lpa-ciencias-2-v1-3de3

158

secuencia 11

Para empezarLee el texto.

• Antes de la lectura contesta: ¿Por qué crees que el juego mecánico de las ferias se llama “montaña rusa”?

sesión 1

Texto introductorio

Ahora conoces las formas en las que se manifiesta la energía y algunas de sus transformaciones. En esta secuencia estudiarás la energía mecánica y su relación con el movimiento. Valorarás la importancia de la imaginación en la actividad científica.

¿Quién inventó la montaña rusa?

La joven emperatriz de Rusia Catalina II la Grande, como todos los niños, jugaba a deslizarse colina abajo sobre la nieve, subida en un trineo. Así pasaba el invierno, arrojándose una y otra vez cuesta abajo en la montaña. Catalina era muy feliz hasta que la nieve se derretía y no podía deslizarse más desde las colinas. Un día se le ocurrió una gran idea:

— ¡Póngale ruedas a una tabla! —, ordenó. Dicho y hecho, Catalina pudo desplazarse cuesta abajo en su

flamante carrito durante todo el verano. Así se originó el juego que se ha llegado a conocer con el nombre de “montaña rusa” y que es además un excelente ejemplo de transformaciones de energía.

Este juego funciona de forma muy parecida a las resbaladillas y los toboganes, con los que nos hemos divertido desde niños. En todos ellos ocurren las mismas transformaciones de energía.

La montaña rusa: un juego de la realeza que en pocos años se hizo popular alrededor del mundo.

Catalina II La Grande (1729- 1796).

159

IICIENCIAS

Consideremos lo siguiente…a continuación se presenta el problema que resolverás con lo que hayas aprendido durante esta secuencia.

Diferentes diseños posibles de una resbaladilla.

Lo que pienso del problemacontesta en tu cuaderno:

1. ¿Qué formas de energía están presentes cuando una persona se desliza por una resbaladilla?

2. ¿En cuál de los diseños de resbaladilla una persona alcanza mayor rapidez, cuando se desliza hacia abajo? ¿Por qué?

Manos a la obraActividad UNOidentifiquen los factores de los que depende la energía potencial.

• Realicen la práctica.

1. Antes de realizar la práctica, contesten en su cuaderno:

a) ¿Se podrá abrir un coco al soltar, desde una altura de 30 cm, una piedra sobre él? Expliquen su respuesta.

Vas a construir una resbaladilla o tobogán y te presentan dos diseños diferentes. Para entusiasmar más a los usuarios, decide en cuál de ellos crees que las personas alcancen una mayor rapidez al deslizarse. Explica tu decisión.

160

secuencia 11b) De los siguientes factores, ¿cuáles están relacionados con la energía necesaria

para partir el coco?:

La forma de la piedra.

La altura desde la cuál se suelta la piedra.

La masa de la piedra.

El tamaño de la piedra.

1. Material

a) Tres barras de plastilina.

b) Esfera de unicel que quepa en la palma de la mano.

c) Cinta métrica o metro.

d) Piedra de tamaño similar al de la esfera de unicel.

e) Bola de plastilina de tamaño similar a la piedra.

2. Procedimiento

• Elaboren con la plastilina seis figuras iguales que tengan el mismo tamaño que la esfera de unicel. Pueden ser esferas o muñecos sencillos.

ExperienciaA:Mismaalturaydiferentemasa

a) Coloquen tres de las figuras en el piso.

b) Dejen caer un objeto diferente sobre cada una de las figuras, desde una altura de un metro:

i. Esfera de unicel.

ii. Bola de plastilina.

iii. Piedra

161

IICIENCIAS

4.Análisisderesultados

• Respondan en sus cuadernos:

ExperienciaA:Mismaalturaydiferentemasa

a) Si la masa aumenta, ¿qué pasa con la energía potencial del objeto que dejan caer? ¿Aumenta o disminuye?

b) La energía potencial que tiene el objeto que dejan caer se transfiere a la figura de plastilina y la deforma. ¿En qué caso la figura quedó más destruida?

ExperienciaB:Mismamasaydiferentealtura

a) Si la altura aumenta, ¿qué pasa con la energía potencial del objeto que dejan caer? Expliquen.

b) La energía potencial que tiene el objeto que dejan caer se transfiere a la figura de plastilina y la deforma. ¿En qué caso la figura quedó más destruida?

c) ¿En qué caso es mayor la energía potencial que tiene el objeto que dejan caer?

ExperienciaB:Mismamasaydiferentealtura

a) Coloquen tres de las figuras en el piso.

b) Dejen caer la piedra sobre cada una de las figuras desde una altura de:

i. 10 cm

ii. 50 cm

iii. 100 cm

3.Resultados

• Anoten sus resultados en una tabla como la que se muestra:

experiencia a: Misma altura y diferente masa

Material Deformación de la figura

Unicel (masa menor)

Bola de plastilina

Piedra (masa mayor)

experiencia B: Misma masa y diferente altura

altura Deformación de la figura

10 cm

50 cm

100 cm

162

secuencia 11

5.Comunicación

• Elaboren un reporte de la práctica en su cuaderno.

intercambien sus opiniones sobre:

1. ¿Cómo influyen la masa y la altura en la cantidad de energía potencial que tiene el objeto que dejan caer?

2. Canek pesa 50 kg y Rodrigo pesa 40 kg. Ambos están subidos en una roca. ¿Cuál de los dos posee mayor energía potencial? ¿Por qué?

20 m

Reflexión sobre lo aprendido

1. De los factores que se mencionaron al principio de la actividad: ¿cuáles están

relacionados con la energía que tiene un objeto que se deja caer ? ¿Por qué?

a) La forma de la piedra.

b) La altura desde la cual se suelta la piedra.

c) La masa de la piedra.

d) El tamaño de la piedra.

2. ¿En qué cambiaron tus respuestas después de realizar la actividad?

3. ¿En cuál de los diseños posibles de la resbaladilla una persona podría tener más

energía potencial al inicio del recorrido? Recuerda que tu respuesta te servirá

para resolver el problema.

10 m

163

IICIENCIAS

Actividad DOSEnergía mecánica

Lean el texto. Pongan atención a las transformaciones de energía que se describen.

Texto de información inicial

¿Cómo partir un coco?Alestaracierta altura del piso, o del punto de referencia, un objeto tiene un tipo de energía llamado energía potencial. Como pudiste observar en el experimento, esta energía es directamente proporcional a la altura a la que se encuentra el objeto y a su masa.

Debido a la acción de la fuerza de la gravedad de la Tierra, cuando soltamos un objeto, este comienza a caer. Al llegar al piso, alcanza la máxima rapidez y toda su energía potencial original se transformó en otro tipo de energía conocida como cinética, que está relacionada con la rapidez del objeto.

Una de las transformaciones de energía más comunes que ocurren a nuestro alrededor es la que pasa de energíapotencialgravitacional a energíacinética. Esto es lo que ocurre cuando te subes a una resbaladilla, cuando dejas caer un balón, o brincas desde la rama de un árbol al suelo, por mencionar algunos ejemplos.

Esta transformación de energía potencial en energía cinética puede utilizarse por ejemplo, para partir un coco arrojando una piedra desde cierta altura.

Cuando un objeto cae, su energía potencial disminuye. Al mismo tiempo, la energía cinética o de movimiento aumenta. La suma de ambas es la energíamecánica que se conserva cuando no hay fricción.

sesión 2

1009080706050403020100

Ep Ec

100908070605040302010

0Ep Ec

100908070605040302010

0Ep Ec

1009080706050403020100

Ep Ec

164

secuencia 11Realicen lo que se les pide:

1. Calquen, con un papel albanene o similar, las barras de energía potencial y cinética que aparecen en la figura anterior para cada uno de los puntos del recorrido de la piedra.

2. Iluminen todas las barras de la energía potencial de un color y las de la energía cinética de otro.

3. Marquen cada barra con el número de la figura a la que pertenecen, para no revolverlos.

4. Recorten las barras de la energía.

5. Agrupen las barras por número.

comenten:

1. La suma de energía potencial y cinética ¿es la misma en cada punto del recorrido?

• Para ello utilicen las barras de energía potencial y cinética que calcaron en papel.

2. La forma de expresar la conservación de la energía mecánica en una ecuación.

Sabías que…En física y en el Sistema Internacional de Unidades se emplea joule (J) para medir la energía. Esta unidad se obtiene al multiplicar las unidades de fuerza, llamadas Newton, por las de distancia, metros. La fórmula para definir el joule es la siguiente:

J = N x m

Donde N representa a los Newton y m a los metros.

Por lo tanto, las unidades que definen al joule son las siguientes:

m2, kg, s-2

La energía potencial del niño en el árbol (980 J) equivale a 234.22 calorías, que más o menos son las calorías que proporcionan 5 g de azúcar. Las calorías son una unidad que puedes encontrar en los empaques de los alimentos, e indican la energía que te aportan al comerlos.

Actividad DOSMontaña rusa

analicen las transformaciones de energía potencial y cinética en una montaña rusa. Para ello:

1. Observen el siguiente esquema:

Energía mecánica en una montaña rusa.

v= 0 m/sEc= 0 J

20 mEp= 39200 J

10 mEp= 19600 J

3m

Ep= 5880 J

v= 14 m/sEc= 19600 J

v= 17.76 m/sEc= 39200 J

v= 19.79 m/sEp= ?Ec= 39200 J

165

IICIENCIAS2. Marquen en el esquema:

a) Tres puntos en los que la energía potencial sea la misma.

b) La altura a la que llegaría el carro al final del recorrido.

3. Con base en el esquema completen la siguiente tabla:

altura h (m)energía potencial

ep (J)Rapidez v ( m

s ) energía cinética ec (J)

energía total

e (J) = ep+ ec

Punto A 20 39,200 0 0 39,200

Punto B 19,600 14 19,600

Punto C 5,880 33,320

Punto D 39,200

4. Contesten:

a) ¿En qué punto la energía cinética es mayor?

b) ¿En qué punto la rapidez es mayor?

c) ¿Cuánto vale la energía potencial en ese punto?

elaboren en el pizarrón una gráfica de la energía mecánica. Para ello:

1. Utilicen un color para cada forma de energía.

2. Dibujen primero la barra de energía potencial para el punto A.

3. Representen la barra de energía cinética para el mismo punto encima de la barra anterior.

4. Repitan los pasos 2 y 3 para los puntos B, C y D.

5. Contesten:

a) Cuando el carro va bajando:

i. ¿La energía potencial aumenta o disminuye? ¿Por qué?

ii. ¿Cómo cambia la energía cinética? ¿Por qué?

b) Describan la transformación de energía que ocurre cuando el carro sube nuevamente.

c) ¿Se conserva la energía mecánica total en la montaña rusa? Expliquen

166

secuencia 11


Ahora que conoces las transformaciones de energía potencial y cinética que

ocurren cuando una persona se desliza por una resbaladilla, responde: ¿Qué

relación existe entre la energía potencial inicial y la rapidez que alcanza la

persona? Recuerda que tu respuesta te servirá para resolver el problema.

Para terminarLean el texto. Pongan atención en las ecuaciones matemáticas que definen a la energía cinética.

Texto de formalización

¿Cómo se expresa matemáticamente la energía mecánica?Paraque podamos conocer la energíapotencial (Ep) de un cuerpo debemos considerar:1. La altura a la que se encuentra (que se expresa con la letra (h).

2. Su masa (m).

3. La aceleración con la que el objeto es atraído a la Tierra, esto es, el factor de aceleración de la gravedad de la Tierra (g).

Por ejemplo, para encontrar la energía potencial de un niño que tiene una masa de 50 kg y está en la rama de un árbol a 2 m del suelo, debemos multiplicar su masa por la aceleración de la gravedad de la Tierra y por la altura a la que se encuentra el niño:

Ep = (50 kg) × (9.8 m s2

) × (2 m) = 980 J

Esta multiplicación se expresa en la fórmula matemática para calcular la energía potencial: Ep = mgh.

Si el niño que está en la rama del árbol salta, a medida que cae, la energía potencial se va transformando en energíacinética (Ec ),. Esta energía depende de la masa (m) del niño y de la rapidez (v ) con que cae. Para calcular la energía cinética, tenemos que multiplicar la masa por la rapidez, por la rapidez otra vez, y dividir el resultado entre dos.

En el ejemplo del niño, si cae con una velocidad de 6.26 m/s, la energía cinética es:

Ec = 50 kg × 6.62 m

s × 6.26

m s = 980 J

2

Esta multiplicación se expresa en la fórmula matemática para calcular la energía cinética:

Ec =1 2

mv2

Observa que la velocidad está al cuadrado, esto es lo mismo que multiplicar la velocidad por la velocidad otra vez: (v ) × (v )= v 2.

La energíamecánica total es la suma de la energía cinética y la energía potencial. Esto lo podemos expresar como:

E = Ec + Ep

Si no existen formas en las que se disipe la energía, como el calor y el sonido, entonces la energía mecánica se conserva.

Energía cinética: Es aquella que

posee un cuerpo debido a su

movimiento. Se expresa como

Ec = 1 2

mv2.

Energía potencial gravitacional: Es

aquella que posee un cuerpo por

estar a cierta altura del piso o del

marco de referencia. Se expresa

como Ep = mgh

Energía mecánica: Es la suma de la

energía potencial de un cuerpo y la

energía cinética. Se expresa como

E = Ec+ Ep

sesión 3

167

IICIENCIAScalculen lo siguiente con la información del texto:

a) La energía cinética que tiene un caballo que corre a 5 m s y pesa 700 kg.

b) La energía potencial de una manzana de 0.5 kg en un árbol a 3 m de altura.

Calculando la rapidez del carro.

¿Cómo podría saber la rapidez máxima que alcanza el carro?, lo único que se me ocurre

es que como conozco la fuerza, que es la de gravedad, puedo encontrar la aceleración del carro

y, si mido el tiempo del recorrido y la distancia podría encontrar la rapidez.

¿Y no sabes nada de la energía?

La energía es una idea alternativa a la de la fuerza y que algunas veces simplifica mucho los

problemas. Por ejemplo, encontrar la rapidez máxima que alcanza el carro de la montaña rusa es muy fácil utilizando el

concepto de energía. En el punto más alto la energía mecánica es puramente potencial y en el punto más bajo, dónde la

rapidez es máxima, la energía es puramente cinética. Como la energía mecánica se conserva: Ep = Ec.

Sí ¿pero como me ayuda eso?

Entonces, ¡Lo único que necesito conocer es la altura de la montaña!

Así es. Recuerda que en las ciencias

siempre se busca encontrar

explicaciones sencillas.

Si sustituimos las expresiones matemáticas de cada una de estas

energías tenemos:

mgh = 12 mv 2

Al despejar la rapidez:

v = 2gh .

168

secuencia 11

Lo que aprendimosResuelvo el problemaVas a construir una resbaladilla o tobogán y te presentan dos diseños diferentes. Para entusiasmar más a los usuarios, decide en cuál de ellos crees que las personas alcancen una mayor rapidez al deslizarse. Explica tu decisión.

escribe la solución al problema en tu cuaderno.

• Incluye en tu respuesta los siguientes aspectos:

1. Las transformaciones de energía que ocurren desde que el carro está en el punto más alto, a la mitad de la bajada, al final de la bajada.

2. ¿En cuál de las resbaladillas la persona tiene mayor energía potencial al inicio y por qué?

3. Si la energía potencial se transforma por completo en cinética, ¿en cuál de las dos resbaladillas alcanza mayor rapidez?

comenten sus respuestas.

1. Identifiquen las diferencias entre ellas.

2. Si existen diferencias, argumenten sus respuestas

Las ciencias y la comunidad científicaEn una montaña rusa real no toda la energía potencial se transforma en cinética, puesto que hay fricción entre las ruedas y los rieles que, en consecuencia, se calientan. De la misma manera, cuando el carro se desliza sobre las vías escuchamos ruido, debido a que una parte de la energía potencial gravitacional que tienen al carro al iniciar el recorrido se transforma en sonido.

Para estudiar algunos movimientos es más fácil imaginar o suponer que absolutamente toda la energía potencial se transforma en cinética. Esto es, no se consideran las “pérdidas” de energía en forma de calor y sonido, como las que se dan en una montaña rusa real.

Este proceso de imaginación es frecuente en el trabajo que realiza la comunidad científica. Imaginar qué pasaría si la cosas fueran diferentes a como las observamos nos puede servir para resolver más fácilmente problemas, como el caso de la montaña rusa. Esto mismo hizo Galileo cuando imaginó cómo caerían los cuerpos en el vacío. Por su parte, Einstein imaginó lo que pasaría si la rapidez de la luz no fuera constante en cualquier sistema de referencia y, gracias a eso, desarrolló la teoría de la relatividad.


Revisa lo que pensabas al inicio de la secuencia sobre la rapidez

alcanzada en los distintos diseños de resbaladilla. ¿Existen

diferencias entre lo que pensabas entonces y lo que sabes ahora?

Explica tu respuesta.

Para recapitular el contenido de la secuencia consulten el programa: Cuando la energía se transforma en la programación de la red satelital edusat.

169

IICIENCIAS

¿Para qué me sirve lo que aprendí?un clavadista, que se tira a una poza de agua desde una roca de 10 m de altura, llega casi hasta el fondo de la poza, ¿por qué si se tira de una roca de 3 m de altura no llega a la misma profundidad?

• Explica el hecho por medio de las transformaciones de energía.

La profundidad a la que se sumerge el clavadista.

Ahora opino que… en una montaña rusa real no toda la energía potencial gravitacional se transforma en cinética; una pequeña parte se “pierde”, ya que se transforma en calor por la fricción del carro con los rieles y con el aire.

• Contesten en su cuaderno:

1. ¿Por qué se dice que la energía se “desperdicia” o que hay una “pérdida” de energía?

2. ¿Qué harían para reducir dicha “pérdida”?

3. En los fenómenos naturales, ¿puede anularse totalmente esta “pérdida” de energía? ¿Por qué?

Para saber más…1.Diccionario de Física(2004).Madrid:Oxford-Complutense.2.Hewit,Paul.(1994).Física Conceptual.México:Trillas.1.Hacyan,Shahen.19Mayo2006.Relatividad para principiantes.ILCE.23defebrerode2007.http://bibliotecadigital.ilce.edu.mx/sites/ciencia/volumen2/ciencia3/078/htm/relativ.htm

170

secuencia 12

Donde quiera que vivamos, hemos sin duda presenciado los fenómenos atmosféricos relacionados con la lluvia, es decir, los aguaceros, las granizadas o incluso las nevadas. Seguramente, en más de una ocasión, nos han llamado la atención las tormentas de rayos o tormentas eléctricas.

En las tormentas eléctricas aparecen siempre los relámpagos, cuya luz es tan brillante que nos puede cegar durante algunos momentos. Luego del destello, escuchamos el trueno. El lapso que transcurre entre la luz y el sonido, nos da idea de la distancia a la que se originó el fenómeno. Sabemos que entre más tardemos en escuchar el trueno, más lejos se produjo el rayo.

Los rayos son realmente espectaculares; sin embargo, es intere-sante saber cómo y por qué se producen.

Para empezar ¡Rayos y centellas!

Lee el texto.

• Antes de la lectura contesta: ¿Qué son los rayos?

sesión 1

Texto introductorio

Los rayos nos sorprenden, asustan y maravillan por su fuerza y espectacularidad.

Ahora ya conoces la fuerza gravitatoria entre dos cuerpos de cierta masa. En esta secuencia comprenderás la fuerza generada a partir de la interacción entre cargas eléctricas. Valorarás la necesidad de protegernos de las descargas eléctricas naturales.

Consideremos lo siguiente…a continuación se presenta el problema que resolverás con lo que hayas aprendi-do durante esta secuencia.

Las cargas eléctricas se encuentran a nuestro alrededor en todo momento. Tu tarea consiste en resolver las siguientes situaciones:

1. Si ocurriera una tormenta eléctrica ahora, ¿qué medidas tomarías para protegerte de un rayo?

2. ¿Cómo lograrías que un globo se adhiera a la pared sin pegamento alguno?

3. ¿Cómo evitarías que tu cabello se erice al peinarte?

• Explica tus respuestas en términos físicos.

¿Qué rayos sucede aquí?

171

IICIENCIAS


1. ¿Qué es la electricidad?

2. ¿Por qué se producen los rayos?

3. ¿Qué efectos crees que pueden tener los rayos sobre las personas, plantas y animales?

4. ¿Por qué a veces se te erizan los cabellos cuando te peinas?

5. ¿Qué debes hacer para pegar un globo a una pared sin usar pegamento? ¿Por qué?

intercambien sus puntos de vista sobre:

1. ¿Saben de alguna persona, comunidad o ambiente natural que hayan sido afectados en alguna forma por los rayos? ¿Cómo sucedió?

2. ¿Conocen algunas recomendaciones para evitar ser alcanzados por un rayo? Descríbanlos.

3. ¿Qué tienen que ver los fenómenos eléctricos con que se te erice el cabello al peinarte o que consigas pegar un globo en una pared sin pegamento?

Manos a la obra

Actividad UNODescriban cómo se cargan eléctricamente algunos objetos.

• Realicen la demostración:

1. Comenten: ¿Cómo se carga eléctricamente un objeto?

2. Van a necesitar:

a) Peine

b) Trocitos de papel

3. Realicen lo que se indica:

a) Pidan a un compañero que frote el peine en su cabello seco.

b) Acerquen el peine a los trocitos de papel.

c) ¿Qué creen que sucederá?

d) Observen qué sucede.

4. Contesten:

a) ¿Qué sucede al acercar el peine frotado a los trozos de papel?

b) ¿Creen que se transfirió algo la carga de un cuerpo a otro?

c) ¿Cómo llamarían al fenómeno mediante el cual un cuerpo cargado, al acercarlo al otro, provoca que el segundo también

se cargue?

172

secuencia 12secuencia 1

¿Atracción o repulsión?Hay materiales que, al frotarse con otros, adquieren la propiedad de atraer o repeler otros materiales o sustancias. Por ejemplo, cuando frotamos con nuestro cabello un globo, éste atrae pedacitos de papel.

Dicha propiedad fue descubierta hace más de 2,500 años por los griegos, quienes observaron que al frotar un trozo de ámbar con una piel de animal, adquiría la propiedad de atraer pequeños objetos como paja, pelusa o polvo. En ese tiempo se creía que el frotamiento despertaba un espíritu atrapado dentro del ámbar. Gracias a las aportaciones de personas dedicadas a la ciencia, como el físico y médico inglés William Gilbert, el científico francés Charles Du Fay, el físico e ingeniero francés Charles A. Coulomb y el estadista, filósofo y científico Benjamin Franklin, actualmente se pueden explicar de manera más precisa las razones por las que ocurre este fenómeno.

Ahora sabemos que cuando dos cuerpos se frotan, se cargan eléctricamente, esto es, manifiestan cierta propiedad inherente a todos ellos llamada carga eléctrica. Existen dos tipos de cargas eléctricas: positivas y negativas con la peculiaridad de que si se aproximan dos cuerpos con cargas del mismo tipo, éstos se rechazan o repelen, mientras que si son de diferente tipo, se atraen.

Los objetos cargados no necesitan tocarse para experimentar la interacción, ya que la fuerza que produce esta atracción o repulsión actúa

a distancia. Dicha fuerza es llamada fuerza electrostática, y su intensidad depende de qué tan cercanas o alejadas estén las cargas. A menor distancia, es mucho más intensa. La fuerza electrostática depende también de cuánta carga eléctrica posean los cuerpos que interactúan; a mayor carga, más intensa es la fuerza. Esto lo describe la Ley de Coulomb, nombrada así en honor de la persona que estudió este fenómeno. La unidad de carga eléctrica se llama coulomb y se representa con la letra C.

En condiciones normales, los objetos son electrícamente neutros. Esto significa que tienen cantidades iguales de carga positiva y negativa. Además, no siempre es necesario que dos cuerpos se froten para adquirir una carga; si uno de ellos ya está cargado, basta con acercarlo a otro para que también se cargue. Este fenómeno se conoce como inducción. La carga eléctrica puede pasar de un cuerpo a otro, pero no puede crearse ni destruirse, o lo que es lo mismo, la carga total de un sistema aislado se conserva.

Lean el texto. Pongan especial atención en la forma en que se cargan eléctricamente los objetos.


El electroscopio es un dispositivo que permite detectar la carga eléctrica de un objeto. Funciona cuando los objetos cargados inducen carga en la bola de aluminio; esta carga se transmite a las hojas de metal, las cuales, al tener carga del mismo signo, se separan por efecto de la repulsión electrostática.

Electrostática: Parte de la física que se ocupa

de estudiar las cargas eléctricas en reposo.

Inducción: Forma de cargar un objeto

eléctricamente neutro acercándole un objeto

cargado.

alambre grueso corcho

bola de papel de aluminio

papelmetálico

fras

co d

e vi

drio

consulta tu diccionario para encontrar el significado de palabras como ámbar.


1. ¿De qué forma se cargan eléctricamente los objetos?

2. ¿Cómo definen la carga eléctrica?

3. ¿Cuál es la diferencia entre inducción y frotación?

4. ¿Qué objetos o materiales de uso cotidiano se cargan fácilmente de electricidad?

Vínculo entre secuenciasRecuerda que las interacciones a distancia se revisaron en la secuencia 6: ¿Por qué cambia el movimiento?

Las Leyes de newton del movimiento se estudiaron en la secuencia 8: ¿Cuáles son las causas del movimiento?

La ley de la gravitación universal la puedes encontrar en la secuencia 9: ¿La materia atrae a la materia?

173

IICIENCIASSabías que…La fuerza eléctrica y la fuerza gravitatoria tienen muchas semejanzas y algunas diferencias. Fíjate en esta tabla

eléctrica Gravitatoria semejanza Diferencia

Actúa a distancia. Actúa a distancia. ✓

Es directamente proporcional al pro-ducto de las cargas.

Es directamente proporcional al pro-ducto de las masas.

✓

Es inversamente proporcional al cua-drado de la distancia entre las cargas.

Es inversamente proporcional al cua-drado de la distancia entre las masas.

✓

Es atractiva o repulsiva. Sólo es atractiva. ✓

Se manifiesta tanto a escala macros-cópica como microscópica.

Se manifiesta tanto a escala macros-cópica como microscópica, pero en esta última es de muy baja intensidad.

✓ ✓

Actividad DOSconstruyan un dispositivo: rehilete electrostático.

1. ¿Cómo detectarían que un objeto está cargado eléctricamente?

2. Van a necesitar:

a) Bolígrafo de plástico vacío, sin tapas ni repuesto.

b) Lápiz con la punta bien afilada; debe ser un poco más largo que el tubo.

c) Tubo de ensayo.

d) Un poco de plastilina.


a) Dividan la plastilina en dos partes de distinto tamaño.

b) Fijen el lápiz sobre la mesa con el trozo grande de plastilina; cuiden que quede en posición vertical y con la punta hacia arriba.

c) Peguen el trozo pequeño de plastilina sobre la parte inferior del tubo de ensayo, como se observa en la figura.

d) Inserten la parte media del bolígrafo en posición horizontal en la plastilina que pegaron al tubo.

e) Coloquen invertido el tubo de ensayo, con el bolígrafo pegado, apo-yado sobre la punta del lápiz, de forma que el tubo gire libremente.

4. Respondan en su cuaderno:

a) ¿Cómo detecta el rehilete la carga eléctrica en un cuerpo?

• Van a necesitar este rehilete en la Actividad TRES.

sesión 2

174

secuencia 12

Actividad TRESElectroscopio virtual

apliquen la tecnología de su rehilete electrostático.

• Realicen la práctica.

i. Antes de realizar la práctica contesten en su cuaderno: ¿Cómo cargarían eléctricamente un objeto?

ii. En la práctica van a cargar eléctricamente, mediante frotamiento, varios cuerpos.

iii. Observarán el efecto que estos cuerpos cargados tienen en el rehilete electrostático construido en la Actividad DOS.

iv. Por último, usarán estos cuerpos para inducir carga eléctrica en otros objetos pequeños.

1. Material

a) Rehilete electrostático.

b) Diferentes recortes de tela: lana, seda, poliéster, nylon, rayón.

c) Cuerpos a elegir, previamente cargados:

i. Globos pequeños de látex de diferentes colores, inflados; tantos globos como tipos de tela hayan conseguido.

ii. Varilla de vidrio o tubo de ensayo delgado de 15 a 20 cm.

iii. Bolígrafo de plástico sin tapas ni repuesto.

d) Pared lisa y seca.

e) Objetos en los que se inducirá carga:

i. Objeto A: Cabellera de un o una estudiante, recientemente lavada y bien seca.

ii. Objeto B: Recortes de papel de 1 a 2 cm, aproximadamente.

iii. Objeto C: Chorrito de agua contenida en botella plástica de refresco con agua (600 ml) y un recipiente para recuperar el agua.

iv. Objeto D: Cáscaras pequeñas de semillas de calabaza o girasol tostadas, o paja seca en pequeños trozos.

Los globos, además de vistosos, son materiales que adquieren fácilmente cargas eléctricas.

nueva destreza empleada

aplicar tecnología: Es el uso de un dispositivo o una herramienta útil

para recoger, resumir y exhibir datos, gráficas, videos, etcétera.

175

IICIENCIAS2. Procedimiento

• Soliciten un voluntario para que se frote el globo en su cabello.

a) Formen tres equipos. Cada equipo elija un objeto para ser cargado eléctricamente. Pueden escoger entre los globos, la varilla de vidrio o el bolígrafo.

b) El equipo que eligió trabajar con los globos deberá cargarlos frotando una zona de cada globo en la misma dirección usando un tipo de tela diferente. Anoten en la Tabla 1, el color de globo que corresponde a cada tela.

c) Los otros dos equipos carguen el objeto elegido frotándolo en la misma dirección con uno de los recortes de tela.

d) Acerquen uno por uno los cuerpos cargados a un extremo del bolígrafo del rehilete electroscópico que construyeron en la Actividad DOS. Anoten en sus respectivas tablas qué sucede en el rehilete.

e) Los equipos que trabajaron con la varilla de vidrio o con el segundo bolígrafo repitan los dos puntos anteriores usando otro tipo de tela, y así sucesivamente hasta hacerlo con todos los recortes disponibles. Anoten los resultados para cada recorte en sus tablas.

f) El equipo que eligió trabajar con los globos cárguelos de nuevo frotándolos con la misma tela. Intenten pegarlos en la pared. Registren cuáles se quedan pegados al menos cinco segundos y cuáles no.

g) Cuando a cada equipo le corresponda observar el efecto de los cuerpos cargados en el agua de la botella, viertan un chorrito muy delgado al recipiente donde se recupera la misma, desde una altura de unos 50 cm. y, procurando no tocarlo, acerquen la varilla, el bolígrafo o los globos frotados a la parte media de este chorrito. Observen qué sucede.

h) Al terminar, cada equipo acercará el o los cuerpos cargados con los que trabajó a cada uno de los objetos pedidos para inducir la carga. Anoten en sus tablas lo que suceda en cada caso.

Ámbar, en idioma griego, se dice elektron; de ahí proviene la palabra electricidad, tan conocida por todos hoy en día.

176

secuencia 12secuencia 13. Resultados

• Anoten sus observaciones en la tabla de resultados propuesta.

TaBLa 1. cueRPO caRGaDO cOn eL Que TRaBaJÓ eL eQuiPO: a: Globos de colores

cOLOR DeL

GLOBO

TeLa cOn La Que se FROTÓ

¿se PeGa a La

PaReD?

¿QuÉ TanTO GiRa su ReHiLeTe

eLecTROsTÁTicO? 0= no gira,

1= Gira poco, 2= Gira mucho

eFecTO en:

cabelloTrozos de

papelchorrito de agua

cáscara de

semillas

Rojo

azul

Verde

amarillo

Blanco

TaBLa 2. cueRPO caRGaDO cOn eL Que TRaBaJÓ eL eQuiPO: B: Varilla de vidrio_________

c: Bolígrafo _________

TeLa cOn La Que

se FROTÓ

¿QuÉ TanTO GiRa su ReHiLeTe

eLecTROsTÁTicO? 0= no gira, 1= Gira poco,

2= Gira mucho

eFecTO en:

cabelloTrozos de

papelchorrito de

aguacáscara de

semillas

177

IICIENCIAS


Ahora sabes que los objetos se cargan

eléctricamente cuando se acercan a un

objeto previamente cargado. ¿Cómo te

ayuda la tecnología que aplicaste para

resolver el problema? Explica tu respuesta.

4. Análisis de resultados

• Todos tomen nota de los resultados obtenidos por los demás equipos, y luego contesten las siguientes preguntas:

a) ¿Con qué tipo de tela se produce mayor carga al frotar los objetos? Expliquen.

b) ¿En qué casos los cuerpos cargados atraen a los objetos? ¿Por qué?

c) ¿En qué casos se repelen? ¿Por qué?

d) ¿Qué sucede si acercamos dos globos frotados con la misma tela?

e) ¿Por qué se adhieren los globos a la pared?

5. Comunicación

• Elaboren un reporte de la práctica en sus cuadernos.


a) La naturaleza de las cargas eléctricas.

b) Expliquen con sus palabras el fenómeno de inducción electrostática.

178

secuencia 12

Para terminarLean el texto. Pongan especial atención en cómo los rayos se relacionan con la acumulación de carga eléctrica.

sesión 3

Y… ¿qué rayos es un rayo?Cuando los objetos se frotan, se acercan o se ponen en contacto con cuerpos cargados, suelen adquirir carga eléctrica.

A veces, hay nubes que se acercan mucho a otras, ya que son empujadas por el viento. Las nubes bajas también pueden frotarse contra las montañas. Este frotamiento hace que se carguen eléctricamente. Cuando dos nubes cargadas se acercan lo suficiente al suelo o chocan entre ellas, las fuerzas eléctricas entre estos objetos es tan grande que vuelven al aire conductor y se produce, en consecuencia, una descarga eléctrica gigantesca que lo calienta de manera tan rápida y explosiva que lo hace brillar. En el fenómeno, que involucra una gran carga eléctrica, intervienen diversas formas de energía: luminosa, eléctrica, calorífica y sonora.

Si un rayo llega a tocar un árbol, una persona o un animal, la carga recibida quema todo lo que atraviesa en su camino hacia el suelo. Las consecuencias suelen ser fatales.

Para lograr que la enorme carga eléctrica de los rayos sea conducida a tierra lo antes posible, y evitar que en su camino golpee a un ser vivo, se usan los metales, ya que son materiales adecuados para conducir una descarga eléctrica. Además, cuando un objeto es puntiagudo, se favorece el transporte de las cargas eléctricas hacia esa zona.

Con los conocimientos anteriores se diseñaron los pararrayos, los cuales son tubos de metal colocados en los techos de los edificios altos o en casas ubicadas en la cima de los cerros, que atraen a los rayos. Estos tubos se conectan a un cable que se introduce profundamente en la tierra. Si hay una tormenta eléctrica, es mucho más probable que el rayo se descargue por el pararrayos.

No sólo los pararrayos utilizan la propiedad conductora de los metales. Los aviones, por ejemplo, al tener el fuselaje metálico, pueden estar a resguardo de los rayos, pues la descarga será conducida por el metal hacia fuera de la aeronave, evitando daños a los tripulantes, pasajeros, causando una tragedia.

Lo esencial para ponernos a salvo es procurar que el rayo tenga una vía para descargarse que esté lejos de nosotros, y hacer lo posible por no atraerlo.


Los pararrayos evitan que las construcciones sufran daños al momento de caer un rayo.

consulta tu diccionario para encontrar el significado de palabras como fuselaje.

179

IICIENCIAS

Realicen lo siguiente en sus cuadernos:

1. ¿Cómo instalarían un pararrayos en sus casas?

2. ¿De qué material lo harían?

3. Elaboren un dibujo que muestre la forma en que instalarían el pararrayos.

Lo que aprendimos

Resuelvo el problema“Las cargas eléctricas se encuentran a nuestro alrededor en todo momento. Tu tarea consiste en resolver las siguientes situaciones:

1. Si ocurriera una tormenta eléctrica ahora, ¿qué medidas tomarías para protegerte de un rayo?

2. ¿Cómo lograrías que un globo se adhiera a la pared sin pegamento alguno?

3. ¿Cómo evitarías que tu cabello se erice al peinarte?

• Explica tus respuestas en términos físicos.”

Resuelve el problema en tu cuaderno. Para ello:

• Elabora una tabla como se muestra.

1. Evitar ser alcanzado por un rayo

¿Qué hacer? ¿Qué no hacer? ¿Por qué?

2. El cabello erizado al peinarme

¿Cómo lo evitas? ¿Por qué?

3. El globo pegado a la pared sin pegamento

¿Cómo lo haces? ¿Por qué?

Las ciencias y la comunidad científicaCorría el año de 1752 cuando Benjamin Franklin, estando de viaje en Francia, llevó a cabo un temerario experimento en el que, mediante una cometa que tenía un alambre metálico y una llave atada al extremo del hilo de seda que él sostenía en sus manos, demostró que las nubes están cargadas de electricidad, pues al tocar la llave saltaron centellas.

El descubrimiento de la electricidad en las nubes le permitió desarrollar el pararrayos, cuya eficacia dio lugar a que en 1782, en la ciudad de Philadelphia, se hubiesen instalado ya 400 de estos dispositivos.

Franklin sintió siempre una enorme curiosidad por los fenómenos naturales. Estudió, por ejemplo, las tormentas que se forman en el continente americano, e identificó por vez primera la corriente marina cálida que surge del Golfo de México y se dirige al Atlántico Norte. Inventó también los anteojos bifocales.

Benjamín Franklin nació el 17 de enero de 1706 en Boston, Estados Unidos. Fue político, científico e inventor. Murió en Philadelphia el 17 de Abril de 1790.

180

secuencia 12escriban, con la información anterior, un texto breve sobre la importancia de prevenir accidentes durante las tormentas eléctricas.

• Utilicen los términos inducción y carga electrostática.


Revisa lo que pensabas al inicio de la

secuencia sobre como protegerte ante una

tormenta eleéctrica. ¿Existen diferencias

entre lo que pensabas y lo que sabes

ahora? Justifica tu respuesta.

¿Para qué me sirve lo que aprendí?analicen los siguientes eventos considerando las interacciones entre cargas eléctricas:

i. encender un cerillo.

ii. Observar una chispa, escuchar un crujido y sentir una descarga eléctrica al quitarte el suéter en la noche.

iii. caminar por la alfombra y sentir una descarga eléctrica en la perilla de la puerta.

iv. saludar a una persona de mano y sentir una descarga eléctrica.

1. Respondan en su cuaderno:

a) ¿Qué tienen en común estos eventos y un rayo?

b) ¿Qué podemos hacer para prevenir una descarga eléctrica al saludar a una persona?

2. Para responder, utilicen el término inducción electrostática.

Los vehículos con carrocería metálica pueden ser un buen refugio ante tormentas eléctricas. Es importante no tocar el volante ni encender la radio o manipular los controles, y conservar las manos sobre el regazo.

Para recapitular el contenido de la secuencia consulten el programa: Fenómenos electrostáticos en la programación de la red satelital edusat.

181

IICIENCIAS

Lo que podría hacer hoy…elaboren un plan comunitario de protección para tormentas eléctricas. Para ello:

1. Elaboren un mapa de la zona en la que viven.

2. Identifiquen en el mapa las zonas en las que:

a) Se mueve la mayor parte de la población.

b) Existen zonas de peligro potencial donde hayan varillas, árboles o agua que puedan atraer rayos.

c) Existen zonas donde se pueda proteger la población durante una tormenta eléctrica como:

i. Lugares protegidos con pararrayos.

ii. Lugares bajos y alejados de estructuras riesgosas.

3. Averigüen cuál es la altura a partir de la cual los pararrayos son obligatorios, según el reglamento de construcción vigente y aplicable.

4. Comuniquen su plan comunitario a las autoridades correspondientes.

Para saber más…1. Félix, Alejandro, et al. (2001). Lecciones de Física. México: CECSA

1. University Corporation for Atmospheric Research. 5 de noviembre de 2003. Tipos de relámpagos. University Corporation for Atmospheric Research. 22 de febrero de 2007. http://www.windows.ucar.edu/tour/link=/earth/Atmosphere/tstorm/lightning_types.sp.html

Las medidas de prevención disminuyen sensiblemente los riesgos de tener un percance fatal a causa de un rayo.

182

secuencia 13

El imán puede parecernos curioso y divertido: atrae ciertos objetos metálicos, que se quedan pegados a él. Si bien algunos materiales son atraídos o repelidos por el imán, otros no se ven afectados.El fenómeno de la atracción fue conocido por los chinos hace más de 2,500 años. Los persas llamaron piedra imán a la roca que mostraba esta propiedad. Tiempo después, los griegos nombraron magnetita al mineral que obtenían de la región asiática de Magnesia, y que tenía la cualidad de atraer metales. El estudio del magnetismo nos ha permitido desarrollar aparatos e instrumentos que facilitan diversas tareas humanas. Por ejemplo, los

barcos y los aviones cuentan con sistemas de orientación basados en la ubicación de los puntos cardinales de la Tierra: norte, sur, este y oeste. Esto puede lograrse usando la brújula, dispositivo que, afectado por el magnetismo terrestre señala siempre hacia el norte de la Tierra.

Para empezarLee el texto.

• Antes de la lectura contesta: ¿Qué es un imán?

sesión 1

Texto introductorio

Nuestro planeta tiene una evidente hermosura, ade-más de múltiples características físicas visibles, pero también posee atributos no visibles.

Ahora sabes la diferencia entre interacciones de contacto y a distancia. En esta secuencia revisarás cómo ocurren las interacciones asociadas a las fuerzas magnéticas. También valorarás la importancia de la brújula como instrumento para la orientación.

Consideremos lo siguiente…a continuación se presenta el problema que resolverás con lo que hayas aprendido durante esta secuencia.

Te has extraviado en un lugar cerca de la costa en el estado de Tamaulipas. ¿cómo construirías un dispositivo para determinar la dirección en que debes caminar para llegar al mar? ¿cómo utilizarías ese dispositivo?

¿Un planeta magnético?

consulta tu diccionario para encontrar el significado de palabras como cualidad.

183

IICIENCIAS


1. ¿Qué significa orientarse?

2. ¿Qué dispositivo usarías para orientarte?

3. ¿Qué propiedad de los imanes emplearías para elaborar un dispositivo para orientarte? ¿Cómo emplearías esta propiedad en la elaboración del dispositivo?

4. Expliquen por qué los objetos imantados se atraen o se repelen.

intercambien sus puntos de vista:

• ¿Por qué las brújulas tienen propiedades magnéticas?

Manos a la obraActividad UNOidentifiquen las interacciones magnéticas.

• Realicen la demostración:

1. Comenten: ¿Qué tipos de interacción magnética se pueden observar entre dos imanes?

2. Van a necesitar:

a) Dos imanes en forma de barra.

b) Caja de clips.


a) Pidan a un compañero que tome ambos imanes y los acerque por los extremos, que son de color diferente.

b) ¿Qué creen que sucederá?

c) Observen qué sucede.

d) Repitan el paso anterior pero ahora aproximen los imanes por los extremos del mismo color.

e) ¿Qué creen que sucederá?

f) Observen qué sucede.

g) Tomen un clip y acérquenlo al extremo de uno de los imanes.

h) Tomen un segundo clip y acérquenlo al extremo libre del primer clip y así sucesivamente, formando una cadena, hasta que llegue el momento en el que el último clip ya no se sostenga.

i) ¿Cuántos clips creen que se sostengan en la cadena?

j) Cuenten los clips que se sostuvieron.

Vínculo entre secuencias Para recordar la ubicación del estado de Tamaulipas con respecto al Golfo de México, consulta la secuencia 1: Espacios compartidos de tu libro de Geografía de México y del mundo.

184

secuencia 13secuencia 14. Contesten:

a) ¿Qué sucede al acercar los extremos del mismo color de dos imanes?

b) ¿Qué sucede al acercar los extremos del mismo color de dos imanes?

c) Si realizamos de nuevo los pasos de los incisos g a i en el otro extremo del imán, ¿se sostendrá el mismo número de clips? ¿Por qué?

Lean el texto. Pongan especial atención en cómo se llaman los polos de los imanes.

¿Cuantos polos tiene un imán? Hasta ahora se conocen dos tipos de imanes: naturales y artificiales. La magnetita es un imán natural, disponible en muchas regiones de nuestro planeta, no sólo en la antigua Magnesia.Podemos producir imanes artificiales al frotar con un imán natural objetos hechos de metales como el hierro, el níquel o el cobre; o por inducción, acercando simplemente un imán natural a un objeto de los mismos materiales, el cual adquirirá, en consecuencia, las mismas propiedades


Muchas rejas están hechas de hierro, mientras que las tuberías de agua o gas suelen ser de cobre y las monedas contienen níquel. El acero es un metal formado básicamente por hierro y una pequeña cantidad de carbono.

El levitrón es un dispositivo que aprovecha los intensos campos magnéticos entre la base y el trompo para hacerlo levitar, es decir, mantenerlo suspendido sin soporte alguno y sin que caiga, desafiando, en apariencia, la fuerza gravitatoria.

185

IICIENCIAS

en su cuaderno:

1. Describan las formas para producir imanes artificiales.

2. Menciona un material que conozcas que no sea imantable.

magnéticas de un imán natural. Como sucede con las fuerzas eléctricas, la fuerza magnética es una interacción a distancia que produce un campo alrededor de los cuerpos.

Hay materiales fáciles de imantar, como el hierro o el níquel; otros son más difíciles, como una tela o el cartón. Aunque muchos imanes artificiales son metálicos, también los hay de cerámica u otros componentes, pero no son tan comunes.

Todo imán, natural o artificial, independientemente de su forma o tamaño, tendrá siempre dos regiones o zonas identificables, que se llaman polos. En los polos de un imán, se observa la máxima intensidad del campo magnético. Por acuerdo, igual que se habla de carga eléctrica positiva o negativa, en los imanes hablamos de polo norte y polo sur. Lo mismo que en las cargas eléctricas, los polos iguales se repelen y los polos opuestos se atraen. Si partimos un imán en dos, las partes tendrán de nuevo dos polos, y así sucesivamente. Es decir, no es posible obtener un imán con un único polo magnético, por diminuto que sea.

La Tierra posee un campo magnético propio, el cual propicia las fantásticas auroras boreales o australes, según se observen en la región polar ártica, al norte, o antártica, al sur.

Vínculo entre secuencias Recuerda que las interacciones a distancia las revisaste en la secuencia 6: ¿Por qué cambia el movimiento?

Campo: Región del espacio que

muestra la influencia de alguna fuerza.

Por ejemplo, podemos hablar del

campo eléctrico que rodea una carga y

del campo magnético que rodea un

imán.

Imantar: Procedimiento por el cual

algunos objetos adquieren propiedades

magnéticas.

Polo: Zona de un imán donde la

atracción magnética es más intensa;

en cualquier imán se pueden identificar

siempre dos polos.

186


Actividad DOSImanes en acción

utilicen herramientas y procedimientos para imantar algunos objetos.

i. Contesten: ¿Cómo imantarían un objeto metálico?

ii. Realicen la práctica:

1. Material

a) Imán en forma de barra.

b) Imán en forma de herradura.

c) Imán pequeño y plano.

d) Dos objetos metálicos, por ejemplo, un clavo y una moneda.

e) Dos objetos pequeños de plástico o unicel, por ejemplo una tapa de refresco.

f) Dos objetos de madera, por ejemplo, un lápiz pequeño y un taquete de fibra o madera.

2. Procedimiento

experiencia a: imantación por frotamiento

a) Imanten cada uno de los objetos frotándolos en la misma dirección con uno de los extremos del imán de barra.

b) Observen lo que sucede al acercarlos entre sí.

experiencia B: imantación por inducción

a) Intenten imantar cada objeto al colocarlo entre los dos extremos de un imán de herradura sin que toque el imán y dándole unos pequeños golpecitos.

b) Comprueben el grado de imantación de cada objeto acercándolo al imán pequeño y plano.

c) Observen y registren el grado de imantación detectado.

d) Alejen el imán de herradura de los objetos y repitan el paso b.


utilizar herramientas y procedimientos: Demostrar conocimiento de

la utilización de aparatos, equipos, herramientas, procedimientos y

escalas o dispositivos de medida

¿Es posible imantar cualquier objeto?

187

IICIENCIAS3. Resultados

• Registren sus observaciones en sus cuadernos en una tabla como la que se muestra:

Material del que está hecho el objeto

nombre del objeto

0 – nadaGrado de imantación del objeto: 1 – Poca

2 – Muchaexperiencia a

Por frotamientoexperiencia B Por inducción

Metal

Metal

Plástico

Plástico

Madera

Madera

4. Análisis de resultados

experiencia a: imantación por frotamiento

• ¿Cuáles de los materiales empleados se imantaron por frotamiento?

experiencia B: imantación por inducción

a) ¿Cuáles de los materiales empleados se imantaron por inducción?

b) Una vez imantados, ¿cuáles perdieron su imantación en cuanto se alejó el imán?

5. Comunicación

• Elaboren un reporte de la práctica en sus cuadernos.


a) El tipo de fuerza y las propiedades de los imanes.

b) ¿Cómo elaborarían una clasificación de los materiales de acuerdo con sus propiedades magnéticas?

c) ¿Cuál método de imantación es más eficaz: frotamiento o inducción? Expliquen su respuesta.

d) Utilizando alguna de las leyes de Newton, expliquen por qué se mueve un objeto libre al ser rechazado o atraído por un imán


Ahora conoces formas de imantar materiales. ¿Cómo

emplearías este conocimiento para resolver el problema?

Vínculo entre secuencias Recuerda que las Leyes de newton las revisaste en la secuencia 8: ¿Cuáles son las causas del movimiento?

Todo imán tiene dos polos, llamados norte y sur.

N S N N

S S

N

S

188


Para terminar¡Qué planeta tan atractivo!

Lean el texto. Pongan atención en cómo funciona una brújula.

¿Polos magnéticos vs. polos geográficos?


Siempre encontramos brújulas en el puente de mando de un barco, el cuarto de control de un submarino, la cabina de pilotos de un avión o helicóptero, o el panel de instrumentos de algunos automóviles y camiones.

En la actualidad los polos magnéticos y geográficos terrestres no coinciden. Esta diferencia se conoce como declinación magnética.

El movimiento del magma produce el campo magnético de la Tierra, así como la erupción de algunos volcanes.

Ecuador

NorteGeográfico

SurGeográfico

NorteMagnético

Sur Magnético

conexión con Geografía Para recordar cómo orientarse y las coordenadas geográficas revisa la secuencia 2: El mundo en que vivimos de tu libro de Geografía i de México y el mundo.

El magnetismo es un fenómeno natural del cual la humanidad ha tomado ventaja mediante diversas aplicaciones. Una de ellas es el diseño de instrumentos para localizar puntos o direcciones específicos en la Tierra.

Los antiguos marinos ya sabían que la piedra imán se orienta en una dirección definida, lo que permitía determinar los puntos cardinales. Esta característica se aplicó sistemáticamente y surgieron las primeras brújulas. Se trata de un dispositivo que consiste en un imán en forma de aguja, que puede girar libremente sobre un eje fijo.

Si ponemos una brújula junto a un imán esta se va a orientar, naturalmente, en la dirección N-S del imán. Si retiramos el imán, la brújula se orientará en dirección norte-sur de la Tierra, ya que ésta es un gigantesco imán, que tiene, como cualquier imán, dos polos. Efectivamente, así como la Tierra tiene un Polo Norte y un Polo Sur geográficos, también tiene polos norte y sur magnéticos.

El magnetismo terrestre se debe a que el núcleo de la Tierra está formado por gran cantidad de hierro y otros metales a muy alta temperatura, por lo que se encuentran en estado líquido. Debido a la rotación de la Tierra, el magma se encuentra en constante movimiento y esto origina el campo magnético terrestre, que se encuentra alineado, aproximadamente, en la dirección del eje terrestre.

Con el tiempo, el campo magnético de la Tierra ha cambiado su polaridad: a veces, el polo norte magnético ha estado cerca del Polo Sur geográfico (tal como es ahora); otras, cerca del Polo Norte geográfico. Tal fenómeno recibe el nombre de reversión geomagnética. Se estima que la última reversión ocurrió hace unos 780,000 años. Las brújulas actuales suelen ofrecer la posibilidad de corregir la declinación magnética para poder indicar los polos geográficos en vez de los polos magnéticos.

sesión 2

189

IICIENCIAScomenten las siguientes cuestiones:

1. Si nos colocamos mirando hacia el Sol durante el amanecer y tenemos una brújula en las manos, ¿hacia dónde apunta su aguja, a la derecha o a la izquierda? ¿Por qué?

2. ¿Tienen los polos geográficos alguna relación con la localización de los polos magnéticos o es una simple coincidencia temporal?

3. ¿Qué utilidad tienen las brújulas?

Actividad TRESconstruyan un dispositivo: para orientarse: Brújula. Para ello:

• Cómo construirían una brújula sencilla?

1. Necesitan:

a) Corcho de botella o pelotita de unicel.

b) Aguja gruesa.

c) Dedal.

d) Tina pequeña con agua a la mitad.

e) Imán potente de barra de acero.

f) Barniz de uñas o pintura color rojo.

g) Cartulina o cartoncillo.


a) Imanten la aguja.

b) Atraviesen con la aguja transversalmente el corcho por el centro. ¡Háganlo con cuidado y protegiéndose con el dedal!

c) Coloquen el corcho en el agua para dejarlo flotar libremente.

d) Observen cómo el corcho y la aguja toman una posición definida.

e) Orienten su cuerpo de manera que la mano derecha apunte hacia donde observamos el Sol al amanecer, es decir, al oriente o este.

f) Coloquen la brújula frente a ustedes. Noten que la aguja de la brújula debe estar apuntando hacia el frente, que es el norte.

g) Pinten con el barniz de color rojo el extremo del agua imantada que apunta hacia el frente para distinguirlo del sur.

Se dice que los chinos utilizaron algo muy parecido desde el año 2000 a. de C.

N

S

O E

190

secuencia 13

Reflexión sobre lo

aprendido

¿Cómo utilizarías el

dispositivo que

acabas de construir

para resolver el

problema?

3. Usen su brújula sencilla para identificar la orientación del salón. Para ello:

a) Elaboren un letrero con una hoja blanca para cada punto cardinal: norte, sur, este y oeste.

b) Coloquen las brújulas separadas frente al pizarrón. ¡Recuerden que las agujas imantadas no deben estar muy cerca unas de otras!

c) Observen que todas las brújulas apuntan más o menos en la misma dirección.

d) Identifiquen la orientación del salón.

e) Coloquen los letreros correspondientes a cada punto cardinal sobre las paredes, conforme se indica en las imágenes.

comenten las siguientes preguntas:

1. ¿Qué es la brújula y cómo funciona?

2. ¿Qué ventajas tiene orientarse mediante una brújula respecto a otros métodos como la observación de astros celestes?

Si estás dentro del salón de clase, ¿sabes hacia dónde está el norte?

Lo que aprendimos

Resuelvo el problema“Te has extraviado en un lugar cerca de la costa en el estado de Tamaulipas, ¿Cómo construirías un dispositivo para determinar la dirección en que debes caminar para llegar al mar? ¿Cómo utilizarías ese dispositivo?”

Para resolver el problema. contesta en tu cuaderno:

1. Qué dispositivo usarías para orientarte?

2. ¿Cómo lo construirías?

3. ¿Cómo lo utilizarías para orientarte y llegar al mar?


Revisa lo que pensabas al inicio de la secuencia sobre

cómo orientarse. ¿Existe diferencia entre lo que pensabas

y lo que sabes ahora? Explica tu respuesta.

Para recapitular el contenido de la secuencia consulten el programa: Un planeta magnético en la programación de la red satelital edusat.

191

IICIENCIAS

¿Para qué me sirve lo que aprendí?Te muestran una pluma apoyada sobre una base que se mantiene vertical, sin que aparentemente haya una fuerza que evite que se caiga.

• Contesta en tu cuaderno:

a) ¿Por qué la pluma no se cae a los lados?

b) ¿Qué fuerzas actúan sobre la pluma?

c) Señala las fuerzas en un esquema con sus nombres.

Lo que podría hacer hoy… ¿De qué manera nos podemos orientar, tanto en el día como en la noche, si no contáramos con una brújula?

• Escriban las ideas principales en el pizarrón.

La Estrella Polar

Para saber más…1. Allier Cruz, Rosalía Angélica, et al. (2005). La Magia de la Física. Tercer Grado. México: McGraw-Hill

1. Otaola, Javier A., et al. El campo geomagnético: un elemento importante en las relaciones solar-terrestres. ILCE. 22 de febrero de 2007. http://bibliotecadigital.ilce.edu.mx/sites/ciencia/volumen3/ciencia3/114/htm/sec_7.htm2. University Corporation for Atmospheric Research. 5 de noviembre de 2003. Descubrimiento de los Cinturones de Radiación. University Corporation for Atmospheric Research. 25 de febrero de 2007. http://www.windows.ucar.edu/tour/link=/earth/Magnetosphere/radiation_belts_discovery.sp.html

192

Proyecto de investigación 2

El Sol DoraDo Domingo 22 de abril de 2007

Para empezarPrototipo de un puente colgante

Lean el texto.

• Antesdelalectura,comentenquépuentesconocenycómocreenqueestánhechos.

SESión 1

Después de que el huracán Stan devastó el puente internacional ‘Rodolfo Robles’, que conecta a México con Guatemala, se permite por seguridad, solamente el paso a peatones, bicicletas y motocicletas. El puente únicamente funciona 12 horas, de siete de la mañana a siete de la tarde, por lo que el intercambio comercial ha quedado totalmente paralizado. Incluso algunas agencias aduanales que operaban aquí han tenido que cerrar sus puertas debido a la falta de empleos, ya que todos los trámites de importación y exportación los realizan ahora por el puente ‘Suchiate II’. Además, el poco turismo entre ambos países y los miles de migrantes que regresan de Estados Unidos hacia las naciones centroamericanas para pasar el fin de año o vacacionar, ya no atraviesan por el puente ‘Rodolfo Robles’ sino por el puente ‘Talismán’.

Demanda la sociedad reconstruir puente fronterizo

Un modelo de puente para representar las fuerzas que actúan en él

Esta situación es grave, por lo que se ha solicitado que las autoridades estatales y federales reparen y pongan otra vez en funcionamiento del puente.

Por otra parte, en Tecún Umán, Guatemala, la situación todavía es peor: el sector comercial ha empezado a protestar y ha solicitado la intervención del gobierno federal de su país, en demanda de la reapertura y reconstrucción del puente. Esta situación prácticamente los ha llevado a la ruina económica, porque ninguna actividad que se realice en los puentes “Suchiate II” y en el “Talismán-El Carmen” les beneficia.

Las ciudades fronterizas tanto Ciudad Hidalgo, en el estado de Chiapas, y Tecún Umán, Guatemala, basan su economía en el intercambio comercial a través del puente “Rodolfo Robles”, razón por la cual les urge reactivar todos sus servicios. De no ser así, el cierre de negocios y la consecuente pérdida de empleos, seguirá en detrimento del bienestar social y la seguridad de los habitantes.

En principio, se requiere hacer las evaluaciones técnicas de cada una de las partes del puente, ya que a simple vista se perciben serias irregularidades en el puente.

Por estos motivos, la sociedad chiapaneca demanda que los gobiernos federal y estatal reconstruyan el puente y desazolven del río Coatán antes de que llegue la próxima temporada de lluvias y huracanes.

Enoctubrede2005,elHuracán‘Stan’,dañó34puentesEnChiapas,dejandoaisladasamásde200milpersonasenpocomásde100comunidades.

193

IICIENCIAS

Alolargodelassecuenciasdelbloque,hastrabajadoenladescripciónyrepresentacióndelasdiferentesmagnitudesfísicas.Enesteproyectoanalizarásquéfuerzasparticipanenlaestructuradeunpuente.Conlainformaciónobtenidaelaborarástupropiopuenteaescalaconmaterialessencillosy,deestamanera,observaráslasfuerzasqueactúanenél.Valorarásentonceslautilidaddelacienciaylatecnologíaparalaconstruccióndepuentes.

Consideremos lo siguiente…Lean con atención el problema que se plantea. con el trabajo que realicen en este proyecto podrán diseñar una propuesta concreta de solución.

La mayor parte de nuestro país tiene accidentes geográficos, donde los puentes resultan de vital importancia para la comunicación.

¿Qué aspectos se deben tomar en cuenta para el diseño de un puente? ¿cómo se construye un puente?

con los conocimientos que tienes sobre la interacción de fuerzas ¿Qué sugerencias podrías aportar para su construcción y beneficio de la comunidad?

Lo que pienso del problemaresponde en tu bitácora:

1. ¿Cuáleslautilidaddeunpuente?

2. ¿Qué consecuencias económicas y sociales ha traído a las comunidades el malfuncionamientodelpuenteinternacional“RodolfoRobles”?

3. ¿Quétipodefuerzasintervienenenlaconstruccióndeunpuente?

4. ¿Qué se debe tomar en cuenta para la reconstrucción del puente internacional“RodolfoRobles”?

recuerda que para el registro de tus actividades:

Utiliza un cuaderno, libreta o carpeta como bitácora.

Lleva ahí un registro ordenado de lo que piensas del problema, de los textos consultados, de las entrevistas que realices, de los datos y objetos encontrados. Estas anotaciones te serán muy útiles para elaborar el informe del proyecto.

SESión 2Manos a la obraPlan de trabajo

Recuerda que el Plan de Trabajo explica las actividades que tendrás que realizar, organizadas en fases.

194


Fase i: investiguemos conocimientos útiles

Paraobtenerinformaciónsobrelasfuerzasqueintervienenenlaconstruccióndepuentes,los elementos que se toman en cuenta para su construcción, los diferentes diseñosexistentesylosmaterialesempleados,revisaránalgunasdelassecuenciasquetrabajaronduranteelBloque2,algunostextosypáginaselectrónicasyelvideoPuentes.

Fase ii: exploremos para definir el problema

Paraampliarlainformaciónsobrelosdiferentesdiseñosylosmaterialesempleadosparaconstruirpuentesrecabaráninformaciónencompañíasconstructoras,coningenieros,arquitectosomaestrosdeobradesucomunidad.Paraconocerlasventajasqueparalascomunidadestieneunpuente,identificaralgunospuentescercanosasucomunidadyentrevistaraloshabitantessobreestacuestión.

Fase iii: ¿cómo contribuimos a la solución del problema?

A partir de la información obtenida elaborarán un puente en miniatura. Para ello,emplearánelementosdefácilaccesoensucomunidadcomopalillosdedientes,palitosdepaleta,listonesdemadera,cuerda,hilooestambre.

Calendario de actividades


sintetizar información: Considerar una serie de informaciones, de

factores o de conceptos relacionados, para dar solución a un problema.

Recuerda que en el Calendario escribirás las actividades que realizarán los responsables de cada una de ellas y las fechas de entrega

Encadafaseidentifiquenlasactividadesporhacerydesignenalosresponsablesdecadaunadeellas.Consultenconsumaestrolafechafinaldeentregaparaquedistribuyanmejorsutiempo.Deresultarlesútilcópienelformatosiguienteensubitácora.Encasocontrario,diseñensupropiocalendario.

cronograMa de actividadesresPonsaBLes FecHa

Fase iFase iiFase iii

Fase I. Investiguemos conocimientos útiles

sinteticen información acerca de los puentes y sus características. Para ello:

IICIENCIAS

195

1.Respondan:

a) ¿Qué lecturas y actividades del bloque nos pueden servir para identificar lasfuerzasqueactúanenunpuente?

b)¿Quéelementossedebentomarencuentaparadiseñarunpuente?

c)¿Quédiseñosdepuentesexisten?

d)¿Quématerialesseempleanparaconstruirlospuentes?

e)¿Quéfuncióntienenlasdiferentesseccionesdeunpuente?

f) ¿Cómoafectaunsismoalaestructuradeunpuente?

2.Consultenlasreferenciasqueconsiderennecesariasparaidentificareltipodepuentesysuscaracterísticas.Puedenconsultarlasreferenciasqueselistanabajo.Paraello:

a)Dividanlaslecturasentretodoslosequipos.

b)Cadaequipobuscaráysintetizarálostextosrevisadosensubitácora.

c)Expondránunasíntesisdelainformaciónconsultadaalrestodelgrupo.

3.Elijanlasestrategiaspararevisarysintetizarlainformacióndocumentalinvestigada.

Algunas referencias de interésCienciasII.ÉnfasisenFísica:

1.Secuencia 4: ¿Cómo caen los cuerpos?

2. Secuencia 7: ¿Por qué se mueven las cosas?

2.Secuencia 8. ¿Cuáles son las causas del movimiento?

GeografíadeMéxicoydelmundo:

1. Secuencia 3: Un recorrido por México.

1.Puentes

1.Tagüeña,Carmenet al.(1999).Física.México:Santillana.

2.AllierCruz,RosalíaAngélica et al.(2005).La Magia de la Física.Tercer Grado. México:McGraw-Hill.

1.Diario El País. Los puentes, clasificación. 23 Febrero 2007. http://thales.cica.es/rd/Recursos/rd99/ed99-005302/contenido/9_clasificacion_puentes.htm

2.Genescá,Joan. Más allá de la herrumbre III.Corrosión y medio ambiental.ILCE.23Febrero2007.

http://bibliotecadigital.ilce.edu.mx/sites/ciencia/volumen3/ciencia3/121/htm/masalla3.htm

Recuerda que en esta fase recopilarás información documental útil para el desarrollo del proyecto. Te damos algunas referencias de lo que sabes para las consultes.

196


SESión 3

Unpuenteconstadevariossegmentos.Enestepuentecolgantetodosloscablesseencuentransuspendidosentreunatorreyotra.

intercambien la información que cada equipo sintetizó. Para ello:

1.Escuchenconatenciónlasexposicionesdesuscompañeros.

2.Completensubitácoraconlainformaciónqueseaporte.

Fase II: Exploremos para definir el problema

Puenteatirantado.

1. Seleccionenunoovariospuentesensucomunidadocercanosaella.

2. Formen cuatro o cinco equipos y repártanse lainvestigaciónsobrelospuentes.

3. Investiguenacargodequéinstanciagubernamentalseencuentraelpuente.

4. Realicenunaentrevistaparaindagar:

a) Los materiales empleados para construirpuentes.

b) Eltipodepuenteopuentesqueseencuentranensulocalidad.

c) Losmaterialesconlosqueestánhechosdichospuentes.

d) Las ventajas que un puente tiene para suscomunidades.

e) Determinenlasventajasqueofrecenlospuentesrígidosylospuentesflexibles,asícomoenquécasosesmejorconstruircadatipodepuente.

5. Investiguen si existe alguna obra cercana de unpuente.

6. Pidan permiso de visitar la obra y entrevisten apersonasquetrabajanenella.

7. Pueden emplear los siguientes instrumentos pararecabarlainformación.Adáptenlosocomplétenlossegúnsusnecesidades.

Puentecolgante.

cablesprincipalestirantes

anclaje

torretramoextremo

armaduraderefuerzo

Recuerda que en esta etapa recabarás información directamente de tu comunidad para resolver el problema.

obtengan información que les ayude a elaborar su puente. Para ello:

Puentedearco.

IICIENCIAS

197

Para hacer sus entrevistas:

Elaboren y lleven por escrito cuatro o cinco preguntas clave para guiar sus entrevistas. Por ejemplo, ¿cuándo se construyeron los puentes de esta región?, ¿qué necesidades han cubierto dichos puentes?, ¿qué fuerza pueden soportar?, ¿cómo se sostienen?

Utilicen una grabadora, una libreta pequeña de notas o bien, su bitácora para registrar la información durante la entrevista.

al terminar sus entrevistas:

Reúnanse con todo el equipo y seleccionen la información útil para resolver el problema.

Valoren las coincidencias en las respuestas de los entrevistados. Una tabla de datos puede ser de gran ayuda.

clasifiquen la información obtenida durante las entrevistas:

1.Reúnanlasentrevistasdetodoslosequipos.

2.Enunatabladedatos integrenla informacióndecadalugarvisitado.Observenelejemploacontinuación.

Fuente de información

Puentes que hay en mi localidad

Fuerzas que soportan

Material de fabricación

ventajas para la comunidad

3.Elaborenunresumendelainformación.

Fase III. ¿Cómo contribuir a la solución del problema?construyan un modelo de puente en miniatura.

SESión 4

Para elaborar una maqueta o un modelo:

Decidan el tipo de construcción que van a realizar.

Identifiquen las principales características que se deben tomar en cuenta.

Decidan los materiales que van a usar.

Hagan un boceto o diagrama de la construcción en papel:

• Utilicen los diagramas y los textos consultados.

• Tomen en cuenta las partes que se construirán por separado.

Utilicen pegamento para madera para unir los diferentes palillos, cartón, cuerdas o hilos.

Ensamblen las partes que construyeron por separado.

198


evalúen los diferentes puentes miniatura construidos. Para ello:

1. ¿Quépartedelpuentefuelaquelescostómástrabajoarmar?

2. Sabiendoquecadapartedelaestructuradelpuentetieneunafunciónespecífica:

a) ¿cuáleslaestructuradelpuentequenopuedeserflexible?¿Porqué?

b) ¿Quéestructuradelpuentepermiteflexibilidad?

3. Opinenacercadeltipodepuentequeconsiderenmásadecuadoparasucomunidad.

Para terminar

comuniquen los resultados que obtuvieron. Para ello:

1.Determinen de los productos desarrollados durante el proyecto cuáles quierencomunicar,porejemplo:síntesisdeinformaciónsobrelaconstruccióndelospuentes,tiposdepuentesysuscaracterísticas,sistemasdefuerzasquetrabajanenunpuente,materialesdeconstruccióndepuentes,reportesdeentrevistas;etcétera.

Diferentespasosparalaconstruccióndeunpuentecolgante

SESión 5

Recuerda que en esta fase se utiliza la información obtenida hasta ahora a fin de desarrollar un producto que de a conocer el problema y posibles soluciones.

Recuerda que en esta etapa elaborarás un reporte de investigación y encontrarás la manera más apropiada de presentar tu producto terminado a la comunidad.

IICIENCIAS

199

2.Puedenelaborarunreportequecontenga:

a) Introducción:Expliquenelpropósitodelproyecto.

b)Desarrollo:Describanelprocedimientoquesiguieronparaelaborarelpuenteenminiatura,enfatizandolasfuerzasquedebenconsiderarseensuconstrucción.

c)Conclusiones:Realicenundibujodesupuente,dondeindiquenlasfuerzasqueactúanenél.Paraello:

i. En el dibujo señalen los componentes siguientes: cables, tirantes verticales,soportes,tablero,

ii.Conflechas,indiquenlasfuerzasqueactúanencadaunodeloscomponentesnombrados.

3.Organicenensuescuelaunapresentaciónpúblicade lasmaquetasde lospuentesconstruidas.

4.Presentenalasautoridadesdelaescuelaelprototipoelegidoysusventajas.

5.Organicenconlosasistentesunintercambiodeopinionessobrelaimportanciadelasvíasdecomunicación,sucuidadoymantenimiento.

Lo que aprendimosevalúen lo aprendido durante el proyecto.

• Respondanensubitácora:

1. Sobrelospuentesysuscaracterísticas:

a) ¿Quéaspectosofactoressetomanencuentaparadiseñarunpuente?

b) ¿Quéfuerzasdebenconsiderarseensuconstrucción?

c) ¿Qué tipo de puentes han visto en poblaciones o carreteras cercanas a tucomunidad?

d) ¿Québeneficiosseobtienenconlaconstruccióndeunpuente?

2. Sobreeltrabajorealizado:

a) Escribanlasdificultadesquetuvieronpararealizarsuproyecto,lascausasycómolasresolvieron.

b) ¿Quéfueloquemáslesgustóduranteelproyecto?

c) ¿Sesientensatisfechosdeltrabajorealizado?¿Porqué?

d) ¿Cómomejoraríansumodelodepuente?

Recuerda que aquí evaluarás aprendizajes y la contribución de tu producto para resolver el problema.

200

EVALUACIÓN BLOQUE 2

Revisión de secuenciasI. Lee atentamente los siguientes casos. Subraya la expresión que contiene la

respuesta correcta.

1. Un niño lanza una bola de lodo que cae al suelo a cinco metros de distancia. ¿Cuál de las afirmaciones es adecuada para describir el cambio en el estado de movimiento de la bola?

a) Caedebidoaunafuerzaqueactúaadistancia.b) Caeporque,alestarhechadetierrahúmeda,regresaallugaralque

pertenece.c) Caedebidoaunafuerzaqueactúaporcontacto.d) Caeporqueseacabalafuerzaqueseleaplicóalserlanzada.

2. ¿En cuál de las siguientes situaciones no actúa una fuerza?

a) Unautomóvilfrenaalacercarseaunalto.b) Unapelotasedeformaporunmomentoalchocarconunaraquetadetenis.c) Unanaveconelmotorapagadoviajaenelespacioconmovimientorectilíneo

uniforme.d) Unimánatraeunclipdemetalylomuevedesuposición.

II. Aplica tus conocimientos para elegir la respuesta correcta.

3. Una caja se encuentra en reposo sobre la superficie de un plano inclinado. ¿Cuál es el diagrama de fuerzas que representa la situación descrita?

Las fuerzas.La explicación de los cambios

a) b) c) d)

201

IICIENCIAS4. La fuerza que actúa sobre una bala cuando se dispara un rifle es de 27 N,

mientras que la fuerza que actúa sobre el rifle es de -27 N. ¿Cuál es el valor de la fuerza resultante?

a)0N b)1N c)54N d)729N

5. Sobre una caja actúan dos fuerzas concurrentes. ¿Cuál es la fuerza resultante de este sistema? • Tomaencuentaquelaescaladelosvectoreses:1cm=1N

4N

2.5N

a)3N b)6N c)180N d)-3N

6. Al jalar un costal lleno de frutas recibes la ayuda de varios amigos. Como resultado de esto, la fuerza ejercida sobre el costal se multiplica por tres. ¿Cómo varía la aceleración del costal?

a) Sereducealamitadb) Sequedaigualc) Seduplicad) Setriplica

7. De las siguientes situaciones, ¿cuál no corresponde a un par de fuerzas de acción y reacción?

a) 1b) 2c) 3d) 4e) Ninguna

ElpieempujalaTierra.LaTierraempujaalniño.

Elcoheteempujaalgas.Elgasempujaalcohete.

Elmartillogolpealalata,lalatasedeformayempujaalmartillo.

LaTierraatraealhombre.ElhombreatraealaTierra.

1 2 3 4


202

8. ¿Cuál de las siguientes gráficas describe la relación entre la distancia y la fuerza de atracción gravitacional?

a) ib) iic) iiid) iv

Distancia0 2 4 6

30

25

20

15

10

5

0Fu

erza

ii

Fuerza0 2 4 6

6

5

4

3

2

1

0

iii

Distancia0 2 4 6

1.2

1

0.8

0.6

0.4

0.2

0

Fuer

za

i

Distancia0 1 2 3 4 5 6

iv

6

5

4

3

2

1

0

III. Subraya el argumento más adecuado para contestar las situaciones planteadas:

9. ¿Cuál de las siguientes afirmaciones sobre la fuerza de atracción gravitacional es incorrecta?

a) ElSolejerceunafuerzadeatracciónsobrelaTierra.b) Unapersonanoejercefuerzadeatracciónsobreotra.c) Lalunaejerceunafuerzadeatracciónsobrenosotros.d) LaTierraejerceatracciónsobreloscuerposquecaenlibremente

IICIENCIAS

203

10. ¿Cuál de los siguientes enunciados emplea el término energía en un contexto no científico?

a) LaenergíaluminosadelSolesnecesariaparalavidaenlaTierra.b) LaenergíadelSolpuedetransformarseenenergíapositiva.c) Elcaloresunaformadeenergía.d) Esnecesarioutilizartiposdeenergíamenoscontaminantes.

11. Todos los enunciados, menos uno, describen manifestaciones posibles de energía. ¿Cuál es?

a) Enunaexplosiónnuclearlaenergíasemanifiestaenformadecalorysonido.b) Cuando un imán atrae a un clavo, la energía se manifiesta en forma de

movimiento.c) Cuando una piedra cae al suelo la energía se manifiesta en forma de

electricidad.d) Laenergíaquímicaestapresenteenloscombustiblescomolagasolina.

12. Menciona con cuál de las siguientes formas no es posible cargar eléctricamente un objeto hecho de plástico.

a) Ponerloencontactoconotrocuerpocargadoeléctricamente.b) Ponerloencontactoconunobjetosincarga.c) Frotarloconunafranela.d) Frotarloconelcabello.

13. ¿Cuál de las siguientes afirmaciones sobre las características de la fuerza eléctrica y la fuerza gravitatoria es falsa?

a) Ambasactúanadistancia.b) Lasdossonproporcionalesalproductodelasmasasdelascargas.c) Ambas son inversamente proporcionales al cuadrado de la distancia entre

lasmasas.d) Lasdossonúnicamenteatractivas.

IV. Selecciona el valor que resuelva cada caso.

14. ¿Cuál piedra tiene mayor energía potencial?

a) Unade100ga2mb) Unade200ga2mc) Unade50ga2md) Unade50ga1m


204

Autoevaluación • Sigue las instrucciones:

1. Escribeenlacolumnadeladerechaelnúmeroquedescribamejortuactitudpersonalfrentealtrabajoenequipo.Emplealasiguienteescala:1=nunca,2=pocasveces,3=confrecuencia,4=siempre.

¿Cómo trabajo en equipo?

Actitud Valoración

a) Cuandotrabajamosenequipo,esperoaqueunodemiscompañerosnosorganice.

b) Cuandodividimoslastareasyterminoprimero,ayudoamiscompañeros.

c) Miscompañerosdeequipometomanencuenta.

d) Siunodemiscompañeroshaceunbuentrabajo,selodigo.

e) Silosdemásnohacenloquelestoca,yotampococumploconmitarea.

f) Duranteunaactividad,escuchoyrespetolaopinióndelosdemás.

g) Megustaaportarideaspararealizarunaactividadgrupal.

h) Cuandoalgomesalemal,reconozcomierror.

i) Consideroqueeltrabajoenequipocontribuyeamiaprendizaje.

j)Cuandotrabajamosenequipo,nosresultamuydifícilponernosdeacuerdo.

15. Si en la cima de una colina tienes 1600 J de energía potencial, ¿cuánta energía cinética tienes en el punto medio de la bajada cuando desciendes? Utiliza el Principio de conservación de la energía mecánica.

a) 1600Jb) 200Jc) 400Jd) 800J

16. Si dividimos un imán, ¿cuántos polos tendrá cada imán resultante?

a) Unob) Dosc) Tresd) Cuatro

IICIENCIAS

205

2. Responde:

a) ¿Quéafirmacionesfavoreceneltrabajoenequipo?

b) ¿Cuálesdeestasactitudesmanifiestascuandotrabajascontuscompañerosdeequipo?

3. Esrecomendablequeguardesunacopiadeestecuestionarioenelportafolio,paraquelocomparesconlosqueharásalfinaldeotrosbloques.

Integra tu portafolio Un portafolio, como el

que se muestra, es una

carpeta hecha de

diversos materiales

como cartón, yute, tela

o papel. Utiliza lo que

quieras para fabricar

el tuyo.Reflexiona acerca de las actividades del Bloque 1 que te parecieron más importantes para tu aprendizaje, y guarda en tu portafolio algunas de esas actividades; por ejemplo, ejercicios, fotografías, dibujos, tablas o autoevaluaciones. Escribe en una tarjeta, por qué guardas cada una de ellas.

206

Bloque 1(2005). Conceptos clave en mecánica. Madrid: Barcanova.(2005). Física para todos. Madrid: Equipo Sirius. Asimov, Isaac. (1973). Introducción a la ciencia. Ciencias físicas.

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Revisión académicaCarlos David Hernández Pérez, María Teresa Guerra Ramos, Julio H. Pimienta Prieto

Revisión pedagógicaSidney Cano Melena, Patricia Vázquez del Mercado Herrera

Fotografía en telesecundariasTelesecundaria ”Centro Histórico“. Distrito Federal.Telesecundaria ”Sor Juana Inés de la Cruz“. Estado de México.

CIENCIAS I I Énfasis en FísicaSe imprimió por encargo de la Comisión Nacional de los Libros de Texto Gratuitos,

en los talleres de , el mes de de 2007.

El tiraje fue de ejemplares, más sobrantes de reposición.

lpa-ciencias-2-v1-3de3

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