actividades+física+ecamm_hgo+2010_2011+provisional

5/23/2018 Actividades+Fsica+ECAMM_Hgo+2010_2011+Provisional

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Ma. Guadalupe Flores Barreray

Andrs Rivera Daz


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IntroduccinLas Tecnologas de la Informacin y Comunicacin (TIC) suponen un revolucionario avance en

nuestra sociedad. Presenciamos a una era de cambio y de modificaciones constantes que influyensignificativamente en nuestras vidas.

Mantenernos expectantes o tomar las riendas de emergentes procesos de cambio que nos

pueden ayudar a construir un mundo sin barreras, un mundo mejor, es una eleccin a realizar de

forma particular por cada uno de nosotros.

En el mbito educativo las TIC pueden suponer una importantsima ayuda como medio de

acceder al currculum, as como tambin favorecer los aprendizajes escolares, particularmente de

las matemticas y de las ciencias, como un reforzador didctico, un medio para la enseanza

individualizada y, una herramienta fundamental de trabajo para el profesor.

En definitiva pudiramos preguntarnos, Qu aspectos caracterizan a las TIC que las

hacen tan especial en la educacin secundaria? Una reflexin alrededor de esta pregunta nos

podra conducir a definir un grupo de aspectos que lo podran caracterizar:

1. Aprendizaje continuo, por parte del profesor, pues ste tendr que estar actualizadopara planificar con xito las tareas docentes que realizarn los estudiantes.

2. Las TIC no solo pueden ser objeto de estudio sino que stas deben pasar a serherramienta indispensable para el alumno, tienen que ser integradas al entornoeducativo.

3. Garantiza el desarrollo de una enseanza significativa y facilita de antemano unaeducacin integral.

4. Dinamiza el papel del profesor y del alumno, este ltimo, de sujeto pasivo dentro delproceso pasa a ser protagonista del mismo junto al profesor, el cual tendr como

funcin rectora la orientacin en el uso de las herramientas tecnolgicas que seanutilizadas en el proceso.

5. Humaniza el trabajo de los profesores, pues ellos desarrollarn sus actividades con elapoyo de las tecnologas, economizando tiempo y energa. Adems de estas ventajas que

nos proporcionan las Tecnologas Educativas en el proceso de enseanza, es bueno

destacar que tambin permiten lograr una mejor interdisciplinaridad, o sea podemos

relacionar el contenido matemtico con el de

otras asignaturas que contribuyan a una formacin ms eficiente y de carcter integral de nuestros

estudiantes hidalguenses, particularmente el de las ciencias.

Consciente de ello, la Subsecretaria de Educacin Bsica y Normal del Estado de Hidalgo,

ha implementado el proyecto:

Enseanza de las Ciencias a travs de Modelos Matemticos para la Educacin

Secundaria, propuesta Hidalgo (ECAMM-Hidalgo)

Como una continuidad de ECAMM-Hidalgo, a travs de la Coordinacin Estatal de los profesores:

Ma. Guadalupe Flores Barrera y Andrs Rivera Daz, quienes imparten un curso-taller programado,un da al mes, durante el ciclo escolar a el equipo de Coordinadores de las Zonas Escolares del

Estado, para que a la vez ellos lo multipliquen con sus profesores que imparten Ciencias en sus

zonas correspondientes, en un da al mes tambin.


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Las reuniones mensuales son un espacio de formacin y actualizacin docente para el

intercambio de experiencias, metodologas y conocimientos sobre la herramienta tecnolgica: Hoja

electrnica de Clculo, la cual es propuesta original de la Subsecretara de Educacin Bsica y

Normal de la Secretara de Educacin Pblica (SEP), en colaboracin con el Instituto

Latinoamericano de la Comunicacin Educativa (ILCE). Como producto de ello se ha diseado y

compilado una Antologa ECAMM-Hidalgo, para cada grado escolar de educacin secundaria.

Por ltimo, sabedores de que contamos con una comunidad educativa comprometida,

aplicaremos esta Antologa, ECAMM-Hidalgo, por el bienestar de nuestros alumnos hidalguenses.


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Organizacin de la Antologa ECAMM-Hidalgo

PRESENTACINLa Antologa Enseanza de las Ciencias a travs de Modelos Matemticos

para la Educacin Secundaria, propuesta Hidalgo (ECAMM-Hidalgo), es unacompilacin y diseo de actividades didcticas que contemplan el uso de hojas

electrnicas de clculo, para cada una de las ciencias. La Antologa cumple, en forma

paralela, con los planes y programas de estudio vigentes, para las modalidades de

Educacin Secundaria (General, Tcnica y Telesecundaria).

En la mayora de las actividades seleccionadas, la construccin y el uso de hojas

electrnicas de clculo, cuentan con un sustento terico y/o emprico, respectivamente,

que respaldan su valor como herramienta mediadora del aprendizaje en lo cognitivo y en

lo epistemolgico.

La propuesta Hidalgo, es trabajar una sesin a la semana en el aula de medios

o espacio asignado con equipos de cmputo, complementando las sesiones previas en el

saln de clase. Esto implica que desde el inicio de curso escolar, los directivos deben

elaborar los horarios, asignando en forma explcita, la sesin ECAMM-Hidalgo a cada

grupo.

En el espacio para desarrollar el proyecto ECAMM-Hidalgo, el profesor gua a los

estudiantes en su trabajo con el ambiente computacional y con las hojas de actividades

didcticas programadas semanalmente en la Antologa.

Con las actividades se pretende que los alumnos alcancen cada vez mayoresniveles de conceptualizacin matemtica, para ello la programacin de las actividades esde la siguiente manera:

MES DE SEPTIEMBRE

SemanaBloque I. El movim iento. La descripcin de los

cambios en la naturalezaAc tividad Pgina

1ra 1. Analicen y comprendan los conceptos bsicosdel movimiento y sus relaciones, lo describan einterpreten mediante algunas formas derepresentacin simblica y grfica.

Movimiento (I) y (II)

2daMovimiento (III) y

(IV)

En general, en el espacio ECAMM-Hidalgo el profesor debe motivar a los alumnos a:

Explorar. Formular y validar hiptesis Expresar y debatir ideas..

Aprender comenzando con el anlisis de sus propios errores.


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Las sesiones ECAMM-Hidalgo, se organizan a partir de actividades didcticas en las cuales los

alumnos reflexionan sobre lo que han realizado con la computadora, y lo sintetizan para

comunicarlo; por otro lado, estas actividades ya contestadas proporcionan informacin al profesor

acerca de la comprensin que los alumnos tienen de los conceptos matemticos involucrados en

las ciencias: Biologa, Fsica y Qumica.

Finalmente, una reflexin:

La educacin es la base del progreso en cualquier parte del mundo y en la medida que el

compromiso de los profesores se haga ms expreso y se recupere la vocacin profesional,

podremos tener aspiraciones de superacin sustentadas en hechos y no en sueos.

Los autores: Ma. Guadalupe Flores Barrera y Andrs Rivera Daz

Coordinadores Estatales de EMAyCIT-Hidalgo


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PROGRAMACIN FSICA

(SEGUNDO GRADO) ECAMMHidalgo

Coordinadores Estatales: Profra. Ma. Guadalupe Flores Barrera y Profr. Andrs Rivera Daz

MES DE SEPTIEMBRE

Semana

Bloque I. El movimiento. Ladescripcin de los cambios en la

naturaleza

Actividad Pgina

1ra 1. Analicen y comprendan los conceptos bsicosdel movimiento y sus relaciones, lo describan einterpreten mediante algunas formas derepresentacin simblica y grfica.

Movimiento (I) y (II)

2daMovimiento (III) y

(IV)

3ra 2. Valoren las repercusiones de los trabajos deGalileo acerca de la cada libre en el desarrollode la fsica, en especial en lo que respecta a la

forma de analizar los fenmenos fsicos.

Posicin yvelocidad (I) y (II)

4ta

Posicin y

velocidad (III)

MES DE OCTUBRE

Semana

Bloque I. El movimiento. Ladescripcin de los cambios en la

naturaleza

Actividad Pgina

1ra3. Apliquen e integren habilidades, actitudes y

valores durante el desarrollo de proyectos,*enfatizando el diseo y la realizacin de

experimentos que les permitan relacionar losconceptos estudiados con fenmenos del

entorno, as como elaborar explicaciones ypredicciones.

Movimiento (VI)

2da

Movimiento (VII) y

(VIII)

3ra 4. Reflexionen acerca de las implicacionessociales de algunos desarrollos tecnolgicos

relacionados con la medicin de velocidad conque ocurren algunos fenmenos.

Movimiento (X) y(XII)

4taTiro vertical sin

resistencia del aire


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PROGRAMACIN FSICA



MES DE NOVIEMBRE

SemanaBloque II. Las fuerzas. La

explicacin de los cambios.Actividad Pgina

1ra

1. Relacionen la idea de fuerza con los cambiosocurridos al interactuar diversos objetos,asociados con el movimiento, la electricidad y elmagnetismo.

Masa y peso

2da

2. Analicen, considerando el desarrollo histricode la fsica, cmo han surgido conceptosnuevos que explican cada vez un mayornmero de fenmenos, y la forma en que se

han ido superando las dificultades para lasolucin de problemas relacionados con laexplicacin del movimiento de los objetos en laTierra y el movimiento de los planetas.

El sistema solar

3ra

3. Elaboren explicaciones sencillas de fenmenoscotidianos o comunes, utilizando el concepto defuerza y las relaciones que se derivan de lasleyes de Newton.

La segunda ley deNewton (I)

4ta

4. Analicen las interacciones de algunosfenmenos fsicos por medio del concepto deenerga y relacionen las interacciones de

algunos fenmenos fsicos con lasmanifestaciones de la energa.

La segunda ley de

Newton (II)

MES DE DICIEMBRE

Semana Bloque II. Las fuerzas. Laexplicacin de los cambios.

Actividad Pgina

1ra

5. Valoren el papel de la experimentacin, de lamedicin y del uso de unidades especficas, ascomo del razonamiento analtico en la solucinde problemas y en la explicacin de fenmenosrelacionados con el movimiento, la electricidady el magnetismo.

Jalando una masacon una fuerza

inclinada (I) y (II)

2da

6. Integren lo aprendido con algunos aspectosbsicos de la tecnologa, mediante la aplicacinde las habilidades, actitudes y valores en eldesarrollo de proyectos, enfatizando laexperimentacin y la construccin de algndispositivo, as como el anlisis de lasinteracciones entre la ciencia, la tecnologa ysus implicaciones sociales.

Ley de Hooke


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PROGRAMACIN FSICA



MES DE ENERO

Semana

Bloque III. Las interacciones de lamateria. Un modelo para describir

lo que no percibimos.

Actividad Pgina

1ra

1. Construyan explicaciones sencillas de procesoso fenmenos macroscpicos como losasociados con el calor, la presin o los cambiosde estado, utilizando el modelo cinticocorpuscular.

Grados Kelvin,Centgrados y

Fahrenheit(relaciones de

cambio)

Inventa tu propiaescala de

Temperatura

2da

Punto y calor defusin

Punto y calor devaporizacin

3ra2. Comprendan el papel de los modelos en las

explicaciones de los fenmenos fsicos, ascomo sus ventajas y limitaciones.

Dilatacin trmica

4taCapacidadcalor fica (I)


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PROGRAMACIN FSICA



MES DE FEBRERO

Semana

Bloque III. Las interacciones de lamateria. Un modelo para describir

lo que no percibimos.

Actividad Pgina

1ra3. Reconozcan las dificultades que se encontraron

en el desarrollo histrico del modelo cintico.Capacidad

calor fica (II)

2da

4. Apliquen e integren habilidades, actitudes yvalores durante el desarrollo de proyectos,enfatizando el diseo y la elaboracin dedispositivos y experimentos que les permitan

explicar y predecir algunos fenmenos delentorno relacionados con los conceptos decalor, temperatura y presin.

Cambios de estadodel agua

3ra 5. Reflexionen acerca de los desarrollostecnolgicos y sus implicaciones ambientales ysociales.

Aislando casas delclima exterior

4taHirviendo agua

dentro de lacomputadora

MESES DE MARZO Y ABRIL

SemanaBloque IV. Manifestaciones de la

materia.Actividad Pgina

1ra 1. Empiecen a construir explicaciones utilizandoun modelo atmico simple, reconociendo suslimitaciones y la existencia de otros mscompletos.

Ley de Charles

2da Ley de Boyle

3ra 2. Relacionen el comportamiento del electrn confenmenos electromagnticos macroscpicos.Particularmente que interpreten a la luz comouna onda electromagntica y se asocie con elpapel que juega el electrn en el tomo.

Ley general degases 101

4taVelocidades de lasmolculas de un

gas

5ta

3. Comprendan y valoren la importancia deldesarrollo tecnolgico y algunas de susconsecuencias en lo que respecta a procesoselectromagnticos y a la obtencin de energa.

Resistencias enserie: unasimulacin

6ta

4. Integren lo aprendido a partir de la realizacinde actividades experimentales y la construccinde un dispositivo que les permita relacionar losconceptos estudiados con fenmenos yaplicaciones tecnolgicas.

Resistencias enparalelo: unasimulacin


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PROGRAMACIN FSICA



MES DE MAYO

SemanaBloque V. Conocimiento, sociedad

y tecnologa.Actividad Pgina

1ra1. Relacionen los conocimientos bsicos de la

fsica con fenmenos naturales, la tecnologa osituaciones de importancia social.

Movimientosperidicos

2da

2. Aprovechen los conocimientos adquiridos en elcurso para comprender las explicacionesactuales acerca del origen y la evolucin deluniverso.

Movimientoondulatorio

3ra

3. Valoren el desarrollo de la ciencia, as como su

interaccin con la tecnologa y las implicacionesque tiene en la salud, el ambiente y el desarrollode la humanidad.

Presin esttica (I)

4ta

4. Reflexionen alrededor de la ciencia comoactividad humana e identifiquen que losproductos de este campo de conocimientospueden usarse tanto en beneficio como enperjuicio de la humanidad y del ambiente.

Presin esttica (II)y (III)

MES DE JUNIO

Semana Bloque V. Conocimiento, sociedady tecnologa.

Actividad Pgina

1ra

5. Conozcan y valoren los conocimientoselaborados por diversas culturas paraexplicarse los fenmenos de la naturaleza, enespecial los ligados a las culturas de nuestropas.

Propiedades de lasondas

2da

6. Desarrollen proyectos en los que planteeninterrogantes y busquen respuestas, concreatividad, acerca de asuntos de su intersrelacionados con lo que se estudi en el curso;que dichos proyectos involucren la seleccin yorganizacin de la informacin, el diseo y laelaboracin de dispositivos, as comoactividades experimentales o de anlisis de

situaciones problemticas. Adems de quedirijan sus propios trabajos y colaboren conresponsabilidad al trabajar en equipo.

Refraccin

3ra7. Analicen y argumenten con bases cientficas la

informacin presentada por otros compaeros.

Radiactividad (I) y(II)

4taSimulando laradiactividad


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ECAMM-Hidalgo Fsica

1

En esta y las siguientes actividades estudiaremos diferentes tipos de movimiento. Por suimportancia, haremos especial nfasis en su representacin grfica.

Observa los siguientes tipos de movimiento y descrbelos con tus propias palabras.Para esto, en cada una de las figuras, te mostramos las posiciones de un baln que semueve sobre un eje de coordenadas. Los nmeros sobre el baln representan los tiemposen segundos.

Movimiento 1

0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 tiempos

0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25Describe el movimiento. ___________________________________________________

_______________________________________________________________________

_______________________________________________________________________

_______________________________________________________________________

Movimiento 2

11 10 9 8 7 6 5 4 3 2 1 0 tiempos


_______________________________________________________________________

_______________________________________________________________________

_______________________________________________________________________

Movimiento 3

0 1 2 3,4y5 6 7 8 9 tiempos


_______________________________________________________________________

_______________________________________________________________________

_______________________________________________________________________


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ECAMM-Hidalgo Fsica

2

Movimiento 4

01 2 3 4 5 6 7 8 9 tiempos

0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25

Describe el movimiento. ___________________________________________________

_______________________________________________________________________

_______________________________________________________________________

_______________________________________________________________________

Movimiento 5

0 1 2 3 4 5 6 7 8 9

0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25


_______________________________________________________________________

_______________________________________________________________________

_______________________________________________________________________

Movimiento 6

0y18 1y17 2y16 3y15 4y14 5y13 6y12 tiempos

0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25


_______________________________________________________________________

_______________________________________________________________________

_______________________________________________________________________

(Al final, se presentarn a toda la clase las descripciones de tres equipos por cadamovimiento para compararlas.)


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ECAMM-Hidalgo Fsica

3

En esta actividad, vas a tomar datos de una grfica para que puedas interpretarla.En la actividad anterior, describiste el movimiento de un baln por medio de

palabras. Otra manera de registrar el movimiento es por medio de una grfica de posicincontra el tiempo como la siguiente:

Describe el movimiento representado en la grfica anterior._______________________________________________________________________

_______________________________________________________________________

Analizando la grfica, podemos ver que, inicialmente (tiempo = 0), el baln seencontraba en la posicin x= 0. Marca, en la grfica, el punto correspondiente.

Tambin vemos que despus de dos segundos (t= 2), el baln se encontraba en laposicin x= 8. Marca en la grfica el punto correspondiente. En el tiempo t= 4, el baln se encontraba en la posicin x= _____________________ En el tiempo t= 14, el baln se encontraba en la posicin x= ____________________ En el tiempo t= 9, el baln se encontraba en la posicin x= _____________________

En la tabla siguiente anota los valores de la posicin del baln para cada uno de lostiempos (los que ya encontraste arriba estn incluidos en la tabla para que verifiques tusvalores).


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ECAMM-Hidalgo Fsica

4

De acuerdo con los valores de la tabla, describenuevamente el movimiento del baln.

______________________________________

______________________________________

______________________________________

______________________________________

______________________________________

______________________________________

______________________________________

______________________________________

______________________________________

______________________________________

______________________________________

______________________________________

La grfica de la hoja anterior representa exactamente el movimiento 6 de laactividad anterior (Movimiento I) en el que el baln se mueve hacia la derecha hasta eltiempo 9 y despus se regresa a su posicin original. Compara aquel movimiento con la tabla anterior. Representa el mismo movimiento?Explica.

_______________________________________________________________________ Compara aquel movimiento con la grfica de la hoja anterior. Representa el mismomovimiento? Explica.

_______________________________________________________________________

Compralo, por ltimo, con tus descripciones anteriores. Describiste correctamente elmovimiento del baln? Explica.

_______________________________________________________________________

_______________________________________________________________________

_______________________________________________________________________

Discute con tu profesor y el grupo sobre el significado correcto de la grfica de la pginaanterior.


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ECAMM-Hidalgo Fsica

5

En la figura siguiente, te mostramos las posiciones de un baln que se mueve sobre un ejede coordenadas (los nmeros sobre el baln representan los tiempos en segundos):

0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 tiempos

0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25

Del movimiento anterior, obtn los datos necesarios para llenar la tabla siguiente.

Supongamos que la posicin del baln tiene lasunidades de metros y que el tiempo tieneunidades de segundos.

Cuntos metros se mueve el baln hacia la derecha cada segundo? _______ metros.

Es este cambio de la posicin constante o vara con el tiempo? _______________

Cul es la rapidez del baln en metros por segundo? _____________________ m/s.

Nota que, por moverse hacia la derecha, la posicin del baln va aumentandocon eltiempo, por lo cual su velocidad, al igual que su rapidez, es positiva.

En el plano siguiente, traza la grfica de la posicin del baln contra el tiempo (usalos valores de la tabla anterior).


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ECAMM-Hidalgo Fsica

6

Esta recta es otra manera de registrar un movimiento con velocidad constante.Extiende la recta para que puedas obtener la posicin del baln a los 15 segundos:x = _____________ m.

Cul ser la posicin del baln a los 60 segundos? _________________________ m.

Cul de las dos ecuaciones siguientes representa el movimiento anterior:

x= 2 t o t= 2 x

Explica por qu: __________________________________________________________

Piensa ahora en otro baln que se mueve a 5 m/s. En el eje de coordenadassiguiente, dibuja la posicin del baln para los tiempos: 1, 2, 3, 4 y 5 (escribe sobre el balnlos tiempos correspondientes):

0 tiempos

0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25


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ECAMM-Hidalgo Fsica

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Con la informacin de arriba, traza la grfica de posicin de este baln contra eltiempo en el mismo plano de la hoja anterior (marca ambas rectas con su velocidadrespectiva: 2 m/s y 5 m/s). Cul sera la ecuacin del movimiento de este baln. __________________________

En general, la ecuacin del movimiento de un objeto que se mueve con velocidad

constante ves:

x= v t

Explica por qu. _________________________________________________________

En el mismo plano, traza la grfica de un baln que se mueve a una velocidad

constante de 1 m/s (marca la recta con su velocidad: 1 m/s).

Compara las tres grficas para decidir qu efecto tiene el valor de la velocidad en lagrfica de posicin. Escribe abajo tus conclusiones.

_______________________________________________________________________

_______________________________________________________________________

_______________________________________________________________________

_______________________________________________________________________

_______________________________________________________________________

Discute tus conclusiones con tu profesor y el grupo.


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ECAMM-Hidalgo Fsica

8

En la figura siguiente, te mostramos las posiciones de un baln que se mueve sobre un ejede coordenadas (los nmeros sobre el baln representan los tiempos en segundos):

11 10 9 8 7 6 5 4 3 2 1 0 tiempos

0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25

Del movimiento anterior, toma los datos

necesarios para llenar la tabla siguiente.

Supongamos que la posicin del baln tiene lasunidades de metros y que el tiempo tieneunidades de segundos.

Cuntos metros se mueve el baln hacia la izquierda cada segundo? ______ metros.

Es este cambio de la posicin constante o vara con el tiempo? _______________

Cul es la rapidez del baln en metros por segundo? _____________________ m/s.

Nota que, por moverse hacia la izquierda, la posicin del baln va decreciendo con eltiempo. Por esto, en este caso, asignamos un valor negativo a la velocidad de 2 m/s.

En el plano siguiente, traza la grfica de la posicin del baln contra el tiempo (usa losvalores de la tabla anterior).


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ECAMM-Hidalgo Fsica

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Cul ser la posicin del baln a los 11 segundos? ____________________________ m.

Cul ser la posicin del baln a los 12 segundos? ____________________________ m.

Piensa ahora en otro baln que inicia su recorrido en x= 20 y se mueve a unavelocidad negativa de 5 m/s. En el eje de coordenadas siguiente, dibuja la posicin delbaln para los tiempos: 1, 2, 3 y 4 (escribe sobre el baln los tiempos correspondientes).

0 tiempos

0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25

Con la informacin anterior, traza la grfica de posicin de este baln contra eltiempo en el mismo plano de arriba (marca ambas rectas con su velocidad respectiva: 2m/s y 5 m/s).

En el mismo plano, traza la grfica de otro baln que se mueve con la misma velocidad de5 m/s, pero que inicia su recorrido en x= 15 (marca la recta con su velocidad: 5 m/s).


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ECAMM-Hidalgo Fsica

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Compara las tres grficas para decidir qu efecto tiene el valor de la velocidad en lagrfica de posicin. Escribe abajo tus conclusiones.

_______________________________________________________________________

_______________________________________________________________________

_______________________________________________________________________

_______________________________________________________________________

_______________________________________________________________________

Discute tus conclusiones con tu profesor y el grupo.

Tarea

En el siguiente plano, traza las grficas de las siguientes cuatro ecuaciones. De acuerdocon las grficas que obtengas, describe su movimiento.a) x= 3 t b) x= 3 t+ 4

c) x= 30 3 t d) x= 30 2 t

x(m)


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ECAMM-Hidalgo Fsica

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En esta serie de actividades estudiaremos los conceptos de posicin y velocidad y susrelaciones.

Imagina un objeto movindose en lnea recta de acuerdo con los valores de latabla siguiente.

Describe el movimiento de este objeto.

______________________________

______________________________

______________________________

______________________________

_____________________________

Qu hace el objeto del tiempo 4 al 6? _______________________________________

_______________________________________________________________________

Cul es la posicin del objeto en el tiempo 3? _________________________________

Cul es la posicin del objeto en el tiempo 4? _________________________________

Basndote en tus dos ltimos resultados, explica por qu la velocidad del objeto en elintervalo de tiempo de 3 a 4 es de 6 unidades. _______________________________

_______________________________________________________________________

Cul es la posicin del objeto en el tiempo 7? _______________________________

Cul es la posicin del objeto en el tiempo 8? ________________________________

Basndote en tus dos ltimos resultados, explica por qu la velocidad del objeto en elintervalo de tiempo de 7 a 8 es de 8 unidades. ______________________________

_______________________________________________________________________

Por qu es negativa esta velocidad? ________________________________________


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ECAMM-Hidalgo Fsica

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En esta actividad continuaremos el estudio de los conceptos de posicin y velocidad yrelacionaremos la velocidad con la inclinacin de la grfica de posicin contra tiempo.

Abre el archivo de Excel ConceptoPosVel.xls . Vers en la mitad izquierda de lapantalla una tabla como la que analizaste en la primera parte de esta serie de actividades.En la mitad derecha est la grfica correspondiente de la posicin contra el tiempo.

La grfica en este caso consta de 5 secciones rectas. A continuacin describiremos cadauna de ellas (completa las que faltan).

Del tiempo 0 al 2: El objeto avanza hasta la posicin 4

Del tiempo 2 al 4: _________________________________________________________

Del tiempo 4 al 6: El objeto queda en reposo en la posicin 16

Del tiempo 6 al 8: El objeto regresa rpidamente a su posicin original

Del tiempo 8 al 10: _______________________________________________________

Haz clic en el botn Borrar valores posicin para que el programa haga esto.

Introduce los datos de la posicin dados en la tabla siguiente (los de la velocidadse calculan automticamente):

Copia en la tabla las velocidades obtenidas.Explica por qu se obtuvieron estos valores:

___________________________________

___________________________________

0 0

1 1

2 2

3 3

4 5

5 7

6 9

7 13

8 17

9 21

Relaciona los valores de la velocidad obtenidos con la inclinacin de los segmentos rectosde la grfica: _____________________________________________________________

________________________________________________________________________


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ECAMM-Hidalgo Fsica

13

Haz clic en el botn Borrar valores posicin. Introduce los datos de la posicin dadosen la tabla siguiente.

Copia en la tabla las velocidades obtenidas.Explica por qu se obtuvieron estos valores:

_____________________________________

_____________________________________

_____________________________________

0 20

1 19

2 18

3 12

4 6

5 0

6 67 12

8 12

9 12

10 12

Relaciona los valores de la velocidad obtenidos con la inclinacin de los segmentos rectosde la grfica: ____________________________________________________________

_______________________________________________________________________

Borra otra vez los valores de la posicin e introduce los datos que t quieras. Enuna hoja aparte, copia los datos que escogiste, las velocidades y la grfica obtenidas.Tambin analiza estos resultados para que los presentes al grupo.


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ECAMM-Hidalgo Fsica

14

En esta actividad continuaremos el estudio de los conceptos de posicin y velocidad. Noscentraremos aqu en la relacin de la velocidad con el tiempo.

Abre nuevamente el archivo de Excel ConceptoPosVel.xls . Haz clic en el botnsuperior Borrar valores tiempo. Notars que la tabla completa se vaca.

En muchas ocasiones la toma de datos de la posicin no se hace a intervalos regularesde tiempo como ilustra el ejemplo siguiente.

Introduce los datos del tiempo y de laposicin dados en la tabla siguiente(recuerda que los de la velocidad se calculanautomticamente).

0 0

1 2

3 6

6 12

10 20

Copia en la tabla de arriba las velocidades obtenidas.

El cambio de posicin entre dos instantes de tiempo es la diferencia entre losvalores de posicin respectivos. Por ejemplo, el cambio de posicin entre los tiempos 1 y3 es de: 6 2 = 4

Cul es el cambio de posicin entre los tiempos 3 y 6? ________________________

Cul es el cambio de posicin entre los tiempos 6 y 10? ______________________

Explica por qu aun cuando los cambios de posicin son todos diferentes, lasvelocidades son todas iguales. ______________________________________________

_______________________________________________________________________

Haz un clic en el botn Borrar valores

tiempo e introduce los datos siguientes. 0 0

2 2

4 6

6 12

8 20

10

Copia en la tabla de arriba las velocidades obtenidas.


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Encuentra el valor de la posicin al tiempo 10 para que la velocidad que aparezcaen ese tiempo sea de 5. Escribe estos valores en la tabla anterior.

Usa lo anterior para contestar lo siguiente:

Cul es el cambio de posicin entre los tiempos 2 y 4? __________________

Cul es la velocidad en este intervalo de tiempo? (Sugerencia: divide el cambio deposicin entre el tiempo transcurrido en este intervalo). _________________

Cul es el cambio de posicin entre los tiempos 6 y 8? ________________________

Cul es la velocidad en este intervalo de tiempo? _____________________________

Borra otra vez todos los valores e introduce los datos que t quieras. A continuacin,copia los datos que escogiste, las velocidades y la grfica obtenidas. Tambin analizaestos resultados para que los presentes al grupo.


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La grfica siguiente describe el movimiento de un coche en una carretera (la posicin estdada en kilmetros y el tiempo en horas).

Completa la tabla siguiente con la posicin delcoche para los tiempos indicados en ella.

De acuerdo con los valores de la tabla,describe con precisin el movimiento del cocheen los cinco tramos de la carretera.

____________________________________

______________________________________

Cul es la velocidad del coche en el primer tramo de la carretera? _________ km/h(observa que recorri 160 kilmetros en esas dos horas).


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Cul es la velocidad del coche en el segundo tramo de la carretera? _______ km/h.

Cul es la velocidad del coche en el tercer tramo de la carretera? __________ km/h.

Cul es la velocidad del coche en el cuarto tramo de la carretera? __________ km/h(recuerda que si un objeto se mueve decreciendo su posicin, su velocidad debe sernegativa).

Cul es la velocidad del coche en el quinto tramo de la carretera? __________ km/h.

En el plano siguiente, traza la grfica de un coche cuyo movimiento se describe acontinuacin. Cuando termines, comprala con la de otros compaeros.

Por trfico, un coche se mueve a 40 km/h durante la primera hora. Despus semueve a 130 km/h durante las siguientes dos horas hasta llegar a un poblado, donde elconductor se queda trabajando por seis horas. Despus regresa a su punto de partida auna velocidad de 100 km/h.


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La tabla siguiente te da cinco valores de la posicin del coche anterior en algunos tiemposimportantes.

Verifica, primero, que concuerdan conlos que tienes en la grfica que tconstruiste (si no son los mismos,modifica tu grfica de acuerdo conestos valores).

Completa la tabla con los valores de laposicin del coche en los tiemposrestantes.

La rapidez media se define como:

Cul es la rapidez media del coche en las primeras tres horas de su recorrido?_________________________________ km/h.

Cul es la rapidez media del coche en las ltimas tres horas de su recorrido?_________________________________ km/h.

Explica por qu son iguales estas dos:__________________________________________

Cul es la rapidez media del coche durante las seis horas que est parado?_________________________________ km/h.

Cul es la rapidez media del coche durante todo su recorrido? _________________________________________________ km/h.


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En la figura siguiente, te mostramos las posiciones de un baln que se mueve sobre un ejede coordenadas. Los nmeros sobre el baln representan los tiempos en segundos.

01 2 3 4 5 6 7 8 9 tiempos

0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25

Es ste un movimiento con velocidad constante? _____________________________

Explica: _________________________________________________________________

Es ste un movimiento con aceleracin? _____________________________________

Explica: ________________________________________________________________

La tabla siguiente contiene las posiciones precisas del baln (supongamos que estndadas en metros).

Necesitaremos ms adelante calcular ladistancia recorrida por el baln en variosintervalos de tiempo. Aqu mostraremoscmo. Por ejemplo, entre los tiempos 2 y4 segundos, el baln se mueve de laposicin 1 metro a la posicin 4 metros.

Qu distancia recorri? _____________

_________________________________

Esta distancia se puede calcular restando las dos posiciones: 4 1 = 3 m.

La distancia recorrida entre el segundo 5 y el segundo 7 es igual a 12.25 6.25 =____ m.

La distancia recorrida entre el segundo 6 y el segundo10 es igual a

_________ - _________ = ________________ m.


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Usando los valores de la tabla anterior, calculemos la rapidez media (distanciarecorrida / tiempo transcurrido) del baln en cada segundo. Estudia los dos primerosejemplos y contina los clculos.

Distancia recorrida entre 0 y 1 segundos = 0.25 0 = 0.25 m.

Rapidez media entre 0 y 1 segundos = 0.25 / 1 = 0.25 m/s.

Distancia recorrida entre 1 y 2 segundos = 1 0.25 = 0.75 m.

Rapidez media entre 1 y 2 segundos = 0.75 / 1 = 0.75 m/s.

Distancia recorrida entre 2 y 3 segundos = __________ __________ = __________ m.

Rapidez media entre 2 y 3 segundos = ________________ /1 = ________________ m/s.









Qu patrn observas en los resultados de la rapidez media? ____________________________________________________________________________________________

En cunto aumenta la rapidez media en cada segundo? ________________________

Es este incremento constante a travs del tiempo? _____________________________

Lo que acabamos de demostrar es que el movimiento mostrado al principio de la actividadtiene una aceleracin constante. La aceleracin representa el cambio en la velocidad porunidad de tiempo. Como la rapidez media aumenta 0.5 m/s cada segundo,

la aceleracin del baln es de 0.5 m/s en cada segundo.

Encontremos, de la misma manera, la aceleracin del movimiento mostrado en la figurasiguiente (los nmeros sobre el baln representan los tiempos en segundos).


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0 1 2 3 4 5 6 7 8 9

0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25

Es ste un movimiento con aceleracin constante? _____________________________

Explica. _________________________________________________________________

Primero, toma algunos datos de la figuraanterior y completa la tabla siguiente.

Usando los valores de la tabla anterior,calcula la rapidez media (distanciarecorrida / tiempo transcurrido) del baln encada segundo:









En cunto disminuye la rapidez media en cada segundo? ________________________

Es este incremento constante a travs del tiempo? _____________________________


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Lo que acabas de demostrar es que el movimiento anterior tiene una aceleracinconstante, realmente una desaceleracin constante. Como la rapidez media disminuye0.5 m/s cada segundo la aceleracin del baln es de 0.5 m/s en cada segundo. Esto seescribe como:

Aceleracin = 0.5 m/s2

En la figura siguiente encontrars las grficas de los dos movimientos estudiadosen esta actividad.

Decide cul de ellas corresponde al movimiento acelerado y cul al desacelerado.Ambas son curvas llamadas parbolas que son tpicas de movimientos con aceleracinconstante.

Estudia las grficas y explica por qu una representa movimiento acelerado y elotro movimiento desacelerado: ______________________________________________

_______________________________________________________________________

_______________________________________________________________________

_______________________________________________________________________

_______________________________________________________________________


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En la figura siguiente, te mostramos las posiciones de un baln que se mueve sobre un ejede coordenadas. Los nmeros sobre el baln representan los tiempos en segundos.

0y18 1y17 2y16 3y15 4y14 5y13 6y12 tiempos

0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25

Crees que ste es un movimiento con aceleracin constante? _____________________

Explica: _________________________________________________________________

La tabla siguiente da la posicin precisa del baln (segunda columna) en cada segundo.


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Tu tarea ahora es llenar la tabla anterior de acuerdo con las siguientes guas.

El cambio de posicin en un intervalo se calcula tomando la diferencia entre la posicinfinal menos la posicin inicial. As, por ejemplo, para el intervalo de tiempo de 1 a 2segundos, la posicin inicial del baln era de 4.25 m y su posicin final era de 8 m (ve latabla). Por lo tanto, su cambio de posicin ser de: 8 4.25 = 3.75 m.

Para el intervalo de tiempo de 2 a 3 segundos, la posicin inicial del baln era de _____ my su posicin final era de _______ m. Por lo tanto, su cambio de posicin ser de:

_____________________ ____________________ = 3.25 m.

Siguiendo esta idea, completa la tercera columna de la tabla anterior.

La rapidez media la definimos como: distancia recorrida / tiempo transcurrido. Lavelocidad media toma en cuenta la direccin del movimiento, por lo cual se define como:cambio de posicin / tiempo transcurrido. El cambio de posicin ya fue calculado en latercera columna, as que slo falta dividirlo entre el tiempo transcurrido que siempre es deun segundo.

Siguiendo esta idea, completa la cuarta columna de la tabla anterior.

Al igual que el cambio de posicin, el cambio de velocidad media en un intervalo se

calcula tomando la diferencia entre la velocidad media final menos la velocidad mediainicial. As, por ejemplo, para el intervalo de tiempo de 1 a 2 segundos, la velocidadmedia inicial del baln era de 4.25 m/s y su velocidad media final era de 3.75 m/s (ve latabla). Por lo tanto, su cambio de velocidad media ser de: 3.75 4.25 = 0.5 m/s.

Para el intervalo de tiempo de 2 a 3 segundos, la velocidad media inicial del balnera de _________ m/s y su velocidad media final era de ___________ m/s.

Por lo tanto, su cambio de velocidad media ser de:

__________________ _________________ = 0.5 m/s

Siguiendo esta idea, completa la quinta columna de la tabla anterior.


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Analiza los valores obtenidos en la tabla anterior. Escribe abajo algunas conclusiones:

______________________________________________________________________

______________________________________________________________________

______________________________________________________________________

La grfica siguiente de posicin contra el tiempo representa el movimiento que se haestudiado en esta actividad:

Como recordars de la tabla de la pgina 21, este movimiento tiene un cambio develocidad media constante de 0.5 m/s cada segundo. Esto quiere decir que la

aceleracin es constante e igual a 0.5 m/s2.

Compara este movimiento con un movimiento de cada libre, en donde se lanza unapelota hacia arriba y se espera a que regrese a su posicin original. Describe abajo

algunas diferencias y algunas similitudes de estos dos movimientos.______________________________________________________________________

______________________________________________________________________

______________________________________________________________________

______________________________________________________________________


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Las frmulas ms importantes de cada libre son las dos siguientes.

donde:

v0 representa la velocidad inicial del objeto (positiva hacia arriba y negativa hacia

abajo).

g es la aceleracin gravitacional (por simplicidad, aqu tomaremos el valor

aproximado de 10 m/s2).

t es el tiempo.

h es la altura del objeto en el instante t(relativa a su posicin inicial).

v es la velocidad del objeto en el instante t.

Regresando a la situacin de la actividad anterior -en la que una pelota se lanzahacia arriba a una velocidad de 60 m/s-, podemos escribir las frmulas anteriores comosigue:

h = 60 t 5 t2

v = 60 10t

As por ejemplo, para t= 2,

h = 60 (2) 5 (2)2= 120 20 = 100 m

v = 60 10 (2) = 60 20 = 40 m/sEsto nos dice que, a los 2 segundos, la altura de la pelota era de 100 metros y suvelocidad de 40 m/s.

Para t= 6,

h= _____________________________________________________________

v= _____________________________________________________________

Esto nos dice que a los 6 segundos, __________________________________

Para t= 10,

h= _____________________________________________________________

v= _____________________________________________________________

Esto nos dice que a los 10 segundos, la pelota est otra vez a una altura de 100 metros ysu velocidad es de 40 m/s, es decir, va hacia abajo.


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Para t= 12,

h= _____________________________________________________________

v= _____________________________________________________________

Esto nos dice que a los 12 segundos, ___________________________________

Para t= 14,

h= _____________________________________________________________

v= _____________________________________________________________

Esto nos dice que a los 14 segundos, la pelota estar a una altura de 140 metros(140 metros por debajo de donde inici su movimiento) y su velocidad es de 80 m/s, esdecir, contina hacia abajo.

Como te dars cuenta, las dos frmulas de arriba guardan toda la historia de lapelota.

Regresando ahora a la segunda situacin de la actividad anterior -en la que unapelota se lanza hacia arriba con una velocidad de 30 m/s -, podemos escribir las frmulascomo sigue:

h = __________________ t 5 t2

v = __________________ 10 t

Usando stas, completa la tabla siguiente.

De los valores obtenidos en la tablaanterior, describe abajo el movimientocompleto de la pelota.

______________________________________________________________________

______________________________________________________________________

______________________________________________________________________

______________________________________________________________________


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La frmula de la altura hde un objeto en un instante t, en cada libre, puede escribirse, demanera ms general, en la siguiente forma:

donde:

h0 es la altura inicial del objeto relativa a una posicin de referencia.

v0 representa la velocidad inicial del objeto (positiva hacia arriba y negativa haciaabajo).

g es la aceleracin gravitacional (por simplicidad, aqu tomaremos el valoraproximado de 10 m/s2).

Analiza las siguientes ecuaciones de movimiento,

a) h= 20 t 5 t2

v= 20 10t

b) h= 30 + 20 t 5 t2

v= 20 10t

c) h= 20 t t2

v= 20 2 t (un planeta con un valor de gcinco veces menor

que el de la Tierra).

d) h= 100 5 t2

v= 10t

y obtn para cada una de ellas:

1. Tabla de valores de la altura como funcin del tiempo.

2. Grfica de la altura como funcin del tiempo.

3. Tabla de valores de la velocidad como funcin del tiempo.

4. Grfica de la velocidad como funcin del tiempo.

5. Descripcin completa del movimiento.


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En esta actividad estudiaremos el movimiento vertical de un objeto bajo la accingravitatoria (despreciaremos la resistencia del aire).

Piensa en un objeto que se lanza hacia arriba a una velocidad inicial de 30 m/s,desde una altura inicial de 10 metros.

A qu altura crees que estar despus de 1 segundo? __________________ m.

Qu altura mxima crees que alcanzar? ________________ m.

Abre el archivo de Excel TiroVertical.xls. Vers en la pantalla un objetorepresentado por una bola blanca a una altura aproximada de 35 metros. Los datosprecisos de este movimiento estn dados a la izquierda de la pantalla y son:

Gravedad: 9.8 m/s2

Altura inicial: 10 mVelocidad inicial: 30 m/sTiempo: 1.0 s

Altura: 35.10 m

A la derecha del objeto encontrars la grfica de su altura contra el tiempo.Tambin podrs ver, en el extremo derecho, una grfica en columna que da su velocidaden el tiempo dado. El valor de la velocidad se da debajo de esta grfica y tiene un valorde:

Velocidad: 20.20 m/s

De la grfica de la altura contra el tiempo, describe el movimiento completo delobjeto. _______________________________________________________________

______________________________________________________________________

Con el control respectivo, regresa el valor del tiempo a cero. Avanza ahora el valor deltiempo continuamente, observando el movimiento del objeto.

Es lo que describiste arriba? __________________________ Si no, vulvelo a describir.______________________________________________________________________

______________________________________________________________________

Regresa nuevamente el valor del tiempo a cero y toma datos cada segundo para llenar latabla de la siguiente pgina.

En qu tiempo llega a su altura mxima? (busca el tiempo preciso con el control deltiempo) _______________________________________________________________

Cul es esta altura? _______________________________________________


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Nota que la velocidad en este punto msalto cambia de positiva a negativa. Por

qu? ____________________________________________________________

__________________________________

En qu tiempo llega al suelo? (busca eltiempo preciso con el control del tiempo)

_________________ Qu velocidad llevaen este momento? _________________

Qu pasa con el objeto despus de esto?__________________________________

______________________________________________________________________

El valor de la Altura inicial tiene su control respectivo. Aumenta y disminuye conl este valor y observa lo que pasa. Describe y explica su efecto en la grfica.

______________________________________________________________________

En qu parte de la grfica se puede leer este valor de la altura inicial?

______________________________________________________________________

Nota que, al variar la altura inicial, el valor de la velocidad en cierto tiempo no cambia.Explica qu significa esto. ________________________________________________

Tambin el valor de la Velocidad inicial tiene su control respectivo. Aumenta y disminuyecon l este valor y observa lo que pasa. Describe y explica su efecto en la grfica.

______________________________________________________________________

Cul es la diferencia entre las grficas de velocidad inicial positiva y las de velocidadinicial negativa? ________________________________________________________

Explica qu significa esto. _______________________________________________

Regresa todos los valores a los dados en el comienzo de la pgina anterior. Varapor ltimo el valor de la gravedad. Describe y explica su efecto en la grfica.

______________________________________________________________________


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Compara el movimiento de un objeto en 3 planetas con un valor de la gravedad de 5, 10 y

15 m/s2

respectivamente. __________________________________________________

Utiliza ahora el programa para resolver los siguientes problemas.

1. Una pelota es lanzada hacia arriba a una velocidad de 24 m/s desde una altura de 5

metros (toma el valor de la gravedad como 10 m/s2).

Qu altura mxima alcanza? ___________________________________________

En qu tiempo exacto pasa esto? _______________________________________

Qu velocidad tiene la pelota en este punto? ______________________________

Cunto tiempo tardar en llegar al suelo? _________________________________

Qu velocidad lleva la pelota al momento de pegar en el suelo? _______________

Por qu es esta velocidad negativa? _____________________________________

2. Considera el problema anterior pero en un planeta con un valor de la gravedad de 20

m/s2.

Qu altura mxima alcanza? ___________________________________________

En qu tiempo exacto pasa esto? _______________________________________

Qu velocidad tiene la pelota en este punto? ______________________________

Cunto tiempo tardar en llegar al suelo? _________________________________

Qu velocidad lleva la pelota al momento de pegar en el suelo? _______________3. Desde una torre de 60 metros de altura se cae un ladrillo (velocidad inicial = 0 m/s;

toma el valor de la gravedad como 10 m/s2).

Cunto tiempo tarda en caer al suelo? ___________________________________

Qu velocidad lleva el ladrillo al momento de pegar en el suelo? ______________

Una persona se encuentra en la torre pero a slo 30 metros de altura. Despus decunto tiempo de que se cay el ladrillo lo ver pasar? _____________________

4. Una persona deja caer una piedra a un pozo muy profundo (altura inicial = 0 m y

velocidad inicial = 0 m/s; toma el valor de la gravedad como 10 m/s2

). Si la piedra llegaal agua del pozo en 4 segundos:

Qu tan profundo es el pozo? __________________________________________

Qu velocidad lleva la piedra al pegar con la superficie del agua? _____________

5. Inventa un problema y resulvelo.


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En esta actividad explicaremos la diferencia entre la masa y el peso de un objeto.

Piensa por ejemplo en un lingote de oro puro con una masa de un kilogramo. ste

contiene 3 1024

tomos de oro (3 000 000 000 000 000 000 000 000 tomos).

Si te llevas este lingote a Europa, cuntos tomos tendr? ________________________

Como se mantiene la cantidad de tomos, su masa seguir siendo igual a un kilogramo.Si te llevas este lingote al polo Norte, cuntos tomos tendr? ___________

Por lo tanto su masa seguir siendo de ___________ kilogramo.

Si te llevas este lingote a la Luna, cuntos tomos tendr? ________________________

Por lo tanto su masa seguir siendo de ___________ kilogramo.

Si sigues tu viaje y te encuentras en medio del espacio interestelar, cuntos tomostendr? ___________. Por lo tanto su masa seguir siendo de ___________ kilogramo.

Si ests viajando de regreso en la nave espacial y el lingote est flotando, cuntostomos tendr? ________. Por lo tanto su masa seguir siendo de _______ kilogramo.

Si te subes a un elevador al llegar a la Tierra, cuntos tomos tendr? _____________

Por lo tanto su masa seguir siendo de __________________ kilogramo.

y por lo tanto

Ahora veamos lo que le pasa al peso del lingote de oro en la travesa anterior.

Por lo general llamamos peso a la fuerza gravitacional que ejerce un planeta sobre unobjeto que se encuentra en su superficie. Esta fuerza, segn la segunda ley de Newton,se calcula por medio de la frmula:

Peso = masa g (F= ma)

en donde ges la aceleracin debida a la gravedad.


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En la latitud de Mxico, la constante gtiene un valor aproximado de 9.79 m/s2. As,

el peso del lingote ser de: 1 9.79 = 9.79 newtons.

Cuando te llevas este lingote a Europa, el valor de g cambia un poquito a 9.81m/s

2. As, el peso del lingote ser de: ____________________________ newtons.

Aument o disminuy el peso del lingote? _____________________________

Cuando te llevas este lingote al polo Norte, el valor de gcambia otro poquito a 9.83

m/s2. As, el peso del lingote ser de: ______________________ newtons.

Aument o disminuy el peso del lingote? _____________________________

Cuando te llevas este lingote a la Luna, el valor de gen la superficie lunar es de 1.6

m/s2. As, el peso del lingote ser de: ___________________________ newtons.

Cuando te encuentras en medio del espacio interestelar, las fuerzasgravitacionales de planetas y estrellas sern muy pequeas y el lingote de oroprcticamente no pesar nada.

Cuando ests viajando de regreso en la nave espacial y el lingote est flotando,cul crees que ser su peso? _____________________________________________

Qu pasara entonces en un elevador? Si te subes a un elevador, tambin el

peso del lingote puede cambiar al moverse el elevador.

Imagina que pones el lingote cargndolo en la palma de tu mano y el elevadoracelera muy rpidamente hacia arriba.

Sentiras un peso mayor o menor del lingote? ___________________________

Si ahora el elevador acelera muy rpidamente hacia abajo, sentiras un pesomayor o menor del lingote? ________________________________________________

Discute todas estas ideas con tu profesor y tus compaeros en clase.


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En esta actividad analizaremos algunas propiedades de los planetas del sistema solar.

Abre el archivo de Excel SolarSystem.xls. En l vers una serie decaractersticas del Sol, la Luna y los planetas.

Las dos primeras columnas dan el dimetro de los planetas enkilmetros y su valor relativo al de la Tierra. En la siguiente lista ordena losplanetas de menor a mayor tamao.

1. _______________ 4. _______________ 7. _______________

2. _______________ 5. _______________ 8. _______________

3. _______________ 6. _______________ 9. _______________

En el espacio de abajo dibuja Mercurio, la Tierra y Jpiter a escala, con la Tierrade 1 centmetro de dimetro:

A esta escala, cunto medira el Sol en metros? _________________________

Es la Luna menor que todos los planetas? _____________________________

Dibjala tambin a escala en el espacio de arriba.


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La siguiente columna de la hoja da la distancia de los planetas en millones dekilmetros.

Cul planeta est ms alejado de la Tierra? Venus o Marte? _______________Como la distancia de la Tierra es de 150 (millones de kilmetros), para saber

cuntas veces ms alejado est un planeta del Sol que la Tierra, hay que dividir sudistancia entre 150.

Cuntas veces ms alejado est Jpiter del Sol que la Tierra? ______________

Cuntas veces ms alejado est Saturno del Sol que la Tierra? _____________

Cuntas veces ms alejado est Urano del Sol que la Tierra? ______________

Cuntas veces ms alejado est Plutn del Sol que la Tierra? ______________

Si hacemos lo mismo con los planetas interiores, sabremos a qu fraccin de ladistancia de la Tierra al Sol se encuentran estos planetas.

A qu fraccin de la distancia de la Tierra al Sol se encuentra Mercurio? _______

A qu fraccin de la distancia de la Tierra al Sol se encuentra Venus? _________

Las siguientes tres columnas de la hoja presentan los valores de la masa, elvolumen y la densidad del Sol, la Luna y los planetas, todos relativos a los de la Tierra.

Ordena a continuacin de menor a mayor los planetas de acuerdo con su masa.

1. _______________ 4. _______________ 7. _______________

2. _______________ 5. _______________ 8. _______________

3. _______________ 6. _______________ 9. _______________

Por qu Urano y Neptuno invirtieron lugares con respecto a la lista de la hojaanterior en la que ordenamos los planetas de acuerdo con su dimetro? ______________

______________________________________________________________________

Por qu la lista ordenada de acuerdo con el volumen tiene que ser la misma quela lista ordenada de acuerdo con el dimetro? __________________________________

Escribe abajo en orden de menor a mayor los tres planetas que tienen unadensidad menor que la del Sol.

_______________ _______________ _______________

Escribe abajo en orden de mayor a menor los tres planetas con mayor densidad.

_______________ _______________ _______________


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Sabes que la densidad , la masa m y el volumen v estn relacionados por lafrmula.

, ,

Comprueba esta frmula para los datos dados en la hoja (recuerda que stos sonslo valores aproximados).

Cul es el volumen del Sol con respecto al de la Tierra? (calclalo) __________

______________________________________________________________________

La siguiente columna te muestra la gravedad en la superficie del planeta relativa ala de la Tierra.

Para calcular tu peso en la superficie de otro planeta, tienes que multiplicar tu pesoen la Tierra por la gravedad relativa del planeta.

Cul sera tu peso en la superficie de Jpiter? __________________________

Cul sera tu peso en la superficie de Marte? ___________________________

Cul sera tu peso en la superficie de la Luna? _________________________

Cul sera tu peso en la superficie del Sol? ____________________________

La siguiente columna te muestra la temperatura mxima en su superficie engrados centgrados.

Como sabrs, la temperatura de un planeta puede variar considerablemente en susuperficie. Escribe dos razones posibles de esta variacin:

1. _______________________________________________________________

2. _______________________________________________________________

Completa la siguiente grfica de columnas de la temperatura mxima de losplanetas y la Luna :


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Analiza esta grfica y escribe a continuacin tus conclusiones.

______________________________________________________________________

______________________________________________________________________

______________________________________________________________________

Discute tus ideas con toda la clase.

Las ltimas dos columnas contienen el periodo de revolucin de los planetasalrededor del Sol en aos y su velocidad orbital en kilmetros por segundo. Estascantidades estn relacionadas con la tercera ley de Kepler.

En la tabla siguiente hemos copiado estos datos junto con las distancias de losplanetas al Sol.

Analiza estos datos y verifica con ellos la tercera ley de Kepler. Expn tusconclusiones en el espacio que sigue.

______________________________________________________________________

____________________________________________________________________________________________________________________________________________

______________________________________________________________________

______________________________________________________________________

______________________________________________________________________

______________________________________________________________________

______________________________________________________________________


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En esta actividad obtendremos relaciones equivalentes a la segunda ley deNewton. Imagina un bloque sobre el que acta una fuerza F, como lo muestra el diagramasiguiente (no hay friccin entre la mesa y el bloque).

Qu efecto tendr la fuerza? (escoge una de las opciones siguientes).

a) El bloque no se mover.b) El bloque se mover si la magnitud de la fuerza es lo suficientemente grande.

c) El bloque se mover con velocidad constante.

d) El bloque se acelerar.

Supongamos que realizamos un experimento con el bloque de arriba, variando lafuerza aplicada y observando su movimiento.

El bloque siempre se acelerar.Las aceleraciones producidas por varias

fuerzas estn dadas en la tabla siguiente

Describe qu relacin observasentre la fuerza aplicada y la aceleracinproducida. _______________________

______________________________________________________________________

______________________________________________________________________

Cul ser la aceleracin producida si la fuerza aplicada es de 200 newtons?

______________________________________________________________________


______________________________________________________________________

Cul es el valor de la masa del bloque con la que se hizo este experimento?

__________________________________________________________________ kg.


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Supn ahora que se realiza el experimento anterior pero con otro bloque distinto,variando la fuerza aplicada y observando su movimiento. Los valores de la aceleracinproducida por varias fuerzas estn dados en la tabla siguiente.

Describe qu relacin observasentre la fuerza aplicada y la aceleracinproducida. ________________________

________________________________


______________________________________________________________________


______________________________________________________________________

Compara las aceleraciones producidas de este experimento con el anterior. Sonmayores o menores? ______________ De acuerdo con esto, es mayor o menor la masadel bloque utilizado en este experimento con respecto al anterior? ________________

Cul es el valor de la masa del bloque de este experimento? ____________ kg.

Dos formas equivalentes de escribir la segunda ley de Newton son las siguientes:

En cada uno de los dos experimentos de arriba.

1. Usa la primera forma para obtener la masa del bloque que se us en ese experimento.

2. Usa la segunda forma y la masa obtenida para verificar los valores de la aceleracindados en las tablas para cada una de las 6 fuerzas aplicadas.

Describe con tus propias palabras lo que significa la segunda ley de Newton.

______________________________________________________________________

______________________________________________________________________

______________________________________________________________________

Discute tus ideas con tu profesor y toda tu clase.


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En esta actividad profundizaremos sobre el significado de la Fen la segunda leyde Newton: F= m a.

Qu significa la men esta frmula? ___________________________________

Qu significa la aen esta frmula? ___________________________________

Qu significa la Fen esta frmula? ___________________________________

La segunda ley de Newton puede expresarse de manera ms completa como:

Para entender esta forma de la segunda ley, pensemos en la siguiente situacin.Sobre un bloque de masa mactan dos fuerzas, una hacia la derecha F

d y otra hacia la

izquierda Fi, como lo muestra el diagrama siguiente.

Supongamos como ejemplo que el bloque tiene una masa de 100 kilogramos yque las magnitudes de las fuerzas son: F

d= 300 N y Fi= 200 N. Qu pasar? Con qu

aceleracin se mover la masa?En este caso, la masa se mover hacia la derecha ya que la fuerza ms grande de

las dos es _____________________________________________________________

La fuerza neta ser de F= Fd Fi= 300 200= _______________ N.

As, la aceleracin de la masa ser de ________ m/s2(sugerencia: a= F/m).

Supongamos ahora que el bloque tiene una masa de 200 kilogramos y que lasmagnitudes de las fuerzas son: Fd= 100 N y Fi= 700 N. Qu pasar? Con quaceleracin se mover la masa?

En este caso, la masa se mover hacia la _____________________________

ya que _________________________________________________________

La fuerza neta ser de F= Fd Fi= _________ _________ = _________ N.

As, la aceleracin de la masa ser de _______________________ m/s2.


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Supongamos ahora que el bloque tiene una masa de 1 000 kilogramos y que lasmagnitudes de las fuerzas son: F

d= 500 N y Fi= 500 N. Qu pasar? Con qu

aceleracin se mover la masa?

En este caso, la masa se mover hacia la ______________ ya que ____________

______________________________________________________________________

La fuerza neta ser de F = Fd Fi= __________ __________ = __________ N.

As, la aceleracin de la masa ser de ________________________ m/s2.

Los tres casos anteriores estn resumidos en las primeras tres filas de la tablasiguiente. En esta misma tabla se dan otros cuatro casos que t tienes que analizar paracompletar los datos que falten:

A qu conclusiones puedes llegar del trabajo de esta actividad?

______________________________________________________________________

______________________________________________________________________

______________________________________________________________________


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En esta actividad estudiaremos una situacin de la fsica muy importante. Sobreuna masa m en reposo se aplica una fuerza F a cierto ngulo para tratar de moverla,como lo muestra la figura siguiente:

Entre las superficies de contacto de la masa y el suelo existe una fuerza de friccin Ff

Para una fuerza determinada FfCul crees que sea el mejor ngulo para jalar ala masa? _______________ Explica. ____________________________________

______________________________________________________________________

Para obtener datos sobre la situacin de arriba, abre el archivo de ExcelJalarMasa.xls. Vers que en la parte superior de la pantalla puedes introducir losvalores de las cuatro cantidades siguientes:

Masa: 10 kg

Coeficiente de friccin: 0.2

Magnitud de la fuerza aplicada: 15 N

ngulo de la fuerza aplicada: 30

El programa te entrega los valores calculados de las fuerzas verticales yhorizontales que actan sobre la masa:

Fuerzas verticales Fuerzas horizontales

Peso: 98 N Componente horizontal de F: 13.0 NComponente vertical de F: 7.5 N Fuerza de friccin: 13.0 NNormal: 90.5 N Mxima fuerza de friccin: 18.1 N

Estas seis cantidades estn representadas tambin en grficas de barras para quese puedan comparar con mayor facilidad.

Por qu el peso es de 98 N para una masa de 10 kg? ____________________

Explica qu son las componentes horizontal y vertical de la fuerza F: _________

______________________________________________________________________

______________________________________________________________________


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La normal es la fuerza que ejerce el suelo sobre la masa. Resulta ser igual alpeso menos la componente vertical de F. Comprueba esto:

Normal = 98 - 7.5 = _____________________________________________Nota que a la fuerza normal tambin se le llama peso efectivo. Esto es debido a

que la componente vertical de la fuerza Fcarga un poco a la masa y la hace ms ligera.

La mxima fuerza de friccin que el suelo puede ejercer sobre la masa est dadapor la frmula: Fmax= N(donde es el coeficiente de friccin y Nla fuerza normal).

Multiplica estas dos cantidades ( N) para comprobar el valor de la mxima fuerzade friccin dada por el programa:

Fmax= N= ___________________________________________________

La fuerza de friccin trata de igualar siempre a la componente horizontal de lafuerza aplicada a menos que sta rebase la mxima fuerza de friccin posible.

Todas estas fuerzas estn representadas en los diagramas siguientes.

Empecemos a usar el programa. Reduce la magnitud de la fuerza aplicada F acero. Llena los datos de la tabla siguiente y a continuacin explcalos.

______________________________________________________________________

______________________________________________________________________

______________________________________________________________________


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Aumenta la magnitud de la fuerza aplicada Fa 10 newtons. Llena los datos de latabla siguiente y a continuacin explcalos, comparndolos con los anteriores.

______________________________________________________________________

______________________________________________________________________

______________________________________________________________________

Aumenta la magnitud de la fuerza aplicada Fa 20 N. Llena los datos de la tablasiguiente y a continuacin explcalos, comparndolos con los anteriores.

______________________________________________________________________

______________________________________________________________________

______________________________________________________________________

Aumenta la magnitud de la fuerza aplicada Fa 21 N. Describe a continuacin lo

que observes y explica por qu.

______________________________________________________________________

______________________________________________________________________

______________________________________________________________________

______________________________________________________________________

Aumenta la magnitud de la fuerza aplicada Fa 30 N. Llena los datos de la tablasiguiente y a continuacin explcalos, comparndolos con los anteriores.

______________________________________________________________________

______________________________________________________________________

______________________________________________________________________


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En los cuatro casos de arriba donde tomaste datos, comprueba lo siguiente:

Cul con cules? __________________________________________________

Cambia el valor del ngulo de la fuerza a 60. Regresa su magnitud a cero.Aumenta esta magnitud para contestar las siguientes preguntas.

Para qu magnitud de la fuerza aplicada Fla masa empieza a moverse? ______

______________________________________________________________________

Cundo la componente horizontal de F y la fuerza de friccin estnequilibradas? __________________________________________________________

Cundo la componente horizontal de F y la fuerza de friccin no estn

equilibradas? __________________________________________________________Qu pasa entonces? _____________________________________________

______________________________________________________________________

Completa lo siguiente:

La masa se mueve cuando

______________________________________________________________________

______________________________________________________________________

______________________________________________________________________

______________________________________________________________________

______________________________________________________________________


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En esta actividad continuaremos con el estudio de la situacin que se present enla primera parte en la que sobre una masa en reposo se aplica una fuerza a cierto ngulopara tratar de moverla.

Abre de nuevo el archivo de Excel JalarMasa.xls. Cambia la magnitud de lafuerza aplicada a 30 Ny su ngulo a 0. Vara ahora el valor del ngulo para contestar lassiguientes preguntas.

Para qu rango de ngulos la masa se mueve? ________________________

Para qu rango de ngulos la masa no se mueve? _____________________

Explica por qu para ngulos grandes la masa ya no se mueve. ____________

______________________________________________________________________

Cambia la magnitud de la fuerza aplicada a 20 Ny su ngulo a 0. Vara ahora elvalor del ngulo para contestar las siguientes preguntas.

Para qu rango de ngulos la masa se mueve? _________________________

Para qu rango de ngulos la masa no se mueve? ______________________

Cambia la magnitud de la fuerza aplicada a 10 N y su ngulo a 0. Vara ahora elvalor del ngulo para contestar las siguientes preguntas.

Para qu rango de ngulos la masa se mueve? _________________________

Para qu rango de ngulos la masa no se mueve? ______________________

Explica lo anterior. ________________________________________________

Cambia por ltimo la magnitud de la fuerza aplicada a 90 Ny su ngulo a 0. Varaahora el valor del ngulo para contestar las siguientes preguntas.

Para qu rango de ngulos la masa se mueve? _______________________

Para qu rango de ngulos la masa no se mueve? _____________________

Averigua qu pasar si aumentas ms y ms la magnitud de la fuerza aplicada.

______________________________________________________________________

Saca tus conclusiones sobre los resultados obtenidos. _____________________

______________________________________________________________________

______________________________________________________________________

______________________________________________________________________


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Resuelve con el programa los siguientes problemas.

1. Una masa de 50 kilogramos est sobre una superficie con un coeficiente de

friccin de 0.1. Si se le aplica una fuerza horizontal, contesta lo siguiente:Cul ser la magnitud mnima de esta fuerza para mover la masa? _________

______________________________________________________________________

Cul es el valor de la normal? ______________________________________

Por qu es igual al peso? __________________________________________

2. Para la misma situacin del problema anterior aplicamos ahora una fuerza a45. Contesta lo siguiente.

Cul ser la magnitud mnima de esta fuerza para mover la masa? __________

______________________________________________________________________

Por qu aument este valor con respecto al del problema anterior? __________

______________________________________________________________________

Cul es el valor de la normal? _______________________________________

Por qu es igual al peso? __________________________________________

3. Una masa de 50 kilogramos est sobre una superficie con un coeficiente defriccin de 0.001. Si se le aplica una fuerza horizontal, contesta lo siguiente.

Cul ser la magnitud mnima de esta fuerza para mover la masa? __________

4. Una masa de 10 kilogramos est sobre una superficie con un coeficiente defriccin de 0.2. Si se le aplica una fuerza de 100 newtons a un ngulo de 80,describe lo que pasara y explica por qu.

______________________________________________________________________

______________________________________________________________________

______________________________________________________________________


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En esta actividad estudiaremos la ley de Hooke que trata sobre los cambios delongitud que sufren los materiales cuando se les aplica alguna fuerza.

Imagina un resorte de 10 centmetros de largo cuya mxima longitud al serestirado sin daarlo es de 20 centmetros. Queremos determinar qu rango de fuerzaspuede medir este resorte, as que dejamos que soporte varias cargas, como lo muestra la

figura siguiente y medimos su longitud.

Por ejemplo, para una carga de 200 gramos de masa,observamos que la longitud del resorte llega a 12 centmetros. Por lo

tanto, el cambio en la longitud del resorte ser de:

12 - 10 = _______ cm. A cunto equivale este cambio en metros? ________ m.

El peso de la carga anterior se puede calcular multiplicando la masa en kilogramos

por la constante gque aqu tomaremos como 10 m/s2.

Cul es el valor de la masa en kilogramos? ___________________ kg.

Por lo tanto, su peso ser de: 0.2 10 = ______________________ N.

Si repetimos el experimento anterior para una carga de 500 gramos de masa,observamos que la longitud del resorte llega a 15 centmetros. Por lo tanto, el cambio en

la longitud del resorte ser de: ___________ cm.

A cunto equivale este cambio en metros? ______________ m.

Cul es el valor de la masa anterior en kilogramos? ______________ kg.

Por lo tanto, su peso ser de: _______________________ N.

De acuerdo con los resultados anteriores, cul es la carga mxima que puedesoportar este resorte? (sugerencia: recuerda que su longitud mxima posible es de 20 cm)

______________________________________________________________________

La tabla siguiente organiza la informacin obtenida de los dos experimentos ante-

riores. Completa la tabla de acuerdo con los dos ejemplos anteriores.


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Nota que el peso es proporcional al cambio en longitud. Divide el Peso (terceracolumna) entre el Cambio de longitud (m) (sexta columna) para cada uno de los 10datos de la tabla anterior.

Qu resultado obtuviste? _________________________________________

A la constante que encontraste en el prrafo anterior se le llama la constante delresorte. sta tiene unidades de N/m ya que se divide una fuerza entre una longitud.

El resultado anterior se expresa en form

actividades+física+ecamm_hgo+2010_2011+provisional

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