fÍsica ii - cobaeh.edu.mx · ciencias experimentales fÍsica ii cuarto semestre 2 Índice...
TRANSCRIPT
DIRECCIÓN ACADÉMICA
FÍSICA II Enero 2015
CIENCIAS EXPERIMENTALES FÍSICA II CUARTO SEMESTRE
2
ÍNDICE
PRESENTACIÓN 3
REGLAMENTO DE LABORATORIO 3
JUSTIFICACIÓN 4
COMPETENCIAS GENERICAS 4
COMPETENCIAS DISCIPLINARES BASICAS
8
BLOQUE I: EXPLICAS EL COMPORTAMIENTO DE LOS FLUIDOS.
1.-CARACTERÍSTICAS DE LOS FLUIDOS 09
2.-DENSIDAD Y PESO ESPECÍFICO 16
3.-HUNDIRSE O FLOTAR (PRINCIPIO DE ARQUÍMEDES) 25
4.-COMPROBANDO EXPERIMENTALMENTE EL PRINCIPIO DE
ARQUÍMEDES
31
5.-PRESIÓN HIDROSTÁTICA, GASTO Y VELOCIDAD DE SALIDA
38
BLOQUE II: IDENTIFICAS DIFERENCIAS ENTRE CALOR Y
TEMPERATURA.
6.-DILATACIÓN DE SÓLIDOS, LÍQUIDOS Y GASES 44
7.-CONDUCTORES Y NO CONDUCTORES DEL CALOR 50
8.-CALOR ESPECÍFICO
55
BLOQUE III: COMPRENDES LAS LEYES DE LA ELECTRICIDAD.
9.-CARGA ELÉCTRICA Y CONSTRUCCIÓN DE UN ELECTROSCOPIO 60
10.-LEY DE OHM
66
BLOQUE IV: RELACIONAS LA ELECTRICIDAD CON EL MAGNETISMO.
72.-IMANES Y CAMPO MAGNÉTICO 72
ELECTROMAGNETISMO 78
RÚBRICA DE EVALUACIÓN 84
CIENCIAS EXPERIMENTALES FÍSICA II CUARTO SEMESTRE
3
La Física como Ciencia, presenta un rol muy importante dentro de la sociedad en cuanto a su
desarrollo, de ahí la necesidad de enfocar los esfuerzos por comprenderla.
En este sentido, el presente manual pretende contribuir a que los alumnos adquieran las siguientes
capacidades:
Profundizar en los criterios y rigor propio de los métodos de trabajo de la ciencia utilizando técnicas
de manipulación necesarias para llevar a cabo experimentaciones con precisión y bajo condiciones
de seguridad, realizar los cálculos precisos y aplicar el razonamiento lógico para indicar y deducir.
Comprender los conceptos, leyes, teorías o modelos más importantes de la Física y aplicarlos a
situaciones reales y cotidianas.
Desarrollar el pensamiento crítico, valorando sus aportaciones al desarrollo de la ciencia
reconociendo el carácter dinámico y cambiante de la Física.
Desarrollar la capacidad de analizar y sintetizar información científica, así como tomar conciencia
de la necesidad de comunicarla, utilizando la terminología adecuada.
Mostrar actitudes asociadas al trabajo científico tales como la curiosidad, capacidad crítica,
necesidad de verificación de los hechos, el cuestionamiento de lo obvio, y el trabajo el trabajo en
equipo en el laboratorio respetando las normas de seguridad e higiene.
REGLAMENTO DE LABORATORIO
Es importante que antes de iniciar cualquier actividad dentro del laboratorio, tomes en cuenta los
cuidados que te permitan el cuidado de tu integridad física. Es por esto que te sugerimos las
siguientes reglas básicas que te servirán para actuar con seguridad en el laboratorio.
1. Uso obligatorio de la bata de laboratorio.
2. No introducir ni consumir ninguna clase de alimentos.
3. Mantener orden y disciplina.
PRESENTACIÓN
CIENCIAS EXPERIMENTALES FÍSICA II CUARTO SEMESTRE
4
4. Respetar las instalaciones como el equipo, en caso de no ser así el alumno tendrá que
responsabilizarse de los daños.
5. Antes de iniciar la sesión comunicar al docente si padece alguna enfermedad o alergia.
6. Al finalizar la sesión, las instalaciones como el material utilizado debe permanecer en
perfecto estado.
7. Cumplir las indicaciones del profesor y auxiliar de laboratorio en cada asignatura.
JUSTIFICACIÓN
La asignatura de Física II, permite el trabajo interdisciplinario, en relación directa con el enfoque
por competencias lo cual reitera la importancia de establecer este tipo de relaciones, al proponer el
trabajo interdisciplinario en similitud a la forma como se presentan los hechos reales en su
comunidad o entorno inmediato.
COMPETENCIAS GENERICAS
Se autodetermina y cuida de sí
1. Se conoce y valora a sí mismo y aborda problemas y retos teniendo en cuenta los objetivos que
persigue.
1.1 Enfrenta las dificultades que se le presentan y es consciente de sus valores, fortalezas
y debilidades.
1.2 Identifica sus emociones, las maneja de manera constructiva y reconoce la necesidad
de solicitar apoyo ante una situación que lo rebase.
1.3 Elige alternativas y cursos de acción con base en criterios sustentados y en el marco
de un proyecto de vida.
1.4 Analiza críticamente los factores que influyen en su toma de decisiones.
1.5 Asume las consecuencias de sus comportamientos y decisiones.
1.6 Administra los recursos disponibles teniendo en cuenta las restricciones para el logro
de sus metas.
2. Es sensible al arte y participa en la apreciación e interpretación de sus expresiones en distintos
géneros.
CIENCIAS EXPERIMENTALES FÍSICA II CUARTO SEMESTRE
5
2.1 Valora el arte como manifestación de la belleza y expresión de ideas, sensaciones y
emociones.
2.2 Experimenta el arte como un hecho histórico compartido que permite la comunicación
entre individuos y culturas en el tiempo y el espacio, a la vez que desarrolla un sentido
de identidad.
2.3 Participa en prácticas relacionadas con el arte.
3. Elige y practica estilos de vida saludables.
3.1 Reconoce la actividad física como un medio para su desarrollo físico, mental y social.
3.2 Toma decisiones a partir de la valoración de las consecuencias de distintos hábitos de
consumo y conductas de riesgo.
3.3 Cultiva relaciones interpersonales que contribuyen a su desarrollo humano y el de
quienes lo rodean.
Se expresa y se comunica
4. Escucha, interpreta y emite mensajes pertinentes en distintos contextos mediante la utilización
de medios, códigos y herramientas apropiados.
4.1 Expresa ideas y conceptos mediante representaciones lingüísticas, matemáticas o
gráficas.
4.2 Aplica distintas estrategias comunicativas según quienes sean sus interlocutores, el
contexto en el que se encuentra y los objetivos que persigue.
4.3 Identifica las ideas clave en un texto o discurso oral e infiere conclusiones a partir de
ellas.
4.4 Se comunica en una segunda lengua en situaciones cotidianas.
4.5 Maneja las tecnologías de la información y la comunicación para obtener información
y expresar ideas.
Piensa crítica y reflexivamente
5. Desarrolla innovaciones y propone soluciones a problemas a partir de métodos establecidos.
5.1 Sigue instrucciones y procedimientos de manera reflexiva, comprendiendo como cada
uno de sus pasos contribuye al alcance de un objetivo.
5.2 Ordena información de acuerdo a categorías, jerarquías y relaciones.
5.3 Identifica los sistemas y reglas o principios medulares que subyacen a una serie de
fenómenos.
5.4 Construye hipótesis y diseña y aplica modelos para probar su validez.
CIENCIAS EXPERIMENTALES FÍSICA II CUARTO SEMESTRE
6
5.5 Sintetiza evidencias obtenidas mediante la experimentación para producir
conclusiones y formular nuevas preguntas.
5.6 Utiliza las tecnologías de la información y comunicación para procesar e interpretar
información.
6. Sustenta una postura personal sobre temas de interés y relevancia general, considerando otros
puntos de vista de manera crítica y reflexiva.
6.1 Elige las fuentes de información más relevantes para un propósito específico y
discrimina entre ellas de acuerdo a su relevancia y confiabilidad.
6.2 Evalúa argumentos y opiniones e identifica prejuicios y falacias.
6.3 Reconoce los propios prejuicios, modifica sus puntos de vista al conocer nuevas
evidencias, e integra nuevos conocimientos y perspectivas al acervo con el que
cuenta.
6.4 Estructura ideas y argumentos de manera clara, coherente y sintética.
Aprende de forma autónoma
7. Aprende por iniciativa e interés propio a lo largo de la vida.
7.1 Define metas y da seguimiento a sus procesos de construcción de conocimiento.
7.2 Identifica las actividades que le resultan de menor y mayor interés y dificultad,
reconociendo y controlando sus reacciones frente a retos y obstáculos.
7.3 Articula saberes de diversos campos y establece relaciones entre ellos y su vida
cotidiana.
Trabaja en forma colaborativa
8. Participa y colabora de manera efectiva en equipos diversos.
8.1 Propone maneras de solucionar un problema o desarrollar un proyecto en equipo,
definiendo un curso de acción con pasos específicos.
8.2 Aporta puntos de vista con apertura y considera los de otras personas de manera
reflexiva.
8.3 Asume una actitud constructiva, congruente con los conocimientos y habilidades con
los que cuenta dentro de distintos equipos de trabajo.
Participa con responsabilidad en la sociedad
9. Participa con una conciencia cívica y ética en la vida de su comunidad, región, México y el
mundo.
9.1 Privilegia el diálogo como mecanismo para la solución de conflictos.
CIENCIAS EXPERIMENTALES FÍSICA II CUARTO SEMESTRE
7
9.2 Toma decisiones a fin de contribuir a la equidad, bienestar y desarrollo democrático de
la sociedad.
9.3 Conoce sus derechos y obligaciones como mexicano y miembro de distintas
comunidades e instituciones, y reconoce el valor de la participación como herramienta
para ejercerlos.
9.4 Contribuye a alcanzar un equilibrio entre el interés y bienestar individual y el interés
general de la sociedad.
9.5 Actúa de manera propositiva frente a fenómenos de la sociedad y se mantiene
informado.
9.6 Advierte que los fenómenos que se desarrollan en los ámbitos local, nacional e
internacional ocurren dentro de un contexto global interdependiente.
10. Mantiene una actitud respetuosa hacia la interculturalidad y la diversidad de creencias,
valores, ideas y prácticas sociales.
10.1 Reconoce que la diversidad tiene lugar en un espacio democrático de igualdad de
dignidad y derechos de todas las personas, y rechaza toda forma de discriminación.
10.2 Dialoga y aprende de personas con distintos puntos de vista y tradiciones
culturales mediante la ubicación de sus propias circunstancias en un contexto más
amplio.
10.3 Asume que el respeto de las diferencias es el principio de integración y convivencia
en los contextos local, nacional e internacional.
11. Contribuye al desarrollo sustentable de manera crítica, con acciones responsables.
11.1 Asume una actitud que favorece la solución de problemas ambientales en los
ámbitos local, nacional e internacional.
11.2 Reconoce y comprende las implicaciones biológicas, económicas, políticas y
sociales del daño ambiental en un contexto global interdependiente.
11.3 Contribuye al alcance de un equilibrio entre los intereses de corto y largo plazo con
relación al ambiente.
CIENCIAS EXPERIMENTALES FÍSICA II CUARTO SEMESTRE
8
COMPETENCIAS DISCIPLINARES BÁSICAS DEL CAMPO DE LAS
CIENCIAS EXPERIMENTALES
1. Establece la interrelación entre la ciencia, la tecnología y el ambiente en contextos históricos y
sociales específicos.
2. Fundamenta opiniones sobre los impactos de la ciencia y la tecnología en su vida cotidiana,
asumiendo consideraciones éticas.
3. Identifica problemas, formula preguntas de carácter científico y plantea las hipótesis necesarias
para responderlas.
4. Obtiene, registra y sistematiza la información para responder a preguntas de carácter científico,
consultando fuentes relevantes y realizando experimentos pertinentes.
5. Contrasta los resultados obtenidos en una investigación o experimento con hipótesis previas y
comunica sus conclusiones.
6. Valora las preconcepciones personales o comunes sobre diversos fenómenos naturales a partir
de evidencias científicas.
7. Explicita las nociones científicas que sustentan los procesos para la solución de problemas
cotidianos.
8. Explica el funcionamiento de máquinas de uso común a partir de nociones científicas.
9. Diseña modelos o prototipos para resolver problemas, satisfacer necesidades o demostrar
principios científicos.
10. Relaciona las expresiones simbólicas de un fenómeno de la naturaleza y los rasgos
observables a simple vista o mediante instrumentos o modelos científicos.
11. Analiza las leyes generales que rigen el funcionamiento del medio físico y valora las acciones
humanas de riesgo e impacto ambiental
12. Decide sobre el cuidado de su salud a partir del conocimiento de su cuerpo, sus procesos
vitales y el entorno al que pertenece.
13. Relaciona los niveles de organización Química, Biológica, Física y Ecológica de los seres vivos.
14. Aplica normas de seguridad en el manejo de sustancias, instrumentos y equipo en la
realización de actividades de su vida cotidiana.
CIENCIAS EXPERIMENTALES FÍSICA II CUARTO SEMESTRE
9
Competencias genéricas (atributos):
8.-Participa y colabora de manera efectiva en equipos diversos. Atributo: Propone maneras de solucionar un problema o desarrollar un proyecto en equipo definiendo un curso de acción con pasos específicos.
Competencias disciplinares básicas:
4.- Obtiene, registra y sistematiza la información para responder a preguntas de carácter científico, consultando fuentes relevantes y realizando experimentos pertinentes. 5.- Contrasta los resultados obtenidos en una investigación o experimento con hipótesis previas y comunica sus conclusiones
Desempeños del estudiante al concluir la práctica
Identifica las características de los fluidos que los diferencian de los sólidos.
Saberes previos
Un fluido es toda sustancia cuyás moléculas pueden deslizarse unas sobre otras como sucede en
los líquidos, o bien las moléculas se mueven sueltas como en los gases, debido a que se
encuentran separadas entre sí. Los líquidos están formados por sustancias en un estado de la
materia intermedio entre los estados sólido y gaseoso. El líquido es un estado de agregación de la
materia en forma de fluido altamente incompresible (lo que significa que su volumen es, muy
aproximadamente, constante).
Cuestionario de conceptos antecedentes
1. ¿Qué es un fluido?
2. ¿Por qué el agua moja?
3. ¿Por qué se forman gotas de agua esféricas en una telaraña?
CARACTERÍSTICAS DE LOS FLUIDOS 1
CIENCIAS EXPERIMENTALES FÍSICA II CUARTO SEMESTRE
10
4. ¿Por qué el agua sube a través del tallo de las plantas?
5. ¿Porque la miel fluye más lentamente que el agua?
Pregunta Activadora:
¿Porqué los líquidos y gases son fluidos? Explica considerando su disposición a nivel molecular.
Hipótesis
Material y equipo
ELEMENTO CANTIDAD
Vasos de precipitados
Tubos de ensaye chicos
Cristalizador
Canicas
Regla graduada
4
3
1
4
1
.
CIENCIAS EXPERIMENTALES FÍSICA II CUARTO SEMESTRE
11
Experimento 1.
a) Colocar 200 ml de agua en un vaso de precipitados.
b) Dejar caer la canica a través del agua que está dentro del vaso y en ese instante
determinar el tiempo que tarda en llegar al fondo. Realiza dos veces más el proceso.
d) Repetir los pasos a y b pero utilizando shampoo, aceite y posteriormente miel natural.
Canica
d) Considerando los resultados observados, explica el orden de viscosidad de las
sustancias.
__________________________________________________________________
__________________________________________________________________
Cronómetro
Agua
Aceite
Shampoo
Miel
Hoja de papel albanene o (encerado)
Aguja
Jabón detergente
Tubo de ensaye grande
1
1
1
1
Desempeño (aprendizaje colaborativo)-acciones a realizar.
CIENCIAS EXPERIMENTALES FÍSICA II CUARTO SEMESTRE
12
Experimento 2.
a) Colocar en un tubo delgado agua, en otro aceite y en un tercero mercurio. Notar la forma
del menisco en cada caso y explicar si son diferentes y porqué.
__________________________________________________________________
__________________________________________________________________
Experimento 3.
a) En una hoja de papel albanene, colocar dos gotas de agua separadas 5 ml. Observa que
pasa, tomando la hoja y haciendo movimientos circulares.
b) ¿Las dos gotas de agua, al hacer contacto, forman una sola?
______________________________________________________________
c) ¿Por qué al ingerir un refresco, leche o cualquier otro líquido contenido en un vaso,
notamos que quedan residuos en sus paredes? Explica.
_____________________________________________________________
Experimento 4.
a) Poner tubos de diferentes diámetros en un recipiente con agua con colorante. Medir la
altura hasta la que sube el agua por capilaridad. Hallar una relación entre el radio del tubo
y la altura a la que sube el agua.
b) Si hubieras elegido aceite en lugar de agua ¿llegaría a la misma altura el fluido?
Compruébalo.
c) Escribe tus observaciones.
CIENCIAS EXPERIMENTALES FÍSICA II CUARTO SEMESTRE
13
_________________________________________________________________
________________________________________________________________
Nota: Si no se cuenta con este material se puede utilizar un vaso desechable con agua
adicionándole un poco de colorante, colocar una flor de color blanco y observar lo que pasa
después de 30 minutos.
Experimento 5.
a) Agregar agua en un cristalizador hasta el tope.
b) Recorrer la aguja tocándola con el dedo índice de la mano y enseguida tratar de colocarla
sobre la superficie del agua hasta que ésta flote.
c) Explica lo sucedido.
________________________________________________________________
________________________________________________________________
d) Repite el proceso anterior pero utilizando agua con jabón en el recipiente. ¿Sucede lo
mismo?, explica.
________________________________________________________________
________________________________________________________________
CIENCIAS EXPERIMENTALES FÍSICA II CUARTO SEMESTRE
14
Conclusiones:
Con base en los resultados obtenidos y a la hipótesis elaborada, reflexionar y discutir en equipo
anotando sus conclusiones.
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________
Fuentes de consulta (bibliográficas y/o electrónica)
CIENCIAS EXPERIMENTALES FÍSICA II CUARTO SEMESTRE
15
Evaluación de la práctica 1 “Características de los fluidos”
Plantel: Semestre: Cuarto Asignatura: Física II Grupo:
Profesor: Alumno:
GUIA DE OBSERVACIÓN
INSTRUCCIONES: Marca con una X el registro de cumplimiento correspondiente.
No Acciones a Evaluar Registro Pondera
ción Calificación
SI NO NA
1 Porta correctamente la bata en el transcurso de la práctica.
2 Se presenta puntualmente al laboratorio.
3 Usa vale para solicitar material.
4 Cumple con el material solicitado.
5 Respeta las normas de seguridad del laboratorio.
6 Participa activamente en el desarrollo de la práctica.
7 Comenta sus dudas durante el desarrollo de la práctica.
8 Discute y concluye sus resultados de la práctica correctamente
9 Comparte sus experiencias en el equipo.
10 Guarda los materiales al término de la práctica.
LISTA DE COTEJO
INSTRUCCIONES: Marca con una X el registro de cumplimiento correspondiente.
No Acciones a Evaluar Registro
Pondera
ción Calificación
SI NO NA
1 El reporte presenta limpieza.
2 El reporte se entregó puntualmente.
3 La portada contiene los datos pertinentes.
4 La hipótesis se basa en una variable experimental y una
predicción.
5 Los cuadros fueron completados de acuerdo a las observaciones.
6 Los esquemas son claros y acordes al desarrollo experimental
7 El cuestionario se encuentra completo.
8 Las conclusiones están relacionadas con el tema.
9 La bibliografía citada es la correcta.
CIENCIAS EXPERIMENTALES FÍSICA II CUARTO SEMESTRE
16
Competencias genéricas (atributos):
8.-Participa y colabora de manera efectiva en equipos diversos. Atributo: Propone maneras de solucionar un problema o desarrollar un proyecto en equipo definiendo un curso de acción con pasos específicos.
Competencias disciplinares básicas:
4.- Obtiene, registra y sistematiza la información para responder a preguntas de carácter científico, consultando fuentes relevantes y realizando experimentos pertinentes. 5.- Contrasta los resultados obtenidos en una investigación o experimento con hipótesis previas y comunica sus conclusiones
Desempeños del estudiante al concluir la práctica
Determina de manera indirecta valores de densidad y peso específico de algunas sustancias
comunes.
Saberes previos
La propiedad física que sirve para identificar, justamente, qué tanto espacio ocupa cierta cantidad
de materia, es la densidad. De manera específica la densidad mide la razón de la cantidad de
materia de una sustancia, con respecto al volumen que ocupa.
La densidad no es una propiedad exclusiva de los fluidos sino de cualquier objeto, incluidos los
sólidos, ya que todos tienen masa y ocupan un volumen. Sin embargo la densidad es una
característica especialmente importante en los fluidos porque permite entender mucho de su
comportamiento. La densidad es una propiedad distintiva de las sustancias y no depende del tipo
de cuerpo que se utilice para medirla o de su forma. Por tanto, una gota de agua tiene la misma
densidad que el agua contenida en una cisterna.
Una magnitud relacionada directamente con la densidad es el Peso específico, definido como el
peso del cuerpo (w) dividido entre su volumen (V).
Datos curiosos:
DENSIDAD Y PESO ESPECÍFICO
2
CIENCIAS EXPERIMENTALES FÍSICA II CUARTO SEMESTRE
17
Para comprender el concepto de densidad es la muerte de las estrellas masivas, las cuales
terminan sus vidas de una manera peculiar. Cuando el combustible nuclear que las mantiene
activas empieza a agotarse, la fuerza de gravedad, que se genera debido a su propia masa,
empieza a comprimirlas.
Si su volumen disminuye a la mitad debido a la compresión gravitacional, su densidad aumenta al
doble. Al disminuir el volumen de la estrella a tan solo una cuarta parte de su valor original, la
densidad se cuadruplicará. Esto es, conforme la estrella se comprime, la densidad aumenta,
porque la misma masa se ve forzada a ocupar un volumen cada vez más pequeño.
En el caso extremo, la fuerza gravitacional puede ser tan grande que la estrella se comprime hasta
formar los objetos más densos del universo: los agujeros negros, cuya densidad es de
aproximadamente 1 X 10 21
Kg /m3.
Cuestionario de conceptos antecedentes
1.- Define:
a) Densidad:
b) Peso específico:
2.- Escriba las expresiones matemáticas para calcular la densidad y el peso específico de una
sustancia cualquiera, describa cada variable y diga su unidad de medida.
3.- ¿Qué le sucede a la densidad de una sustancia si el volumen que ocupa se reduce a la mitad?
4.- ¿Si colocas una placa de acero sobre agua de mar, flota o se hunde?
Pregunta Activadora:
Se desea embotellar glicerina en envases que puedan contener exactamente 500 g de
este liquido, ¿el mismo envase podrá ser utilizado para el alcohol en la misma cantidad?
CIENCIAS EXPERIMENTALES FÍSICA II CUARTO SEMESTRE
18
Hipótesis
Material y equipo
ELEMENTO CANTIDAD
Balanza granataria
250 ml de agua
250 ml de leche
100 ml de alcohol industrial
100 gr de sal o azúcar
Probeta graduada de 500 ml
Cubo de aluminio
Cubo de madera
Piedra
Cubo de unicel
Regla
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
CIENCIAS EXPERIMENTALES FÍSICA II CUARTO SEMESTRE
19
Experimento 1.
a) Determine la masa de la probeta vacía con ayuda de la balanza granataria.
b) Vierta cierta cantidad de agua en la probeta, mida su volumen y vuelva a determinar su
masa. Reste a ésta última la masa de la probeta, esta será la masa de agua.
c) Calcule la densidad y el peso específico del agua con su respectiva ecuación y anote
su resultado en la tabla No1.
d) Repita los pasos 1 a 4 para la leche y al alcohol industrial.
Sustancia Densidad obtenida (Kg/m
3)
Densidad en tablas (Kg/m
3)
Peso específico obtenido (N/m
3)
Tabla No.1
Experimento 2.
a) Determina la masa de los cubos de aluminio, madera y unicel.
b) Apoyándote de la regla, determina el volumen de cada uno de los cubos.
c) Calcule la densidad y peso específico de los cubos.
d) Anote sus datos obtenidos en la tabla No. 2.
Material Densidad obtenida (Kg/m
3)
Densidad en tablas (Kg/m
3)
Peso específico obtenido (N/m
3)
Tabla No. 2
Desempeño (aprendizaje colaborativo)-acciones a realizar.
CIENCIAS EXPERIMENTALES FÍSICA II CUARTO SEMESTRE
20
Experimento 3.
a) Vierta 100 ml de agua en la probeta y agregue 10 gr de sal o azúcar.
b) Determine su volumen y masa final de la mezcla.
c) Calcule la densidad y peso específico de la mezcla. Anota tu resultado.
d) ¿La densidad de la mezcla preparada tiene una mayor o menor densidad en relación al
agua pura?
______________________________________________________________
Experimento 4.
a) Determine la masa de la piedra.
b) Vierta cierta cantidad de agua a la probeta, sumerja la piedra y determine el volumen final
en la probeta.
c) Reste a este volumen final el volumen inicial de agua.
d) Determine con estos datos la densidad de la piedra.
e) ¿La densidad obtenida de la piedra, es mayor o menor que la densidad del agua?
_______________________________________________________________
Cuestionario:
Contesta el siguiente cuestionario.
1- ¿Existe diferencia entre los valores obtenidos y los de tablas? Sí_____ No_____
¿A qué se debe?
2.- ¿El agua salada o azucarada que preparó es más o menos densa que el agua de mar?
3.- ¿Un hielo en alcohol, flota o se hunde?
4.- Describa otro método para medir densidades
5.- Mencione 2 aplicaciones cotidianas a estos temas.
CIENCIAS EXPERIMENTALES FÍSICA II CUARTO SEMESTRE
21
Conclusiones:
Con base en los resultados obtenidos y a la hipótesis elaborada, reflexionar y discutir en equipo
anotando sus conclusiones.
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________
Fuentes de consulta (bibliográficas y/o electrónica)
CIENCIAS EXPERIMENTALES FÍSICA II CUARTO SEMESTRE
22
Evaluación de la práctica 2 “Densidad y Peso Específico”
Plantel: Semestre: Cuarto Asignatura: Física II Grupo:
Profesor: Alumno:
GUIA DE OBSERVACIÓN
INSTRUCCIONES: Marca con una X el registro de cumplimiento correspondiente.
No Acciones a Evaluar Registro Pondera
ción Calificación
SI NO NA
1 Porta correctamente la bata en el transcurso de la práctica.
2 Se presenta puntualmente al laboratorio.
3 Usa vale para solicitar material.
4 Cumple con el material solicitado.
5 Respeta las normas de seguridad del laboratorio.
6 Participa activamente en el desarrollo de la práctica.
7 Comenta sus dudas durante el desarrollo de la práctica.
8 Discute y concluye sus resultados de la práctica correctamente
9 Comparte sus experiencias en el equipo.
10 Guarda los materiales al término de la práctica.
LISTA DE COTEJO
INSTRUCCIONES: Marca con una X el registro de cumplimiento correspondiente.
No Acciones a Evaluar Registro
Pondera
ción Calificación
SI NO NA
1 El reporte presenta limpieza.
2 El reporte se entregó puntualmente.
3 La portada contiene los datos pertinentes.
4 La hipótesis se basa en una variable experimental y una
predicción.
5 Los cuadros fueron completados de acuerdo a las observaciones.
6 Los esquemas son claros y acordes al desarrollo experimental
7 El cuestionario se encuentra completo.
8 Las conclusiones están relacionadas con el tema.
9 La bibliografía citada es la correcta.
CIENCIAS EXPERIMENTALES FÍSICA II CUARTO SEMESTRE
23
Competencias genéricas (atributos):
8.-Participa y colabora de manera efectiva en equipos diversos. Atributo: Propone maneras de solucionar un problema o desarrollar un proyecto en equipo definiendo un curso de acción con pasos específicos.
Competencias disciplinares básicas:
4.- Obtiene, registra y sistematiza la información para responder a preguntas de carácter científico, consultando fuentes relevantes y realizando experimentos pertinentes. 5.- Contrasta los resultados obtenidos en una investigación o experimento con hipótesis previas y comunica sus conclusiones
Desempeños del estudiante al concluir la práctica
Comprende el principio de Arquímedes y su importancia para aplicarlo en situaciones reales de la hidrostática.
Saberes previos
La hidrostática que tiene por objeto estudiar los líquidos en reposo se fundamenta en leyes y
principios como el de Arquímedes, Pascal y la paradoja hidrostática de Stevin, mismo que
contribuye a cuantificar las presiones ejercidas por los fluidos y el estudio de sus características
principales.
El principio de Arquímedes explica que un objeto sumergido en agua ocupa espacio y empuja agua
a un lado para ocupar ese espacio. Se dice que el agua ha sido desplazada. Resulta interesante
que el agua que ha sido desplazada empuja también al objeto sumergido. Por ejemplo, si el objeto
empuja un volumen de agua cuyo peso equivale a 10 N, y la desplaza, el agua reacciona
devolviendo al objeto el mismo empujón de 10 N. En este experimento investigaras qué es lo que
determina que un objeto se hunda o flote en agua.
Cuestionario de conceptos antecedentes.
a) Escribe los conceptos, masa, volumen, densidad y sus unidades de medida.
HUNDIRSE O FLOTAR (PRINCIPIO DE ARQUÍMEDES) 3
CIENCIAS EXPERIMENTALES FÍSICA II CUARTO SEMESTRE
24
b) Interpreta con sus propias palabras cual fue la causa que dio origen al Principio de
Arquímedes.
Pregunta Activadora:
¿Por qué los barcos flotan?
Hipótesis
Material y equipo
ELEMENTO CANTIDAD
Dinamómetro
Balanza granataria
Probeta de 500 ml
Vaso de precipitado de 600 ml
Masa de 50 g
Hilo o cordón
Agua
Cinta adhesiva
1
1
1
1
1
1
1
.
CIENCIAS EXPERIMENTALES FÍSICA II CUARTO SEMESTRE
25
Desempeño (aprendizaje colaborativo)-acciones a realizar.
Experimento 1.
a) Sujeta con un extremo del cordón el trozo de hierro y el otro extremo al gancho del
dinamómetro para determinar el peso en el aire de dicho trozo. Posteriormente introducir el
trozo de hierro en la probeta con 200 ml de agua, como muestra la figura. La diferencia en
pesos es la fuerza de empuje. Anota los pesos y la fuerza de flotación.
Peso del trozo en el aire: ______________________
Peso aparente del objeto en agua: ________________
Fuerza de empuje: ___________________________
b) Al introducir el trozo de hierro en la probeta observa a partir del nivel inicial de agua, cuál
fue el volumen de agua desplazada. Calcula la masa y el peso de ese volumen de agua.
(Recuerda que 1 ml de agua tiene una masa de 1 g y un peso de 0.0098 N)
c) ¿Cómo es la fuerza de flotación sobre el objeto sumergido, en comparación con el peso del
agua desplazada?
_________________________________________________________________________
d) Determina la masa de un trozo de madera con una balanza granataria y anota su valor en
la tabla de datos.
NOTA: Para simplificar los cálculos, de aquí en adelante en este experimento medirás y
determinarás masas, sin calcular los pesos equivalentes. Sin embargo, no olvides que un objeto
flota gracias a la fuerza de flotación. Esta fuerza es causada por el peso del agua desplazada.
Mide el volumen del agua desplazada cuando la madera flota. Anota en la tabla de datos el
volumen y la masa de agua desplazada.
CIENCIAS EXPERIMENTALES FÍSICA II CUARTO SEMESTRE
26
e) ¿Qué relación hay entre la fuerza de flotación ejercida sobre cualquier objeto que flota y el
peso del propio objeto?
____________________________________________________________________________
____________________________________________________________________________
____________________________________________________________________________
f) ¿Cómo es la masa de la madera que flota en comparación con la masa de agua
desplazada?
____________________________________________________________________________
____________________________________________________________________________
g) ¿Cómo es la fuerza de flotación sobre la madera en comparación con el peso del agua
desplazada?
____________________________________________________________________________
____________________________________________________________________________
Experimento 2.
a) Coloca una masa de 50g encima del trozo de madera, de modo que ésta desplace más
agua pero aún flote. La masa de 50 g debe estar encima de la madera. Mide el volumen de
agua desplazada y calcula su masa, y anota estos valores en la tabla de datos.
b) ¿Cómo es la fuerza de flotación combinada sobre la madera y la masa de 50g, en
comparación con el peso del agua desplazada?
____________________________________________________________________________
____________________________________________________________________________
c) Determina la masa de una esfera de plastilina con ayuda de la balanza granataria. Mide el
volumen de agua que la esfera desplaza cuando se hunde hasta el fondo del vaso de
precipitado. Calcula la masa del agua desplazada y anota todos los volúmenes y masas en
la tabla de datos.
d) ¿Cómo es la masa del agua desplazada por la plastilina, en comparación con la masa de
la plastilina?
____________________________________________________________________________
CIENCIAS EXPERIMENTALES FÍSICA II CUARTO SEMESTRE
27
e) Extrae la plastilina del fondo del recipiente y moldéala para darle una forma que le permita
flotar. Dibuja o describe esa forma. Tabla 2.
f) Mide el volumen de agua desplazada por la arcilla que flota. Calcula la masa del agua y
anota su valor en la tabla de datos.
g) ¿La plastilina desplaza más, menos o la misma cantidad de agua cuando flota que cuando
se hunde?
________________________________________________________________________
h) ) ¿La fuerza de empuje sobre la plastilina que flota es mayor, igual o menor que su peso
en aire?
________________________________________________________________________
i) ¿Qué puedes concluir acerca del peso del agua desplazada por un objeto flotante, en
comparación con el peso del objeto en el aire?
____________________________________________________________________________
Cuestionario.
a) ¿Cuál es la condición para que un cuerpo flote en un líquido?
____________________________________________________________________________
____________________________________________________________________________
b) ¿Cuál es la condición para que un cuerpo se hunda?
___________________________________________________________________________
___________________________________________________________________________
c) ¿Qué relación existe entre el volumen del líquido desplazado y la fuerza de empuje?
____________________________________________________________________________
____________________________________________________________________________
CIENCIAS EXPERIMENTALES FÍSICA II CUARTO SEMESTRE
28
Representaciones gráficas
Tabla No 1.
Tabla de datos
Objeto Masa (g) Volumen de agua desplazada (ml)
Masa de agua desplazada (g)
Madera
Madera y masa de 50 g
Esfera de plastilina
Plastilina flotante
Tabla No 2
CIENCIAS EXPERIMENTALES FÍSICA II CUARTO SEMESTRE
29
Conclusiones:
Con base en los resultados obtenidos y a la hipótesis elaborada, reflexionar y discutir en forma
grupal en relación al concepto de fuerza de empuje y las condiciones que la modifican.
Relaciona los conocimientos adquiridos con situaciones cotidianas.
Fuentes de consulta (bibliográficas y/o electrónica)
CIENCIAS EXPERIMENTALES FÍSICA II CUARTO SEMESTRE
30
Evaluación de la práctica 3 “Hundirse o flotar (Principio de Arquímedes)”
Plantel: Semestre: Cuarto Asignatura: Física II Grupo:
Profesor: Alumno:
GUIA DE OBSERVACIÓN
INSTRUCCIONES: Marca con una X el registro de cumplimiento correspondiente.
No Acciones a Evaluar Registro Pondera
ción Calificación
SI NO NA
1 Porta correctamente la bata en el transcurso de la práctica.
2 Se presenta puntualmente al laboratorio.
3 Usa vale para solicitar material.
4 Cumple con el material solicitado.
5 Respeta las normas de seguridad del laboratorio.
6 Participa activamente en el desarrollo de la práctica.
7 Comenta sus dudas durante el desarrollo de la práctica.
8 Discute y concluye sus resultados de la práctica correctamente
9 Comparte sus experiencias en el equipo.
10 Guarda los materiales al término de la práctica.
LISTA DE COTEJO
INSTRUCCIONES: Marca con una X el registro de cumplimiento correspondiente.
No Acciones a Evaluar Registro
Pondera
ción Calificación
SI NO NA
1 El reporte presenta limpieza.
2 El reporte se entregó puntualmente.
3 La portada contiene los datos pertinentes.
4 La hipótesis se basa en una variable experimental y una
predicción.
5 Los cuadros fueron completados de acuerdo a las observaciones.
6 Los esquemas son claros y acordes al desarrollo experimental
7 El cuestionario se encuentra completo.
8 Las conclusiones están relacionadas con el tema.
9 La bibliografía citada es la correcta.
CIENCIAS EXPERIMENTALES FÍSICA II CUARTO SEMESTRE
31
Competencias genéricas (atributos):
8.-Participa y colabora de manera efectiva en equipos diversos. Atributo: Propone maneras de solucionar un problema o desarrollar un proyecto en equipo definiendo un curso de acción con pasos específicos.
Competencias disciplinares básicas:
4.- Obtiene, registra y sistematiza la información para responder a preguntas de carácter científico, consultando fuentes relevantes y realizando experimentos pertinentes. 5.- Contrasta los resultados obtenidos en una investigación o experimento con hipótesis previas y comunica sus conclusiones
Desempeños del estudiante al concluir la práctica
Comprende el principio de Arquímedes a partir de su demostración, vinculando la flotación con la
densidad de los líquidos.
Saberes previos
Principio descubierto por el científico griego Arquímedes, en donde estando un cuerpo sumergido
en un fluido, se mantiene a flote por una fuerza igual al peso del fluido. Este principio, también
conocido como la ley de hidrostática, se aplica a los cuerpos, tanto en flotación, como sumergidos;
y a todos los fluidos. El principio de Arquímedes también hace posible la determinación de la
densidad de un objeto de forma irregular, de manera que su volumen no se mide directamente. Si
el objeto se pesa primero en el aire y luego en el en agua, entonces; la diferencia de estos pesos
igualará el peso del volumen del agua cambiado de sitio, que es igual al volumen del objeto. Así la
densidad del objeto puede determinarse prontamente, dividendo el peso entre el volumen.
Cuestionario de conceptos antecedentes.
1. ¿Cómo se enuncia el principio de Arquímedes?
COMPROBANDO EXPERIMENTALMENTE EL PRINCIPIO DE ARQUÍMEDES
4
CIENCIAS EXPERIMENTALES FÍSICA II CUARTO SEMESTRE
32
2. A continuación se muestran las tres alternativas que pueden presentarse de acuerdo con el
principio de Arquímedes. En cada caso señala la relación existente entre el peso del cuerpo
y el empuje que ejerce el líquido.
a) _______________________________________________________
__________________________________________________________
__________________________________________________________
b) _______________________________________________________
__________________________________________________________
__________________________________________________________
c) _______________________________________________________
__________________________________________________________
__________________________________________________________
Pregunta Activadora:
¿Por qué razón se hunde en el agua un tornillo de acero y no un barco, que es mucho más
pesado?
HIPÓTESIS
.
CIENCIAS EXPERIMENTALES FÍSICA II CUARTO SEMESTRE
33
MATERIAL Y EQUIPO
Desempeño (aprendizaje colaborativo)-acciones a realizar.
Experimento 1.
a) Llena la probeta con agua hasta la mitad y anota su volumen inicial.
b) Utilizando hilo, engancha la pieza metálica al dinamómetro para medir su peso en el aire.
c) Sumerge la pieza en la probeta con agua, procurando no rozar con las paredes del recipiente.
Mide ahora el nivel del líquido y anota el volumen de agua desplazado y el peso aparente de la
pieza metálica.
d) Registra los siguientes datos:
Peso del metal en el aire: ___________
Peso aparente en el agua: ___________
Fuerza de empuje: ______________
e) Empleando la expresión matemática, determina el valor de la Fuerza de Empuje y compara
con el resultado anterior. Anota tus resultados.
E=PeV o bien E=dgV
________________________________________________________________________
NOTA: Una experiencia opcional pero significativa es el poder recolectar el agua
desplazada en una probeta, medir su masa en una balanza granataria y determinar su
peso. De esta manera sencilla se puede comprobar también el principio de Arquímedes.
ELEMENTO CANTIDAD
Dinamómetro
Probeta
Vaso de precipitados
Hilo
Piezas de un metal de distintos
volúmenes
Líquidos: agua, agua con sal, alcohol,
glicerina, vinagre,…
1
1
1
CIENCIAS EXPERIMENTALES FÍSICA II CUARTO SEMESTRE
34
Experimento 2.
a) Repite el procedimiento anterior utilizando piezas de un metal con distintos volúmenes.
Anota tus resultados en la siguiente tabla 1.
Tabla 1.
b) Escribe tus observaciones en relación a la variación de la fuerza de empuje en función de
los volúmenes empleados.
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________
Experimento 3.
a) Elige una pieza de metal para desarrollar lo siguiente.
b) Repite nuevamente el proceso pero esta vez utilizando líquidos distintos en la probeta.
Completa la siguiente tabla 2 con la información requerida.
Tabla 2.
Sustancia Volumen
m3
Peso del metal
en el aire (N)
Peso del metal
en el agua (N)
Fuerza de
Empuje
(N)
Volumen
m3
Peso en el aire
(N)
Peso aparente en el
agua (N)
Fuerza de empuje
(N)
CIENCIAS EXPERIMENTALES FÍSICA II CUARTO SEMESTRE
35
c) ¿Cómo es la fuerza de flotación al utilizar la misma pieza de metal pero sumergida en
líquidos distintos?
___________________________________________________________________________
d) Escribe los valores de densidad de los líquidos empleados en orden ascendente.
________________________________________________________________________
e) Si comparamos el comportamiento de los datos, ¿Cómo influye la densidad del líquido en
los resultados de la fuerza de empuje obtenidos?
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________
Cuestionario
a) Se tienen tres objetos que ocupan en mismo volumen, un cilindro de cobre, una esfera de
hierro y un cubo de aluminio. ¿Cuál de los tres objetos experimenta mayor empuje al
introducirlos en agua? Justifica.
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________
b) Consideremos un objeto de aluminio. Explica en qué momento experimenta un mayor
empuje, si al introducirlo en agua o al introducirlo en alcohol.
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________
c) Un cubo de 10 cm de arista flota en el agua de un estanque, sobresaliendo 2cm. Calcular
el empuje ejercido por el agua sobre el cubo y determina la densidad del cubo.
CIENCIAS EXPERIMENTALES FÍSICA II CUARTO SEMESTRE
36
Conclusiones:
Con base en los resultados obtenidos y a la hipótesis elaborada, reflexionar y discutir en forma
grupal en relación al concepto de fuerza de empuje y las condiciones que la modifican.
Relaciona los conocimientos adquiridos con situaciones cotidianas.
Fuentes de consulta (bibliográficas y/o electrónica)
CIENCIAS EXPERIMENTALES FÍSICA II CUARTO SEMESTRE
37
Evaluación de la práctica 4 “Comprobando experimentalmente el principio de Arquímedes”
Plantel: Semestre: Cuarto Asignatura: Física II Grupo:
Profesor: Alumno:
GUIA DE OBSERVACIÓN
INSTRUCCIONES: Marca con una X el registro de cumplimiento correspondiente.
No Acciones a Evaluar Registro Pondera
ción Calificación
SI NO NA
1 Porta correctamente la bata en el transcurso de la práctica.
2 Se presenta puntualmente al laboratorio.
3 Usa vale para solicitar material.
4 Cumple con el material solicitado.
5 Respeta las normas de seguridad del laboratorio.
6 Participa activamente en el desarrollo de la práctica.
7 Comenta sus dudas durante el desarrollo de la práctica.
8 Discute y concluye sus resultados de la práctica correctamente
9 Comparte sus experiencias en el equipo.
10 Guarda los materiales al término de la práctica.
LISTA DE COTEJO
INSTRUCCIONES: Marca con una X el registro de cumplimiento correspondiente.
No Acciones a Evaluar Registro
Pondera
ción Calificación
SI NO NA
1 El reporte presenta limpieza.
2 El reporte se entregó puntualmente.
3 La portada contiene los datos pertinentes.
4 La hipótesis se basa en una variable experimental y una
predicción.
5 Los cuadros fueron completados de acuerdo a las observaciones.
6 Los esquemas son claros y acordes al desarrollo experimental
7 El cuestionario se encuentra completo.
8 Las conclusiones están relacionadas con el tema.
9 La bibliografía citada es la correcta.
CIENCIAS EXPERIMENTALES FÍSICA II CUARTO SEMESTRE
38
Competencias genéricas (atributos):
8.-Participa y colabora de manera efectiva en equipos diversos. Atributo: Propone maneras de solucionar un problema o desarrollar un proyecto en equipo definiendo un curso de acción con pasos específicos.
Competencias disciplinares básicas:
4.- Obtiene, registra y sistematiza la información para responder a preguntas de carácter científico, consultando fuentes relevantes y realizando experimentos pertinentes. 5.- Contrasta los resultados obtenidos en una investigación o experimento con hipótesis previas y comunica sus conclusiones
Desempeños del estudiante al concluir la práctica
Calcula valores de gasto, velocidad de salida de agua y los relaciona con la presión hidrostática
Saberes previos
Todo líquido contenido en un recipiente origina una presión sobre el fondo y las paredes del
mismo. Esto se debe a la fuerza que el peso de las moléculas ejerce en un área determinada. A
dicha presión se le denomina presión hidrostática, ésta aumenta conforme es mayor la
profundidad.
La presión hidrostática (Ph) en cualquier punto puede ser calculada multiplicando el peso específico
(Pe) del líquido, por la altura (h) que hay desde la superficie libre del líquido al punto considerado.
Matemáticamente se expresa así: Ph = Pe h o bien Ph = d g h donde Ph = presión hidrostática en
N/m2, Pe = peso específico del líquido en N/m
3.
Cuestionario de conceptos antecedentes.
a) ¿A qué se le denomina presión hidrostática?
_______________________________________________________________________________
_______________________________________________________________________________
PRESIÓN HIDROSTÁTICA, GASTO Y VELOCIDAD DE SALIDA
5
CIENCIAS EXPERIMENTALES FÍSICA II CUARTO SEMESTRE
39
b) ¿Cómo afecta la densidad de un líquido a la presión hidrostática?
_______________________________________________________________________________
_______________________________________________________________________________
c) Escribir la expresión matemática para calcular la presión hidrostática y describa cada variable.
_______________________________________________________________________________
_______________________________________________________________________________
d) ¿Qué acción realiza un bombero para hacer que el chorro de agua de la manguera tenga
mayor alcance?
_______________________________________________________________________________
_______________________________________________________________________________
e) Según el Teorema de Torricelli, ¿si se eleva un tinaco de agua se obtiene mayor presión o
mayor velocidad de salida del agua?
____________________________________________________________________________
____________________________________________________________________________
Pregunta Activadora:
Los depósitos de agua domésticos conocidos como tinacos generalmente se disponen en la
parte más alta de la casa. ¿A qué se debe esto y qué relación tiene con el gasto y la velocidad
de salida del agua?
Hipótesis
CIENCIAS EXPERIMENTALES FÍSICA II CUARTO SEMESTRE
40
Material y equipo
Desempeño (aprendizaje colaborativo)-acciones a realizar.
Experimento 1.
a) A un envase de cartón o la botella, hacerle con un clavo
tres orificios del mismo tamaño a diferentes alturas, como
se observa en la siguiente figura. Tapar los orificios con
cinta adhesiva y llenar totalmente con agua el envase de
cartón. Retirar una por una la cinta adhesiva y observar
cómo es la saldad del agua por cada orificio. Anotar dónde
sale con mayor y menor velocidades y cuál es la causa.
____________________________________________
_________________________________________________________________________
_________________________________________________________________________
Experimento 2.
a) Tapar nuevamente los orificios y volver a llenar con agua el envase de cartón. Destapar
únicamente el orificio superior y recibir en la probeta graduada el líquido desalojado
durante 10 segundos. Medir el volumen desalojado y determinar el gasto con la expresión
,tV
G donde V es volumen y t = tiempo. Registrar los datos.
ELEMENTO CANTIDAD
Envase de cartón o botella 1 pieza
Probeta graduada de 500 ml 1 pieza
Clavo 1
Cronómetro 2
Regla graduada 1
Trozo de cinta adhesiva
CIENCIAS EXPERIMENTALES FÍSICA II CUARTO SEMESTRE
41
b) Tapar una vez más los orificios, llenar nuevamente el envase con agua, destapar solamente el
orificio de la parte media y recibir con la probeta el líquido desalojado durante 10 segundos.
Calcular el gasto con la expresión tV
G anotar los datos.
c) Repetir el paso anterior, pero ahora únicamente destapando el orificio de la parte inferior.
Sugerencia: relacionar el gasto con la profundidad del orificio y con la presión hidrostática.
d) Medir la altura que hay en cada uno de los orificios y determinar la presión hidrostática en cada
uno de ellos, cuando el envase está totalmente lleno de agua. Para ello, aplicar la fórmula
siguiente: Ph = gh. Anotar los resultados.
e) Aplicar la expresión matemática del teorema de Torricelli ( ghv 2 ) y calcular con qué
velocidad en m/s sale el agua en cada uno de los orificios cuando el envase de cartón está
totalmente lleno de agua. Con base en los resultados determinar en cuál de los tres orificios es
mayor la velocidad del líquido e indicar cómo varía la velocidad con respecto a la presión
hidrostática.
NOTA: Realiza todos los cálculos y anéxalos al final de la práctica.
Representaciones gráficas
Tabla No. 1
Orificios Volumen (10 s) Altura (m) Presión hidrostática
(N/m2)
Superior
En medio
Inferior
Tabla No. 2
Gasto y velocidad de salida.
Orificio V (L) t (s) G (L/s) h (m) v (m/s)
Superior
En medio
Inferior
.
CIENCIAS EXPERIMENTALES FÍSICA II CUARTO SEMESTRE
42
Conclusiones:
Con base en los resultados obtenidos y a la hipótesis elaborada, reflexionar y discutir en forma
grupal en relación al concepto de presión hidrostática y su relación con el gasto y la velocidad
de salida de un fluido. Relaciona los conocimientos adquiridos con situaciones cotidianas.
Fuentes de consulta (bibliográficas y/o electrónica)
CIENCIAS EXPERIMENTALES FÍSICA II CUARTO SEMESTRE
43
Evaluación de la práctica 5 “Presión Hidrostática, Gasto y Velocidad de salida”
Plantel: Semestre: Cuarto Asignatura: Física II Grupo:
Profesor: Alumno:
GUIA DE OBSERVACIÓN
INSTRUCCIONES: Marca con una X el registro de cumplimiento correspondiente.
No Acciones a Evaluar Registro Pondera
ción Calificación
SI NO NA
1 Porta correctamente la bata en el transcurso de la práctica.
2 Se presenta puntualmente al laboratorio.
3 Usa vale para solicitar material.
4 Cumple con el material solicitado.
5 Respeta las normas de seguridad del laboratorio.
6 Participa activamente en el desarrollo de la práctica.
7 Comenta sus dudas durante el desarrollo de la práctica.
8 Discute y concluye sus resultados de la práctica correctamente
9 Comparte sus experiencias en el equipo.
10 Guarda los materiales al término de la práctica.
LISTA DE COTEJO
INSTRUCCIONES: Marca con una X el registro de cumplimiento correspondiente.
No Acciones a Evaluar Registro
Pondera
ción Calificación
SI NO NA
1 El reporte presenta limpieza.
2 El reporte se entregó puntualmente.
3 La portada contiene los datos pertinentes.
4 La hipótesis se basa en una variable experimental y una
predicción.
5 Los cuadros fueron completados de acuerdo a las observaciones.
6 Los esquemas son claros y acordes al desarrollo experimental
7 El cuestionario se encuentra completo.
8 Las conclusiones están relacionadas con el tema.
9 La bibliografía citada es la correcta.
CIENCIAS EXPERIMENTALES FÍSICA II CUARTO SEMESTRE
44
Competencias genéricas (atributos):
8.- Participa y colabora de manera efectiva en equipos diversos. 8.2.- Aporta puntos de vista con apertura y considera los de otras personas de manera reflexiva.
Competencias disciplinares básicas:
4.- Obtiene, registra y sistematiza la información para responder preguntas de carácter científico, consultando fuentes relevantes y realizando experimentos pertinentes. 5.- Contrasta los resultados obtenidos en una investigación o experimento con hipótesis previas y comunica sus conclusiones
Desempeños del estudiante al concluir la práctica
Reconocer de manera experimental la dilatación de los cuerpos al recibir calor, así como las
relaciones en las que se incrementa el volumen de acuerdo al estado físico que presentan.
Saberes previos
El calor es una cantidad de energía y es una expresión del movimiento de las moléculas que
componen un cuerpo. Por otro lado, la temperatura: es la medida del calor de un cuerpo (y no la
cantidad de calor que este contiene o puede rendir).
Los cambios de temperatura afectan el tamaño de los cuerpos, pues la mayoría de ellos se dilatan
al calentarse y se contraen al enfriarse. El agua y el hule manifiestan un comportamiento contrario.
Los gases se dilatan mucho más que los líquidos y estos más que los sólidos.
En los gases y líquidos las partículas chocan unas con otras en forma continua, pero si se
calientan chocan violentamente rebotando a mayores distancias y provocarán la dilatación. En los
sólidos las partículas vibran alrededor de posiciones fijas; sin embargo, al calentarse aumenta su
movimiento y se alejan de sus centros de vibración dando como resultado la dilatación. Por lo
contrario, al bajar la temperatura las partículas vibran menos y el sólido se contrae. A la proporción
en que puede aumentar un material su longitud, su superficie o su volumen, se le denomina
coeficiente de dilatación lineal, superficial y cúbica respectivamente, este depende de cada
sustancia.
DILATACIÓN DE SÓLIDOS, LÍQUIDOS Y GASES
6
CIENCIAS EXPERIMENTALES FÍSICA II CUARTO SEMESTRE
45
Cuestionario de conceptos antecedentes.
1. ¿Qué es la dilatación?
2. ¿Es incremento de las dimensiones de un cuerpo por variación de un grado Celsius?
3. ¿Qué provoca la dilatación de los cuerpos?
4. ¿Por qué los líquidos se expanden en menor grado que los gases?
Pregunta Activadora:
En lugares donde comúnmente sufren de climas muy fríos con nevadas, ¿Qué problemas pueden
tener con las tuberías hidráulicas domésticas?
Hipótesis
CIENCIAS EXPERIMENTALES FÍSICA II CUARTO SEMESTRE
46
Materiales y substancias
Desempeño (aprendizaje colaborativo)-acciones a realizar.
Experimento 1.
a) Utilizando el anillo de Gravesande introduce la esfera en el anillo a temperatura
ambiente. Ahora calienta con la flama de un mechero de Bunsen la bola de metal. Trata
de introducirla ya caliente en el anillo (cuidando el no quemarte)
¿Por qué no pudiste introducir la bola de metal ya caliente en el anillo de Gravesande?
¿Cómo varia la energía cinética de las moléculas de la bola de metal al
recibir calor?
______
ELEMENTO CANTIDAD
Matraz 1
Tela de asbesto 1
Soporte universal con anillo
metálico
1
Pinzas de sujeción 1
Tapón perforado de hule o corcho 1
Un tubo delgado de vidrio 1
Globo 1
Foco de 100W con socket 1
Agua
Color vegetal
CIENCIAS EXPERIMENTALES FÍSICA II CUARTO SEMESTRE
47
Nota: sin o se cuenta con este material.
i. Enrede un alambre alrededor de una moneda para formar un rectángulo
por el cual pase la moneda de modo muy ajustado y retírenla
ii. Colóquense los guantes, de cuero, enciendan la vela y calienten la
moneda sosteniéndola con las pinzas. Luego, con mucho cuidado, traten
de hacerla pasar a través de la abertura que formaron con el alambre.
Describan que sucede.
iii. Enfríen la moneda sumergiéndola en agua y de nuevo intenten pasarla por
la abertura ¿Que sucedió? ¿Por qué?
Experimento 2.
a) Armar el equipo como se muestra en la figura, llenado con
agua el matraz, colorea el agua agregando unas gotas de
tinta o un granito de permanganato de potasio (KMnO4),
esto te permitirá distinguir con mayor claridad el nivel del
agua. tapa el matraz con un tapón de hule o corcho al que
previamente se le ha hecho una perforación en el centro y
se le ha introducido un tubo delgado de vidrio. Ahora coloca
el matraz en el soporte metálico apoyándolo en la tela de
asbesto, la cual descansa sobre el anillo metálico. Sujeta el
matraz con las pinzas de sujeción, caliéntalo con la flama
del mechero de Bunsen y observa el nivel del agua en el
tubo delgado de vidrio. Observa si varia el nivel de agua en
el tubo delgado de vidrio después de cierto tiempo de
calentamiento
Retira el mechero y deja enfriar el agua. Observa la variación del nivel del agua en el tubo.
b) ¿Por qué varió el nivel del agua en el tubo delgado después de cierto tiempo de
calentamiento?
c) ¿Cómo varió la energía cinética del agua coloreada al recibir el calor?
CIENCIAS EXPERIMENTALES FÍSICA II CUARTO SEMESTRE
48
d) ¿Cómo varió la energía cinética del agua coloreada al retirar el mechero de Bunsen y
dejarla enfriar?
Experimento 3.
a) Infla un globo con poco aire y acércalo a un foco de 100watts encendido. Observa lo que
sucede con el globo al recibir la energía calorífica del foco.
b) ¿Por qué se incrementa el volumen del globo al acercarlo al foco de 100 Watts.
Conclusiones:
Considerar la hipótesis planteada, las respuestas del cuestionario y los resultados obtenidos,
para que describas situaciones de tu vida cotidiana en la que se presenta la dilatación de los
sólidos, los líquidos y los gases.
Fuentes de consulta (bibliográficas y/o electrónica)
CIENCIAS EXPERIMENTALES FÍSICA II CUARTO SEMESTRE
49
Evaluación de la práctica 6 “Dilatación de Sólidos, Líquidos y Gases”
Plantel: Semestre: Cuarto Asignatura: Física II Grupo:
Profesor: Alumno:
GUIA DE OBSERVACIÓN
INSTRUCCIONES: Marca con una X el registro de cumplimiento correspondiente.
No Acciones a Evaluar Registro Pondera
ción Calificación
SI NO NA
1 Porta correctamente la bata en el transcurso de la práctica.
2 Se presenta puntualmente al laboratorio.
3 Usa vale para solicitar material.
4 Cumple con el material solicitado.
5 Respeta las normas de seguridad del laboratorio.
6 Participa activamente en el desarrollo de la práctica.
7 Comenta sus dudas durante el desarrollo de la práctica.
8 Discute y concluye sus resultados de la práctica correctamente
9 Comparte sus experiencias en el equipo.
10 Guarda los materiales al término de la práctica.
LISTA DE COTEJO
INSTRUCCIONES: Marca con una X el registro de cumplimiento correspondiente.
No Acciones a Evaluar Registro
Pondera
ción Calificación
SI NO NA
1 El reporte presenta limpieza.
2 El reporte se entregó puntualmente.
3 La portada contiene los datos pertinentes.
4 La hipótesis se basa en una variable experimental y una
predicción.
5 Los cuadros fueron completados de acuerdo a las observaciones.
6 Los esquemas son claros y acordes al desarrollo experimental
7 El cuestionario se encuentra completo.
8 Las conclusiones están relacionadas con el tema.
9 La bibliografía citada es la correcta.
CIENCIAS EXPERIMENTALES FÍSICA II CUARTO SEMESTRE
50
Competencias genéricas (atributos):
8.- Participa y colabora de manera efectiva en equipos diversos. 8.2.- Aporta puntos de vista con apertura y considera los de otras personas de manera reflexiva.
Competencias disciplinares básicas:
4.- Obtiene, registra y sistematiza la información para responder preguntas de carácter científico, consultando fuentes relevantes y realizando experimentos pertinentes. 5.- Contrasta los resultados obtenidos en una investigación o experimento con hipótesis previas y comunica sus conclusiones
DESEMPEÑOS DEL ESTUDIANTE AL CONCLUIR LA PRÁCTICA Reconoce los materiales que son buenos o malos conductores del calor mediante la realización de
diversas mediciones.
SABERES PREVIOS
Existen materiales que son buenos conductores del calor y otros malos. Esto depende del tipo de
enlace químico de sus moléculas y de la facilidad para ceder electrones que se localizan en su
último nivel de energía. Por ejemplo, los metales son excelentes conductores del calor y la
electricidad; a diferencia de la madera, el asbesto, el corcho, la porcelana y la lana que son malos
conductores. De la misma manera los líquidos y los gases son malos conductores del calor, por
ejemplo el aire provoca que la lana y las pieles sean buenos aislantes al tener espacios de aire en
su interior.
Cuestionario de conceptos antecedentes.
a) ¿De qué depende que los materiales sean buenos o malos conductores del calor?
b) Escribe los nombres de tres materiales que sean buenos conductores del calor.
c) Proporciona los nombres de tres materiales que sean malos conductores del calor.
CONDUCTORES Y NO CONDUCTORES DEL CALOR
7
CIENCIAS EXPERIMENTALES FÍSICA II CUARTO SEMESTRE
51
d) ¿Por qué la lana y las pieles son buenos aislantes?
Pregunta Activadora:
¿Por qué ocurre de manera más fácil la conducción en los sólidos y en los líquidos que en los
gases?
HIPÓTESIS
Material y equipo
* Nota: Todos los objetos deberán tener un orificio para introducir el bulbo del termómetro
completamente.
ELEMENTO CANTIDAD
Trozo de unicel * (alumno) 1
Bloque de madera * (alumno) 1
Bola de 6 cm. De diámetro de papel periódico * (alumno)
1
Bola de 6 cm. de diámetro de papel aluminio * (alumno)
1
Suéter de Lana (alumno) 1
Lámpara de alcohol 1
Vela de parafina (alumno) 1
Termómetro de –10 a +110 °C 1
Soporte universal completo
Varillas de diferentes metales (aprox. Del mismo diámetro) (alumno)
CIENCIAS EXPERIMENTALES FÍSICA II CUARTO SEMESTRE
52
Desempeño (aprendizaje colaborativo)-acciones a realizar.
a) Coloca sobre la mesa de trabajo los trozos de unicel y de madera, las bolas de papel periódico
y de papel aluminio y el suéter de lana. Observar sin tocar y contestar lo siguiente: ¿Están a
la misma temperatura todos los cuerpos, es decir, a la temperatura ambiente del lugar donde
se encuentran? Hacer comentarios grupales y llegar a una conclusión al final del reporte.
b) Tocar con la mano cada uno de los cuerpos y de acuerdo a la sensación percibida con el
sentido del tacto, ordenarlos del más caliente al más frío y anotarlos en el reporte de resultados
(I).
c) Determinar con el termómetro la temperatura real de los cuerpos, para ello introducir
completamente el bulbo durante dos minutos en el orificio que se les hizo, en el caso del suéter
de lana envolverlo con él. Evitar tocar los objetos para no trasmitirles el calor del cuerpo
humano, ya que este se encuentra a mayor temperatura (aproximadamente a 37°C), reflexiona
la siguiente pegunta: ¿Todos tienen la misma temperatura? Anota tus resultados en el reporte
(II).
d) Coloca sobre el soporte universal, varillas de diferentes metales, de tal forma que todas
queden juntas por un extremo y separadas por el otro. Coloca a cada varilla en su extremo
separado varias gotas de parafina. Acerca la lámpara de alcohol al extremo donde se juntaron
todas las varillas de tal manera que todas reciban calor al mismo tiempo.
e) Observa como conducen el calor las varillas al derretir las gotas de parafina. ¿En cuál varilla se
derritió primero?, ¿en cuál se derritió la gota al final? Anota en el reporte (III) el orden como
se fueron derritiendo las gotas de parafina en las distintas varillas.
Gota de parafinaVarillas de diferentes
metales
CIENCIAS EXPERIMENTALES FÍSICA II CUARTO SEMESTRE
53
Reporte de resultados
I. Empleando del sentido del tacto para ordenar los objetos de los cuerpos del más caliente al
más frío:
1. ______________________________
2. ______________________________
3. ______________________________
4. _________________________________
5. _________________________________
6. _________________________________
II. Uso del termómetro para ordenar los objetos de los cuerpos del más caliente al más frío:
1. ______________________________
2. ______________________________
3. ______________________________
4. _________________________________
5. _________________________________
6. _________________________________
III. Ordenar los metales de mayor a menor conducción de calor utilizando el dispositivo con las
varillas:
1. _______________________________
2. _______________________________
3. _______________________________
4. _________________________________
5. _________________________________
6. _________________________________
Conclusiones
a) ¿Qué diferencias se observaron entre el uso del termómetro y utilizando sólo el sentido del
tacto, de acuerdo a los resultados obtenidos?
_______________________________________________________________________________
_______________________________________________________________________________
_______________________________________________________________________________
b) Explicar cuál es la forma más idónea para determinar cuáles materiales son buenos o malos
conductores de calor.
_______________________________________________________________________________
_______________________________________________________________________________
CIENCIAS EXPERIMENTALES FÍSICA II CUARTO SEMESTRE
54
Evaluación de la práctica 7 “Conductores y no conductores de calor”
Plantel: Semestre: Cuarto Asignatura: Física II Grupo:
Profesor: Alumno:
GUIA DE OBSERVACIÓN
INSTRUCCIONES: Marca con una X el registro de cumplimiento correspondiente.
No Acciones a Evaluar Registro Pondera
ción Calificación
SI NO NA
1 Porta correctamente la bata en el transcurso de la práctica.
2 Se presenta puntualmente al laboratorio.
3 Usa vale para solicitar material.
4 Cumple con el material solicitado.
5 Respeta las normas de seguridad del laboratorio.
6 Participa activamente en el desarrollo de la práctica.
7 Comenta sus dudas durante el desarrollo de la práctica.
8 Discute y concluye sus resultados de la práctica correctamente
9 Comparte sus experiencias en el equipo.
10 Guarda los materiales al término de la práctica.
LISTA DE COTEJO
INSTRUCCIONES: Marca con una X el registro de cumplimiento correspondiente.
No Acciones a Evaluar Registro
Pondera
ción Calificación
SI NO NA
1 El reporte presenta limpieza.
2 El reporte se entregó puntualmente.
3 La portada contiene los datos pertinentes.
4 La hipótesis se basa en una variable experimental y una
predicción.
5 Los cuadros fueron completados de acuerdo a las observaciones.
6 Los esquemas son claros y acordes al desarrollo experimental
7 El cuestionario se encuentra completo.
8 Las conclusiones están relacionadas con el tema.
9 La bibliografía citada es la correcta.
CIENCIAS EXPERIMENTALES FÍSICA II CUARTO SEMESTRE
55
Competencias genéricas (atributos):
8.- Participa y colabora de manera efectiva en equipos diversos. 8.2.- Aporta puntos de vista con apertura y considera los de otras personas de manera reflexiva.
Competencias disciplinares básicas:
4.- Obtiene, registra y sistematiza la información para responder preguntas de carácter científico, consultando fuentes relevantes y realizando experimentos pertinentes. 5.- Contrasta los resultados obtenidos en una investigación o experimento con hipótesis previas y comunica sus conclusiones
Desempeños del estudiante al concluir la práctica
Determina experimentalmente el calor específico, reconociendo la importancia del proceso de
transferencia de calor en situaciones cotidianas.
Saberes previos
El calor es la energía que se transmite de un cuerpo a otro, en virtud únicamente de una diferencia
de temperatura entre ellos.
Es obvio que una cierta cantidad de calor debe medirse en unidades energéticas. Entonces, en el
S. I. mediremos al calor en Joules. Pero en la práctica actual se emplean aun otra unidad de calor,
muy antigua (la de la época del calórico), la cual recibe el nombre de caloría (cal). Por definición, 1
caloría es la cantidad de calor que debe transmitirse a 1 g de agua para que su temperatura se
eleve 1º C. (1 cal = 4,18 J).
La cantidad de calor que puede ceder un cuerpo, dependerá de su calor específico, presión,
temperatura y masa. Siempre que exista un cuerpo que cede calor, habrá otro que lo acepte, al
primero se le llama CALOR CEDIDO y al segundo CALOR ABSORBIDO.
Un calorímetro es un instrumento que se usa para medir el calor intercambiado entre dos cuerpos
colocados en su interior, pudiéndose obtener, como resultado de esta medición, el calor especifico
de una sustancia cualquiera que se utilice en el experimento.
Calor Específico
8
CIENCIAS EXPERIMENTALES FÍSICA II CUARTO SEMESTRE
56
Cuestionario de conceptos antecedentes.
a) ¿Qué es el calor específico de una sustancia?
b) ¿Por qué una bebida en lata de aluminio se enfría más rápidamente que envase de plástico?
Pregunta Activadora:
Si colocamos tres metales calientes: cobre, aluminio y hierro, a una misma temperatura sobre un
bloque de hielo, ¿cuál metal se hundirá más rápidamente? ¿por qué?
HIPÓTESIS
Material y equipo
ELEMENTO CANTIDAD
Balanza granataria 1
Probeta 1
Pinzas 1
Vaso de precipitado 1
Calorímetro 1
Termómetro de –10 a +110 °C 1
Parrilla eléctrica 1
Hilo en trozos
Muestra de cobre 1
Agua
CIENCIAS EXPERIMENTALES FÍSICA II CUARTO SEMESTRE
57
Desempeño (aprendizaje colaborativo)-acciones a realizar.
Experimento 1.
a) Mide en la balanza la masa del calorímetro y el del agitador juntos. Registra el dato.
b) Agrega 50 g de agua en el calorímetro auxiliándote de la balanza.
c) Mide la masa de la muestra de cobre y registra el dato.
d) Mide la temperatura del agua en el calorímetro, esta será la temperatura inicial del agua y
del calorímetro. Registra los datos.
e) Coloca en vaso de precipitado 100 ml de agua y calienta hasta que hierva, esta agua
servirá solamente para calentar la muestra de cobre.
f) Una vez que se encuentre el agua en ebullición, introduce la muestra de cobre y deja
dentro del agua en un tiempo aproximado de 5 min. para que la muestra adquiera la
temperatura de ebullición del agua.
g) Mide la temperatura de ebullición del agua y registra, esta será la temperatura inicial del
cobre.
h) Por último, saca la muestra de cobre y colócala dentro del calorímetro. Tapa
inmediatamente y agita un poco, mide nuevamente la temperatura de equilibrio del
calorímetro con el agua y la muestra de cobre.
i) Con los datos obtenidos determina el calor específico del cobre.
Reporte de resultados
SUSTANCIA MASA (g) TEMPERATURA
INCIAL FINAL
Calorímetro de
Aluminio
Agua
Cobre
Calor especifico del agua = 1 Cal/gºC
Calor especifico del aluminio = 0,22 Cal/gºC
CIENCIAS EXPERIMENTALES FÍSICA II CUARTO SEMESTRE
58
Calor específico del cobre obtenido =_______________________________
El valor del calor especifico del cobre reportado en tablas especifican que es de 0,093 Cal/gºC,
¿Existe alguna variación en tus resultados?
Conclusiones
En equipo, elaboren una reflexión en relación al funcionamiento de aparatos tecnológicos en los
que se manifiesten fenómenos relacionados con el intercambio de calor.
_______________________________________________________________________________
_______________________________________________________________________________
_______________________________________________________________________________
_______________________________________________________________________________
_______________________________________________________________________________
_______________________________________________________________________________
_______________________________________________________________________________
_______________________________________________________________________________
Fuentes de consulta (bibliográficas y/o electrónica)
CIENCIAS EXPERIMENTALES FÍSICA II CUARTO SEMESTRE
59
Evaluación de la práctica 8 “Calor Específico”
Plantel: Semestre: Cuarto Asignatura: Física II Grupo:
Profesor: Alumno:
GUIA DE OBSERVACIÓN
INSTRUCCIONES: Marca con una X el registro de cumplimiento correspondiente.
No Acciones a Evaluar Registro Pondera
ción Calificación
SI NO NA
1 Porta correctamente la bata en el transcurso de la práctica.
2 Se presenta puntualmente al laboratorio.
3 Usa vale para solicitar material.
4 Cumple con el material solicitado.
5 Respeta las normas de seguridad del laboratorio.
6 Participa activamente en el desarrollo de la práctica.
7 Comenta sus dudas durante el desarrollo de la práctica.
8 Discute y concluye sus resultados de la práctica correctamente
9 Comparte sus experiencias en el equipo.
10 Guarda los materiales al término de la práctica.
LISTA DE COTEJO
INSTRUCCIONES: Marca con una X el registro de cumplimiento correspondiente.
No Acciones a Evaluar Registro
Pondera
ción Calificación
SI NO NA
1 El reporte presenta limpieza.
2 El reporte se entregó puntualmente.
3 La portada contiene los datos pertinentes.
4 La hipótesis se basa en una variable experimental y una
predicción.
5 Los cuadros fueron completados de acuerdo a las observaciones.
6 Los esquemas son claros y acordes al desarrollo experimental
7 El cuestionario se encuentra completo.
8 Las conclusiones están relacionadas con el tema.
9 La bibliografía citada es la correcta.
CIENCIAS EXPERIMENTALES FÍSICA II CUARTO SEMESTRE
60
Competencias genéricas (atributos):
8.- Participa y colabora de manera efectiva en equipos diversos. 8.2.- Aporta puntos de vista con apertura y considera los de otras personas de manera reflexiva.
Competencias disciplinares básicas:
4.- Obtiene, registra y sistematiza la información para responder preguntas de carácter científico, consultando fuentes relevantes y realizando experimentos pertinentes.
Desempeños del estudiante al concluir la práctica
Describe, en base a sus características, los efectos de atracción y repulsión entre cuerpos
cargados eléctricamente.
Saberes previos
La electricidad (del griego ήλεκτρον élektron, cuyo significado es ‘ámbar’) es el conjunto de
fenómenos físicos relacionados con la presencia y flujo de cargas eléctricas.
Toda la materia se compone de átomos y éstos de partículas elementales como los protones,
neutrones y electrones. Los electrones y los protones tienen una propiedad llamada carga
eléctrica, mientras que los neutrones son eléctricamente neutros ya que carecen de carga. Los
electrones poseen una carga negativa, mientras que los protones presentan una carga positiva. El
átomo está constituido por un núcleo en el cual se encuentran confinados los neutrones y los
protones, alrededor del núcleo giran los electrones. Todos los átomos normales son neutros, ya
que tienen el mismo número de protones que de electrones. No obstante, un átomo puede ganar
electrones y cargarse negativamente, o puede perderlos quedando con carga positiva. La carga
de un protón neutraliza la de un electrón. Un principio fundamental de la electricidad es que cargas
del mismo signo se repelen y cargas de signo contrario se atraen.
Los cuerpos se cargan eléctricamente por frotamiento, contacto e inducción. Un péndulo eléctrico
consta de una esferilla de médula de saúco sostenida por un soporte con un hilo de seda aislante.
El electroscopio es un aparato que permite detectar si un cuerpo está cargado eléctricamente y
también identifica el signo de la carga que puede ser negativa (resinosa) o positiva (vítrea). Se
CARGA ELÉCTRICA Y CONSTRUCCIÓN DE UN
ELECTROSCOPIO 9
CIENCIAS EXPERIMENTALES FÍSICA II CUARTO SEMESTRE
61
compone de un recipiente de vidrio y un tapón aislador atravesado por una varilla metálica
rematada en su parte superior por una esferilla también metálica; en su parte inferior tiene dos
laminillas, que pueden ser de oro, aluminio, estaño o cualquier otro metal.
Cuestionario de conceptos antecedentes.
1. ¿Qué es la electrostática?
2. ¿Qué entenderemos como carga eléctrica?
3. ¿Qué partículas elementales componen a los átomos?
4. Nombrar las partículas que poseen carga eléctrica y señalar de qué signo son.
5. ¿Por qué un átomo normal se dice que es neutro?
6. ¿Cuál es el principio esencial para la electricidad?
7. ¿Cómo se cargan eléctricamente los cuerpos?
8. ¿Cuáles son las partes que constituyen un electroscopio?
CIENCIAS EXPERIMENTALES FÍSICA II CUARTO SEMESTRE
62
Pregunta Activadora Es frecuente que se observen chispas o escuchen chispas cuando se saca ropa de una secadora. ¿Cuáles son las causas de este fenómeno?
Hipótesis
Material y equipo
Experimento 1.
a) Frotar vigorosamente la barra de vidrio o un tubo de ensayo con la tela de seda; ya
electrizada la barra acercarla a la esfera de médula de saúco, observar cómo es atraída y
después de estar en contacto con la barra de vidrio cómo es rechazada.
ELEMENTO CANTIDAD
Péndulo eléctrico 1
Electroscopio 1
Barra de vidrio 1
Barra de plástico 1
Tela de seda y de lana 2
Desempeño (aprendizaje colaborativo)-acciones a realizar.
CIENCIAS EXPERIMENTALES FÍSICA II CUARTO SEMESTRE
63
Nota: Un péndulo eléctrico puede ser construido con una esfera de unicel de uno o dos
centímetros de diámetro; con una aguja atravesar la esfera y colocar el hilo de seda, el cual se
suspenderá de un soporte.
b) Frotar ahora la barra de plástico, o una regla del mismo material, con la tela de lana; ya
electrizada la barra acercarla a la esfera, observar como es atraída y cómo rechazada.
c) Construcción de un electroscopio. Este dispositivo puede manufacturarse utilizando un frasco
de vidrio con tapa de plástico; atravesar la tapa con un clavo grande y en su punta enredar
papel aluminio o estaño, recortar de tal manera que queden dos laminillas con flexibilidad
suficiente. (Ver la figura siguiente).
d) Frotar la barra de plástico con la tela de lana y acercarla hasta tocar la esferilla del
electroscopio (o la cabeza plana del clavo) y observar qué sucede en ese momento con las
laminillas del interior del electroscopio, repetir lo anterior y observar nuevamente qué sucede
con las laminillas.
e) Descargar el electroscopio tocándolo con la mano.
f) Frotar ahora la barra de vidrio con la tela de seda y acercarla a la esferilla del electroscopio,
observar qué sucede con las laminillas.
Tela de seda
Barra de vidrio
Péndulo eléctrico
CIENCIAS EXPERIMENTALES FÍSICA II CUARTO SEMESTRE
64
g) Repetir los pasos de los inciso d, e y f hasta determinar claramente qué tipo de cargas (+ o -)
se tiene en las barras y en las laminillas del interior del electroscopio.
Reporte de resultados
a) ¿Qué tipo de carga se tiene en la barra y en la esfera del péndulo, si se frotó la barra de vidrio
con la tela de seda?
_____________________________________________________________________
b) ¿Qué tipo de carga adquieren la barra y la esfera del péndulo al utilizar la barra de plástico y la
tela de lana?
______________________________________________________________________
c) Completar la siguiente tabla: TABLA No 1
Resultados empleando el electroscopio
Barras Tipo de carga en las
Barras
Tipo de carga en las
laminillas
Observaciones
Vidrio
Plástico
Conclusiones
Discutir acerca de las posibilidades de aplicar los conocimientos logrados, mediante la actividad
experimental, en la solución de problemas reales, cotidianos e industriales.
CIENCIAS EXPERIMENTALES FÍSICA II CUARTO SEMESTRE
65
Evaluación de la práctica 9 “Carga eléctrica y construcción de un electroscopio”
Plantel: Semestre: Cuarto Asignatura: Física II Grupo:
Profesor: Alumno:
GUIA DE OBSERVACIÓN
INSTRUCCIONES: Marca con una X el registro de cumplimiento correspondiente.
No Acciones a Evaluar Registro Pondera
ción Calificación
SI NO NA
1 Porta correctamente la bata en el transcurso de la práctica.
2 Se presenta puntualmente al laboratorio.
3 Usa vale para solicitar material.
4 Cumple con el material solicitado.
5 Respeta las normas de seguridad del laboratorio.
6 Participa activamente en el desarrollo de la práctica.
7 Comenta sus dudas durante el desarrollo de la práctica.
8 Discute y concluye sus resultados de la práctica correctamente
9 Comparte sus experiencias en el equipo.
10 Guarda los materiales al término de la práctica.
LISTA DE COTEJO
INSTRUCCIONES: Marca con una X el registro de cumplimiento correspondiente.
No Acciones a Evaluar Registro
Pondera
ción Calificación
SI NO NA
1 El reporte presenta limpieza.
2 El reporte se entregó puntualmente.
3 La portada contiene los datos pertinentes.
4 La hipótesis se basa en una variable experimental y una
predicción.
5 Los cuadros fueron completados de acuerdo a las observaciones.
6 Los esquemas son claros y acordes al desarrollo experimental
7 El cuestionario se encuentra completo.
8 Las conclusiones están relacionadas con el tema.
9 La bibliografía citada es la correcta.
CIENCIAS EXPERIMENTALES FÍSICA II CUARTO SEMESTRE
66
Competencias genéricas (atributos):
8.- Participa y colabora de manera efectiva en equipos diversos. 8.2.- Aporta puntos de vista con apertura y considera los de otras personas de manera reflexiva.
Competencias disciplinares básicas:
5.- Contrasta los resultados obtenidos en una investigación o experimento con hipótesis previas y comunica sus conclusiones
Desempeños del estudiante al concluir la práctica
Analiza y comprende el uso de la ley de Ohm en el manejo y diseño de circuitos eléctricos.
Saberes previos
Un circuito eléctrico es un sistema en el que fluye la corriente a través de un alambre conductor un
una trayectoria completa, debido a una diferencia de potencial o voltaje. Un foco conectado a una
pila por medio de un alambre conductor es un ejemplo de circuito simple. En cualquier circuito
eléctrico por donde se desplacen los electrones en una trayectoria cerrada existen los siguientes
elementos fundamentales: voltaje, corriente y resistencia. Un circuito está cerrado cuando la
corriente eléctrica circula en todo el sistema y estará abierto cuando no circule por él. Para abrir o
cerrar el circuito se utiliza un interruptor. Los circuitos eléctricos pueden estar conectados en serie,
en paralelo o en forma mixta. Al conectar en serie un circuito todos los elementos conductores se
unen uno a continuación del otro, debido a ello la corriente eléctrica circula por cada uno de los
elementos, de tal manera que si se abre el circuito en cualquier parte se interrumpe totalmente la
corriente. Al conectar un circuito en paralelo los elementos conductores se encuentran separados
en varios ramales y la corriente eléctrica se divide en forma paralela en cada uno de ellos; así al
abrir el circuito en cualquier parte, la corriente no será interrumpida en los demás.
El físico alemán George S. Ohm demostró mediante sus experimentos que se aumenta la
diferencia de potencial o voltaje en un circuito, es mayor la intensidad de la corriente eléctrica.
También comprobó que al aumentar la diferencia del conductor disminuye la intensidad de la
corriente. Enunció la siguiente ley que lleva su nombre: La intensidad de la corriente eléctrica que
pasa por un conductor en un circuito es directamente proporcional a la diferencia de potencial
aplicado a sus extremos e inversamente proporcional a la a resistencia del conductor. Su expresión
matemática es: I = V/ R; de donde: R = V / I.
LEY DE OHM
10
CIENCIAS EXPERIMENTALES FÍSICA II CUARTO SEMESTRE
67
La ley de Ohm presenta algunas limitaciones:
a) Se puede aplicar a los metales pero no al carbón o a los materiales utilizados en
los transistores.
b) En virtud de que la resistencia cambia con la temperatura, debe cuidarse este
fenómeno al aplicar la ley.
c) Algunas aleaciones conducen mejor las cargas en una dirección que en otras.
Nota: Antes de iniciar la actividad experimental No. 7 el profesor del grupo deberá preparar a los
alumnos para que aprendan a utilizar el multímetro a fin de que puedan medir resistencias,
voltajes, e intensidades de corriente eléctrica.
Cuestionario de conceptos antecedentes.
1. ¿Qué elementos fundamentales constituyen un circuito eléctrico?
2. ¿Cuándo está cerrado y cuándo abierto un circuito?
3. ¿Cómo se unen los elementos conductores en cualquier circuito en serie y qué sucede al
abrirse el circuito en cualquier parte?
4. ¿Qué sucede con la corriente eléctrica al abrir un circuito en paralelo?
5. Escribir el enunciado de la ley de Ohm.
6. ¿Cuáles son las expresiones matemáticas de la intensidad y la resistencia eléctrica?
CIENCIAS EXPERIMENTALES FÍSICA II CUARTO SEMESTRE
68
Pregunta Activadora:
Asumiendo que un foco más brillante indica una mayor corriente, ¿Qué es lo que se puede
establecer en cuanto a la relación del voltaje con la corriente eléctrica y la resistencia del
conductor?
Hipótesis
Material y equipo
a) Montar un circuito eléctrico como el que se muestra en la figura. Observar que el multímetro al
funcionar como amperímetro se conecta en serie con el circuito y el multímetro al trabajar
como voltímetro se conecta en paralelo con el circuito. Seleccionar una resistencia cuyo valor
esté comprendido entre 300 y 400 . Tener cuidado de colocar en forma correcta el selector
del multímetro según se requiere (sí se tienen dudas al respecto consultar con el profesor o el
auxiliar de laboratorio)
ELEMENTO CANTIDAD
Multímetros o un voltímetro y un
amperímetro
2
Pilas nuevas de 1.5 volts cada una 4
Interruptor 1
Resistencia con valor entre 300
y 400
1
Cables de conexión
Cinta adhesiva
Desempeño (aprendizaje colaborativo)-acciones a realizar.
CIENCIAS EXPERIMENTALES FÍSICA II CUARTO SEMESTRE
69
b) Cerrar el circuito y efectuar la lectura del voltaje real suministrado por la pila al circuito, así
como la intensidad de corriente que circula en él expresada en amperes. Anotar los valores en
el cuadro de registro de resultados.
c) Abrir el circuito por medio del interruptor y con el mismo circuito montado variar únicamente el
voltaje, aumentándolo a tres volts. Para ello, unir en serie dos pilas de 1.5 volts. Cerrar el
circuito y leer el voltaje real que suministran las pilas al circuito y la intensidad de corriente,
esta última expresarla en amperes. Escribir los valores en el cuadro.
d) Repetir el paso c pero incrementando el voltaje a 4.5 volts y después a 6 volts, mediante tres y
cuatro pilas de 1.5 volts conectadas en serie, respectivamente. En cada caso anotar en el
cuadro los valores del voltaje real de intensidad de corriente en amperes.
Reporte de resultados
Variación Del voltaje Voltaje real (V) en volts Intensidad de la corriente en
amperes
Pila de 1.5 V
Dos pilas de 1.5 V
4.5 volts
6 volts
V
A
+ -
+ -
Pila de 1.5 v
Amperímetro
Interruptor
Voltímetro
Resistencia
CIENCIAS EXPERIMENTALES FÍSICA II CUARTO SEMESTRE
70
Conclusiones
Reflexionar acerca de la posible utilidad práctica que puedan tener las actividades realizadas,
tanto en la vida cotidiana como en sus aplicaciones productivas y laborales.
_
Fuentes de consulta (bibliográficas y/o electrónica)
CIENCIAS EXPERIMENTALES FÍSICA II CUARTO SEMESTRE
71
Evaluación de la práctica 10 “Ley de Ohm”
Plantel: Semestre: Cuarto Asignatura: Física II Grupo:
Profesor: Alumno:
GUIA DE OBSERVACIÓN
INSTRUCCIONES: Marca con una X el registro de cumplimiento correspondiente.
No Acciones a Evaluar Registro Pondera
ción Calificación
SI NO NA
1 Porta correctamente la bata en el transcurso de la práctica.
2 Se presenta puntualmente al laboratorio.
3 Usa vale para solicitar material.
4 Cumple con el material solicitado.
5 Respeta las normas de seguridad del laboratorio.
6 Participa activamente en el desarrollo de la práctica.
7 Comenta sus dudas durante el desarrollo de la práctica.
8 Discute y concluye sus resultados de la práctica correctamente
9 Comparte sus experiencias en el equipo.
10 Guarda los materiales al término de la práctica.
LISTA DE COTEJO
INSTRUCCIONES: Marca con una X el registro de cumplimiento correspondiente.
No Acciones a Evaluar Registro
Pondera
ción Calificación
SI NO NA
1 El reporte presenta limpieza.
2 El reporte se entregó puntualmente.
3 La portada contiene los datos pertinentes.
4 La hipótesis se basa en una variable experimental y una
predicción.
5 Los cuadros fueron completados de acuerdo a las observaciones.
6 Los esquemas son claros y acordes al desarrollo experimental
7 El cuestionario se encuentra completo.
8 Las conclusiones están relacionadas con el tema.
9 La bibliografía citada es la correcta.
CIENCIAS EXPERIMENTALES FÍSICA II CUARTO SEMESTRE
72
Competencias genéricas (atributos):
8.- Participa y colabora de manera efectiva en equipos diversos. 8.2.- Aporta puntos de vista con apertura y considera los de otras personas de manera reflexiva.
Competencias disciplinares básicas:
4.- Obtiene, registra y sistematiza la información para responder preguntas de carácter científico, consultando fuentes relevantes y realizando experimentos pertinentes. 5.- Contrasta los resultados obtenidos en una investigación o experimento con hipótesis previas y comunica sus conclusiones
Desempeños del estudiante al concluir la práctica Reconoce las características que presentan los imanes, mediante experimentos con la interacción
entre polos iguales y diferentes, para conocer los espectros magnéticos de los imanes que se
representan mediante líneas de fuerza.
Saberes previos El magnetismo se define como la propiedad que poseen los cuerpos llamados imanes para atraer
el hierro, níquel y cobalto. La importancia de los imanes y del magnetismo es muy grande debido a
su utilidad para la manufactura de muchos aparatos como: timbres, teléfonos, alarmas,
conmutadores, motores eléctricos, brújulas y separadores metálicos de hierro que pueden ser
usados también en la industria de alimentos (al enriquecerlos con minerales) y en la agricultura
(para separar semillas de hierbas)
William Gilbert (1954-1603), investigador ingles, demostró que la tierra se comporta como un imán
enorme y no existen los polos magnéticos separados.
Hace más de un siglo, el Inglés Michael Faraday observó que un imán ejerce una fuerza sobre un
trozo de hierro o sobre cualquier imán cercano a él, debido a la presencia de un campo de fuerzas
cuyos efectos se hacen sentir a través de un espacio vacío. Faraday imaginó que de un imán
salían hilos o líneas esparcidas llamadas líneas de fuerza magnética. Dichas líneas se localizan
más en los polos, ya que ahí la intensidad es mayor. Las líneas de fuerza producidas por un imán,
ya sean de barra o de herradura, se esparce desde el polo norte y se curvan para entrar al polo
sur. La zona que rodea a un imán y en la que puede detectarse su influencia, recibe el nombre de
campo magnético.
IMANES Y CAMPO MAGNÉTICO
11
CIENCIAS EXPERIMENTALES FÍSICA II CUARTO SEMESTRE
73
Cuestionario de conceptos antecedentes.
1. Definir el magnetismo.
2. ¿Qué elementos metálicos atraen los imanes?
3. ¿En qué aparatos se utilizan los imanes?
4. ¿Qué observó Faraday?
5. ¿A qué se le denomina campo magnético?
Pregunta Activadora: ¿Por qué resulto tan útil la brújula para navegantes y exploradores?
Hipótesis
CIENCIAS EXPERIMENTALES FÍSICA II CUARTO SEMESTRE
74
Material y equipo
a. Imantar una aguja de coser larga, frotándola doce veces en un solo sentido con un imán,
desde el centro de la aguja hasta la punta.
b. Atar a la aguja un hilo en su centro de gravedad y suspenderla sujetando un extremo del hilo
con la mano. Dejarla oscilar libremente hasta que se detenga y adquiera su orientación.
Considerar como marco de referencia las coordenadas geográficas y determinar los polos
norte y sur de la aguja imantada.
c. Imantar ahora un alambre delgado de unos 2 cm de largo como se hizo con la aguja.
Suspenderlo también de un hilo por su centro de gravedad y determinar el polo norte y el
polo sur del imán. Marcarlos para no confundirlos.
d. Unir el polo norte de la aguja con el polo norte del alambre y observar. Unir el polo norte de
la aguja con el polo sur del alambre y describir lo que sucede.
e. Cortar con las pinzas el alambre por la mitad y acercar cada extremo de los alambres al polo
norte de la aguja imantada. Observar qué sucede.
f. Colocar encima de un imán de barra una hoja de papel y espolvorear limadura de hierro
sobre la superficie del papel. Observar el espectro magnético que se forma. De ser posible
aplicar laca con un atomizador para fijar al papel la limadura de hierro y conservar el
espectro magnético obtenido.
g. Repetir el paso anterior pero observando el espectro magnético formado al acercar el polo
norte de un imán de barra con el polo norte de otro imán de barra. Después el polo sur con
el otro polo sur, y finalmente, polo norte con polo sur.
ELEMENTO CANTIDAD
Aguja de coser larga 1
Alambre de hierro delgado de 12 cm
de largo
1
Trozo de hilo 1
Pinzas de corte 1
Imán de barra y de herradura
Hojas de papel cuaderno
Limadura de hierro
2
5
Desempeño (aprendizaje colaborativo)-acciones a realizar.
CIENCIAS EXPERIMENTALES FÍSICA II CUARTO SEMESTRE
75
h. Proceder igual que en el inciso f y encontrar el espectro magnético formado por un imán en
forma de herradura.
Reporte de resultados
Contestar las siguientes preguntas relacionándolas con los resultados obtenidos.
a) ¿Qué sucedió al unir el polo norte de la aguja con el polo norte del alambre? Y ¿Qué ocurrió al
unir el polo norte de la aguja con el polo sur del alambre?
_______________________________________________________________________________
_______________________________________________________________________________
________________________________________________________________________
b) Explicar qué le acontece al alambre imantado y cortado a la mitad.
_______________________________________________________________________________
_______________________________________________________________________________
________________________________________________________________________
c) Mostrar al profesor los espectros magnéticos formados por: un imán de barra, un polo norte
cercano a otro polo norte de dos imanes de barra, el polo sur próximo al polo sur y el polo norte
cerca del polo sur. Elaborar los dibujos en los cuadros correspondientes.
Espectro magnético del imán de barra Polo norte cercano a otro polo norte
Polo sur próximo a otro polo sur Polo norte cerca del polo sur
CIENCIAS EXPERIMENTALES FÍSICA II CUARTO SEMESTRE
76
Conclusiones
Considerar las respuestas de los conceptos antecedentes, la hipótesis elaborada y los resultados
obtenidos, y posteriormente discutir por equipos en forma grupal acerca de las posibles
aplicaciones prácticas que aportan los conocimientos alcanzados en esta actividad.
__________________________________________________________
____________________________________________________________________________
____________________________________________________________________________
Fuentes de consulta (bibliográficas y/o electrónica)
Espectro formado por un imán de herradura
CIENCIAS EXPERIMENTALES FÍSICA II CUARTO SEMESTRE
77
Evaluación de la práctica 11 “Imanes y campo magnético”
Plantel: Semestre: Cuarto Asignatura: Física II Grupo:
Profesor: Alumno:
GUIA DE OBSERVACIÓN
INSTRUCCIONES: Marca con una X el registro de cumplimiento correspondiente.
No Acciones a Evaluar Registro Pondera
ción Calificación
SI NO NA
1 Porta correctamente la bata en el transcurso de la práctica.
2 Se presenta puntualmente al laboratorio.
3 Usa vale para solicitar material.
4 Cumple con el material solicitado.
5 Respeta las normas de seguridad del laboratorio.
6 Participa activamente en el desarrollo de la práctica.
7 Comenta sus dudas durante el desarrollo de la práctica.
8 Discute y concluye sus resultados de la práctica correctamente
9 Comparte sus experiencias en el equipo.
10 Guarda los materiales al término de la práctica.
LISTA DE COTEJO
INSTRUCCIONES: Marca con una X el registro de cumplimiento correspondiente.
No Acciones a Evaluar Registro
Pondera
ción Calificación
SI NO NA
1 El reporte presenta limpieza.
2 El reporte se entregó puntualmente.
3 La portada contiene los datos pertinentes.
4 La hipótesis se basa en una variable experimental y una
predicción.
5 Los cuadros fueron completados de acuerdo a las observaciones.
6 Los esquemas son claros y acordes al desarrollo experimental
7 El cuestionario se encuentra completo.
8 Las conclusiones están relacionadas con el tema.
9 La bibliografía citada es la correcta.
CIENCIAS EXPERIMENTALES FÍSICA II CUARTO SEMESTRE
78
Competencias genéricas (atributos):
8.- Participa y colabora de manera efectiva en equipos diversos. 8.2.- Aporta puntos de vista con apertura y considera los de otras personas de manera reflexiva.
Competencias disciplinares básicas:
4.- Obtiene, registra y sistematiza la información para responder preguntas de carácter científico, consultando fuentes relevantes y realizando experimentos pertinentes. 5.- Contrasta los resultados obtenidos en una investigación o experimento con hipótesis previas y comunica sus conclusiones
Desempeños del estudiante al concluir la práctica
Define conceptos básicos relacionados con el magnetismo y el electromagnetismo
Saberes previos El electromagnetismo es la parte de la Física encargada de estudiar el conjunto de fenómenos que
resultan de las acciones mutuas entre las corrientes eléctricas y el magnetismo. En 1820 Oesterd
descubrió que cuando circula corriente eléctrica por un alambre conductor se forma
inmediatamente un campo magnético alrededor de él. Poco tiempo después, Ampere descubrió
que el campo magnético podía intensificarse al enrollar el alambre conductor en forma de bobina.
En 1831 Faraday descubrió las corrientes eléctricas inducidas al realizar experimentos con una
bobina a la que se le acercaba y alejaba un imán recto. La corriente inducida era mas intensa a
medida que se movía más rápido el imán. De acuerdo con los experimentos de Faraday sabemos
lo siguiente: La inducción magnética es el fenómeno producido cuando un conductor se mueve en
sentido transversal cortando las líneas de fuerza de un campo magnético, con ello se genera una
fuerza electromotriz que induce una corriente eléctrica en el conductor. En la actualidad casi toda
la energía consumida en nuestros hogares y en la industria se obtiene gracias al fenómeno de la
inducción electromagnética. En todo el mundo existen generadores movidos por agua, vapor,
petróleo y generan grandes cantidades de energía eléctrica.
ELECTROMAGNETISMO
12
CIENCIAS EXPERIMENTALES FÍSICA II CUARTO SEMESTRE
79
Cuestionario de conceptos antecedentes.
a) Definir el electromagnetismo.
b) ¿Qué es la fuerza electromotriz?
c) ¿Cómo se induce corriente a un conductor?
Pregunta Activadora:
¿Qué diferencia hay entre un motor eléctrico y un motor electrónico?
Hipótesis
Material y equipo
ELEMENTO CANTIDAD
Brújula 1
Interruptor 1
Alambre conductor aislado 1
Clavo grande de hierro 1
Pila de 1.5 volts
Clips o alfileres
Bobina
Imán de barra
Micro amperímetro
1
1
1
1
CIENCIAS EXPERIMENTALES FÍSICA II CUARTO SEMESTRE
80
Experimento 1.
Monta un circuito básico como el que se muestra en la
figura siguiente. Para ello, coloca la brújula en posición
paralela con el alambre conductor. Cierra el circuito
mediante el interruptor y observa que le sucede a la
brújula: abre el circuito y observa el comportamiento de la
brújula.
Experimento 2.
Construye un electroimán, enrollando el alambre aislado
alrededor de un clavo grande de hierro como se muestra
en la figura del costado. Conecta los extremos del
alambre a la pila de 1.5 volts, acerca cualquier extremo
del clavo a los alfileres o clips y observa que sucede.
Experimento 3.
Monta un dispositivo como el mostrado en arreglo que se
muestra, tomando en cuenta que la bobina debe estar fija.
Introduce varias veces y con diferentes velocidades el polo
norte del imán en el centro de la bobina. Observa la aguja
indicadora del micro amperímetro. Repite el procedimiento
anterior pero ahora con el polo sur del imán.
Desempeño (aprendizaje colaborativo)-acciones a realizar.
CIENCIAS EXPERIMENTALES FÍSICA II CUARTO SEMESTRE
81
Reporte de resultados
Contestar las siguientes preguntas relacionándolas con los resultados obtenidos en cada
experimento:
a) ¿Qué observas en la brújula al cerrar el circuito eléctrico y el abrirlo? Explica cuál es la
razón de este comportamiento.
b) ¿Qué sucedió al acercar cualquiera de los extremos del clavo a los clips o alfileres?
c) Señala al menos dos usos prácticos que tienen los electroimanes.
d) ¿Qué se observa en la aguja indicadora del micro amperímetro al introducir el imán y
sacarlo? Descríbelo.
e) ¿Qué se observa en la aguja indicadora del micro amperímetro al incrementar la velocidad
con que se mueve el imán? Explica cual es la razón de dicho comportamiento.
f) ¿Qué se observa en la aguja indicadora del micro amperímetro al introducir el polo sur del
imán de barra en la bobina? Descríbelo.
CIENCIAS EXPERIMENTALES FÍSICA II CUARTO SEMESTRE
82
g) ¿Qué sucede cuando el imán y la bobina permanecen inmóviles?
h) Define con tus propias palabras que son las corrientes inducidas.
Conclusiones
Considerar las respuestas de los conceptos antecedentes, la hipótesis elaborada y los resultados
obtenidos, y posteriormente discutir por equipos en forma grupal acerca de las posibles
aplicaciones prácticas que aportan los conocimientos alcanzados en esta actividad.
Fuentes de consulta (bibliográficas y/o electrónica)
CIENCIAS EXPERIMENTALES FÍSICA II CUARTO SEMESTRE
83
Evaluación de la práctica 12 “Electromagnetismo”
Plantel: Semestre: Cuarto Asignatura: Física II Grupo:
Profesor: Alumno:
GUIA DE OBSERVACIÓN
INSTRUCCIONES: Marca con una X el registro de cumplimiento correspondiente.
No Acciones a Evaluar Registro Pondera
ción Calificación
SI NO NA
1 Porta correctamente la bata en el transcurso de la práctica.
2 Se presenta puntualmente al laboratorio.
3 Usa vale para solicitar material.
4 Cumple con el material solicitado.
5 Respeta las normas de seguridad del laboratorio.
6 Participa activamente en el desarrollo de la práctica.
7 Comenta sus dudas durante el desarrollo de la práctica.
8 Discute y concluye sus resultados de la práctica correctamente
9 Comparte sus experiencias en el equipo.
10 Guarda los materiales al término de la práctica.
LISTA DE COTEJO
INSTRUCCIONES: Marca con una X el registro de cumplimiento correspondiente.
No Acciones a Evaluar Registro
Pondera
ción Calificación
SI NO NA
1 El reporte presenta limpieza.
2 El reporte se entregó puntualmente.
3 La portada contiene los datos pertinentes.
4 La hipótesis se basa en una variable experimental y una
predicción.
5 Los cuadros fueron completados de acuerdo a las observaciones.
6 Los esquemas son claros y acordes al desarrollo experimental
7 El cuestionario se encuentra completo.
8 Las conclusiones están relacionadas con el tema.
9 La bibliografía citada es la correcta.
CIENCIAS EXPERIMENTALES FÍSICA II CUARTO SEMESTRE
84
RUBRICA PARA EVALUAR LAS ACTIVIDADES EXPERIMENTALES
Nivel de dominio
ESTRATÉGICO
(10-9 )
AUTONOMO
(8-7)
RESOLUTIVO
(6)
RECEPTIVO
(5)
COMPRENSIÓN
(CONCEPTUAL)
El reporte presentado
muestra las ideas
principales del tema
y profundiza en la
información.
El reporte
presentado muestra
en forma
parcialmente las
ideas principales del
tema y con buena
profundidad en la
información.
El reporte
presentado muestra
en forma
parcialmente las
ideas principales
pero con poca
profundidad en la
información.
El reporte
presentado no
muestra las ideas
principales del tema.
COMPRENSIÓN
(CONCEPTUAL)
El reporte presenta
conclusiones acordes
con lo realizado y
tiene relación con los
desempeños al
concluir la práctica.
El reporte presenta
conclusiones un
poco acordes con lo
realizado y tiene
poca relación con
los desempeños al
concluir la práctica.
El reporte presenta
conclusiones
incoherentes con lo
realizado y tiene muy
poca relación con los
desempeños al
concluir la práctica .
El reporte no
presenta
conclusiones.
COMPRENSIÓN
(CONCEPTUAL)
El reporte contiene
bibliografía
consultada por lo
menos de 5 fuentes
(3 físicas y 2
digitales)
El reporte contiene
bibliografía
consultada por lo
menos de 3 o 4
fuentes (2 físicas y 1
o 2 digitales)
El reporte contiene
bibliografía
consultada por lo
menos de 2 fuentes
(1 física y 1 digital)
El reporte contiene
bibliografía
consultada por lo
menos de 1 fuente
(1 física o 1
digitales)
PRESENTACIÓN DE
MATERIAL: GRÁFICAS,
ESTADÍSTICAS,
PERIÓDICO MURAL,
IMÁGENES, ETC
(PROCEDIMENTAL)
Las imágenes del
reporte son
atractivas, hay una
buena distribución
del espacio y se
muestra una buena
asociación de los
objetos.
Las imágenes del
reporte presentan
pequeñas
dificultades en la
distribución y
asociación de los
objetos.
Las imágenes del
reporte presentan
algunas dificultades
en la distribución y
asociación de los
objetos.
Las imágenes del
reporte no son
atractivas y
presentan serias
dificultades en la
distribución y
asociación de
objetos.
COMPROMISO Y
RESPONSABILIDAD
(ACTITUDINAL)
Muestra interés,
entrega material con
buena presentación y
en la fecha acordada
Muestra regular
interés, entrega
material con buena
presentación y fuera
de la fecha
acordada.
Muestra poco
interés, entrega
material con regular
presentación y fuera
de la fecha
acordada.
Muestra desinterés,
entrega material con
mala presentación y
fuera de la fecha
acordada.
COMPROMISO Y
RESPONSABILIDAD
(ACTITUDINAL
Participa activamente
en el desarrollo de la
práctica y comparte
sus experiencias de
con todos los
involucrados para el
logro de los
objetivos.
Participa en el
desarrollo de la
práctica y comparte
sus experiencias
para el logro de los
objetivos.
Poca participación
en el desarrollo de la
práctica y comparte
muy poco sus
experiencias para el
logro de los
objetivos.
Nula participación
en el desarrollo de
la práctica.
Aspectos
o criterios
a evaluar