartidahastalaposicióndelcronometrista.Paraelloloscronometrístasdebenarrancarsimultáneamentesuscronómetros.
i) MidaneldesplazamientoentreCerritosyVillaRica.
j) Tomeneltiempoenqueelcompañerorecorreestadistanciacaminandoycorriendo.
k) Anotenestosdatosenlatabla.
3. Resultados
sesión 2
Tabla de resultados
Segmento Distancia Recorrida (m) Tiempo caminando (s) Tiempo Corriendo (s)1 10
2 20
3 30
4 40
Desplazamiento neto
nueva destreza empleada
construir un modelo: Utilizar
objetos o dispositivos, dibujar
esquemas o diagramas para
representar fenómenos naturales.
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IICIENCIAS
Texto de formalización
4. análisis de resultados
a) ¿CuálesladistanciaenlínearectaentreCerritosaVillaRica?
b) ¿Cómosellamaestamagnitud?
c) ¿Encuantotiempofuerecorridacaminandoycorriendo?
d) ¿Encuántosmetrosdifierenlalongituddelatrayectoriayeldesplazamientoneto?
e) ¿Cómopodemosconocerlarapidezdelcompañeroenestaexperiencia?
f) ¿Encuáldelossegmentoselvoluntariosemovióconmayorrapidez?
5. comunicación
• Elaborenunreportedeprácticaensuscuadernos.
Comenten los resultados obtenidos Para ello:
• Intercambien sus opiniones sobre:
a) Ladiferenciaentrelalongituddelatrayectoriayeldesplazamiento.
b) ¿Cómodefiniríanlarapidezdeunobjeto?
c) ¿Cuálcreenqueseríalafórmuladelarapidez?
d) Mencionadosejemplosdelavidadiariaenlaqueladescripcióndelmovimientoseadeutilidad
Para terminarLean el texto.
• Antesdelalecturacomenten:¿Cómodefiniríanlavelocidaddeunobjeto?
¿Qué más necesitamos para describir el movimiento?La rapidezylavelocidadsondatosfundamentalesparadescribirelmovimiento.Unobjetosemueveconmayorrapidezqueotrocuandorecorrelamismadistanciaenmenostiempo,noimportandohaciadóndesedirija.
Simedimoslalongituddelatrayectoriadeuncompañeroquecruzaelpatiodelaescuelacorriendo,yladividimosentreeltiempoquetardóenllegar,obtendremossurapidez.Enlascompetenciasolímpi-cas,porejemplo,losatletasmásrápidossoncapacesderecorrer100metrosplanosenmenosde10segun-dos.Sidividimos100mentre10s,obtenemosunvalorde10ms ,queesprecisamentelarapidez.
Elvalordelarapidezpromedio,querepresentare-mosconlaletrav,secalculadividiendoladistanciatotalentreeltiempoempleado,loquesepuedeexpresarcomov= d
t . Enunacarrerade10km,losatletasquelleganprimeroalametatienenunarapidezmediade4.3km
h.
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secuencia 2Así,porejemplo,siunobjetorecorre300kilómetrosendoshoras,entonces,surapidezesde:
v= 300km2h
= 150kmh
=150 kmh
Estosignificaquecadahora,elautomóvilrecorre150km.Conociendolarapidezyeltiempo,podemossabercuálesladistanciarecorridaaldespejarlafórmula.
Porotraparte,lacantidadllamadavelocidadnosproporcionamásinformaciónsobreelmovimientodeunobjeto.Porqueademásdequétanrápidosemueve,nosdiceparadóndeva.
Amaneradeejemplo,tomemosunmovimientorectilíneodondeunobjetosemuevedesdelaposición
xi=5mhastalaposiciónxf=-7men4segundos.
Segúnnuestrasdefinicionesanteriores,podemosdecirquelarapidezfuede:
v = dt = 12m
4s =3ms
Entantoquelavelocidad,representadaporlamismaletrav,secalculacomo:
v=(-7m-5m)4s =-12m
4s =-3 ms
Elsignomenosnosda,enestecaso,unainformaciónextra:elobjetosedirigehacialaizquierda.
Entonces,lavelocidadsedefine,enunmovimientorectilíneo,como:
v = ∆x∆t
Donde:∆x=xf-xiy∆teseltiempoinvertidoencompletareldespla-zamiento.
Paradeterminarlavelocidaddeuncuerpoenunplano,esnecesariodarlarapidezyespecificarladirección,conunángulorespectoalahorizontal.Lasunidadessepuedenexpresarenkm
hym
s
Laposiciónyeltiempodeunobjetoenmovimientotambiénsepuedenrepresentargráficamente.Elejeverticalmuestradistintasposicionesdelobjeto,expresadasenkilómetros.Elejehorizontalexpresaeltiempoparacadaposición,desdelaprimerahastalaquintahora.Lalíneapunteadarepresentaelvalordelavelocidad,queenestecaso,siempreesde10km
h.
50
40
30
20
10
0
0 1 2 3 4 5
Posi
ción
(Km
)
Tiempo (horas)
analicen lo que se indica:
• Escribansusrespuestasenelpizarrón.
1. ¿Eslomismovelocidadquerapidez?Explica
2. Enunacompetenciademaratón,¿quérapidezpromediodebeteneruncorredorparacompletarlos42.195kmen3horas?
3. ¿Cuáldelassiguientesmedicionesesunavelocidad?:
a)70 ms deMéxicoaLeón b)40latidos/minuto
c)80 kmh alNoroestedeTuxpan d)100 km
h
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IICIENCIAS
3. Elaborendosgráficasdedistanciay tiempo.Tracen losdatosdel tiempoenelejehorizontal.
Reflexión sobre lo aprendido
¿Qué mide el velocímetro de un automóvil, la
velocidad o la rapidez? Explica tu respuesta.
¿Te sirve conocer la diferencia entre estos
conceptos para resolver el problema?
conexión con Matemáticas Para recordar cómo graficar vari-ables en el plano cartesiano, revisa la secuencia 32: Gráficas asociadas a situaciones de proporcionalidad de tu libro Matemáticas i..
Sabías que…Laspersonasdedicadasalascienciaslellamanmagnitudes físicasalaspropiedadesdelosobjetosquesepuedenmedir.Porejemplo,lalongitudyeltiempo.
nueva destreza empleada
calcular: Realizar operaciones a partir de datos numéricos.
Actividad TREScalculen la rapidez de un cuerpo en movimiento.
1. Utilicenlosdatosdelatablapara:
a. Calcularlarapidezdeunalumnoquecaminaporcadasegmentodelatrayectoria.
b. Calcular la rapidez del alumno cuando corre por cada segmento de la mismatrayectoria.
2. Escribanlosvalorescalculadosdelarapidezenlacolumnacorrespondiente.
caminando corriendo
SegmentoDistancia
Recorrida(m)Tiempo(s) Rapidez(ms ) Tiempo(s) Rapidez(ms )
1 10 3 2
2 20 6 4
3 30 9 6
4 40 12 8
caminando
0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10
Tiempo (segundos)
50
40
30
20
10
0
Dis
tanc
ia (m
)
corriendo
0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10
Tiempo (segundos)
50
40
30
20
10
0
Dis
tanc
ia (m
)
sesión 3
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secuencia 2analicen lo siguiente:
1. ¿Cómosepuedesabersiunobjetoesmásrápidoqueotroenunatabladedatos?
2. ¿Cómosepuedesabersiunobjetoesmásrápidoqueotroenunagráfica?Observalainclinacióndelarectaalunirlospuntos.
3. ¿Quéventajasofreceunagráficaparadescribirelmovimiento?
4. Si serecorre lamismadistanciaencadatramo,¿porqué larapidezesdiferente?
Lo que aprendimos
Resuelvo el problema“Lehasofrecidoatuhermanaquealsalirdelaescuela,puedesayudarleadejartresinvitacionesparasufiestadequinceaños,aunqueestotedesvíeunpocodetucaminohabitualdelaescuelaalacasa.Enlasindicaciones,ellateescribelosiguiente:
“PorlacalleJuárez,camina200pasosendirecciónalsur.Allíestálacasa1.En ninguna casa te detengas, sólo mete el sobre en el buzón. Después,caminas450pasosendirecciónesteyllegarásalacasa2.Latercerayúltimacasaseencuentraa600pasosalnortedelacasa2.Cuandotermines,regresaanuestracasa,situadaa140pasosaloestedelacasa3.Puedeshacertodoelrecorridoenmediahorasimantieneselmismopaso.¡Gracias!”
1. ¿Cuálseríaladistanciatotalrecorridaparaentregarlasinvitacionesdesdelaescuelahastatucasa?Dibujalatrayectoria.
2. ¿Cuáleslacantidadyladireccióndeldesplazamientoneto?
3. Simantieneselmismopaso,¿enquétiempollegaríasatucasaporelcaminohabitual,queesunalínearecta?”
Resuelve el problema en tu cuaderno.
• Incluyeentusrespuestasaspectosquerevisasteenlasecuencia.Porejemplo:
1. Silacantidadydireccióndeldesplazamientonetoesigualalasdelatrayectoria
2. Simantuvistelamismarapidezenlasposicionesintermediasdelreco-rrido,osiloquemantuvisteconstantefuelavelocidad.
Reflexión sobre lo aprendido
Ahora que conoces cómo se representan algunas cantidades que describen el
movimiento, ¿qué diferencia notas entre lo que sabías sobre el desplazamiento
y la trayectoria de un móvil al inicio de la secuencia y lo que sabes ahora?
Reflexión sobre lo aprendido
¿Qué elementos nuevos
tienes ahora para contestar
el problema?
Para recapitular el contenido de la secuencia consulten el programa: Describiendo el movimiento en la programación de la red satelital edusat.
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IICIENCIAS
¿Para qué me sirve lo que aprendí?si fueras un turista, ¿te convendría saber la rapidez o la velocidad del transporte que te llevará a tu destino? ¿Por qué?
1. Emplea los conceptos de rapidez y velocidad trabajados en la secuencia en turespuesta.
2. Escribeunbrevetextoentucuaderno.
Ahora opino que...supongamos que conducen una ambulancia por lo que su trabajo consiste en llegar al sitio adecuado en el menor tiempo posible para salvar vidas.
• Escribanensucuadernounareflexiónsobre:
1. Las ventajas de conocer la diferencia entre trayectoria y desplazamiento pararecogeraunapersonaquesufreunaccidenteenelcentrodelaciudad.
2. Lasdificultadesquetienen losconductoresde lasambulanciaspara realizar sutrabajo.
3. Lautilidaddedistinguirentrevelocidadyrapidez.
Para saber más
1. Diccionario de Física. (2004). Madrid: Oxford-Complutense.2. Walker, J. (1990). Física Recreativa: La feria ambulante de la Física. México: Noriega.3. Wood, R.W. (2004). Ciencia creativa y recreativa. experimentos fáciles para niños y
adolescentes. México: McGraw-Hill Interamericana.
1. Braun, Eliezer. Un movimiento en zigzag. ILCE. 26 de febrero de 2007 http://bibliotecadigital.ilce.edu.mx/sites/ciencia/volumen1/ciencia2/13/htm/movzig.htm
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secuencia 3
Para empezarOndas y desastres
Lee el texto.
• ¿Quéentiendespormovimientoondulatorio?Reflexionasobreelloantesdeleereltexto.
sesión 1
Texto introductorio
¿Qué onda con la onda?
el 26 de diciembrede2004,seoriginófrentealaisladeSumatra,enIndonesia,seoriginóungrantembloroterremotoquegeneróolasdehasta10metrosdealturalascualesafectarontodoelOcéanoÍndico,principal-mentelasislasdeSumatraySriLanka,perotambiénlascostasdeIndia,Tailandia,lasislasMaldivaseinclusoalcanzaronKeniaySomalia,enelContinenteAfricano.
Todalasuperficiedelplanetaestádivididaenplacas,comoungranrompecabezas.Loscontinentesseubicansobreestasplacas.Lostembloresosismosseproducencuandodosplacasqueseencuentranjuntassemueven,loqueprovocavibracionesquesetransmitenentodasdirecciones.
Cuandoocurreunsismoenelfondodelmar,seproducenolasgigantesconocidascomotsunamis,loqueprovocaquesedesplaceelaguaqueseencuentraarribadelsitiodondeseprodujoelmovimientodelpisomarinooepicentro.
consulta tu diccionario para encontrar el significado de palabras como placa.
EpicentrodelterremotoqueprovocóeltsunamiqueafectógranpartedelOcéanoÍndicoen2004.
Vínculo entre secuenciasLa manera de prevenir accidentes durante los sismos se revisa en el Proyecto 1: ¿Cómo podemos medir la magnitud de los terremotos medi-ante el sismógrafo?
conexión con Geografía Recuerda que las causas de los sismos y los daños que ocasionan los revisaste en la secuencia 9: La población en riesgo de tu libro de Geografía de México y del mundo.
Para más información sobre los sismos, consulta el libro Los temblores en las Bibliotecas escolares y de aula.
Formacióndeunterremotoydetsunamisapartirdeldesplazamientodedosplacasdecortezaterrestre.
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IICIENCIAS
Enestasecuenciadiferenciarásalgunostiposdemovimientoondulatorioysuscaracte-rísticas.Utilizaráselmodelodeondasparaexplicaralgunaspropiedadesdelsonido.
Consideremos lo siguiente…a continuación se presenta el problema que resolverás con lo que hayas aprendido durante esta secuencia.
Tienes una colección de botellas iguales de vidrio iguales; llenas a diferente nivel de agua. Si golpeas las botellas ligeramente con una pequeña varilla de metal, más o menos de la misma manera, notarás que todas ellas emiten sonidos distintos ¿por qué? Justifica tu respuesta.
Lo que pienso del problemacontesta en tu cuaderno:
1.¿Cómosegeneraelsonido?
2.¿Cómoesposiblequellegueelsonidohastanuestrosoídos?
3.¿Porquébotellascondiferentecantidaddeaguaemitendistintossonidosalgolpearlas?
compartan sus respuestas.
• Identifiquenlassimilitudesylasdiferenciasentreellas.
Manos a la obraActividad UNODescriban cómo se propaga el sonido.
• Realicenlademostración:
1.Comenten:¿Cómosegeneraypropagaelsonido?
2.Vananecesitar:
a)Lataderefrescovacía.Sedebequitarlabaseconunabrelatas.
b)Globograndeygrueso.
c)Liga
d)Vela
e)Encendedor
3.Realicenloqueseindica:
a)Retirenlaargolladelatapaparadejarlibreelorificiopequeño.
b)Cubranconunpedazodegloboelhuecodelabasedelalata.Elglobosimularáunamembrana.
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secuencia 3c)Enciendanlavelagarantizandoquenohayacorrientes
deairedemasiadofuertesalrededordeella.
d)Coloquenlallamaalaalturadelorificiopequeñodelatapa.
e)Acerquenlalataaproximadamentea2cmdelaflamadelavela.
f) Pídanleauncompañeroquegolpeelamembrana.
g)Observenatentamenteloqueocurreconella.
h)Incrementenladistanciaentrelalataylaflamaa4,6,8y10cm.
i) Observenconatenciónloqueocurreconlaflamacuan-doelcompañerogolpealamembrana,encadaunodeloscasos.
Distancia entre la lata y la flama (cm) Lo que ocurre con la flama
2
4
6
8
10
4. Comenten:
a)¿Quépasaconlaflamacuandogolpeanlamembrana?
b)¿Quéhayentrelamembranaylaflama?
c) ¿Dedóndeprovienelafuerzanecesariaparamoverlaflama?
d) ¿Cómosetransmitelaenergíadesdelamembranahastalaflama?
j) Escuchenelsonidoqueseproducealgolpearlamembrana.Puedenacercareloídoalalatacuandosegolpealamembrana.
k)Elaborenunatablacomolaquesemuestraenelpizarrón,pararegistrarsusob-servaciones.
e) ¿Quéocurrecuandoalejanlalatadelaflama?¿Porqué?
f) ¿Cómotendríanquemoverlamembra-naparaapagarlaflama?
g) ¿Cómosetransmiteelsonido?Paraello,relacionenelgolpesobrelamembrana,elmovimientode la llama y el sonidoqueescuchan.
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IICIENCIASLean el texto. Pongan atención en cómo se produce el movimiento ondulatorio a partir del movimiento oscilatorio.
¿Las ondas están en todas partes?Texto de información inicial
Energía: Es la capacidad de obrar,
transformar y poner en movimiento.
Oscilar: Efectuar movimientos de
vaivén que se repiten muchas veces, a
la manera de un péndulo o de un
objeto colgado de un resorte o movido
por él. De manera figurada a cualquier
movimiento que se repite muchas
veces se le considera oscilatorio.
Perturbar: Trastornar el orden o la
quietud de algo.
Formacióndeolasporelmovimientorepetidoderegionesdelaguadeagua.
cuando unapiedracaeenunestanque,desplazaciertacantidaddeagua.Estaaguacomienzaamoversedeabajohaciaarribaoencírculospequeños.Estemovimientosetransmitealaguacontigualoqueprovocaquesepropagueelmovimientoenformadeunaondauola.Sienvezdetirarunasolapiedra,agitamosoperturbamoselaguaconlamanodemanerarepetitiva,conunmovimiento oscilatorio,vamosaformarmuchasolasenelestanque.
Cuandoenunaolaelaguasubeseformaunacrestao“lomo”delaola.Cuandoelaguabajaseformaunvalle.
Lapropagacióndelmovimientooscilatoriodel
aguaenformadeolasesuncasoparticulardemovimiento ondulatorio,conocidocomoondas.Lasondasavanzancondistintavelocidadendiferentesmediosmaterialescomoelagua,elaireylatierra,entremuchosotros.
Lamateriaqueconformaelmedioporelcualsepropagaunaondanosedesplazasignificativamente.Loquetransfierealadistanciaunaondaesenergía.
Lasondasnosrodeanportodaspartes.Porejemplo,elsonidoseproducecuandoseperturbaelaireoelagua,yestaperturbaciónavanzaporellashastallegaranuestrooído.Lasondassepropaganpordiferentesmediosadiferentesvelocidades.Porejemplo,lasondassísmicasproducidasporunmovimientodelsueloselleganatransmitiraunavelocidadde6 km
s .
Olasmarinas.
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secuencia 3en su cuaderno:
1.Expliquencómosetransmiteenergíaatravésdeunmediomaterial.
2.Describanlasimilitudyladiferenciaentreunmovimientooscilatorioyunmovimientoondulatoriouonda.
Vínculo entre secuenciasRecuerda que el concepto de desplazamiento lo estudiaste en las secuencias 1: ¿Realmente se mueve? y 2: ¿Cómo describimos el movimiento de los objetos?
Unaondapropagándoseenelaguadelmaresloqueconocemoscomounaola.Enlafiguraseobservanloslomosylosvallesdelasolas.
Cresta
Sabías que…Laenergíaquetransportaelsonidocuandosepropagaenunmediopuedesertambiénabsorbidaporotrome-dio.Porejemplo,algunosmaterialescomoelcorchoabsorbenpartedelaenergíadelsonido.Elsonidotambiénpuederebotarconalgúnmaterialsinllegaratransmitirseatravésdeél.Aestereboteselellamareflexiónyeslacausantedelosefectosdeeco.Tambiénelsonidopuedecambiarsudireccióndepropagaciónalpasardeunmedioaotro,aesteefectoselellamarefracción.
onda incidente onda reflejada
onda refractada
normal
aire
agua alfaα
θθ
Lasondasincidenteyreflejadahacenelmismoánguloconrespectoalanormal.Laondarefractadaseseparadelanormal.
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47
IICIENCIAS
Actividad DOSanalicen la forma en que se producen ondas en el agua.
• Realicenlasiguientedemostración:
1. Comenten:¿Cómopuedenproducirondasenelagua?
2. Vananecesitar:
a)Palangana,cubetaocharolagrandesemitransparentesdecincoadiezlitros.
b)Trescorchosotrestrozospequeñosdemadera.
c)Agua
d)Regla
e)Piedrapequeña
3. Realicenlosiguiente:
a) Viertanaguahastalamitaddelacubeta.
b) Esperenaqueelaguadelacubetaestéencompletoreposo.
c) Coloquen conmucho cuidado los tres corchoso trozosdemadera sobre lasuperficiedelaguasinperturbarla.
d) Esperenhastaqueobservenqueloscorchosjuntoconelaguanosemueven.
e) Pidanauncompañeroquedejecaerlarocapequeñaenelcentrodelacubetaaunaalturade20cmaproximadamente,medidadesdelasuperficiedelagua.
f) Observen con atención, durante un par de minutos, el movimiento de loscorchosyelmovimientodelaguaensuconjunto.
nueva destreza empleada
analizar: Determinar las
relaciones entre los elementos
que componen una situación,
fenómeno o problema.
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48
secuencia 3
Texto de formalización
4. Comenten:
a)¿Quétipodemovimientorealizanloscorchos?
b)¿Quétipodemovimientorealizaelagua?
c)¿Porquésemuevenloscorchos?
d)¿Cómosepropagaestemovimiento?
e)Algunosejemplosdelavidacotidianaenlosqueseobservenondas.
Para terminarOndas transversales y longitudinales
Lean el texto. Reconozcan los diferentes tipos de ondas.
Reflexión sobre lo aprendido
¿De qué te sirve conocer
cómo se propagan las ondas
en el agua para resolver el
problema?
sesión 2
¿Cuáles son las características de las ondas?cuando se perturba elextremodeunacuerdahorizontaltensa,sacudiéndolahaciaarribaohaciaabajo,setransmiteestemovimientoatodaslaspartículasqueconformanlacuerda.Eltransportedeenergíasedaalolargodetodalacuerdaensentidohorizontal.Noobstante,elsentidodelmovimientoconelcualseperturbalacuerdaesvertical.Laondageneradadeestamaneraenunacuerdatensa,recibeelnombredeonda transversal,yaquehayunángulode90°entreladireccióndepropagacióndelaenergíayladirecciónenlacualsehaperturbadoelmedio.
Propagaciónde la energía
y
xEjemplodeunaondatransversal.
Adiferenciadelcasoanterior,cuandoelaireesempujadooperturbado,porejemplo,cuandotocamosuntamborounatrompeta,generamosenelpropioaireondasqueviajanenlamismadirecciónenlaqueloperturbamosoriginalmente.Aestetipodeondasselesconocecomoondas longitudinales,puesladireccióndepropagacióneslamismaqueladelaperturbación.
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49
IICIENCIAS
Línea de equilibrio
cresta
Valle
amplitud
λ = longitud de onda
Unciclo:distanciaentrecrestaycresta.
Esquemadeunaondatransversal
Lasondaspuedenrepresentarsegráficamentemedianteunacurvallanadasinusoide,deahíquealasondastransversalesselesconozcacomoondassinusoidales.Laondasinusoidalpermitedefinirlascaracterísticasgeneralesdetodaslasondas.Consisteenunaimagencongeladadelaondaendeterminadotiempo.Comounafotografíadelaonda.
Lalíneahorizontalquedividealaondaendospartesigualessedefinecomolínea de equilibrio.Apartirdeestalínea,alpuntomásaltodelasinusoideselellamacresta,yalpuntomásbajoseledenominavalle.Ladistanciadelalíneadeequilibrio,yaseaaunacrestaoaunvalle,seleconocecomoamplitud.Laenergíaquetransportalaondaserelacionaconlaamplituddedichaonda.Porejemplo,enelcasodelsonido,elvolumen–quétanfuerteescuchamoselsonido-dependedirectamentedelaamplituddelasondassonoras.
Lalongitudqueseparaadoscrestasconsecutivasoadosvallesconsecutivosselellamalongitud de ondaysedenotaconlaletragriegaλ,quesepronuncia“lambda”.Eltiempoqueserequiereparaqueunaondaavancesupropialongituddeonda,atravésdelmedioenelcualsepropaga,sellamaperiodo.Alnúmerodelongitudesdeondaqueavanzaenexactamenteunsegundoselellamafrecuencia.
Porejemplo,lafrecuenciaenelcasodelasondassonorasdeterminaeltono.Untonoagudo,comoelqueemitimosaltocarunacuerdadelviolíncorrespondeaunafrecuenciamásaltaqueladeuntonograve,comoelqueemitimosaltocaruntambor.Podemosobtenerunaestimacióndelarapidezconlacualsepropagalaondaatravésdelmedio,simplementedividiendoladistanciaquerecorreentreeltiempoenquelarecorre.Unaondapuederecorrerunagrandistancia,peroenparticular,sabemosquerecorreunalongituddeondaenunperiodoPorlotanto,sepuedeobtenerlarapidezdepropagacióndividiendolalongituddeondaentreelperiodo.
Producimosestetipodeondascuandohablamos,yaquelascuerdasvocalesgolpeanoperturbanciertacantidaddeaire.Laporcióndeaireperturbado,asuvez,golpeaaotraporciónqueseencuentrecerca.Deestamanerasepropagalaperturbaciónatravésdelaireysetransmiteconelloenergíaenlamismadirecciónenqueéstaavanza.
Respondan en su cuaderno:
• Lasolasdelmar,¿sonondaslongitudinalesotransversales?Argumentensurespuesta.
Perturbación Transporte de energíav
Longitud de onda
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50
secuencia 3
Actividad TRESinfieran las características de una onda que se propaga en una cuerda tensa.
• Comenten:¿Cómopuedengenerarondasenunacuerda?:
1. Material
a)Unacuerdade3mdelongitud.
b)Uncronómetrooreloj.
2. Procedimiento
a) Atenunodelosextremosdelacuerdaalapatadelamesa.
b)Sostenganelotroextremoconunamanoparaqulacuerdasemantengaextendidayenreposo.
c) Sacudanlacuerdafirmementeunasolavez;moviendohaciaarribayhaciaabajolamanoquelasostiene.
d)Midaneltiempoquetardalaperturbaciónenrecorrerlalongituddelacuerdadeidayvuelta.
e)Sacudanlacuerdadurante30segundos.Cuentensusmovimientosdelamano.
f)Haganundibujodelaformaqueadoptalacuerdaycuentenlascrestas.
Tiempo de una sola onda
número de crestas durante 30 s de onda
número de movimientos de la mano
4. Análisis de Resultados
a)Calculenlarapidezdepropagacióndelaonda:dividanlalongitudqueavanzalaondaenirdeunextremoalotrodelacuerda,yregresaralpuntodepartida.Enestecasoladistanciarecorridaesde6m.Dividiendoladistanciarecorridadeidayvueltaentreeltiempoinvertido,seobtienelarapidezdepropagación.
3. Resultados
• Escribanensuscuadernoslosresultados:
nueva destreza empleada
inferir: Hacer una suposición o dar una conclusión a
partir de lo que conoces, observas o lees.
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51
IICIENCIASb)Dividanlalongituddelacuerdaentreelnúmerodecrestasparaobtener
lalongituddeonda.
c)Dividiendoelnúmerodemovimientosdelamanoentre30sparaobtenerlafrecuencia.
5. Comunicación
• Elaborenunreportedelaprácticaensuscuadernos.
intercambien sus opiniones acerca de cómo aumentar la amplitud y la frecuencia de una onda que se propaga en una cuerda tensa.
Reflexión sobre lo aprendido
¿Hay características similares entre las ondas que se propagan en el
agua y en la cuerda?
¿De qué te sirve conocer cómo se propagan las ondas en una cuerda
para resolver el problema?
Actividad CUATRODescriban lo que pasa con el sonido cuando se propaga a través de diferentes medios.
• Realicenlasiguientedemostración
1.Vananecesitar:
a)Dosomásbotellasdevidrio.
b)Agua
c)Varillademetal,puedeseruntenedorounacuchara.
2.Realicenloqueseindica:
a)Llenenunabotellaconaguaylaotra,hastalamitad.
b)Golpeenporseparadoambasbotellasconlavarilla.
3.Comenten:
a)¿Enquésediferencianlossonidos?
b)¿Quécaracterísticadelasondasdefineeltonodeunsonido?
c) ¿Quésenecesitahacerparaaumentareltono?
d)¿Quésenecesitaparadisminuireltono?
e)¿Cómovaríalafrecuenciaconlacantidaddeaguaenlabotella?
sesión 3
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52
secuencia 3
Lo que aprendimos
Resuelvo el problema“Tienesunacoleccióndebotellasigualesdevi-drio; llenas parcialmente de agua a diferentenivel.Sigolpeas lasbotellas ligeramenteconunapequeñavarillademetal,másomenosdelamismamanera,notarásquetodasellasemitensonidosdistintos¿porqué?Justificaturespuesta.”
en tu cuaderno, escribe la solución al problema.• Paraelloconsideralassiguientescuestiones:
1.¿Cómocambiaeltonodelsonidoenlasbotellas?
2.¿Quécaracterísticasde lasondas sonorascambiansegún lacantidaddeaguaenlasbotellas?
¿Para qué me sirve lo que aprendí?Tu hermano menor quiere tender su cama rápido y sin realizar mucho esfuerzo. se le ocurren dos formas para hacerlo: colocar la sábana sobre la cama y extenderla en todas direcciones, o bien, generar una onda transversal que se propague en la sábana para extenderla. ¿Qué método le recomendarías?
1. Explicaturespuestaenelcuaderno.
2. Utilizaentusargumentoslasnocionesdegeneraciónypropagacióndeondas.
Reflexión sobre lo aprendido
Revisa lo que pensabas al inicio de la secuencia sobre si una
onda en el agua puede hacer avanzar a un barquito de papel.
¿Existe diferencia entre lo que pensabas y lo que sabes
ahora? Explica tu respuesta en el cuaderno.
Para recapitular el contenido de la secuencia consulten el programa: ¿Qué onda con la onda? en la programación de la red satelital edusat.
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53
IICIENCIAS
Para saber más1. De la Herrán, José. (2004). Mosaico tecnológico. México: SEP/ADN editores.2. Lomnitz, Jorge. (2003). Los temblores. México: SEP/CONACULTA Educal.3. Mcgrath, S. (2002). La física es diversión. México: SEP/Planeta.4. Navarrete, Néstor. (2003). Atlas Básico de Tecnología. México: SEP/Parramón.5. Noreña, V. Francisco y Juan Tonda M. (2002). La energía. México: SEP/Santillana. 6. Pogan, A. (2003). Fuerzas físicas. México: SEP/Ediciones Culturales Internacionales.
1. Diccionario de Física. (2004). Madrid: Oxford-Complutense.
1. Revista digital universitaria. 10 Febrero 2007. La luz como fenómeno ondulatorio. DGSCA, UNAM. 22 Febrero 2007.
http://www.revista.unam.mx/vol.3/num3/sabias1/ondular.html
Lo que podría hacer hoy…Tu vecino practica a diario sus clases de trompeta y no puedes concentrarte para preparar tus exámenes. ¿Qué puedes hacer en la habitación donde estudias para que te llegue la menor cantidad de ruido?
1.Escribanensuscuadernosunasíntesisdesusargumentos.
2.Utilicenen sus argumentos los términosde reflexión, absorcióny refraccióndelsonido
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secuencia 4
Texto introductorio
Caer en el vacío como caía yo, ninguno de ustedes sabe lo que quiere decir. Para ustedes caer es arrojarse quizás desde el piso veinte de un rascacielos o desde un avión que se avería durante el vuelo; precipitarse cabeza abajo, manotear un poco en el aire, y la tierra está ahí, de pronto, y uno se da un gran porrazo (...) Les hablo de cuando no había debajo tierra alguna ni nada sólido (...) Uno caía así, indefini-damente (...) no habiendo puntos de referencia, no tenía idea de si mi caída era lenta o rápida.
Admitiendo pues que cayéramos, caíamos todos con la misma velocidad y aceleración (...) en mi caída, seguía una recta absolutamente paralela a la de ella…”.
Fuente: Calvino, Italo. Las Cosmicómicas (1997). Barcelona: Minotauro, pp. 41-42.
Para empezarLee el texto.
• Antes de la lectura contesta: ¿Qué se siente en el estómago cuando caes varios metros o bajas una pendiente en forma rápida?
sesión 1
Mientras no abran el paracaídas, estas personas caen libremente.
Consideremos lo siguiente…a continuación se presenta el problema que resolverás con lo que hayas aprendi-do durante la secuencia.
Tu salón de clases se encuentra en el segundo piso de la escuela. Un compañero en la planta baja te pide prestada una goma. Al dejarla caer desde el balcón desprendes accidentalmente un ladrillo que estaba flojo. Si los dos objetos están a la misma altura cuando empiezan a caer, ¿cuál de los dos caerá primero? ¿Cuál de los dos tendrá mayor velocidad al llegar al piso? ¿Cómo lo demostrarías?
¿Cómo caen los cuerpos?
Lo que pienso del problemaescribe en tu cuaderno una explicación para cada pregunta:
1. ¿Qué es una caída libre?
2. ¿Cuál objeto caerá primero? Explica.
3. ¿Cuál de ellos tendrá una velocidad mayor al llegar al suelo?
En esta secuencia estudiarás el concepto de aceleración, como cambio de velocidad. Analizarás el efecto que tiene el peso de los objetos en la aceleración que experimentan cuando caen libremente. Valorarás la importancia de utilizar procedimientos organizados para describir con mayor precisión algunos fenómenos físicos cotidianos.
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55
IICIENCIASintercambien sus ideas sobre:
1. ¿Qué tipo de evidencias necesitan para resolver este problema?
2. ¿Qué harán para demostrar cuál de los objetos caerá primero y cuál tendrá mayor velocidad al llegar al piso.
3. ¿Qué fue lo que más les interesó del Texto introductorio? ¿Qué más quisieran saber?
Manos a la obra
Actividad UNODiseñen un experimento para identificar si los objetos pesados caen más rápido que los ligeros.
1. Elaboren en su cuaderno una propuesta de experimento de caída libre para co-nocer si todos los cuerpos caen al mismo tiempo. El experimento debe permitir medir las variables que necesitas conocer en la caída libre.
2. El experimento debe permitir medir las variables que describen la caída libre.
2. Consideren los siguientes aspectos para su propuesta:
nueva destreza empleada
Diseñar un experimento: Planeación de un procedimiento mediante el cual se pone a prueba
una idea o hipótesis relacionada con un determinado fenómeno. Para ello, es necesario identificar
las variables que podemos controlar y seleccionar los materiales apropiados.
Una pelota y una pluma de ave, ¿caen al mismo tiempo?
Para hacer un diseño experimental:
Propongan el objetivo del experimento:
¿Qué hipótesis queremos poner a prueba?
Identifiquen las variables que se van a medir en el experimento
Anticipen lo que esperan que suceda: ¿Qué sucederá? ¿Por qué?
Identifiquen el material que van a utilizar: ¿Con qué materiales
o sustancias vamos a trabajar? ¿Podemos conseguirlos?
Definan el procedimiento para medir las variables deseadas:
¿Qué vamos a medir? ¿Cómo lo vamos a hacer?
Evaluación del diseño: ¿Podemos realizar lo diseñado?
evalúen los diseños de todos los equipos. Para ello:
1. Expongan sus diseños frente al grupo.
2. Debatan sobre las ventajas y las desventajas de cada uno.
3. Elijan el que consideren que funcionaría mejor, de acuerdo con sus ventajas.
Reflexión sobre lo aprendido
¿Qué elementos tienes ahora
para resolver el problema?
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56
secuencia 4
Actividad DOS¿Cuál cae primero?
apliquen los conceptos asociados a la caída libre de los objetos.
1. Material
a) Dos objetos del mismo tamaño pero de distinta masa: una canica y una bolita compacta de papel.
b) Cinta métrica o un metro.
c) Cronómetro o reloj con segundero.
d) Sartén metálico de unos 20 cm de diámetro.
e) Cinta adhesiva.
2. Procedimiento
• Antes de iniciar las experiencias:
i. Midan la altura que hay entre el piso y el más alto de sus compañeros subido en una silla con el brazo extendido hacia arriba. Pongan a esa altura una mar-ca con un pedazo de cinta adhesiva en la pared.
ii. Coloquen el sartén en el piso, debajo de la marca.
experiencia a: Los objetos caen aTaDOs
a) Aten los objetos con la cinta adhesiva.
b) Escriban una hipótesis sobre cómo será la velocidad de caída de los objetos.
c) Registren el tiempo de caída al escuchar el sonido cuando los objetos golpean el sartén.
nueva destreza empleada
aplicar conceptos: Identificar
y hacer uso de los conceptos.
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57
IICIENCIAS experiencia B: Los objetos caen unO POR unO
a) Escriban una hipótesis sobre cuál de los objetos caerá más rápido.
b) Dejen caer los tres cuerpos al mismo tiempo, desde la misma altura pero separados.
c) Registren el tiempo de caída, para ello escuchen el sonido en el sartén. Estén aten-tos pues la caída sucede en un tiempo muy corto.
3. Resultados
• Completen estas tablas de resultados en su cuaderno.
experiencia a: Los objetos caen aTaDOs
altura: metros
Hipótesis ¿Cuánto tardará en caer el paquete?
Resultado Tiempo medido
Bola de papel
Balín o canica
experiencia B: Los objetos caen sePaRaDOs
altura: metrosHipótesis
¿Cuánto tardarán en caer los objetos?Resultado
Tiempo medido
Bola de papel
Balín o canica
4. Análisis de resultados
• De acuerdo con sus mediciones, expliquen en sus cuadernos:
experiencia a: Los objetos caen aTaDOs
a) ¿Cuál de los objetos tiene mayor masa?
b) ¿El tiempo de caída del paquete fue determinado por la masa de alguno de los objetos? Explica.
c) ¿Se cumplió su hipótesis? Expliquen.
experiencia B: Los objetos caen sePaRaDOs
a) ¿Hubo diferencias en los tiempos de caída?
b) ¿Cuáles son las razones por las que se obtuvieron esos resultados?
c) ¿Se cumplió su hipótesis? Expliquen.
5. Comunicación
• Elaboren un reporte de la práctica en su cuaderno.
Intercambien sus opiniones en torno a si la masa influye en el tiempo de caída de los objetos.
Reflexión sobre lo aprendido
¿De qué te sirve lo que
sabes ahora para resolver el
problema?
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58
secuencia 4Lean el texto. Durante la lectura, encierren en un círculo los argumentos que les sirvan para resolver el problema.
Texto de información inicial
Galileo Galilei (1564- 1642). Utilizaba los datos de sus experimentos para explicar los fenómenos de la naturaleza
Aristóteles (384-322). Utilizaba razonamientos lógicos para explicar los fenómenos de la naturaleza.
consulta tu diccionario para encontrar el significado de palabras como polémica.
¿Cómo caen los cuerpos?El filósofo griego Aristóteles pensaba que el movimiento era algo que los objetos poseían internamente, de manera que cuando caían libremente “manifestaban” mayor velocidad.. Aristóteles creía, además, que los cuerpos pesados tenían mayor “afinidad con la Tierra”. Esta idea prevaleció por siglos, hasta que Galileo Galilei la puso en duda y, pese a las críticas de muchas personas de su época, se dio a la tarea de demostrar la veracidad o la falsedad de las afirmaciones de Aristóteles, creando gran polémica en su tiempo. Galileo se había dado cuenta de que si se juntaban objetos pesados y ligeros, su combinación no restaba o sumaba velocidad a la caída de uno de ellos por separado. Por ejemplo, un par de piedras de masa diferente atadas entre sí, no caen más rápido que la ligera sola, como Aristóteles suponía.Estudiar este fenómeno no es cosa fácil. Un cuerpo en caída libre se mueve muy rápido y se necesitan alturas muy grandes para poder obtener algún dato útil. En aquellos tiempos no había cronómetros, fotografías instantáneas, ni mucho menos videos en cámara lenta. Experimentador ingenioso y sistemático, Galileo diseñó la forma de registrar datos de velocidades más lentas. Utilizó un plano inclinado para dejar rodar al mismo tiempo, cuesta abajo dos esferas de hierro observó que las esferas llegaban abajo al mismo tiempo aunque tuvieran diferente masa. Además de eso, Galileo marcó segmentos de la misma longitud desde lo alto de la rampa hasta la base. El tiempo que tardaban las bolas en recorrer cada segmento era diferente, de hecho, éstas pasaban más rápidamente por el último segmento. Con estos experimentos, Galileo dedujo el concepto de aceleración y demostró con evidencias que la velocidad con la que caen los cuerpos, no depende de su masa.
intercambien opiniones sobre:
1. ¿Qué ventajas tuvo Galileo al utilizar un plano inclinado, si dejar caer objetos es aparentemente más sencillo?
2. ¿Por qué Galileo empleó esferas de distinta masa para su experimento?
3. ¿Qué evidencia llevó a Galileo a concluir que los objetos se aceleran conforme caen?
4. ¿Qué se puede demostrar con el experimento de las piedras atadas?
• Escriban los puntos principales en el pizarrón.
Reflexión sobre lo aprendido
¿Las hipótesis que elaboraste en
la Actividad DOS sobre la caída
libre de los objetos se parecen a
lo dicho por Aristóteles o por
Galileo?
¿De qué te sirve lo que sabes aho-
ra para resolver el problema?
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59
IICIENCIAS
Actividad TRESinfieran cómo varía la velocidad de los cuerpos que ruedan por un plano inclinado.
1. Material
a) Canica.
b) Cinta métrica o un metro.
c) Dos cronómetros.
d) Tabla lisa de 1 metro de largo y 20 cm de ancho
e) Plumón
2. Procedimiento
a) Para elaborar el plano inclinado:
i. Dividan con la regla la longitud de la tabla en dos partes iguales.
ii. Hagan con el plumón una marca de 50 cm. No es necesario hacer las marcas en 0 y 100 cm.
iii. Eleven el extremo que contiene el origen de la tabla a una altura de 3 cm; pueden apoyarla sobre algunos libros apilados.
b) Para realizar la experiencia:
i. Escriban en su cuaderno una hipótesis sobre si cambiará o no la velocidad de la canica al rodar sobre el plano inclinado.
ii. Elijan dos compañeros que serán los cronometristas.
iii. Un cronometrista tomará el tiempo cuando la canica pase por la marca de 50 cm y el otro, cuando la canica llegue al final de la tabla.
sesión 2
Las ciencias y la comunidad científicaAristóteles afirmaba: “No hay nada en la mente que no pase primero por los sentidos”. Sin embargo, pensaba que las explicaciones de las cosas se encontraban en su esencia, que no es perceptible. Para explicar las cosas, se debería proceder mediante razonamientos para llegar a un conocimiento superior. De esta manera, Aristóteles analizaba los fenómenos pero no consideraba importante experimentar.
Galileo, por otra parte, es considerado el padre de la física moderna. Se atrevió a poner en duda todo cuanto analizaba; propuso ingeniosos experimentos en los cuales planeaba cuidadosamente las variables a medir. Al efectuarlos, medía varias veces el mismo evento, registraba los datos, analizaba sus resultados y obtenía conclusiones para demostrar la validez de las afirmaciones científicas.
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60
secuencia 4iv. Coloquen la canica en la marca de 0 cm.
v. Suelten la canica cuando los cronometristas estén listos para tomar el tiempo. Ensayen un par de veces esta operación para lograr la sincronización.
vi. Midan el tiempo en el que la canica pasa por las marcas de 50 y 100 cm.
vii. Registren los datos del tiempo en la tabla de resultados.
viii. Calculen la velocidad de la canica en cada tramo
3. Resultados
• Completen la tabla de resultados en sus cuadernos.
Distancia (cm) Tiempo (s) Velocidad hacia el suelo
0-50
50- 100
4. Análisis de resultados
• De acuerdo con sus mediciones, expliquen en sus cuadernos:
a) ¿Cuál fue el tiempo en que la canica recorrió cada tramo?
b) ¿En cuál de los tramos la velocidad fue mayor?
c) La velocidad es constante o variable durante el recorrido por la rampa?
d) ¿Se cumplió o no su hipótesis? Expliquen.
5. Comunicación
• Elaboren un reporte de la práctica en su cuaderno.
Intercambien sus opiniones en torno a:
1. La forma que tendría la gráfica v vs t. Elaboren la gráfica en el pizarrón.
2. ¿Con qué palabra describiría el cambio de velocidad?
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61
IICIENCIAS
Texto de formalización
Para terminarLean el texto. antes de iniciar la lectura, comenten qué es la aceleración.
¿Qué es la aceleración?Sabemos por experiencia que cuando soltamos un objeto, éste no se queda suspendido en el aire sino que cae verticalmente. Mientras lo hace, aumenta constantemente su velocidad antes de estrellarse contra el piso. Este cambio de velocidad es la variable conocida como aceleración. Si, por el contrario, un objeto se mueve sin experimentar un cambio de velocidad, se dice que se desplaza a velocidad constante.
Por ejemplo, supongamos que en un momento dado, un autobús viaja hacia Acapulco con una velocidad de 100 km
s . Después de dos horas, el velocímetro marca 120 km
h , de manera que hay una diferencia de velocidades en 2 horas, es decir:
Al caer, cada gota de lluvia se acelera verticalmente hacia abajo.
En esta gráfica se observa cómo en intervalos de una hora, la velocidad de un objeto aumenta desde 100 km
h hasta 130 km
h . Esto indica que la aceleración es de 10 kmh2
Gráfica de velocidad
Velocidad ( km
h )
130
120
110
100 0 1 2 3 4
Tiempo (horas)
Este valor indica que ha habido una aceleración promedio de 10 kmh2
En el caso anterior, la aceleración se expresa en kmh2 , pero según el Sistema Internacional de Unidades se
expresa en metros sobre segundo al cuadrado, ms2 . Existe una aceleración cuando cambia la velocidad; y a
mayor incremento en la velocidad se incrementa la aceleración. En forma práctica podemos decir, que en intervalos de tiempo iguales, mientras más grande sea la diferencia de velocidades en el numerador, la aceleración es mayor. Esto significa que la aceleración es directamente proporcional al cambio de velocidad.
120kmh
- 100kmh
h =
20kmh2h
= 10kmh2
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62
secuencia 4
El agua de la cascada cae libremente
La fórmula que expresa la aceleración es: a = vf - v i
tDonde:vf , v i son la velocidad final e inicial, respectivamentet es el tiempo en el que ocurre el cambio de velocidadGalileo Galilei encontró que cuando el rozamiento del aire es mínimo todos los objetos caen simultánea-
mente y en línea recta hacia el suelo, sin importar cuál sea su peso. Su heredero científico, Isaac Newton descubrió el agente que causa la aceleración en los cuerpos que caen: la fuerza de gravedad. La aceleración que imprime esta fuerza es constante y uniforme en la cercanía de la superficie terrestre y se denomina, en consecuencia, aceleración de la gravedad. Se representa con la letra g y su valor es de 9.8 m
s2 .
Respondan en el pizarrón:
1. En el pie de figura del dibujo de la lluvia, ¿qué quiere decir “cada gota de lluvia se acelera verticalmente hacia abajo”?
Si un cambio de velocidad fijo se hubiera producido en el doble de tiempo, es decir en 4 horas, la acelera-ción sería más pequeña, porque la aceleración y el tiempo son inversamente proporcionales:
120 - 100kmh
kmh
4h 4h
120 kmh= =
20 kmh
4h10 km
h=
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63
IICIENCIAS
Sabías que…La aceleración se puede representar mediante una gráfica de posición y tiempo. Para cada segundo transcurrido se grafica un punto. Al unir los correspondientes puntos se traza una curva y no una recta. Esto ocurre porque al aumentar su velocidad, el cuerpo recorre cada vez más distancia en el mismo tiempo. El desplazamiento entre dos distancias sucesivas se realiza más rápido. Si la velocidad se mantuviera constante, como ocurre en la gráfica de la Secuencia 2: ¿Cómo se mueven las cosas?, se graficaría el movimiento como una recta, en donde se representa de manera evidente que un objeto tarda lo mismo en recorrer cada posición. Es decir, la aceleración es cero.
• Identifica las diferencias y las semejanzas entre esta gráfica y la que se encuentra en el texto ¿Qué más necesitamos para describir el movimiento? de la Secuencia 2.
En esta gráfica de posición y tiempo se representa un objeto con movimiento acelerado.
2. ¿Cuál de las siguientes fórmulas corresponde a la de aceleración en una caída libre? Justifiquen su elección
(a) t = ay
(b) g = vf - vi
t (c) v = d
t (d) g = a
t
3. Si quisieran obtener el tiempo de caída de un objeto, ¿cómo lo obtendrían de la fórmula seleccionada en la pregunta 2?
0 1 2 3 4 5
50
40
30
20
10
5
0
Posición (km)
Tiempo (horas)
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64
secuencia 4
Descripción Tipo de movimiento
explicaciónaceleración constante
Velocidad constante
a) Un tornillo flojo se desprende de una lámpara del techo y choca con el suelo en menos de un segundo.
3
La velocidad del tornillo va aumentando conforme cae. Por lo tanto tiene aceleración constante.
b) En una carretera con mucho tráfico, un conductor dice que viajó a 30 km
s durante una hora.
c) Un trapo mojado cae del tendedero al piso.
d) Un corredor arranca y alcanza 10 m
s en 5 segundos
Actividad CUATRO ¿Qué pasa cuando te aceleras?
identifiquen los distintos tipos de movimiento. Para ello:
1. Marquen con una 3la magnitud que corresponda a cada descripción.
2. Expliquen su elección en la última columna.
3. Fíjense en el ejemplo.
sesión 3
nuevas destrezas empleadas
identificar: Reconocer las características
o propiedades de organismos, hechos,
materiales o procesos.
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IICIENCIAS
Reflexión sobre lo aprendido
¿Para qué te sirve el concepto de aceleración en la resolución del problema?
analicen sus respuestas. Para ello:
1. Intercambien sus resultados.
2. Las descripciones que se refieran a caída libre, ¿a cuál magnitud corresponden? ¿Por qué?
3. Escriban en el pizarrón sus conclusiones sobre las características de movimientos con:
a) Velocidad constante.
b) Aceleración constante.
Lo que aprendimosResuelvo el problema“Tu salón de clases se encuentra en el segundo piso de la escuela. Un compañero en la planta baja te pide prestada una goma. Al dejarla caer desde el balcón desprendes accidentalmente un ladrillo que estaba flojo. Si los dos objetos están a la misma altura cuando empiezan a caer, ¿cuál de los dos caerá primero? ¿Cuál de los dos tendrá mayor velocidad al llegar al piso? ¿Cómo lo demostrarías?”
Resuelve el problema en tu cuaderno.
Para ampliar sus respuestas al problema, escriban un diálogo imaginario entre aristóteles y Galileo sobre la velocidad de dos objetos de diferente masa cuando caen.
• Elaboren el diálogo en una cuartilla de su cuaderno, considerando lo siguiente:
1. Tomen como ejemplo los diálogos entre los campesinos de la obra: Cuando veas la cola de tu vecino arrancar…, del Proyecto de Investigación 3: ¿Cómo reducir la contaminación en mi comunidad?, en tu libro de Ciencias I, volumen II, p. 77.
2. Describan la postura de cada personaje. Para ello, lean el texto ¿Cómo caen los cuerpos?
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secuencia 4
¿Para qué me sirve lo que aprendí? Para hacer pruebas de la resistencia de muchos materiales de construcción, los fabricantes dejan caer objetos para que adquieran grandes velocidades y así probar cómo se deforman al impactarse con el suelo
• Utilicen los conceptos de aceleración y velocidad para responder:
1. ¿Qué tiempo se requiere dejar caer libremente un ladrillo para que alcance una velocidad de 200 m
s ?
2. ¿Qué forma tendría la gráfica de posición y tiempo de este movimiento?
3. Si una lámina y un ladrillo se dejaran caer al mismo tiempo, ¿cambiarían las características del movimiento? Expliquen.
comenten sus respuestas.
• Escriban las ideas principales en el pizarrón.
Reflexión sobre lo aprendido
Revisa lo que pensabas al inicio de la secuencia sobre si la goma o el ladrillo
caerían primero al piso de la escuela.
1. ¿Ha cambiado lo que pensabas con lo que sabes ahora? Explica tu respuesta.
2. ¿Con cuál punto de vista coincides ahora sobre la caída libre, con el de
Aristóteles o con el de Galileo? Justifica tu respuesta.
Para recapitular el contenido de la secuencia consulten el programa: ¿Cómo caen los cuerpos? en la programación de la red satelital edusat.
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IICIENCIAS
Ahora opino que… Poner el conocimiento existente a prueba utilizando diversas evidencias, fue el aporte de Galileo a las ciencias.
• Contesten en su cuaderno:
1. ¿Qué recomendaciones harían a las personas que elaboran experimentos?
2. ¿Qué valor puede tener el proceder con rigor en un experimento?
3. ¿Qué se debe hacer cuando las cosas fallan? Escriban en sus cuadernos un párrafo al respecto.
Para saber más…1. Diccionario Básico de Científicos. (1994). Madrid: Tecnos. 2. Diccionario de Física. (2004). Madrid: Oxford-Complutense. 3. Calvino, Italo. (1997). Las Cosmicómicas. Barcelona: Minotauro.4. Vancleave, Jean. (2000). Física para niños y jóvenes. México: Limusa.
1. Aguilar, Guillermo et al. La Mecánica de Galileo y Newton. ILCE. 22 de febrero de 2007. http://omega.ilce.edu.mx:3000/sites/ciencia/volumen1/ciencia2/03/htm/sec_9.html
2. Pérez, Luis. 29 de noviembre de 2006. Galileo. Exposición Galileo-Newton. 22 de febrero de 2007. http://thales.cica.es/rd/Recursos/rd97/Biografias/11-1-b-galileo.html#caida
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secuencia 5
Para empezarLee el texto.
• ¿Hasempleadoalgunavezgráficas?¿Paraqué?
sesión 1
Todos los días aparecengráficasenlosperiódicosyrevistasdecirculaciónnacionaleinternacionalsobrediversostemas.Apartirdelainterpretacióndesucontenido,esposibleconocerdeunsolovistazocuándo,cómoycuántocambianlascosasyloshechosquesevienenregistrandoalolargodeltiempo.Porejemplo,cómocreciólapoblaciónmexicanaduranteelsigloXX,oquétantohavariadoelpreciodelgasdomésticoenelúltimosemestre.
Lasgráficassonunaformamuyútilconsulta tu diccionario para encontrar el significado de palabras como gráfica.
Texto introductorio
depresentarinformacióntantoencontextoscientíficoscomocotidianos.Unmédicolasrevisaparaconocercómocreceunbebédurantesuprimerañodevida,oquétantamasacorporalpierdeunpacientequesigueunadieta.EnunagráficasepuedeapreciarelincrementodetemperaturaquehasufridolaTierraatravésdeltiempo,yestainformaciónpermitepredecirloquesucederáenelplanetasinosetomanaccionesfrentealefectoinvernadero,porejemplo.
Lasgráficasnosayudanavisualizarloscambiosdeunamagnitudovariableenrelaciónconlaotray,así,comprendermejorelhecho,olasituaciónquesedescribe.
AñosM
asa
corp
oral
en
kilo
gram
os 80
78
76
74
72
70
68
1994
1995
1996
1997
1998
Pedro
Juan
Lagráficamuestraelcambiodelamasacorporal(enkilogramos)dedospersonasalolargodecincoobservacionesanuales.
¿Dónde están los alpinistas?
CambiodelatemperaturapromediodelaTierradurantelosúltimoscincoaños,debidoalfenómenoinvernadero.
Gra
dos
14.5
14.3
14.1
13.9
13.7
13.51600 1700 1800 1900 2000
Años
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IICIENCIAS
Consideremos lo siguientea continuación se presenta el problema que resolverás con lo que hayas aprendido durante esta secuencia.
Unos alpinistas quedaron atrapados a 15 km de distancia del refugio en donde te encuentras y sólo podrán sobrevivir 40 minutos más debido al frío. De inmediato cargas el trineo para ir en su busca sobre la nieve. Los perros que jalan el trineo de rescate pueden correr a la misma rapidez durante una hora; aunque también pueden ir lento al principio para calentarse y, poco a poco, ir aumentando su rapidez. Utilizando la información de las gráficas contesta:
1. ¿Cuál pareja de gráficas es la que corresponde a cada uno de los movimientos del trineo? Explica tu respuesta.
2. Para rescatar a los alpinistas, ¿harías que los perros corrieran a rapidez constante o cada vez más rápido aunque al principio fueran más lento? ¿Por qué?
Pareja de gráficas 1
Pareja de gráficas 2
Rapidez contra tiempo
Tiempo (minutos)
0 20 40 60 80
Rapi
dez(
km/m
in) 0.25
0.20.150.1
0.050
Años
Dis
tanc
ia (k
ilóm
etro
s)
18
16
14
12
10
8
4
2
00 10 20 30 40 50
Distancia recorrida contra tiempo
Tiempo (minutos)
Tiempo (minutos)
Dis
tanc
ia (k
ilóm
etro
s)
18
16
14
12
10
8
4
2
00 10 20 30 40 50
Distancia recorrida contra tiempo
Tiempo (minutos)
Rapi
dez(
km/m
in) 0.5
0.40.30.20.1
00 10 20 30 40 50
Rapidez contra tiempo
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secuencia 5
conexión con MatemáticasPara recordar las características del plano cartesiano, revisa la secuencia 32: Gráficas asociadas a situaciones de pro-porcionalidad de tu libro Matemáticas i.
Lo que pienso del problemacontesta en tu cuaderno:
1. ¿Cómoserepresentalavelocidaddeuncuerpoysuscambios?
2. ¿Delasdosmanerasenlasquepuedencorrerlosperros,¿cuálseríalanecesariapararescataralosalpinistaatiempo?
3.¿Cuáldelasdosmanerasenlasquepuedencorrerlosperrosesunmovimientoacelerado?Explica.
4.¿Decirqueunobjeto semueve conaceleración, ¿significaquevacadavezmásrápido?Explica.
Manos a la obra
Texto de información inicial
Ahorasabesquelavelocidaddeunobjetopuedeircambiandoeneltiempoyqueaestetipodemovimientoselellamamovimientoacelerado.Enestasecuenciadeaprendizajeelaboraráseinterpretaráslasgráficasdedistanciayrapidezcontratiempo,queteseránde utilidad para identificar las características del movimiento acelerado. Valorarás lautilidaddelasgráficaspararepresentarcambiostantoenelmovimientodeloscuerpos,comoensituacionesdelavidadiaria.
¿Qué son las gráficas?Paraprobarsiunanuevamedicinaeseficazeneltratamientodelcáncer,seinvestigandosgruposdepersonas;aunoseleadministralamedicinayalotrono,perodurantelainvestigación,todoslospacientescomenlomismo,duermenelmismotiempoyhacenelmismoejercicio.Deestamanera,semantienenconstantesalgunasvariablesquepudieranafectarelresultadofinal.Enesteejemplo,sielcáncerdisminuyeono,esloqueseconocecomovariable dependiente,yaquevaadependerdeotrofactor.Enestecasodesiseusóonolamedicina,queseríalavariable independiente.
Otroejemplo:sisequieremedirladistanciarecorridaporunniñoqueviajaenbicicleta,lavariableindependienteeseltiempo.Larelación
entredosvariablessepuederepresentarclaramenteenunplano cartesianoymarcarsobreelejehorizontalodelas“x”lavariableindependienteconunaescalaapropiada.Paraeltiempo,laescalapuedeserenhoras,segundos,minutos,etcétera.Ladistanciadependedecuántotiempohapasado,porloqueseconsideraunavariabledependienteyserepresentaenelejeverticalodelas“y”.
¿Cómo graficar?
Lean el texto. Pongan atención al significado de variable indepen-diente y variable dependiente.
Enestecaso,laadministracióndemedicamentocontraelcánceraungrupodepacienteseslavariableindependiente,mientrasquelainciden-ciadecáncereslavariabledependiente.
Plano cartesiano: Consiste
en dos ejes perpendiculares
que se cruzan en un punto
llamado origen.
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IICIENCIAS
Vamosasuponerquedespuésde10segundosdeandarenbicicletaelniñoavanzóunmetro.Paragraficarestedato,secolocaellápizenelejehorizontaldondeestálamarcadelos10segundos,ysetrazaunalíneaverticalhaciaarriba.Luego,secolocaellápizenelejeverticaldondeladistanciasea1metroysetrazaunalíneahorizontalhacialaderecha.Enellugardondecrucenlasdoslíneassemarcaelpuntodelagráfica.
Sisuponemosquecada10segundoselniñoavanzaunmetromás,losdemásdatosnuméricossemarcandelamismaforma;finalmente,seunenlospuntosconunalínea.Laformadelalíneaindicacómosehacomportadounavariableconrespectoalaotra.Aestarepresentaciónseleconocecomográficadedistanciacontratiempo.
Tambiénsepuedegraficarasílarapidez contra tiempoparasabersiunmovimientoesacelerado.Losdatospodríastomarlos,porejemplo,delvelocímetrodeunautomóvilenmovimientoenintervalosdetiempoquetúmismodetermines.
Lasgráficassonrepresentacionesdedatosnuméri-cosenunplanocartesiano.Estasrepresentacionesseformanporlaunióndepuntosenelplanome-dianteunalínea.
Responde en tu cuaderno:
1.De acuerdo con la gráfica de distancia contra tiempo que apareceeneltextoanterior,¿ladistanciaesunavariabledependienteoinde-pendiente?Explica.
2.¿Quédistanciarecorreelniñocada10segundos?
3.¿Aquédistanciaestaríaelniñodespuésde60segundos?
4.¿Esaceleradoelmovimientoqueserepresentaono?Justificaturespuesta.
Planocartesianodondeserepresentaladistanciaquerecorreelniñoenlabicicleta.
Dis
tanc
ia (m
etro
s)7
6
5
4
3
2
1
0
Distancia contra tiempo
Tiempo (segundos)
0 10 20 30 40 50 60x
Vínculo entre secuenciasanaliza la gráfica de posición contra tiempo de la secuencia 2: ¿Cómo se mueven las cosas?
• Responde:
1. ¿el movimiento del objeto es acelerado o no? ¿Por qué?
2. ¿cuál es la variable independiente en esta gráfica? Justifica tu respuesta,
y
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secuencia 5
4.ElaboraunagráficaentucuadernousandolosdatosdelaTabla 1.Paraello:
a) Dibujaunplanocartesianocomoelquesemuestra,enelqueseñaleslavariablequerepresentacadaunodesusejesylasunidadesenlasquesemide.
b) Trazalospuntosdelatablasobreelplanocartesianoconuncolor.
c) Unelospuntosconunalíneacontinuadedistintocolor.
comenten lo siguiente con base en la gráfica que construyeron:
1.¿Quédistanciarecorrióelautomóvilenlosprimerosdossegundos?
2.Observacómosecalculaladistanciaquerecorreelcocheenelintervalodetiempoquetranscurredesdelosdossegundoshastaloscuatrosegundos:
nueva destreza empleada
Hacer gráficas: Representar datos
usando el formato, la denominación
y las escalas apropiadas para
comunicarlos de manera clara.
Actividad UNO Haz una gráfica de distancia contra tiempo. Para ello:
1. Necesitasunahojadecuadrículachicayunaregla.
2. Observa,en lasiguientetabla, losdatosde lasdiferentesdistancias recorridasporunautomóvilendistintostiem-pos.Laletratrepresentaeltiempoexpresadoensegundos;la letrad, ladistancia recorridaporelautomóvilenme-tros.
3. ¿Puedessabersielcochesefrenaoseaceleraapartirdelosdatosdelatabladeabajo?Explicaturespuesta.
Tabla 1. Datos de un automóvil en movimiento
Tiempo: t (s) Distancia: d (m)0 0
2 18
4 32
6 42
8 48
10 50
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IICIENCIASa) Elintervalosignificaeltiempoquepasaentreelsegundo2yel4.
b) Enelsegundo2elcocheestáaunadistanciade18mdellugarenelquearrancó.
c)Ent=2sladistanciaesd=18m.Ent=4sladistanciaesd=32m.Paraencontrarladistanciaquerecorrióenesetiemposimplementerestamos:32m-18m=14m,yaquelosprimeros18mlosrecorrióenlosprimeros2segundos.Asíqueladistanciaquerecorriódelintervaloquevadet=2sat=4ses14m.
3.¿Quédistanciarecorrióenelintervaloquevadet=8sat=10s?4.Observalosvaloresdeladistancia.¿Larapidezesconstanteono?¿Porqué?5.¿Elmovimientodelautomóvilesacelerado?Expliquen.6.¿Esmásfácilobservarmovimientodelcocheenlatablaoenlagráfica?Justificatu
respuesta.
Reflexión sobre lo aprendido
Ahora que sabes construir e interpretar gráficas de
posición contra tiempo, responde:
1. ¿Qué harías para saber la distancia que recorrió el
automóvil de la Actividad DOS a los 7 segundos?
2. Cómo te ayuda lo anterior a resolver el problema?
Vínculo entre secuenciascompara la gráfica que acabas de elaborar con la gráfica de posición y tiempo de la secuencia 4: ¿Cómo caen los cuerpos? ¿Qué tipo de movimiento se está representando en cada gráfica? explica tu respuesta.
Sabías que…Existeotraformamásfácildecalcularladistanciaquerecorreunobjeto:utilizandolasgráficas.
Siquieresencontrarladistanciarecorridaenelin-tervalodetiempoquevadelpuntodelagráficacorrespondiente a t=2 s, al que corresponde at=4s,colocatulápizenelprimeroytrazaunalíneahorizontalquecruceeleje“y”.Hazlomismoconelsegundopunto,eldelos4s.Elespacioqueseparaestosdospuntosesladistanciarecorrida.
Otraformadecalcularladistanciarecorrida.
nueva destreza empleada
interpretar gráficas: Detectar tendencias en los
datos graficados; establecer relaciones entre los datos
de un hecho o fenómeno.
0 1 2 3 4
363432302826242220181614121086420
d(m)
t(s)
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secuencia 5
Rapidez del trineo en la subida
Tiempo (hr)0 1 2 3 4 5 6
20
15
10
5
0
Rapi
dez
(km
/hr)
Rapidez del trineo en la bajada pequeña
Tiempo (hr)
18
15
12
9
6
3
0
0 1 2 3 4 5 6
Rapi
dez
(km
/hr)
Rapidez del trineo en la bajada grande
Tiempo (hr)0 1 2 3 4 5 6
20
16
12
8
4
0
Rapi
dez
(km
/hr)
Actividad DOSAceleración
interpreten gráficas de diferentes movimientos acelerados.
1.Observenlasgráficasderapidezcontratiempoquegenerauntrineoaldesplazarseendiferentesterrenos.
Rapidez del trineo en el camino plano
Tiempo (hr)0 1 2 3 4 5 6
20
15
10
5
0
Rapi
dez
(km
/hr)
sesión 2
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IICIENCIAS
Texto de formalización
2.Respondanensucuaderno:
a)¿Enquécasosexisteunaaceleración?
b)¿Quépasaconlarapidezcuandolaaceleraciónesnegativa?
intercambien sus respuestas.
• Escribansusconclusionesenelcuaderno.
1.¿Cómoesperanqueseaunagráficaderapidezcontratiempo,enelcasoenquelaaceleraciónseamuypequeña?
2.¿Quépasaconlainclinacióndelalíneaenlasgráficasderapidezcontratiempocuandovadisminuyendolaaceleración?
Reflexión sobre lo aprendido
Ahora que sabes identificar las características del
movimiento acelerado por medio de gráficas, observa
nuevamente las que se muestran en el problema. ¿Qué
pareja de gráficas es la que corresponde a cada uno
de los movimientos del trineo?
Para terminarLean el texto. identifiquen las ideas principales durante la lectura.
Explicarelmovimientodeuncohete,deunamariposaodeunapiedraalcaerpuedeserunpococomplicadoutilizandolaspalabras.Avecesundibujopuedesermásesclarecedor;sinembar-go,lasherramientasmáspoderosasparadescribircualquiermovimientosonlasgráficas.Enunagráficasepuedemostrarconprecisiónlarapidez,ladistanciaolaaceleraciónquetieneunobjetoenmovimientodurantecualquiertiempodesurecorrido.
Canciónpreferida
Núm
ero
dep
erso
nas
50
40
30
20
10
0
Existenotrostiposdegráficas,llamadashistogramasográficasdebarras.Enellasserepresentanvariablesquesólosepuedenexpresarennúmerosenteros,comoelnúmerodehombresodemujeres,lacantidaddehijos,etcétera.Estasvariablessedenominandiscretasodiscontinuas.
Vínculo entre secuenciasPara explicar las características del movimiento acelerado, consulten la secuencia 4: ¿Cómo caen los cuerpos?
¿Para qué sirven las gráficas?
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secuencia 5
Reconocerunmovimientoquetieneaceleraciónconstanteesmuyfácilsiconoceslasgráficasderapidezcontratiempo,porqueenellaspuedesobservarunalíneainclinada.Cuandonoexisteaceleración,lagráficaderapidezcontratiempopresentaunarectahorizontal,yaquelavelocidadnocambiaeneltiempo.
Tambiénpuedeserquelaaceleraciónseanegativacomocuandofrenaslabicicletaantesdeatravesarlacalle.Enestecasolagráficaderapidezcontratiempoesmuyparecida,sóloquelainclinaciónesinvertida.
intercambien opiniones sobre la utilidad de las gráficas en la vida cotidiana. Para ello:
1.Dibujenenelpizarrónunagráficaquerepresenteunmovimientoaceleradoyotraqueno.
2.Mencionenalgunoscasosdelavidadiariaenlosquelasgráficasseandeutilidad.
3.¿Paraquéseríandeutilidadlasgráficasanteriores?
4.¿Quégráficautilizaríanpararepresentarcuálessonlaspelículasquemáslesgustanenelgrupo?
Elempleodelasgráficasvamásalládeladescripcióndelmovimiento.Suelensermuyútilespararepresentarcualquiersituaciónenlaqueexistancambios;porejemplo,elcrecimientodeunaplantaolatemperaturadeunlugaralolargodeldíaodelaño.
Tiempo Tiempo Tiempo Tiempo
Rapi
dez
Rapi
dez
Rapi
dez
Rapi
dez
Cuandouncuerposemueveconaceleracióncero,lagráficaderapidezcontratiempoesunarectahorizontal.Pararepresentarmovimientosconaceleraciónconstante,seutilizanrectasenlasquelainclinacióndependedequétangrandeeslaaceleración.
Podemossaberfácilmentesiuncuerpoestáfrenando,alobservarlagráficadevelocidadcontratiempo:lainclinacióndelarectaescontrariaaladelasgráficasanteriores.
Tiempo
Rapi
dez
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IICIENCIAS
Lo que aprendimosResuelvo el problema“Unosalpinistasquedaronatrapadosa15kmdedistanciadelrefugioendondeteencuentrasysólopodránsobrevivir40minutosmásdebidoalfrío.Deinmediatocargaseltrineoparairensubuscasobrelanieve.Los perros que jalan el trineode rescate pueden correr a lamismarapidezduranteunahora;aunquetambiénpuedenirlentoalprincipioparacalentarsey,pocoapoco,iraumentandosurapidez.Utilizandolainformacióndelasgráficascontesta:
1.¿Cuálparejadegráficaseslaquecorrespondeacadaunodelosmo-vimientosdeltrineo?Explicaturespuesta.
2.Pararescataralosalpinistas,¿haríasquelosperroscorrieranarapi-dez constante o cada vez más rápido aunque al principio fueran más lento?¿Porqué?”.
Pareja de gráficas 1
Pareja de gráficas 2
Resuelve el problema en tu cuaderno.
Rapidez contra tiempo
Tiempo (minutos)
0 20 40 60 80
Rapi
dez(
km/m
in) 0.25
0.20.150.1
0.050
Años
Dis
tanc
ia (k
ilóm
etro
s)
18
16
14
12
10
8
4
2
00 10 20 30 40 50
Distancia recorrida contra tiempo
Tiempo (minutos)
Tiempo (minutos)
Dis
tanc
ia (k
ilóm
etro
s)
18
16
14
12
10
8
4
2
00 10 20 30 40 50
Distancia recorrida contra tiempo
Tiempo (minutos)
Rapi
dez(
km/m
in) 0.5
0.40.30.20.1
00 10 20 30 40 50
Rapidez contra tiempo
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secuencia 5
Reflexión sobre lo aprendido
Revisa lo que pensabas al inicio de la secuencia
sobre la información que tienen las gráficas.
¿Para qué me sirve lo que aprendí?Relaciona las siguientes acciones con las gráficas de movimiento que representan.
• Escribeentucuadernolaletrayelnúmeroparacadacaso.Porejemplo:2A.
acciones: Gráficas:
Muchachasentadaviendotelevisión.()
(1)v
t
Cochefrenando.()
(2)v
t
Coheteacelerandoparadespegar.()
(3)v
t
Burrocaminandoarapidezconstante.()
(4)v
t
Para recapitular el contenido de la secuencia consulten el programa: ¿Qué son las gráficas? en la programación de la red satelital edusat.
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IICIENCIAS
Lo que podría hacer hoy…Por fin llegaron las vacaciones!… Tu familia decide salir unos días y debes escoger el lugar al que irán. ¿cuál de los siguientes sitios para vacacionar eliges y por qué?
1. Paratomarladecisiónobservalassiguientesgráficasenlasquesemuestralatempe-raturapromedioquehuboenlosmesesanteriores:
2. Contestaentucuaderno:
a)¿Quélugareligesyporqué?
b)¿Quétipoderopallevaríasacadaunodeloslugares?
Para saber más…1. Llansana, Jorge. (2004). Atlas básico de Física y Química. México: SEP/Parramón.2. Noreña, Fernando. (2005). La manzana de Einstein. México: SP/ADN Editores.
1. Diccionario de Física (2004). Madrid: Oxford-Complutense.
1. Melgarejo, Joaquín y Pilar Cuevas. 1994. Las fuerzas circulares y la gravedad. SEP, Unidad de Telesecundaria. 20 de febrero de 2007
http://omega.ilce.edu.mx/biblioteca/sites/telesec/curso2/htmlb/sec_126.html
Temperatura en Tulum
0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12
Tiempo (meses del año)
4035302520151050
Tem
pera
tura
(o C)
Temperatura en las Barrancas del cobre
0 5 10 15
Tiempo (meses del año)
35302520151050
Tem
pera
tura
(o C)
Temperatura en la zona de acampado Bosque de Ocotepetl (Toluca)
0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12
Tiempo (meses del año)
35302520151050
Tem
pera
tura
(o C)
Tulum,QuintanaRoo.
BarrancasdelCobre,Chihuahua.
BosquedeOcotepetl,Toluca.
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80
Proyecto de investigación 1
El Sol DoraDo Miércoles 27 de abril de 2005
Para empezar¿Cómo detectar un sismo con un dispositivo casero?
Lean el texto.
SESión 1
¿Cómo se propaga un sismo?En la mañana del 19 de septiembre de 1985, los sismógrafos registraron un terremoto con movimientos horizontales y verticales, con intensidad de 8.1 grados en la escala de Richter. El origen del terremoto, se localizó en el suelo marino, cerca de las costas de Guerrero y Michoacán. El sismo se transmitió por la corteza terrestre, los devastadores efectos cobraron miles de víctimas en el Valle de México, las que se recuerdan en cada aniversario de la tragedia.La corteza terrestre está fraccionada como un gran rompecabezas y a cada una de estas partes se les llama “placa tectónica”. El calor del núcleo provoca que las rocas fundidas del manto (magma) asciendan en ciertos lugares de la corteza empujando lentamente las placas tectónicas que, de esta manera, se mueven unas con respecto a otras. Entre una placa y otra se acumula gran cantidad de energía, periódicamente se libera al moverse una placa con respecto a otra,
Por causa de los movimientos de las placas tectónicas ocurren los terremotos. En las regio-nes cercanas a los bordes de las placas hay mayor probabilidad que ocurran fuertes sismos.
originando un sismo. Las ondas producidas por el sismo viajan a través de las capas terrestres y pueden llegar a recorrer miles de kilómetros.Por lo general, estas ondas viajan muy rápido. Por ejemplo, un terremoto originado en las costas de Acapulco tarda aproximadamente un minuto en sentirse en la Ciudad de México. La rapidez de las ondas depende de las características del medio; es diferente si la onda se transmite por agua o por algún tipo de roca.Las ondas electromagnéticas viajan a la velocidad de la luz, mucho más rápido que las ondas sísmicas. Cuando se detecta un sismo se puede alertar de su llegada a comunidades distantes, por medio de ondas electromagnéticas, lo que permite tomar las medidas necesarias para evitar catástrofes.
Tabla 1. Velocidades de las ondas en distintos medios
Tipo de MedioOndas primarias Ondas secundarias
Velocidad en km/s
Roca
Granito 5.2 3
Basalto 6.4 3.2
Caliza 2.4 1.3
Agua 1.5
Tabla 2. Velocidad de las ondas sonoras y electromagnéticas
Velocidades en km/s
Sonido
Aire 0.34
Agua 1.5
Madera 3.9
Acero 5.1
Luz 300,000
Ondas electromagnéticas 300,000
¿Cómo detectar un sismo con un dispositivo casero?
A lo largo de las secuencias del bloque, has aprendido los conceptos básicos del movimiento y sus relaciones, como efectos de la fuerza en su interacción con los cuerpos físicos. En este proyecto analizarás las variables que pueden medirse con un sismógrafo. Con la información que recopiles podrás elaborar tu propio sismoscopio o sismógrafo con materiales sencillos y, de esta manera, medir movimientos del terreno. Valorarás la utilidad de la tecnología para la prevención de desastres.
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IICIENCIAS
Lo que pienso del problemaescribe en tu bitácora una respuesta para cada punto:
1. ¿Alguna vez has sentido un temblor o has escuchado hablar de temblores?
2. ¿Por qué ocurre un temblor?
3. El Centro Nacional de Prevención de Desastres (CENAPRED), ha organizado un Plan de emergencia y seguridad e instalado un Sistema de Alerta Sísmica ¿Sabes en qué consisten y cómo funcionan?
4. ¿Qué variables físicas crees que se pueden medir durante un sismo?
compartan sus respuestas.
• Escriban en el pizarrón aquellas que son comunes.
Manos a la obra
Plan de trabajoFase i: investigemos conocimientos útiles
Por qué ocurre un temblor, cómo se mide su intensidad, qué son las ondas sísmicas y cómo se propagan, así como la manera de prevenir sus efectos.
Fase ii: exploremos para definir el problema
Organizados en equipos, recopilen información sobre el funcionamiento de una alerta sísmica, su existencia en instituciones de su comunidad, y el conocimiento de los habitantes de su localidad sobre qué hacer en caso de sismo. Para ello visiten instituciones públicas y platiquen con los encargados de esos comités de seguridad. Investiguen también si su comunidad se ubica en una zona sísmica.
Fase iii: ¿cómo contribuimos a la solución del problema?
Apoyados en los resultados de su investigación, elaboren un sismoscopio o un sismógrafo con materiales de fácil acceso, y prueben su funcionamiento. Evaluen la utilidad de los sismoscopios para prevenir desastres.
¿Cómo detectar un sismo con un dispositivo casero?
Para el registro de sus actividades:
Utiliza un cuaderno, libreta o
carpeta como bitácora.
Lleva ahí un registro ordenado
de lo que piensas del problema,
de los textos consultados, de las
entrevistas que realices, de los
datos y objetos encontrados.
Estas anotaciones te serán muy
útiles para elaborar el informe
del proyecto.
SESión 2
El plan de trabajo
explica las
actividades que
tendrás que realizar,
organizadas en fases.
Consideremos lo siguiente…Lean con atención el problema que se plantea. con el trabajo que realicen en este proyecto podrán diseñar una propuesta concreta de solución.
Si fueras el responsable del comité de seguridad de tu escuela:1. ¿Qué medidas de seguridad implementarías para proteger a la población ante un sismo?2. ¿Considerarías la construcción de un sismógrafo como parte de una alerta sísmica?
¿Por qué?3. ¿Cómo podrías elaborar un sismoscopio o sismógrafo casero?
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Proyecto de investigación 1
Calendario de actividadesEn cada fase identifiquen las actividades por hacer y designen a los responsables de cada una de ellas. Consulten con su maestro la fecha final de entrega para que distribuyan mejor su tiempo. De resultarles útil cópien el formato siguiente en su bitácora. En caso contrario, diseñen su propio calendario.
cronograma de actividadesresponsables Fecha
Fase iFase iiFase iii
Fase I. Investiguemos conocimientos útilesdescriban las causas y los efectos de las ondas sísmicas. Para ello:
1. Respondan:
a) ¿Qué lecturas y actividades del bloque pueden servir para identificar cómo se originan y transmiten las ondas sísmicas?
b) ¿Qué viaja más rápido: La luz o el sonido?
c) ¿Qué viaja más rápido: El sonido o una onda sísmica?
d) ¿Qué beneficio tiene para nuestra seguridad el conocer la diferencia de velocidades de las ondas?
En el calendario
escribirás las
actividades que
realizarán los
responsables en
cada fase y las
fechas de
entrega.
En esta fase
recopilarás
información
documental útil para
el desarrollo del
proyecto. Te damos
algunas referencias
de lo que sabes para
que las consultes
Las ondas secundarias provocan ondulaciones en el terreno. Sólo pueden propagarse por medios sólidos.
Las ondas primarias provocan contracciones en el terreno. Pueden propagarse en cualquier tipo de material, ya sea líquido o sólido.
Onda Secundaria o Transversal. Los movimientos de las par-tículas del medio que transportan la onda son perpendicula-res a la dirección de propagación de la perturbación.
Las partículas del medio por el cual se desplaza la onda, vibran en el mismo sentido de la propagación de la perturbación.
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IICIENCIASe) Amplien la información sobre los siguientes aspectos:
i. ¿Qué tipos de onda producen los movimientos trepidatorios y qué tipos, los oscilatorios?
ii: ¿Qué se puede medir con un sismógrafo y qué con un sismoscopio?
iii. ¿Qué mide la escala de Richter y qué, la Mercalli?
iv. ¿Cuáles son las medidas de protección contra terremotos?
2. Consulten las referencias que consideren necesarias para identificar:
a) El origen y los efectos de los sismos.
b) Las zonas sísmicas de nuestro país.
c) Sismos en tierra y mar
3. Pueden consultar las referencias que se listan abajo. Para ello:
a) Dividan las lecturas entre todos los equipos.
b) Cada equipo buscará y sintetizará los textos revisados en su bitácora.
c) Expondrán una síntesis de la información consultada al resto del grupo.
Algunas referencias de nterésciencias ii. Énfasis en Física:
1. Secuencia 2: ¿Cómo se mueven las cosas?2. Secuencia 3: ¿Qué onda con la onda?
geografía:
1. Secuencia 9: La población en riesgo
1. Sismos
1. Alcántara, I. (2002). Los derrumbes. Colección Fenómenos naturales. México: Conaculta
2. Dalgleish, S.(2002). Los terremotos. México: Mcgraw-Hill3. Medina, F. (2003). Sismicidad y volcanismo en México. Colección “La ciencia para
todos”.México: FCE.4. Nava, A. (2003). La inquieta superficie terrestre. Colección “La ciencia para todos”.
México: FCE.5. Nava, A. (2002). Terremotos. Colección “La ciencia para todos”.México: FCE.6. Stradling, J. Fuerza de la naturaleza. McGraw-Hill
Periódico reforma “crecen la alerta sísmica” fecha 19-07-2005. ciudad y metrópoli
Periódico reforma “inventan detector de tsunamis” fecha 19-01-2005. cultura
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Proyecto de investigación 1
1. CENAPRED. Desastres, Guía de prevención. 26 de febrero de 2007. http://www.cenapred.unam.mx/es/DocumentosPublicos/PDF/guia.pdf
2. Espíndola, J. La Sismología y los Sismos de Michoacán de Septiembre de 1985. 23 de febrero de 2007.
http://omega.ilce.edu.mx:3000/sites/ciencia/volumen2/ciencia3/066/htm/sec_8.htm 3. Gómez, J. 3 de agosto de 2005.Cómo construir un sismoscopio casero. 23 de
febrero de 2007. www.geociencias.unam.mx/bol-e/bole__sismoscopio020805.pdf
4. Nava, Alejandro. Terremotos. La ciencia para todos. 23 de febrero de 2007. http://omega.ilce.edu.mx:3000/sites/ciencia/volumen1/ciencia2/34/html/terrem.htm
5. Observatorio Astronómico de Agache. 25 de mayo de 1997. Construcción de un sismógrafo analógico casero. 26 de febrero de de 2007.
http://www.cip.es/personales/oaa/informes/sismografo/sismografo.htm 6. Sarrazín, M. Cómo protegerse de los terremotos. 23 de febrero de 2007.
http://www.creces.cl/new/index.asp?imat=++%3E++54&tc=3&nc=5&art=32# 7. UNAM. Servicio Sismológico Nacional del Instituto de Geofísica. 23 de febrero de
2007. http://www.ssn.unam.mx/
intercambien la información que cada equipo sintetizó. Para ello:
1. Escuchen con atención las exposiciones de sus compañeros.
2. Completen su bitácora con la información que ellos aporten.
nueva destreza empleada
obtener información: Identificar información textual, oral o
gráfica de una cosa, situación, hecho o fenómeno.
Fase II: Exploremos para definir el problema obtengan información sobre los riesgos sísmicos en su comunidad y las medidas de seguridad que se toman para enfrentar un terremoto. Para ello:
1. Seleccionen cuatro o cinco edificios públicos (puede ser una escuela, hospital, oficina del gobierno o del municipio, biblioteca).
2. Formen cuatro o cinco equipos y repártanse los lugares.
3. En cada lugar, acudan con el encargado de la Brigada de Seguridad o Protección civil o con alguna otra persona que les pueda dar información.
4. Realicen una entrevista para indagar sobre:
a) Los riesgos sísmicos en su comunidad.
b) ¿Qué se debe hacer en caso de sismo y por qué?
c) ¿Se cuenta con alarma sísmica? ¿Cómo funciona?
En esta fase
recabarás
información
directamente
de tu comunidad
para resolver
el problema.
SESión 3
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85
IICIENCIAS5. Investiguen si existe alguna estación cercana en donde se estén monitoreando los
sismos; pueden ser un tecnológico regional, universidad o dependencia gubernamental.
6. Pidan permiso de visitar la estación y entrevisten a personas que trabajan en ella. Pregunten, por ejemplo, cuáles son las medidas de protección antes, durante y después de un sismo.
Para hacer sus entrevistas:
Elaboren y lleven por escrito cuatro o cinco preguntas clave para guiar sus entrevistas: Por ejemplo: ¿Cada cuándo se registra un sismo en esta región? ¿Qué se hace para prevenir a la población?
Seleccionen a los adultos que serán entrevistados y hagan una cita con ellos.
Infórmenles sobre su proyecto y sean amables.
Utilicen una grabadora, una libreta pequeña de notas o bien, su bitácora para registrar la información durante la entrevista.
Si les prestan objetos o fotografías, sean cuidadosos en su manejo y regrésenlos.
al terminar sus entrevistas:
Reúnanse con todo el equipo y seleccionen la información útil para resolver el problema.
Valoren las coincidencias en las respuestas de los entrevistados. Una tabla de datos puede ser de gran ayuda.
Mapa sísmico de México
Sísmica
Semisísmica
asísmica
Falla de San andrésFalla del Paralelo 19
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Proyecto de investigación 1
SESión 4
clasifiquen la información obtenida durante las entrevistas:
1. Reúnan las entrevistas de todos los equipos.
2. En una tabla de datos integren la información de cada lugar visitado. Pueden utilizar una como la que se presenta a continuación:
escuela Hospital oficina de gobierno Biblioteca estación de
registro sísmico
riesgos sísmicos
¿Qué hacer en caso de sismo?
¿cuenta con alarma sísmica?
¿existen campañas para prevención de riesgos?
3. Elaboren en su cuaderno un resumen sobre:
a) Medidas de protección en caso de sismo, clasificadas en:
i. Antes
ii. Durante
iii. Después
b) ¿Cómo funciona una alarma sísmica?
c) ¿Qué es un sismógrafo y qué un sismoscopio?
d) ¿Qué mide la escala de Richter y qué la Mercalli?
Fase III. ¿Cómo contribuir a la solución del problema?
nueva destreza empleada
construir un dispositivo: Consiste en elaborar un instrumento tecnológico
para detectar o medir las magnitudes implicadas en un fenómeno.
construyan un dispositivo como un sismoscopio o un sismógrafo con materiales de fácil acceso. Para ello:
1. Se presentan seis diseños o prototipos diferentes de sismógrafos y sismoscopios.
2. Formen seis equipos. Distribúyanse los diseños.
3. Cada equipo conseguirá los materiales para construir uno de los prototipos.
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87
IICIENCIAS4. Una vez construido, cada equipo realizará pruebas con su prototipo con el
fin de evaluar su funcionamiento. Tomen en cuenta criterios como:
a) El dispositivo que construyeron, ¿registra movimientos oscilatorios?
b) El dispositivo que construyeron, ¿registra movimientos trepidatorios?
c) Identifiquen los inconvenientes de cada dispositivo.
En esta fase se utiliza la
información obtenida hasta
ahora a fin de desarrollar
un producto que dé a
conocer el problema y
posibles soluciones.
sismógrafoMaterial: Plato de unicel, 4 palitos de madera, plumón, cinta adhesiva, hilo, estambre.Elaboración: Coloquen los palitos verticalmente alrededor del plato boca abajo, formando un cuadro como postes. Amarren el plumón de los postes cui-dando que quede exactamente al centro. Muevan la base oscilando y trepidando. Observen y registren los resultados.
sismoscopioMaterial: Base de unicel o madera, reci-piente de crema, 8 vasitos, agua, silicón. Elaboración: Perforen el recipiente en di-rección de los puntos cardinales y péguen-lo sobre la base. Alrededor del recipiente peguen los vasos con silicón. Viertan agua al recipiente justo por debajo de los hoyos. Muevan la base oscilando y trepidando Observen y registren los resultados.
sismoscopioMaterial: Recipiente de crema, vasos de gelatina, base (madera o unicel), pega-mento para plástico y agua. Elaboración: Hagan ocho perforacio-nes en el recipiente en dirección de los puntos cardinales. Peguen los vasos con silicón, como se muestra. Viertan agua al recipiente justo por debajo de los hoyos. Muevan la base oscilando y trepidando. Observen y registren los resultados.
sismógrafoMaterial: Arena, cono de papel, hilo, mar-co, tabla con papel.Elaboración: Hagan un péndulo con el cono lleno de arena, sujetándolo de un hilo desde el marco como en la figura. Agiten la base con movimientos similares a los de un sismo. Observen las marcas que deja cada tipo de movimiento. Registren lo sucedido.
sismoscopioMaterial: Base (unicel o madera), plato hondo de unicel, pegamento, rondanas, canicas, vasitos, poste de cartón de papel sanitario. Elaboración: Peguen el plato volteado hacia abajo sobre el poste y éste sobre la base. Pe-guen las rondanas sobre la superficie plana del plato y coloquen las canicas sobre ellas. Distribuyan los vasos alrededor del plato sobre la base y péguenlos con silicón. Muevan la base oscilando y trepidando.
sismoscopioMaterial: Plato hondo de unicel, 8 canicas, 8 vasitos, 8 rondanas, poste de cartón de papel sanitario. Elaboración: Peguen el plato volteado hacia abajo sobre el poste y éste sobre la base. Distribuyan los vasos sobre la base alrededor del borde plano del plato. Peguen las rondanas sobre éste y hagan que coincidan con los vasos; van a servir como soporte de las canicas. Coloquen las canicas sobre ellas. Muevan la base oscilando y trepidando. Observen y registren los resultados.
Fuente: Gómez González, Juan Martín. Cómo construir un sismoscopio casero. Centro de Geociencias. UNAM.
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88
Proyecto de investigación 1evalúen los diferentes prototipos para construir uno para su escuela. Para ello:
1. Comenten las ventajas y las desventajas de cada prototipo.
2. Elijan el prototipo que consideren mejor para registrar los movimientos del terreno.
3. Presenten a las autoridades de la escuela el prototipo elegido y sus ventajas. Solicítenles que se construya uno para la escuela, con materiales más durables.
4. Argumenten por qué el uso de un sismógrafo o sismoscopio puede ayudar a prevenir los riesgos de un sismo o terremoto.
Para terminar
En esta etapa
elaborarás un reporte
de investigación y
encontrarás la
manera más
apropiada de
presentar tu
producto terminado
a la comunidad.
SESión 5
Aquí evaluarás
aprendizajes y la
contribución de tu
producto para
resolver el problema.
nueva destreza empleada
comunicar: Compartir ideas e información obtenidas de la
investigación empleando textos, imágenes, tablas y gráficas.
comuniquen los resultados que obtuvieron. Para ello:
1. De los productos desarrollados durante el proyecto, decidan cuál o cuáles quieren comunicar a la comunidad, por ejemplo: síntesis de información sobre causas de los sismos, terremotos y tsunamis, frecuencia en que se presentan sismos en su región; reportes de entrevistas; etcétera.
2. Pueden elaborar una presentación que contenga:
a) Introducción: Expliquen el propósito del proyecto.
b) Desarrollo: Describan el procedimiento que siguieron para elaborar un sismógrafo o sismoscopio y presenten el dispositivo construido.
c) Conclusiones: Mencionen las medidas de prevención que existen en su comunidad, en relación con los efectos de los sismos y terremotos, así como las ventajas de contar con un dispositivo para registrar los movimientos del terreno.
3. Organicen con los asistentes un intercambio de opiniones acerca de la necesidad de prevenir daños a la comunidad ocasionados por sismos o terremotos.
Lo que aprendimosnueva destreza empleada
evaluar: Analizar los componentes y la
organización de algo para tomar decisiones.
evalúen lo aprendido durante el proyecto.
• Respondan en su bitácora:
1. Sobre los sismos y la prevención de daños a la comunidad:
a) ¿Cómo puede contribuir un sismógrafo en la prevención de daños provocados por un sismo?
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IICIENCIASb) ¿Cuáles son las variables físicas que se pueden medir con un sismoscopio o un
sismógrafo?
c) ¿Cuál de los dispositivos del grupo les parece más adecuado? Expliquen.
d) ¿Cuál fue el criterio para la elección del dispositivo?
e) ¿Qué fue lo que más les gustó de los productos que elaboraron?
f) ¿Existe alguna forma de prepararse para un terremoto, al menos unos segundos o minutos antes que llegue a un lugar específico? Explica tu respuesta.
g) ¿Qué se debe hacer en caso de sismo?
2. Calculen, en el mapa de México, el tiempo aproximado que tardaría un terremoto en llegar a la ciudad de Monterrey, si se genera en el estado donde viven. Para ello:
a) Consideren que el terreno es de roca caliza y las ondas, primarias.
b) Utilicen la escala del mapa para calcular el tiempo.
3. Sobre el trabajo realizado:
a) Describan lo más valioso de su experiencia al realizar su investigación la información sobre sismos, las entrevistas, la construcción del dispositivo, etc.
b) ¿Están satisfechos con el dispositivo que construyeron?
c) ¿Qué cambios harían para mejorar su dispositivo?
Mapa de México
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EVALUACIÓN BLOQUE 1
Revisión de secuenciasI. Lee atentamente los cinco casos. Subraya el argumento más adecuado para
explicarlo.
El movimiento.La descripción de los cambios en la Naturaleza
1. Juan está sentado en una banqueta del poblado de Villa Rica y ve pasar un autobús donde viaja su amiga Itzel, quien está leyendo un libro junto a la ventanilla. Cuando se encuentran en la estación, Juan le comenta que observó a su libro moverse hacia Villa Rica. Itzel se sorprende y le contesta: “No es verdad; mi libro jamás se ha movido”. ¿Quién tiene la razón?
a) SóloJuan,porquedesdesupuntodereferenciaellibroeselquesemueve.
b) Sólo Itzel, porque desde su punto de referencia el libro no semueve.
c) Losdos,porqueestánendiferentespuntosdereferencia.d) SóloJuan,porquesupuntodereferenciaesfijo.
2. Un farol se encuentra en el origen de una recta numérica. En el sitio x = 2 se ubica tu mamá leyendo el periódico, en el lugar x = - 3, está tu hermano, leyendo un libro y en x = -1 está tu papá con una revista. ¿Quién recibe con mayor intensidad la luz del farol?
a) Tuhermanob) Todosigualc) Tumamád) Tupapá
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91
IICIENCIAS
4. Un autobús sale de Comalá a una velocidad de 50 kmh en dirección noreste.
¿A qué pueblo llega después de 2 horas?
a)Temulb)SanBartoloc)Iztand)Chautengo
3. Una mosca sobrevuela un pastel que está sobre la mesa. ¿Cuál de las líneas muestra la trayectoria de la mosca y cuál el desplazamiento?
a) Larojamuestralatrayectoriaylaazuleldesplazamiento.b) Laazulmuestralatrayectoriaylarojaeldesplazamiento.c) Ambasmuestranlatrayectoria.d) Ambasmuestraneldesplazamiento.
0 50 100
Temul
San Bartolo
IztanChautengoComalá
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EVALUACIÓN BLOQUE 1
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5. ¿En cuál de los siguientes ejemplos se produce una onda longitudinal?
a)Aldejarcaerunapiedraenunestanque.b)Alhacerondasconunacuerdafijaaunposte.c)Alcantarunamelodía.d)Alsacudirunasábanaparaquitarlasarrugas.
II. Analiza el diagrama de la onda para calcular lo que se te pide.
4 m
1 m
6. ¿Cuál es la longitud de la onda?
a)0.5mb)2mc)1md)4m
7. Si la onda fuese de sonido, tendría una velocidad de propagación en el aire de 343 m
s . ¿De cuánto sería su frecuencia?
a)243Hzb)343Hzc)150.5Hzd)171.5Hz
III. Aplica tus conocimientos para elegir la respuesta adecuada.
8. Una niña y su mamá se tiran un clavado a una alberca desde un trampolín. Si la pequeña pesa la tercera parte que su mamá, tendrá….
a) unavelocidadmayorquesumamáb) unavelocidadtresvecesmayorquesumamác) lamismavelocidadquesumamád) menorvelocidadquesumamá
9. Un tractor hace surcos avanzando en línea recta con una velocidad de 6 ms
hacia el norte de un terreno en donde se siembra maíz. Si después de 5 segundos su velocidad es de 11 m
s , el valor de la aceleración es:
a)0ms2 b)1m
s2 c)5ms2 d)20m
s2
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93
IICIENCIAS10. ¿Cuál de las afirmaciones describe mejor el movimiento de un tractor que
avanza sin desviarse por un zurco?
a) Rectilíneoyuniformementeaceleradob) Curvilíneoyuniformementeaceleradoc) Rectilíneoydesaceleradod) Curvilíneoydesacelerado
11. ¿Cuál de las siguientes descripciones corresponde a un movimiento con aceleración negativa?
a)Unpilotodecarrerasdurantelosprimerossegundosaliniciarlacarrerab) Unciclistadisminuyesuvelocidadhastaquesedetieneporcompletoc)Unmaquinistamanejaenreversaparaestacionaruntrend) Unautomovilistamantieneestacionadosucoche
IV. Interpreta las gráficas
12. ¿Cuál de las siguientes gráficas de velocidad contra tiempo corresponde a un movimiento acelerado? Márcala con una cruz.
Tiempo (s)0 1 2 3 4 5 6
12
10
8
6
4
2
0
Velo
cida
d (m
/s)
Tiempo (s)0 1 2 3 4 5 6
10
8
6
4
2
0
Velo
cida
d (m
/s)
Tiempo (s)0 1 2 3 4 5 6
10
8
6
4
2
0
Dis
tanc
ia (m
)
Distancia (m)0 5 10 15
6
5
4
3
2
1
0
Tiem
po (s
)
a) b)
c) d)
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EVALUACIÓN BLOQUE 1
94
13. ¿En cuál de las gráficas de velocidad contra tiempo se representa la mayor velocidad? Márcala con una cruz.
Tiempo (horas)0 1 2 3 4 5
12
10
8
6
4
2
0
Dis
tanc
ia (k
m)
Tiempo (horas)0 1 2 3 4 5
12
10
8
6
4
2
0
Dis
tanc
ia (k
m)
Tiempo (horas)0 1 2 3 4 5
12
10
8
6
4
2
0
Dis
tanc
ia (k
m)
Tiempo (horas)0 1 2 3 4 5
12
10
8
6
4
2
0
Dis
tanc
ia (k
m)
a) b)
c) d)
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IICIENCIAS
Autoevaluación • Sigue las instrucciones:
1. Escribeenlacolumnadeladerechaelnúmeroquedescribamejortuactitudpersonalfrentealtrabajoenequipo.Emplealasiguienteescala:1=nunca,2=pocasveces,3=confrecuencia,4=siempre.
2. Responde:
a) ¿Quéafirmacionesfavoreceneltrabajoenequipo?
b) ¿Cuálesdeestasactitudesmanifiestascuandotrabajascontuscompañerosdeequipo?
3. Esrecomendablequeguardesunacopiadeestecuestionarioenelportafolio,paraquelocomparesconlosqueharásalfinaldeotrosbloques.
Integra tu portafolio
¿Cómo trabajo en equipo?
Actitud Valoración
a) Cuandotrabajamosenequipo,esperoaqueunodemiscompañerosnosorganice.
b) Cuandodividimoslastareasyterminoprimero,ayudoamiscompañeros.
c) Miscompañerosdeequipometomanencuenta.
d) Siunodemiscompañeroshaceunbuentrabajo,selodigo.
e) Silosdemásnohacenloquelestoca,yotampococumploconmitarea.
f) Duranteunaactividad,escuchoyrespetolaopinióndelosdemás.
g) Megustaaportarideaspararealizarunaactividadgrupal.
h) Cuandoalgomesalemal,reconozcomierror.
i) Consideroqueeltrabajoenequipocontribuyeamiaprendizaje.
j)Cuandotrabajamosenequipo,nosresultamuydifícilponernosdeacuerdo.
Un portafolio, como el
que se muestra, es una
carpeta hecha de
diversos materiales
como cartón, yute, tela
o papel. Utiliza lo que
quieras para fabricar
el tuyo.Reflexiona acerca de las actividades del Bloque 1 que te parecieron más importantes para tu aprendizaje, y guarda en tu portafolio algunas de esas actividades; por ejemplo, ejercicios, fotografías, dibujos, tablas o autoevaluaciones. Escribe en una tarjeta, por qué guardas cada una de ellas.
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Las fuerzas.La explicación de los cambios
BLOQUE 2
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secuencia 6
Todos hemos participado en juegos de pelota. A muchos nos agrada el futbol, a otros el basquetbol, el beisbol, el voleibol, el tenis, el frontón o el billar, entre muchos deportes más. Hemos jugado a los quemados o a las canicas. No importa qué tan grande o pequeña sea nuestra pelota, qué tan suave o dura pueda ser o si estamos al aire libre o bajo techo, siempre que jugamos a la pelota, para ganar, necesitamos controlar sus movimientos.
Sabemos que una pelota permanece donde está y en reposo hasta que alguien la golpea con el pie, la mano o algún objeto. Por ejemplo, algo tiene que suceder para cambiar la rapidez y la dirección de una pelota que lanzamos al aire.
La pelota conserva su forma esférica, hasta que algo sucede que la deforma.
Para empezarEl movimiento cambia… ¿en la Tierra y en el espacio?
Lee el texto.
• Antes de la lectura, menciona cómo se puede cambiar velocidad de tres objetos en movimiento.
sEsión 1
Texto introductorio
En la práctica de todos los deportes, hay muchos cuerpos que se ponen en movimiento o que cambian su manera de moverse.
¿Por qué cambia el movimiento?
La Tierra y la Luna forman un sistema en continuo movimiento.
Ahora sabes que Galileo demostró que la velocidad de los objetos en caída libre cambia de manera uniforme, pero no explicó las causas de este cambio. En esta secuencia identificarás qué es lo que provoca los cambios en el estado de movimiento de los objetos y cuáles son sus características. Valorarás la utilidad de este conocimiento en tu vida cotidiana, ya que tú te mueves en todo momento, o estás en contacto con cosas de tu entorno que modifican su manera de moverse o se deforman.
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IICIENCIAS
Una pelota en distintos momentos de su movimiento durante un juego.
Consideremos lo siguiente…a continuación se presenta el problema que resolverás con lo que hayas aprendido durante esta secuencia.
Lo que pienso del problemaen tu cuaderno:
1. ¿Qué debes hacer para iniciar el movimiento de una pelota?
2. Cuando la pelota está avanzando en el aire, ¿por qué cae?
3. ¿Qué se necesita para detener el movimiento de la pelota?
4. ¿Qué otros cambios en su movimiento puede tener una pelota?
5. ¿Por qué una pelota puede cambiar de forma?
6. Lo que produce los cambios en el estado de movimiento de la pelota, ¿es lo mismo en todos los casos? Explica tu respuesta.
Manos a la obraActividad UNOanalicen algunas formas de modificar el movimiento de distintos objetos. Para ello:
• Realicen la siguiente demostración.
1. Comenten: ¿Qué se necesita hacer para cambiar el movimiento de un objeto?
2. Van a necesitar un objeto ligero, como una pluma, un borrador, un sacapuntas o una corcholata.
en un partido de futbol puedes poner la pelota en movimiento, elevándola, y ver que luego cae; otras veces la haces avanzar a ras de suelo para pasársela a un compañero. sabes que, si nadie la recibe, después de un tiempo se detendrá en el campo de juego. ¿Qué se requiere para que la pelota se mueva de estas maneras?
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secuencia 63. Realicen lo que se indica:
Experiencia A:
a) Pidan a dos compañeros su participación y numérenlos.
b) Soliciten que se coloquen frente a frente en los extremos de una mesa o escritorio.
c) El alumno 1 impulsa el objeto de manera que se deslice sobre la mesa, en una trayectoria recta hacia el alumno 2.
d) El alumno 2 no detiene el objeto.
Experiencia B:
a) El alumno 1 impulsa el objeto de manera que se deslice sobre la mesa en una trayectoria recta hacia el alumno 2.
b) El alumno 2 detiene, con sus manos, al objeto cuando llega al extremo de la mesa.
Experiencia C:
a) El alumno 1 impulsa el objeto de manera que se deslice sobre la mesa en una trayectoria recta hacia el alumno 2.
b) El alumno 2, colocado a la mitad de la mesa, desvía el objeto en movimiento hacia un lado.
4. Intercambien sus opiniones sobre:
a) ¿Cómo sería el movimiento en las experiencias B y C de no haber intervenido el alumno 2?
b) ¿Qué acción realizaron para cambiar el movimiento del objeto?
c) ¿Cómo le llamarían a la noción física que permite cambiar el movimiento de un objeto?
d) ¿Cómo sería la magnitud de esta acción si quisieran mover un escritorio?
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IICIENCIASEl experimento de Galileo
Lean el texto. Pongan especial atención en el razonamiento de Galileo.
Los movimientos cambian debido a las interacciones entre los cuerpos.
Texto de información inicial
¿Dos explicaciones del movimiento?
Vínculo entre secuenciasRecuerda que las aportaciones de Galileo a la ciencia las revisaste en la secuencia 4: ¿cómo caen los cuerpos?
Si pasa frente a nosotros una pelota rodando, sabemos que no comenzó a moverse de manera espontánea, es decir, sin una causa aparente. Probablemente nuestro sentido común y la experiencia cotidiana nos indiquen que alguien la golpeó o impulsó para que se moviera.A lo largo del tiempo, se han buscado causas al movimiento; por ejemplo, Aristóteles pensaba que todo movimiento ocurre porque las cosas no están en el lugar al que pertenecen, al que necesitan llegar. Una vez allí ahí, se detienen.Sin embargo, en el siglo XVI, Galileo Galilei realizó una observación que revolucionó la física. Estableció que el estado de movimiento de un cuerpo, que se define como su velocidad respecto a un punto de referencia, sólo puede ser alterado si actúa algo sobre él y que, en consecuencia, no hay móviles que se detengan por sí solos, como decía Aristóteles. El estado natural de movimiento de todo objeto, afirmó, es el movimiento rectilíneo uniforme, por lo tanto no se requiere de nada más para mantenerlo. En cambio, sí se requiere de una causa externa o interacción para modificar su rapidez o su dirección. El reposo es un caso parti-cular del movimiento rectilíneo uniforme, en el que la rapidez es cero.Podemos concluir entonces que para que exista un cambio en el estado de movimiento de un cuerpo, siempre hay una interac-ción que hace que los objetos en reposo se muevan, cambien su rapidez o alteren su forma, o bien que se detengan si ya están en movimiento.
En otro de sus ingeniosos experimentos, Galileo consideró dos planos inclinados y un objeto que se desliza por ellos. En los dos primeros casos, el móvil alcanza la misma altura al subir por el segundo plano, sólo que recorre más distancia conforme decrece la inclinación del segundo plano. En el caso extremo de que el segundo plano quede horizontal, el móvil se moverá indefinidamente en línea recta a velocidad constante.
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secuencia 6
Actividad DOSidentifiquen las interacciones causantes del movimiento de un objeto.
• Realicen la demostración:
1. Contesten: ¿Un objeto puede moverse sin interactuar con algo? Expliquen.
2. Realicen los siguientes movimientos:
a) Abran la puerta del salón desde dentro.
b) Cierren la puerta del salón desde dentro.
3. Describan:
a) El movimiento efectuado para abrir y cerrar la puerta.
b) El esfuerzo necesario para abrir y cerrar la puerta.
4. Coloquen una silla junto a la puerta.
sEsión 2
5. Realicen nuevamente los pasos 1 y 2.
6. Contesten en sus cuadernos:
a) ¿Cómo interactúan con la puerta para abrirla y para cerrarla?
b) ¿Qué nombre le darían a las interacciones que ejercieron sobre la puerta?
c) ¿Cuándo se requiere mayor esfuerzo para abrir la puerta, con la silla o sin ella? ¿Por qué?
d) Mencionen al menos dos causas que puedan hacer que la puerta se mueva sin tocarla. Justifiquen su respuesta.
7. Intercambien sus opiniones sobre:
a) ¿Cuándo es más conveniente jalar y cuándo, empujar una puerta?
b) ¿Hacia dónde debe abrirse la puerta de una salida de emergencia?
c) Para producir un cambio en el estado de movimiento de la puerta, ¿requirieron hacer contacto con ella o es una interacción que puede hacerse a distancia?
d) ¿Cómo le podrían llamar a la interacción que provoca el movimiento de un objeto?
Reflexión sobre lo aprendido
Ahora sabes que todo cambio en el estado de movimiento de un
objeto requieres de una interacción de cierta magnitud. Considera
cómo aplicarías este conocimiento al resolver el problema.
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IICIENCIAS
Para terminarLean el texto. Pongan atención en los tipos de fuerzas existentes.
¿Qué produce los cambios?Cada vez que algún cuerpo cambia su estado de movimiento o su forma, es necesariamente a causa de que sobre él actúa algo que llamaremos fuerza. No puede ocurrir un cambio sin su intervención, ya sea en un balón de futbol, una mesa, el océano, las estrellas o las naves espaciales. Puede decirse, entonces, que las fuerzas son el motor del Universo. Las fuerzas se clasifican, según la forma en que operan, en: fuerzas de contacto y fuerzas a distancia.
Tabla de los efectos de las fuerzas de contacto
características cambios en el movimiento de los cuerpos ilustraciones:
Requieren que los ob-jetos involucrados en la interacción se toquen, es decir, entren en contacto físico. Son percibidas di-rectamente por nuestros sentidos, por lo que son del orden de lo macros-cópico.Pueden operar jalando, o empujando, presionando, deformando e incluso mediante choques.Se les llama también fuerzas mecánicas.
aceleración: Paso de una rapidez pequeña a una rapidez grande. Un caso particular es cuando se pasa del reposo al movimiento, es decir, cuando un objeto empieza a moverse.
Frenado o desaceleración: Paso de una rapidez grande a una rapidez pequeña. Un caso particular es cuando se pasa del movi-miento al reposo, es decir, cuando un objeto se detiene.
Desviación: Cambio en la dirección en la que se mueve un objeto.
Deformación: Cambio en la forma o el tamaño de un cuerpo.
Temporalmente: Cuando la fuerza deformante deja de actuar, el cuerpo recu-pera su forma y tamaño originales.
Permanentemente:Un resorte que se ha estira-do tanto que ya no regresa a su forma original.
Texto de formalización
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secuencia 6Tabla de fuerzas a distancia
características ejemplos de algunas fuerzas a distancia
ilustraciones:
Estas fuerzas no necesitan contacto físico entre los objetos involucrados, es decir, pueden actuar a través del vacío, que es donde no hay un medio material.Se les conoce como las interacciones fundamentales de la naturaleza.se muestran dos de ellas: la gravitatoria y la electromagnética.
Gravitatoria: Es la responsable de los movimientos y trayectorias de los cuerpos celestes. En nuestra Tierra, el efecto de esta fuerza sobre todos los objetos se llama peso y produce la caída de los cuerpos. Sólo es de atracción.
electromagnética: Es la responsable de todos los fenómenos eléctricos y magnéticos que conocemos, como la interacción con los imanes. Su efecto se percibe como atracción o repulsión. Entre otros fenómenos, produce las fuerzas de fricción, que siempre se oponen al movimiento.
Un peine electrizado que atrae papelitos y un imán que atrae tachuelas.
Las deformaciones causadas por las fuerzas de contacto pueden ser temporales o permanentes.
Las fuerzas de contacto y la fuerza de fricción son en realidad manifestaciones de fuerzas eléctricas y magnéticas entre los ob-jetos cuando éstos se aproximan mucho. En general, la fricción depende del grado de rugosidad o aspereza de las superficies que se acercan lo suficiente y la percibimos como rozamiento.
Interacciones electromagnéticas
Cuerpo 1
Cuerpo 2
Atracción: Tipo de interacción
que tiende a acercar dos objetos
Peso: Fuerza gravitatoria de un
planeta sobre un cuerpo.
Repulsión: Tipo de interacción
que tiende a alejar entre sí a
dos objetos.
Es raro que sobre un objeto en particular, en un momento dado, actúe sólo una fuerza. Lo usual es que sobre cada objeto operen varias fuerzas a la vez. Cuando esto sucede, los efectos de todas ellas se acumulan y combinan; puede incluso suceder que las fuerzas que actúan simultáneamente sobre un objeto se compen-sen o se anulen mutuamente, dando como resultado un cuerpo en equilibrio de fuerzas, el cual tendrá un movimiento rectilíneo uniforme o estará en reposo, como si no estuviese sometido a la acción de fuerza alguna.
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IICIENCIAS
Actividad TRESelaboren una hipótesis sobre las fuerzas que intervienen en los cambios del estado de movimientos.
• Comenten: ¿Cuáles son las fuerzas que intervienen en el cambio de movimiento de un cuerpo?
1. Material
a) Riel de 100 cm. Puede hacerse con una pieza plana de metal con bordes, o bien con tubos metálicos pegados en paralelo con cinta adhesiva. Hay que dejar entre ellos el espacio suficiente para el deslizamiento recto del balín, sin que pueda salirse a los lados ni hundirse. También pueden pegarse dos tiras o reglas de madera.
b) Balín metálico.
c) Juego de escuadras o transportador
d) Cinta métrica.
e) Recorte de franela o jerga de 60 cm de largo.
f) Imán potente en forma de barra.
2. Procedimiento
experiencia a: Con un ángulo de inclinación fijo y diferente superficie de rodamiento.
a) Coloquen el riel con una inclinación de 30°.
b) Suelten el balín desde la parte superior del riel.
c) Dejen que el balín continúe rodando sobre la mesa una vez que se deslizó por todo el riel (Caso 1).
d) Pongan el recorte de tela y repitan los pasos b)y c) (Caso 2).
e) Midan en centímetros la distancia recorrida sobre la mesa después de cada descenso.
sEsión 3
nueva destreza empleada
elaborar hipótesis: Es una respuesta tentativa a una pregunta o problema;
consiste en una explicación que debe ser probada posteriormente.
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secuencia 6experiencia B: Con un ángulo de inclinación fijo y diferente impulso inicial.
a) Coloquen el riel con una inclinación de 0°.
b) Empujen con diferentes fuerzas el balín desde la parte superior del riel (Casos 3-5).
c) Dejen que el balín continúe rodando sobre la mesa una vez que se deslizó por todo el riel.
experiencia c: Colocando el riel a 45 grados, aplicando al móvil una fuerza externa.
a) Sitúen el balín en la parte media del riel.
b) Acerquen el imán al balín, sin tocarlo, de tal forma que logren mantenerlo quieto (Caso 6).
c) Suban el balín por el riel atrayéndolo con el imán, pero sin tocarlo (Caso 7).
d) Registren sus observaciones en sus cuadernos.
3. Resultados
• Registren las distancias recorridas por el balín sobre la superficie de la mesa. Para ello utilicen los siguientes formatos:
experiencia a: Con un ángulo de inclinación fijo y diferente superficie de rodamiento.
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IICIENCIAS
casoinclinación
del riel
Manera en que inicia el movimiento y superficie empleada
Distancia recorrida
(cm)Observaciones
Fuerzas responsables
1 30°Sólo soltar. Sin
tela.
2 30°Sólo soltar. Con
tela.
b) experiencia B: Con un ángulo de inclinación fijo y diferente impulso inicial.
caso inclinación del riel
Manera en que inicia el
movimiento
Distancia recorrida
(cm)Observaciones Fuerzas
responsables
3 Horizontal (0°)
Con rapidez inicial pequeña.
4 Horizontal (0°)
Con rapidez inicial media.
5 Horizontal (0°)
Con rapidez inicial grande.
c) experiencia c: Colocando el riel a 45 grados.
caso inclinación del riel Observaciones Fuerzas responsables
6 45˚
7 45˚
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secuencia 64. análisis de resultados
• Respondan en sus cuadernos, de acuerdo con sus observaciones y mediciones:
experiencia a:
a) ¿Por qué se frena el balín?
b) ¿Qué tipo de fuerza frena al balín?
experiencia B:
a) ¿Cómo consigues iniciar el movimiento con mayor rapidez?
b) ¿Qué sucede cuando esta fuerza mecánica de inicio es mayor?
c) ¿Qué tipo de fuerza es la mecánica?
d) ¿Por qué el balín recorre una distancia mayor cuando la rapidez inicial es mayor?
La fricción juega un importante papel en la dificultad o facilidad para desplazarse.
experiencia c:
a) ¿Por qué se queda quieto el balín sobre el riel cuando le acercan un imán?
b) ¿Qué tipo de fuerza ejerce el imán sobre el balín?
5. comunicación
• Elaboren un reporte en su cuaderno.
comparen sus resultados con los que obtuvieron otros equipos. Después:
1. Adviertan las semejanzas y las diferencias obtenidas.
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IICIENCIAS2. Expresen sus opiniones sobre las siguientes cuestiones:
a) ¿A qué se deben las diferencias, si es que las hay?
b) ¿Qué fuerzas intervienen en los casos experimentados?
c) ¿Estas fuerzas son de contacto o a distancia? Expliquen.
d) ¿Cómo participa la fricción en estos casos?
Lo que aprendimosResuelvo el problema
“En un partido de futbol pones la pelota en movimiento para iniciar el juego, elevándo-la, y ves que luego cae; otras veces la haces avanzar a ras de suelo para pasársela a un compañero. Sabes también que, si nadie la recibe, después de un tiempo se detendrá en el campo de juego. ¿Qué se requiere para que la pelota se mueva de estas maneras?”
Para resolver el problema:
1. Responde: ¿Qué se requiere para que la pelota se mueva de estas maneras?
2. Completa la tabla considerando lo siguiente:
a) Asigna la fuerza y el tipo de fuerza causante del movimiento descrito.
b) Fundamenta tu respuesta para cada caso.
Movimiento Fuerza participanteTipo de fuerza que actúa
(de contacto o a distancia)
Elevar una pelota que está previamente en reposo.
Hacer caer una pelota que avanza en el aire.
Detener una pelota en movimiento.
3. Define con tus palabras el concepto de fuerza.
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secuencia 6
Para qué me sirve lo que aprendí?el conocimiento de las fuerzas que participan en todos los movimientos ha ayudado a la humanidad a realizar con mayor facilidad muchas tareas, mediante el diseño y la construcción de máquinas que aprovechan las fuerzas naturales.
1. Pregunten a los adultos de su localidad cuáles son las máquinas que más se emplean diariamente.
2. Clasifíquenlas en:
a) Máquinas mecánicas que sólo aprovechan las fuerzas de contacto.
b) Máquinas eléctricas que utilizan las fuerzas a distancia de tipo electromagnético.
3. Mencionen dos ejemplos de fuerzas de contacto que actúan en una locomotora de vapor.
Reflexión sobre lo aprendido
Revisa lo que pensabas al inicio de la secuencia
sobre las causas de los cambios en el estado de
movimiento o la deformación de losobjetos.
¿Existen diferencias entre lo que pensabas y lo que
ahora sabes? Explica tu respuesta.
Ejemplos de máquinas mecánica y eléctrica.
Para recapitular el contenido de la secuencia consulten el programa: Las causas del movimiento en la programación de la red satelital edusat.
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IICIENCIAS
Ahora opino que…Desde la antigüedad, se han utilizado animales en la molienda de granos, los cuales están atados a las pesadas piedras de las norias.
1. ¿De que otra manera se puede hacer esta labor aprovechando alguna de las fuerzas que existen en la naturaleza?
2. ¿Qué ventajas tiene emplear estas fuerzas?
3. ¿Qué otros ejemplos podrían mencionar donde se utilicen estas fuerzas?
• Escriban sus respuestas en el cuaderno.
Para saber más…1. Estrada, Alejandro Félix, et al. (2001). Lecciones de Física. México: CECSA.
2. Tagüeña, Carmen, et al. (1999). Física. México: Santillana.
1. Hacyan, Shahen. Las fuerzas de la naturaleza. ILCE. 22 de febrero 2007.
http://omega.ilce.edu.mx:3000/sites/ciencia/volumen3/ciencia3/129/htm/sec_6.htm
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secuencia 7
En nuestra vida diaria, las fuerzas están presentes en casi todos los aspectos. Lo más frecuente es que sobre cada objeto actúen dos o más fuerzas simultáneamente. Por ejemplo, cuando un vendedor de camotes empuja su carrito cuesta arriba en una calle empinada, debe aplicarle una fuerza mecánica dirigida a lo largo del plano y apuntando hacia el punto más alto de la calle. Además de esta fuerza, sobre el carrito actúan por lo menos dos fuerzas más que dificultan su movimiento: la de gravedad, que siempre apunta hacia abajo, y la de fricción, entre las ruedas del carrito y el pavimento.Los efectos de las fuerzas que actúan sobre los cuerpos no siempre son visibles pero están ahí. Si visitamos una ciudad grande, veremos edificios de varios pisos que, a diferencia del carrito, están en reposo. ¿Qué fuerzas actúan sobre un edificio? El peso es una de ellas. Pero, para que el edificio no se desplome debe existir al menos otra fuerza que contrarreste al peso. Estas fuerzas son producidas por los cimientos, las columnas o las trabes. ¿Qué otras fuerzas actúan a nuestro alrededor? Muchas, por ejemplo la acción del viento y de los movimientos del terreno producidos por las ondas sísmicas, son factores a considerar por quienes diseñan y construyen edificios. En el edificio actúan varias fuerzas simultáneamente y no hay desplazamiento o éste es mínimo… al menos, ¡eso es lo esperado! En cambio, en el carrito de paletas, el resultado de las fuerzas es un desplazamiento neto calle arriba.
Para empezarFuerzas ¡en acción!
Lee el texto.
• Antes de la lectura contesta: ¿Cómo se suman las fuerzas?
sesión 1
Texto introductorio
¿Por qué se mueven las cosas?
consulta en tu diccionario el significado de palabras como trabe.
La estabilidad de esta torre, depende del equilibrio de las fuerzas que actúan sobre ELLA.
El movimiento de este carrito de camotes es resultado de las fuerzas que actúan sobre él.
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IICIENCIAS
Van a colocar una estatua en la plaza de tu comunidad. Es tan pesada que se necesitan dos grúas para levantarla hacia su pedestal. Una de las grúas ejerce una fuerza de 2 unidades en una dirección de 30°, mientras que la otra ejerce una fuerza de 2.5 unidades a 135°. Cuando se ponen en acción las grúas, ¿hacia donde se moverá la estatua?
Utiliza herramientas gráficas para encontrar la magnitud, la dirección y el sentido de las fuerzas que aplican las grúas
Lo que pienso del problemacontesta en tu cuaderno:
1. ¿Qué harías para que la estatua quede en el pedestal?
2. ¿Qué es lo que cambia el estado de movimiento de un objeto?
3. ¿Cómo puedes predecir hacia dónde se moverá un objeto?
4. ¿Cómo representarías gráficamente la fuerza que cada grúa aplica sobre la estatua?
Las grúas deben colocar la estatua en el pedestal. ¿Lo lograrán?
Ahora sabes que la fuerza es aquello que provoca un cambio en el estado de movimiento de los objetos. En esta secuencia conocerás las características de una fuerza y la manera en la que puedes representarla gráficamente. Valorarás este conocimiento para encontar fuerzas resultantes y predecir el movimiento de objetos en tu vida cotidiana.
Consideremos lo siguiente…a continuación se te presenta el problema que resolverás con lo que hayas apren-dido durante esta secuencia.
135º
30º
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secuencia 7compartan sus respuestas sobre:
1. ¿Qué dificultades tuvieron para representar gráficamente las fuerzas que mueven la estatua?
2. ¿Se pueden combinar dos fuerzas en una sola? Si es así, ¿a partir de ésta se puede predecir hacia dónde se moverá la estatua? ¿Cómo?
Manos a la obraActividad UNOinfiere la dirección del movimiento de un cuerpo.
• Realicen la siguiente experiencia.
1. Comenten: ¿Cómo seleccionan las fuerzas más adecuadas para mover un objeto en una dirección particular?
2. Van a necesitar una mochila y una cuerda.
3. Elijan a tres compañeros para que hagan lo siguiente:
a) Pasen al frente.
b) Amarren entre dos compañeros la cuerda al asa de la mochila, dejando dos extremos libres.
c) El tercer voluntario dibujará un esquema en el pizarrón indicando cómo deben aplicarse dos fuerzas sobre la mochila para subirla al escritorio.
d) El resto del grupo hará una predicción sobre cómo se moverá la mochila aplicando las fuerzas representadas en el pizarrón.
e) Al terminar la predicción, los dos voluntarios deben jalar las cuerdas en la dirección indicada en el esquema, sin modificarla.
f) Los compañeros que jalaron la mochila deben comentar al grupo si consideran que aplicaron las fuerzas adecuadas para subir la mochila, o no.
g) Realicen los ajustes necesarios al esquema y hagan una nueva predicción.
h) Repitan la experiencia hasta que el esquema y las fuerzas reales aplicadas coincidan.
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IICIENCIAS
¿Cómo se pueden representar las fuerzas?Ciertas cantidades en la física, llamadas escalares, quedan exclusivamente determinadas con
un número y una unidad de medida, como sucede con el tiempo. Así afirmamos que un suceso ocurrió en 2 horas. Otras cantidades en cambio, llamadas vectoriales, requieren además ,una dirección y un sentido para que queden totalmente definidas. Hemos mencionado en secuencias previas al desplazamiento y la velocidad, que son, por supuesto, cantidades vectoriales. Es claro que no es lo mismo caminar 5 kilómetros hacia el norte que 5 kilómetros hacia el sur.
De la misma manera, no obtenemos el mismo resultado si lanzamos una pelota de básquetbol hacia la canasta del equipo contrincante que hacia la propia, aunque necesitemos la misma magnitud de fuerza para arrojarla. ¿Qué tipo de cantidad será entonces la fuerza? Es, también, una cantidad vectorial.
Como la fuerza es un vector, se puede representar mediante una flecha cuya longitud indique qué cantidad de fuerza se aplica y cuál es su dirección y sentido. Cuando se ejercen diversas fuerzas sobre un cuerpo, una representación de vectores permite analizar qué efecto se producirá como resultado de aplicar todas las fuerzas simultáneamente.
comenten la experiencia:
1. ¿Qué ajustes hicieron al esquema original para lograr el movimiento deseado?
2. ¿Cómo representaron la cantidad de fuerza y cómo la dirección de la fuerza?
3. ¿ Se requiere aplicar siempre una fuerza para mover un objeto en reposo? Expliquen.
4. ¿Qué importancia tiene la dirección de aplicación de un conjunto de fuerzas en el resultado de un movimiento?
5. Escriban sus conclusiones en el pizarrón.
Texto de información inicial
Reflexión sobre lo aprendido
1. ¿De qué te sirve la Actividad UNO para resolver el problema?
• Considera la importancia del ángulo y de la fuerza para lograr un movimiento esperado.
2. ¿Es necesario que la dirección de cada fuerza aplicada sobre un objeto, sea igual a la del
movimiento? Explica.
Lean el texto.
• Pongan atención en la representación de fuerzas mediante vectores.
Punto de aplicación
1 2 3 4 5Este vector representa una fuerza de 5 unidades en dirección horizontal hacia la derecha.
El punto de aplicación de cada fuerza está representado por el punto inicial de la flecha; la dirección es el ángulo que forma la flecha con el eje horizontal, el sentido es hacia donde apunta la flecha y la magnitud de la fuerza, es proporcional al tamaño total de la flecha, medido desde el punto de aplicación hasta la punta de la misma, trazada en una escala apropiada de longitud.
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secuencia 7
Sobre esta pelota actúan dos fuerzas simultáneamente. Para analizarlas, podemos suponer que el punto de aplicación de ambas está en el centro del balón. Debe recordarse que dichas fuerzas no se encuentran en la pelota. Son consecuencia de la interacción, de la pelota con el jugador que trata de encestar, y la fuerza de gravedad, que es la interacción de la pelota con la Tierra.
La dirección y el punto de aplicación sobre la bola de billar podría darnos una pista de hacia dónde se moverá después del tiro.
La dirección del movimiento del objeto y de la fuerza aplicada por el sujeto, no siempre son iguales.
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IICIENCIAScomenten algunas ideas del texto.
• Respondan en sus cuadernos:
1. Cuáles son las ventajas de usar flechas para representar a las fuerzas
2. Observen las imágenes que acompañan al texto. ¿La dirección del movimiento y de la fuerza aplicada siempre son iguales? Expliquen.
Actividad DOSRepresenten movimientos cotidianos utilizando vectores.
1. Observen las imágenes:
Vínculo entre secuenciasRecuerda que los efectos que produ-cen las fuerzas de contacto y a dis-tancia sobre los objetos se describen en la secuencia 6: ¿Por qué cambia el movimiento?
Vínculo entre secuenciasLas características de magnitudes vectoriales como el desplazamiento y la velocidad se revisaron en la secuencia 2: ¿Cómo se mueven las cosas?
nueva destreza empleada
Representar: Utilizar o dibujar diagramas o modelos
para demostrar que se comprenden conceptos, estructu-
ras, relaciones, procesos científicos, sistemas y ciclos
biológicos o físicos.
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secuencia 72. Representen en su cuaderno mediante vectores:
a) Las fuerzas que actúan sobre los cuerpos.
b) La dirección del movimiento al aplicar las fuerzas.
Reflexión sobre lo aprendido
Ahora sabes que la fuerza no es una propiedad de
los objetos, sino la medida de la interacción entre
ellos. Si las fuerzas son vectores que pueden
representarse con flechas:
1. ¿Cómo podrías representar las fuerzas del
problema?
2. ¿Cuál fuerza tiene una magnitud mayor?
¿Cómo lo sabes?
Sabías que…La magnitud de una fuerza se puede medir con un instrumento llamado dinamómetro, que consiste en un resorte con un gancho, sujeto a un marco con una escala graduada. La fuerza estira el resorte, y la longitud de estiramiento da una medida de la cantidad de fuerza que soporta el resorte.
• Tu puedes aplicar el funcionamiento del dinamómetro en forma muy sencilla. Consigue un resorte y amárralo a tu mochila. Sostén la mochila colgando del resorte y observa que el estiramiento del resorte es mayor si el peso de la mochila se incrementa al cargar más objetos. Si mides la longitud del estiramiento, tendrás una idea de la cantidad de fuerza presente. En este caso, se trata del peso.
El dinamómetro es un instrumento para medir la fuerza.
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IICIENCIAS
Para terminarLean el texto.
• Antes de realizar la lectura comenten cómo pueden predecir el movimiento de un cuerpo al aplicarle dos fuerzas diferentes.
Texto de formalización
sesión 2
¿Hacia dónde se moverá?Para saber la dirección del movimiento de un objeto sobre el que se aplican varias fuerzas a la vez, hay que conocer primero las características de cada fuerza por separado. Conviene considerar al conjunto de interacciones como un sistema de fuerzas.
Si dos fuerzas iguales en magnitud y dirección se aplican a un cuerpo en sentidos opuestos, éste no se moverá porque los efectos se contrarrestan. Un ejemplo de esto se tiene cuando dos personas jalan con la misma fuerza los dos extremos de una cuerda en sentido contrario.
El análisis de las fuerzas que intervienen en un sistema es indispensable, por ejemplo, para los ingenieros que construyen puentes, edificios o plataformas petroleras, porque de sus predicciones y cálculos depende que las edificaciones se muevan controladamente o permanezcan estáticas.
Las fuerzas sobre esta roca tenen un efecto nulo sobre su movimiento.
Cualquier desequilibrio entre estas fuerzas provocará que el puente se desplace.
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secuencia 7
Cuando las fuerzas aplicadas no son colineales, como ocurre con las fuerzas aplicadas sobre la estatua del problema, la fuerza resultante ya no es simplemente una suma aritmética. El procedimiento gráfico para sumar fuerzas en este caso es el método del polígono, que es el siguiente:
1. Cada fuerza se representa como una flecha. Puesto que las fuerzas se ejercen sobre el mismo punto de aplicación, éstas se trazan a partir de este punto, conservando las características de magnitud, sentido y dirección de las fuerzas que se quiere representar.
2. Después, se reacomodan las flechas de manera que se coloca la punta de una flecha con el extremo de otra, respetando la longitud, la dirección y el sentido originales.
3. La resultante se obtiene trazando una línea desde el origen de la primera flecha, hasta la punta la última flecha, es decir, del punto de aplicación al punto final de las fuerzas trazadas.
F1
F2
a)
b)
Método del polígono. La fuerza resultante es la misma, sin importar cuál de las dos fuerzas F1 y F2, se elija representar primero.
Reflexión sobre lo aprendido
¿En qué te ayuda lo que acabas de aprender sobre la resultante
de un sistema de fuerzas para mover la estatua del problema?
¿Hacia dónde se moverá la estatua? ¿Por qué?
Actividad TRESLa resultante de una fuerza
calculen la resultante de un sistema de fuerzas.
1. Van necesitar hojas y transportador.
2. Analicen la situación que se presenta:
Dos pescadores jalan una red llena de peces, aplicando fuerzas de la misma magnitud, pero con diferente dirección. Una de las personas jala la red con una fuerza de 5 unidades en una dirección de 45° hacia la lancha. Esta es la fuerza F1. El otro pescador, jala la red con la misma fuerza, pero con un ángulo de 90°. Esta es la fuerza F2. ¿Hacia dónde se moverá la red si la fuerza aplicada es de 5 unidades?
+ = =
F1 = − 4 F2 = 5 Fi + F2 = − 4 + 5 = 1 R = 1
Los vectores colineales se suman en forma algebraica.
Cuando dos o más fuerzas se aplican en la misma dirección, sin importar que tengan sentidos contrarios, se denominan fuerzas colineales. En este caso, si tienen el mismo sentido, sus magnitudes se suman; si tienen sentido contrario, las magnitudes se restan, en forma similar a como se procede con la recta numérica.
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IICIENCIAS
3. En sus cuadernos:
a) Utilicen el método del polígono para obtener la resultante de las fuerzas aplicadas por los pescadores sobre la red.
b) Indiquen la magnitud, dirección y sentido de la fuerza resultante que mueve la red.
4. Analicen lo obtenido:
a) ¿El sentido del movimiento de la red es el mismo que el de las fuerzas aplicadas por los pescadores? Expliquen.
b) Proporcionen un ejemplo en el que una fuerza suple la acción de dos fuerzas con-currentes simultáneas.
comparen sus respuestas.
1. Verifiquen con sus compañeros si obtuvieron el mismo vector resultante.
2. ¿Qué dificultades se presentaron al trazar cada una de las fuerzas?
3. ¿Por qué puede haber resultados diferentes en el vector resultante?
4. ¿Cómo se puede saber quién ha trazado correctamente sus vectores?
5. ¿Existe alguna otra interacción que no se haya considerado en este sistema de fuerzas?
Para conocer más sobre las fuerzas, puedes consultar el libro Fuerzas físicas, de las Bibliotecas escolares y de aula.
Dos fuerzas actuando sobre un objeto.
Imagen de una red que es jalada por dos pescadores hacia el interior de su
lancha.
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secuencia 7
Lo que aprendimosResuelvo el problema“Van a colocar una estatua en la plaza de tu comunidad. Es tan pesada que se necesitan dos grúas para levantarla hacia un pedestal. Una de las grúas ejerce una fuerza de 2 unidades en una dirección de 30°, mientras que la otra ejerce una fuerza de 2.5 unidades a 135°. Cuando se ponen en acción las grúas, ¿hacia donde se moverá la estatua?
Utiliza herramientas gráficas para encontrar la magnitud, la dirección y el sentido de las fuerzas que aplican las grúas.”
Reflexión sobre lo aprendido
Revisa lo que pensabas al inicio de la secuencia sobre la
dirección en la que se moverá un objeto, al aplicarle dos fuerzas
diferentes. ¿Cambió lo que pensabas? ¿Por qué?
Resuelve el problema en tu cuaderno.
• Para ello, considera las siguientes cuestiones:
1. ¿Es adecuada la dirección en que las grúas aplican la fuerza sobre la estatua?
2. Elabora un diagrama de las fuerzas ejercidas por las grúas sobre la estatua.
3. Encuentra la fuerza resultante para verificar si la estatua llega al sitio marcado.
Las grúas deben colocar la estatua en el sitio marcado por la cruz verde. ¿Lo lograrán?
¿Para qué me sirve lo que aprendí?seguramente han escuchado una frase popular que dice “más vale maña que fuerza”.
1. Expliquen en su cuaderno como se aplica esta frase al:
a) Levantar una caja muy pesada con los brazos o empujarla por un plano inclinado.
b) Evitar que un edificio se caiga o mueva de su lugar.
2. Utiliza en tu argumentación las nociones de magnitud, dirección y sentido de una fuerza.
135º
30º
Para recapitular el contenido de la secuencia consulten el programa: Las fuerzas y el movimiento en la programación de la red satelital edusat.
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IICIENCIAS
Ahora opino que…como parte de las fiestas de tu comunidad, se está llevando a cabo un rodeo y un toro se escapó. ahora, para regresarlo de nuevo a la función, los vaqueros primero deben lazarlo de los cuernos, para después subirlo a la camioneta y regresarlo a la feria. ¿cómo hacerlo?
• Para resolver lo anterior:
1. Observen el dibujo.
2. Respondan:
a) ¿Es recomendable utilizar una sola fuerza de gran magnitud para subir al toro a la camioneta? ¿Por qué?
b) Por el contrario, ¿cuántas fuerzas serán necesarias para conducir al toro de manera que no se regrese ni pueda embestir a los vaqueros? ¿Por qué?
Para saber más… 1. Noreña, V. Francisco y Juan Tonda. (2002). El movimiento. México: SEP/Santillana.
2. Pogan, A. (2003). Fuerzas físicas. México: Ediciones Culturales Internacionales.
1. Diccionario de Física. (2004). Madrid: Oxford-Complutense.
2. Noreña, V. Francisco. (2002). Física en Imágenes. México: Santillana.
3. Porter, A. (2005). Cómo funcionan las cosas. México: McGraw-Hill Interamericana.
1. Aristizábal, D. (2004). Suma de vectores por el método del polígono. Universdad Na-cional de Colombia. 23 de febrero 2007.
http://www.unalmed.edu.co/~daristiz/virtual/generalidades/applets/applet_suma_polig/SumaPolig.htm
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secuencia 8
Desde hace algunos años, las autoridades de tránsito han insistido en la importancia de usar el cinturón de seguridad para reducir el riesgo de daño o muerte en caso de accidente; para ello han realizado campañas informativas en diferentes medios como la televisión y los espectaculares. Con el mismo propósito, en algunas localidades, se han impuesto sanciones económicas a las personas que no lo usan.Acostumbrarse a emplear el cinturón de seguridad es importante porque permite que el conductor y los
pasajeros se mantengan fijos en su asiento si el coche llega a chocar, frenar bruscamente o voltearse. Cuando un automóvil se detiene de improviso, los ocupantes tienden a continuar el movimiento que el auto tenía justo al momento del impacto, por lo que pueden golpearse con las partes internas del auto o salir por el parabrisas y sufrir lesiones graves o hasta la muerte.
Es cierto que utilizando el cinturón, los riesgos de lesiones no se eliminan del todo, ya que los pasajeros pueden golpearse con otras partes del auto, como las ventanas laterales. Sin embargo, se ha comprobado que el cinturón permite salvar muchas vidas.
Para empezarLa inercia
Lean el texto.
• Antes de la lectura, comenten cómo es el movimiento que experimentan cuando un coche frena bruscamente.
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Texto introductorio
Es importante que todos los pasajeros de un auto usen el cinturón de seguridad, para minimizar el riesgo de daño en caso de accidente. Los niños deben ubicarse en el asiento trasero, de preferencia en sillas especiales para ellos.
consulta tu diccionario para encontrar el significado de palabras como robot.
¿Cuáles son las causas del movimiento?
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IICIENCIAS
Lo que pienso del problemacontesta en tu cuaderno:
1. ¿Cómo se puede cambiar el movimiento de un objeto?
2. ¿Qué variable física se asocia al aumento o disminución de la velocidad con respecto del tiempo?
3. ¿Qué se necesita para frenar un objeto en movimiento?
comenten:
• En un choque frontal entre dos automóviles, ¿qué podría pasar si los pasajeros no tuvieran puesto el cinturón de seguridad?
Actividad UNOidentifiquen la propiedad de inercia de la materia. Para ello:
1. Contesten: ¿Qué pasará con los platos y vasos si tiran fuertemente del mantel que cubre la mesa del comedor?
2. Necesitan:
a) Vaso de vidrio
b) Varias monedas
c) Naipe o carta de baraja; también pueden usar cualquier tarjeta recortada de una pasta de plástico para encuadernar o engargolar.
3. Realicen lo que se indica:
a) Coloquen la moneda sobre la tarjeta y ésta sobre la boca del vaso.
¿Cuáles son las causas del movimiento?
Ahora ya sabes que las fuerzas se asocian a interacciones. En esta secuencia identificarás a las fuerzas como agentes de cambio en el estado de movimiento de las cosas; estudiarás las leyes que explican el movimiento de todos los objetos a partir de las fuerzas que actúen en ellos. Valorarás la utilidad de conocer estas leyes, para describir y predecir el movimiento de los objetos que se encuentran a tu alrededor.
Consideremos lo siguiente…a continuación se presenta el problema que resolverás con lo que hayas aprendido durante esta secuencia.
Vas a elaborar un cartel para promocionar el uso del cinturón de seguridad en los vehículos automotores en tu comunidad. Después de leer el cartel, tus vecinos tendrán información sobre:
1. Las fuerzas que actúan sobre el cinturón cuando un coche frena.
2. Para que se utilizan los cinturones de seguridad.
• elabora un cartel con la información adecuada y un dibujo que muestre las fuerzas que actúan cuando el coche frena sobre el cinturón de seguridad y la persona que lo usa.
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secuencia 8b) Tiren lenta y lateralmente de la tarjeta.
c) Observen lo que ocurre.
d) Prueben con monedas de diferentes tamaños.
e) Repitan la experiencia de observación, sólo que ahora den los tirones rápidamente.
4. Escriban en su cuaderno una descripción del movimiento de la tarjeta y la moneda cuando tiran de la tarjeta lentamente y cuando tiran de la tarjeta rápidamente.
• Indiquen las diferencias que hayan notado en cuanto al movimiento de las monedas.
comenten:
a) ¿Cómo se llama la propiedad por la que las monedas caen al vaso cuando se tira la tarjeta rápidamente?
b) Otro ejemplo de la vida diaria en la que se presente esté fenómeno.
Sabías que…La inercia es la oposición de un objeto a cambiar su estado de movimiento. La inercia que presenta un cuerpo bajo la acción de una fuerza es directamente proporcional a la cantidad de materia del cuerpo. Por acuerdo, consideraremos que la inercia es equivalente a la cantidad de materia. Esto significa que la inercia es numéricamente igual a la masa y se le asignan las mismas unidades físicas.
Por ejemplo, si jalamos horizontalmente con rapidez una tarjeta, con una moneda encima, la moneda no “responde” instantáneamente a la fuerza lateral; al quedar suspendida la moneda cae por su propio peso.
Otro ejemplo que ilustra la inercia es el experimento de Galileo: si soltamos dos objetos de diferente masa desde la misma altura con respecto al suelo, ambos lo tocarán al mismo instante. Al objeto de mayor masa, la Tierra lo atrae mediante una fuerza de mayor magnitud que con la que atrae al objeto de masa menor. Sin embargo, el objeto de menor masa se opone menos a cambiar su movimiento que el de mayor masa. Ambos efectos se equilibran perfectamente y, como consecuencia de ello, ambos objetos describen exactamente la misma trayectoria tocando el suelo al mismo instante.
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IICIENCIAS
Actividad DOSFuerza y aceleración
infieran la proporción que existe entre fuerza y aceleración.
• Realicen la práctica.
1. Material
a) Camión de juguete estilo carguero. Puede ser de cualquier diseño y material. Lo importante es que sus ruedas no se traben, que giren adecuadamente para que el camión avance. Colóquenle encima la pesa de 1 kg y 4 cuadernos para que tenga una masa de 3 kg aproximadamente.
b) Cuerda o hilo grueso de seda de 5 m de largo.
c) Polea.
d) Juego de pesas de 100, 150, 200, 250 y 500 g. También pueden emplearse mate-riales como plastilina, piedras, etcétera.
e) Cinta métrica o flexómetro.
f) Cronómetro.
2. Procedimiento
• experiencia a: Misma masa del móvil diferente fuerza de tracción
a) Coloquen en una mesa el camión y en el extremo de ésta fijen la polea. La polea debe estar fija y no girar; se utiliza para que se deslice la cuerda sobre ella.
b) Midan la cuerda al tamaño de la mesa y dejen una longitud de 10 cm para que cuelgue la pesa por el extremo de la mesa.
c) Pasen la cuerda por la polea y amarren un extremo de la cuerda al camión y el otro extremo a una pesa de 500 g. Procuren que haya una distancia de 3m entre las llantas delanteras del camión y el extremo de la mesa.
sesión 2
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secuencia 8d) Hagan pruebas para elegir 5 pesas entre 150 y 400 g cuyo peso permita al camión
recorrer 1 m en diferentes tiempos (o a diferentes velocidades). Si el camión no se mueve por la fricción, pongan una pesa de mayor masa, por ejemplo de 200 g. Si el camión se mueve demasiado rápido agreguen masa sobre el camión, poniendo pesas encima o cualquier otra cosa, como piedras pequeñas o cuadernos.
e) Suelten la pesa y midan el tiempo que tarda el camión en recorrer la distancia de 1 m para cada una de las pesas 600, 650, 700 y 800 g; éstas ejercerán la fuerza de tracción.
• experiencia B: Misma fuerza de tracción diferente masa del móvil
a) Repitan el procedimiento anterior con la última pesa, pero ahora coloquen piedras, plastilina, o cualquier otro objeto en el camión para aumentar su masa.
3. Resultados
• Registren sus datos en tablas como las que se muestran:
Tabla 1. experiencia a
Misma masa del móvil diferente fuerza de tracción
Masa de la pesa de tracción (kg)
Distancia
d (m)Tiempo t (s)
Rapidez media V = ( d
t ) ( ms )
1
1
1
1
1
Tabla 2. experiencia B
Misma masa del móvil diferente fuerza de tracción
camiónMasa de la pesa de tracción (kg)
Distancia
d (m)Tiempo t (s)
Rapidez media V = ( d
t ) ( ms )
Masa original 1
Con aumento de masa
1
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IICIENCIAS4. análisis de resultados
experiencia a
a) Cuando aumentan la masa de la pesa de tracción aumentan la magnitud de la fuerza que jala al camión, ¿qué ocurre con la rapidez media del camión?
b) ¿El movimiento es acelerado? ¿Por qué?
c) ¿Cuál es la relación de proporción; directa o inversa entre fuerza y aceleración? Justifiquen su respuesta.
experiencia B
a) Manteniendo la masa de la pesa de tracción constante mantienen constante la fuerza que jala al camión ¿Al aumentar la masa del camión, que ocurre con su rapidez media?
b) ¿El movimiento es acelerado? ¿Por qué?
c) ¿Cuál es la relación de proporción directa o inversa entre aceleración y masa?
5. comunicación
• Elaboren un reporte de la práctica en sus cuadernos.
intercambien sus opiniones sobre:
• La relación de proporcionalidad que encontraron entre la fuerza de tracción, la aceleración y la masa del camión.
Manos a la obraLean el texto. Pongan especial atención en la causa de que un objeto se mueva.
El burro con carga de leña requiere mayor fuerza para acelerarse o para detenerse que el burro sin carga.
Texto de información inicial
¿Qué provocan las fuerzas?Las fuerzas operan como agentes de cambio del movimiento. Cuando se aplica una fuerza a un objeto, es posible cambiar la manera en la que se mueve. No obstante, a veces, las fuerzas aplicadas sobre un objeto están dispuestas de manera que entre ellas se contrarrestan o equilibran; lo que da una fuerza resultante de magnitud cero y, en consecuencia, no cambiará la manera en la que el objeto se mueve. Para provocar el movimiento de un objeto, o alterar su movimiento actual, es necesario que la suma vectorial de las fuerzas aplicadas dé una fuerza resultante o neta con una magnitud diferente de cero. Por ejemplo, si juegas a tirar de una cuerda con un amigo, tú jalando de un lado y tu amigo del lado contrario, es posible que notes que en algún momento la cuerda no se mueve. Si no hay fuerza neta, es posible que el objeto se quede quieto o que tenga un movimiento rectilíneo uniforme. Esto se debe a la inercia; un objeto no cambiará su estado de movimiento hasta que una fuerza neta venza su inercia. Por ejemplo, si colocamos un objeto sobre una mesa y lo ponemos en movimiento, dentro de algunos instantes se detendrá. Sin embargo, si pulimos bien la mesa y repetimos la experiencia, notaremos que el objeto se desplaza llegando un poco más lejos. Es razonable suponer que si somos capaces de eliminar por completo la fuerza que proviene del rozamiento entre el objeto y la mesa, éste seguirá moviéndose indefinidamente, con la misma velocidad que nosotros le hayamos dado en el instante inicial. Con base en experiencias similares Isaac Newton desarrolló su primer principio o ley del movimiento:
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secuencia 8
Las ciencias y la comunidad científicaNewton no siempre fue un buen estudiante; al contrario, era un pésimo alumno, hasta que un día se peleó a puñetazos con el más bravo de su clase, quien además era un magnífico estudiante. Newton logró vencerlo y, para completar su triunfo, comenzó a destacar en la escuela. A partir de entonces su dedicación al trabajo nunca decayó hasta que llegó a la universidad. Durante dos años la universidad donde estudiaba Newton tuvo que cerrar por la expansión de una epidemia; fue en este lapso cuando desarrolló sus trabajos más importantes, sumergido en una profunda concentración.
Mediante el análisis matemático de sus tres leyes, es posible conocer de antemano la trayectoria y la velocidad que tendrá, en cada instante, cualquier objeto que se mueva; conociendo su posición y velocidad iniciales. Newton contribuyó al desarrollo de la ciencia de su época y de la nuestra legándonos, además de sus tres leyes del movimiento, la teoría de la gravitación universal y el cálculo diferencial e integral, entre sus contribuciones más importantes. Hoy en día se ponen en órbita satélites de comunicaciones con la ayuda de la teoría de la gravitación de Newton, y casi cualquier disciplina científica necesita de las herramientas del cálculo diferencial e integral para su funcionamiento. La dedicación y la constancia en su trabajo caracterizaron a Newton durante la mayor parte de su larga vida.
Isaac Newton nació en Inglaterra en 1642 y murió colmado de honores en 1727.
Primera ley: Todo objeto permanece en estado de reposo o movimiento rectilíneo uniforme, a menos que una fuerza externa no equilibrada actúe sobre él.
Newton reconoció que una fuerza neta es capaz de provocar un cambio en la velocidad de un objeto, o bien una aceleración. Por ejemplo, si jalamos una silla para sentarnos, con el jalón aumentamos la velocidad de la silla desde el reposo, en la dirección y sentido en que la jalamos, para ponerla en el lugar que quera-mos. Poner en movimiento cualquier cosa requiere de la acción de una fuerza neta. Este hecho lo formalizó Newton en su segunda ley del movimiento.
Segunda ley: Cuando actúa una fuerza neta sobre un cuerpo, éste tendrá una aceleración en la misma dirección y sentido que la fuerza neta aplicada. La
magnitud de la aceleración del cuerpo, que se produce por la acción de la fuerza neta, es inversamente proporcional a la masa del cuerpo.
Por ejemplo, si jalamos un carro de juguete de masa m = 20 kg que inicialmente estaba en reposo vi = 0 y con esto le damos una velocidad final vf de 2 m
s en un
tiempo t = 1s. El carro tiene una aceleración de a = 2 ms2 .
La fuerza neta F que le aplicamos al bloque al jalarlo es de:
F = (20 kg) (2 ms2 )= 40 kgm
s2 = 40 N
La segunda ley de Newton puede expresarse matemáticamente con la ecuación:
F = maCon esta ecuación se define la unidad de fuerza; 1 kg ( m
s2 ) es igual a un newton, el cual se denota con la letra N en honor a Isaac Newton.
Primera ley de Newton.
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IICIENCIASRespondan en sus cuadernos:
1. En todos los casos en los que actúa una fuerza no equilibrada o fuerza neta sobre un objeto, ¿se mueve? Justifiquen su respuesta.
2. Si al mismo tiempo se les aplica a dos objetos de diferente masa una fuerza igual durante toda su actuación, ¿éstos se moverán de manera similar? ¿Cuál de los dos acelerará menos?
3. Si comparamos dos objetos de distinta masa, ¿cuál de ellos presenta una mayor inercia? Justifiquen su respuesta.
4. Si sólo actuasen dos fuerzas de igual magnitud y perfectamente horizontales sobre un objeto en movimiento, una de ellas operando hacia la derecha y la otra hacia la izquierda, ¿cuál sería la trayectoria del objeto?
5. Un bloque de 10 kg de masa se halla en reposo. Calculen la magnitud de la fuerza necesaria para mover el bloque y que alcance una velocidad de 1.5 m
s en 1s. Si esta fuerza se aplica en dirección horizontal hacia la izquierda, ¿hacia dónde se mueve el bloque?
6. Revisa las preguntas anteriores e identifica en qué momento se aplican las dos leyes de Newton estudiadas.
conexión con Matemáticas Para recordar qué significa que dos variables sean proporcionales revisen la secuencia 7: Razones y proporciones de su libro de Matemáticas ii.
Vínculo entre secuenciasRecuerda que estudiaste la caída libre y la aceleración en la secuen-cia 4: ¿Cómo caen los cuerpos?, y el concepto de velocidad en la secuencia 2: ¿Cómo se mueven las cosas?
La definición de fuerza la revisaste en la secuencia 6: ¿Qué cambia el movimiento?
Las fuerzas pueden modificar el movimiento.
Reflexión sobre lo aprendido
Ahora que conoces la relación entre la fuerza y la aceleración,
¿Cómo este conocimiento te ayuda para resolver el problema.
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secuencia 8
Actividad TRESTercera ley de Newton
analicen las fuerzas en la interacción entre dos sistemas.
1. Necesitan:
a) Globo
b) Patines, patineta o silla con ruedas.
2. Realicen lo que se indica:
experiencia a
a) Inflen el globo sin llenarlo.
b) Tapen con los dedos el orificio.
c) Suelten el globo.
d) Observen lo que sucede.
experiencia B
a) Siéntense en la silla con ruedas y con las piernas flexionadas impúlsense con la pared.
b) Observen lo que ocurre.
3. Comenten:
a) ¿Por qué se mueve el globo cuando se deja salir el aire?
b) ¿Por qué si empujan a la pared con los pies se van hacia atrás?
c) ¿Cuáles son los sistemas que interactúan para cada caso?
d) ¿Cómo se manifiesta la interacción entre los sis-temas?
sesión 3
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IICIENCIAS
Texto de formalización
¿A toda acción corresponde una reacción?Cuando interactúan dos objetos entre sí para producir un movimiento, éste se produ-ce por la participación de dos fuerzas. De hecho, en la Naturaleza todas las fuerzas se dan por pares, actuando sobre dos objetos distintos. Por ejemplo, los bomberos que apuntan al fuego con la tobera de una manguera gruesa deben sostenerla firmemente, ya que cuando el chorro de agua sale de ella, la manguera retrocede fuertemente. De la misma manera, cuando remamos en un bote impulsamos los remos hacia el frente golpeando con ellos una porción de agua; esto genera una fuerza que propicia que el bote se mueva hacia atrás. Cuando caminamos ejercemos una fuerza sobre el suelo y el suelo ejerce una fuerza sobre nosotros que nos impulsa hacia delante para poder avanzar. Comúnmente a una de las fuerzas del par se la identifica como fuerza de acción y a la otra como de reac-ción. Estos fenómenos, y muchos otros, se explican mediante la tercera ley de Newton:
3° ley: A toda fuerza de acción corresponde una fuerza de reacción de igual magnitud o intensidad, pero de sentido contrario.
La salida hacia abajo de gases generados en una combustión permite que el cohete tenga un impulso hacia arriba. El conocimiento de las leyes de Newton, en este caso la tercera, ha permitido un gran desarrollo tecnológico.
eL CABALLO LisTOeL CABALLO LisTO
Arre,caballo, jala el carro para que nos podamos ir
Jalar el carrosería un esfuerzo
inútil
Si yo jalo el carro, el tirará de mí a su vez por la 3˚ ley de
Newton, las fuerzas son iguales y opuestas , asi que se cance-lan, con una fuerza resultante
de cero no nos moveremos
Física,Física, Física…
Para poder movernos tienes que ejercer una fuerza sobre el carro ¡tira de él y seguro lo
lograremos!
¿Cómo podré avan-zar si el carro tira de
mí hacia atrás?
Física,Física, Física…
Sólo empuja el suelo hacia atrás, por la 3° ley de Newton el suelo te empu-jará hacia adelante con la
misma fuerza
Lo ves, ya avanzamos ¡esté suelo está haciendo
un buen trabajo!
Para terminarLean el texto. Pongan especial atención en la tercera ley de newton.
elaboren en el pizarrón una lista de tres actividades cotidianas que se pueden explicar mediante la tercera ley de newton.
Reflexión sobre lo aprendido
Revisa lo que pensabas al inicio de la secuencia acerca de las causas del
movimiento y cómo interactúan dos objetos entre sí. ¿Existe diferencia
entre lo que pensabas y lo que sabes ahora? Explica tu respuesta.
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secuencia 8
Lo que aprendimos
Resuelvo el problema“Vas a elaborar un cartel para promocionar el uso del cinturón de seguridad en los vehí-culos automotores en tu comunidad. Después de leer el cartel, tus vecinos tendrán infor-mación sobre:
1. Las fuerzas que actúan sobre el cinturón cuando un coche frena.
2. Para que se utilizan los cinturones de seguridad.
• Elabora un cartel con la información adecuada y un dibujo que muestre las fuerzas que actúan cuando el coche frena sobre el cinturón de seguridad y la persona que lo usa.”
Resuelve el problema en tu cuaderno. Para ello, considera:
1. ¿Por qué se comenzaron a utilizar los cinturones de seguridad?
2. ¿Qué fuerzas actúan sobre las personas que viajan en un coche que frena? Elabo-ra un dibujo al respecto.
3. ¿Cambia el efecto sobre el cinturón si una persona tiene una masa pequeña y otra una masa grande? Explica.
4. Emplea en tu argumentación los conceptos de fuerza, aceleración e inercia.
Reflexión sobre lo aprendido
Revisa lo que pensabas al inicio de la secuencia sobre los cambios en el movimiento. ¿Qué
diferencias notas entre lo que escribiste entonces y lo que sabes ahora? Justifica tu respuesta.
¿Para qué me sirve lo que aprendí?contesta las siguientes preguntas en tu cuaderno:
1. Si vas en tu bicicleta y ves a corta distancia un obstáculo en tu camino, ¿aplicarías los frenos inmediatamente o hasta que casi tocas el obstáculo? ¿Por qué?
2. ¿Qué ley de Newton explicaría por qué un mesero muy hábil no desacomoda los platos que están sobre la mesa si tira fuerte del mantel?
Para recapitular el contenido de la secuencia consulten el programa: Las leyes del movimiento en la programación de la red satelital edusat.
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IICIENCIAS
Ahora opino que… un juego muy común entre los niños es el de las “coleadas”. este juego puede ser peligroso debido a las fuerzas que actúan en él.
• Responde en tu cuaderno:
1. ¿Dónde resulta más seguro colocarse: adelante o atrás de la fila? ¿Por qué?
2. ¿Es más seguro: jugar coleadas con patines? ¿Por qué?
3. Argumenta tus respuestas empleando los términos: fuerza e inercia.
Para saber más…1. Diccionario básico de científicos. (1994). Madrid: Tecnos.2. Breun, E. et al. (1997) Física para segundo grado. El universo de la ciencia. México:
Trillas.3. Pérez Montiel, H. (1999). Física, segundo año. México: Patria4. Viniegra, F. (1991). Una Mecánica sin Talachas. México: Fondo de Cultura Econó-
mica.
1. Aguilar, G., et al. La mecánica de Galileo y Newton. ILCE. 22 de febrero de 2007.http://bibliotecadigital.ilce.edu.mx/sites/ciencia/volumen1/ciencia2/03/htm/sec_9.
html2. Alba, F. La mecánica. ILCE. 22 de febrero de 2007.http://bibliotecadigital.ilce.edu.mx/sites/ciencia/volumen1/ciencia2/23/htm/sec_
6.htm3. Hacyan, S. La relatividad de Galileo. ILCE. 22 de febrero de 2007.http://bibliotecadigital.ilce.edu.mx/sites/ciencia/volumen2/ciencia3/078/htm/sec_
4.htm
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secuencia 9
Se supone que nuestro Sistema Solar se formó hace 4,600 millones de años por la acumulación de una nube de gas y polvo que también dio origen al Sol. Ocho planetas giran alrededor del Sol siguiendo trayectorias elípticas, aunque prácticamente son circulares.
Los planetas se dividen en dos grupos: interiores y exteriores. En orden creciente de su distancia al Sol, en el primer grupo se encuentran Mercurio, Venus, la Tierra y Marte. En el segundo grupo Júpiter, Saturno, Urano y Neptuno.
Entre los dos grupos se encuentra un cinturón de asteroides que, al igual que los planetas, también giran en torno al Sol siguiendo trayectorias prácticamente circulares. De los planetas interiores La Tierra y Marte poseen satélites o lunas, que se mueven circularmente en torno a ellos.
Los planetas exteriores son gaseosos y gigantescos, tienen anillos compuestos por millones de partículas de hielo y polvo. Desde luego, los anillos más espectaculares son los de Saturno. Además de los anillos, los planetas exteriores tienen satélites o lunas que giran a su alrededor.
En las afueras del Sistema Solar se halla la nube de Oort, donde se concentra gran cantidad de cometas. En ocasiones viajan hacia el centro del Sistema, lo que permite que veamos su espectacular cauda. Algunos de ellos describen órbitas elípticas en torno al Sol, como los planetas. El cometa más conocido es el de Halley, que pasa cerca de la Tierra cada 76 años.
Para empezarLee el texto.
• Antes de la lectura, recuerda lo que sabes del Sistema Solar.
sesión 1
Texto introductorio
Nuestro Sistema Solar es un sistema complejo y fascinante, con planetas, asteroides y cometas, entre otros cuerpos celestes.
consulta tu diccionario para encontrar el significado de palabras como cometa.
Planetas del Sistema Solar.
¿La materia atrae a la materia?
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IICIENCIASSabías que…Hasta hace algunos años a Plutón se le consideraba un planeta del Sistema Solar, pero desde 2006 Plutón es considerado el planeta menor número 134,340, según el Minor Planet Center. Plutón no se encuentra en el mismo plano, en el que están las órbitas de los demás planetas. De hecho, por un tiempo Plutón se encontraba entre Urano y Neptu-no. Estas son las razones principales por las cuales ya no se le considera un planeta del sistema solar.
Lo que pienso del problemacontesta en tu cuaderno:
1. ¿Cómo se le llama a la fuerza que nos mantiene sobre el suelo?
2. ¿De qué depende esta fuerza?
3. ¿Es lo mismo masa que peso? Justifica tu respuesta.
Manos a la obra Actividad UNODescriban las características del movimiento circular. Para ello:
1. Necesitan:
a) Lata de aluminio de 355 ml; cualquier lata de refresco cumple con esta condición.
b) 1.5 m de cuerda rígida; puede ser un mecate delgado para tender ropa.
c) Abrelatas.
d) Argolla; puede ser la de un llavero. La argolla es para evitar que te lastimes o te quemes el dedo mientras tiras de la cuerda.
e) Cronómetro
Ahora ya conoces distintos tipos de movimiento y su relación con las fuerzas. En esta secuencia podrás explicar, a partir de la Ley de la Gravitación Universal, el movimiento de cuerpos celestes y cómo se provoca nuestro peso. Este conocimiento te servirá para valorar la participación de la fuerza de gravedad en algunos fenómenos que ocurren en nuestro planeta, así como la importancia que ha tenido la astronomía para algunas culturas del mundo.
Consideremos lo siguiente…a continuación se presenta el problema que resolverás con lo que hayas aprendido durante esta secuencia.
¿La fuerza que nos mantiene unidos a la superficie de la Tierra y la que mantiene a los planetas moviéndose en torno al Sol? ¿Corresponden al mismo tipo de interacción?
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secuencia 92. Realicen lo que se indica:
a) Quiten la tapa superior de la lata con el abrelatas.
b) Hagan dos orificios en las paredes laterales de a la lata e introduzcan la cuerda por ellos.
c) Jalen la cuerda un poco y hagan un nudo en forma triangular.
d) Midan 30 cm desde el nudo y amarren ahí la argolla.
e) Pidan la participación de un compañero y enrollen en la mano del compañero el resto de cuerda.
f) El compañero introduce el dedo índice en la argolla.
g) Ladeando el dedo horizontalmente, comenzará a darle vueltas a la lata. Debe darle exactamente 50 vueltas. Realicen esto con mucho cuidado para no golpear a un compañero.
h) Midan el tiempo en que se completan las 50 vueltas.
i) Repitan los pasos d a h para longitudes de 45, 50 y 60 cm desde el nudo y coloquen ahí la argolla.
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IICIENCIAS3. En su cuaderno:
a) Expliquen cómo se produce un movimiento circular.
b) Elaboren un círculo donde representen cuántas fuerzas existen en el movimiento circular y hacia dónde se dirigen.
c) ¿Qué pasaría si se suelta la cuerda, mientras la lata se encuentra en movimiento circular?
d) Si suponemos que los planetas se mueven en torno al Sol en una trayectoria circular y no hay ninguna cuerda que conecte al Sol con un planeta, ¿qué es lo que provoca que un planeta gire en torno al Sol?
e) ¿Hubo diferencia significativa entre los tiempos que midieron para cada una de las longitudes de la cuerda? ¿A qué se debe?
f) Describan lo que sintieron en el dedo al girar la lata y cambiar las longitudes de la cuerda.
intercambien sus puntos de vista acerca de lo siguiente:
1. ¿Cuál sería la trayectoria de un planeta si no hubiese ninguna fuerza actuando sobre él?
2. No hay una cuerda que sujete a los planetas con el Sol, entonces: ¿Qué los mantiene en su órbita?
3. ¿Cuál de las leyes de Newton explica este fenómeno?
comenten:
• La trayectoria de un planeta en torno al Sol no es perfectamente circular; se desvía ligeramente describiendo una elipse ¿Cuándo se moverá más rápido un planeta, cuando esté más cerca o más lejos del Sol?
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secuencia 9Lean el texto. Pongan atención en las características de la fuerza gravitacional.
Actividad DOSinfieran cómo depende la fuerza de interacción gravitacional de la distancia que separa a dos objetos de la misma masa.
1. Se han medido las fuerzas de interacción gravitacional entre dos masas iguales en función de la distancia que las separa. Los datos se resumen en la siguiente tabla.
Distancia r (m) Fuerza gravitacional F (n)
1 100.00
2 25.00
3 11.11
4 6.25
5 4.00
6 2.78
7 2.01
8 1.56
9 1.23
10 1.00
Texto de información inicial
¿Existe una fuerza de atracción en cualquier lugar del Universo?“La materia atrae a la materia en cualquier región del Universo”. Éste es el principio de la gravitación universal de Newton. Toda la materia interactúa entre sí, y toda interacción se determina con una fuerza. Desde luego, la fuerza gravitacional depende de la cantidad de materia que poseen los objetos que interactúan, es decir, de sus masas.
La interacción gravitacional se transmite a distancia. Por ejemplo, la fuerza de atracción gravitacional ‘Fg’, entre dos objetos de masas iguales m1 y m2 de 1 kg, que se encuentran separados a una distancia r de 1 m es de:
Fg = 6.67x10-11 N .
Podemos decir entonces que la interacción gravitacional depende de las masas y su distancia, aunque nunca deja de actuar sobre todos los cuerpos del Universo.
Isaac Newton descubrió la ley de la gravitación universal apoyándose en los trabajos desarrollados por Kepler y Hooke, entre otros. Newton sintetizó las órbitas elípticas de Kepler con la fuerza “centrífuga” de Hooke. Es decir que reunió por lo menos dos siglos de creación y desarrollo científico en una teoría magistral, que sigue vigente hasta nuestros días.
Constante de gravitación universal: Valor numérico que
expresa la intensidad de la atracción gravitacional que se
produce entre dos objetos de un kilogramo cada uno
separados por un metro de distancia.
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IICIENCIAS
F(N)
r(m)
100
80
60
40
20
0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10
3. Contesten a partir de la curva que corresponde a esta gráfica:
a) ¿Cuál es la relación de proporcionalidad, directa o inversa, entre la fuerza gravitacional y la distancia?
b) ¿En qué momento llega a desaparecer la interacción gravitacional?
contesten en su cuaderno:
1. ¿Existe interacción gravitacional entre dos diminutas partículas de polvo? ¿Por qué?
2. ¿Es perceptible la interacción gravitacional que existe entre dos camiones de 5 toneladas separados a 1 m de distancia? Expliquen.
3. ¿La fuerza de atracción gravitacional que ejercen sobre ti los objetos que te rodean impedirá que te separes de tu compañero o compañera de banca? ¿Por qué?
2. Elaboren una gráfica de fuerza contra distancia con estos datos.
Reflexión sobre lo aprendido
Acabas de describir gráficamente la relación
entre la distancia y la fuerza de atracción
gravitacional. ¿De qué te sirve esta información
para resolver el problema?
Vínculo entre secuenciasRecuerda que el concepto de fuerza lo revisaste en la secuencia 6: ¿Por qué cambia el movimiento? y en la secuencia 8: ¿cuáles son las causas del movimiento?
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secuencia 9
Texto de formalización
Sabías que…Newton dedujo que la fuerza de interacción gravitacional es proporcional al producto de las masas de los objetos que interactúan, e inversamente proporcional a la distancia que los separa elevada al cuadrado. Esto significa que si los cuerpos tienen masas grandes, como los planetas, se atraerán considerablemente entre sí, por el contrario, si la distancia que los separa es muy grande, entonces la fuerza entre ellos será muy débil.
Newton introdujo una constante de la gravitación universal ‘G’, cuyo valor es pequeñísimo, precisamente:
G = 6.67×10-11 Nm2
kg2
Por lo anterior, la fuerza de atracción gravitacional está dada por la siguiente ecuación:
F= Gm1m2
r2
sesión 2 Para terminarLean el texto
• Antes de leer el texto, contesten la pregunta del título.
¿Pesamos lo mismo en la Tierra que en la Luna?El peso es la fuerza que nos atrae hacia el centro de la Tierra y nos mantiene sobre el suelo. Podemos calcular matemáticamente nuestro peso con la segunda ley de Newton. Hay que multiplicar nuestra masa m por la aceleración que produce la gravedad sobre cualquier objeto que esté cerca de la superficie de la Tierra, y que tiene un valor de g = 9.8 m
s2.
Por ejemplo, si una persona tiene una masa de 60 kg su peso sobre la superficie de la Tierra es de:
Fg = mg = (60 kg) (9.8 m s2
) = 588 N
También en los demás planetas que conforman nuestro
Sistema Solar experimentaríamos peso, sólo que sería distinto al
que experimentamos en la Tierra, ya que los otros planetas
tienen distinta masa y tamaño, por esta razón la aceleración de
la gravedad cerca de sus superficies serían distintas a la de la
Tierra. La aceleración de la gravedad sobre la superficie de un
planeta depende de su masa y de su radio, es decir de la
distancia desde el centro del planeta hasta su superficie.El peso es una fuerza que nos atrae hacia el centro de nuestro planeta y nos mantiene sobre su superficie.
comenten si pesamos lo mismo en la Tierra que en la Luna.
• Expliquen sus respuestas empleando los conceptos de masa y aceleración de la gravedad.
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IICIENCIAS
Actividad TRESEl peso y la gravedad
calculen el peso de una persona en diferentes cuerpos del sistema solar.
• Realicen lo que se pide:
1. Completen la tabla calculando el peso de una persona de 60 kg de masa en cada uno de los cuerpos celestes.
2. Tomen en cuenta la aceleración de la gravedad que existe sobre la superficie de cada cuerpo celeste.
cuerpos celestes aceleración de la gravedad en la superficie del planeta
gp
( m s2
)
Peso de una masa de 60 kg en el planeta
Fp
(n )
Tierra
9.81 588
Mercurio
3.63
Venus
8.87
Marte
3.71
Luna
1.62
Júpiter
419
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secuencia 93. Con los cálculos que han realizado, ¿en cuál de los cuerpos del Sistema Solar pesaría-
mos más y en cuál menos?
4. ¿Cuáles pueden ser las diferencias más significativas entre esos dos cuerpos celestes para provocar la enorme diferencia de pesos?
5. ¿En qué planeta nuestro peso sería más cercano al que experimentamos en la Tierra
Las ciencias y la comunidad científicaEntre las culturas antiguas que tuvieron un gran desarrollo en astronomía destacan la maya, la inca y la griega. Existen códices mayas que indican que esta cultura tenía un calendario basado en el movimiento del Sol. El calendario de los incas, por su parte, constaba de un año solar de 365 días, repartidos en 12 meses de 30 días y con 5 días intercalados. Los aztecas, a su vez, propusieron un calendario solar conformado por un círculo exterior de 20 áreas que representaban los días de cada uno de los 18 meses que contenía su año. Los griegos fueron, quizá, la cultura europea que en la antigüedad desarrolló más la astronomía. Por ejemplo, Ptolomeo pensó que la Tierra era el centro del Universo y construyó un modelo matemático para explicar el movimiento de los astros que se conocían en su época. Este modelo fue aceptado por los estudiosos del cielo hasta la época del Renacimiento, en el siglo XV de nuestra era. Un sacerdote polaco de esa época, Nicolás Copérnico, cambiaría para siempre nuestra percepción del lugar que ocupa la Tierra en el Universo, al afirmar que el Sol es el centro del Sistema Solar.
La astronomía ha sido muy importante desde la antigüedad hasta nuestros días. Algunos pueblos tenían calendarios basados en el movimiento del Sol.
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IICIENCIAS
Reflexión sobre lo aprendido
Ahora conoces algunas características de la fuerza de interacción gravitacional
y observaste los efectos de la fuerza centrípeta. ¿De qué te sirve este
conocimiento para resolver el problema
Lo que aprendimos
Resuelvo el problema“¿La fuerza que nos mantiene unidos a la superficie de la Tierra es la misma que mantiene a los planetas moviéndose en torno al Sol? ¿En qué son similares esas fuerzas y en qué se diferencian?”.
Resuelve el problema en tu cuaderno.
• Para ello, considera las siguientes cuestiones:
1. ¿Qué dirección y sentido tiene el peso de una persona o, en general, de cualquier objeto?
2. ¿Cómo será el movimiento de un objeto, inicialmente en reposo, situado cerca de un planeta?
3. ¿La fuerza que nos mantiene unidos a la superficie de la Tierra y la que mantiene a los planetas moviéndose en torno al Sol corresponde a la misma interacción? Explica.
4. ¿La fuerza de gravedad actúa como una fuerza centrípeta?
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secuencia 9
Reflexión sobre lo aprendido
Revisa lo que pensabas al inicio de la secuencia sobre la causa por la que los
planetas giran en torno al Sol y no se salen de su órbita. ¿Existe diferencia entre
lo que pensabas y lo que sabes ahora? Explica tu respuesta.
5. ¿Por qué la Luna no cae encima de la Tierra?
6. ¿Por qué los planetas no chocan entre sí?
Para ampliar sus respuestas al problema:
1. Observen el siguiente video.
La gravitación universal
2. Expliquen en su cuaderno:
a) ¿En qué se parecen la caída libre, el peso de los objetos y las fuerzas de atracción entre los planetas?
b) Las mareas se producen por la interacción gravitacional que existe entre la Luna y la Tierra. ¿Qué sucedería si la masa de la Luna fuera el doble de lo que es?
¿Para qué me sirve lo que aprendí?en los Juegos Olímpicos existe una prueba que consiste en lanzar un disco de 2 kg lo más lejos posible. Los lanzadores giran sobre sí mismos antes de extender su brazo y lanzar el disco.
• Elaboren un texto en su cuaderno que explique por qué el atleta gira para lanzar el disco.
Ahora opino que…¿Habría sido posible realizar el viaje a la Luna, en la misión apolo Xi de 1969, sin un conocimiento mínimo de la gravitación universal?
• Intercambien sus opiniones al respecto.
Para recapitular el contenido de la secuencia consulten el programa: ¿La materia atrae a la materia? en la programación de la red satelital edusat.
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IICIENCIAS
Para saber más…1. Fierro, Julieta y Miguel A. Herrera. La familia del Sol. ILCE. 26 Febrero 2007.
http://omega.ilce.edu.mx:3000/sites/ciencia/volumen2/ciencia3/062/htm/fami-lia.htm
2. Instituto Superior de Ciencias Astronómicas. 2005. Espacio profundo. 26 Febrero 2007. http://www.observatoriomontedeva.com/mpc/mpc.html
3. León-Portilla, León. Astronomía y cultura en Mesoamérica. ILCE. 26 Febrero 2007 http://omega.ilce.edu.mx:3000/sites/ciencia/volumen1/ciencia2/04/html/sec_5.html
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secuencia 10
Una de las fuentes de energía que más se utiliza en la actualidad es el petróleo. Aunque su uso tiene dos inconvenientes: 1) cuando se quema produce gases que en grandes cantidades contaminan la atmósfera; 2) este combustible fósil, que se produjo hace millones de años en condiciones muy particulares, tarde o temprano, se acabará.
Sin embargo, se puede utilizar la energía que proviene de otras fuentes, como el Sol. Hoy en día, es posible convertir la luz en electricidad mediante paneles solares instalados en las azoteas de casas y edificios, o bien en satélites y estaciones espaciales.
Por otro lado, desde hace muchos años, se construyeron en Europa grandes molinos de viento para moler semillas; el diseño de estos molinos ha ido cambiando y también su uso. En la actualidad, se emplea la energía del viento para producir electricidad.
Incluso la basura puede convertirse en una fuente de energía. Por ejemplo, el metro de la ciudad de Monterrey usa energía generada por el gas metano que se obtiene de la descomposición de la basura orgánica. Sin embargo, el uso excesivo de este gas afecta el ambiente, de manera que debe estar controlado. Lo importante es que estas fuentes de energía, a diferencia del petróleo, son ilimitadas y resultan más “amigables” con el ambiente.
Para empezar Fuentes de energía
Lee el texto.
• Antes de leer el texto contesta: ¿Qué fuentes de energía conoces?
sesión 1
Texto introductorio
Los molinos de viento se han utilizado des-de hace mucho tiempo, aunque su diseño ha cambiado.
Paneles solares.
Se utiliza la energía radiada por el Sol para cocer los alimentos.
Algunos barcos se impulsan con el viento.
consulta tu diccionario para encontrar el significado de palabras como panel.
¿Cómo se utiliza la energía?
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IICIENCIASAhora conoces la participación de las fuerzas en los cambios ocurridos en la materia. En esta secuencia, aprenderás diferentes usos dados al término energía, así como las formas en que ésta se manifiesta y se transforma. Valorarás las distintas fuentes de energía que utilizamos para satisfacer nuestras necesidades energéticas.
Consideremos lo siguiente…a continuación se presenta un problema que resolverás con lo que hayas aprendido durante esta secuencia.
Identifica cuáles son las formas de energía que se usan en tu escuela. ¿Qué fuentes de energía utilizarías para satisfacer las necesidades actuales y por qué?
Lo que pienso del problemacontesta en tu cuaderno:
1. ¿Cuántas formas de energía conoces? ¿Cuáles son?
2. ¿Qué fuentes de energía hay en tu comunidad?
3. ¿Qué formas de energía son las que más se utilizan en tu escuela?
Manos a la obraActividad UNOidentifiquen los distintos significados de la palabra energía.
1. Comenten:
a) La palabra energía se utiliza no solamente en la física sino en la vida diaria; ¿es diferente el significado que se le da en ambos casos? Expliquen.
b) ¿Ocurre lo mismo con otros términos físicos como la aceleración? Expliquen.
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secuencia 10
Oraciones que emplean la palabra energía
significado dado a la palabra energía
contexto de uso: científico o no científico
A. Hoy estoy lleno de energía, por mis venas corre la pasión por ti.
Se refiere al estado de ánimo que da el amor,
el cariño.No científico
B. Un automóvil que aprovecha la energía de desechos animales y vege-tales, es la sensación de la feria de agro-negocios del sur de Brasil.
C. El defensor le quitó el balón con mucha energía.
D. Miles de personas acuden a sitios arqueológicos en todo el país para cargarse de energía positiva con la llegada de la primavera.
E. Un rayo cae sobre un árbol, la energía eléctrica se transforma en calor y luz cuando este se incendia.
Reflexión sobre lo aprendido
Ahora conoces diferentes significados dados al
término energía, tanto en el lenguaje cotidiano
como en el científico.
1. Utiliza este conocimiento para explicar si es
o no posible utilizar la energía positiva para
satisfacer las necesidades energéticas de tu en
la escuela.
2. Recuerda que tu respuesta te ayudará a
resolver el problema.
2. Identifiquen en los siguientes enunciados:
a) El significado que se le da a la palabra energía en cada oración.
b) El contexto en que se usa la palabra energía: científico o no.
c) Fíjense en el ejemplo.
intercambien sus opiniones sobre:
1. Las diferencias que encontraron en el significado de la palabra energía en los dos contextos.
2. Las ventajas y las desventajas de que una palabra tenga diversos significados.
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IICIENCIAS
Texto de información inicial
¿La energía se transforma?Vivimos en un mundo en el que todos sus elementos, se interrelacionan de alguna manera. Prácticamente en cualquier fenómeno que ocurre a nuestro alrededor existen transformaciones de energía. Por ejemplo, las plantas obtienen del Sol la energía que necesitan para producir su alimento. También nuestras casas son un buen ejemplo, pues ahi se transforma la energía eléctrica en otras formas de energía: cuando encendemos el radio, la energía eléctrica se convierte en energía sonora; al usar la licuadora, la energía eléctrica se transforma en energía mecánica cinética, ya que las aspas se mueven para triturar los alimentos.
En casi todas las transformaciones de energía existe cierta “pérdida” en forma de calor, es decir, no puede aprovecharse toda la energía disponible en lo que se requiere. Por ejemplo, no toda la energía eléctrica que se usa para prender un foco se transforma en energía luminosa o luz, lo que sería la función principal este dispositivo. Una buena parte de esa energía se transforma en calor; en este caso se le llama pérdida porque no sirve para iluminar.
El calor que desprendemos cuando corremos, el rayo durante una tormenta, el funcionamiento del motor de un tractor, la percepción de la luz por nuestros ojos, las reacciones nucleares que suceden en las estrellas como nuestro Sol, son fenómenos que tienen algo en común: son transformaciones de energía.
En un motor existe transformacion de energía
Lean el texto. Durante la lectura, pongan atención en las distintas formas de energía que existen.
Tabla 1. algunas fuentes y formas de energía
Fuente de energía Forma de energía ejemplo
Sol Luminosa
VientoMecánica, en forma de
energía eólica
Carbón, petróleo, gas natural
Química
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secuencia 10
conexión con ciencias iPara recordar las transformaciones energéticas que ocurren durante la fotosíntesis, consulta la secuencia 15: ¿Cómo producen las plantas su alimento? de tu libro de ciencias i.
Tabla 1. algunas fuentes y formas de energía
Fuente de energía Forma de energía ejemplo
Caídas de agua Mecánica Ilustración
Desechos orgánicos Química
Átomos Nuclear
Olas del mar Mecánica Ilustración
Emisor de sonidoMecánica en forma de
energía sonora
Reflexión sobre lo aprendido
1. Compara tu respuesta a la pregunta uno anterior con tus respuestas a
las preguntas de Lo que pienso del problema al inicio de la secuencia:
¿Cuántas formas de energía conoces? ¿Cuáles son?
2. ¿Cambió lo que pensabas? Explica tu respuesta.
3. Recuerda que todo lo que aprendas durante la secuencia te ayudará
para resolver el problema.
intercambien sus opiniones sobre:
1. ¿Cuáles son las formas de energía que se mencionan en el texto?, ¿Cuáles de ellas se pueden percibir a través de los sentidos?
2. ¿Cuál es la energía que está relacionada con el movimiento de las aspas de una licuadora?
3. Mencionen dos fenómenos naturales o procesos artificiales en los que existan transformaciones de energía.
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IICIENCIAS
Las ciencias y la comunidad científicaEn 1938, el científico alemán Otto Hahn descubrió la fisión nuclear. Inmediatamente después, la comunidad científica internacional vis-lumbró la posibilidad de fabricar un reactor nuclear para aprovechar la energía atómica en la industria.
En esa época, el proyecto de un reactor nuclear no tenía mucho apoyo del gobierno de Estados Unidos pero, ya iniciada la Segunda Guerra Mundial destinaron gran cantidad de recursos monetarios, téc-nicos y humanos para adelantarse a Alemania en el desarrollo de una bomba atómica. El proyecto culminó con la fabricación de dos bom-bas atómicas que fueron arrojadas sobre Japón al final de la guerra, lo que ocasionó la muerte de cerca de 190 mil personas.
En la fisión atómica se rompen los núcleos atómicos. Esto libera enormes cantidades de energía que puede aprovecharse en actividades de la vida diaria o para generar una enorme destrucción como el caso de la bomba atómica.
Sabías que…Si bien la energía nuclear es muy poderosa, genera desechos que son en extremo tóxicos. Hay que manejarla con mucho cuidado para evitar acci-dentes como el que ocurrió en Chernobyl, Ucrania, el 26 de abril de 1986, cuando explotó uno de los reactores de la planta. Una década y media mas tarde la evaluación de víctimas totales por contaminación ascendía a dece-nas de miles. La radiación afectó a más de 300,000 personas que enferma-ron de distintos tipos de cáncer.
Las centrales nucleares permiten reducir la utilización de combustibles como el petróleo y son una alternativa para generar energía eléctrica lim-pia, porque no se producen emisiones de dióxido de carbono, que son el principal causante del efecto invernadero.
La única central nuclear que hay en nuestro país está en Veracruz, se llama Laguna Verde y cumple con las normas internacionales de seguridad.
Actividad DOS¿Cómo se transforma la energía?
Describan las transformaciones de energía que se llevan a cabo en algunos fenómenos cotidianos.
1. Comenten si nuestros sentidos nos sirven para detectar la energía.
2. Enciendan la televisión del salón:
Central Nuclear Laguna Verde, Veracruz.
sesión 2
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secuencia 10
Un rayo en una tormenta eléctrica.
conexión con ciencias iRecuerda que la transformación de los alimentos durante la digestión se revisó en la secuencia 13: ¿Cómo puede mi cuerpo utilizar lo que como? de tu libro de ciencias i.
a) ¿Qué forma de energía es la que permite que la televisión encienda?
b) ¿Qué formas de energía pueden identificar una vez encendida la televisión?
c) ¿Qué forma de energía reconocen al tocar la pantalla de la televisión después de estar un tiempo prendida?
3. Froten su goma de borrar en la mesa con fuerza:
a) Qué forma de energía está relacionada con el movimiento?
b) Toquen el lugar donde frotaron la goma, ¿qué forma de energía identifican?
c) ¿De dónde proviene la energía necesaria para mover la goma?
intercambien opiniones sobre:
1. ¿Pudieron observar la energía eléctrica o más bien infirieron su transformación? Justifiquen su respuesta.
2. ¿Se puede observar la energía mecánica? ¿Por qué?
3. Imaginen un rayo en una tormenta. ¿Lo que ven es la energía eléctrica o alguna transformación de ella? Explica tu respuesta.
Reflexión sobre lo aprendido
Ahora puedes identificar las formas en las que se manifiesta la
energía y algunas de sus transformaciones en nuestra vida cotidiana.
Utiliza este conocimiento para identificar las formas de energía que
más se utilizan en tu escuela. Recuerda que tu respuesta te ayudará
a resolver el problema.
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IICIENCIAS
Texto de formalización
Para terminarLean el texto. antes de iniciar la lectura, reflexionen sobre cómo usan la energía en su vida cotidiana.
¿Se conserva la energía?Toda la materia y sus interacciones tienen asocia-da energía. La energía puede entenderse como la capacidad de un sistema físico para cambiar o producir cambios en su alrededor.
La materia es cercana a nuestra experiencia cotidiana, la podemos ver y tocar. No ocurre lo mismo con la energía; normalmente sólo podemos percibir con nuestros sentidos las transformaciones de la energía. Por ejemplo, la energía mecánica se puede transformar en calor que podemos sentir y la energía eléctrica se transforma en luz que podemos ver.
La energía es un concepto muy importante para las ciencias. Se relaciona con diferentes fenómenos que ocurren a nuestro alrededor, como la luz, el calor, el movimiento, la electricidad y la energía química almacenada en los alimentos o en los combustibles. En la vida cotidiana también están presentes las transformaciones de energía. Por ejemplo, el tractor transforma la energía química del combustible en energía mecánica para levantar la cosecha.
Cualquier forma de energía puede transformarse en otras, pero no puede crearse ni destruirse. A esto se le conoce como el Principio de Conservación de la Energía.
En un determinado sistema físico, por ejemplo el péndulo de un reloj de pared, una galaxia o el Sistema Solar, pueden ocurrir cambios en cada uno de ellos: el péndulo se mueve de un lado a otro, los planetas completan sus órbitas; en el Sol ocurren explosio-nes al igual que en las estrellas que forman una galaxia. Sin embargo, para cada uno de estos sistemas existe una cantidad cuyo valor no cambia: la energía.
comenten:
1. Expliquen con sus palabras el Principio de Conservación de la Energía.
2. Cuándo frotas tus manos se calientan ¿estas creando energía en forma de calor? Explica.
3. ¿Cuáles de las formas de energía que aparecen en la Tabla 1. algunas fuentes y formas de energía se pueden percibir con los sentidos?
Las olas y los ríos también tienen energía mecánica aunque no poda-mos verla, lo que sí podemos observar es su movimiento. Esta energía se aprovecha en algunos países para generar electricidad en centrales hidroeléctricas.
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secuencia 10
Lo que aprendimos
Resuelvo el problema“Identifica cuáles son las formas de energía que se usan en tu escuela. ¿Qué fuentes de energía utilizarías para satisfacer las necesidades actuales y por qué?”.
Resuelve el problema en tu cuaderno. Para ello menciona:
1. ¿Cuántas formas de energía conoces? ¿Cuáles son?
2. Enlista las formas de energía que más se utilizan en tu escuela.
3. Escribe tres fuentes de energía adecuadas para tu escuela; toma en cuenta las condi-ciones que la rodean.
4. ¿Cuáles serían las transformaciones que se llevarían a cabo para obtener y utilizar esa energía en tu escuela?
¿Para qué me sirve lo que aprendí?Describe las transformaciones de energía que ocurren en tu organismo. Para ello:
1. Cuenta el número de:
a) Pulsaciones que percibes en la muñeca de tu mano cada 10 segundos.
b) Respiraciones que tienes en 10 segundos.
2. Sal del salón y Corre tres vueltas alrededor de la cancha o del patio de la escuela y regresa a tu lugar.
3. Escribe en tu cuaderno:
a) ¿Cuántas pulsaciones y respiraciones tienes ahora cada 10 segundos?
b) ¿Por qué crees que el pulso aumenta?
c) ¿De dónde obtuviste la energía necesaria para correr?
d) ¿Tuviste alguna sensación de calor que no tenías antes de correr?
e) ¿Qué transformaciones de energía se llevaron a cabo mientras corrías?
f) Explica de qué manera se cumplió el Principio de Transformación de la Energía en tu cuerpo.
Reflexión sobre lo aprendido
Revisa lo que pensabas al inicio de la secuencia sobre qué es la energía, las formas
en las que se manifiesta y las fuentes de energía que hay en tu comunidad. ¿Existe
diferencia entre lo que pensabas y lo que sabes ahora? Justifica tu respuesta.Para recapitular el contenido de la secuencia consulten el programa: Aprovechemos la energía en la programación de la red satelital edusat.
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IICIENCIAS
Ahora opino que…Guerras como la del Golfo Pérsico, que se desarrolló hace unos años, han estado relacionadas con el petróleo. algunos países buscan aumentar sus reservas de este recurso ya que es una fuente muy importante de energía. si tuvieran que elegir entre las siguientes dos opciones, ¿cuál escogerían?
a) Buscar más lugares donde extraer petróleo.
b) Desarrollar tecnologías para explotar otras fuentes de energía.
• Escriban sus argumentos en el cuaderno.
Lo que podría hacer hoy…Haz las siguientes actividades en tu casa:
1. Identifica todas las formas en que se consume energía en tu casa.
2. Cuantifica la cantidad de energía que se consume en un mes. Emplea para ello:
a) El recibo de la luz.
b) La cantidad de gas utilizado.
c) La cantidad de otros combustibles usados, como la leña.
3. Contesta: ¿Qué medidas puedes poner en marcha en tu casa para ahorrar energía?
4. Realiza estas medidas en tu casa durante dos meses y observa los resultados, a partir del nuevo consumo registrado.
Para saber más…1. Diccionario de física. (2004). Madrid: Oxford-Complutense.
1. Comisión Nacional para el Ahorro de Energía. 10 de enero de 2006. Desde el hogar. 22 de febrero de 2006.http://www.conae.gob.mx/wb/CONAE/CONA_9_desde_el_hogar2. Greenpeace. Renovables 2005. 22 de febrero de 2007. http://energia.greenpeace.es/3. Tonda, Juan. El oro solar y otras fuentes de energía. ILCE. 22 de febrero de 2007. http://bibliotecadigital.ilce.edu.mx/sites/ciencia/volumen3/ciencia3/119/htm/oroso-lar.htm
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secuencia 11
Para empezarLee el texto.
• Antes de la lectura contesta: ¿Por qué crees que el juego mecánico de las ferias se llama “montaña rusa”?
sesión 1
Texto introductorio
Ahora conoces las formas en las que se manifiesta la energía y algunas de sus transformaciones. En esta secuencia estudiarás la energía mecánica y su relación con el movimiento. Valorarás la importancia de la imaginación en la actividad científica.
¿Quién inventó la montaña rusa?
La joven emperatriz de Rusia Catalina II la Grande, como todos los niños, jugaba a deslizarse colina abajo sobre la nieve, subida en un trineo. Así pasaba el invierno, arrojándose una y otra vez cuesta abajo en la montaña. Catalina era muy feliz hasta que la nieve se derretía y no podía deslizarse más desde las colinas. Un día se le ocurrió una gran idea:
— ¡Póngale ruedas a una tabla! —, ordenó. Dicho y hecho, Catalina pudo desplazarse cuesta abajo en su
flamante carrito durante todo el verano. Así se originó el juego que se ha llegado a conocer con el nombre de “montaña rusa” y que es además un excelente ejemplo de transformaciones de energía.
Este juego funciona de forma muy parecida a las resbaladillas y los toboganes, con los que nos hemos divertido desde niños. En todos ellos ocurren las mismas transformaciones de energía.
La montaña rusa: un juego de la realeza que en pocos años se hizo popular alrededor del mundo.
Catalina II La Grande (1729- 1796).
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IICIENCIAS
Consideremos lo siguiente…a continuación se presenta el problema que resolverás con lo que hayas aprendido durante esta secuencia.
Diferentes diseños posibles de una resbaladilla.
Lo que pienso del problemacontesta en tu cuaderno:
1. ¿Qué formas de energía están presentes cuando una persona se desliza por una resbaladilla?
2. ¿En cuál de los diseños de resbaladilla una persona alcanza mayor rapidez, cuando se desliza hacia abajo? ¿Por qué?
Manos a la obraActividad UNOidentifiquen los factores de los que depende la energía potencial.
• Realicen la práctica.
1. Antes de realizar la práctica, contesten en su cuaderno:
a) ¿Se podrá abrir un coco al soltar, desde una altura de 30 cm, una piedra sobre él? Expliquen su respuesta.
Vas a construir una resbaladilla o tobogán y te presentan dos diseños diferentes. Para entusiasmar más a los usuarios, decide en cuál de ellos crees que las personas alcancen una mayor rapidez al deslizarse. Explica tu decisión.
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secuencia 11b) De los siguientes factores, ¿cuáles están relacionados con la energía necesaria
para partir el coco?:
La forma de la piedra.
La altura desde la cuál se suelta la piedra.
La masa de la piedra.
El tamaño de la piedra.
1. Material
a) Tres barras de plastilina.
b) Esfera de unicel que quepa en la palma de la mano.
c) Cinta métrica o metro.
d) Piedra de tamaño similar al de la esfera de unicel.
e) Bola de plastilina de tamaño similar a la piedra.
2. Procedimiento
• Elaboren con la plastilina seis figuras iguales que tengan el mismo tamaño que la esfera de unicel. Pueden ser esferas o muñecos sencillos.
ExperienciaA:Mismaalturaydiferentemasa
a) Coloquen tres de las figuras en el piso.
b) Dejen caer un objeto diferente sobre cada una de las figuras, desde una altura de un metro:
i. Esfera de unicel.
ii. Bola de plastilina.
iii. Piedra
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IICIENCIAS
4.Análisisderesultados
• Respondan en sus cuadernos:
ExperienciaA:Mismaalturaydiferentemasa
a) Si la masa aumenta, ¿qué pasa con la energía potencial del objeto que dejan caer? ¿Aumenta o disminuye?
b) La energía potencial que tiene el objeto que dejan caer se transfiere a la figura de plastilina y la deforma. ¿En qué caso la figura quedó más destruida?
ExperienciaB:Mismamasaydiferentealtura
a) Si la altura aumenta, ¿qué pasa con la energía potencial del objeto que dejan caer? Expliquen.
b) La energía potencial que tiene el objeto que dejan caer se transfiere a la figura de plastilina y la deforma. ¿En qué caso la figura quedó más destruida?
c) ¿En qué caso es mayor la energía potencial que tiene el objeto que dejan caer?
ExperienciaB:Mismamasaydiferentealtura
a) Coloquen tres de las figuras en el piso.
b) Dejen caer la piedra sobre cada una de las figuras desde una altura de:
i. 10 cm
ii. 50 cm
iii. 100 cm
3.Resultados
• Anoten sus resultados en una tabla como la que se muestra:
experiencia a: Misma altura y diferente masa
Material Deformación de la figura
Unicel (masa menor)
Bola de plastilina
Piedra (masa mayor)
experiencia B: Misma masa y diferente altura
altura Deformación de la figura
10 cm
50 cm
100 cm
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secuencia 11
5.Comunicación
• Elaboren un reporte de la práctica en su cuaderno.
intercambien sus opiniones sobre:
1. ¿Cómo influyen la masa y la altura en la cantidad de energía potencial que tiene el objeto que dejan caer?
2. Canek pesa 50 kg y Rodrigo pesa 40 kg. Ambos están subidos en una roca. ¿Cuál de los dos posee mayor energía potencial? ¿Por qué?
20 m
Reflexión sobre lo aprendido
1. De los factores que se mencionaron al principio de la actividad: ¿cuáles están
relacionados con la energía que tiene un objeto que se deja caer ? ¿Por qué?
a) La forma de la piedra.
b) La altura desde la cual se suelta la piedra.
c) La masa de la piedra.
d) El tamaño de la piedra.
2. ¿En qué cambiaron tus respuestas después de realizar la actividad?
3. ¿En cuál de los diseños posibles de la resbaladilla una persona podría tener más
energía potencial al inicio del recorrido? Recuerda que tu respuesta te servirá
para resolver el problema.
10 m
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IICIENCIAS
Actividad DOSEnergía mecánica
Lean el texto. Pongan atención a las transformaciones de energía que se describen.
Texto de información inicial
¿Cómo partir un coco?Alestaracierta altura del piso, o del punto de referencia, un objeto tiene un tipo de energía llamado energía potencial. Como pudiste observar en el experimento, esta energía es directamente proporcional a la altura a la que se encuentra el objeto y a su masa.
Debido a la acción de la fuerza de la gravedad de la Tierra, cuando soltamos un objeto, este comienza a caer. Al llegar al piso, alcanza la máxima rapidez y toda su energía potencial original se transformó en otro tipo de energía conocida como cinética, que está relacionada con la rapidez del objeto.
Una de las transformaciones de energía más comunes que ocurren a nuestro alrededor es la que pasa de energíapotencialgravitacional a energíacinética. Esto es lo que ocurre cuando te subes a una resbaladilla, cuando dejas caer un balón, o brincas desde la rama de un árbol al suelo, por mencionar algunos ejemplos.
Esta transformación de energía potencial en energía cinética puede utilizarse por ejemplo, para partir un coco arrojando una piedra desde cierta altura.
Cuando un objeto cae, su energía potencial disminuye. Al mismo tiempo, la energía cinética o de movimiento aumenta. La suma de ambas es la energíamecánica que se conserva cuando no hay fricción.
sesión 2
1009080706050403020100
Ep Ec
100908070605040302010
0Ep Ec
100908070605040302010
0Ep Ec
1009080706050403020100
Ep Ec
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secuencia 11Realicen lo que se les pide:
1. Calquen, con un papel albanene o similar, las barras de energía potencial y cinética que aparecen en la figura anterior para cada uno de los puntos del recorrido de la piedra.
2. Iluminen todas las barras de la energía potencial de un color y las de la energía cinética de otro.
3. Marquen cada barra con el número de la figura a la que pertenecen, para no revolverlos.
4. Recorten las barras de la energía.
5. Agrupen las barras por número.
comenten:
1. La suma de energía potencial y cinética ¿es la misma en cada punto del recorrido?
• Para ello utilicen las barras de energía potencial y cinética que calcaron en papel.
2. La forma de expresar la conservación de la energía mecánica en una ecuación.
Sabías que…En física y en el Sistema Internacional de Unidades se emplea joule (J) para medir la energía. Esta unidad se obtiene al multiplicar las unidades de fuerza, llamadas Newton, por las de distancia, metros. La fórmula para definir el joule es la siguiente:
J = N x m
Donde N representa a los Newton y m a los metros.
Por lo tanto, las unidades que definen al joule son las siguientes:
m2, kg, s-2
La energía potencial del niño en el árbol (980 J) equivale a 234.22 calorías, que más o menos son las calorías que proporcionan 5 g de azúcar. Las calorías son una unidad que puedes encontrar en los empaques de los alimentos, e indican la energía que te aportan al comerlos.
Actividad DOSMontaña rusa
analicen las transformaciones de energía potencial y cinética en una montaña rusa. Para ello:
1. Observen el siguiente esquema:
Energía mecánica en una montaña rusa.
v= 0 m/sEc= 0 J
20 mEp= 39200 J
10 mEp= 19600 J
3m
Ep= 5880 J
v= 14 m/sEc= 19600 J
v= 17.76 m/sEc= 39200 J
v= 19.79 m/sEp= ?Ec= 39200 J
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IICIENCIAS2. Marquen en el esquema:
a) Tres puntos en los que la energía potencial sea la misma.
b) La altura a la que llegaría el carro al final del recorrido.
3. Con base en el esquema completen la siguiente tabla:
altura h (m)energía potencial
ep (J)Rapidez v ( m
s ) energía cinética ec (J)
energía total
e (J) = ep+ ec
Punto A 20 39,200 0 0 39,200
Punto B 19,600 14 19,600
Punto C 5,880 33,320
Punto D 39,200
4. Contesten:
a) ¿En qué punto la energía cinética es mayor?
b) ¿En qué punto la rapidez es mayor?
c) ¿Cuánto vale la energía potencial en ese punto?
elaboren en el pizarrón una gráfica de la energía mecánica. Para ello:
1. Utilicen un color para cada forma de energía.
2. Dibujen primero la barra de energía potencial para el punto A.
3. Representen la barra de energía cinética para el mismo punto encima de la barra anterior.
4. Repitan los pasos 2 y 3 para los puntos B, C y D.
5. Contesten:
a) Cuando el carro va bajando:
i. ¿La energía potencial aumenta o disminuye? ¿Por qué?
ii. ¿Cómo cambia la energía cinética? ¿Por qué?
b) Describan la transformación de energía que ocurre cuando el carro sube nuevamente.
c) ¿Se conserva la energía mecánica total en la montaña rusa? Expliquen
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secuencia 11
Reflexión sobre lo aprendido
Ahora que conoces las transformaciones de energía potencial y cinética que
ocurren cuando una persona se desliza por una resbaladilla, responde: ¿Qué
relación existe entre la energía potencial inicial y la rapidez que alcanza la
persona? Recuerda que tu respuesta te servirá para resolver el problema.
Para terminarLean el texto. Pongan atención en las ecuaciones matemáticas que definen a la energía cinética.
Texto de formalización
¿Cómo se expresa matemáticamente la energía mecánica?Paraque podamos conocer la energíapotencial (Ep) de un cuerpo debemos considerar:1. La altura a la que se encuentra (que se expresa con la letra (h).
2. Su masa (m).
3. La aceleración con la que el objeto es atraído a la Tierra, esto es, el factor de aceleración de la gravedad de la Tierra (g).
Por ejemplo, para encontrar la energía potencial de un niño que tiene una masa de 50 kg y está en la rama de un árbol a 2 m del suelo, debemos multiplicar su masa por la aceleración de la gravedad de la Tierra y por la altura a la que se encuentra el niño:
Ep = (50 kg) × (9.8 m s2
) × (2 m) = 980 J
Esta multiplicación se expresa en la fórmula matemática para calcular la energía potencial: Ep = mgh.
Si el niño que está en la rama del árbol salta, a medida que cae, la energía potencial se va transformando en energíacinética (Ec ),. Esta energía depende de la masa (m) del niño y de la rapidez (v ) con que cae. Para calcular la energía cinética, tenemos que multiplicar la masa por la rapidez, por la rapidez otra vez, y dividir el resultado entre dos.
En el ejemplo del niño, si cae con una velocidad de 6.26 m/s, la energía cinética es:
Ec = 50 kg × 6.62 m
s × 6.26
m s = 980 J
2
Esta multiplicación se expresa en la fórmula matemática para calcular la energía cinética:
Ec =1 2
mv2
Observa que la velocidad está al cuadrado, esto es lo mismo que multiplicar la velocidad por la velocidad otra vez: (v ) × (v )= v 2.
La energíamecánica total es la suma de la energía cinética y la energía potencial. Esto lo podemos expresar como:
E = Ec + Ep
Si no existen formas en las que se disipe la energía, como el calor y el sonido, entonces la energía mecánica se conserva.
Energía cinética: Es aquella que
posee un cuerpo debido a su
movimiento. Se expresa como
Ec = 1 2
mv2.
Energía potencial gravitacional: Es
aquella que posee un cuerpo por
estar a cierta altura del piso o del
marco de referencia. Se expresa
como Ep = mgh
Energía mecánica: Es la suma de la
energía potencial de un cuerpo y la
energía cinética. Se expresa como
E = Ec+ Ep
sesión 3
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IICIENCIAScalculen lo siguiente con la información del texto:
a) La energía cinética que tiene un caballo que corre a 5 m s y pesa 700 kg.
b) La energía potencial de una manzana de 0.5 kg en un árbol a 3 m de altura.
Calculando la rapidez del carro.
¿Cómo podría saber la rapidez máxima que alcanza el carro?, lo único que se me ocurre
es que como conozco la fuerza, que es la de gravedad, puedo encontrar la aceleración del carro
y, si mido el tiempo del recorrido y la distancia podría encontrar la rapidez.
¿Y no sabes nada de la energía?
La energía es una idea alternativa a la de la fuerza y que algunas veces simplifica mucho los
problemas. Por ejemplo, encontrar la rapidez máxima que alcanza el carro de la montaña rusa es muy fácil utilizando el
concepto de energía. En el punto más alto la energía mecánica es puramente potencial y en el punto más bajo, dónde la
rapidez es máxima, la energía es puramente cinética. Como la energía mecánica se conserva: Ep = Ec.
Sí ¿pero como me ayuda eso?
Entonces, ¡Lo único que necesito conocer es la altura de la montaña!
Así es. Recuerda que en las ciencias
siempre se busca encontrar
explicaciones sencillas.
Si sustituimos las expresiones matemáticas de cada una de estas
energías tenemos:
mgh = 12 mv 2
Al despejar la rapidez:
v = 2gh .
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secuencia 11
Lo que aprendimosResuelvo el problemaVas a construir una resbaladilla o tobogán y te presentan dos diseños diferentes. Para entusiasmar más a los usuarios, decide en cuál de ellos crees que las personas alcancen una mayor rapidez al deslizarse. Explica tu decisión.
escribe la solución al problema en tu cuaderno.
• Incluye en tu respuesta los siguientes aspectos:
1. Las transformaciones de energía que ocurren desde que el carro está en el punto más alto, a la mitad de la bajada, al final de la bajada.
2. ¿En cuál de las resbaladillas la persona tiene mayor energía potencial al inicio y por qué?
3. Si la energía potencial se transforma por completo en cinética, ¿en cuál de las dos resbaladillas alcanza mayor rapidez?
comenten sus respuestas.
1. Identifiquen las diferencias entre ellas.
2. Si existen diferencias, argumenten sus respuestas
Las ciencias y la comunidad científicaEn una montaña rusa real no toda la energía potencial se transforma en cinética, puesto que hay fricción entre las ruedas y los rieles que, en consecuencia, se calientan. De la misma manera, cuando el carro se desliza sobre las vías escuchamos ruido, debido a que una parte de la energía potencial gravitacional que tienen al carro al iniciar el recorrido se transforma en sonido.
Para estudiar algunos movimientos es más fácil imaginar o suponer que absolutamente toda la energía potencial se transforma en cinética. Esto es, no se consideran las “pérdidas” de energía en forma de calor y sonido, como las que se dan en una montaña rusa real.
Este proceso de imaginación es frecuente en el trabajo que realiza la comunidad científica. Imaginar qué pasaría si la cosas fueran diferentes a como las observamos nos puede servir para resolver más fácilmente problemas, como el caso de la montaña rusa. Esto mismo hizo Galileo cuando imaginó cómo caerían los cuerpos en el vacío. Por su parte, Einstein imaginó lo que pasaría si la rapidez de la luz no fuera constante en cualquier sistema de referencia y, gracias a eso, desarrolló la teoría de la relatividad.
Reflexión sobre lo aprendido
Revisa lo que pensabas al inicio de la secuencia sobre la rapidez
alcanzada en los distintos diseños de resbaladilla. ¿Existen
diferencias entre lo que pensabas entonces y lo que sabes ahora?
Explica tu respuesta.
Para recapitular el contenido de la secuencia consulten el programa: Cuando la energía se transforma en la programación de la red satelital edusat.
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IICIENCIAS
¿Para qué me sirve lo que aprendí?un clavadista, que se tira a una poza de agua desde una roca de 10 m de altura, llega casi hasta el fondo de la poza, ¿por qué si se tira de una roca de 3 m de altura no llega a la misma profundidad?
• Explica el hecho por medio de las transformaciones de energía.
La profundidad a la que se sumerge el clavadista.
Ahora opino que… en una montaña rusa real no toda la energía potencial gravitacional se transforma en cinética; una pequeña parte se “pierde”, ya que se transforma en calor por la fricción del carro con los rieles y con el aire.
• Contesten en su cuaderno:
1. ¿Por qué se dice que la energía se “desperdicia” o que hay una “pérdida” de energía?
2. ¿Qué harían para reducir dicha “pérdida”?
3. En los fenómenos naturales, ¿puede anularse totalmente esta “pérdida” de energía? ¿Por qué?
Para saber más…1.Diccionario de Física(2004).Madrid:Oxford-Complutense.2.Hewit,Paul.(1994).Física Conceptual.México:Trillas.1.Hacyan,Shahen.19Mayo2006.Relatividad para principiantes.ILCE.23defebrerode2007.http://bibliotecadigital.ilce.edu.mx/sites/ciencia/volumen2/ciencia3/078/htm/relativ.htm
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secuencia 12
Donde quiera que vivamos, hemos sin duda presenciado los fenómenos atmosféricos relacionados con la lluvia, es decir, los aguaceros, las granizadas o incluso las nevadas. Seguramente, en más de una ocasión, nos han llamado la atención las tormentas de rayos o tormentas eléctricas.
En las tormentas eléctricas aparecen siempre los relámpagos, cuya luz es tan brillante que nos puede cegar durante algunos momentos. Luego del destello, escuchamos el trueno. El lapso que transcurre entre la luz y el sonido, nos da idea de la distancia a la que se originó el fenómeno. Sabemos que entre más tardemos en escuchar el trueno, más lejos se produjo el rayo.
Los rayos son realmente espectaculares; sin embargo, es intere-sante saber cómo y por qué se producen.
Para empezar ¡Rayos y centellas!
Lee el texto.
• Antes de la lectura contesta: ¿Qué son los rayos?
sesión 1
Texto introductorio
Los rayos nos sorprenden, asustan y maravillan por su fuerza y espectacularidad.
Ahora ya conoces la fuerza gravitatoria entre dos cuerpos de cierta masa. En esta secuencia comprenderás la fuerza generada a partir de la interacción entre cargas eléctricas. Valorarás la necesidad de protegernos de las descargas eléctricas naturales.
Consideremos lo siguiente…a continuación se presenta el problema que resolverás con lo que hayas aprendi-do durante esta secuencia.
Las cargas eléctricas se encuentran a nuestro alrededor en todo momento. Tu tarea consiste en resolver las siguientes situaciones:
1. Si ocurriera una tormenta eléctrica ahora, ¿qué medidas tomarías para protegerte de un rayo?
2. ¿Cómo lograrías que un globo se adhiera a la pared sin pegamento alguno?
3. ¿Cómo evitarías que tu cabello se erice al peinarte?
• Explica tus respuestas en términos físicos.
¿Qué rayos sucede aquí?
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IICIENCIAS
Lo que pienso del problemacontesta en tu cuaderno:
1. ¿Qué es la electricidad?
2. ¿Por qué se producen los rayos?
3. ¿Qué efectos crees que pueden tener los rayos sobre las personas, plantas y animales?
4. ¿Por qué a veces se te erizan los cabellos cuando te peinas?
5. ¿Qué debes hacer para pegar un globo a una pared sin usar pegamento? ¿Por qué?
intercambien sus puntos de vista sobre:
1. ¿Saben de alguna persona, comunidad o ambiente natural que hayan sido afectados en alguna forma por los rayos? ¿Cómo sucedió?
2. ¿Conocen algunas recomendaciones para evitar ser alcanzados por un rayo? Descríbanlos.
3. ¿Qué tienen que ver los fenómenos eléctricos con que se te erice el cabello al peinarte o que consigas pegar un globo en una pared sin pegamento?
Manos a la obra
Actividad UNODescriban cómo se cargan eléctricamente algunos objetos.
• Realicen la demostración:
1. Comenten: ¿Cómo se carga eléctricamente un objeto?
2. Van a necesitar:
a) Peine
b) Trocitos de papel
3. Realicen lo que se indica:
a) Pidan a un compañero que frote el peine en su cabello seco.
b) Acerquen el peine a los trocitos de papel.
c) ¿Qué creen que sucederá?
d) Observen qué sucede.
4. Contesten:
a) ¿Qué sucede al acercar el peine frotado a los trozos de papel?
b) ¿Creen que se transfirió algo la carga de un cuerpo a otro?
c) ¿Cómo llamarían al fenómeno mediante el cual un cuerpo cargado, al acercarlo al otro, provoca que el segundo también
se cargue?
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secuencia 12secuencia 1
¿Atracción o repulsión?Hay materiales que, al frotarse con otros, adquieren la propiedad de atraer o repeler otros materiales o sustancias. Por ejemplo, cuando frotamos con nuestro cabello un globo, éste atrae pedacitos de papel.
Dicha propiedad fue descubierta hace más de 2,500 años por los griegos, quienes observaron que al frotar un trozo de ámbar con una piel de animal, adquiría la propiedad de atraer pequeños objetos como paja, pelusa o polvo. En ese tiempo se creía que el frotamiento despertaba un espíritu atrapado dentro del ámbar. Gracias a las aportaciones de personas dedicadas a la ciencia, como el físico y médico inglés William Gilbert, el científico francés Charles Du Fay, el físico e ingeniero francés Charles A. Coulomb y el estadista, filósofo y científico Benjamin Franklin, actualmente se pueden explicar de manera más precisa las razones por las que ocurre este fenómeno.
Ahora sabemos que cuando dos cuerpos se frotan, se cargan eléctricamente, esto es, manifiestan cierta propiedad inherente a todos ellos llamada carga eléctrica. Existen dos tipos de cargas eléctricas: positivas y negativas con la peculiaridad de que si se aproximan dos cuerpos con cargas del mismo tipo, éstos se rechazan o repelen, mientras que si son de diferente tipo, se atraen.
Los objetos cargados no necesitan tocarse para experimentar la interacción, ya que la fuerza que produce esta atracción o repulsión actúa
a distancia. Dicha fuerza es llamada fuerza electrostática, y su intensidad depende de qué tan cercanas o alejadas estén las cargas. A menor distancia, es mucho más intensa. La fuerza electrostática depende también de cuánta carga eléctrica posean los cuerpos que interactúan; a mayor carga, más intensa es la fuerza. Esto lo describe la Ley de Coulomb, nombrada así en honor de la persona que estudió este fenómeno. La unidad de carga eléctrica se llama coulomb y se representa con la letra C.
En condiciones normales, los objetos son electrícamente neutros. Esto significa que tienen cantidades iguales de carga positiva y negativa. Además, no siempre es necesario que dos cuerpos se froten para adquirir una carga; si uno de ellos ya está cargado, basta con acercarlo a otro para que también se cargue. Este fenómeno se conoce como inducción. La carga eléctrica puede pasar de un cuerpo a otro, pero no puede crearse ni destruirse, o lo que es lo mismo, la carga total de un sistema aislado se conserva.
Lean el texto. Pongan especial atención en la forma en que se cargan eléctricamente los objetos.
Texto de información inicial
El electroscopio es un dispositivo que permite detectar la carga eléctrica de un objeto. Funciona cuando los objetos cargados inducen carga en la bola de aluminio; esta carga se transmite a las hojas de metal, las cuales, al tener carga del mismo signo, se separan por efecto de la repulsión electrostática.
Electrostática: Parte de la física que se ocupa
de estudiar las cargas eléctricas en reposo.
Inducción: Forma de cargar un objeto
eléctricamente neutro acercándole un objeto
cargado.
alambre grueso corcho
bola de papel de aluminio
papelmetálico
fras
co d
e vi
drio
consulta tu diccionario para encontrar el significado de palabras como ámbar.
intercambien sus opiniones sobre:
1. ¿De qué forma se cargan eléctricamente los objetos?
2. ¿Cómo definen la carga eléctrica?
3. ¿Cuál es la diferencia entre inducción y frotación?
4. ¿Qué objetos o materiales de uso cotidiano se cargan fácilmente de electricidad?
Vínculo entre secuenciasRecuerda que las interacciones a distancia se revisaron en la secuencia 6: ¿Por qué cambia el movimiento?
Las Leyes de newton del movimiento se estudiaron en la secuencia 8: ¿Cuáles son las causas del movimiento?
La ley de la gravitación universal la puedes encontrar en la secuencia 9: ¿La materia atrae a la materia?
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IICIENCIASSabías que…La fuerza eléctrica y la fuerza gravitatoria tienen muchas semejanzas y algunas diferencias. Fíjate en esta tabla
eléctrica Gravitatoria semejanza Diferencia
Actúa a distancia. Actúa a distancia. ✓
Es directamente proporcional al pro-ducto de las cargas.
Es directamente proporcional al pro-ducto de las masas.
✓
Es inversamente proporcional al cua-drado de la distancia entre las cargas.
Es inversamente proporcional al cua-drado de la distancia entre las masas.
✓
Es atractiva o repulsiva. Sólo es atractiva. ✓
Se manifiesta tanto a escala macros-cópica como microscópica.
Se manifiesta tanto a escala macros-cópica como microscópica, pero en esta última es de muy baja intensidad.
✓ ✓
Actividad DOSconstruyan un dispositivo: rehilete electrostático.
1. ¿Cómo detectarían que un objeto está cargado eléctricamente?
2. Van a necesitar:
a) Bolígrafo de plástico vacío, sin tapas ni repuesto.
b) Lápiz con la punta bien afilada; debe ser un poco más largo que el tubo.
c) Tubo de ensayo.
d) Un poco de plastilina.
3. Realicen lo que se indica:
a) Dividan la plastilina en dos partes de distinto tamaño.
b) Fijen el lápiz sobre la mesa con el trozo grande de plastilina; cuiden que quede en posición vertical y con la punta hacia arriba.
c) Peguen el trozo pequeño de plastilina sobre la parte inferior del tubo de ensayo, como se observa en la figura.
d) Inserten la parte media del bolígrafo en posición horizontal en la plastilina que pegaron al tubo.
e) Coloquen invertido el tubo de ensayo, con el bolígrafo pegado, apo-yado sobre la punta del lápiz, de forma que el tubo gire libremente.
4. Respondan en su cuaderno:
a) ¿Cómo detecta el rehilete la carga eléctrica en un cuerpo?
• Van a necesitar este rehilete en la Actividad TRES.
sesión 2
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secuencia 12
Actividad TRESElectroscopio virtual
apliquen la tecnología de su rehilete electrostático.
• Realicen la práctica.
i. Antes de realizar la práctica contesten en su cuaderno: ¿Cómo cargarían eléctricamente un objeto?
ii. En la práctica van a cargar eléctricamente, mediante frotamiento, varios cuerpos.
iii. Observarán el efecto que estos cuerpos cargados tienen en el rehilete electrostático construido en la Actividad DOS.
iv. Por último, usarán estos cuerpos para inducir carga eléctrica en otros objetos pequeños.
1. Material
a) Rehilete electrostático.
b) Diferentes recortes de tela: lana, seda, poliéster, nylon, rayón.
c) Cuerpos a elegir, previamente cargados:
i. Globos pequeños de látex de diferentes colores, inflados; tantos globos como tipos de tela hayan conseguido.
ii. Varilla de vidrio o tubo de ensayo delgado de 15 a 20 cm.
iii. Bolígrafo de plástico sin tapas ni repuesto.
d) Pared lisa y seca.
e) Objetos en los que se inducirá carga:
i. Objeto A: Cabellera de un o una estudiante, recientemente lavada y bien seca.
ii. Objeto B: Recortes de papel de 1 a 2 cm, aproximadamente.
iii. Objeto C: Chorrito de agua contenida en botella plástica de refresco con agua (600 ml) y un recipiente para recuperar el agua.
iv. Objeto D: Cáscaras pequeñas de semillas de calabaza o girasol tostadas, o paja seca en pequeños trozos.
Los globos, además de vistosos, son materiales que adquieren fácilmente cargas eléctricas.
nueva destreza empleada
aplicar tecnología: Es el uso de un dispositivo o una herramienta útil
para recoger, resumir y exhibir datos, gráficas, videos, etcétera.
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IICIENCIAS2. Procedimiento
• Soliciten un voluntario para que se frote el globo en su cabello.
a) Formen tres equipos. Cada equipo elija un objeto para ser cargado eléctricamente. Pueden escoger entre los globos, la varilla de vidrio o el bolígrafo.
b) El equipo que eligió trabajar con los globos deberá cargarlos frotando una zona de cada globo en la misma dirección usando un tipo de tela diferente. Anoten en la Tabla 1, el color de globo que corresponde a cada tela.
c) Los otros dos equipos carguen el objeto elegido frotándolo en la misma dirección con uno de los recortes de tela.
d) Acerquen uno por uno los cuerpos cargados a un extremo del bolígrafo del rehilete electroscópico que construyeron en la Actividad DOS. Anoten en sus respectivas tablas qué sucede en el rehilete.
e) Los equipos que trabajaron con la varilla de vidrio o con el segundo bolígrafo repitan los dos puntos anteriores usando otro tipo de tela, y así sucesivamente hasta hacerlo con todos los recortes disponibles. Anoten los resultados para cada recorte en sus tablas.
f) El equipo que eligió trabajar con los globos cárguelos de nuevo frotándolos con la misma tela. Intenten pegarlos en la pared. Registren cuáles se quedan pegados al menos cinco segundos y cuáles no.
g) Cuando a cada equipo le corresponda observar el efecto de los cuerpos cargados en el agua de la botella, viertan un chorrito muy delgado al recipiente donde se recupera la misma, desde una altura de unos 50 cm. y, procurando no tocarlo, acerquen la varilla, el bolígrafo o los globos frotados a la parte media de este chorrito. Observen qué sucede.
h) Al terminar, cada equipo acercará el o los cuerpos cargados con los que trabajó a cada uno de los objetos pedidos para inducir la carga. Anoten en sus tablas lo que suceda en cada caso.
Ámbar, en idioma griego, se dice elektron; de ahí proviene la palabra electricidad, tan conocida por todos hoy en día.
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secuencia 12secuencia 13. Resultados
• Anoten sus observaciones en la tabla de resultados propuesta.
TaBLa 1. cueRPO caRGaDO cOn eL Que TRaBaJÓ eL eQuiPO: a: Globos de colores
cOLOR DeL
GLOBO
TeLa cOn La Que se FROTÓ
¿se PeGa a La
PaReD?
¿QuÉ TanTO GiRa su ReHiLeTe
eLecTROsTÁTicO? 0= no gira,
1= Gira poco, 2= Gira mucho
eFecTO en:
cabelloTrozos de
papelchorrito de agua
cáscara de
semillas
Rojo
azul
Verde
amarillo
Blanco
TaBLa 2. cueRPO caRGaDO cOn eL Que TRaBaJÓ eL eQuiPO: B: Varilla de vidrio_________
c: Bolígrafo _________
TeLa cOn La Que
se FROTÓ
¿QuÉ TanTO GiRa su ReHiLeTe
eLecTROsTÁTicO? 0= no gira, 1= Gira poco,
2= Gira mucho
eFecTO en:
cabelloTrozos de
papelchorrito de
aguacáscara de
semillas
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IICIENCIAS
Reflexión sobre lo aprendido
Ahora sabes que los objetos se cargan
eléctricamente cuando se acercan a un
objeto previamente cargado. ¿Cómo te
ayuda la tecnología que aplicaste para
resolver el problema? Explica tu respuesta.
4. Análisis de resultados
• Todos tomen nota de los resultados obtenidos por los demás equipos, y luego contesten las siguientes preguntas:
a) ¿Con qué tipo de tela se produce mayor carga al frotar los objetos? Expliquen.
b) ¿En qué casos los cuerpos cargados atraen a los objetos? ¿Por qué?
c) ¿En qué casos se repelen? ¿Por qué?
d) ¿Qué sucede si acercamos dos globos frotados con la misma tela?
e) ¿Por qué se adhieren los globos a la pared?
5. Comunicación
• Elaboren un reporte de la práctica en sus cuadernos.
intercambien sus opiniones sobre:
a) La naturaleza de las cargas eléctricas.
b) Expliquen con sus palabras el fenómeno de inducción electrostática.
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secuencia 12
Para terminarLean el texto. Pongan especial atención en cómo los rayos se relacionan con la acumulación de carga eléctrica.
sesión 3
Y… ¿qué rayos es un rayo?Cuando los objetos se frotan, se acercan o se ponen en contacto con cuerpos cargados, suelen adquirir carga eléctrica.
A veces, hay nubes que se acercan mucho a otras, ya que son empujadas por el viento. Las nubes bajas también pueden frotarse contra las montañas. Este frotamiento hace que se carguen eléctricamente. Cuando dos nubes cargadas se acercan lo suficiente al suelo o chocan entre ellas, las fuerzas eléctricas entre estos objetos es tan grande que vuelven al aire conductor y se produce, en consecuencia, una descarga eléctrica gigantesca que lo calienta de manera tan rápida y explosiva que lo hace brillar. En el fenómeno, que involucra una gran carga eléctrica, intervienen diversas formas de energía: luminosa, eléctrica, calorífica y sonora.
Si un rayo llega a tocar un árbol, una persona o un animal, la carga recibida quema todo lo que atraviesa en su camino hacia el suelo. Las consecuencias suelen ser fatales.
Para lograr que la enorme carga eléctrica de los rayos sea conducida a tierra lo antes posible, y evitar que en su camino golpee a un ser vivo, se usan los metales, ya que son materiales adecuados para conducir una descarga eléctrica. Además, cuando un objeto es puntiagudo, se favorece el transporte de las cargas eléctricas hacia esa zona.
Con los conocimientos anteriores se diseñaron los pararrayos, los cuales son tubos de metal colocados en los techos de los edificios altos o en casas ubicadas en la cima de los cerros, que atraen a los rayos. Estos tubos se conectan a un cable que se introduce profundamente en la tierra. Si hay una tormenta eléctrica, es mucho más probable que el rayo se descargue por el pararrayos.
No sólo los pararrayos utilizan la propiedad conductora de los metales. Los aviones, por ejemplo, al tener el fuselaje metálico, pueden estar a resguardo de los rayos, pues la descarga será conducida por el metal hacia fuera de la aeronave, evitando daños a los tripulantes, pasajeros, causando una tragedia.
Lo esencial para ponernos a salvo es procurar que el rayo tenga una vía para descargarse que esté lejos de nosotros, y hacer lo posible por no atraerlo.
Texto de formalización
Los pararrayos evitan que las construcciones sufran daños al momento de caer un rayo.
consulta tu diccionario para encontrar el significado de palabras como fuselaje.
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IICIENCIAS
Realicen lo siguiente en sus cuadernos:
1. ¿Cómo instalarían un pararrayos en sus casas?
2. ¿De qué material lo harían?
3. Elaboren un dibujo que muestre la forma en que instalarían el pararrayos.
Lo que aprendimos
Resuelvo el problema“Las cargas eléctricas se encuentran a nuestro alrededor en todo momento. Tu tarea consiste en resolver las siguientes situaciones:
1. Si ocurriera una tormenta eléctrica ahora, ¿qué medidas tomarías para protegerte de un rayo?
2. ¿Cómo lograrías que un globo se adhiera a la pared sin pegamento alguno?
3. ¿Cómo evitarías que tu cabello se erice al peinarte?
• Explica tus respuestas en términos físicos.”
Resuelve el problema en tu cuaderno. Para ello:
• Elabora una tabla como se muestra.
1. Evitar ser alcanzado por un rayo
¿Qué hacer? ¿Qué no hacer? ¿Por qué?
2. El cabello erizado al peinarme
¿Cómo lo evitas? ¿Por qué?
3. El globo pegado a la pared sin pegamento
¿Cómo lo haces? ¿Por qué?
Las ciencias y la comunidad científicaCorría el año de 1752 cuando Benjamin Franklin, estando de viaje en Francia, llevó a cabo un temerario experimento en el que, mediante una cometa que tenía un alambre metálico y una llave atada al extremo del hilo de seda que él sostenía en sus manos, demostró que las nubes están cargadas de electricidad, pues al tocar la llave saltaron centellas.
El descubrimiento de la electricidad en las nubes le permitió desarrollar el pararrayos, cuya eficacia dio lugar a que en 1782, en la ciudad de Philadelphia, se hubiesen instalado ya 400 de estos dispositivos.
Franklin sintió siempre una enorme curiosidad por los fenómenos naturales. Estudió, por ejemplo, las tormentas que se forman en el continente americano, e identificó por vez primera la corriente marina cálida que surge del Golfo de México y se dirige al Atlántico Norte. Inventó también los anteojos bifocales.
Benjamín Franklin nació el 17 de enero de 1706 en Boston, Estados Unidos. Fue político, científico e inventor. Murió en Philadelphia el 17 de Abril de 1790.
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secuencia 12escriban, con la información anterior, un texto breve sobre la importancia de prevenir accidentes durante las tormentas eléctricas.
• Utilicen los términos inducción y carga electrostática.
Reflexión sobre lo aprendido
Revisa lo que pensabas al inicio de la
secuencia sobre como protegerte ante una
tormenta eleéctrica. ¿Existen diferencias
entre lo que pensabas y lo que sabes
ahora? Justifica tu respuesta.
¿Para qué me sirve lo que aprendí?analicen los siguientes eventos considerando las interacciones entre cargas eléctricas:
i. encender un cerillo.
ii. Observar una chispa, escuchar un crujido y sentir una descarga eléctrica al quitarte el suéter en la noche.
iii. caminar por la alfombra y sentir una descarga eléctrica en la perilla de la puerta.
iv. saludar a una persona de mano y sentir una descarga eléctrica.
1. Respondan en su cuaderno:
a) ¿Qué tienen en común estos eventos y un rayo?
b) ¿Qué podemos hacer para prevenir una descarga eléctrica al saludar a una persona?
2. Para responder, utilicen el término inducción electrostática.
Los vehículos con carrocería metálica pueden ser un buen refugio ante tormentas eléctricas. Es importante no tocar el volante ni encender la radio o manipular los controles, y conservar las manos sobre el regazo.
Para recapitular el contenido de la secuencia consulten el programa: Fenómenos electrostáticos en la programación de la red satelital edusat.
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IICIENCIAS
Lo que podría hacer hoy…elaboren un plan comunitario de protección para tormentas eléctricas. Para ello:
1. Elaboren un mapa de la zona en la que viven.
2. Identifiquen en el mapa las zonas en las que:
a) Se mueve la mayor parte de la población.
b) Existen zonas de peligro potencial donde hayan varillas, árboles o agua que puedan atraer rayos.
c) Existen zonas donde se pueda proteger la población durante una tormenta eléctrica como:
i. Lugares protegidos con pararrayos.
ii. Lugares bajos y alejados de estructuras riesgosas.
3. Averigüen cuál es la altura a partir de la cual los pararrayos son obligatorios, según el reglamento de construcción vigente y aplicable.
4. Comuniquen su plan comunitario a las autoridades correspondientes.
Para saber más…1. Félix, Alejandro, et al. (2001). Lecciones de Física. México: CECSA
1. University Corporation for Atmospheric Research. 5 de noviembre de 2003. Tipos de relámpagos. University Corporation for Atmospheric Research. 22 de febrero de 2007. http://www.windows.ucar.edu/tour/link=/earth/Atmosphere/tstorm/lightning_types.sp.html
Las medidas de prevención disminuyen sensiblemente los riesgos de tener un percance fatal a causa de un rayo.
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secuencia 13
El imán puede parecernos curioso y divertido: atrae ciertos objetos metálicos, que se quedan pegados a él. Si bien algunos materiales son atraídos o repelidos por el imán, otros no se ven afectados.El fenómeno de la atracción fue conocido por los chinos hace más de 2,500 años. Los persas llamaron piedra imán a la roca que mostraba esta propiedad. Tiempo después, los griegos nombraron magnetita al mineral que obtenían de la región asiática de Magnesia, y que tenía la cualidad de atraer metales. El estudio del magnetismo nos ha permitido desarrollar aparatos e instrumentos que facilitan diversas tareas humanas. Por ejemplo, los
barcos y los aviones cuentan con sistemas de orientación basados en la ubicación de los puntos cardinales de la Tierra: norte, sur, este y oeste. Esto puede lograrse usando la brújula, dispositivo que, afectado por el magnetismo terrestre señala siempre hacia el norte de la Tierra.
Para empezarLee el texto.
• Antes de la lectura contesta: ¿Qué es un imán?
sesión 1
Texto introductorio
Nuestro planeta tiene una evidente hermosura, ade-más de múltiples características físicas visibles, pero también posee atributos no visibles.
Ahora sabes la diferencia entre interacciones de contacto y a distancia. En esta secuencia revisarás cómo ocurren las interacciones asociadas a las fuerzas magnéticas. También valorarás la importancia de la brújula como instrumento para la orientación.
Consideremos lo siguiente…a continuación se presenta el problema que resolverás con lo que hayas aprendido durante esta secuencia.
Te has extraviado en un lugar cerca de la costa en el estado de Tamaulipas. ¿cómo construirías un dispositivo para determinar la dirección en que debes caminar para llegar al mar? ¿cómo utilizarías ese dispositivo?
¿Un planeta magnético?
consulta tu diccionario para encontrar el significado de palabras como cualidad.
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IICIENCIAS
Lo que pienso del problemacontesta en tu cuaderno:
1. ¿Qué significa orientarse?
2. ¿Qué dispositivo usarías para orientarte?
3. ¿Qué propiedad de los imanes emplearías para elaborar un dispositivo para orientarte? ¿Cómo emplearías esta propiedad en la elaboración del dispositivo?
4. Expliquen por qué los objetos imantados se atraen o se repelen.
intercambien sus puntos de vista:
• ¿Por qué las brújulas tienen propiedades magnéticas?
Manos a la obraActividad UNOidentifiquen las interacciones magnéticas.
• Realicen la demostración:
1. Comenten: ¿Qué tipos de interacción magnética se pueden observar entre dos imanes?
2. Van a necesitar:
a) Dos imanes en forma de barra.
b) Caja de clips.
3. Realicen lo que se indica:
a) Pidan a un compañero que tome ambos imanes y los acerque por los extremos, que son de color diferente.
b) ¿Qué creen que sucederá?
c) Observen qué sucede.
d) Repitan el paso anterior pero ahora aproximen los imanes por los extremos del mismo color.
e) ¿Qué creen que sucederá?
f) Observen qué sucede.
g) Tomen un clip y acérquenlo al extremo de uno de los imanes.
h) Tomen un segundo clip y acérquenlo al extremo libre del primer clip y así sucesivamente, formando una cadena, hasta que llegue el momento en el que el último clip ya no se sostenga.
i) ¿Cuántos clips creen que se sostengan en la cadena?
j) Cuenten los clips que se sostuvieron.
Vínculo entre secuencias Para recordar la ubicación del estado de Tamaulipas con respecto al Golfo de México, consulta la secuencia 1: Espacios compartidos de tu libro de Geografía de México y del mundo.
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secuencia 13secuencia 14. Contesten:
a) ¿Qué sucede al acercar los extremos del mismo color de dos imanes?
b) ¿Qué sucede al acercar los extremos del mismo color de dos imanes?
c) Si realizamos de nuevo los pasos de los incisos g a i en el otro extremo del imán, ¿se sostendrá el mismo número de clips? ¿Por qué?
Lean el texto. Pongan especial atención en cómo se llaman los polos de los imanes.
¿Cuantos polos tiene un imán? Hasta ahora se conocen dos tipos de imanes: naturales y artificiales. La magnetita es un imán natural, disponible en muchas regiones de nuestro planeta, no sólo en la antigua Magnesia.Podemos producir imanes artificiales al frotar con un imán natural objetos hechos de metales como el hierro, el níquel o el cobre; o por inducción, acercando simplemente un imán natural a un objeto de los mismos materiales, el cual adquirirá, en consecuencia, las mismas propiedades
Texto de información inicial
Muchas rejas están hechas de hierro, mientras que las tuberías de agua o gas suelen ser de cobre y las monedas contienen níquel. El acero es un metal formado básicamente por hierro y una pequeña cantidad de carbono.
El levitrón es un dispositivo que aprovecha los intensos campos magnéticos entre la base y el trompo para hacerlo levitar, es decir, mantenerlo suspendido sin soporte alguno y sin que caiga, desafiando, en apariencia, la fuerza gravitatoria.
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IICIENCIAS
en su cuaderno:
1. Describan las formas para producir imanes artificiales.
2. Menciona un material que conozcas que no sea imantable.
magnéticas de un imán natural. Como sucede con las fuerzas eléctricas, la fuerza magnética es una interacción a distancia que produce un campo alrededor de los cuerpos.
Hay materiales fáciles de imantar, como el hierro o el níquel; otros son más difíciles, como una tela o el cartón. Aunque muchos imanes artificiales son metálicos, también los hay de cerámica u otros componentes, pero no son tan comunes.
Todo imán, natural o artificial, independientemente de su forma o tamaño, tendrá siempre dos regiones o zonas identificables, que se llaman polos. En los polos de un imán, se observa la máxima intensidad del campo magnético. Por acuerdo, igual que se habla de carga eléctrica positiva o negativa, en los imanes hablamos de polo norte y polo sur. Lo mismo que en las cargas eléctricas, los polos iguales se repelen y los polos opuestos se atraen. Si partimos un imán en dos, las partes tendrán de nuevo dos polos, y así sucesivamente. Es decir, no es posible obtener un imán con un único polo magnético, por diminuto que sea.
La Tierra posee un campo magnético propio, el cual propicia las fantásticas auroras boreales o australes, según se observen en la región polar ártica, al norte, o antártica, al sur.
Vínculo entre secuencias Recuerda que las interacciones a distancia las revisaste en la secuencia 6: ¿Por qué cambia el movimiento?
Campo: Región del espacio que
muestra la influencia de alguna fuerza.
Por ejemplo, podemos hablar del
campo eléctrico que rodea una carga y
del campo magnético que rodea un
imán.
Imantar: Procedimiento por el cual
algunos objetos adquieren propiedades
magnéticas.
Polo: Zona de un imán donde la
atracción magnética es más intensa;
en cualquier imán se pueden identificar
siempre dos polos.
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secuencia 13secuencia 1
Actividad DOSImanes en acción
utilicen herramientas y procedimientos para imantar algunos objetos.
i. Contesten: ¿Cómo imantarían un objeto metálico?
ii. Realicen la práctica:
1. Material
a) Imán en forma de barra.
b) Imán en forma de herradura.
c) Imán pequeño y plano.
d) Dos objetos metálicos, por ejemplo, un clavo y una moneda.
e) Dos objetos pequeños de plástico o unicel, por ejemplo una tapa de refresco.
f) Dos objetos de madera, por ejemplo, un lápiz pequeño y un taquete de fibra o madera.
2. Procedimiento
experiencia a: imantación por frotamiento
a) Imanten cada uno de los objetos frotándolos en la misma dirección con uno de los extremos del imán de barra.
b) Observen lo que sucede al acercarlos entre sí.
experiencia B: imantación por inducción
a) Intenten imantar cada objeto al colocarlo entre los dos extremos de un imán de herradura sin que toque el imán y dándole unos pequeños golpecitos.
b) Comprueben el grado de imantación de cada objeto acercándolo al imán pequeño y plano.
c) Observen y registren el grado de imantación detectado.
d) Alejen el imán de herradura de los objetos y repitan el paso b.
nueva destreza empleada
utilizar herramientas y procedimientos: Demostrar conocimiento de
la utilización de aparatos, equipos, herramientas, procedimientos y
escalas o dispositivos de medida
¿Es posible imantar cualquier objeto?
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IICIENCIAS3. Resultados
• Registren sus observaciones en sus cuadernos en una tabla como la que se muestra:
Material del que está hecho el objeto
nombre del objeto
0 – nadaGrado de imantación del objeto: 1 – Poca
2 – Muchaexperiencia a
Por frotamientoexperiencia B Por inducción
Metal
Metal
Plástico
Plástico
Madera
Madera
4. Análisis de resultados
experiencia a: imantación por frotamiento
• ¿Cuáles de los materiales empleados se imantaron por frotamiento?
experiencia B: imantación por inducción
a) ¿Cuáles de los materiales empleados se imantaron por inducción?
b) Una vez imantados, ¿cuáles perdieron su imantación en cuanto se alejó el imán?
5. Comunicación
• Elaboren un reporte de la práctica en sus cuadernos.
intercambien sus opiniones sobre:
a) El tipo de fuerza y las propiedades de los imanes.
b) ¿Cómo elaborarían una clasificación de los materiales de acuerdo con sus propiedades magnéticas?
c) ¿Cuál método de imantación es más eficaz: frotamiento o inducción? Expliquen su respuesta.
d) Utilizando alguna de las leyes de Newton, expliquen por qué se mueve un objeto libre al ser rechazado o atraído por un imán
Reflexión sobre lo aprendido
Ahora conoces formas de imantar materiales. ¿Cómo
emplearías este conocimiento para resolver el problema?
Vínculo entre secuencias Recuerda que las Leyes de newton las revisaste en la secuencia 8: ¿Cuáles son las causas del movimiento?
Todo imán tiene dos polos, llamados norte y sur.
N S N N
S S
N
S
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secuencia 13secuencia 1
Para terminar¡Qué planeta tan atractivo!
Lean el texto. Pongan atención en cómo funciona una brújula.
¿Polos magnéticos vs. polos geográficos?
Texto de formalización
Siempre encontramos brújulas en el puente de mando de un barco, el cuarto de control de un submarino, la cabina de pilotos de un avión o helicóptero, o el panel de instrumentos de algunos automóviles y camiones.
En la actualidad los polos magnéticos y geográficos terrestres no coinciden. Esta diferencia se conoce como declinación magnética.
El movimiento del magma produce el campo magnético de la Tierra, así como la erupción de algunos volcanes.
Ecuador
NorteGeográfico
SurGeográfico
NorteMagnético
Sur Magnético
conexión con Geografía Para recordar cómo orientarse y las coordenadas geográficas revisa la secuencia 2: El mundo en que vivimos de tu libro de Geografía i de México y el mundo.
El magnetismo es un fenómeno natural del cual la humanidad ha tomado ventaja mediante diversas aplicaciones. Una de ellas es el diseño de instrumentos para localizar puntos o direcciones específicos en la Tierra.
Los antiguos marinos ya sabían que la piedra imán se orienta en una dirección definida, lo que permitía determinar los puntos cardinales. Esta característica se aplicó sistemáticamente y surgieron las primeras brújulas. Se trata de un dispositivo que consiste en un imán en forma de aguja, que puede girar libremente sobre un eje fijo.
Si ponemos una brújula junto a un imán esta se va a orientar, naturalmente, en la dirección N-S del imán. Si retiramos el imán, la brújula se orientará en dirección norte-sur de la Tierra, ya que ésta es un gigantesco imán, que tiene, como cualquier imán, dos polos. Efectivamente, así como la Tierra tiene un Polo Norte y un Polo Sur geográficos, también tiene polos norte y sur magnéticos.
El magnetismo terrestre se debe a que el núcleo de la Tierra está formado por gran cantidad de hierro y otros metales a muy alta temperatura, por lo que se encuentran en estado líquido. Debido a la rotación de la Tierra, el magma se encuentra en constante movimiento y esto origina el campo magnético terrestre, que se encuentra alineado, aproximadamente, en la dirección del eje terrestre.
Con el tiempo, el campo magnético de la Tierra ha cambiado su polaridad: a veces, el polo norte magnético ha estado cerca del Polo Sur geográfico (tal como es ahora); otras, cerca del Polo Norte geográfico. Tal fenómeno recibe el nombre de reversión geomagnética. Se estima que la última reversión ocurrió hace unos 780,000 años. Las brújulas actuales suelen ofrecer la posibilidad de corregir la declinación magnética para poder indicar los polos geográficos en vez de los polos magnéticos.
sesión 2
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IICIENCIAScomenten las siguientes cuestiones:
1. Si nos colocamos mirando hacia el Sol durante el amanecer y tenemos una brújula en las manos, ¿hacia dónde apunta su aguja, a la derecha o a la izquierda? ¿Por qué?
2. ¿Tienen los polos geográficos alguna relación con la localización de los polos magnéticos o es una simple coincidencia temporal?
3. ¿Qué utilidad tienen las brújulas?
Actividad TRESconstruyan un dispositivo: para orientarse: Brújula. Para ello:
• Cómo construirían una brújula sencilla?
1. Necesitan:
a) Corcho de botella o pelotita de unicel.
b) Aguja gruesa.
c) Dedal.
d) Tina pequeña con agua a la mitad.
e) Imán potente de barra de acero.
f) Barniz de uñas o pintura color rojo.
g) Cartulina o cartoncillo.
2. Realicen lo que se indica:
a) Imanten la aguja.
b) Atraviesen con la aguja transversalmente el corcho por el centro. ¡Háganlo con cuidado y protegiéndose con el dedal!
c) Coloquen el corcho en el agua para dejarlo flotar libremente.
d) Observen cómo el corcho y la aguja toman una posición definida.
e) Orienten su cuerpo de manera que la mano derecha apunte hacia donde observamos el Sol al amanecer, es decir, al oriente o este.
f) Coloquen la brújula frente a ustedes. Noten que la aguja de la brújula debe estar apuntando hacia el frente, que es el norte.
g) Pinten con el barniz de color rojo el extremo del agua imantada que apunta hacia el frente para distinguirlo del sur.
Se dice que los chinos utilizaron algo muy parecido desde el año 2000 a. de C.
N
S
O E
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secuencia 13
Reflexión sobre lo
aprendido
¿Cómo utilizarías el
dispositivo que
acabas de construir
para resolver el
problema?
3. Usen su brújula sencilla para identificar la orientación del salón. Para ello:
a) Elaboren un letrero con una hoja blanca para cada punto cardinal: norte, sur, este y oeste.
b) Coloquen las brújulas separadas frente al pizarrón. ¡Recuerden que las agujas imantadas no deben estar muy cerca unas de otras!
c) Observen que todas las brújulas apuntan más o menos en la misma dirección.
d) Identifiquen la orientación del salón.
e) Coloquen los letreros correspondientes a cada punto cardinal sobre las paredes, conforme se indica en las imágenes.
comenten las siguientes preguntas:
1. ¿Qué es la brújula y cómo funciona?
2. ¿Qué ventajas tiene orientarse mediante una brújula respecto a otros métodos como la observación de astros celestes?
Si estás dentro del salón de clase, ¿sabes hacia dónde está el norte?
Lo que aprendimos
Resuelvo el problema“Te has extraviado en un lugar cerca de la costa en el estado de Tamaulipas, ¿Cómo construirías un dispositivo para determinar la dirección en que debes caminar para llegar al mar? ¿Cómo utilizarías ese dispositivo?”
Para resolver el problema. contesta en tu cuaderno:
1. Qué dispositivo usarías para orientarte?
2. ¿Cómo lo construirías?
3. ¿Cómo lo utilizarías para orientarte y llegar al mar?
Reflexión sobre lo aprendido
Revisa lo que pensabas al inicio de la secuencia sobre
cómo orientarse. ¿Existe diferencia entre lo que pensabas
y lo que sabes ahora? Explica tu respuesta.
Para recapitular el contenido de la secuencia consulten el programa: Un planeta magnético en la programación de la red satelital edusat.
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IICIENCIAS
¿Para qué me sirve lo que aprendí?Te muestran una pluma apoyada sobre una base que se mantiene vertical, sin que aparentemente haya una fuerza que evite que se caiga.
• Contesta en tu cuaderno:
a) ¿Por qué la pluma no se cae a los lados?
b) ¿Qué fuerzas actúan sobre la pluma?
c) Señala las fuerzas en un esquema con sus nombres.
Lo que podría hacer hoy… ¿De qué manera nos podemos orientar, tanto en el día como en la noche, si no contáramos con una brújula?
• Escriban las ideas principales en el pizarrón.
La Estrella Polar
Para saber más…1. Allier Cruz, Rosalía Angélica, et al. (2005). La Magia de la Física. Tercer Grado. México: McGraw-Hill
1. Otaola, Javier A., et al. El campo geomagnético: un elemento importante en las relaciones solar-terrestres. ILCE. 22 de febrero de 2007. http://bibliotecadigital.ilce.edu.mx/sites/ciencia/volumen3/ciencia3/114/htm/sec_7.htm2. University Corporation for Atmospheric Research. 5 de noviembre de 2003. Descubrimiento de los Cinturones de Radiación. University Corporation for Atmospheric Research. 25 de febrero de 2007. http://www.windows.ucar.edu/tour/link=/earth/Magnetosphere/radiation_belts_discovery.sp.html
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Proyecto de investigación 2
El Sol DoraDo Domingo 22 de abril de 2007
Para empezarPrototipo de un puente colgante
Lean el texto.
• Antesdelalectura,comentenquépuentesconocenycómocreenqueestánhechos.
SESión 1
Después de que el huracán Stan devastó el puente internacional ‘Rodolfo Robles’, que conecta a México con Guatemala, se permite por seguridad, solamente el paso a peatones, bicicletas y motocicletas. El puente únicamente funciona 12 horas, de siete de la mañana a siete de la tarde, por lo que el intercambio comercial ha quedado totalmente paralizado. Incluso algunas agencias aduanales que operaban aquí han tenido que cerrar sus puertas debido a la falta de empleos, ya que todos los trámites de importación y exportación los realizan ahora por el puente ‘Suchiate II’. Además, el poco turismo entre ambos países y los miles de migrantes que regresan de Estados Unidos hacia las naciones centroamericanas para pasar el fin de año o vacacionar, ya no atraviesan por el puente ‘Rodolfo Robles’ sino por el puente ‘Talismán’.
Demanda la sociedad reconstruir puente fronterizo
Un modelo de puente para representar las fuerzas que actúan en él
Esta situación es grave, por lo que se ha solicitado que las autoridades estatales y federales reparen y pongan otra vez en funcionamiento del puente.
Por otra parte, en Tecún Umán, Guatemala, la situación todavía es peor: el sector comercial ha empezado a protestar y ha solicitado la intervención del gobierno federal de su país, en demanda de la reapertura y reconstrucción del puente. Esta situación prácticamente los ha llevado a la ruina económica, porque ninguna actividad que se realice en los puentes “Suchiate II” y en el “Talismán-El Carmen” les beneficia.
Las ciudades fronterizas tanto Ciudad Hidalgo, en el estado de Chiapas, y Tecún Umán, Guatemala, basan su economía en el intercambio comercial a través del puente “Rodolfo Robles”, razón por la cual les urge reactivar todos sus servicios. De no ser así, el cierre de negocios y la consecuente pérdida de empleos, seguirá en detrimento del bienestar social y la seguridad de los habitantes.
En principio, se requiere hacer las evaluaciones técnicas de cada una de las partes del puente, ya que a simple vista se perciben serias irregularidades en el puente.
Por estos motivos, la sociedad chiapaneca demanda que los gobiernos federal y estatal reconstruyan el puente y desazolven del río Coatán antes de que llegue la próxima temporada de lluvias y huracanes.
Enoctubrede2005,elHuracán‘Stan’,dañó34puentesEnChiapas,dejandoaisladasamásde200milpersonasenpocomásde100comunidades.
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193
IICIENCIAS
Alolargodelassecuenciasdelbloque,hastrabajadoenladescripciónyrepresentacióndelasdiferentesmagnitudesfísicas.Enesteproyectoanalizarásquéfuerzasparticipanenlaestructuradeunpuente.Conlainformaciónobtenidaelaborarástupropiopuenteaescalaconmaterialessencillosy,deestamanera,observaráslasfuerzasqueactúanenél.Valorarásentonceslautilidaddelacienciaylatecnologíaparalaconstruccióndepuentes.
Consideremos lo siguiente…Lean con atención el problema que se plantea. con el trabajo que realicen en este proyecto podrán diseñar una propuesta concreta de solución.
La mayor parte de nuestro país tiene accidentes geográficos, donde los puentes resultan de vital importancia para la comunicación.
¿Qué aspectos se deben tomar en cuenta para el diseño de un puente? ¿cómo se construye un puente?
con los conocimientos que tienes sobre la interacción de fuerzas ¿Qué sugerencias podrías aportar para su construcción y beneficio de la comunidad?
Lo que pienso del problemaresponde en tu bitácora:
1. ¿Cuáleslautilidaddeunpuente?
2. ¿Qué consecuencias económicas y sociales ha traído a las comunidades el malfuncionamientodelpuenteinternacional“RodolfoRobles”?
3. ¿Quétipodefuerzasintervienenenlaconstruccióndeunpuente?
4. ¿Qué se debe tomar en cuenta para la reconstrucción del puente internacional“RodolfoRobles”?
recuerda que para el registro de tus actividades:
Utiliza un cuaderno, libreta o carpeta como bitácora.
Lleva ahí un registro ordenado de lo que piensas del problema, de los textos consultados, de las entrevistas que realices, de los datos y objetos encontrados. Estas anotaciones te serán muy útiles para elaborar el informe del proyecto.
SESión 2Manos a la obraPlan de trabajo
Recuerda que el Plan de Trabajo explica las actividades que tendrás que realizar, organizadas en fases.
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Proyecto de investigación 2
Fase i: investiguemos conocimientos útiles
Paraobtenerinformaciónsobrelasfuerzasqueintervienenenlaconstruccióndepuentes,los elementos que se toman en cuenta para su construcción, los diferentes diseñosexistentesylosmaterialesempleados,revisaránalgunasdelassecuenciasquetrabajaronduranteelBloque2,algunostextosypáginaselectrónicasyelvideoPuentes.
Fase ii: exploremos para definir el problema
Paraampliarlainformaciónsobrelosdiferentesdiseñosylosmaterialesempleadosparaconstruirpuentesrecabaráninformaciónencompañíasconstructoras,coningenieros,arquitectosomaestrosdeobradesucomunidad.Paraconocerlasventajasqueparalascomunidadestieneunpuente,identificaralgunospuentescercanosasucomunidadyentrevistaraloshabitantessobreestacuestión.
Fase iii: ¿cómo contribuimos a la solución del problema?
A partir de la información obtenida elaborarán un puente en miniatura. Para ello,emplearánelementosdefácilaccesoensucomunidadcomopalillosdedientes,palitosdepaleta,listonesdemadera,cuerda,hilooestambre.
Calendario de actividades
nueva destreza empleada
sintetizar información: Considerar una serie de informaciones, de
factores o de conceptos relacionados, para dar solución a un problema.
Recuerda que en el Calendario escribirás las actividades que realizarán los responsables de cada una de ellas y las fechas de entrega
Encadafaseidentifiquenlasactividadesporhacerydesignenalosresponsablesdecadaunadeellas.Consultenconsumaestrolafechafinaldeentregaparaquedistribuyanmejorsutiempo.Deresultarlesútilcópienelformatosiguienteensubitácora.Encasocontrario,diseñensupropiocalendario.
cronograMa de actividadesresPonsaBLes FecHa
Fase iFase iiFase iii
Fase I. Investiguemos conocimientos útiles
sinteticen información acerca de los puentes y sus características. Para ello:
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IICIENCIAS
195
1.Respondan:
a) ¿Qué lecturas y actividades del bloque nos pueden servir para identificar lasfuerzasqueactúanenunpuente?
b)¿Quéelementossedebentomarencuentaparadiseñarunpuente?
c)¿Quédiseñosdepuentesexisten?
d)¿Quématerialesseempleanparaconstruirlospuentes?
e)¿Quéfuncióntienenlasdiferentesseccionesdeunpuente?
f) ¿Cómoafectaunsismoalaestructuradeunpuente?
2.Consultenlasreferenciasqueconsiderennecesariasparaidentificareltipodepuentesysuscaracterísticas.Puedenconsultarlasreferenciasqueselistanabajo.Paraello:
a)Dividanlaslecturasentretodoslosequipos.
b)Cadaequipobuscaráysintetizarálostextosrevisadosensubitácora.
c)Expondránunasíntesisdelainformaciónconsultadaalrestodelgrupo.
3.Elijanlasestrategiaspararevisarysintetizarlainformacióndocumentalinvestigada.
Algunas referencias de interésCienciasII.ÉnfasisenFísica:
1.Secuencia 4: ¿Cómo caen los cuerpos?
2. Secuencia 7: ¿Por qué se mueven las cosas?
2.Secuencia 8. ¿Cuáles son las causas del movimiento?
GeografíadeMéxicoydelmundo:
1. Secuencia 3: Un recorrido por México.
1.Puentes
1.Tagüeña,Carmenet al.(1999).Física.México:Santillana.
2.AllierCruz,RosalíaAngélica et al.(2005).La Magia de la Física.Tercer Grado. México:McGraw-Hill.
1.Diario El País. Los puentes, clasificación. 23 Febrero 2007. http://thales.cica.es/rd/Recursos/rd99/ed99-005302/contenido/9_clasificacion_puentes.htm
2.Genescá,Joan. Más allá de la herrumbre III.Corrosión y medio ambiental.ILCE.23Febrero2007.
http://bibliotecadigital.ilce.edu.mx/sites/ciencia/volumen3/ciencia3/121/htm/masalla3.htm
Recuerda que en esta fase recopilarás información documental útil para el desarrollo del proyecto. Te damos algunas referencias de lo que sabes para las consultes.
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Proyecto de investigación 2
SESión 3
Unpuenteconstadevariossegmentos.Enestepuentecolgantetodosloscablesseencuentransuspendidosentreunatorreyotra.
intercambien la información que cada equipo sintetizó. Para ello:
1.Escuchenconatenciónlasexposicionesdesuscompañeros.
2.Completensubitácoraconlainformaciónqueseaporte.
Fase II: Exploremos para definir el problema
Puenteatirantado.
1. Seleccionenunoovariospuentesensucomunidadocercanosaella.
2. Formen cuatro o cinco equipos y repártanse lainvestigaciónsobrelospuentes.
3. Investiguenacargodequéinstanciagubernamentalseencuentraelpuente.
4. Realicenunaentrevistaparaindagar:
a) Los materiales empleados para construirpuentes.
b) Eltipodepuenteopuentesqueseencuentranensulocalidad.
c) Losmaterialesconlosqueestánhechosdichospuentes.
d) Las ventajas que un puente tiene para suscomunidades.
e) Determinenlasventajasqueofrecenlospuentesrígidosylospuentesflexibles,asícomoenquécasosesmejorconstruircadatipodepuente.
5. Investiguen si existe alguna obra cercana de unpuente.
6. Pidan permiso de visitar la obra y entrevisten apersonasquetrabajanenella.
7. Pueden emplear los siguientes instrumentos pararecabarlainformación.Adáptenlosocomplétenlossegúnsusnecesidades.
Puentecolgante.
cablesprincipalestirantes
anclaje
torretramoextremo
armaduraderefuerzo
Recuerda que en esta etapa recabarás información directamente de tu comunidad para resolver el problema.
obtengan información que les ayude a elaborar su puente. Para ello:
Puentedearco.
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IICIENCIAS
197
Para hacer sus entrevistas:
Elaboren y lleven por escrito cuatro o cinco preguntas clave para guiar sus entrevistas. Por ejemplo, ¿cuándo se construyeron los puentes de esta región?, ¿qué necesidades han cubierto dichos puentes?, ¿qué fuerza pueden soportar?, ¿cómo se sostienen?
Utilicen una grabadora, una libreta pequeña de notas o bien, su bitácora para registrar la información durante la entrevista.
al terminar sus entrevistas:
Reúnanse con todo el equipo y seleccionen la información útil para resolver el problema.
Valoren las coincidencias en las respuestas de los entrevistados. Una tabla de datos puede ser de gran ayuda.
clasifiquen la información obtenida durante las entrevistas:
1.Reúnanlasentrevistasdetodoslosequipos.
2.Enunatabladedatos integrenla informacióndecadalugarvisitado.Observenelejemploacontinuación.
Fuente de información
Puentes que hay en mi localidad
Fuerzas que soportan
Material de fabricación
ventajas para la comunidad
3.Elaborenunresumendelainformación.
Fase III. ¿Cómo contribuir a la solución del problema?construyan un modelo de puente en miniatura.
SESión 4
Para elaborar una maqueta o un modelo:
Decidan el tipo de construcción que van a realizar.
Identifiquen las principales características que se deben tomar en cuenta.
Decidan los materiales que van a usar.
Hagan un boceto o diagrama de la construcción en papel:
• Utilicen los diagramas y los textos consultados.
• Tomen en cuenta las partes que se construirán por separado.
Utilicen pegamento para madera para unir los diferentes palillos, cartón, cuerdas o hilos.
Ensamblen las partes que construyeron por separado.
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Proyecto de investigación 2
evalúen los diferentes puentes miniatura construidos. Para ello:
1. ¿Quépartedelpuentefuelaquelescostómástrabajoarmar?
2. Sabiendoquecadapartedelaestructuradelpuentetieneunafunciónespecífica:
a) ¿cuáleslaestructuradelpuentequenopuedeserflexible?¿Porqué?
b) ¿Quéestructuradelpuentepermiteflexibilidad?
3. Opinenacercadeltipodepuentequeconsiderenmásadecuadoparasucomunidad.
Para terminar
comuniquen los resultados que obtuvieron. Para ello:
1.Determinen de los productos desarrollados durante el proyecto cuáles quierencomunicar,porejemplo:síntesisdeinformaciónsobrelaconstruccióndelospuentes,tiposdepuentesysuscaracterísticas,sistemasdefuerzasquetrabajanenunpuente,materialesdeconstruccióndepuentes,reportesdeentrevistas;etcétera.
Diferentespasosparalaconstruccióndeunpuentecolgante
SESión 5
Recuerda que en esta fase se utiliza la información obtenida hasta ahora a fin de desarrollar un producto que de a conocer el problema y posibles soluciones.
Recuerda que en esta etapa elaborarás un reporte de investigación y encontrarás la manera más apropiada de presentar tu producto terminado a la comunidad.
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IICIENCIAS
199
2.Puedenelaborarunreportequecontenga:
a) Introducción:Expliquenelpropósitodelproyecto.
b)Desarrollo:Describanelprocedimientoquesiguieronparaelaborarelpuenteenminiatura,enfatizandolasfuerzasquedebenconsiderarseensuconstrucción.
c)Conclusiones:Realicenundibujodesupuente,dondeindiquenlasfuerzasqueactúanenél.Paraello:
i. En el dibujo señalen los componentes siguientes: cables, tirantes verticales,soportes,tablero,
ii.Conflechas,indiquenlasfuerzasqueactúanencadaunodeloscomponentesnombrados.
3.Organicenensuescuelaunapresentaciónpúblicade lasmaquetasde lospuentesconstruidas.
4.Presentenalasautoridadesdelaescuelaelprototipoelegidoysusventajas.
5.Organicenconlosasistentesunintercambiodeopinionessobrelaimportanciadelasvíasdecomunicación,sucuidadoymantenimiento.
Lo que aprendimosevalúen lo aprendido durante el proyecto.
• Respondanensubitácora:
1. Sobrelospuentesysuscaracterísticas:
a) ¿Quéaspectosofactoressetomanencuentaparadiseñarunpuente?
b) ¿Quéfuerzasdebenconsiderarseensuconstrucción?
c) ¿Qué tipo de puentes han visto en poblaciones o carreteras cercanas a tucomunidad?
d) ¿Québeneficiosseobtienenconlaconstruccióndeunpuente?
2. Sobreeltrabajorealizado:
a) Escribanlasdificultadesquetuvieronpararealizarsuproyecto,lascausasycómolasresolvieron.
b) ¿Quéfueloquemáslesgustóduranteelproyecto?
c) ¿Sesientensatisfechosdeltrabajorealizado?¿Porqué?
d) ¿Cómomejoraríansumodelodepuente?
Recuerda que aquí evaluarás aprendizajes y la contribución de tu producto para resolver el problema.
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200
EVALUACIÓN BLOQUE 2
Revisión de secuenciasI. Lee atentamente los siguientes casos. Subraya la expresión que contiene la
respuesta correcta.
1. Un niño lanza una bola de lodo que cae al suelo a cinco metros de distancia. ¿Cuál de las afirmaciones es adecuada para describir el cambio en el estado de movimiento de la bola?
a) Caedebidoaunafuerzaqueactúaadistancia.b) Caeporque,alestarhechadetierrahúmeda,regresaallugaralque
pertenece.c) Caedebidoaunafuerzaqueactúaporcontacto.d) Caeporqueseacabalafuerzaqueseleaplicóalserlanzada.
2. ¿En cuál de las siguientes situaciones no actúa una fuerza?
a) Unautomóvilfrenaalacercarseaunalto.b) Unapelotasedeformaporunmomentoalchocarconunaraquetadetenis.c) Unanaveconelmotorapagadoviajaenelespacioconmovimientorectilíneo
uniforme.d) Unimánatraeunclipdemetalylomuevedesuposición.
II. Aplica tus conocimientos para elegir la respuesta correcta.
3. Una caja se encuentra en reposo sobre la superficie de un plano inclinado. ¿Cuál es el diagrama de fuerzas que representa la situación descrita?
Las fuerzas.La explicación de los cambios
a) b) c) d)
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201
IICIENCIAS4. La fuerza que actúa sobre una bala cuando se dispara un rifle es de 27 N,
mientras que la fuerza que actúa sobre el rifle es de -27 N. ¿Cuál es el valor de la fuerza resultante?
a)0N b)1N c)54N d)729N
5. Sobre una caja actúan dos fuerzas concurrentes. ¿Cuál es la fuerza resultante de este sistema? • Tomaencuentaquelaescaladelosvectoreses:1cm=1N
4N
2.5N
a)3N b)6N c)180N d)-3N
6. Al jalar un costal lleno de frutas recibes la ayuda de varios amigos. Como resultado de esto, la fuerza ejercida sobre el costal se multiplica por tres. ¿Cómo varía la aceleración del costal?
a) Sereducealamitadb) Sequedaigualc) Seduplicad) Setriplica
7. De las siguientes situaciones, ¿cuál no corresponde a un par de fuerzas de acción y reacción?
a) 1b) 2c) 3d) 4e) Ninguna
ElpieempujalaTierra.LaTierraempujaalniño.
Elcoheteempujaalgas.Elgasempujaalcohete.
Elmartillogolpealalata,lalatasedeformayempujaalmartillo.
LaTierraatraealhombre.ElhombreatraealaTierra.
1 2 3 4
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EVALUACIÓN BLOQUE 2
202
8. ¿Cuál de las siguientes gráficas describe la relación entre la distancia y la fuerza de atracción gravitacional?
a) ib) iic) iiid) iv
Distancia0 2 4 6
30
25
20
15
10
5
0Fu
erza
ii
Fuerza0 2 4 6
6
5
4
3
2
1
0
iii
Distancia0 2 4 6
1.2
1
0.8
0.6
0.4
0.2
0
Fuer
za
i
Distancia0 1 2 3 4 5 6
iv
6
5
4
3
2
1
0
III. Subraya el argumento más adecuado para contestar las situaciones planteadas:
9. ¿Cuál de las siguientes afirmaciones sobre la fuerza de atracción gravitacional es incorrecta?
a) ElSolejerceunafuerzadeatracciónsobrelaTierra.b) Unapersonanoejercefuerzadeatracciónsobreotra.c) Lalunaejerceunafuerzadeatracciónsobrenosotros.d) LaTierraejerceatracciónsobreloscuerposquecaenlibremente
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IICIENCIAS
203
10. ¿Cuál de los siguientes enunciados emplea el término energía en un contexto no científico?
a) LaenergíaluminosadelSolesnecesariaparalavidaenlaTierra.b) LaenergíadelSolpuedetransformarseenenergíapositiva.c) Elcaloresunaformadeenergía.d) Esnecesarioutilizartiposdeenergíamenoscontaminantes.
11. Todos los enunciados, menos uno, describen manifestaciones posibles de energía. ¿Cuál es?
a) Enunaexplosiónnuclearlaenergíasemanifiestaenformadecalorysonido.b) Cuando un imán atrae a un clavo, la energía se manifiesta en forma de
movimiento.c) Cuando una piedra cae al suelo la energía se manifiesta en forma de
electricidad.d) Laenergíaquímicaestapresenteenloscombustiblescomolagasolina.
12. Menciona con cuál de las siguientes formas no es posible cargar eléctricamente un objeto hecho de plástico.
a) Ponerloencontactoconotrocuerpocargadoeléctricamente.b) Ponerloencontactoconunobjetosincarga.c) Frotarloconunafranela.d) Frotarloconelcabello.
13. ¿Cuál de las siguientes afirmaciones sobre las características de la fuerza eléctrica y la fuerza gravitatoria es falsa?
a) Ambasactúanadistancia.b) Lasdossonproporcionalesalproductodelasmasasdelascargas.c) Ambas son inversamente proporcionales al cuadrado de la distancia entre
lasmasas.d) Lasdossonúnicamenteatractivas.
IV. Selecciona el valor que resuelva cada caso.
14. ¿Cuál piedra tiene mayor energía potencial?
a) Unade100ga2mb) Unade200ga2mc) Unade50ga2md) Unade50ga1m
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EVALUACIÓN BLOQUE 2
204
Autoevaluación • Sigue las instrucciones:
1. Escribeenlacolumnadeladerechaelnúmeroquedescribamejortuactitudpersonalfrentealtrabajoenequipo.Emplealasiguienteescala:1=nunca,2=pocasveces,3=confrecuencia,4=siempre.
¿Cómo trabajo en equipo?
Actitud Valoración
a) Cuandotrabajamosenequipo,esperoaqueunodemiscompañerosnosorganice.
b) Cuandodividimoslastareasyterminoprimero,ayudoamiscompañeros.
c) Miscompañerosdeequipometomanencuenta.
d) Siunodemiscompañeroshaceunbuentrabajo,selodigo.
e) Silosdemásnohacenloquelestoca,yotampococumploconmitarea.
f) Duranteunaactividad,escuchoyrespetolaopinióndelosdemás.
g) Megustaaportarideaspararealizarunaactividadgrupal.
h) Cuandoalgomesalemal,reconozcomierror.
i) Consideroqueeltrabajoenequipocontribuyeamiaprendizaje.
j)Cuandotrabajamosenequipo,nosresultamuydifícilponernosdeacuerdo.
15. Si en la cima de una colina tienes 1600 J de energía potencial, ¿cuánta energía cinética tienes en el punto medio de la bajada cuando desciendes? Utiliza el Principio de conservación de la energía mecánica.
a) 1600Jb) 200Jc) 400Jd) 800J
16. Si dividimos un imán, ¿cuántos polos tendrá cada imán resultante?
a) Unob) Dosc) Tresd) Cuatro
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IICIENCIAS
205
2. Responde:
a) ¿Quéafirmacionesfavoreceneltrabajoenequipo?
b) ¿Cuálesdeestasactitudesmanifiestascuandotrabajascontuscompañerosdeequipo?
3. Esrecomendablequeguardesunacopiadeestecuestionarioenelportafolio,paraquelocomparesconlosqueharásalfinaldeotrosbloques.
Integra tu portafolio Un portafolio, como el
que se muestra, es una
carpeta hecha de
diversos materiales
como cartón, yute, tela
o papel. Utiliza lo que
quieras para fabricar
el tuyo.Reflexiona acerca de las actividades del Bloque 1 que te parecieron más importantes para tu aprendizaje, y guarda en tu portafolio algunas de esas actividades; por ejemplo, ejercicios, fotografías, dibujos, tablas o autoevaluaciones. Escribe en una tarjeta, por qué guardas cada una de ellas.
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206
Bloque 1(2005). Conceptos clave en mecánica. Madrid: Barcanova.(2005). Física para todos. Madrid: Equipo Sirius. Asimov, Isaac. (1973). Introducción a la ciencia. Ciencias físicas.
Barcelona: Plaza y Janés. Biblioteca de divulgación científica. Muy Interesante. Vol. I.
Bueche, Frederick. (1967). Fundamentos de física. México: Edición económica.
Church, Joe. (2001). El mundo de Beakman. México: Selector.Del Río, Fernando y Jorge Flores. (1986). Conceptos de la física. I.
Modelos clásicos. México: SEP - CONAFE.Driver, Rosalind et al. (2000). Dando sentido a la ciencia en
secundaria. Investigaciones sobre las ideas de los niños. México: Visor/SEP. Biblioteca para la actualización del maestro.
Félix, Alejandro, et al. (2001). Lecciones de Física. México. CECSA.Fierro, Julieta. (1996). Los mundos cercanos. México: McGraw-
Hill.Galileo, Galilei. (1981). El ensayador. Buenos Aires: Biblioteca de
iniciación filosófica.Halliday, Jay; et al. (2001) Fundamentos de física. México: CECSA.Resnick, Robert y David Halliday. (1981). Física. Parte I. México:
CECSA.Sagan, Carl. (1982). Cosmos. Barcelona: Planeta. SEP. (2000). Enseñanza de la física con tecnología. México: ILCE.Slisko, Josip. (1995). Física I. El encanto de pensar. Segundo grado.
México: Prentice - Hall.Stollberg, Robert. (1979). Física. Fundamentos y fronteras. México:
Publicaciones Cultural. Tagüeña, Julia, et al. (2003). Física II. México: Santillana.White, Hermann. (1992). Física descriptiva. México: Reverté, 8a.
ed.
Bloque 2Allier Cruz, Rosalía Angélica et al. (2005) La Magia de la Física.
Tercer Grado. México: McGraw-Hill.Enciso, José. (2005). Física. Madrid: McGraw-HillEstrada, Alejandro Félix et al. (2001). Lecciones de Física. México:
CECSA.Félix, Alejandro, et al. (2001). Lecciones de Física. México: CECSA.Gasca, Juan. (ed). (2003). Fuerzas Físicas. México: SEP-Ediciones
culturales internacionales. Col. Libros del Rincón.Herrera, Miguel Ángel. (1996). Cargas y corrientes. México,
SITESA.Hewitt, Paul G. (2004). Física Conceptual. 9ª Edición. México.
Pearson.Homero, Héctor et al. (2002) Física. Educación Secundaria / Tercer
Grado. 4ª ed. México: Castillo. Lightman, A. (1995). Grandes ideas de la física. Cómo los
descubrimientos científicos han cambiado nuestra visión del mundo. Madrid: McGraw-Hill.
Serway, Raymond y Robert Beichner. (2002). Física para Ciencias e Ingeniería. 5ª ed. México: McGraw Hill.
Tagüeña, Carmen et al. (1999). Física. México: Santillana.Tippens, Paul. (1993). Física, conceptos y aplicaciones. México:
McGraw-Hill, 2a. ed. Van Cleave, Jean. (2003). A+ projects in physics. Winning
experiments for science fairs and extra credit. New Jersey, USA: John Wiley & Sons Inc.
FIS I B2 ZBibliografia.indd 206 6/19/07 1:52:49 PM
IICIENCIAS
207
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Revisión académicaCarlos David Hernández Pérez, María Teresa Guerra Ramos, Julio H. Pimienta Prieto
Revisión pedagógicaSidney Cano Melena, Patricia Vázquez del Mercado Herrera
Fotografía en telesecundariasTelesecundaria ”Centro Histórico“. Distrito Federal.Telesecundaria ”Sor Juana Inés de la Cruz“. Estado de México.
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CIENCIAS I I Énfasis en Física
en los talleres de ,
El tiraje fue de ejemplares, más sobrantes de reposición.
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Se imprimió por encargo de la Comisión Nacional de Libros de Texto Gratuitos,
el mes de de 200 .