laboratorio fisica bloque ii
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Laboratoriode Fsica
Bloque ll
FSICASegundo grado
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Bl
oque 2Las fuerzas:La explicacin
de los cambios
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El cambio como resultado de las interacciones entre objetos
Cmo se pueden producir cambios?El cambio y las interaccionesAprendizaje esperado: Identifica los agentes y las acciones necesarias para cambiar el estado demovimiento o de reposo de diversos objetos
Experimento 6
Las fuerzas y sus efectosPropsito del experimentoComprobars los efectos de las fuerzas.
MaterialPelota de esponja
DesarrolloColoca la pelota sobre la mesa de trabajo y obsrvala, qu forma tiene?
Qu tendrs que hacer para que la pelota abandone el estado de reposo?
Hazlo por favor y cambia la intensidad y la direccin de la accin que realizas para poner la pelota en
movimiento, qu sucede?
Pide a los dems miembros del equipo de trabajo que hagan lo mismo que t, tomando nota cuidadosa de
los resultados de las experiencias.
Qu se necesita para hacer que un objeto abandone el estado de reposo?
Pon encima de la pelota una mano y apritala de arriba hacia abajo, qu sucede?
Pide a los dems miembros del equipo de trabajo que hagan la misma operacin con la pelota, qu
sucede?
Comenten las experiencias personales y traten de explicarlas. Por qu sucede lo que observan en la pelota?
Cmo llaman a la accin anterior? Comenten entre los compaeros de equipo y anoten las conclusiones.
Qu sucedi al dejar de aplicar la fuerza sobre la pelota? Comenten entre los compaeros de equipo y
registren las conclusiones.
Cmo explican lo anterior?
Coloquen la pelota sobre la mesa de trabajo y por turno, apliquen una fuerza por un lado de ella, qu
sucede?
Repitan la operacin, aplicando la fuerza sobre la pelota en diferente direccin, qu sucede?
Si la pelota se encuentra en movimiento y deseas detenerla, qu debern hacer?
Si la pelota se encuentra en movimiento y desean desviarla de su trayectoria qu debern hacer?
En los casos anteriores se han aplicado una serie de fuerzas que han provocado varios efectos, como el
producido cuando la fuerza se aplic de arriba abajo, provocando una presin sobre la pelota y observaron
que la pelota se
Y cuando aplicaron la fuerza por un lado de la pelota, sta
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De acuerdo con la direccin y el sentido en que realizaron la aplicacin de la fuerza, con lo que pueden
deducir que la fuerza es una magnitud de tipo
Finalmente, qu tuvieron que hacer sobre la pelota en movimiento para detenerla?
Cuando quisieron desviarla de su trayectoria inicial, sin detenerla, qu tuvieron que hacer?
Resumiendo, despus de las observaciones anteriores, podemos llegar a la conclusin de que las fuerzas
tienen los efectos siguientes:
y Producen presin y deforman los cuerpos elsticos.
y Modifican el estado de movimiento de los cuerpos.
Autoevaluacin1. Cuando aplicamos nuestra fuerza muscular sobre la pelota de esponja de arriba abajo le estamosaplicando que provoca en el cuerpo elstico
2. Si un cuerpo se encuentra en reposo y deseas ponerlo en movimiento es necesario
3. Si un cuerpo se encuentra en movimiento y deseas que se detenga, es necesario
4. Para que un cuerpo que se encuentra en movimiento cambie su direccin sin detenerse, es necesario
5. Por las caractersticas de las fuerzas, stas son magnitudes de tipo
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Experimento 7La friccin
Propsito del experimentoComprobars las ventajas y desventajas de la friccin.
Material
Dinammetro graduado en newtonsHilo camo o hilaza
Tabique
Trozo de madera de 20 x 10 x 5 centmetros
Diez cilindros de madera o tubos de metal de longitud y dimetro semejante al de un lpiz
Patn o patineta con ruedas embaladas
Dos lminas de vidrio plano de 10 x 20 centmetros
Dos botes de lmina con los bordes de las bocas con una canal (como los usados para guardar pintura o los
de leche en polvo que requieren guardarse hermticamente)
Canicas de vidrio del mismo tamao
Hojas de papel y lpiz con punta
DesarrolloPor el ttulo de la prctica, seguramente tienes ya una idea del contenido de la misma y por el propsito te
cuestionars acerca de la validez de la disyuntiva: puede la friccin ser conveniente o inconveniente?,
comenta con tus compaeros de equipo al respecto y, con la intervencin del docente, hagan una lista de
ventajas y desventajas de la friccin, basados en las experiencias propias.
Friccin
Ventajas Desventajas
Despus de discutir la experiencia, seguramente habrn llegado a la conclusin de que existe una fuerza que
se opone al desplazamiento de los cuerpos, uno sobre el otro y que se conoce como friccin.
Para su estudio experimental, atenderemos primero a los casos en que es conveniente disminuirla y, como
ya dijimos, la friccin es la fuerza que se opone al deslizamiento de un cuerpo sobre otro, como pudiera ser
el arrastrar a un cuerpo sobre el piso a partir del reposo.
Para medir el tamao de la fuerza que debers aplicar para poner al cuerpo en movimiento, usars un
instrumento que se conoce como dinammetro que, en resumidas cuentas, es un resorte que se deforma
ante la accin de una fuerza y tiene una escala en la que se puede leer el tamao de la fuerza aplicada.
Ata el tabique con el hilo camo y suspndelo del dinammetro, tomando al aparato por el aro que tiene
en un extremo mientras del gancho del extremo opuesto est suspendido el tabique, lee en la escala del
aparato y podrs conocer su peso y regstralo a continuacin._______________________________________________________________________________________
Ahora coloca el tabique sobre el suelo con la superficie mayor en contacto con el piso; procede a tirar de l
tomando el dinammetro de su argolla, mientras el gancho del mismo se encuentra fijo en el hilo camo.
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Observa la escala del dinammetro y toma nota del valor mximo que alcance.
Regstralo:___________________________________________________________
___________________________________________________________________
Repite la operacin tres veces y obtn el promedio de las lecturas, que ser el valor
de la fuerza necesaria para poner en movimiento al tabique, arrastrndolo sobre el
piso. Antalo a continuacin:
_______________________________________________________________________________________________________________________________________
Coloca ahora al tabique sobre el lado intermedio y procede a repetir la
experiencia de arrastrarlo sobre el piso, midiendo con el dinammetro tres
veces el tamao de la fuerza necesaria para ponerlo en movimiento; obtn
el promedio, que registrars como la fuerza necesaria para poner al ladrillo
en
movimiento:__________________________________________________
_____________________________________________________________
_____________________________________________________________
_______________
Cmo son las fuerzas que ponen en movimiento a un cuerpo pesado
segn la superficie de apoyo? Iguales ( ) diferentes ( )
De lo anterior, puedes deducir que, para mover un cuerpo pesado sobre una superficie de contacto, la
superficie sobre la que descansa aquel deber ser: Mayor ( ) menor ( ) es indistinto ( ).
Analiza ahora una variante de los experimentos anteriores,
colocando en el piso una serie de cilindros de madera o metal
del mismo dimetro y poniendo encima un ladrillo atado con el
hilo camo. Repite las experiencias planteadas con
anterioridad, incluida la del intercambio de materiales con otros
equipos de trabajo.
A qu conclusiones llegan? ____________________________
________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________
En qu momento se aplica menor fuerza para iniciar el deslizamiento?
________________________________________________________________________________________
_______________________________________________________________________________________
Y si sustituyes los cilindros por canicas, qu sucede? Realiza la experiencia y toma nota cuidadosa de los
resultados:
________________________________________________________________________________________
_______________________________________________________________________________________
Qu dificultades encuentras para la aplicacin de los rodillos o las esferas en el desplazamiento de los
cuerpos pesados sobre una superficie slida?
________________________________________________________________________________________
________________________________________________________________________________________
_______________________________________________________________________________________Una posible solucin es utilizar una plataforma con ruedas, en donde las esferas vayan contenidas en una
serie de dispositivos conocidos como baleros y que t seguramente has usado en forma de patineta o patn,
as que ahora coloca el tabique sobre la patineta o patn que hayas conseguido.
Finalmente podrs hacer un modelo de balero si usas los botes con una canal en los bordes de la boca y,
para ello, coloca sobre la mesa de trabajo uno de los botes con la boca hacia arriba y ve poniendo en la
ranura del borde una serie de canicas, tantas como puedas, dejando un pequeo espacio que les permita
rodar sin estorbarse.
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Hecho lo anterior, coloca el segundo bote boca abajo para que coincida sobre la serie de canicas. Finalmente
coloca encima de la base del segundo bote el ladrillo y hazlo girar tirando del hilo camo en forma
tangencial al bote cilndrico sobre el que descansa. Toma nota de la fuerza que se necesita para poner en
movimiento el cuerpo pesado:
________________________________________________________________________________________
_______________________________________________________________________________________
Desmonta el dispositivo anterior y pon un poco de aceite entre todas las canicas para que stas quedenlubricadas. Monta nuevamente el dispositivo y repite las operaciones propuestas en prrafos anteriores,
encuentras diferencias entre los resultados de usar el balero seco y el balero aceitado? S ( ) No ( )
A qu conclusiones llegas?
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________________________________________________________________________________________
Al principio del experimento se propuso que la friccin presenta tambin aspectos positivos. A continuacin
podrs comprobar algunos de ellos; con tal fin, coloca la lmina de vidrio junto a una hoja de papel y con un
lpiz de punta bien afilada dibuja en ambas superficies la misma figura, qu sucede?
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________________________________________________________________________________________
________________________________________________________________________________________
A qu atribuyes lo observado?
________________________________________________________
________________________________________________________
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Una experiencia semejante es cuando tratas de caminar sobre unasuperficie mojada o peor an cuando sobre ella hay aceite o algn tipode lubricante.
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Una explicacin del cambio. La idea de fuerza
Cules son las reglas del movimiento?Tres ideas fundamentales sobre las fuerzas La medicin de la fuerza. La idea de inercia. La relacin de la masa con la fuerza.
La accin y la reaccin. La descripcin y prediccin del movimiento mediante las leyes de Newton. La aportacin de Newton y su importancia en el desarrollo de la fsica y en la cultura de su tiempo.
Aprendizaje esperado: Relaciona las leyes de Newton y las identifica como un conjunto de reglasformuladas para interpretar y predecir los efectos de las fuerzas
Experimento 8La tercera ley de la dinmica
Propsito del experimentoReconocers la tercera ley de la dinmica a partir de la experimentacin.
Material
Tres o cuatro libros o algn objeto medianamente pesado como una mochila
Globo de hule
Tijeras
Popote de plstico como los usados para sorber refresco
Cinta adhesiva
Material optativoBotella de plstico como los envases desechables de refresco
Tapn cnico de hule o corcho que ajuste perfectamente en la boca del envase, que tenga un tubo que lo
atraviese por las bases
Bomba de aire para bicicleta cuya salida se pueda colocar en el tubo que atraviese el tapn
Lpiz cilndrico o varilla de madera de tamao semejante y que quepa bien en el envase
Cinta mtrica
DesarrolloPor experiencia propia sabes bien que si dejas libre un objeto cualquiera a cierta altura sobre el suelo, stetiende a caer por su peso, que es la fuerza con que es atrado hacia el centro de la Tierra y si deseas que esto
no pase, debers hacer algo como sostenerlo con un soporte, y para que lo entiendas mejor, procede de la
siguiente manera:
Pide a uno de tus compaeros de equipo que extienda frente a ti una mano con la palma hacia arriba y
ponle en ella un libro, que no deber dejar caer. Cuando esto suceda, pdele que te explique por qu no cae
el libro, anota su respuesta:
___________________________________________
___________________________________________
___________________________________________
___________________________________________
Intercambia con tu compaero la accin anterior y
extiende tu mano con la palma hacia arriba frente alcompaero y pdele que te coloque el libro y t no lo
dejes caer, qu notas?
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Compara tu respuesta con la anotacin que hiciste para explicar lo observado en la accin de sostener el
libro por parte de tu compaero.
Qu coincidencias y qu diferencias encuentras?
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_______________________________________________________________________________________
Coloca nuevamente el libro en la mano extendida de tu compaero y pdele ahora que procure dejar lamano quieta una vez que al avisarle que le vas a retirar el libro, se lo quites de la mano. Despus de
anunciarle que le vas a retirar el l ibro y recordarle que su mano debe quedar quieta, retira el libro y observa.
Qu sucede?
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________________________________________________________________________________________
_______________________________________________________________________________________
Repitan la accin varias veces, observando qu sucede, siempre pasa lo mismo?
S ( ) No ( )
Sostn ahora el libro con la mano extendida y pide a tu compaero que lo retire en un momento dado
procurando no mover tu mano, qu sucede?
Repitan la accin varias veces, observando qu sucede.
Siempre pasa lo mismo? S ( ) No ( )
Cmo explicas lo anterior?
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________________________________________________________________________________________
Repitan las acciones anteriores, pero usando ahora dos libros y observen como son ahora los resultados.
Son iguales en todo con respecto a las observaciones hechas cuando utilizaron un libro? S ( ) No ( )
En caso negativo, qu cambios notaste?
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Cmo explicas lo anterior?
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En ambos casos actan dos fuerzas: una la que hace que los cuerpos tiendan a caer hacia el piso (el peso) y
una segunda, la que aplicaron t y tu compaero para evitar que los cuerpos cayeran, es decir la muscular. Si
analizas las fuerzas anteriores, seguramente podrs describir y establecer su relacin y, consecuentemente,
la ley que estamos estudiando.
El peso del libro o los libros colocados sobre la palma de la mano es la primera fuerza y su tamao puedes
considerarlo como la unidad, y su direccin de accin es: horizontal ( ) vertical ( ) inclinada ( )
Con sentido hacia: arriba ( ) abajo ( ) la derecha ( ) la izquierda ( )
Mientras que la segunda (la muscular) tiene un tamao
Menor al peso del libro o los libros colocados sobre la palma de la mano ( )
Mayor al peso del libro o los libros colocados sobre la palma de la mano ( )
Igual al peso del libro o los libros colocados sobre la palma de la mano ( )Con direccin de accin: horizontal ( ) vertical ( ) inclinada ( )
Con sentido hacia: arriba ( ) abajo ( ) la derecha ( ) la izquierda ( )
En resumen: las dos fuerzas tienen:
Tamao igual ( ) diferente ( )
Direccin igual ( ) diferente ( )
Mismo sentido ( ) sentido contrario ( )
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Si llamas accin al peso, la fuerza muscular la puedes llamar como reaccin y, por lo observado, ambas
fuerzas tienen
Tamao igual ( ) diferente ( )
Direccin igual ( ) diferente ( )
Y actan en sentidos iguales ( ) sentidos contrarios ( ).
De lo anterior puedes deducir que la ley que estamos estudiando se puede enunciar de la siguiente manera:
A toda accin de una fuerza le corresponde una reaccin igual en tamao y direccin, pero en sentido
contrario.
Un ejemplo conocido de la tercera ley de la dinmica es el siguiente: toma el globo de hule e nflalo y
amrralo por la parte en que lo inflaste. Usando dos trozos de cinta adhesiva, pega alineados sobre el globo
dos pequeos pedazos de popote de plstico y pasa a travs de ellos un hilo camo que uno de tus
compaeros de equipo deber sostener a una distancia prudente, mientras t tomas el otro extremo del
hilo camo para que quede horizontal, colgando el globo junto a ti y, en un momento dado usando las
tijeras, corta la boca del globo, dejndolo libre.
Recorta la boca del globo.
Qu sucede?
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_______________________________________________________________________________________
Por qu?
________________________________________________________________________________________
_______________________________________________________________________________________
Finalmente, usando el material optativo, toma el envase de plstico colocndole el tapn con el tubo y
asegrate que no tenga fugas; procede a ajustar la salida de la bomba de aire para bicicleta en el tubo del
tapn y sosteniendo el tapn en su lugar con una mano, procede a inyectar aire, hasta que notes que ya no
puedes inyectar ms aire.
Coloca la botella en una posicin que apunte inclinada hacia arriba y asegrate que no est frente a ella
ninguna persona y, sosteniendo el tapn, deja que la botella quede libre, qu sucede?
________________________________________________________________________________________
________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________
Mide el desplazamiento de la botella y antalo en la tabla correspondiente.
Repite la operacin, slo que ahora debers introducir en la botella el lpiz o varilla de madera antes de
proceder a inyectar aire. Una vez inflada la botella al mximo, colcala en la misma posicin que en el caso
anterior y sultala. Mide el desplazamiento de la botella y antalo en la tabla correspondiente. La siguiente
experiencia se recomienda realizarla en el patio de la escuela.
Repite la operacin, slo que ahora debers introducir agua en la botella hasta una tercera parte de su
volumen antes de proceder a inyectar aire. Una vez inflada la botella al mximo, colcala en la misma
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posicin que en los casos anteriores y sultala, con la advertencia de que al expulsar el agua sta sale a
presin y puede mojarte.
Mide el desplazamiento de la botella y antalo en la tabla correspondiente.
Botella inflada con: Desplazamiento
Slo aire
Aire y cilindro de madera
Aire y agua
Revisa la tabla y comenta con tus compaeros de equipo los resultados.
Son iguales los desplazamientos? S ( ) No ( )
En caso negativo, cmo lo explicas?
________________________________________________________________________________________
________________________________________________________________________________________
Discute las respuestas con los dems integrantes del equipo y, con el auxilio del docente, traten de llegar a
una conclusin tomando en cuenta lo siguiente:
En qu caso se requiere ms fuerza para expulsar el contenido de la botella?
________________________________________________________________________________________
________________________________________________________________________________________
________________________________________________________________________________________
Por qu?
________________________________________________________________________________________
________________________________________________________________________________________
________________________________________________________________________________________
En qu caso es mayor la accin?
________________________________________________________________________________________
________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________
Y consecuentemente
________________________________________________________________________________________
________________________________________________________________________________________
_______________________________________________________________________________________
Autoevaluacin1. En los cohetes que se usan en las fiestas tradicionales de tu comunidad y que explotan en lo alto, la accincorresponde a
________________________________________________________________________________________
2. Cuando te sientas en una silla aplicas una fuerza sobre el asiento que es___________________________________, misma que es la correspondiente a la accin y la
correspondiente a la reaccin dnde la notas?
________________________________________________________________________________________
3. Por qu rebota una pelota elstica, cuando la lanzas contra una pared slida?________________________________________________________________________________________
________________________________________________________________________________________
4. En la pregunta anterior, cul es la accin?_________________________________________ y la reaccin________________________________________________________________________________________
5. El enunciado de la tercera ley de la dinmica es:________________________________________________________________________________________
Del movimiento de los cuerpos en la Tierra
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La aportacin de Newton
El estudio de los astros en distintas culturas. Evolucin de las ideas sobre el Sistema Solar a lo largo de lahistoria. La gravitacin como fuerza; la ley de Newton. Relacin de la gravitacin con la cada libre y el peso de los objetos.
Aprendizaje esperado: Analiza la relacin entre la accin de la gravitacin con el movimiento de los cuerposdel Sistema Solar
Experimento 9Relacin entre la accin de la gravitacin con el movimiento de los cuerpos del Sistema Solar
Propsito del experimentoIdentificars la interaccin gravitacional con la distancia a la que se desplazan los planetas en el Sistema
Solar.
MaterialTubo de plstico rgido de unos 15 a 20 centmetros de largo y dimetro tal que permita pasar a travs de l
hilo camo sin obstculos, como un bolgrafo desechado sin el tubito con la tinta, o tramo de tubo pvc
hidrulico de 12.5 milmetros de dimetro (1/2 pulgada) o algo semejante
Hilo camo
Dos llaveros iguales de argolla
Varias rondanas de hierro del mismo tamao
Tijeras
DesarrolloCorta un tramo de hilo camo de un metro de largo y hazlo pasar a travs del tubo de plstico,
asegurndote de que pueda correr libremente. Ata en ambos extremos del hilo los llaveros de argolla y
coloca en uno de ellos una rondana. En el otro extremo, coloca tres rondanas.
Toma el tubo de plstico por la parte media y colcalo en posicin vertical para que el extremo que tiene el
llavero con una rondana quede en la parte superior del tubo. Observa el comportamiento del hilo camo
con los llaveros y las rondanas.
Dibuja la situacin a continuacin:
Cmo explicas la situacin anterior?
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Para orientar tus explicaciones responde a las siguientes preguntas:
Cul es la tendencia de las rondanas y de los llaveros si los dejas en libertad a cierta altura sobre el suelo?
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Cmo actan cuando estn sujetos en el hilo?________________________________________________________________________________________
_______________________________________________________________________________________
Si no estuvieran sujetos por el hilo y colocados en el tubo de plstico, las rondanas metlicas y los llaveros
tenderan a
Por qu si el hilo puede correr libremente a travs del tubo de plstico, uno de sus extremos queda pegado
al tubo y el otro separado?
________________________________________________________________________________________
_______________________________________________________________________________________
Qu sucede si tiras del extremo pegado al tubo y lo separas para dejarlo libre nuevamente?
________________________________________________________________________________________
Por qu?
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_______________________________________________________________________________________
La diferencia de cantidad de materia en los extremos del hilo camo implica que en cada extremo acten
distintas fuerzas de atraccin de las masas hacia el centro de la Tierra, o lo que es lo mismo, actan distintos
pesos.
Sin variar la posicin del tubo, extiende el brazo y empieza a hacer girar la mano, observando el
comportamiento del hilo de camo y las rondanas suspendidas en los llaveros.
Cmo son los tramos de hilo en los extremos del tubo?
________________________________________________________________________________________
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El tramo de hilo con una rondana:
________________________________________________________________________________________
_______________________________________________________________________________________Mientras el tramo de tubo con las tres rondanas:
________________________________________________________________________________________
_______________________________________________________________________________________
Haz girar el dispositivo anterior para que la rondana recorra una trayectoria circular constante. Observa la
rapidez con la que gira. Cmo son los tramos de hilo en los extremos del tubo?
________________________________________________________________________________________
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Sin variar la posicin, aumenta la rapidez del giro para que la rondana recorra una trayectoria circular
constante. Qu sucede?
________________________________________________________________________________________
_______________________________________________________________________________________
Cmo son los tramos de hilo en los extremos del tubo?
_______________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________
Sin variar la posicin, aumenta ms la rapidez del giro para que la rondana recorra una nueva trayectoria
circular constante. Qu sucede?
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Cmo son los tramos de hilo en los extremos del tubo?
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Repite la operacin anterior tantas veces como quieras y comenta con tus compaeros de equipo las
observaciones hechas al respecto. Qu sucede si disminuyes la rapidez del giro?
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________________________________________________________________________________________
Considera que el tubo de plstico, los llaveros con las rondanas y el hilo camo forman un sistema, en elque el hilo sirve para que notes la relacin entre los llaveros con las rondanas y dos fuerzas: una que hace
que el llavero con una rondana al entrar en rbita girando en torno al tubo de plstico se aleje y otra que no
permite que el llavero se escape, atrayndolo hacia el centro de la rbita.
Tomando en cuenta que el dispositivo que tienes es un modelo, puedes observar que interactan dos
fuerzas: una que tiende a hacer que un objeto se aleje del centro de la rbita en la que se mueve en razn a
la rapidez de su giro, y otra, constante, que lo atrae hacia el centro de la rbita.
Si consideras el modelo en funcin de nuestro Sistema Solar, qu cuerpo ocupa el centro del mismo?
________________________________________________________________________________________
_______________________________________________________________________________________
Qu cuerpos giran en torno al mismo?
________________________________________________________________________________________
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Por lo que sabemos, la masa del cuerpo central es muy superior a la de cualquiera de los cuerpos que giran a
su alrededor, por lo que ejerce sobre ellos una fuerza de atraccin gravitacional mayor a la que cualquiera
de los cuerpos en rbita puede ejercer en reciprocidad sobre l. A qu conclusiones llegas?
________________________________________________________________________________________
________________________________________________________________________________________
________________________________________________________________________________________
_______________________________________________________________________________________
Autoevaluacin1. El peso de un cuerpo es una manifestacin de
________________________________________________________________________________________
2. El cuerpo celeste que ocupa el centro del Sistema Solar es________________________________________________________________________________________
3. Para que una rbita sea mayor se necesita________________________________________________________________________________________4. Si disminuye la rapidez del giro, entonces
_______________________________________________________________________________________
La energa, una idea fructfera y alternativa a la fuerza
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La energa y la descripcin de las transformaciones
Experiencias alrededor de diversas formas de la energa. La idea de energa en la cotidianidad.
Aprendizaje esperado: Identificar las formas en las que se manifiesta la energa en distintos procesos yfenmenos fsicos cotidianos
Experimento 10Algunas manifestaciones cotidianas de la energaPropsito del experimentoAnalizars experimentalmente la manifestacin cotidiana de la energa y una forma de aprovecharla.
MaterialPapel aluminio
Recipiente semiesfrico de fondo plano como los llamados bol
Copilla de succin como las que presentan las flechas o dardos de juguete que se pueden pegar
humedecidas sobre las superficies planas al oprimirse
Trozo de varilla cilndrica de madera de grueso tal que ajuste en la copilla de succin, de unos cinco
centmetros de largo, con punta en un extremo
Tijeras
Dos papas crudas de tamao mediano
Cinta adhesiva
Regla graduada en centmetros
Comps
LpizDesarrolloComo sabes bien, en la vida diaria aprovechamos diferentes fuentes de energa, bsicamente de origen fsil,
como el petrleo y sus derivados o el carbn mineral, adems de otras llamadas de la biomasa, como la lea
y el rastrojo resultante de los cultivos agrcolas, y desde tiempos antiguos la energa hidrulica (de las
corrientes de agua) o la energa elica (del viento), que con las aportaciones de la ingeniera moderna, hanpermitido transformar las fuentes anteriores en formas de fcil aplicacin, como la electricidad.
Si analizas con cuidado, podrs establecer un hilo conductor
que te lleva a establecer como origen de la mayora de las
fuentes de energa a nuestro astro central del Sistema
Planetario, el Sol.
As por ejemplo, sabes ya que todos los vegetales verdes
producen su alimento a travs de la funcin fotosinttica y
que son la base primordial de las pirmides alimenticias.
Los yacimientos fsiles de carbn mineral son depsitos
formados por los bosques prehistricos que, por accin de
cataclismos terrestres, quedaron sepultados.
Los animales prehistricos que quedaron sepultados
tambin, al descomponerse, dieron por resultado laformacin de los hidrocarburos que en conjunto
conocemos como petrleo.
El ciclo del agua en la naturaleza y la formacin de
corrientes superficiales (ros y arroyos), as como la formacin de las corrientes marinas y areas, son
resultantes de los mecanismos de transmisin del calor, producido bsicamente por la energa del Sol Ante
la crisis energtica que enfrentamos a nivel mundial, se ha acentuado la necesidad de buscar alternativas
que permitan disminuir la dependencia de los energticos fsiles o no renovables.
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Para ello se han vuelto los ojos a las llamadas
energas renovables, entre las cuales destaca
la energa solar, que es aprovechada en
distintas formas como la generacin de
electricidad mediante las llamadas celdas
fotoelctricas, que en su aplicacin ms
extendida permite el funcionamiento decalculadoras, radios, etctera, que
seguramente conoces.
Otra aplicacin es el aprovechamiento de la energa calorfica proveniente del Sol en los colectores planos
que se usan para calentadores de agua o los hornos solares,
un modelo de los cuales podrs construir a continuacin:
Para que sientas en carne propia la accin de la energa solar,
procede de la siguiente manera: dibuja con el comps en el
papel aluminio dos circunferencias concntricas, una con radio
de dos centmetros y otra con radio de seis centmetros.
Usando las tijeras, recorta la circunferencia mayor y un sector
que te permita llegar a la circunferencia menor; recrtala para
obtener una figura como la siguiente: con el papel aluminio
recortado forma un embudo en torno a uno de tus dedos, el
ndice por ejemplo y pgalo con la cinta adhesiva para evitar
que se desbarate.
Apunta hacia el Sol y deja transcurrir un rato hasta que notes
algn cambio en el dedo. Qu sientes?
________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________
_______________________________________________________________________________________
Con la experiencia anterior, podrs entender mejor el principio
en que basa su funcionamiento el dispositivo que puedes
construir de la siguiente manera: Toma el recipiente
semiesfrico y frralo por la parte interior con papel aluminio,
cuidando de que la parte que quede expuesta sea la ms
brillante y alsala con el dorso de una cuchara hasta que notes
que ya no se presenta ninguna arruga.
Toma ahora la copilla de succin y colcale el trozo de varilla de
madera de tal modo que quede la punta hacia afuera; ensarta
en ella una de las papas crudas con todo y su cscara y,
humedeciendo la parte cncava de la copilla, fjala en el fondodel recipiente semiesfrico.
Coloca el conjunto anterior en un lugar bien asoleado de tal
manera que el Sol le d directamente y asegrate de que reciba
la luz solar durante una media hora, haciendo los cambios de posicin necesarios para que siempre el Sol le
d directamente.
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Transcurrido el tiempo marcado, retira con cuidado
la papa del interior del recipiente y comprala con
la papa no expuesta al Sol. Encuentras alguna o
algunas diferencias?
S ( ) No ( )
En caso afirmativo, en qu consisten?
____________________________________________________________________________________
__________________________________________
Le encuentras alguna o algunas aplicaciones
prcticas al fenmeno observado?
S ( ) No ( )
En caso afirmativo, en qu consisten?
__________________________________________
________________________________________________________________________________________
_______________________________________________________________________________________
Autoevaluacin
1. Qu tipo de energa has puesto de manifiesto en el experimento?________________________________________________________________________________________
2. La anterior es una energa renovable o no renovable:_______________________________________________________________________________________
3. La aplicacin de esta energa es contaminante del medio ambiente?S ( ) No ( )
4. Es cotidiana la fuente de energa estudiada?S ( ) No ( )
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La energa y el movimiento
La energa cintica y potencial. Formulaciones algebraicas. Transformaciones de la energa mecnica.
Aprendizaje esperado: Analiza las transformaciones de energa potencial y cintica en situaciones del
entorno.
Experimento 11Transformaciones de energa potencial y cinticaPropsito del experimentoReconocers experimentalmente alguna manifestacin cotidiana de las transformaciones de energa
potencial y cintica en situaciones del entorno.
MaterialTabla o bloque de madera de 10 x 15 centmetros y 2 centmetros de grueso
Tres martillos: pequeo, mediano y grande
Tres clavos de hierro de cinco centmetros de largo
Regla graduada en centmetros
Desarrollo
Al igual que todos los seres vivos, necesitamos disponer de energa, en sus diferentes formas, como luz,
calor y, sobre todo, energa vital proveniente de los alimentos. Dicho lo anterior, atendamos de lleno alguna
manifestacin cotidiana de las transformaciones de energa potencial y cintica en situaciones del entorno,
como las propuestas en el texto, analizando las siguientes actividades:
Para levantar los cuerpos de las experiencias propuestas en la pgina 160 del libro de texto, necesitas
realizar un esfuerzo que depende bsicamente del tamao del objeto y su masa.
Esto implica que has tenido que aplicar una fuerza que compense la atraccin gravitacional de la Tierra
sobre el cuerpo (su peso) y, consecuentemente, has usado cierta cantidad de energa corporal, que aument
con la altura a la que levantaste el objeto.
Como puedes ver, el objeto elevado requiri de cierta cantidad de energa para llegar hasta su posicin y
sta se acumul en forma de cierta capacidad para realizar trabajo o energa potencial que al soltar el objeto
se puso de manifiesto en forma de movimiento (energa cintica) y despus, al chocar contra los objetos
colocados en la base, los deform (manifestaciones de la energa mecnica).Tomando en cuenta lo anterior, junto con tus compaeros de equipo, pueden revisar el entorno y
mencionar algn o algunos aparatos que aprovechen la acumulacin de energa potencial cuando se levanta
un cuerpo y despus se le deja caer para permitirle su movimiento?
Toma nota cuidadosa de las propuestas justificando el porqu de las mismas:
________________________________________________________________________________________
________________________________________________________________________________________
________________________________________________________________________________________
________________________________________________________________________________________
________________________________________________________________________________________
_______________________________________________________________________________________
A reserva de coincidir con alguna de las propuestas que hayan hecho en la lista anterior, procede a poner la
tabla o bloque de madera sobre la mesa de trabajo y toma por el mango el martillo menor de la lista de
material; levntalo hasta una altura determinada (10 centmetros por encima la cabeza de un clavo colocadode punta en un lugar definido de la superficie del bloque de madera) y djalo caer sin impulsarlo, slo
guindolo.Mide qu tanto penetr el clavo en la madera, anotando el dato en la tabla de datos.
Repite la accin colocando un clavo nuevo en cada ocasin, elevando el martillo hasta las alturas
consignadas en la tabla y complemntala con tus observaciones.
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Altura(centmetros)
Penetracin del clavo conmartillo pequeo
Penetracin del clavo conmartillo mediano
Penetracin delclavo con martillo
grande
10
30
50
Humedece un poco tus dedos pulgar e ndice y con cuidado toca los clavos inmediatamente despus de
haber recibido el golpe, qu notas?
________________________________________________________________________________________
________________________________________________________________________________________
________________________________________________________________________________________
Autoevaluacin1. Al levantar los martillos, stos adquieren energa
________________________________________________________________________________________
________________________________________________________________________________________
2. La energa adquirida por los martillos depende de _________________________________________y________________________________________________________________________________________
3. La energa del martillo elevado al caer se transforma en________________________________________________________________________________________
4. La energa anterior se transforma en ____________________________________________ y
________________________________________________________________________
Las interacciones elctrica y magntica
Cmo por arte de magia?
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Los efectos de las cargas elctricas Experiencias alrededor de fenmenos electrostticos, el relmpago. Formas de cargar elctricamente los objetos. Interaccin entre cargas elctricas. La fuerza elctrica. Energa elctrica.
Aprendizaje esperado: Identificar las interacciones entre cargas elctricas y las relaciona con la idea defuerza a partir de experimentos.
Experimento 12Experiencias alrededor de fenmenos electrostticosPropsitoDemostrars que la energa cintica puede producir electricidad.
MaterialTrocitos de papel de china
Plato hondo
Lmina de vidrio de tamao suficiente para cubrir el plato
Pao de seda o de fibra artificial
Pao de lana
Dos globos de hule inflados
DesarrolloColoca en el fondo del plato 12 trocitos de papel de china de unos 2 x 4 centmetros, distribuidos en toda la
superficie; a continuacin, coloca la lmina de vidrio sobre el plato y frtala con el pao de seda o fibra
artificial tan rpido como puedas, cuidando en hacerlo siempre en el mismo sentido. Observa qu sucede y
toma nota de las observaciones:
________________________________________________________________________________________
________________________________________________________________________________________
_______________________________________________________________________________________
Quita el vidrio y acerca el pao que frotaste a los papeles contenidos en el fondo del plato y observa. Qu
sucede?
________________________________________________________________________________________
_______________________________________________________________________________________Toma ahora uno de los globos, nflalo talo con un trozo de hilo y frtalo unas 10 veces con el pao de lana.
Acrcalo a tu pelo que deber estar limpio y seco, qu sucede?
________________________________________________________________________________________
_______________________________________________________________________________________
Suspende el globo frotado tomndolo del extremo del hilo y acrcale otro globo inflado suspendido del
extremo de su respectivo hilo, qu sucede?
________________________________________________________________________________________
________________________________________________________________________________________
_______________________________________________________________________________________
Si los globos llegan a tocarse, qu sucede despus de un rato?
________________________________________________________________________________________
________________________________________________________________________________________
_______________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________
Autoevaluacin
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1. Los papeles del fondo del plato son ______________________hacia el vidrio que seha _____________________________________________________________________2. La energa adquirida por el vidrio es de tipo __________________________________3. La energa del vidrio se produjo transformando________________________________4.Al entrar en contacto los dos globos, el globo frotado
_________________________________________________________al globo sin frotar.
5. Despus de un rato, los globos __________________________________porque________________________________________________________________________
Los efectos de los imanes
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Experiencias alrededor de los imanes. El magnetismo terrestre. El comportamiento de los imanes. Fuerza magntica.
Aprendizaje esperado: Describir el magnetismo terrestre y la aplicacin de este fenmeno en elfuncionamiento de la brjula.
Experimento 13El magnetismo terrestre
Propsito del experimentoIdentificars prcticamente la existencia del magnetismo terrestre.
MaterialDos imanes de barra
Hilo de coser
Aguja de acero para coser estambre
Tapn de corcho o trozo de unicel
Plato hondo
Sustancia Agua
DesarrolloAmarra el hilo a la parte media del imn de barra y haz los ajustes
necesarios para que al suspenderlo tomndolo por el extremo libre del
hilo quede en equilibrio y pueda oscilar libremente.
Cuando el imn est en reposo, hacia dnde se orienta?
____________________________________________________________
____________________________________________________________
____________________________________________________________
____________________________________________________________
____________________________________________________________
____________________________________________________________
____________________________________________________________
Da un ligero golpe al imn para que gire y djalo que vuelva a recuperar el reposo; cuando esto suceda,
observa, hacia dnde se orienta?
________________________________________________________________________________________
_______________________________________________________________________________________
Repite varias veces la operacin y anota hacia dnde se orienta.
________________________________________________________________________________________
_______________________________________________________________________________________Comenta las observaciones con los dems compaeros de equipo y anota a qu conclusiones llegan.
Ata el otro imn de la misma manera que el anterior y espera a que quede quieto y con cuidado acrcalo al
primer imn, qu observas?
________________________________________________________________________________________
________________________________________________________________________________________
_______________________________________________________________________________________
Retira el segundo imn y aproxmalo al primero desde distintas posiciones, qu observas?
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________________________________________________________________________________________
_______________________________________________________________________________________
Qu sucede si acercas los imanes por los extremos de igual polaridad?
________________________________________________________________________________________
_______________________________________________________________________________________
Qu sucede si acercas los imanes por los extremos de diferente polaridad?
_______________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________
Retomando las primeras observaciones, en qu direccin apuntaban los imanes que se dejan oscilar
libremente?
________________________________________________________________________________________
_______________________________________________________________________________________
Ambos imanes tenan:
La misma orientacin ( ) distinta orientacin ( )
En caso de presentar la misma orientacin, ambos imanes apuntaban
En el mismo sentido ( ) en distinto sentido ( )
En caso de presentar la misma orientacin y en el mismo sentido, hacia qu eje cardinal lo hacen?
Eje este-oeste ( )
Eje norte-sur ( )Eje noreste-sureste ( )
Eje noroeste-suroeste ( )
Qu te sugiere el hecho anterior?
________________________________________________________________________________________
________________________________________________________________________________________
Con base en estas observaciones, y con el auxilio y orientacin del docente, procede a fabricar un aparato de
gran utilidad para la orientacin geogrfica, una brjula, para lo cual procede de la siguiente manera:
Toma la aguja y frtala con uno de los extremos de uno de los imanes de barra, siempre en el mismo
sentido.
Con esto ests transformando la aguja en un imn y, para
comprobarlo, acerca la aguja a algn objeto de hierro o acero,
como un clip o un clavo o tachuela y si se adhieren, habrscumplido con el cometido.
Una vez logrado lo anterior, atraviesa con ella el tapn de
corcho o el unicel, deposita agua en el plato hasta la mitad de
su capacidad y coloca el corcho o unicel con la aguja para que
flote libremente en la parte media de la superficie del lquido.
Qu observas?
___________________________________________________
___________________________________________________
Desva la aguja de su posicin de equilibrio y djala flotar libremente.
Qu observas?
_____________________________________________________
__________________________________________________________________________________________________________
_____________________________________________________
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Autoevaluacin
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1. Al permitir la libre orientacin de un imn de barra, ste se orienta siempre en la direccin________________________________________________________________________________________
________________________________________________________________________________________
2. Los extremos del imn de barra apuntan ___________________________________________________y________________________________________________________________________________________
3. Cuando imantas la aguja atravesada en el corcho o el unicel y la pones a flotar ____________________en
agua obtienes ____________________________________________________________________________4. El fenmeno anterior se debe a
________________________________________________________________________________________
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