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TEMA: SI ARROJO AL SUELO Y AL MISMO TIEMPO DOS CUERPOS QUE SE ENCUENTRAN A UNA MISMA ALTURA, ¿CUÁL LLEGA PRIMERO AL SUELO?

Grado 7Ciencias Naturales ¿Dónde estamos ubicados en el tiempo y en el espacio?

INTRODUCCIÓN. La caída de los cuerpos

¿Por qué un objeto que se deja caer, se mueve así?

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Actividad 1: La aceleración como una magnitud física interesante.

PARTE 1.

Observa detenidamente la animación “¿Cómo ruedan los balines?”. Luego con los datos que aparecen, llena las tablas con los valores correspondientes.

Plano N°1. Inclinación 30°

Velocidad (v) m/s

Tiempo (t) s

Plano N°2. Inclinación 45°

Velocidad (v) m/s

Tiempo (t) s

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Escribe una descripción de lo sucedido luego de anotar y comparar los datos en las tablas anteriores

Responda las siguientes preguntas marcando con X la opción válida en cada caso y da el argumento que explica cada una.

• Los valores de la velocidad muestran con el tiempo:a. un incremento regular a medida que el tiempo pasa.b. una disminución notoriac. que se mantienen siendo igualesd. que se modifican sin ninguna particularidad notoria. e. Iguales

• Si se incrementa el ángulo del plano inclinado, los incrementos de velocidad:a. son iguales, puesto que no muestran variación alguna.b. se hacen más grandes.c. se reducen notoriamente.d. no se alteran puesto que dicha variación no depende del ángulo.

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• Para el primer caso con el ángulo de 30° de inclinación, por cada segundo de tiempo se observó que la velocidad cambia en:a. 3m/sb. 2m/s c. 4m/s d. 8m/s

• Para el segundo caso con el ángulo de 45° de inclinación, por cada segundo de tiempo se observó que la velocidad cambia en:a. 3m/sb. 2m/s c. 4m/s d. 8m/s

• Si el ángulo de inclinación es de 90°, el plano sería totalmente vertical y así las velocidad del balín al caer tendría:a. mayor valor a medida que el tiempo pase.b. menor valor al pasar el tiempo. c. un valor fijo o que se mantiene sin importar cuánto tiempo ha pasadod. un valor constante o sin cambios.

Justifica

Justifica

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AceleraciónCuando la velocidad de un objeto cambia con el paso del tiempo se dice que éste se ha acelerado si la velocidad crece o desacelerado si decrece. Esta magnitud física se conoce con el nombre de aceleración y mide la variación de velocidad de un objeto a medida que pasa el tiempo, se calcula así:

a= Variacion de velocidadtiempo que pasa

a= Velocidadfinal - Velocidadinicial

tiempoa= Vf- Vi

t

Observa las imágenes siguientes y coloca en los espacios resaltados en rojo los valores que corresponda para calcular el valor de la aceleración en cada caso.

Imagen 1.

Imagen 2.

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Responde, de acuerdo con las imágenes anteriores.

• ¿En imagen 1, que clase de variación experimenta el vehículo?

• ¿En imagen 2, que clase de variación experimenta el vehículo?

• ¿Qué diferencia hay entre los resultados de las dos imágenes?

PARTE 2.

Al dejar rodar por los planos inclinados de igual longitud pero ángulo de inclinación diferente, de manera simultánea balines iguales como se muestra en la figura.

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Se observa que hay unas diferencias en lo sucedido.

Responde de acuerdo a lo anterior.

• ¿Qué ocurre al incrementar el ángulo de inclinación con el tiempo que se tarda en recorrer el plano?

• ¿Cuál plano da ventajas para calcular con mayor precisión el tiempo de descenso?

• Entre las siguientes opciones cuál tomarías en cuenta como estrategia para ser más precisos al medir el tiempo de descenso del balín por el plano.

a. Aumentar la longitud del plano al mismo tiempo que se disminuye el ángulo de inclinación.

b. Disminuir la longitud del plano al mismo tiempo que se aumenta el ángulo de inclinación.

c. Disminuir la longitud al mismo tiempo que se disminuye el ángulo de inclinación.

d. Aumentar la longitud del plano al mismo tiempo que se disminuye el ángulo de inclinación.

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Actividad 2: La caída libre de los cuerpos.

La caída de los cuerpos es un movimiento acelerado es decir en el que a medida que se caen, aumentan su velocidad de manera proporcional con el tiempo, debido a la acción de la gravedad del planeta.

Observa las tablas siguientes que tienen información sobre la caída de un objeto en la Tierra, la Luna y en Júpiter.

“t” representa al tiempo que pasa, “V” es la velocidad que adquiere el objeto y “y” es la distancia que alcanza a recorrer el objeto verticalmente hacia abajo mientras cae. Los valores de la gravedad de cada lugar se colocan en la parte superior de cada tabla representados con la letra “g”.

Sigue las orientaciones del profesor para elaborar las gráficas que muestren la relación entre V vs t y entre Y vs t, usa papel milimetrado y regla.

Responde a partir de las gráficas encontradas las preguntas:

• ¿Qué clase de gráfica se obtiene al representar la velocidad contra el tiempo?

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• ¿A medida que el tiempo aumenta, qué muestra la gráfica de x vs t?

Escoja a continuación la respuesta correcta y justifique.

• Un objeto que cae luego de soltarlo en la luna durante un segundo:a. recorre más distancia que en júpiter, pues la gravedad es menor.b. recorre menos distancia que en la tierra, ya que la gravedad lunar es menor.c. recorre igual distancia que en la tierra y que en júpiter.d. no recorre distancia alguna

• La velocidad de un objeto que cae en un planeta cualquiera:recorre más distancia que en júpiter, pues la gravedad es menor.a. depende directamente del valor de su gravedad.b. no depende de la gravedad, pues no cambia.c. será menor a medida que cae.d. está ligada al tiempo pero no a la gravedad.

Justifica

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Las gráficas de V vs t y Y vs t indican que a medida que pasa el tiempo de caída, los objetos aumentan su velocidad en forma proporcional con el tiempo (Figura 1), lo que explica el valor constante de la aceleración de la gravedad en los diferentes planeta, y por otro lado que las distancias crecen a medida que se cae de forma que los incrementos de la misma están en relación directa al cuadrado con el tiempo (figura 2).

Figura 1 Figura 2

Actividad 3: La atmósfera y la caída de los cuerpos.

Observa detenidamente la animación propuesta en la clase, con la que se cuestiona sobre la descripción de la caída de objetos en diferentes circunstancias.

Responde ahora si se dejó caer en la tierra una hoja de papel desplegada y una moneda

• ¿Cuál de los dos llega primero al suelo? Explica.

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Si se arruga la hoja ahora haciendo una bolita de papel y se vuelve a dejar caer simultáneamente con la moneda:

• ¿Se puede decir que ahora cambiaron las características físicas de los objetos?

• ¿Cómo describes la caída de los objetos ahora?

Socializa tus respuestas con el resto de la clase.

Historia sobre el estudio de la caída de los cuerpos.

Aristóteles (348-322 A de C) en la antigüedad, argumentó que la caída de los cuerpos se debía a la naturaleza propia de los mismos como el peso, el tamaño o lo liviano que estuvieran, por lo que cuando se sueltan objetos de diferente peso, los más pesados caen primero puesto que su argumento era “los cuerpos caen de manera proporcional a su peso”.

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En el siglo XVII, Galileo Galilei (1564 – 1642) expone que por medio de procesos experimentales usando planos inclinados al igual que las prácticas de la Actividad 1, deduce que el peso de los objetos no influye en la aceleración de su caída, sino que como se observó en la segunda parte de la animación, cuando se reducen los efectos de sustentación del aire, se puede lograr que los objetos igualen o emparejen al máximo su tiempo de caída, concluyendo que si no hay tal efecto (es decir en condiciones de vacío absoluto), caerán al mismo tiempo.

Newton (1642 – 1727), ideó un dispositivo con el que demostraría que en el vacío, los cuerpos caen acelerándose todos de la misma forma, llamado “Tubo de vacío” o tubo de Newton, que consistía en un tubo de cristal transparente, al que se le hace el vacío mediante una bomba y dejando en el interior.

Galileo Galilei

Isaac Newton

Ordena colocando los números de las escenas correspondientes en cada una de las figuras siguientes, luego valídalo con el recurso interactivo que corresponde a esta parte.

En presencia de aire

Números del 1 al 5, tal que se ordene la secuencia

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En ausencia de aire

Números del 1 al 5, tal que se ordene la secuencia

Actividad 4: Socialización. Contesta y argumenta.Actividad 4: Socialización. Contesta y argumenta.Responde y argumenta por qué escoges cada una de las opciones que consideras correcta.

1. ¿Que necesita un vehículo para que su velocidad se incremente de 2 a 6 m/s durante 2 segundos?

a. que cada segundo que pase aumente 1m/s de velocidad.b. que cada segundo que pase aumente 2m/s de velocidad.c. que cada segundo que pase aumente 4m/s de velocidad.d. que cada segundo que pase aumente 6m/s de velocidad.

Justifica

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2. Según Aristóteles, si dejamos caer una hormiga y un elefante desde lo alto de un edificio.

a. caen juntos al piso ya que no los afecta nada en la caída.b. cae primero la hormiga puesto que se afecta menos por el aire en la caída.c. cae primero el elefante puesto que se afecta menos por el aire en la caída.d. Por ser más pesado cae primero al piso.

3. La luna carece de atmósfera por lo tanto:

a. una moneda y una pluma que se sueltan desde una altura en la luna llegan simultáneas al suelo lunar.

b. una moneda y una pluma que se sueltan desde una altura en la luna llegan al suelo lunar con una diferencia de tiempo.

c. una moneda y una pluma que se sueltan desde una altura en la luna nunca tocan el suelo porque la gravedad de la luna es menor.

d. una moneda y una pluma que se sueltan desde una altura en la luna caen llegando primero la moneda y después la pluma, tal cual como lo hacen en la tierra.

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4. En un parque hay dos toboganes cuyas salidas están a la misma altura, el primero mide 2m de largo y el otro 4m de largo, Juan toma el más corto y Sara el más largo, es falso decir que:

a. Juan demora menos en llegar a la parte baja puesto que se acelera más al deslizarse

b. Sara llega más rápido a la parte baja puesto que se acelerará más al deslizarsec. Juan y Sara demoran lo mismo en llegar a la parte baja de sus toboganes.d. Sara disfruta más porque demora más en bajar.

5. Una gráfica que describe la velocidad de un objeto en caída al pasar el tiempo debe ser:

a. Una línea recta horizontalb. Una línea curva crecientec. Una línea recta verticald. Una línea recta creciente.

Justifica

Justifica

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Completa el siguiente mapa ubicando en el lugar que corresponda la línea que consideres, tomándolas de la caja de la derecha, al final debe ser coherente el contenido con la definición de caída de los cuerpos y los demás argumentos expuestos durante la clase.

Resumen.

el lugar donde caiga

la condición de vacío

Caida libre

aceleración constante

velocidad variable

un movimiento acelerado

Socializa con los compañeros de clase.

Responde marcando con X la respuesta correcta.

1. La aceleración es una magnitud que mide:a. el cambio de velocidadb. la velocidadc. el cambio de velocidad respecto al tiempod. la gravedad

Tarea en casa.

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2. la caída de los cuerpos es un movimiento que se caracteriza por tener:a. aceleraciónb. velocidadc. aceleración constanted. independencia del lugar donde se deje caer el objeto

3. un patinador avanza sobre la pista aumentando 2m/s su velocidad por cada segundo desde que le dan la salida, al pasar 10s su velocidad seráa. 10m/sb. 2m/sc. 12m/sd. 20m/s

4. La aceleración del patinador anterior sería:a. 2m/s2b. 4m/s2c. 10m/s2d. 8m/s2

Responde Falso (F) o verdadero (V) las siguientes afirmaciones.

1. La aceleración de la gravedad tiene un valor fijo en la tierra ( )2. Los objetos que caen se aceleran debido a su peso ( )3. La atmósfera es la causante de que algunos objetos retrasen su caída sobre la tierra

( )4. Si no existiera atmósfera como en la luna, los objetos caería sobre la tierra al mismo

tiempo sin importar su naturaleza ( )5. La grafica que describe la caída de un cuerpo sobre la tierra, relacionando al tiempo

y la velocidad es siempre una línea recta creciente como se ilustra. ( )

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BIBLIOGRAFÍA

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wikimedia. (s.f.). Obtenido de http://es.wikipedia.org/wiki/Ca%C3%ADda_libre

wikimedia. (s.f.). Obtenido de http://es.wikipedia.org/wiki/Aceleraci%C3%B3n

Profesorenlinea. Obtenido de http://www.profesorenlinea.cl/fisica/Movimiento_caida_libre.

IMÁGENES

Jastrow, (2006, 11,11) Aristotle Altemps Inv8575.jpg. Obtenido de http://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/thumb/a/ae/Aristotle_Altemps_Inv8575.jpg/800px-Aristotle_Altemps_Inv8575.jpg

Dmitry Rozhkov, (1635, 12, 31). Justus Sustermans - Portrait of Galileo Galilei, 1636.jpg. Obtenida de http://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/thumb/d/d4/Justus_Sustermans_-_Portrait_of_Galileo_Galilei%2C_1636.jpg/800px-Justus_Sustermans_-_Portrait_of_Galileo_Galilei%2C_1636.jpg

Soerfm, (1688, 12,31) GodfreyKneller-IsaacNewton-1689.jpg.Obtenida de http://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/3/39/GodfreyKneller-IsaacNewton-1689.jpg