INSTITUCION EDUCATIVA DEPARTAMENTAL ANTONIO NARIÑO

GUIA No: 1 AÑO: 2015AREA (S): CIENCIAS NATURALES Y EDUCACION AMBIENTAL ASIGNATURA: FISICAGRADO: DECIMO PERIODO: PRIMERTIEMPO ESTIMADO: UN PERIODO TIEMPO DE INICIO: 19 ENERODOCENTE: MARIO FERNANDO BAHAMON.http://fisicayciencias2012.blogspot.com/`

FRASE DE REFLEXION:

Los pesos y medidas se pueden catalogar entre las necesidades de la vida de todo individuo de la sociedad humana…. Su conocimiento, como se estableció con el uso, está entre los primeros elementos de la educación,… John Quincy Adams 1821.

COMPETENCIA:

Uso comprensivo del conocimiento científico

ESTANDAR:

Establezco relaciones entre las Diferentes fuerzas que actúan sobre los cuerpos en reposo o en movimiento rectilíneo uniforme y establezco condiciones para conservar la energía mecánica.

TOPICO GENERATIVO:

¿Por qué se dice que la medida depende de la unidad elegida, que cambia el número pero no la cantidad?

EVALUACION DIAGNOSTICA:

1. ¿Por qué crees tú que se estudia la física?2. ¿Cuál es el objeto de estudio de la física?3. ¿Cuál es el aporte de la física al desarrollo del pensamiento humano?4. ¿Qué relación existe entre la física y la química?5. ¿Qué relación existe entre la física y la biología?6. ¿Qué relación existe entre la física y la astronomía?7. ¿Qué relación existe entre la física y la ingeniería? Da ejemplos en cada caso

MARCO CONCEPTUAL:

LOS CIENTÍFICOS DE LA HISTORIA:

Arquímedes de Siracusa (287-212 a.C.

Leonardo da Vinci (1452-1519)

Nicolás Copérnico (1473-1543)

Galileo Galilei (1564-1642)

Isaac Newton (1642-1727)

Benjamin Franklin (1706-1790)

Louis Pasteur (1822-1895)

Nikola Tesla (1865-1943)

Albert Einstein (1879-1955

MAGNITUDES FÍSICAS

Es todo aquello que se puede expresar cuantitativamente, dicho en otras palabras es susceptible a ser medido.¿Para qué sirven las magnitudes físicas? sirven para traducir en números los resultados de las observaciones; así el lenguaje que se utiliza en la Física será claro, preciso y terminante.

CLASIFICACIÓN DE LAS MAGNITUDES FÍSICAS

A) Magnitudes Fundamentales

Son aquellas que sirven de base para escribir las demás magnitudes. En mecánica, tres magnitudes fundamentales son suficientes: La longitud, la masa y el tiempo.

Las magnitudes fundamentales son:

Longitud (L) Intensidad de corriente eléctrica (I) Cantidad de sustancia ()

Masa (M) Tiempo (T) Intensidad luminosa (J)

B) Magnitudes DerivadasSon aquellas magnitudes que están expresadas en función de las magnitudes fundamentales; Ejemplos:

Velocidad Trabajo Aceleración PresiónSuperficie (área) Fuerza Densidad Potencia, etc.

Sistema internacional de unidades

Las mediciones confiables y exactas exigen unidades inalterables que los observadores puedan reproducir en distintos lugares. Por tal razón, en virtud de un acuerdo firmado en 1960, se estableció que en la mayor parte del mundo se utilizaría un sistema de unidades para científicos e ingenieros, denominado Sistema Internacional de Unidades (SI). Estos acuerdos son resultado del trabajo de la llamada Conferencia General de Pesos y Medidas, organización internacional con representación en la mayoría de países.

MAGNITUD UNIDAD SIMBOLO PATRON PRIMARIOLongitud Metro M Basado en la longitud de onda de la luz emitida por

una lámpara de criptón especial.Masa Kilogramo Kg Un cilindro de aleación de platino que se conserva en

el laboratorio nacional de patrones de Francia.Tiempo Segundo seg Basado en la frecuencia de la radiación de un

oscilador de cesio especial.

Sistema británico de unidades

Existen otros sistemas de unidades. Uno de ellos es el sistema británico de unidades, que se usa habitualmente en los Estados Unidos.El pie (p) es la unidad de longitud en este sistema y equivale a 30,48 centímetros.Otras unidades comunes de longitud son: la pulgada (pul), que equivale a 2,54 centímetros y la milla (mi), que equivale a 1.609 kilómetros.

Bautista Ballén, Mauricio, et al .física

El slug es la unidad de masa y equivale a 14,59 kilogramos.La unidad de tiempo en el sistema británico, al igual que en el Sistema Internacional, es el segundo. se presentan las unidades en el sistema británico.

Métrico Imperial1 milímetro = 0.0394 pulgadas1 centímetro = 0.3937 pulgadas1 metro = 1.0936 yardas1 kilómetro = 0.6214 millas

Tablas de conversión

Imperial Métrico1  pulgada = 2.54 centímetros1  pie = 0.3048 metros1 yarda = 0.9144 metros1 milla = 1.6093 kilómetros

Conversión de unidades

En física, es muy común expresar algunas cantidades en diferentes unidades de medida. Por ejemplo, determinar a cuántos kilómetros equivalen 1.560 metros o a cuántos segundos equivalen 20 minutos. Preguntas como estas se resuelven mediante la conversión de unidades.Algunas de estas conversiones sólo requieren realizar un cálculo mental; en otras ocasiones se hace necesaria la utilización de los factores de conversión, los cuales facilitan la expresión de una misma cantidad física en unidades diferentes.

NOTACIÓN EXPONENCIAL

En la física, es muy frecuente usar números muy grandes, pero también números muy pequeños; para su simplificación se hace uso de los múltiplos y submúltiplos.

Operaciones matemáticas con notación científica

Suma y restaSiempre que las potencias de 10 sean las mismas, se deben sumar los coeficientes (o restar si se trata de una resta), dejando la potencia de 10 con el mismo grado. En caso de que no tengan el mismo exponente, debe convertirse el coeficiente, multiplicándolo o dividiéndolo por 10 tantas veces como sea necesario para obtener el mismo exponente.

Ejemplo:

2×105 + 3×105 = 5×105

3×105 - 0.2×105 = 2.8×105

2×104 + 3 ×105 - 6 ×103 = (tomamos el exponente 5 como referencia)= 0,2 × 105 + 3 × 105 - 0,06 ×105 = 3,14 ×105

MultiplicaciónPara multiplicar cantidades escritas en notación científica se multiplican los coeficientes y se suman los exponentes.

Ejemplo:

(4×1012)×(2×105) =8×1017

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DivisiónPara dividir cantidades escritas en notación científica se dividen los coeficientes y se restan los exponentes (el del numerador menos el del denominador).

Ejemplo:

(4×1012)/(2×105) =2×107

(4×1012)/(2×10-7) =2×1019

PotenciaciónSe eleva el coeficiente a la potencia y se multiplican los exponentes.

Ejemplo: (3×106)2 = 9×1012.

RadicaciónSe debe extraer la raíz del coeficiente y se divide el exponente por el índice de la raíz.

Ejemplos:

Las cifras significativas

Cuando un observador realiza una medición, nota siempre que el instrumento de medición posee una graduación mínima:

CONCEPTO DE CIFRAS SIGNIFICATIVAS

Las cifras significativas de un valor medido, están determinados por todos los dígitos que pueden leerse directamente en la escala del instrumento de medición más un dígito estimado.

En el ejemplo del libro, la longitud del mismo se puede expresar así:33,5 cm; 335 mm; 0,335 mEs notorio que el número de cifras significativas en el presente ejemplo es tres.El número de cifras significativas en un valor medido.

Funciones y gráficas

Las variables en un experimento

En un experimento influyen muchos factores. A estos factores se les conoce con el nombre de variables. Una vez identificadas las variables que intervienen en el transcurso de un experimento, se clasifican en variables que se mantienen constantes mientras que otras toman diferentes valores. A una variable cuyos valores dependen de los valores que toma la otra variable se le llama variable dependiente y a la otra variable se le llama variable independiente.

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La construcción de gráficas

Tanto las funciones como las relaciones entre dos variables se pueden representar a partir de tablas de datos. Una tabla es un arreglo, de dos filas o dos columnas, en el cual se escriben todos o algunos valores de la variable independiente y los respectivos valores de la variable dependiente. En la siguiente tabla se presentan los valores de la masa del cuerpo colgada del resorte y su respectivo alargamiento.

Masa ( g) 10 15 20 25 30 35Alargamiento (cm) 2 3 4 5 6 7

Proporcionalidad directa

Dos magnitudes son directamente proporcionales si la razón entre cada valor de una de ellas y el respectivo valor de la otra es igual a una constante. A la constante se le llama constante de proporcionalidad.

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Proporcionalidad inversa

Dos magnitudes son inversamente proporcionales cuando el producto de cada valor de una magnitud por el respectivo valor de la otra es igual a una constante, llamada constante de proporcionalidad inversa.

Largo ( Cm) 3 4 5 6 7.2 9 12Ancho (cm ) 12 9 7.2 6 5 4 3

Otras relaciones entre variablesRELACIÓN GRÁFICA DE UNA LÍNEA RECTA

Algunas variables se relacionan de tal manera que la representación gráfica es una línea recta que no necesariamente pasa por el origen de coordenadas. En este caso, puede suceder que, cuando una variable aumenta, la otra también aumenta y, sin embargo, las variables no son directamente proporcionales. En la siguiente tabla se presentan los valores de la velocidad de un objeto para diferentes valores del tiempo.

RELACIÓN CUADRÁTICA

Algunas magnitudes se relacionan mediante una relación cuadrática, como es el caso de un objeto que se mueve en línea recta y la distancia recorrida es proporcional al cuadrado del tiempo. En la siguiente tabla se muestran los datos de la distancia y el tiempo para el movimiento de un objeto bajo esta condición.

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Bautista Ballén, Mauricio, et al .física

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 APLICACIÓN DE LAS GRÁFICAS VELOCIDAD CONTRA TIEMPO.

EJEMPLO

En base a la gráfica mostrada: a) Calcule la distancia total recorrida. b) Calcule el desplazamiento total. c) Calcule la aceleración en el periodo de 10 s 15 segundos d) Calcule la aceleración en el periodo de 25 a 30segundos

GRÁFICAS POSICIÓN VS. TIEMPO. 

Tiempo (s) Posición (m)

0 0

5 100

10 300

15 300

20 400

25 500

35 0

INSTRUCCIONES

Resuelva el siguiente ejercicio en base a la tabla mostrada:

a) Trace una gráfica posición vs tiempo b) Calcule la distancia total c) Calcule el desplazamiento total d) Calcule la velocidad en los primeros 5 segundose) Calcule la velocidad en el periodo de 15 a 25 segundos

MATERIALES:

CALCULADORA, PAPEL MILIMETRADO, TABLA DE CONVERSIONES

ACTIVIDAD 1: biografía de los principales físicos de la historia (actividad grupal máximo 5)

Uso comprensivo del conocimiento científico

Realizar una cartelera con biografía de un científico (en un pliego de cartulina) con los más aspectos más importantes de su vida y obra con normas básicas de ortografía (un integrante del grupo expondrá).

ACTIVIDAD 2: CONVERSIÓN DE UNIDADES.

Uso comprensivo del conocimiento científicoCompleta la siguiente tabla. 

cantidadconvertir

en

¿Qué hay que hacer?

(Multiplicar / dividir por uno o varios factores de

conversión)

Respuesta

(número y unidad)

25 dm3 l

32ml dm3

15 cm3 ml

345 ml m3

2,5 kg / l kg / m3

8 g / cm3 kg / m3

780 g / l kg / m3

70 km / h m / s

79m / s km / h

78 cm / s km / h

ACTIVIDADES 3: CONVERSIÓN DE UNIDADES.

Uso comprensivo del conocimiento científicoCompleta la siguiente tabla. 

cantidadconvertir

en

¿Qué hay que hacer?

(Multiplicar / dividir por uno o varios factores de

conversión)

Respuesta

(número y unidad)

8 kg g

8 t kg

7 g kg

200 m km

2 cm m

20 km m

8 cl l

10 ml l

10 l cl

20 l ml

10 m3 dm3

10 cm3 dm3

10 m3 cm3

8 dm3 m3

10 cm3 m3

10 m3 l

10 dm3 l

10 ml dm3

20 cm3 ml

200 ml m3

1,3 kg / l kg / m3

6 g / cm3 kg / m3

980 g / l kg / m3

20 km / h m / s

20 m / s km / h

20 cm / s km / h

ACTIVIDAD 4: NOTACION CIENTIFICA.Uso comprensivo del conocimiento científico

1. Escribe en notación científica cada una de las siguientes cantidades.a) Vida media del hombre 1.000.000.000 segundos. b) Período de un electrón en su órbita 0,000000000000001 segundos.c) Período de vibración de una cuerda de guitarra 0,00001 segundos. d) Intervalo entre los latidos del corazón 1 segundo. e) Masa del sol 600.000.000.000.000.000.000.000.000.000 kilogramos.f) Masa del átomo 0,0000000000000000000001 kg.

2 escribe las siguientes potencias como expresiones decimales:

a) 4,75 x 10 - 1 =b) 6,98 x 10 6 =c) 9.1 x 10 - 1 =d) 7,47 x 10 2

e) 9,638 x 10 3 =

f) 6,19 x 10 10 =g) 4,72 x 10 - 6 =h) 3,45 x 10 4 =i) 1,98 x 10 5 =j) 3,28 x 10 - 4 =

ACTIVIDAD 5: NOTACION CIENTIFICA.Uso comprensivo del conocimiento científico

A. Escribir en notación científica los siguientes números reales:1. 0,0065:2. -0,00483. -658,789654. 3487,12485. -0,00000000987400054

B. Los siguientes números se encuentran en notación científica, escribirlos como número reales o en notación extendida o ampliada:1. -1,4897 X 109

2. -2,4897 X 10-9

3. 3,4897 X 109

4. 4,4897 X 10-9

5. 5,25 X 10-3

C. Realice las operaciones con notación científica:

a) 3.58x10 + 1.48x10 =

b) 7.25x10 +2.15x10 =

c) 7.53x104+19.3x104=

a) 9.51 x 10 - 5.83 x 10 =

b) 4.307 x 10 - 1.919 x 10 =

c) 54 x 102 - 3.58 x 102=

a) (5.7 x 10 ) (8 x 10 ) =

b) (3.6 x 10 ) ( 7.83 x 10 ) = a) =

b) =

Tiempo (s) Velocidad (m/s)

0 200

1 0

2 0

3 -150

4 -150

5 0

6 100

7 0

8 -200

Actividad 6: GRÁFICAS DE VELOCIDAD VS. TIEMPO.

Uso comprensivo del conocimiento científico

Resolver los siguientes ejercicios

1. - De acuerdo a los datos tabulados:

a) Trace luna gráfica velocidad vs. Tiempo b) Calcule la distancia total c) Calcule el desplazamiento total d) Calcule la aceleración en el primer segundo. e) Calcule la aceleración en el periodo de 7 a 8 segundos.

2.- En la siguiente gráfica, calcule:

a) Periodo(s) de velocidad constante. b) La aceleración en el periodo de 5 a 10 segundos. c) La aceleración de 50 a 60 segundos. d) El desplazamiento total. e) La distancia total.

 3.- De acuerdo a la siguiente gráfica, calcule:

a) La distancia total. b) El desplazamiento total c) La velocidad en l primer segundo d) La velocidad en el periodo entre 3 y 4 segundos e) ¿Qué periodo(s) de tiempo tiene(n) velocidad cero?

4.- La siguiente gráfica describe las velocidades de un objeto durante 14 segundos.

Calcule:

a) Su aceleración en el periodo de 10 a 12 segundos. b) ¿En qué periodo(s) de tiempo la aceleración es cero? c) ¿Cuál es la distancia total? d) Su aceleración en el periodo de 4 a 6 segundos e) Su desplazamiento total.

Tiempo (s) Velocidad (m/s)

0 150

4 100

8 100

12 50

16 200

20 50

24 50

28 -50

5- Con los datos mostrados en la siguiente tabla:

a) Trace la gráfica velocidad vs. tiempo. b) Calcule la distancia total. c) Calcule el desplazamiento total. d) Calcule la aceleración en los primeros 4 segundos.

e) La aceleración en el periodo de 12 a 16 segundos.  

 

Actividad 7: GRÁFICAS DE POSICION VS. TIEMPO. (INTERPRETACION).

Uso comprensivo del conocimiento científico

Ejercicio nº 1.- La siguiente gráfica representa una excursión en autobús de un grupo de estudiantes, reflejando el tiempo (en horas) y la distancia al instituto (en kilómetros):

Tiempo (horas)

Distancia (km)

0 02 1403 1406 1407 808 809 0

a ¿A cuántos kilómetros estaba el lugar que visitaron? b) ¿Cuánto tiempo duró la visita al lugar?c) ¿Hubo alguna parada a la ida? ¿Y a la vuelta?d) ¿Cuánto duró la excursión completa (incluyendo el viaje de ida y el de vuelta)?

Ejercicio nº 2.- La siguiente gráfica corresponde al recorrido que sigue Antonio para ir desde su casa al trabajo:Tiempo (minutos)

distancia (km)

0 05 67 610 1015 16

a) ¿A qué distancia de su casa se encuentra su lugar de trabajo? ¿Cuánto tarda en llegar? b) Ha hecho una parada para recoger a su compañera de trabajo, ¿durante cuánto tiempo ha estado esperando? ¿A qué distancia de su casa vive su compañera?

c) ¿Qué velocidad ha llevado (en km/h) durante los 5 primeros minutos de su recorrido?

Ejercicio nº 3.- El consumo de agua en un colegio viene dado por esta gráfica:

a) ¿Durante qué horas el consumo de agua es nulo? ¿Por qué? b) ¿A qué horas se consume más agua? ¿Cómo puedes explicar esos puntos? c) ¿Qué horario tiene el colegio? d) ¿Por qué en el eje X solo consideramos valores entre 0 y 24? ¿Qué significado tiene?

a) ¿Cuál es la dosis inicial? b) ¿Qué concentración hay, aproximadamente, al cabo de los 10 minutos? ¿Y al cabo de 1 hora?c) ¿Cuál es la variable independiente? ¿Y la variable dependiente? d) A medida que pasa el tiempo, la concentración en sangre de la anestesia, ¿aumenta o disminuye?

Ejercicio nº 4.- Se sabe que la concentración en sangre de un cierto tipo de anestesia viene dada por la gráfica siguiente:

Actividad 8:

Nota : Realizar en grupos de dos la siguiente actividad son preguntas cerradas sobre una grafica de un evento fisico

Laboratorio 1

Uso comprensivo del conocimiento científico.

Índice de Masa Corporal (BMI)* *En ingles: Body Mass Index.

Equipo necesario para la medición: -Cinta -Balanza

1. ¿Para qué sirve? El índice de masa corporal, conocido también como BMI (Body Mass Index) indica el estado nutricional de la persona considerando dos factores elementales: su peso actual y su altura.

Este índice es el primer paso para conocer el estado nutricional de cualquier persona. Su cálculo arroja como resultado un valor que indica si la persona de la cual se habla se encuentra por debajo, dentro o excedida del peso establecido como normal para su tamaño físico.

La ecuación matemática que permite obtener su valor es la siguiente: BMI = peso actual / (altura2)

Considerando el peso actual de la persona en kilogramos y su altura en metros. El valor que resulta de efectuar esta operación, debe ser comparado con la tabla

Como se podrá presumir, lo recomendado para un estado nutricional bueno, es que el valor del BMI personal se encuentre dentro del rango especificado

EXCEPCIONES: El índice de masa corporal no siempre es una forma precisa para determinar si una persona necesita perder peso. A continuación se presentan algunas excepciones:

Físico culturistas: debido a que el músculo pesa más que la grasa, las personas que son inusualmente musculosas pueden tener un índice de masa corporal alto.

Ancianos: en la vejez, a menudo es mejor tener un índice entre 25 y 27 en lugar de un índice inferior a 25. Si una persona, por ejemplo, es mayor de 65 años, un índice de masa corporal ligeramente superior puede ayudar a protegerla contra la osteoporosis.

Niños: aunque un gran número de niños son obesos, no se debe usar este índice de cálculo para evaluar a un niño y se recomienda entonces hablar con el médico acerca del peso apropiado para su edad.

2. ¿Cómo se elabora?

Puede ser calculado por el médico o por el personal de salud no médico (enfermera, promotor o técnico en salud).

El médico o el personal de salud responsable será el encargado de anotar los datos en el expediente clínico o tarjeta de control.

El médico o el personal de salud, darán seguimiento al paciente para su control, hasta lograr estabilizarlo en su peso ideal.

Es necesario que el médico o el personal de salud mantengan informado al paciente a través de diferentes medios informativos (carteles, pláticas, trípticos, spots de radio, etc.)

3. Formato Tabla 1: Índice de masa corporal

REFERENCIA VALOR MINIMO

PUNTO DE CORTE VALOR MAXIMO

D3 deficiencia nutricional de 3 grado 16D2 16 deficiencia nutricional de 2 grado 17DI 17 deficiencia nutricional de 1 grado 18,5BP 18,5 bajo peso 20NORMAL 20 normal 25SP 25 Sobre peso 30O1 30 Obesidad de 1 grado 35O2 35 Obesidad de 2 grado 40O3 45 Obesidad de 3 grado

4. Ejemplo Tabla1.Índice de masa corporal Si un paciente se presenta en el consultorio con los siguientes datos: masculino de 170 mts. De estatura con un peso de 93 Kg. ¿Cuál será su índice de masa corporal actual?

Altura 170 centímetrosPeso 93 KilosCalculeResultados: 32.18Su índice de masa corporal los sitúa en obesidadleve u obesidad de primer grado

Índice de Masa Corporal (BMI)* *En inglés: Body Mass Index

5. Para mayor información /consulta

http://www.elsevier.es/librosvivos/martinzurro/descarga/zurro15.pdf http://www.nlm.nih.gov/medlineplus/spanish/ency/article/007196.htm http://www.cdc.gov/nchs/data/nhanes/growthcharts/Spanishpdf95/co06l024.pdf

Nº APELLIDOS Y NOMBRES GRADOEstatura en metros

Peso en kg resultado Punto de corte

1

2

3

4

5

6

7

8

910

18ACTIVIDADES PROYECTO PERSONAL DE SINTESIS:

Aplicación en la vida:Experimento de física sobre motores eléctricos

CONSTRUCCION DEL MOTOR ELECTRICO Materiales: Alambre de cobre2 clips (sujeta papel)1 pila grandeUn imán CONSTRUCCION DE LA BOBINA: Para armar el motor comenzamos armando la BOBINA, para ello utilizaremos la pila grande tipo D como cilindro dándole 10 o más vueltas, dejando más o menos 4 cm a cada lado que serán los ejes de la bobina .http://fq-experimentos.blogspot.com.e...http://www.youtube.com/watch?v=Hwv4I0-Xx1M

Preguntas:1. ¿Por qué se produce el movimiento del alambre?2. ¿Qué fuerzas intervienen el movimiento del alambre?3. ¿Qué es una bobina y cuál es su utilización?4. ¿Quién es el inventor de los primeros motores eléctricos?5. ¿Cómo mejorarías la eficiencia del experimento realizado?

CRONOGRAMA:

ACTIVIDAD FECHA EVALUACIÓN

AUTOEVALUACIÓN COEVALUACIÓN HETEROEVALUACIÓN

1 X

2 X

Evaluación X

3 X

Evaluación x

4 X

Evaluación X

5 X

6 X

7 X

Evaluación x

LECTURAS RECOMENTADAShttp://fisicayciencias2012.blogspot.com/ importantísimo para aprender física y descargar las guías que se necesiten para su aprendizaje DIRECCION SITIOS WEB DE INTERES: www.es.wikipedia.org/http://fq-experimentos.blogspot.com.e...http://www.youtube.com/watch?v=Hwv4I0-Xx1M

BIBLIOGRAFIA:

Bautista Ballén, Mauricio, et al .física I edición 20 .2001.editorial Santillana.

Guía elaborada por: Mario Fernando Bahamón Docente: licenciado matemáticas y física

Tomado:http://datevueltas.blogspot.com/2011/04/motor-electrico-simple.html