CIENCIAS NATURALES 11°

INSTITUCIÓN EDUCATIVA CRISTÓBAL COLÓN MORROA -SUCRE

CIENCIAS NATURALES 11°

FÍSICA 11°

Tulio Buelvas Colon

[email protected]

Eliana Aguas [email protected]


1. PRESENTACIÓN

El presente módulo ha sido diseñado como propuesta a una respuesta de coordinación

académica de la I.E Cristóbal Colon, que busca la elaboración de un material didáctico de apoyo

para nuestros estudiantes, con el fin de establecer los contenidos académicos a desarrollar día

a día no solo en el aula sino también de manera virtual, fortaleciendo así los procesos educativos

y el desempeño de los estudiantes. Este módulo se ha diseñado con el objetivo de brindar apoyo

y guía para el desarrollo de la asignatura de física para el grado11°.

En estos ellos se desarrollan, ordenada y sistemáticamente, los principios fundamentales de la

física, permitiendo obtener una secuencia lógica y progresiva en el aprendizaje de los

conceptos, leyes, principios y los modelos que se usan en esta rama de las ciencias,

acompañadas de ejercicios resueltos que permiten asimilar conceptos anteriormente expuestos,

conceptos que posteriormente cada estudiante podrá ejecutar en la solución de ejercicios y

problemas propuestos.

Además, para complementar la información incluida en el módulo, se propone al estudiante la

realización de las actividades que en él se incluyen, tales como ejercicios en clase, tareas,

contestar la evaluación y ejercicios de refuerzo.

El objetivo final de la asignatura es el de profundizar en el conocimiento científico de los

fenómenos físicos, mediante la comprensión de las leyes, el planteamiento de problemas y la

observación experimental, así como el de desarrollar las competencias de identificación,

indagación y explicación en cada uno de los procesos contenidos.

El tiempo en que se desarrollara el módulo es de 10 semanas, durante el cual se desarrollarán

los contenidos acordes al plan de área, estándares, DBA, lineamientos curriculares del

Ministerio de educación.


MAPA CONCEPTUAL

2. CONTENIDOS

Unidad 1: FLUIDOS

Objetivos: Identificar las leyes y principios de la hidrostática, para luego ser aplicadas en

la solución de problemas contextuales.

Preguntas Orientadoras de la Unidad:

¿Cómo se comportan los fluidos?

¿Por qué los esquimales se colocan raquetas en los pies para andar por la nieve?

¿Por qué el barómetro contiene mercurio y no agua para medir la presión?

¿Dónde podemos ver las aplicaciones del principio de Pascal y de Arquímedes en la vida

cotidiana?


Síntesis de Contenido:

Términos Utilizados

Fluido: Es todo cuerpo que puede desplazarse fácilmente cambiando de forma bajo la acción de fuerzas pequeñas. Por esta razón el término fluido influye tanto en líquidos como en gases.

Hidrostática: Estudia los fluidos en reposo o equilibrio. Hidrodinámica: Estudia los fluidos en movimiento.

Neumática: Particulariza la hidrostática e hidrodinámica al estudio de los gases.

Hidráulica: Utiliza la hidrostática, hidrodinámica y neumática en aplicaciones técnicas.

Para tener en cuenta…

Los líquidos son incompresibles, tienen volumen fijo y forma variable, y los gases tienen volumen y forma variable.

Peso específico (Pe):

Es la relación entre el peso de un cuerpo y su volumen.

Pe = 𝐖

𝐕 =

𝐦𝐠

𝐕

Unidades de peso específico

M. K. S: 𝐍

𝒎𝟑 C. G. S: 𝐝

𝒄𝒎𝟑 inglés: 𝐋𝐛

𝐟𝐭𝟑

Densidad (𝝆): Es la cantidad de masa por unidad de volumen de una sustancia; lo que quiere decir que entre más masa tenga un cuerpo en un mismo volumen, mayor será su densidad.

𝝆 = 𝐦

𝐕

Unidades de densidad

M. K. S: Kg

𝒎𝟑 C. G. S: 𝐠𝐫

𝒄𝒎𝟑

Relación entre peso específico y densidad

Pe = 𝝆.g

1𝐠𝐫

𝒄𝒎𝟑 = 1000 Kg

𝒎𝟑


En la tabla que se muestra a tu derecha se presenta la densidad de algunas sustancias:

Problemas Resueltos

1.- La policía decomisó en un operativo, un pequeño lingote de oro de masa 0,8 kg y de volumen 235 cm3. Al observar las características del lingote, un técnico afirmó que era posible que dicho lingote no fuera de oro. ¿Es cierta la afirmación del técnico?

SOLUCIÓN

m = 0,8 kg = 800 gr

V = 235 cm3

Para determinar si la afirmación del técnico es cierta, se debe verificar si la densidad del lingote mencionado corresponde a la del oro. Así:

𝝆 = 𝒎𝒍𝒊𝒏𝒈𝒐𝒕𝒆

𝑽𝒍𝒊𝒏𝒈𝒐𝒕𝒆 =

𝟖𝟎𝟎 𝐠𝐫

𝟐𝟑𝟓 𝐜𝐦𝟑 = 3,4 gr/cm3

Como se observa en la tabla de arriba la densidad del oro es 19,3 gr/cm3, por ende, la afirmación del técnico es verdadera.

2.- Calcular la masa de un colchón de agua cuyas dimensiones son 2 m de largo, 2 m de ancho y 30 cm de profundidad. Expresa la respuesta en kg.

SOLUCIÓN

𝝆 Agua = 1 gr/cm3 largo = 2 m = 200 cm ancho = 2 m = 200 cm fondo = 30 cm

V = 200 cm x 200 cm x 30 cm = 1200000 cm3

Para calcular la masa del colchón de agua usamos la expresión

𝝆 = 𝐦

𝐕 Despejamos m, entonces

m = 𝝆v = (1 gr/cm3) (1200000 cm3)

m = 1200000 gr = 1200 kg

La masa del colchón de agua es de 1200 kg, lo cual equivale a 1,2 toneladas.


Presión (P):

Es la relación entre la fuerza ejercida perpendicularmente por unidad de área de la superficie. La presión es una magnitud escalar.

P = 𝐅

𝐀 =

𝛒𝐕𝐠𝐀

Unidades de Presión

M. K. S: 𝐍

𝒎𝟐 = Pascal (Pa) C. G. S: 𝐝

𝒄𝒎𝟐 = Baria (b)

Inglés: 𝐋𝐛

𝐟𝐭𝟐 = psi

1 psi = 6900 Pa

Problemas Resueltos

1.- ¿Cuál es la presión ejercida por una fuerza de 120 N que actúa sobre una superficie de 0,040 metros cuadrados?

SOLUCIÓN

¿F = 120 N A = 0,040 m2 P =?

Usamos la expresión: P = 𝐅

𝐀

P = 𝟏𝟐𝟎 𝐍

𝟎,𝟎𝟒𝟎 𝒎𝟐 = 3000 Pa

2.- Una mujer de 70 kg, se balancea sobre uno de los tacones de sus zapatos. Si el tacón es circular con un radio de 0,5 cm, ¿Qué presión ejerce ella sobre el suelo?

SOLUCIÓN

m = 70 kg r = 0,5 cm = 0,005 m g = 9,8 m/s2 P =?

Primero, calculamos la superficie de los tacones a partir del área del círculo. Atacón = 𝛑 r2

tacón = (3,14) (0,005 m)2 = (3,14) (0,000025 m2) = 0,0000785 m2 Ahora, se calcula el peso de la mujer:

F = Wmujer = mmujer g = (70 kg) (9,8 m/s2) = 686 N

A partir de la definición de presión:

P = 𝐅

𝐀 =

𝟔𝟖𝟔 𝐍

𝟎,𝟎𝟎𝟎𝟎𝟕𝟖𝟓 𝒎𝟐 = 8738853,50 Pa

La mujer ejerce sobre el suelo una presión de 8738853,50 Pa.


ACTIVIDAD 1

Resuelve los siguientes ejercicios:

1.- 0,7 kg de alcohol etílico ocupan un volumen de 0,00054 m3. Calcular:

a) ¿La densidad del alcohol etílico?

b) ¿Cuál es su peso específico?

2.- ¿Cuál es el peso específico de un aceite cuya densidad es de 671,22 kg/m3?

3.- ¿Cuál es el peso específico de un objeto de 20 Lb que ocupa un volumen de 5 ft3?

4.- Un recipiente de aluminio tiene una capacidad interior de 96 cm3. Si el recipiente se llena totalmente de glicerina, ¿qué cantidad de glicerina en kilogramos llena el recipiente?

5.- ¿Cuál es la densidad de una sustancia, si 246 g ocupan un volumen de 33,1 cm3?

6.- Un ladrillo de 𝜌 = 7,8 g/cm3 tiene las siguientes dimensiones: 2 cm de largo, 1,5 cm de

ancho y 1 cm de alto. Calcular la presión que ejerce el bloque sobre la superficie en la cual se apoya, cuando se coloca sobre cada una de sus caras.

Frase motivadora: “Educando con amor y creciendo en sabiduría”


Presión atmosférica (Pat):

Es la presión producida por la atmosfera o capa de aíre que rodea la tierra, es la fuerza que ejerce la columna de aire de la atmósfera sobre la superficie terrestre en un punto determinado.

La presión atmosférica fue medida al nivel del mar en 1644 por el físico italiano Evangelista Torricelli. La presión atmosférica se mide con el Barómetro.

Cuanto mayor es la altitud, menor en la presión atmosférica, y cuanto menor es la altitud, mayor es la presión atmosférica.

La mayor presión atmosférica es la que se produce al nivel del mar. Por ende, esta medida se toma como referencia de la presión atmosférica normal.

El valor de la presión atmosférica normal (al nivel del mar) es de:

Pat = 760 torr =101 325 Pa (pascales) =1,01325 b (baria) = 1 atm (atmósfera).

Para calcular la presión atmosférica usamos la expresión:

Pat = 𝝆 g h

Problema Resuelto

1.- Calcular el valor para la presión atmosférica de una persona que vive en una ciudad a 1.000 m de altitud sobre el nivel del mar. Suponer homogénea la atmósfera. Densidad del aire es 1,29 kg/m3.

SOLUCIÓN

𝝆 = 1,29 kg/m3 g = 9,8 m/s2 h = 1000 m Pat =?

La presión que ejercen 1000 m de atmósfera será:

Pat = 𝝆 g h

Pat = (1,29 kg/m3) (9,8 m/s2) (1000 m)

Pat = 12642 Pa

Recordemos que la presión atmosférica a nivel del mar es de 101 325 Pa.


Por lo tanto, la presión atmosférica en la ciudad será la diferencia entre el nivel del mar y la debida a 1000 m de atmósfera, es decir:

Pat (ciudad) = 101 325 Pa - 12642 Pa = 88683 Pa

Presión hidrostática (Ph):

Es la presión ejercida por un líquido debido a su peso.

Ph = 𝝆 g h

Problemas Resueltos

1.- Calcular la presión hidrostática que experimenta un buzo, que está sumergido 20 m bajo el nivel del mar.

(𝝆 = 1030 kg/m3).

SOLUCIÓN

𝝆 = 1030 kg/m3 g = 9,8 m/s2 h = 20 m

Ph =?

Ph = 𝝆 g h

Ph = (1030 kg/m3) (9,8 m/s2) (20 m)

Ph = 201880 Pa

2.- Un tanque está lleno de gasolina (𝝆 = 700 kg/m3), calcula la presión hidrostática a

20 cm de profundidad.

SOLUCIÓN

𝝆 = 700 kg/m3 g = 9,8 m/s2 h = 20 cm = 0,2 m Ph =?

Ph = 𝝆 g h

Ph = (700 kg/m3) (9,8 m/s2) (0,2 m)

Ph = 1372 Pa


ACTIVIDAD 2


1.- Un cubo de madera de densidad 0,65 g/cm3, ejerce una presión de 1300 N/m2 sobre la superficie en la cual se apoya. Calcula la arista del cubo.

2.- Una piscina de 25 m de largo, 12 m de ancho y 1.8 m de profundidad está llena de agua. Calcular la presión que ejerce el agua sobre el fondo de la piscina.

3.- ¿Cuál es la presión a una profundidad de 1240 m bajo el agua de mar? ¿Qué fuerza actúa sobre una superficie de 4 m2 colocados a esta profundidad?

4.- Un submarino se hunde a una profundidad de 60 m bajo el nivel del mar. Calcula la presión hidrostática a esta profundidad.


PRINCIPIO FUNDAMENTAL DE LA HIDROSTÁTICA

Si consideramos dos puntos, 1 y 2, cuyas profundidades dentro de un líquido son h1 y h2, respectivamente, como se muestra en la figura.

Se observa que la presión en cada punto es:

P1 = 𝝆 g h1 P2 = 𝝆 g h2

Luego, la diferencia de presiones es:

P1 – P2 = 𝝆 g h1 – 𝝆 g h2

P1 – P2 = 𝝆 g (h1 – h2)


Esta última igualdad recibe el nombre de ecuación fundamental de la hidrostática y muestra que:

La diferencia de presión entre dos puntos de un fluido en reposo depende de la diferencia de alturas.

Si los dos puntos están a la misma profundidad en el interior del líquido, soportan la misma presión independientemente de la forma del recipiente.

LIQUIDOS NO MISCIBLES EN UN TUBO DOBLADO EN U

Se trata de un tubo transparente doblado en forma de “U” y abierto en ambos extremos. Por cada rama se vierten dos líquidos de diferente densidad e inmiscibles entre sí; por ejemplo, agua y aceite de cocina. No importa cuál ocupe el fondo del tubo siempre ocurrirá que el de menor densidad va a quedar por arriba del más denso. Fíjate: acá te muestro las dos posibilidades y en ambas representé al agua en celeste y al aceite (que es menos denso que el agua) en amarillo.

En la figura 1 por el principio de hidrostática, se cumple que:

PA = PB

𝝆1 g h1 = 𝝆2 g h2

𝝆1 h1 = 𝝆2 h2

Aquí podemos concluir que las densidades son inversamente proporcionales a las alturas.

Problemas Resueltos

1.- Un tubo doblado en U contiene agua y aceite de densidad desconocida. La altura del agua respecto a la superficie de separación es 9 cm y la altura de la columna de aceite es 10.6 cm. ¿Cuál es la densidad del aceite?

SOLUCIÓN

𝝆Agua = 1 g/cm3 𝝆Aceite =? h1 = 9 cm h2 = 10,6 cm

Usamos la expresión: 𝝆Agua h1 = 𝝆Aceite h2 despejamos 𝝆Aceite

(𝛒𝐀𝐠𝐮𝐚 )𝐡𝟏

𝐡𝟐 = 𝝆Aceite


(𝟏 𝐠/𝐜𝐦𝟑)𝟗 𝐜𝐦

𝟏𝟎,𝟔 𝐜𝐦 = 𝝆Aceite

𝟗 𝐠/𝐜𝐦𝟑

𝟏𝟎,𝟔 = 𝝆Aceite

0,84 g/cm3= 𝝆Aceite

2.- En un tubo doblado en U hay mercurio y cloroformo (0,66 g/cm3). Si la altura de la columna de mercurio es 4 cm, ¿cuál será la altura de la columna de cloroformo?

SOLUCIÓN

𝝆Mercurio = 13,6 g/cm3 𝝆Cloroformo =0,66 g/cm3 h1 = 4 cm h2 =?

Usamos la expresión: 𝝆Mercurio h1 = 𝝆Cloroformo h2 despejamos h2

(𝛒𝐌𝐞𝐫𝐜𝐮𝐫𝐢𝐨)𝐡𝟏

𝛒𝐜𝐥𝐨𝐫𝐨𝐟𝐨𝐫𝐦𝐨 = h2

(𝟏𝟑,𝟔 𝐠/𝐜𝐦𝟑)𝟒𝐜𝐦

𝟎,𝟔𝟔 𝐠/𝐜𝐦𝟑 = h2

𝟓𝟒,𝟒 𝐜𝐦

𝟎,𝟔𝟔 = h2

82,42 cm = h2

ACTIVIDAD 3


1.- En el tubo en U abierto como se muestra en la figura, hay dos líquidos inmiscibles de densidad ρ1 y ρ2. Si h1= 2 cm y h2 = 3 cm y el líquido de la rama izquierda es agua, ¿cuánto vale ρ2?

2.- En un tubo en U se coloca agua y nafta, las alturas alcanzadas son 52 cm y 74 cm respectivamente, ¿cuál es la densidad de la nafta?

3.- En un tubo en U de sección uniforme, se coloca mercurio y agua. Si el desnivel del mercurio es de 0,034 m, ¿cuál es la altura del agua en la otra rama?



PRINCIPIO DE PASCAL

En el año 1593 el científico Blaise Pascal, descubrió este principio que dice:

“Toda presión aplicada a un fluido encerrado, se transmite con la misma intensidad a todos los puntos del fluido y a las paredes del recipiente que los contiene”.

Bajo este principio funcionan los gatos hidráulicos, las prensas hidráulicas, las grúas, excavadoras, sistemas de frenos en auto móviles, etc.

PRENSA HIDRÁULICA

Una prensa hidráulica consta de dos émbolos de diferente tamaño que estan en contacto con un líquido. El émbolo pequeño está conectado a una manivela sobre la que se ejerce una fuera F1, mientras que el embolo grande está junto a un tope que permite prensar los objetos.

Como la presión es la misma, se tiene que:

P1 = P2

𝐅𝟏

𝐀𝟏=

𝐅𝟐

𝐀𝟐

VENTAJA MECÁNICA(M)

Es la razón entre la fuerza de salida y la fuerza de entrada, esta ventaja mecánica nos sirve para saber qué tanta fuerza ha facilitado una máquina.

M = 𝐅𝐒𝐚𝐥𝐢𝐝𝐚

𝐅𝐄𝐧𝐭𝐫𝐚𝐝𝐚=

𝐀𝐒𝐚𝐥𝐢𝐝𝐚

𝐀𝐄𝐧𝐭𝐫𝐚𝐝𝐚

Problemas Resueltos

1.- En una prensa hidráulica sus cilindros tienen radios de 1 cm y 8 cm respectivamente, si sobre el embolo de área menor se ejerce una fuerza de 10 N, ¿Qué fuerza ejerce la prensa hidráulica sobre el embolo mayor? ¿Cuál es la ventaja mecánica ideal de la prensa?

SOLUCIÓN

r1 = 1 cm r2 = 8 cm F1 = 10 N F2 =?


Primero debemos hallar el área de cada embolo, para ello usamos la ecuación del área del círculo:

A1 = 𝛑𝐫𝟏𝟐

A2 = 𝛑𝐫𝟐𝟐

Luego, usamos la ecuación de Pascal:

𝐅𝟏

𝐀𝟏=

𝐅𝟐

𝐀𝟐 Reemplazamos los valores de A1 y A2

𝐅𝟏

𝛑𝐫𝟏𝟐 =

𝐅𝟐

𝛑𝐫𝟐𝟐 Despejamos F2

𝛑𝐫𝟐𝟐𝐅𝟏

𝛑𝐫𝟏𝟐 = 𝐅𝟐

𝐫𝟐

𝟐𝐅𝟏

𝐫𝟏𝟐 = 𝐅𝟐 Reemplazamos valores

(𝟖 𝐜𝐦)𝟐(𝟏𝟎 𝐍)

(𝟏 𝐜𝐦)𝟐 = F2

(𝟔𝟒 𝐜𝐦𝟐)(𝟏𝟎 𝐍)

𝟏 𝐜𝐦𝟐 = F2

𝟔𝟒𝟎 𝐍

𝟏 = F2

640 N = F2

Para calcular la ventaja mecánica usamos la expresión:

M = 𝐅𝐒𝐚𝐥𝐢𝐝𝐚

𝐅𝐄𝐧𝐭𝐫𝐚𝐝𝐚

M = 𝟔𝟒𝟎 𝐍

𝟏𝟎 𝐍

M = 64


2.- Una prensa hidráulica tiene dos émbolos de 50 cm2 y 250 cm2, se coloca sobre el embolo grande una fuerza de 4900 N, ¿Qué fuerza se ejerce sobre el embolo menor?

SOLUCIÓN

A1 = 50 cm2 A2 = 250 cm2 F2 = 4900 N F1 =?

Usamos la ecuación de Pascal:

𝐅𝟏

𝐀𝟏=

𝐅𝟐

𝐀𝟐 Despejamos F1

F1 = 𝐅𝟐𝐀𝟏

𝐀𝟐 Reemplazamos valores

F1 =(𝟒𝟗𝟎𝟎 𝐍)(𝟓𝟎 𝐜𝐦𝟐)

𝟐𝟓𝟎 𝐜𝐦𝟐

F1 =𝟐𝟒𝟓𝟎𝟎𝟎 𝐍

𝟐𝟓𝟎

F1 = 980 N

ACTIVIDAD 4


1.- Los cilindros de una prensa hidráulica tienen de radio 5 cm y 20 cm. ¿Qué fuerza se debe ejercer sobre el émbolo de área menor para levantar un cuerpo de 1000 kg de masa?

2.- En una prensa hidráulica sus cilindros tienen radios de 12 cm y 25 cm respectivamente. Si sobre el émbolo de menor área se ejerce una fuerza de 28 N, ¿qué fuerza ejerce la prensa hidráulica sobre el émbolo mayor? ¿Cuál es la ventaja mecánica ideal de la prensa?

3.- Los émbolos de una prensa hidráulica tienen diámetros de 2 ft y 24 ft respectivamente.

¿Cuál es la fuerza de entrada necesaria a fin de obtener una fuerza de salida total de 2000 Lb en el émbolo más grande? ¿Cuál es la ventaja mecánica ideal de la prensa?



PRINCIPIO DE ARQUÍMEDES

Arquímedes, formuló el principio que lleva su nombre, este principio permite interpretar el comportamiento de un sólido que se sumerge en el agua, y se enuncia así:

“Todo cuerpo sumergido en un fluido experimenta una fuerza de empuje vertical, hacia arriba, que es igual al peso del volumen de líquido desplazado.”

Sobre un cuerpo sumergido actúan dos fuerzas: una fuerza que tiende a llevar el cuerpo hacia abajo, llamada peso y la otra fuerza que tiende a llevar el cuerpo hacia arriba llamada empuje.

La fuerza de empuje es igual al peso del líquido desplazado, esto es:

E = PLiq. Desplazado

E = 𝝆liquido g Vdesplazado

𝝆Liquido g Vsumergido = 𝝆cuerpo g V

En muchos problemas se trabajan con la masa del cuerpo que se sumerge, así que:

𝝆Liquido g Vsumergido = m g

De acuerdo al principio de Arquímedes encontramos cuerpos que flotan y otros no.

Problemas Resueltos

1.- Un bloque de madera de densidad 0,6 g/cm3 y dimensiones 80 cm x 10 cm x 5 cm flota en agua. Calcular la fracción de volumen que permanece sumergida.

SOLUCIÓN

El bloque de madera se encuentra en equilibrio.



𝝆Liquido g Vsumergido = 𝝆cuerpo g V

𝝆Liquido Vsumergido = 𝝆cuerpo V Despejamos Vsumergido

Vsumergido = 𝛒𝐜𝐮𝐞𝐫𝐩𝐨 𝐕

𝛒𝐥𝐢𝐪𝐮𝐢𝐝𝐨 Reemplazamos valores

Vsumergido = (𝟎,𝟔 𝐠/𝐜𝐦𝟑) 𝐕

𝟏 𝐠/𝐜𝐦𝟑

Vsumergido = 0,6 V

Se sumergen los 𝟔

𝟏𝟎 = 60 % del volumen del cuerpo.

2.- Hay un iceberg flotando en el agua de mar (𝝆 = 1025 kg/m3) de 60 m3 del cual 2/3

está sumergido. Calcular la masa del iceberg.

SOLUCIÓN

El iceberg se encuentra en equilibrio.

E = PLiq. Desplazado como piden calcular la masa

𝝆Liquido g Vsumergido = m g Despejamos m

𝝆Liquido Vsumergido = m Reemplazamos

(1025 kg/m3)(60 m3)2

3 = m

41000 kg = m

3.- Un cuerpo de 20 cm3 de volumen se sumergen en alcohol (𝛒 = 𝟎, 𝟖𝟐 𝐠/𝐜𝐦𝟑). ¿Qué empuje experimentará?

SOLUCIÓN



E = 𝝆liquido g V

E = (0,82 g/cm3) (980 cm/s2) (20 cm3)

E = 16072 d

ACTIVIDAD 5


1.- Un bloque metálico pesa 176400 d en el aire y experimenta un empuje de 39200 d cuando se sumerge en el agua. ¿Cuál es el volumen y la densidad del metal?

2.- Un bloque de madera de 0.58 g/cm3 de densidad y dimensiones 20 cm x 8 cm x 4 cm flota en el agua. ¿Qué fracción de volumen se encuentra sumergida?

3.- ¿Cuál debe ser la densidad de un fluido para que un cuerpo cuya densidad sea 0.68 g/cm3 flote 2/3 de su volumen? (observa el dibujo)

4.- Una esfera hueca, de radio interior 8 cm y radio exterior 10 cm, flota en un líquido de densidad 0.8 g/cm3 quedando la mitad de la esfera sumergida. Calcular la densidad del material que forma la esfera.



3. METODOLOGÍA

Apoyados en el aprendizaje basado en problemas, el docente orientador propone situaciones

problemas cotidianas con el fin de motivar y despertar en el estudiante el interés por conocer y

explorar temáticas que le permitan abordar y dar solución a las mismas. Así mismo se proponen

actividades que favorecen el aprendizaje autónomo del estudiante propiciando el explorar,

reflexionar y extraer ideas mediante la solución de problemas diseñados para el logro de sus

aprendizajes. Mediante el abordaje de cada tópico temático el estudiante resuelve parcialmente

el problema, construye conocimiento y propicia aprendizajes.

4. SISTEMA DE EVALUACIÓN: Se fundamenta en el sistema de evaluación institucional,

apoyado en criterios de responsabilidad durante el proceso educativo, además se apoya en la

implementación de las siguientes rúbricas,

Tomado de Recursos-Cedec. “Rubrica para evaluar Resolución de Problemas”.


PRUEBA SABER DE LA UNIDAD

RESPONDE LAS PREGUNTAS 1 A 3 DE ACUERDO A LA SIGUIENTE INFORMACION:

Un bloque de madera cuyo peso es 10 N, ocupa un volumen 1300 cm3

y flota sobre la superficie del agua contenida en un recipiente como lo

muestra la figura.

1.- El valor de la densidad de la madera en el ejercicio es de

aproximadamente:

A) 685 kg/m3 B) 782 kg/m3 C) 682 kg/m3 D) 785 kg/m3

2.- El volumen del bloque sumergido es aproximadamente:

A) 102 m3 B) 0,00102 m3 C) 0,012 m3 D) 1,02 m3

3.- El bloque de la figura queda así como se observa porque:

A) La densidad del bloque es igual a la densidad del líquido

B) La densidad del bloque es mayor que la densidad del líquido

C) La densidad del bloque es menor que la densidad del líquido

D) El bloque no tiene densidad


En un líquido se sumergen 4 monedas de igual espesor. El

tamaño de a es igual al de c y el de b igual al de d.

Adicionalmente las monedas a y b están sostenidas por un par

de soportes, como se muestra en la figura.

4.- La gráfica que corresponde a los valores de las presiones

hidrostáticas, sobre los puntos señalados en las monedas es la:


5.- Si la densidad de una de las monedas es de 8,9 g/cm3 y la masa es de 5,7 g, el valor de su

volumen es:

A) 0,56 cm3 B) 0,64 cm3 C) 0,73 cm3 D) 0,41 cm3

6.- Si la moneda b está a una profundidad de 8 cm y su densidad es de 8,6 g/cm3, el valor de

su presión hidrostática es:

A) 67424 b B) 674,24 b C) 67,424 b D) 6,74 b

7.- La presión de un cuerpo sumergido en un líquido depende de:

A) Volumen de un cuerpo

B) Del peso del cuerpo

C) De la densidad del cuerpo

D) De la profundidad a que se encuentra sumergido el cuerpo

RESPONDE LAS PREGUNTAS 8 Y 9 DE ACUERDO A LA SIGUIENTE INFORMACION:

Los grandes barcos pesan mucho, ya que están hechos con

materiales muy densos comparados con el agua, como el

hierro o el acero.

8.- La explicación de cómo los barcos pueden flotar es:

A) Por las grandes corrientes de agua que permiten establecer un equilibrio

B) La flotación en este caso no tiene relación con la densidad

C) Como en un barco la mayor parte del volumen está ocupado por aíre, su densidad

media es relativamente baja en relación con la densidad del agua

D) Como en un barco la mayor parte del volumen está ocupado por agua, su densidad

media es relativamente baja en relación con la densidad del aíre.


9.- Si un barco pasa de agua dulce al agua salada, entonces:

A) El barco mantiene su nivel B) El barco se sumerge menos

C) El barco se sumerge más D) Depende del volumen del barco


En la prensa hidráulica que se muestra en la figura

10.- La fuerza que ejerce el líquido sobre el pistón 2 es:

A) 2 N B) 20 N C) 50 N D) 250 N

11.- La ventaja mecánica ideal de la prensa es:

A) 5 B) 0,5 C) 50 D) 25

12.- Por una de las ramas de un tubo en U, que inicialmente contiene

agua, se vierte aceite. Los líquidos no se mezclan y quedan

distribuidos en el tubo como muestra la figura. La densidad del aceite

es:

A) 0,90 g/cm3 B) 1,10 g/cm3 C) 1,05 g/cm3 D) 0,80 g/cm3


Un ladrillo fue colocado sobre una mesa apoyada en diferentes formas


13.- La presión sobre la mesa debido al peso del ladrillo es:

A) Igual en todas las posiciones B) Mayor en A C) Mayor en B D) Mayor en C

14.- Si la fuerza que ejerce el ladrillo A es de 4233600 d; sus lados son 6 cm y 12 cm. La presión

que ejerce esa cara del ladrillo sobre la mesa es:

A) 28224 b B) 14112 b C) 678212 b D) 58800 b

15.- Un cubo de hielo se encuentra flotando en un recipiente que contiene agua. Cuando

el hielo se derrite el nivel del agua:

A) No se altera B) Disminuye C) Aumenta D) No se puede determinar

“Educando con amor y creciendo en sabiduría”


REFERENCIAS BIBLIOGRAFÍCAS: Villegas M, Ramírez M (1986). Investiguemos 10°. Bogotá, Editorial Voluntad. Bautista M, García Edwin (2001). Física 1, Bogotá, Editorial Santillana. Shawn D (1982). Física general, México, Editorial McGraw Hill http://olimpiadasquindio.ddns.net/principal/bibliotecags/Hipertexto%20Fisica%201.pdf RECOMENDACIONES: La presentación de tus trabajos dice mucho de ti. Te invito a asumir con responsabilidad el desarrollo de este módulo y a entregar tus evidencias con excelente presentación y en las fechas establecidas. Recuerda que el docente es un orientador, la persona dispuesta a guiar tu proceso educativo. La comunicación eficaz, hace que los procesos fluyan y se conecten las acciones para propiciar tu aprendizaje. Utiliza los diferentes canales habilitados para tal fin. Contáctanos: Facebook: Encuéntranos como: Actividades Cristóbal Colón Morroa 2020 –IE Cristóbal Colón Primaria Plataforma sisnotas: https://www.sisnotas.net/ Emisora comunitaria: 94.3 Morroa estéreo (Magazine Criscol en Casa- Clases radiales) Correo: [email protected]

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CIENCIAS NATURALES 11°

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