fisica secundaria 2do 2016

COLEGIO NUESTRA SEÑORA DE LUJÁN

ALUMNO:

Prof. Amelia Rueda de Vera

Prof. Cecilia Villalá

FÍSICA - Segundo Año 2016

Profesoras: Amelia Rueda – Cecilia Villalá Página 1

“MARÍA DE LUJÁN, CAMINO DE SERVICIO Y HUMILDAD” COLEGIO NUESTRA SEÑORA DE LUJÁN Nivel: Ciclo Básico Departamento: Ciencias Naturales Asignatura: CIENCIAS NATURALES: FÍSICA Curso: 2º Año “A”, “B”, “C” y “D” Ciclo lectivo: 2016 Profesoras: Amelia Rueda de Vera Cecilia Villalá

PROGRAMA ANUAL

Meta de Comprensión Abarcadora: Comprender cómo a partir de la descripción del movimiento y las Leyes de Newton se pueden entender algunas situaciones de nuestra vida. .

UNIDAD META DE

COMPRENSIÓN POR UNIDAD

TÓPICOS GENERATIVOS

CONTENIDOS CONCEPTUALES

I

Comprender qué es la Física y en qué consiste el trabajo científico para valorizar el proceso de medición y aplicarlo en diferentes situaciones cotidianas.

MAGNITUDES FÍSICAS

Cambios físicos y químicos. Física. Método científico. El proceso de medición.Magnitudes físicas. Cantidad. Unidades Fundamentales y derivadas. SIMELA. El resultado de una medición: valor más probable. Sistema de unidades: S.I.M.E.L.A. Conversión de unidades. Notación científica. Magnitudes escalares y vectoriales.

II

Comprender que el equilibrio y su relación con las fuerzas forman parte del mundo que nos rodea.

ESTÁTICA

Las Fuerzas y sus efectos. Concepto de fuerza: Representación gráfica: escala. Tipos de fuerzas. Diagrama de fuerzas: Sistemas colineales, concurrentes y paralelos. Resultante: métodos gráficos. Fuerza peso. Dinamómetro. Determinación del centro de gravedad.

III

Comprender cómo a partir de la descripción del movimiento se pueden entender algunas situaciones de nuestra vida

CINEMÁTICA

Movimiento y sistema de referencia. Posición y trayectoria. Distancia y desplazamiento. Diferencia entre rapidez y velocidad. Unidades de velocidad. M.R.U. Aceleración: M.R.U.V. Caída libre y tiro vertical.

IV

Comprender como las Leyes de Newton ayudan a mejorar la calidad de vida.

DINÁMICA

Dinámica. Fuerzas o interacciones fundamentales. Leyes de Newton: principio de inercia, de masa y de acción y reacción. Peso, masa y aceleración de la gravedad.


CRITERIOS DE EVALUACIÓN El departamento de Ciencias Naturales acuerda para el presente Ciclo Lectivo los siguientes criterios de evaluación: 1º Asimilación y Comprensión:

Prolijidad y puntualidad en la presentación de trabajos.

Destreza en el uso de técnicas de estudio.

Uso y cuidado adecuado del material de trabajo.

Coherencia en la expresión oral y escrita.

Resolución de situaciones problemáticas, análisis de casos, gráficos y tablas.

Las notas de asimilación y comprensión se corresponden con el nivel de conocimientos y procedimientos que surgen de evaluaciones escritas, orales, trabajos prácticos, presentación de informes, guías de problemas, etc. 2º Desempeño Global:

Valoración de la responsabilidad y puntualidad en la presentación de trabajos e informes

Dedicación, perseverancia y participación en el trabajo áulico

Cumplimiento de las Normas de Higiene y Seguridad en el laboratorio.

Asistencia a clase con el cuaderno y los materiales necesarios.

Responsabilidad en el cumplimiento de las tareas asignadas por el profesor para trabajos

individuales y grupales

Respeto por la vida y la salud física propia y de los demás.

Comportamiento personal de acuerdo a las normas establecidas en la institución

Las notas de desempeño global se corresponden con los criterios mencionados anteriormente.

------------------------------------------ -------------------------- ------------------------------ Firma del padre, madre o tutor Firma del alumno Firma del docente


UNIDAD N° 1: MAGNITUDES FÍSICAS TEMA: CAMBIOS FISICOS Y/O QUIMICOS INTRODUCCIÓN:

Al igual que se hace con las propiedades de las sustancias, los cambios que sufren las mismas se pueden clasificar como físicos o químicos.

Fenómenos físicos. Cuando calentamos un trozo de hielo dentro de un recipiente, observamos primero que este se ha tornado líquido. Si continuamos el calentamiento comenzará a evaporarse, y de seguir el proceso hasta alcanzar una temperatura determinada, observaremos que empieza la ebullición y, al final, no quedará nada en el recipiente. Hemos presenciado un proceso de cambio de estado del agua, durante el cual su estructura interna (sus moléculas) no sufre ninguna transformación. La sustancia ha pasado del estado sólido al líquido y luego al estado gaseoso. Cambio Físico es aquel que tiene lugar sin transformación de materia, es decir cuando se conserva la sustancia original. Los cambios de estado, de aspecto, de tamaño, de posición, entre otros son cambios físicos. En los fenómenos físicos las sustancias siguen siendo las mismas.

Fenómenos químicos: Si colocamos vinagre en un erlenmeyer y le agregamos bicarbonato de sodio se forman nuevas sustancias con propiedades diferentes a las primeras. Esto constituye un cambio químico, por cuanto el o los materiales iniciales han sufrido una transformación produciendo una o más sustancias nuevas. Cambio Químico es aquel que tiene lugar cuando hay una transformación de materia, es decir cuando no se conserva la sustancia original. Los cambios de color, aparición de una llama, desprendimiento de burbujas, entre otros permiten identificar un cambio químico.

Una vela encendida manifiesta cambios, tanto físicos como químicos. Una vez encendida la vela, la cera sólida próxima a la mecha caliente se funde. Esta fusión es un cambio físico porque la composición de la cera es la misma en forma sólida y en la forma líquida. Parte de la cera fundida es absorbida por la mecha encendida, donde se produce un cambio químico. La cera se combina con el oxígeno del aire para formar dióxido de carbono y vapor de agua, ambos en estado gaseoso. A medida que la vela arde y la cera sufre este cambio químico, la vela se hace cada vez más pequeña.


PRÁCTICO DE LABORATORIO N° 1 TEMA: Cambios Físicos y químicos META DE COMPRENSIÓN: comprender los cambios físicos y químicos, a partir de experiencias simples de la vida cotidiana. 1. Lee las tres primeras experiencias y realízalas con tu grupo Experiencia 1: Imanes Material: 1 imán Procedimiento: a. Acerca un imán a diferentes metales y observa si lo atrae. b. Acerca un imán a uno de los extremos de un clavo, aproxima limaduras

de hierro al otro extremo del clavo. c. Acerca dos imanes enfrentando los polos. Invierte uno de los imanes y acércalos nuevamente, d. Coloca un imán debajo de una placa de vidrio. Luego espolvorea con limaduras de hierro. Experiencia 2: Lanza cohetes Material: Erlenmeyer, Bicarbonato de sodio, Vinagre y 1globo Procedimiento: a. Coloca agua y vinagre en el erlenmeyer b. Agrega una cucharada de bicarbonato en el globo c. Coloca el globo en el cuello del erlenmeyer y deja actuar unos minutos

Experiencia 3: Presión Atmosférica – Combustión Material: vela, vaso y plato Procedimiento: a. En el centro del plato fija una vela con la ayuda de plastilina o masilla. b. Añade agua en el recipiente (hasta una altura de 1 centímetro). c. Enciende la vela, y cúbrela con un frasco de vidrio, hasta que la boca del mismo quede sumergida en el agua.

2. Actividades:

a) Realiza un listado de características o cambios que hayas observado en cada una de las experiencias

b) De acuerdo a las características observadas, indica si las experiencias realizadas corresponden a la física o la química.

c) Toma nota de las precauciones o medidas de seguridad que deberías tomar al realizar experiencias en el laboratorio

3. Lee y realiza con tu grupo las siguientes experiencias: Experiencia 4: Solución Material: Un vaso de precipitado, Sal y Varilla de vidrio Procedimiento a. Coloca en un vaso de precipitado, 100 ml de agua b. Disuelve dos cucharadas de sal en agua


Experiencia 5: Flotación Material: Un vaso de precipitado con agua salada, Un vaso de precipitado con agua y Un huevo. Procedimiento a. Sumerge el huevo en el vaso con agua. Observarás que se hunde hasta

el fondo. b. Saca el huevo del vaso y sumérgelo en el vaso con agua salada. Experiencia 6: Presión Material: Una papa y Dos bombillas de plástico. Procedimiento:

a. Intenta atravesar la papa utilizando la bombilla. b. Toma la otra bombilla y, manteniendo un extremo tapado con un dedo e intenta atravesar la

papa. Experiencia 7: Tinta Invisible Material: 1 limón, 1 hoja de papel, 1 vela, fósforos, 1 palito de madera Procedimiento: a. Escribe en la hoja de papel, cualquier mensaje con jugo de

limón, utilizando un palito de madera como lapicera. b. Deja secar el mensaje,(éste se hará invisible). c. Acerca la hoja a la vela encendida Experiencia 8: Material: huevo duro, 1 frasco cuyo pico sea del diámetro del huevo y 1 Fósforo. a. Procedimiento:

1- Enciende el fósforo, b. Arrójalo dentro del frasco c. Coloca el huevo en la boca del frasco Experiencia 9: Presión Material: 1 Vaso de vidrio y 1 Caja de CD o DVD Procedimiento: a. Coloca agua en el vaso, casi hasta llenarlo b. Toma la caja del CD o DVD y desármala, para usar la tapa. c. Coloca la tapa sobre la parte superior del vaso d. Presiona con tus dedos y gira todo, hasta dejar el vaso en

posición vertical pero con su fondo totalmente hacia arriba. e. Saca los dedos de la tapa, y observa lo que sucede. Experiencia 10 Tensión Superficial Material: Aro de alambre y Detergente Procedimiento: a. Coloca agua con detergente y agita b. Introduce el aro, extrae y sopla


4. Conclusiones

a. Completa el siguiente cuadro según consideres, que las experiencias realizadas sean fenómenos estudiados por la Física o por la Química

Fenómeno Físico Fenómeno Químico

b. Elabora, con ayuda de tu grupo, un concepto para: .

¿QUÉ ESTUDIA LA FÍSICA?

La Física es una ciencia que busca explicar el entorno que nos rodea. Para ello se vale de la observación y de la experimentación, con el fin de establecer leyes, principios y teorías que den cuenta del mundo en el que vivimos. Es una ciencia en constante construcción, cuyo desarrollo ha sido posible gracias a varios factores, como el surgimiento del pensamiento científico, los cambios sociales y culturales que ha experimentado el mundo. Gracias a los logros de la Física, hoy en día podemos ser testigos de los incontables avances tecnológicos. Áreas como la computación, las telecomunicaciones, la aeronáutica, la medicina, entre muchas otras, deben su importante desarrollo a esta ciencia. Esperamos que al recorrer este ciclo lectivo comprendas que, fenómenos naturales como la velocidad y aceleración pueden ser explicados a través de principios y leyes, y que la ciencia es un prisma a través del que podemos ver y entender nuestro entorno. Es importante que reconozcas el enorme vínculo que existe entre las distintas disciplinas científicas y cómo se nutren unas de otras. Es por ello que debes considerar que el conocimiento científico no surge de forma aislada, sino que es un proceso transversal al ser humano y que, de una u otra forma, todos somos parte de él. Los físicos siempre están tratando de entender lo que pasa en su entorno y en su búsqueda, muchas veces hacen descubrimientos sorprendentes. Principalmente la Física estudia la materia y la energía. Muchos fenómenos en el Universo pueden estudiarse analizando cómo se comportan y relacionan entre sí la materia y la energía. Materia como las estrellas y los planetas, las rocas o las nubes; energía como un relámpago, el fuego o la luz del Sol. Entonces la Física intenta explicar los fenómenos del universo. Pero... ¿Cómo lo hace?

Fenómenos Físicos: …………………………………………………………………………………………………………

…………………………………………………………………………………………………………

…………………………………………………………………………………………………………

Fenómenos Químicos …………………………………………………………………………………………………………

…………………………………………………………………………………………………………

…………………………………………………………………………………………………………


¿CÓMO TRABAJA UN CIENTÍFICO? No puede decirse que todos los científicos utilicen un método de trabajo idéntico. La época en la que vivieron condicionó su forma de trabajar. Si algo caracteriza a un científico es su curiosidad y su tendencia a hacer hipótesis sobre cómo se comporta la naturaleza. Tener curiosidad por saber cómo funciona un ser vivo, qué leyes rigen el movimiento de los planetas,qué fármacos son adecuados para combatir una enfermedad o qué transformaciones ha sufrido la Tierra desde su origen, son sólo algunas de las tareas propias de los científicos y que han conseguido tantos avances en el conocimiento. Ser curioso no basta para ser científico.Los científicos deben saber todo lo que ya se conoce sobre lo que quieren investigar. Formación: Conocer todo lo que se sabe de un tema es una tarea larga y complicada, hay que estudiar y trabajar mucho. Organización: Los científicos se organizan en equipos de investigación. Desde sus centros de trabajo, se plantean interrogantes y buscan respuestas a sus preguntas. El organismo de investigación más importante de Argentina es el Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas (CONICET), en él trabajan muchas personas y muchas más se encuentran con becas que les permiten continuar con su formación. .

Tareas: Los físicos inicialmente detectan un problema determinado, que puede radicar en la explicación de un fenómeno o en el funcionamiento de un artefacto, tratan de explicar de qué manera sucede y cuáles son las causas que lo originan, y proponen una forma de corroborar esas explicaciones provisorias. Algunas veces, al buscar respuestas a sus preguntas, encuentran resultados que no esperaban. Hay muchas formas de llegar a un descubrimiento científico; los procesos de las ciencias pueden pasar por las siguientes acciones sin un orden establecido: hacerse preguntas, observar, explorar y buscar respuestas. La forma de resolver un problema científico es semejante a la que se aplica para resolver cualquier problema.

Actividad: Elabora un esquema de contenidos, con los pasos del método científico, de acuerdo a lo estudiado en primer año.

PRACTICO DE LABORATORIO Nº 2: ¿CÓMO TRABAJA UN CIENTÍFICO? TEMA: Método Científico META DE COMPRENSIÓN: comprender la forma de trabajo de un científico, a partir de una experiencia sencilla PROCEDIMIENTO Observa la figura y responde a las siguientes preguntas:

1. ¿Qué ocurre con un resorte cuando se cuelga un objeto pesado de uno de sus extremos, como se muestra en la foto?

2. ¿Qué pasa si sustituimos ese cuerpo por otro más pesado? ¿Y si se sustituye por uno menos pesado?

3. Propone una hipótesis sobre el comportamiento del resorte


Para comprobar tu hipótesis sobre el comportamiento de un resorte necesitas idear un experimento (¿Qué harías?). Reúnete con no más de tres compañeros y armen un aparato como el que se muestra en la foto.

a. ¿Cómo usarías este aparato para comprobar tu hipótesis?

b. Hay tres cosas que pueden variar en este experimento: el peso del cuerpo que se coloca en el extremo del resorte, la elasticidad del resorte y la longitud del estiramiento; éstas son las variables. ¿Cómo están relacionadas, según tu hipótesis?

c. Si quieres saber cómo cambia una variable cuando modificas la otra,

debes tener la tercera variable sin modificar. ¿Qué variable dejarías sin cambiar y cómo harías el experimento?

INFORME DE LABORATORIO: V DE GOWIN Con la información obtenida en el Práctico de Laboratorio N° 2, debes elaborar un informe escrito (grupal), siguiendo la organización que se explica a continuación: ¿CÓMO SE ELABORA LA V DE GOWIN?

1) En una hoja tamaño A4, dibuja una V así:

2) La parte de la izquierda se refiere a lo conceptual (pensamiento), la parte de la derecha se refiere a la metodología (acción), y en la del medio va la pregunta clave: ¿Qué quiero conocer?

3) La parte conceptual y metodológica deben tener los siguientes puntos en la V

Conceptual Metodológica

Teoría ¿Por qué sucede?

Explicarlo de manera razonada, si hace falta se utilizará modelos mentales de los fenómenos y los

objetos.

Conclusión ¿Qué puedo afirmar?

Conclusión que extraigo de mis datos y transformaciones.

Principio o leyes ¿Cómo sucede el fenómeno estudiado?

¿De qué manera funciona? Argumentar a partir de las regularidades

observadas

Registros y transformaciones de datos ¿Qué mido directamente?

Anotaciones, cálculos y representaciones gráficas y /o tablas que realizo a partir de los

datos .

Conceptos relacionados ¿Cuáles son los conceptos claves

involucrados? Palabras que representan los fenómenos y

objetos más importantes

Procedimientos ¿Qué cambios introduzco para observar el

fenómeno? Pasos que sigo para realizar la experiencia.


MATERIA: ………………………………………… CURSO:……………………………………………………………… PROFESOR/A: …………………………………………………….. FECHA: ……………………………………………………………. ALUMNO/A:…………………………………………………………

PRÀCTICO DE LABORATORIO Nº

TEMA: META DE COMPRENSION:

PENSAR HACER

TEORIA: PREGUNTAS CONCLUSIONES:

PLANTEADAS

PRINCIPIOS, LEYES: REGISTRO DE DATOS:

CONCEPTOS: PROCEDIMIENTO:

ACONTECIMIENTO (Explicación del procedimiento teniendo en cuenta las preguntas planteadas)

HIPÓTESIS

MATERIALES

EL PROCESO DE MEDICIÓN: MAGNITUD FÍSICA

Imagina que alguien te está explicando cómo llegar a su casa, ¿Te serviría de algo que te diga: “Toma por la calle durante un rato y da vuelta a la derecha en uno de los semáforos. Luego sigue derecho un buen tramo...”? ¿O te agradaría consultar a tu empresa de telefonía móvil el saldo de tu línea y que te informe de la siguiente forma: “Todavía tiene algo de saldo en su línea, pero no es mucho”? Medir es importante para todos nosotros. Es una de las formas concretas en que enfrentamos el mundo. Las mediciones de longitud nos dicen qué distancia hay entre dos ciudades y qué estatura tienes. Las mediciones de tiempo nos dicen cuánto falta para que termine la clase, cuándo inicia el trimestre y qué edad tienes. Los fármacos que tomamos cuando estamos enfermos se dan en dosis medidas. Muchas vidas dependen de diversas mediciones realizadas por médicos, técnicos especialistas y farmacéuticos para el diagnóstico y tratamiento de enfermedades. ¿QUÉ ES MEDIR EN FÍSICA? Que la Física sea una ciencia experimental significa que los fenómenos en análisis, deben observarse y medirse, para así poder lograr una descripción objetiva de la naturaleza. Medir es un proceso experimental de comparación en el que intervienen necesariamente tres sistemas: El sistema-objeto que deseamos medir; el instrumento de medición y el sistema de


comparación, que definimos como unidad (ya que lo consideramos como un valor unitario) y que suele estar incluido en el instrumento de medición. Cada proceso de medición define lo que se llama una Magnitud Física. Éstas últimas están unívocamente determinadas por el proceso de medición. Por ejemplo, se define como “longitud” aquello que se mide en el proceso descripto como “medición de longitudes”. “Peso” es aquello que se mide con el proceso físico denominado “pesar un cuerpo”. Esto podría parecer insignificante, sin embargo, es importante hacer notar que no hay otra forma de definir una magnitud física más que por la descripción del proceso de medición en sí. En otras palabras, magnitud física es todo aquello que se puede medir. El resultado de un proceso de medición es un número que se denomina valor numérico de la magnitud o medida y se lo interpreta como “el número de veces que la unidad está contenida en la magnitud en cuestión”. Este valor es independiente del proceso particular de medición, dependiendo sólo de la unidad de medida.

Como esta unidad, en principio, es arbitraria y se fija por convención, es necesario añadir un símbolo a la medida para indicar cuál unidad ha sido utilizada para realizar la comparación. Por ejemplo, cuando decimos que la longitud de una calle es de 150 m, significa que la unidad (el metro, un metro) cabe 150 veces en el largo de la calle.

Medida Unidad

1 kilogramo (kg)

1 decímetro cubico (dm3)

1 litro (l)

LOS RESULTADOS DE LAS MEDICIONES: VALOR MÁS PROBABLE Cuando se efectúan observaciones, se hacen mediciones y se recoge toda la información obtenida, para procesarla e interpretarla convenientemente. La precisión de una medición depende de varios factores:

el aparato de medición utilizado

la técnica de medición

el número de mediciones Existen instrumentos de medición, como por ejemplo un cronómetro, con los que se

cometen errores ¨casuales o accidentales¨, que se deben, en parte a la apreciación del instrumento y en parte a otras causas no previsibles como variaciones de las condiciones ambientales (temperatura, presión, etc.), fatiga del observador y también a variaciones accidentales del mismo instrumento.

En estos casos lo más aconsejable es hacer varias lecturas para medir la magnitud,

aceptando como el valor más probable de la medición al promedio de las lecturas realizadas.

Ejemplo: se efectúan 10 mediciones de la longitud de un alambre, obteniéndose los siguientes valores:


Medición 1

2 3 4 5 6 7 8 9 10

Longitud (m)

9,6 9,6 9,5 9,5 9,6 9,5 9,5 9,4 9,6 9,5

El valor más probable (o promedio) se obtiene sumando todas las medidas realizadas y dividiendo el resultado en el número total de mediciones. En el ejemplo el valor más probable es: l = 9,53 m

Existe la posibilidad de que se cometan errores por imperfecciones permanentes de

los instrumentos de medida, por la aplicación de un método erróneo o por la acción permanente de una causa externa. Este tipo de errores se llaman sistemáticos.

Actividad: resuelve Al medir la longitud del laboratorio un equipo de trabajo integrado por 4 alumnos ha obtenido los siguientes resultados:

Alumno 1: l1 = 11, 679 m Alumno 2: l2 = 11, 684m Alumno 3: l3 = 11, 685 m Alumno 4: l4 = 11, 692 m

¿Cuál es el valor que debe informarse?

CLASIFICACIÓN DE MAGNITUDES: FUNDAMENTALES Y DERIVADAS La mayoría de las magnitudes físicas se pueden expresar y medir en términos de las llamadas magnitudes fundamentales. La distancia (o longitud), el tiempo, la masa, la temperatura, la intensidad de corriente eléctrica, la cantidad de materia y la intensidad luminosa son las magnitudes fundamentales; todas las demás se expresan en términos de ellas y se llaman magnitudes derivadas.

Por ejemplo, el área de una superficie se expresa como el producto de las longitudes de sus dos dimensiones, en tanto que el volumen es el producto de las longitudes de sus tres dimensiones; la densidad se calcula como el cociente entre la masa de un cuerpo y el volumen que ocupa.

Las magnitudes fundamentales resultan independientes de las demás, en cambio las derivadas son aquellas que pueden relacionarse con las fundamentales por sus definiciones, expresadas como relaciones matemáticas, es decir que se obtienen a partir de las fundamentales.

UNIDADES: SIMELA

En la antigüedad, antes de inventarse los primeros instrumentos de medición se

usaban partes del cuerpo para medir longitudes. Por ejemplo el codo era una unidad usada, pero al ser diferentes las personas, los resultados no eran iguales. Fue necesario entonces establecer unidades que pudieran ser compartidas por todos, construyéndose así patrones para cada una de las principales magnitudes.


Después de algunos intentos la mayoría de los países acordó reunir esos patrones en un sistema al que se denominó SISTEMA INTERNACIONAL (SI). La Argentina adhirió a ese sistema adoptándolo bajo el nombre de SISTEMA MÉTRICO LEGAL ARGENTINO (SIMELA)

Al patrón de medir le llamamos también Unidad de medida.

Debe cumplir estas condiciones:

1º Ser inalterable, esto es, no ha de cambiar con el tiempo ni en función de quién realice la medida. 2º Ser universal, es decir utilizada por todos los países. 3º Ha de ser fácilmente reproducible.

Reuniendo las unidades patrón que los científicos han estimado más convenientes, se han creado los denominados Sistemas de Unidades.

¡Para saber un poco más!

Antiguamente se usaban unidades de longitud como el codo (distancia entre el codo y la extremidad de la mano), el palmo (el ancho de cuatro dedos de una mano) y otras similares. En 1795 se definió el metro en relación con la longitud del arco de un meridiano terrestre. Pero luego se definió el metro como la distancia entre dos marcas de una barra de platino e iridio, conservada en la Oficina Internacional de Pesas y Medidas en Serves (Francia). Esto permitía realizar comparaciones más fácilmente. Pero como no se puede asegurar que con el paso del tiempo la barra no sufra alteraciones, los científicos han buscado nuevas definiciones del metro. Actualmente se define el metro patrón sobre la base de ciertas propiedades atómicas de la materia. Todos los instrumentos de uso cotidiano, como las reglas, se gradúa de acuerdo con las referencias del patrón.

ALGUNAS MAGNITUDES Y SUS UNIDADES EN SIMELA: Magnitudes Fundamentales:

Magnitud Unidad Símbolo

Longitud metro m

Masa kilogramo kg

Tiempo segundo s

Magnitudes Derivadas:

Magnitud Unidad Símbolo Observaciones

Superficie metro cuadrado m2

Volumen metro cúbico m3

Densidad kilogramo por metro cúbico kg / m3

Velocidad metro por segundo m / s

Aceleración metro por segundo al cuadrado m / s2

Fuerza Newton N Kg . m / s2

Peso específico Newton por metro cúbico N / m3

Potencia watt w J / s

Trabajo y energía Joule J N . m

presión Newton por metro cuadrado N / m2


MÚLTIPLOS Y SUBMÚLTIPLOS. Es frecuente que las unidades del SIMELA resulten algunas veces excesivamente

grandes para medir determinadas magnitudes y otras, por el contrario, demasiado pequeñas. De ahí la necesidad de los múltiplos y los submúltiplos.

Ejemplo: para las unidades de longitud Tm – Gm – Mm – Km – hm – dam – m - dm –cm – mm – um – nm – pm - Actividad 1: Reducir las siguientes cantidades e indicar a que magnitud corresponde:

a. 20.000 dm a km = ...........………………… ……………………………

b. 0,00023 km a mm= .........................………… ……………………………

c. 354.000.000.000 nm a m = …………………… …..……………………….

d. 0,000000785 Tg a kg = ………………………… ……………………………

e. 5.726 pm a mm = ………………………………. ….………………………..

f. 0,0096 Gl a dl = ………………………………… ..………………………….

g. 34,7 hm2 a m2 = .........................………… ……………………………

h. 2.345.000 mm3 a dm3 =..........................……… …….……………………..

i. 35.000 g a kg = …………………………………. ………………………….....

j. 526 cm2 a m2 = …………………………………. ………………………….....

k. 4 min a s = ……………………………………... …………………………....

l. 2 h 13 min a s = ………………………………... ………………………………

m. 180 min a h = ………………………………….. ……………………………..

n. 3 h 15 min a s = ………………………………. ……………………………...

o. 57 min 20 s a h = ……………………………… .…………………………….

p. 1 año a h = ……………………………………… ……………………………

q. 1 semana a s = …………………………........... ..........................................

Submúltiplos

deci d 10-1

centi c 10-2

mili m 10-3

micro µ 10-6

nano n 10-9

pico p 10-12

Múltiplos

Prefijos Símbolo Equivalencia

tera T 1012

giga G 109

mega M 106

kilo k 103

hecto h 102

deca da 10


Notación científica

Habrás notado que los números obtenidos en la actividad anterior tienen muchos ceros.

Esto hace que sea fácil equivocarse al escribirlos y además, que las operaciones se hagan

más complicadas.

Los científicos utilizan muy a menudo una forma abreviada para hacer operaciones, a la

que llaman notación científica; consiste en escribir las cifras del número original como el

producto de un número (entero o decimal) y una potencia de 10. Este número siempre es mayor o

igual a 1 y menor que 10.

Para escribir el exponente de la potencia de 10, debes tener presente la siguiente regla: números grandes requieren potencias positivas de 10, mientras que los números pequeños llevan potencias negativas de 10.

Un número se puede convertir a notación científica aumentando la potencia de 10 en uno por

cada lugar que el punto decimal se corra hacia la izquierda. Cuando el punto decimal se corra hacia la

derecha la potencia de 10 va disminuyendo en uno por cada lugar.

Actividad 2: Expresa en notación científica aquellos valores de la actividad anterior que

consideres necesario.

Observación: En los siguientes ejemplos, podemos ver cómo se expresan en notación

científica la medida de objetos muy pequeños.

Actividad 3: Resuelve Un cronometro registra los tiempos que tarda un corredor de carreras, en dar una vuelta completa a la pista: t1 = 15,2 min t2 = 930 . 106 us t3 = 0, 25 h t4 = 930 .10-6 Ms t5 = 900 s a) Expresa los valores en Notación científica b) Escribe las cantidades en unidades de SIMELA c) Calcula el tiempo que debe darse como oficial.


OTRA CLASIFICACIÓN DE MAGNITUDES: ESCALARES Y VECTORIALES

De acuerdo a los elementos que necesitan para poder determinarlas, las magnitudes también se pueden clasificar en:

- Magnitudes escalares que quedan perfectamente determinadas por un número y una

unidad, como por ejemplo, la temperatura, el tiempo, la longitud, etc. - Magnitudes vectoriales, que se representan por un vector ( ) y por lo tanto tienen

la siguientes características:

a) Módulo o intensidad: El modulo o intensidad de la magnitud, está indicada por el valor numérico y la unidad. Obviamente mientras mayor sea la intensidad mayor será el efecto que produzca sobre el cuerpo.

b) Dirección: Esta dada por su recta de acción. Dos magnitudes iguales que comparten punto de aplicación, intensidad y sentido, producen diferentes efectos al tener distintas direcciones.

c) Sentido: Dentro de la recta de acción de la magnitud, la flecha indica si la misma actúa en un sentido u otro. Dos magnitudes iguales que comparten punto de aplicación, intensidad y dirección, producen diferentes efectos al tener distinto sentido.

d) Punto de aplicación: Dos magnitudes iguales en intensidad, dirección y sentido, producen diferentes efectos al tener distintos puntos de aplicación.

Ejemplos: la velocidad, la aceleración, la fuerza.

Actividad 4: Clasificar las siguientes magnitudes en fundamentales, derivadas, escalares o vectoriales

- tiempo...................................... .................................................

- peso............................................ ................................................

- masa........................................... ................................................

- velocidad................................... ..................................................

- longitud....................................... ...............................................

- fuerza.......................................... ................................................

- volumen...................................... ................................................


Las fuerzas son acciones que, no sólo cambian el estado de movimiento o de reposo de los cuerpos, sino que también pueden producirle deformaciones.

UNIDAD 2: LAS FUERZAS Y SUS EFECTOS PRÁCTICO DE LABORATORIO Nº 3 TEMA: Tipos de fuerza META DE COMPRENSIÓN: Comprender que existen diferentes tipos de fuerza a partir de experiencias sencillas MATERIAL: hoja de papel, trozo de cartón, recipiente con agua, vaso plástico, lapicera, paño de lana, imán, clavos, hilo, libro. PROCEDIMIENTO: 1- Empuja con suavidad un vaso plástico vacío sobre el agua de un recipiente 2- Observa cómo caen una hoja de papel y una de cartón al mismo tiempo 3- Frota una lapicera con un trozo de lana y acércalo a unos papelitos 4- Arrastra un libro, al que le ataste previamente un hilo, por la mesa hasta llegar al borde

de la misma 5- Observa que sucede al acercar un imán a los clavos. RESPONDE LAS SIGUIENTES PREGUNTAS EN EL CUADERNO: a. ¿Qué nombre reciben c/u de ellas? b. ¿En todos los casos existe contacto entre los dos cuerpos? c. ¿Cuáles de ellas podrían ser fuerzas de "contacto" y cuáles a "distancia"? d. ¿A que se llama fuerza? e. ¿Cómo se llama el instrumento que mide las fuerzas y como está formado? f. ¿Cuál es la unidad de fuerza en el SIMELA? ¿En qué otra unidad se puede medir? g. Elabora una conclusión

CONCEPTO DE FUERZA Básicamente, existen tres tipos de acciones que pueden ejercer las fuerzas:

Poner en movimiento o desviar la trayectoria de un objeto, como cuando un jugador patea una pelota.

Frenar un objeto, o incluso detenerlo por completo, como cuando u arquero ataja una pelota.

Deformar un objeto, como cuando se aplasta una pelota de goma o se modela un pedazo de plastilina.

UNIDADES DE FUERZA:

En SIMELA [F] = N (Newton)

Otras Unidades: kgf (kilogramo-fuerza) dyn (dina)


¿Cómo se representan las fuerzas? Las fuerzas no se pueden ver, sólo podemos ver sus efectos, como por ejemplo, cuando estiras un elástico, o cuando modelas una figura en plastilina, o cuando se intenta empujar un vehículo detenido.

Las fuerzas son magnitudes vectoriales, pues no es suficiente indicar la cantidad y la unidad para definirla. Podemos representarlas gráficamente por medios de flechas o vectores. Los vectores nos permiten conocer: la magnitud, dirección y sentido de la fuerza. La magnitud es la intensidad de fuerza que se está aplicando sobre el receptor y se muestra con la longitud de la flecha.

La dirección: Es la recta de acción sobre la cual se ejerce la fuerza, corresponde al ángulo formado por la línea recta del vector y la horizontal, o a la inclinación de la flecha.

Por convención, la fuerza se dibuja mediante un vector cuyo origen se encuentra al centro del cuerpo receptor de la fuerza, su dirección y sentido serán los mismos en que se aplica la fuerza, y su magnitud indicará la cantidad de fuerza aplicada. Si se comparan las fuerzas ejercidas en 1 y 2, ¿qué se puede decir acerca de su magnitud, dirección y sentido? ¿Son iguales o distintas? ESCALA: para poder graficar fuerzas en el cuaderno, se establece una relación entre la unidad de fuerza y la de longitud. Ejemplo: Si el módulo de una fuerza es 30 N se establece: E: 10N = 1 cm y se representa un vector de 3 cm


Actividad: representa las siguientes fuerzas: a) F = 45 N E: 10 N = 1 cm dirección vertical y sentido hacia abajo b) F = 300 NE: 100 N = 1 cm dirección horizontal y sentido hacia la derecha c) F = 45 NE: 15 N = 1 cm dirección horizontal y sentido hacia la izquierda d) F = 1200N E: 300 N = 1 cm dirección vertical y sentido hacia arriba

TIPOS DE FUERZAS

1. Fuerzas de contacto

TIPOS DE FUERZA DEFINICIÓN

Aplicada Fuerza ejercida sobre un objeto por otro objeto.

Fricción o Roce Es aquella que opone al movimiento entre superficies.

Normal Es la fuerza ejercida sobre un objeto en contacto con una superficie. La fuerza normal es siempre perpendicular a la superficie.

Tensión Es la fuerza de atracción ejercida por cuerdas, lazos o cadenas en una dirección opuesta al objeto.

Resistencia del aire Es la fuerza que actúa sobre los objetos mientras viajan en el aire

Empuje Cuando un objeto es colocado en un fluido, el empuje es la fuerza que impulsa al objeto hacia arriba por diferencia de presión.

2. Fuerzas que actúan a distancia

TIPOS DE FUERZAS DEFINICIÓN

Gravedad (Peso) Es la fuerza física que ejerce la masa del planeta sobre los objetos que se hallan dentro del campo gravitatorio. De esta manera la gravedad representa el peso de un cuerpo y varía en cada planeta.

Fuerzas magnéticas Es la fuerza que ejercen los imanes sobre un trozo de hierro

Fuerzas eléctricas Es la fuerza de atracción o de repulsión entre cargas eléctricas


Ejercicios: I. Resuelve:

Un velero se encuentra sobre un lago moviéndose de un lado a otro, debido a la fuerza que ejerce el

viento sobre el mismo. Las fuerzas que actúan sobre el velero son:

El peso del velero F1 = 3 x 10-5 MN

El Empuje del agua F2 = 3 x 107uN

La fuerza de rozamiento del agua F3 = 10 N

La fuerza del viento F4 = 40 N, que lo hace avanzar hacia el N-E a 40º del Este

a. Clasifícalas en fuerzas a distancia y fuerzas de contacto.

b. Menciona otros ejemplos de las mismas

c. Reduce las unidades de fuerza a unidades de SIMELA

d. Propone una escala e indica cuál es la intensidad de cada una de las fuerzas

e. En base al cálculo anterior, grafica las fuerzas que actúan en el velero.

(aplicada)


Actividad: elabora un esquema de contenidos que de respuesta a los siguientes interrogantes

1. ¿Qué son las magnitudes? 2. ¿Qué son las magnitudes escalares? 3. ¿Qué son las magnitudes vectoriales? 4. ¿Qué es un vector? 5. Representa gráficamente un vector e indica sus partes. 6. ¿Qué es una fuerza? 7. ¿Cuáles son los elementos de una fuerza 8. ¿Cómo se representa gráficamente una fuerza? 9. ¿Con que Instrumento se mide una fuerza?

SISTEMAS DE FUERZAS Se denomina así cuando sobre un cuerpo actúan dos o más fuerzas al mismo tiempo.

Resultante de un sistema de fuerzas (R): Llamamos resultante de un sistema de fuerzas a una

única fuerza que puede reemplazar a las dadas produciendo el mismo efecto. Se obtiene

haciendo la suma vectorial (que no siempre coincide con la suma algebraica) de las fuerzas

que conforman el sistema de fuerzas.


CLASIFICACIÓN DE SISTEMAS DE FUERZA

a- COLINEALES: son aquellas fuerzas que actúan simultáneamente sobre un cuerpo en la misma dirección o recta de acción. Pueden tener igual o diferente sentido.

igual sentido: la resultante en forma analítica se obtiene sumando todas las fuerzas actuantes

F1 = 20 N F2 = 30 N

R R = F1 + F2

R = 20 N + 30 N = 50 N

distinto sentido: la resultante en forma analítica se obtiene restando las fuerzas actuantes

F1 = 20 N F2 = 30 N R

R = F2 + (-F1) R = 30 N - 20 N = 10 N

b- CONCURRENTES: son aquellas fuerzas que están aplicadas en el mismo punto y que poseen

distinta dirección.

En estos casos hay dos maneras de resolverlo: gráficamente y analíticamente. Analíticamente

hace referencia a los cálculos matemáticos. En forma gráfica, se puede obtener aplicando los

métodos del paralelogramo o de la poligonal.

Observación: Para calcular la resultante en forma analítica se requiere de conceptos matemáticos mas avanzados, por lo que se verá en un curso superior.

Método del Paralelogramo: Para resolverlo de forma gráfica por el método del paralelogramo, trazamos paralelas a ambas fuerzas. Donde termina una trazamos la paralela a la otra. En el gráfico pueden ver las paralelas con línea de guiones. Después unimos el origen de ambas fuerzas hasta el punto de cruce de las paralelas y así obtenemos la R (resultante). Los métodos gráficos están sujetos a errores naturales de gráfico a diferencia de los analíticos que son más exactos. El módulo de la resultante la hallaremos midiendo gráficamente la longitud de la misma y multiplicando dicho valor por la escala utilizada para graficar.


Método de la poligonal: Se toma una de las fuerzas del sistema como primera y a continuación se trasladan las restantes fuerzas una a continuación de la otra, hasta agotar todas las fuerzas que lo componen. Luego se une el origen de la primera fuerza con el último extremo y se obtiene la resultante del sistema (R). El módulo de la resultante se hallará midiendo gráficamente la longitud de la resultante y multiplicando dicho valor por la escala utilizada para graficar.

c- PARALELAS: son aquellas fuerzas que actúan sobre un cuerpo en direcciones paralelas.

Pueden tener igual o diferente sentido.

Igual sentido: Dos fuerzas paralelas de igual sentido pero distinto punto de aplicación, dan una resultante de igual sentido e igual a la suma de las dos. El punto de aplicación se encontrará desplazado hacia la mayor.

F1 = 20 N F2 = 30 N R = F1 + F2

R = 20 N + 30 N = 50 N

Distinto sentido: Dos fuerzas paralelas, desiguales y en sentido contrario dan una resultante igual a su diferencia y actuará en sentido igual a la mayor de dichas fuerza. El punto de aplicación se hallará del lado externo de la mayor de estas.

F1 = 30 N F2 = 10 N

R = F1 - F2 R = 30 N - 20 N = 10 N

F1

F3

F2

F1

F2

F3

R


Método para graficar la resultante: Para hallar el punto de aplicación de la resultante se deben transportar las fuerzas en forma cruzada una a continuación de la otra y luego se unen los extremos con los orígenes de las fuerzas trasladadas. El punto de intersección de estas rectas se une con el cuerpo en forma paralela a la dirección de las fuerzas originales y se obtiene la recta de acción de la resultante. En el cálculo de la resultante se debe tener en cuenta que fuerzas paralelas de igual sentido se suman y fuerzas paralelas de diferente sentido se restan.

PRÁCTICO DE PROBLEMAS: 1- Sabiendo que E: 1cm = 100 N grafica las fuerzas que actúan sobre un bloque de cemento.

El peso del bloque: F1 = 400 N

La fuerza normal que hace el piso sobre el bloque: F2 = 400 N

La fuerza que hacemos para arrastrarlo hacia la derecha, horizontal, F3= 500 N

La fuerza de rozamiento del bloque con el piso: F4 = 200 N

a. Grafica el sistema a escala y calcula la resultante del sistema formado por las cuatro fuerzas.

b. Considera solo las fuerzas F1 y F2, grafica el sistema y calcula la resultante en forma gráfica y analítica.

c. Considera ahora, solo las fuerzas F1 y F3 grafica el sistema y calcula la resultante en forma gráfica y analítica.

2- Calcular la resultante de las fuerzas que actúan sobre un carrito de supermercado, si tres

chicos tiran en forma horizontal y en la misma dirección con fuerzas de 2N 3N hacia la izquierda y 4N hacia la derecha.

3- Un caballo tira de un carro hacia el norte con una fuerza de 200 N, otro tira hacia el noreste, formando un ángulo de 50º, con una fuerza de 300 N ¿Qué fuerza debe realizar un tercer caballo para reemplazar a los otros dos? Hacer un esquema.

4- Dos personas ponen en movimiento un auto, tirando de una soga, con fuerzas de 10 N, perpendiculares entre sí. Hallar la resultante en forma gráfica y analítica.

5- Sobre un cuerpo se aplican 2 fuerzas de 60 N y 80N. ¿Cuál es el valor de la resultante si

a) tienen la misma dirección y sentido contrario; b) forman un ángulo de 90º c) forman un ángulo de 150º E: 20N=1cm

6- Hallar gráfica y analíticamente la resultante del siguiente sistema: F1=45N; F2=30N;

F3=25N si el ángulo entre F1 y F2 es 65º y entre F2 y F3 es 50º. E: 10N=1cm.

CONDICIÓN DE EQUILIBRIO: un sistema de fuerzas está en equilibrio cuando la

resultante es igual a cero


7- Encontrar la resultante de las siguientes fuerzas que actúan en el punto “O” de un cuerpo donde los módulos de la fuerza son:

F1 = 1200N / 0º respecto del eje x F2 = 900 N / 75º F3 = 600 N /135º

8- Dos personas desean hacer girar una calesita manualmente, para ello aplican fuerzas de 36N y 16N respectivamente ¿Cuál es la resultante que actúa sobre la calesita, si las personas se encuentran separadas por una distancia de 3 metros?

9- Una carga es transportada por dos obreros mediante una barra dispuesta sobre sus hombros. Si dicha carga está a 1,4 m del obrero de adelante y a 2,6 m del de atrás, y la fuerza que realiza cada uno de ellos es de 48N y 32N respectivamente. ¿Cuánto pesa la carga? Resolverlo en forma gráfica y analítica.

PRÁCTICO DE LABORATORIO Nº 4 TEMA: Dinamómetro META DE COMPRENSIÓN: comprender el uso y confección de un dinamómetro para medir fuerzas MATERIAL: Resorte, Regla graduada, Pesa de 1 Kg o cuerpos de diferentes pesos

PROCEDIMIENTO:

1. Se cuelga el resorte, como aparece en la figura. 2. Se coloca la regla, verticalmente y con numeración

creciente de arriba abajo, de modo que quede el cero al nivel del extremo inferior del resorte.

3. Se cuelga un cuerpo de 1 Kg, por ejemplo, del resorte, y se comprueba el alargamiento. (Si no disponemos de la pesa de 1 Kg podemos utilizar el Kg, de garbanzos, o de lentejas, o de lo que tengamos en la cocina; mejor estando empaquetado).

4. Como se cumple la ley de Hooke, F = Kx, si nosotros colocamos ahora objetos de peso desconocido pendientes del resorte, es posible averiguar fácilmente su peso

CONCLUSIONES:

1. ¿Qué es un dinamómetro? 2. ¿Para qué sirve el mismo? 3. ¿Cómo se determina el peso de un cuerpo desconocido? 4. Elabora una conclusión


FUERZA PESO: La fuerza que hace que los cuerpos caigan es la fuerza de gravedad y se conoce como el peso del cuerpo. El peso de un cuerpo es proporcional a su masa, es decir, cuanto mayor sea la masa del cuerpo, mayor será su peso. Por esta razón, muchas veces se confunden estas magnitudes: cuando decís que tu peso de de 50, 5 kg, en realidad estás hablando de tu masa. La Tierra al igual que la Luna, los planetas y las estrellas tiene la propiedad de atraer a todos los cuerpos que la rodean. Por ejemplo, el paracaidista cae hacia la Tierra debido a la fuerza de atracción que el planeta ejerce sobre él. Por lo tanto se define al “peso” como la fuerza con que la Tierra atrae a los cuerpos. Pero la atracción es mutua: la Tierra ejerce una fuerza sobre el paracaidista, y éste ejerce una fuerza sobre la Tierra. Debido a la gran masa del planeta, sólo percibimos el efecto de la fuerza que se ejerce sobre el paracaidista.

¿CÓMO MEDIR EL PESO DE UN CUERPO? El instrumento de medida de la masa de un cuerpo es la balanza y su unidad en el SI es el kilogramo (1 kg = 1.000 g). El instrumento de medida que permite medir el peso de un cuerpo es el dinamómetro. Este instrumento (que mide la fuerza) consta de un resorte del que se cuelga el cuerpo que se desea pesar y una escala graduada en newton para efectuar la lectura del peso. El principio de funcionamiento del dinamómetro consiste en medir el efecto de deformación del resorte producido por la fuerza aplicada sobre él, puesto que, según la ley de Hooke, la deformación que experimenta un cuerpo es directamente proporcional a la fuerza que la produce. La tabla de abajo te ayudara a advertir las diferencias entre estas magnitudes.

Punto de aplicación:

G: centro de gravedad

Módulo: P= m x g

Sentido hacia abajo

Dirección vertical

Newton

con una balanza

con un dinamómetro

En la figura se observa el peso de una pelota representado por un vector cuya dirección apunta hacia el centro del planeta Tierra (siempre es vertical), el sentido es hacia abajo y el punto de aplicación se denomina centro de gravedad (G). El módulo o intensidad se calcula multiplicando la masa (m) por la gravedad (g = 9,8 m/s2 en la Tierra)


PRÁCTICO DE LABORATORIO Nº 5:

TEMA: Determinación experimental del centro de gravedad META DE COMPRENSIÓN: comprender como se determina el centro de gravedad de los cuerpos EXPERIENCIA 1: MATERIAL: hilo, objeto, hoja de papel o cartón PROCEDIMIENTO:

a) Construye una plomada con un hilo atado a un objeto pesado en uno de sus extremos

b) Toma una hoja de papel de un punto cualquiera y suspende la plomada en forma vertical de ese punto

c) Marca con un lápiz la dirección del hilo d) Repite los puntos b) y c) para otros dos puntos cualesquiera e) La posición del centro de gravedad G de la figura se encuentra en el punto donde se

intersectan las dos líneas rectas trazadas sobre ella.

ELABORA UNA CONCLUSIÓN EXPERIENCIA 2 MATERIAL: palito de madera, plastilina, hilo, cuerpos de diferentes tamaños y formas. PROCEDIMIENTO:

a) Arma un cuerpo con el palito y las bolitas de plastilina. b) Suspéndelo de un hilo y encuentra su centro de gravedad c) ¿Cambiaría la ubicación del centro de gravedad si las dos bolitas fueran iguales, en

lugar de ser una mucho mayor que la otra? Haz la prueba y dibuja los resultados obtenidos, ubicando el centro de gravedad en cada caso.

d) Aplica el mismo método para encontrar los centros de gravedad de otros cuerpos ¿te animas a predecir dónde estará ubicado cada uno antes de probarlo?

ELABORA UNA CONCLUSIÓN ACTIVIDAD DE INTEGRACIÓN: I. Elabora un esquema de contenidos que te permita dar respuesta a los siguientes

interrogantes

1. ¿Qué es un sistema de fuerzas?

2. ¿A qué se llama resultante de un sistema de fuerzas?

3. ¿A qué se llama Sistema de fuerzas colineales?


4. ¿A qué se llama Sistema de fuerzas concurrentes?

5. ¿A qué se llama Sistema de fuerzas paralelas?

6. ¿A qué se llama gravedad?

7. ¿Qué es el peso de un cuerpo?

8. ¿Cuándo un cuerpo está en equilibrio estable, inestable e indiferente?

II. Lea con atención, piense y resuelva las situaciones que se plantean a continuación: 1- En una fiesta de cumpleaños 2 chicos golpean una piñata con fuerzas de 20 N y 30 N,

hacia la izquierda; otro, golpea hacia la derecha con una fuerza de 70 N. a- Grafique la situación planteada, utilizando una escala adecuada b- Calcule la resultante en forma analítica c- Grafique la resultante del sistema.

2- Dado que los tres chicos anteriores no pudieron romper la piñata, llaman a uno más

grande y le piden que aplique una fuerza F1 de 100 N, en forma horizontal. Debes considerar también, que la piñata está colgada de una soga que ejerce una fuerza F2 de 150 N, dirigida hacia arriba, de manera que resulta perpendicular a la F1 :

a- Represente gráficamente el sistema, usando una escala adecuada, distinta de la del punto 2.

b- Utilizando el método del paralelogramo, obtenga la resultante del sistema, en forma gráfica.

c- Calcule la resultante, en forma analítica d- Compruebe si los resultados del punto b y c coinciden.

3- Si todos los chicos golpean la piñata con fuerzas en diferentes direcciones, como muestra

la figura: a- Grafique el sistema, a escala b- Halle la resultante en forma gráfica, utilizando un método adecuado. c- Exprese el valor de la resultante y la equilibrante e indique en el gráfico

F1 = 30 N F3 = 20 N F2 = 45 N 4. Suponiendo ahora, que se aplican dos fuerzas paralelas de 30 N y 50 N, separadas por 40 cm, hallar la Resultante, d1 y d2 si: a. Son paralelas de igual sentido b. Son paralelas de sentido contrario


UNIDAD N° 3: MOVIMIENTOS DESCRIPCIÓN DE MOVIMIENTOS Actividad de indagación Nº 1: ¿Quieto o en movimiento? Observa atentamente cada elemento de la figura y responde las siguientes preguntas:

a) ¿Podes decir si el árbol está quieto o en movimiento?

b) La persona sentada dentro del tren que observa el árbol a través de la ventanilla, ¿qué dirá?, ¿que está quieto o que está en movimiento?

c) La mamá le pide a su hijo, el chico que corre, que se quede quieto. Si el chico se sienta, ¿se queda quieto?, ¿para quién está quieto? ¿Para una persona que lo observa desde afuera del tren o para su mamá?

¿CÓMO SE DESCRIBE EL MOVIMIENTO DE UN CUERPO? Se puede decir que un cuerpo se mueve cuando cambia de lugar al transcurrir el tiempo, respecto de algún otro cuerpo que se considera fijo.Cuando decís que un auto estacionado está quieto, se sobreentiende que está quieto respecto de la calle. Pero piensa que ese mismo auto, junto con la Tierra, se mueve a gran velocidad respecto del Sol, lo mismo que todos lo demás objetos y personas que están sobre éste planeta.


Cuando una persona sentada dentro del auto dice que el limpiaparabrisas se mueve de izquierda a derecha, otra persona parada frente al auto puede afirmar que se mueve de derecha a izquierda. Por ello, para describir el movimiento de un objeto hay que decir respecto a qué otro cuerpo se va a considerar la descripción de ese movimiento.

POSICIÓN Y SISTEMA DE REFERENCIA Para describir un movimiento es necesario dar la posición de un punto de dicho cuerpo respecto de una referencia elegida, es decir se debe dar la ubicación o el lugar en el que se encuentra y determinar si éste cambió al transcurrir el tiempo. Por esta razón es necesario definir un sistema de referencia.

¡Para saber! Los mojones son sistemas de referencia que permiten conocer en qué lugar de la ruta se encuentra un auto que viaja por ella. Indican la distancia en kilómetros, medida a lo largo de la ruta, hasta el punto elegido como origen. En Argentina se toma la posición de Congreso de la Nación cómo origen de las rutas nacionales.

. Actividad: resuelve: En el juego de la Batalla Naval:

a) ¿Cómo indicas la posición del submarino para poder hundirlo? b) ¿Cómo es el sistema de referencia que utilizaste para dar la posición? c) ¿Cuántos ejes tiene? ¿Cuál es el origen?

TRAYECTORIA Y DESPLAZAMIENTO Actividad: ¿Cuál crees que es la distancia más corta entre tu banco y el de tu profesora?

Reúnete con dos o tres compañeros o compañeras y planteen una posible respuesta (hipótesis) a la pregunta propuesta.

Un sistema de referencia se construye estableciendo un origen y ejes rectos o curvos, que pueden ser uno, dos o tres según sea necesario.

Cada una de las longitudes utilizadas para dar la posición de un punto del cuerpo se denomina coordenada de posición.

Un cuerpo se mueve cuando cambia su posición respecto al que ha tomado como referencia a medida que transcurre el tiempo.


MATERIALES: una cinta métrica, un cordel o lana. PROCEDIMIENTO

1. Determinen tres caminos distintos entre el banco que escogieron y el de su profesora. Entredichos caminos deben incluir aquel que piensen que es el más corto.

2. Realicen un mapa de la sala en el que tracen los tres caminos escogidos. 3. Mientras uno de los estudiantes sostiene un extremo del cordel o lana, otro camina

sosteniendo el extremolibre, desde el banco escogido hasta el del profesor o profesora. Repitan esto para cada camino.

4. Midan en cada caso la longitud del cordel con la cinta métrica. 5. Registren y comparen las longitudes de los caminos realizados.

RESPONDE LAS SIGUIENTES PREGUNTAS

a. ¿Cuántos caminos crees que pueden trazarse entre dos puntos cualesquiera? b. ¿Qué otras formas de medición de longitudes te parecen posibles de usar al

momento de medir estetipo de distancias? c. ¿Cómo podrías mejorar uno de estos procedimientos para medir una distancia en un

trayecto mayor, como el de tu casa a la escuela? d. ¿Qué características tuvo la distancia más corta entre los puntos definidos? ¿Es

siempre posible emplear este camino? Para describir un movimiento también es necesario decir cuál fue la forma del camino

recorrido mientras el cuerpo cambió de lugar y cuánto se desplazó. CONCLUSION

A partir de la actividad anterior, pudiste apreciar que la distancia más corta entre dos

lugares es la recta que los separa. Sin embargo, en la vida diaria y en la mayoría de las ocasiones, para ir de un lugar a otro, no es posible hacerlo a través de la recta que los une y es necesario tomar caminos diferentes; cada uno de ellos suelen tener longitudes distintas. Es así como, en una ciudad, es común utilizar algún medio de transporte para trasladarse, y según distancias que hay que recorrer y el sentido de las calles, puede que el camino que toma un bus o vehículo de ida sea completamente diferente al que toma de regreso. En otros, sin embargo, por transitar a lo largo de calles de doble sentido puede recorrerlas sin cambiar de ruta, pero lo hace en sentido opuesto al retornar.

Resulta necesario distinguir entre el camino recorrido o trayectoria y el desplazamiento,

ya que para la descripción de un movimiento esta diferencia es realmente importante. La trayectoria es la línea continua por la cual un cuerpo se mueve, por lo tanto, esta puede ser recta, curva o enredarse sobre sí misma, ya que el objeto puede pasar varias veces sobre el mismo punto. A la longitud de la trayectoria la denominaremos distancia recorrida (d).

El desplazamiento (x), en cambio, es muy diferente; lo representamos por una flecha

que está dirigida desde el punto inicial del movimiento hasta un punto cualquiera en el que se encuentre el móvil, y corresponde al cambio de posición de este. El desplazamiento solo depende de los puntos entre los cuales se ha movido el cuerpo, y es independiente del camino seguido por él.


Ten presente que… Dirección y sentido son conceptos distintos. Hablamos de dirección cuando nos referimos a la línea recta por la que se mueve un cuerpo. El sentido, en cambio, es hacia dónde, en dicha línea recta, se mueve el cuerpo. Actividades:

I. Describí con tus propias palabras las formas del camino que recorren los siguientes cuerpos al moverse y luego dibújalas en el cuaderno.

a) un auto que se mueve a lo largo de una cuadra b) un chico que da una vuelta en la calesita c) una bolita que dejas caer en tu mano d) un coche de fórmula 1 que da una vuelta al circuito e) una moto que viaja algunos kilómetros a lo largo de una ruta.

II. Reúnete con un compañero o compañera; para realizar la actividad deben conseguir una cinta métrica de, al menos 3 m. En el caso de no poseer una cinta métrica, se pueden realizar marcas en una línea recta sobre el suelo, espaciadas 50 cm unas de otras.

1. Fijen la cinta métrica al suelo de la sala en un lugar donde al menos quede extendida unos 2,5 m. 2. Pídele a tu compañero(a) que se ubique en el extremo 0 de la cinta métrica. 3. Luego, pídele que avance 2 m desde el 0 en sentido ascendente. Después, que avance 1,5 m en sentido descendente y finalmente 50 cm en sentido ascendente. a. ¿Cuál fue la distancia recorrida? b. ¿Cuál fue el desplazamiento realizado? c. ¿Cómo fue la distancia recorrida respecto del desplazamiento? d. ¿Qué debería ocurrir en el movimiento sobre la línea recta para que el desplazamiento y la trayectoria fueran iguales?

Trayectoria

Desplazamiento


III. Diferenciando la trayectoria y el desplazamiento Pedro, para trasladarse desde el colegio a su casa, realiza el siguiente recorrido: en su bicicleta viaja 12 cuadras al norte y luego 5 cuadras al este. a. ¿Cuánto mide el camino recorrido por Pedro? b. Realiza con una escuadra, el triángulo que observas en la figura,

en tu cuaderno. c. Mide con una regla el recorrido que hizo Pedro (distancia) d. Mide ahora el desplazamiento de Pedro (Recuerda que el

desplazamiento, es la distancia recta que existe entre la posición inicial y la final de Pedro.

e. Escribe una conclusión que dé respuesta a lo planteado RAPIDEZ Y VELOCIDAD EN MOVIMIENTOS RECTILÍNEOS

En la vida cotidiana se usa el término velocidad como sinónimo de rapidez. Pero en

física, las palabras velocidad y rapidez tienen cada una su propio significado Actividad Reúnanse en grupos de dos o tres integrantes y consigan una cinta métrica y un cronómetro. 1. A lo largo de la sala, y en una línea recta, realicen tres marcas en el piso, espaciadas un metro entre sí.Rotulen dichas marcas con las letras A, B y C, respectivamente. 2. Un alumno o alumna debe caminar en línea recta desde el punto A hasta el punto C, pero a través del siguiente trayecto: ir de A hasta C, luego debe regresar a B y finalmente ir de B a C. Mientras se realiza el recorrido, otro integrante del grupo mide el tiempo, utilizando el cronómetro. a. ¿Cuál fue la distancia recorrida?, ¿cuál el desplazamiento? b. Determinen el valor obtenido al dividir el desplazamiento por el tiempo. ¿Qué diferencia hay entre rapidez y velocidad? Para expresar la rapidez de un móvil, basta con indicar la magnitud o valor numérico (magnitud escalar). Sin embargo, esta información que entrega no es muy precisa. Por ejemplo, si estamos en una plaza de la ciudad y vemos un automóvil que se mueve a 60 kilómetros por hora, no sabríamos decir cuál será su posición al cabo de una hora. Para estimar su posición futura debemos conocer además el sentido y dirección del movimiento. La magnitud que indica el módulo, la dirección y sentido de un móvil es la velocidad que, por incluir esta información, se denomina magnitud vectorial. Conclusión: .La velocidad es la magnitud física que informa de la rapidez del mismo movimiento, pero también informa la dirección y el sentido del mismo. Por eso se dice que la velocidad es una magnitud vectorial.


.La rapidez, en cambio es una magnitud escalar, que solo nos indica el módulo de la velocidad.

Velocidad media En la actividad anterior, el desplazamiento está representado por la medición hecha con la cinta métrica entre el punto de partida y el punto de llegada. Si en esta actividad consideramos la razón entre el desplazamiento del cuerpo y el tiempo empleado, tendremos el valor de la velocidad media. Esta magnitud indica el cambio de posición del cuerpo en el tiempo Si consideramos solo movimientos que se producen en una recta (coincidente con el eje X), se puede indicar (por convención) el sentido mediante signos: positivo (para cuerpos que se mueven hacia la derecha del sistema de referencia) o negativo (para cuerpos que se mueven hacia la izquierda). La velocidad media se expresa como el cociente entre el desplazamiento y el tiempo transcurrido. Unidades: Su unidad en SIMELA (Sistema Métrico Legal Argentino) es m.

s

Otras unidades: km; cm ; m ; millas h s min h

Actividades: 5. La siguiente figura muestra un automóvil en distintos instantes a lo

largo de un camino recto; el tiempo que tarda dicho movimiento es medido en segundos por un cronómetro. Obsérvala con atención y respondelas preguntas.

a. ¿Cuánto es la velocidad media del auto entre los 0 s y 3 s? b. ¿Cuánto es la velocidad media del auto entre3 s y 5 s? c. Determina la velocidad media del auto entre los 5 s y 7 s. d. ¿Cómo explicas las diferencias entre los resultados? 2. El esquema muestra la posición de una hormiga en diferentes instantes durante su recorrido por una rama recta. El recorrido comienza en A y avanza hasta B, donde gira y regresa hasta C. Allí vuelve a girar para detenerse en D.


a. ¿Cuál es el desplazamiento de la hormiga? b. ¿Cuál es la distancia recorrida por la hormiga durante todo el trayecto? c. ¿Cuál es el módulo de la velocidad media?

b. Un atleta corre 3/4 de una pista circular, demorando 4 minutos en ir de A hasta B. ¿Cuál fue la rapidez y la velocidad media del atleta expresada en m/s? (Considera π = 3,14)

c. ¿En qué tipo de trayectoria el desplazamiento entre dos puntos puede ser igual a cero?

MOVIMIENTO CON VELOCIDAD CONSTANTE

Cuando un cuerpo se mueve de tal modo que su velocidad permanece constante, es decir, no cambia en el tiempo, se dice que describe un movimiento rectilíneo uniforme, que se abrevia MRU. Esto significa que el cuerpo recorre distancias iguales en intervalos de tiempo iguales (rapidez constante) y sigue una trayectoria recta (sin variar su sentido ni dirección). El automóvil recorre distancias iguales de 8 m en tiempos iguales de un segundo. Por lo que podemos afirmar que, en dicho tramo, el auto tiene una velocidad constante de 8 m/s.

Se dice que un cuerpo tiene movimiento rectilíneo uniforme (MRU) cuando experimenta cambios de posición iguales en tiempos iguales.

PRÁCTICO DE LABORATORIO Nº 6 TEMA: TRAYECTORIA y VELOCIDAD META DE COMPRENSIÓN: comprender que la velocidad de un cuerpo se puede obtener a partir de datos experimentales MATERIALES: Juguetes a pila - cronómetro- cinta métrica

PROCEDIMIENTO: Pone en funcionamiento los juguetes, observa detenidamente y responde. 1) ¿Cuáles consideras que se están moviendo? ¿Por qué? 2) ¿Qué tipos de trayectoria tienen los juguetes?


3) A partir de lo observado ¿podrías dar un concepto de velocidad? 4) ¿Para qué sirve la aceleración en los automóviles? ¿Qué diferencia tiene con la velocidad? 5) Elije uno de los juguetes cuya trayectoria sea rectilínea y mide con un cronómetro el

tiempo que tarda en recorrer diferentes tramos de longitud. Anota los valores obtenidos 6) Calcula la velocidad para los diferentes tramos y compara los resultados 7) Escribe una conclusión de acuerdo a los resultados obtenidos

¿CÓMO DETERMINAMOS LA DISTANCIA RECORRIDA EN UN MRU? Si conocemos la velocidad y el tiempo empleado del movimiento rectilíneo uniforme de un cuerpo, podemos determinar la distancia recorrida, que, en este caso, corresponde al desplazamiento. Transformando la relación:

Práctico de problemas 1- Un joven se desplaza en su bicicleta por una avenida, recorriendo 15 Km en media hora ¿Con

qué velocidad se mueve?

2- Un camión se dirige hacia Mendoza y demora en llegar 2h 15 min. Si marcha a razón de 85 Km/h ¿Qué distancia recorrió?

3- Un automóvil recorre 40 km en 15 minutos. Calcular la velocidad en km y m . h min 4- La velocidad de una moto es de 25 m/s; otra que marcha en la misma dirección y sentido tiene

una rapidez de 85 km. ¿Cuál de las dos es más veloz? h 5- Un camión se mueve con MRU a una velocidad de 25 m/s ¿Cuánto tiempo tarda en recorrer 20

km? 6- Una moto recorre 1200 m en 2 h 40 min ¿Cuál es su velocidad en km/h y en m/s?

7- Si el Sol se encuentra a 150.000.000 km de la Tierra ¿Cuánto tarda en llegarnos su luz?

(velocidad de la luz en el vacío 300.000 km/s)

8- Si transcurren 5 segundos entre el destello de un relámpago y la llegada del trueno a nuestros oídos ¿a qué distancia se encuentra la tormenta? (Velocidad del sonido= 340 m/s)

9- Un atleta corre con MRU a una velocidad de 9 m/s ¿Cuánto tiempo tardará en recorrer 10 km?

10- Un grupo de jóvenes se dirigen a visitar a la Virgen de Villicum. Para ello salen en auto desde Chimbas (Km 4) por la Ruta 40 con M.R.U. y llegan a Albardón (Km 10) tardando 10 minutos; luego prosiguen hasta Villicum ( Km 17) y tardan 6 minutos más. Finalmente regresan a Albardón, donde deciden parar a recrearse en la plaza.

V = d d = v . t

t


a. Responde: ¿Qué diferencia existe entre:

Distancia y desplazamiento?

Rapidez, velocidad y aceleración?

MRU y MRUV?

Caída libre y tiro vertical?

b. Calcula la distancia y el desplazamiento que recorrieron en todo el trayecto c. Calcula la velocidad en c/u de los tramos d. Expresa la velocidad del primer tramo en Km/h y m/s e- Calcula el tiempo que tardan en trasladarse desde Villicum hasta Chimbas, si regresan con MRU, a razón de 80 km/h


LA VARIACIÓN DE LA VELOCIDAD Y LA ACELERACIÓN

Cuando un cuerpo se mueve lo más probable es que su velocidad cambie. En los movimientos que se pueden observar en un día cualquiera, la velocidad de los cuerpos varía casi continuamente.

¿Cuáles son los cambios que se pueden producir en la velocidad de un cuerpo? Las siguientes actividades te ayudarán a encontrarlos.

¿Cómo cambia la rapidez de un cuerpo que se mueve bajando por un plano inclinado? Cuando te subes a un automóvil y miras el velocímetro (indicador de velocidad), hay ciertos períodos de tiempo en que este puede indicar la misma rapidez; pero ¿crees que es posible que mantenga durante un viaje de quince minutos por la Avenida Libertador una rapidez constante? Formen grupos de dos o tres integrantes y discutan respecto de esta pregunta. Elaboren una posible respuesta a la pregunta planteada inicialmente.

PRÁCTICO DE LABORATORIO N° 7: TEMA: Movimiento Variado META DE COMPRENSIÓN: Comprender que en algunas situaciones la velocidad de un cuerpo cambia y en otra no MATERIALES: • Un tablón de madera o riel. • Un par de libros para usarlos de apoyo. • Una balita. • Un cronómetro (la mayoría de los celulares tienen un cronómetro incorporado). • Una regla o cinta métrica. PROCEDIMIENTO:

1. Apoyen un extremo del tablón sobre el suelo y el otro sobre dos cuadernos o libros, de modo que el tablón quede ligeramente inclinado (ver figura). Prueben con distinto número de cuadernos, de modo que obtengan un tiempo de caída fácil de medir. 2. Con la ayuda de la cinta métrica, hagan ocho marcas equidistantes sobre el tablón y numérenlas correlativamente del 1 al 8, partiendo desde aquella más próxima al extremo más alto del tablón. 3. Suelten la balita desde el punto 1 y midan el tiempo que emplea en llegar al punto 2. Registren este valor.


4. Repitan el paso anterior, soltando la balita siempre desde el punto 1 y midiendo el tiempo empleado en llegar a todos los demás puntos (1- 3,..., 1-8). Registren cada vez los valores de tiempo medidos.

d. Copien y completen en sus cuadernos una tabla como la siguiente:

TRAMO

DISTANCIA RECORRIDA(cm)

TIEMPO EMPLEADO (s)

TIEMPO PROMEDIO (s)

RAPIDEZ MEDIA (cm/s)

1-2

1-3

1-4

1-5

1-6

CONCLUSIONES a. ¿Qué variables se mantienen constantes en la actividad y cuáles son modificadas? b. ¿Cómo son la longitud de la trayectoria y el desplazamiento en este movimiento? c. ¿Qué ocurre con la rapidez media en los distintos tramos recorridos? Intenten dar una explicación a esto. d. ¿La rapidez del movimiento de la balita cambia o se mantiene constante? Expliquen. e. ¿Fue posible medir con exactitud cada una de las distancias y los tiempos en la actividad? Al respecto, ¿qué pueden concluir acerca de los errores en las mediciones? f. ¿Verificaron la respuesta que propusieron a la pregunta inicial? g. La actividad que acaban de realizar, ¿es evidencia suficiente para afirmar que cambia la velocidad de todos los cuerpos que se mueven? ACELERACIÓN EN MOVIMIENTOS RECTILÍNEOS En la actividad anterior, comprobamos cómo la velocidad media de la balita iba cambiando en cada uno de los tramos. Este cambio de velocidad de loscuerpos se llama aceleración y habitualmente nosotros la experimentamos en nuestro diario vivir, cuando nos desplazamos al caminar, al ir dentro de unauto, al subir en un ascensor, etc. Comúnmente, la aceleración se asocia al aumento de la rapidez, pero, en Física, la aceleración involucra cualquier cambio de velocidad ocurrido durante un cierto tiempo. Cuando un cuerpo en movimiento aumenta o disminuye su velocidad (rapidez) en la misma cantidad cada segundo, entonces se dice que su aceleraciónes constante. Esto es lo que ocurre, por ejemplo, cuando dejamos caer un objeto desde cierta altura o si lo lanzamos hacia arriba.


La aceleración es una magnitud vectorial, por lo tanto se representa por un vector, que en alguna situaciones tiene el mismo sentido de la velocidad, y en otras es contrario a la velocidad Además la aceleración puede dar por resultado un valor positivo o negativo. El signo de la aceleración depende de dos cosas:

a. que la velocidad esté aumentando o disminuyendo. b. el movimiento del cuerpo en relación al marco de referencia.

Entonces, de acuerdo con esto, ocurre que: • Si un móvil está disminuyendo su rapidez (está frenando), entonces el signo de la aceleración es contrario al de la velocidad. • Si un móvil aumenta su rapidez, la aceleración tiene el mismo signo que la velocidad. Actividad: Apretando el acelerador

Un auto pasa por una cuadra, mientras su conductor aprieta el acelerador un poco más a fondo.

a) Dibuja el auto al principio y al final de la cuadra. b) Utilizando flechas, representa la velocidad en esas dos

posiciones. c) Las dos flechas ¿tienen la misma dirección?,¿tienen el mismo sentido? y ¿tienen el

mismo largo? d) La velocidad del auto ¿cambió de dirección? ¿cambió de sentido? ¿modificó la

rapidez? e) ¿Cómo se modifican el dibujo y tus respuestas, si el conductor en lugar del acelerador

aprieta el freno?

Concepto de Aceleración: En la mayor parte de los movimientos cotidianos, como el movimiento de los seres vivos, los automóviles que circulan por las calles o la caída de una hoja, la aceleración no es uniforme, sino que varía a medida que transcurre el tiempo. Sin embargo, el concepto de

aceleración media (am) nos permite conocer el cambio que experimentó la velocidad durante

todo el proceso. Definición: la aceleración media es el cociente entre la variación de la velocidad y el intervalo de tiempo en que se produce, es decir: La unidad en el SI para expresar la aceleración es el m/s2, que indica la cantidad de m/s (velocidad) que un cuerpo cambia en cada segundo. Ejemplo: determinar la aceleración de un móvil Una moto que parte del reposo hacia el sur alcanza una velocidad de 30 m/s, al cabo de 5 s. ¿Cuál es su aceleración media? La aceleración la podemos obtener a partir de la relación:


Se dice que un cuerpo tiene movimiento rectilíneo uniformemente variado (MRUV) cuando experimenta cambios de velocidad iguales en tiempos iguales

La velocidad inicial es 0 m/s, ya que parte del reposo, y la velocidad final de 30 m/s, a los 5 s, Remplazando los valores en la ecuación, resulta: Esta expresión indica que la moto aumenta su velocidad en 6 m/s cada segundo. Con relación a los signos, tanto la velocidad como la aceleración tienen signo positivo, lo que nos indica que el movimiento aumenta su velocidad. Actividades: I. Indica con V o F, teniendo en cuenta las unidades correspondientes a la velocidad y aceleración. Justifica tu respuesta

V = 10 m ......................................................................................................... km

V = 1,5 m ......................................................................................................... s2

V = 1,2 km ........................................................................................................... h

V = -1,5 Km …………………………………………………………………………….. II. Resuelve

Una bicicleta que está detenida, comienza a desplazarse por calle Mendoza y alcanzando a los 4 s una velocidad de 12 m/s. Mantiene esta velocidad durante 6 segundos más. Luego comienza a frenar, alcanzando una velocidad de 4 m/s, 2 segundos después.

1- Realiza un dibujo en el que puedas observar la situación planteada.

2- Grafica los vectores velocidad al inicio y final de cada uno de los tramos.

3- Calcula la aceleración en cada tramo

4- Responde las siguientes preguntas, de acuerdo a los puntos anteriores: a. ¿Cambia la velocidad de la bicicleta en el tiempo?

b. ¿La aceleración es siempre la misma?

c. ¿En qué intervalo de tiempo la aceleración es positiva?

d. ¿Entre qué valores del tiempo no hay aceleración?

e. ¿En qué intervalo de tiempo la aceleración es negativa?

f. Si en el tramo final la bicicleta mantuviera su aceleración, ¿en qué instante la

velocidad de la bicicleta será nuevamente igual a cero?

5- Indica para cada tramo si el movimiento es uniforme o variado: Justifica


CAIDA LIBRE Y TIRO VERTICAL Actividad: analiza y responde Si lanzas cualquier objeto verticalmente hacia arriba, después de un instante puedes observar que este disminuye su rapidez hasta detenerse por completo en el aire, para luego comenzar a caer. Si el objeto fue lanzado inicialmente con cierta rapidez y después se detuvo, se dice que hay una variación de su velocidad entre esos dos instantes, por lo tanto, existe una aceleración. ¿Crees que dicha aceleración negativa que experimentan los objetos lanzados verticalmente hacia arriba es uniforme? Plantea una posible respuesta a esta pregunta CONCLUSIÓN a. ¿Qué ocurre con la velocidad a medida que pasa el tiempo?

b. ¿Qué tipo de movimiento es el que experimentó la pelota?, ¿por qué?

c. ¿Qué crees que pasaría con la posición del cuerpo al transcurrir más tiempo?

d. ¿Cómo crees que será el movimiento de un cuerpo, una vez que este cae?

PRÁCTICO DE LABORATORIO Nº 8 TEMA: Caída libre y Tiro Vertical META DE COMPRENSIÓN: comprender algunas características de los cuerpos que caen libremente. MATERIAL: objetos de igual peso y distinto tamaño y de igual tamaño y distinto peso (monedas papeles, etc.) HIPÓTESIS Lee detenidamente el procedimiento y escribe una hipótesis (predicción posible) para cada uno de los ítems. PROCEDIMIENTO

a) Deja caer desde la misma altura una moneda y una hoja de papel ¿Cuál llega primero al suelo? ¿Por qué?

b) Deja caer nuevamente una moneda y la misma hoja de papel, pero totalmente arrugada ¿Qué sucede ahora? ¿Por qué?

c) Deja caer ahora dos hoja de papel, una lisa y la otra arrugada ¿Qué sucede y por qué? d) Anota las conclusiones de las experiencias realizadas


CONCLUSIONES

a) ¿Cuál llega primero al suelo, en cada experiencia? ¿Por qué? b) Menciona las variables de cada experiencia. c) Elabora una conclusión.

Observación: Cuando un cuerpo cae, actúan sobre él dos fuerzas: la ejercida sobre él por la Tierra, es decir su peso, y el rozamiento con el aire. Este último depende de la forma del cuerpo. Una hoja extendida recibe una fuerza de rozamiento mayor que una arrugada como una pelota de papel.

CAIDA LIBRE: Se le da ese nombre al movimiento de un cuerpo que cae

verticalmente hacia la superficie de la Tierra, sin considerar la resistencia del aire.

Se puede comprobar en forma experimental que todos los cuerpos que caen libremente adquieren un M.R.U.V.(A), esto significa que adquieren una aceleración constante. Esa aceleración recibe el nombre de aceleración de la gravedad, tiene un valor aproximado a 9,8 m/s varía de acuerdo a la altitud y la altura del lugar. A fines del siglo XVI, Galileo (quien ya suponía que el peso de los cuerpos no era determinante de su forma de caída) realizó una experiencia, dejando caer desde una torre en la ciudad de Pisa (Italia) esferas de igual material pero de muy distinto peso, las que llegaron prácticamente juntas al piso.

En la primera figura, sin extraer el aire, se observa como la moneda cae más rápido que la pluma. En la segunda, se ve cómo después de extraer el aire con una bomba, la moneda y la pluma caen juntas.

“Todos los cuerpos dejados caer desde una misma altura, lo hacen con la misma velocidad, en el vacío” TIRO VERTICAL Se denomina así al movimiento que adquiere un cuerpo que es arrojado verticalmente hacia arriba con una velocidad inicial, sin considerar la resistencia del aire. Actúa “g” pero ahora la velocidad va disminuyendo y por lo tanto el movimiento es M.R.U.V (R).


UNIDAD N° 4: DINAMICA

Reorganizando lo aprendido en las diferentes unidades, podemos afirmar que tanto las fuerzas, como el peso, siempre producen algún efecto sobre los cuerpos, como ponerlo en movimiento, detenerlo o deformarlo. Si el cuerpo está en equilibrio todas las fuerzas que se aplican sobre él se neutralizan mutuamente, y en consecuencia, el cuerpo permanece en reposo, sin cambiar su velocidad y por lo tanto el cuerpo no se acelera. De manera equivalente, si existe una fuerza resultante en alguna dirección, el cuerpo se acelera en esa misma dirección.También las fuerzas son responsables de que los cuerpos se mantengan quietos o en reposo. En Física, la dinámica consiste en el análisis de la relación entre las fuerzas y los cambios que ellas producen en los movimientos. Actualmente, las fuerzas o interacciones se clasifican en cuatro grupos:

las Interacciones nucleares fuertes son responsables de la estabilidad del núcleo atómico;

las interacciones nucleares débiles, responsables de ciertos procesos radiactivos;

las interacciones electromagnéticas, de unir átomos y moléculas para formar la materia;

y las interacciones gravitacionales, que son responsables de la atracción gravitacional entre planetas, estrellas y galaxias.

Actividad: ¿Qué origina el o los cambios en el movimiento de los cuerpos? Hasta el momento hemos descrito el movimiento de los cuerpos, en particular el MRU y el MRUV. En dichos movimientos hemos observado que se producen ciertos cambios, como lo es, por ejemplo, el cambio producido en la velocidad a lo largo del tiempo. ¿Qué hace que un cuerpo se ponga en movimiento?, ¿qué produce que un cuerpo que viaja con cierta dirección de improviso la cambie? Formen grupos de tres o cuatro integrantes y discutan respecto de las preguntas que se les plantean. Formulen una hipótesis que responda a la pregunta inicial.


PRÁCTICO DE LABORATORIO N° 9 TEMA: Leyes de Newton META DE COMPRENSIÓN: Comprender las leyes de Newton a partir de experiencias sencillas MATERIALES: Un autito, Varios objetos (al menos tres) de distinta masa (puede ser una goma, un lápiz, un corrector, un estuche, etc.), Hilo, Cronómetro, Experiencia 1: PROCEDIMIENTO: 1. Clasifiquen los objetos de menor a mayor masa y enumérenlos. 2. Amarren un extremo del hilo en la parte delantera del autito y el otro extremo, al objeto Nº 1 (masa 1). 3. Pongan el autito sobre una mesa o superficie que se encuentre a cierta altura. 4. Suelten la masa de modo que el auto se ponga en movimiento (ver figura A). 5. Midan y registren el tiempo que tarda en caer. 6. Repitan el procedimiento con cada una de las masas, registrando cada vez sus observaciones. CONCLUSIONES: a. ¿El movimiento del auto lo clasificarías como MRU o como un MRUV y por qué? b. Al colgar distintas masas al autito, ¿cómo fue el movimiento de él con cada una de ellas? Expliquen. c. De haber aceleración, ¿cómo crees que se podría relacionar con la masa suspendida? Experiencia 2: PROCEDIMIENTO 1. Aten un extremo del hilo alrededor del autito y el otro extremo en la pata de una mesa o silla (ver figura B). 2. Denle un impulso al autito, para que se mueva de manera que el hilo se mantenga estirado. 3. Registren sus observaciones. CONCLUSIONES: a- ¿Cuál crees que es la razón de que el autito cambie su dirección? b- ¿Crees que el auto aceleraba en cada uno de los casos? c- ¿La misma razón determina que el autito se ponga en movimiento o cambie su dirección? d- ¿Verificaron la hipótesis planteada al empezar?


LEYES DE NEWTON PRIMERA LEY DE NEWTON: PRINCIPIO DE INERCIA: Actividad Experimental Nº 1: Masa e inercia 1. Reúnete con un compañero o compañera y consigan dos vasos plásticos, dos metros de hilo y un poco de arena. Cuelga cada vaso plástico de aproximadamente un metro de hilo. Llena uno de los vasos con arena y deja el otro vacío. Empuja simultáneamente ambos vasos con tu mano, tratando de aplicar la misma fuerza sobre ellos.

• ¿Qué vaso tiene mayor masa? • ¿Cuál de los vasos se movió con mayor facilidad?

En la actividad anterior, observaste que el vaso que contenía arena oponía mayor resistencia a moverse que el que se encontraba vacío. Esta tendencia que tienen los cuerpos a mantener su estado de reposo o movimiento en que se encuentran se llama inercia. Esta propiedad fue descrita por el físico italiano Galileo Galilei (1564-1642). Él observó que un cuerpo se detenía después de haber sido impulsado y atribuyó este efecto a la fuerza de roce que existe entre el objeto y la superficie por la cual se desplaza. Galilei infirió también que si fuera posible eliminar totalmente el roce, el objeto continuaría moviéndose en forma indefinida, sin ser necesario mantener la fuerza inicial. El inglés Isaac Newton (1642-1727) se basó en los trabajos de Galilei para establecerla llamada primera ley de Newton o principio de inercia, que dice que todo objeto en reposo (V=0), o con movimiento rectilíneo uniforme (V = constante), mantiene ese estado a menos que se produzca un desequilibrio entre las fuerzas que actúan sobre él (F ≠ 0).

La primera ley de Newton o principio de inercia afirma que todos los cuerpos permanecen en su estado de reposo o de movimiento rectilíneo uniforme, a menos que actúe sobre ellos una fuerza neta que cambie ese estado.

La masa de un cuerpo, físicamente, es una medida de su inercia, es decir la oposición que presenta a ser acelerado linealmente. Por ello se dice que los cuerpos con mayor masa tienen más inercia que los cuerpos de menor masa. Esta es la razón por la que, la masa de un cuerpo se denomina masa inercial. Ejemplo: cuando se viaja en auto se producen situaciones relacionadas con la ley de inercia. Si un auto frena bruscamente sus pasajeros se van hacia delante, si el auto se detiene, el cuerpo de los pasajeros, por inercia tienden a mantenerse en movimiento.


La segunda ley o principio de masa establece que la aceleración que experimenta un cuerpo es directamente proporcional a la fuerza neta aplicada, e inversamente proporcional a su masa inercial.

SEGUNDA LEY DE NEWTON: PRINCIPIO DE MASA: Al mirar un partido de fútbol, vemos que cuando la pelota está en movimiento cambia constantemente su velocidad (rapidez, dirección o sentido) al ser golpeada por los jugadores. Así como la pelota de fútbol, la mayoría de los objetos que vemos moverse están continuamente cambiando su velocidad, es decir, experimentando aceleración.

Esta ley relaciona la aceleración experimentada por un cuerpo con la fuerza neta que actúa sobre él y con su masa. Isaac Newton planteó que la aceleración que adquiere un cuerpo no solo depende de las fuerzas que actúan sobre él, sino también de su masa. De esta relación se deduce la expresión que resume la segunda ley deNewton: La aceleración del cuerpo tiene igual dirección y sentido que la fuerza neta. Como la masa se expresa en kg y la aceleración en m/s2, la fuerza neta queda expresada en Kg.m/s2. Esta unidad se llama newton (N). Físicamente, un newton es la fuerza necesaria para que un cuerpo de un kilogramo cambie su velocidad en 1 m/s cada segundo. Según la segunda ley de Newton, si una misma fuerza neta (distinta de cero) se aplica sobre dos cuerpos de distinta masa, adquiere menor aceleración el que tiene más masa, debido a que mayor es la “dificultad” para moverlo y para modificar su velocidad (su inercia es mayor). También nos dice esta ley que si la fuerza neta aplicada sobre un cuerpo es mayor, la aceleración que experimenta también será mayor. Observación: cuando la fuera que actúa sobre un cuerpo es sólo su peso; ejemplo cuando un cuerpo cae libremente, la aceleración que actúa es la aceleración de la gravedad, y la segunda ley de Newton queda expresada de acuerdo a la siguiente ecuación: (Ver Peso y masa en la Unidad 2) La aceleración de la gravedad se simboliza con la letra “g” y vale 9,8 m/s2 en la Tierra (a 45° de latitud y a nivel del mar) Este valor cambia para diferentes lugares del Universo. Por ejemplo, en la Luna es 6 veces menor que en la Tierra y en Júpiter es 12 veces mayor.

P = m . g


La tercera ley de Newton o principio de acción y reacción: siempre que un objeto ejerce una fuerza (acción) sobre otro, el segundo objeto ejerce sobre el primero una fuerza (reacción) de igual módulo, en la misma dirección, pero de sentido contrario. Lo anterior se puede expresar de la siguiente manera:

TERCERA LEY DE NEWTON: PRINCIPIO DE ACCIÓN Y REACCIÓN Actividad: OBSERVANDO FUERZAS QUE ACTÚAN DE A PARES Considera las siguientes situaciones y, luego, responde las preguntas: 1. Un corredor se desplaza por una pista con una velocidad constante de 15 km/h. 2. Una persona empuja una mesa al interior de una casa. a. ¿Cuáles son las fuerzas que actúan en cada uno de los casos? b. ¿Existen fuerzas que se opongan entre sí? c. ¿Siempre una fuerza debe actuar sobre un cuerpo para que esta exista? De la actividad anterior podemos deducir que, en general, las fuerzas no se presentan solas, sino que forman un sistema de pares de fuerzas que actúan simultáneamente. Por ejemplo, al patear una pelota, el pie ejerce una fuerza sobre la pelota, pero, al mismo tiempo, puede sentirse una fuerza en dirección contraria ejercida por la pelota sobre el pie. Siempre la acción de una fuerza va acompañada de otra fuerza, la reacción, formando un par de fuerzas llamadas acción y reacción. Es importante señalar que, como la fuerza de acción se ejerce sobre un cuerpo y la de reacción sobre otro, dichas fuerzas no se equilibran.

Un sistema donde se puede apreciar claramente este principio son los cohetes.Un cohete ejerce una fuerza sobre los gases que expulsa y los gases ejercen una fuerza igual y opuesta sobre el cohete, lo que finalmente lo hace avanzar. Acción y reacción al caminar: Una persona puede avanzar porque cuando un pie empuja hacia atrás contra el suelo (acción), el suelo empuja hacia adelante sobre el pie (reacción).

Actividad de síntesis: realiza un esquema de contenidos que involucre los conceptos y leyes de la dinámica


Problemas resueltos 1- Un automóvil de 500 kg es acelerado gracias a la fuerza de su motor, la que le imprime

750 N. Calcular la aceleración del auto. Como conocemos la fuerza que está imprimiendo el motor del auto y la masa de este, basta con remplazar estos datos en la relación planteada por la segunda ley de Newton. Luego, la aceleración que experimenta el automóvil producto de la fuerza impresa por motor es 1,5 m/s2. 2- Un niño de 25 kg y su padre de 75 kg están con patines mirándose de frente, se empujan

con una fuerza de módulo 10 N. Determinar la aceleración de ambas personas. Identifiquemos las masas que interactúan: Las fuerzas son, respectivamente, por acción y reacción: Calculamos la aceleración de cada patinador: Nótese que la diferencia del movimiento está en la aceleración de los cuerpos, ya que el módulo de la fuerza es igual, el signo negativo de a2 indica que m2 se mueve en sentido opuesto a m1.

PRÁCTICO DE PROBLEMAS 1. Menciona dos ejemplos donde sea evidente el principio de inercia y dos ejemplos donde

sea evidente el principio de acción y reacción.

2. Explica el o las leyes de Newton que se cumplen en los siguientes ejemplos: a. Un joven que frena bruscamente en su moto b. Un bote impulsado a remos c. Un carpintero que golpea con un martillo un clavo en un mueble d. Una señora que empuja un carrito de supermercado

3. Un niño empuja, durante un lapso de tiempo de 2 s, un carrito de 10 kg de masa, cambiando su velocidad de 0 a 3 m/s; ¿cuál es la fuerza que el niño aplicó al carrito?


4. ¿Qué aceleración adquiere un cuerpo de 10 kg por acción de una fuerza de 75 N?

5. Un astronauta que cuya masa es de 70 kg viaja a la Luna ¿Cuál es su peso en la Tierra y en la Luna?

6. Un auto acelera a 4,5 m/s2, si la fuerza que le entrega el motor al auto es de 950 N, ¿Cuál es la masa del auto?

7. Para adelantar a otro vehículo, un auto de 1000 kg de masa que marchaba a 10 m/s aumenta su velocidad hasta 20 m/s, en un tiempo de 4 s. ¿Qué fuerza aplicó?

8. ¿Cuál será la masa de un carrito de supermercado, inicialmente en reposo, que se somete a una fuerza constante de 50 N en sentido horizontal, de forma tal que a los 5 s su velocidad es de 20 m/s.

Actividad integradora Nº 1: Lee con atención, piensa y resuelve los desempeños que se plantean a continuación: Un auto se mueve por la Ruta 20 con M.R.U. Sale de Pocito (Km 11) y llega a Media Agua (Km 59) tardando 36 minutos; luego prosigue hasta Los Berros ( Km 87) y tarda 24 minutos más. Finalmente regresa a Pocito.

1) Responde

a) ¿Qué distancia recorrió en todo el trayecto? b) ¿Cuál fue su desplazamiento hasta Los Berros? c) ¿Cuál fue su desplazamiento total?

2) Explica la diferencia entre distancia y desplazamiento.

3) Responde a. ¿La rapidez del auto es la misma al recorrer el tramo Pocito – Media Agua que

en el tramo Media Agua- Los Berros? b. ¿Cuánto vale la velocidad en estos tramos? c. ¿Qué diferencia existe entre rapidez y velocidad?

4) Expresa una de las velocidades anteriores en Km/h y m/s

5) Responde

a) ¿Qué significa que el auto se mueva con M.R.U.? b) ¿Qué diferencias podrías destacar entre velocidad y aceleración?

c) ¿Qué leyes de Newton se cumplen mientras el auto se encuentra en movimiento?

Actividad integradora Nº 2: Ciencia, tecnología y sociedad. “La velocidad y los accidentes de tránsito” Dicha actividad será realizada en pequeños equipos de trabajo para vincular los contenidos de la asignatura.


BIBLIOGRAFÍA DEL ALUMNO - MAUTINO, José María. 2004. Física y Química. Ed. Stella

- REYNOSO, L . 1998. Física – EGB 3 - BACHRACH, E. y otros. 1997. Cs. Naturales 9. E.G.B.3 Ed. Santillana

- ARISTEGUI, R y otros.1998. Cs. Naturales 8 E.G.B.3 Ed. Santillana - EL NUEVO PUENTE. Ciencias Naturales. 7, 8 y 9 E.G.B.3 Ed. Santillana

- MAUTINO, José María. 1997. Aula Taller. FISICA 4. Ed. Stella

- MAUTINO, José María. 1997. Aula Taller. FISICO- QUÍMICA . Ed. Stella

- ESCUDERO, Pilar. 1993. Físico-Química. Ed. Santillana - TRICÁRICO, Hugo.1985. Física: Mecánica, calor y sonido. Ed. Kapeluz - TRICÁRICO, H. BAZO, R. 1994. Física 4. Ed. A – Z

fisica secundaria 2do 2016

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