FÍSICA I - cemsa.edu.mx · Explica con tus propias palabras el Mapa conceptual del Bloque 1:...

FÍSICA I

Índice ESTUDIO INDEPENDIENTE ................................................................................................................... 2

10 SUGERENCIAS PARA ADMINISTRAR TU TIEMPO ............................................................................ 3

EL TIEMPO DISPONIBLE ....................................................................................................................... 4

BLOQUE I ............................................................................................................................................. 5

EL CONOCIMIENTO CIENTIFICO Y LAS MAGNITUDES FÍSICAS ............................................................. 5

Mapa conceptual del Bloque 1 ...................................................................................................... 6

Ejercicios del Bloque I ..................................................................................................................... 7

BLOQUE II ............................................................................................................................................ 9

TIPOS DE MOVIMIENTO ...................................................................................................................... 9

Mapa conceptual del Bloque 2 .................................................................................................... 10

Ejercicios del Bloque 2 .................................................................................................................. 11

BLOQUE III ......................................................................................................................................... 14

LEYES DE MOVIMIENTO DE NEWTON ............................................................................................... 14



BLOQUE IV ......................................................................................................................................... 19

RELACIÓN TRABAJO – ENERGÍA ........................................................................................................ 19



ESTUDIO INDEPENDIENTE

El estudio independiente es un proceso dirigido a la formación de un estudiante autónomo

capaz de aprender a aprender; consiste en desarrollar habilidades para el estudio,

establecer metas y objetivos educativos basados en el reconocimiento de las debilidades y

fortalezas del individuo, mismas que responderán a las necesidades y expectativas de cada

uno.” Esto implica la posibilidad de que cada alumno tome sus propias decisiones con

relación a la organización de su tiempo y a su ritmo de aprendizaje. Dentro del estudio

independiente deben considerarse los siguientes aspectos:

Motivación: Entendida como estímulos que mueven a la persona a realizar determinadas

acciones y persistir en ellas para su culminación y se relaciona directamente con la voluntad

y el interés de las personas ante determinadas cosas o situaciones en este caso, al

conocimiento.

Planear: Implica organizar, programar y administrar de modo eficaz los recursos, los

materiales de estudio y el tiempo en el que se va a trabajar.

Sugerencias a tomar en cuenta para realizar un plan de estudio independiente son:

Identificar el tiempo libre y decidir cuánto de ese tiempo se va a dedicar al estudio.

Reducir las interrupciones o distracciones.

Revisar los objetivos de estudio y a partir de ellos orientar las actividades de

aprendizaje

Las técnicas de estudio: Orientadas a un fin constituyen lo que llamamos estrategias de

aprendizaje, estas contribuyen al mejor rendimiento del alumno ya que facilitan la

asimilación de la información. A continuación se listan algunas de ellas:

Prelectura

Subrayado, esquemas y resúmenes

Toma de apuntes

Elaboración de fichas

Cuadros sinópticos

Mapas conceptuales

Repaso y elaboración de preguntas sobre un texto

Interpretación del texto con tus propias palabras (parafrasear)

En términos generales puede concluirse que el éxito del estudio independiente depende,

en buena medida, de estos elementos, los cuales están íntimamente relacionados entres

si, en tanto que una persona motivada no podría llevar a cabo sus metas sin una previa

planificación de tiempos y estrategias.

10 SUGERENCIAS PARA ADMINISTRAR TU TIEMPO

1. ¡Mantente alerta! La mayoría de la pérdida de tiempo ocurre por distracciones. Distracción es cuando tu atención está en otra cosa o en otra parte que no sea lo importante que sucede a tu alrededor.

2. Cambia la rutina. Pregúntate: ¿Qué parte de mi rutina puedo cambiar o modificar para que mi productividad aumente?

3. Mantente en movimiento. Entre más activo estés, más alerta te sentirás.

4. Usa “objetivos espontáneos”. Éstos son ideas dirigidas hacia un resultado deseado que surge espontáneamente. Pregúntate: ¿Cuál es el resultado final de esta actividad?

5. No realices muchas actividades simultáneamente. Trata de trabajar a la vez que requiera concentración.

6. Líbrate del papeleo. Existen solamente tres opciones: basura, archivo o acción.

7. Utiliza tu tiempo libre en algo importante en qué ocuparte (archivar, organizar, adelantar algo, estudiar, capacitarte…)

8. Sé claro y conciso. Cuando expliques algo a alguien, hazlo de manera sencilla, clara, breve y con los datos suficientes. Así no tendrás que estar explicando lo mismo varias veces.

9. Toma un descanso mental. Cuando estés bloqueado y parece que no puedes avanzar, respira hondo varias veces para relajarte, trata de pensar en algo agradable y luego retoma lo que estás haciendo, con la mente fresca.

10. Sé puntual y organiza tus actividades. Una manera casi infalible de llegar a tiempo es planear llegar más temprano. La mejor forma de optimizar el tiempo es planear todas nuestras actividades.

EL TIEMPO DISPONIBLE

EJEMPLO

ACTIVIDADES LUNES MARTES MIÉRCOL

ES JUEVES VIERNES SÁBADO

DOMING

O

DORMIR

DESAYUNO

COMIDA

CENA

TRABAJO

TRANSPORTE

FAMILIA

DEPORTE

TELEVISIÓN

ASEO PERSONAL

ESTUDIO

INDIVIDUAL

ASESORÍAS

TOTAL

TIEMPO

DISPONIBLE

BLOQUE I

EL CONOCIMIENTO CIENTIFICO Y LAS MAGNITUDES

FÍSICAS

CONOCIMIENTOS

Comprender los fenómenos físicos y establecer estándares para medir las variables involucradas.

Identificar y comprender los prefijos usados en el Sistema Internacional.

Identificar los tipos de errores en las mediciones.

Analizar la precisión en los instrumentos de medición.

Identificar magnitudes escalares y vectoriales.

Reconocer las propiedades de un vector.

Analizar y resolver problemas con vectores de forma gráfica y analítica.

UNIDAD DE COMPETENCIA

Utiliza los métodos de observación y experimentación necesarios, así como las

magnitudes fundamentales, derivadas, escalares y vectoriales que permiten

comprender conceptos, teorías y leyes de la física para explicar los fenómenos

físicos que ocurren a nuestro alrededor.

Mapa conceptual del Bloque 1

Explica con tus propias palabras el Mapa conceptual del Bloque 1:

Ejercicios del Bloque I

1. Relaciona el inciso dentro del diagrama con su descripción correspondiente.

( ) Es un conjunto de conceptos y

conocimientos verificados a lo largo del

tiempo con los hechos

( ) Medio físico en el que se sitúan los

cuerpos y los movimientos

( ) Es la capacidad para realizar un trabajo

y las diferentes formas en las cuales se

manifiesta la materia

( ) Es todo lo que ocupa un lugar en el

espacio y que tiene ciertas

características, a las cuales llamamos

propiedades de la materia, que se

clasifican en generales, específicas y

particulares

( ) Es la ciencia que estudia las

propiedades de la materia, la energía,

el espacio y sus interrelaciones,

apoyándose en la experimentación de

los fenómenos naturales

A. Física

B. Materia

C. Energía

D. Espacio

E. Ciencia

2. Completa las oraciones con las palabras correctas de las que tienes en la caja de

respuestas:

CAJA DE RESPUESTAS

MÉTODOS GRÁFICOS LEY O PRINCIPIO METODO ANALITICO

EL MÉTODO CIENTÍFICO EXPERIMENTAL FUERZA RESULTANTE

Se le conoce como ______________________cuando una hipótesis ha sido probada una y

otra vez sin contradicción alguna.

________________________________________________es un procedimiento para dar respuesta a las preguntas que nos hacemos acerca del mundo, validando hipótesis razonables y formulando reglas generales.

Para sumar vectores son: método del triángulo, método del paralelogramo y método del polígono. Estos son métodos aproximados y se les conoce como: __________________________

El _________________________ es método trigonométrico. Se realiza una suma algebraica de las componentes en cada eje que se llaman sumatorias: Σx, Σy. Finalmente de aplica el teorema de Pitágoras y la función arc tan para obtener el vector resultante y su dirección, respectivamente.

_________________________se establece cuando la suma vectorial de las fuerzas actuantes tiene un valor diferente de cero. También se considera como aquella fuerza que sustituye a dos o más fuerzas produciendo el mismo efecto que ellas.

3. Resuelve el siguiente problema.

Determina la fuerza resultante (FR) y calcula el ángulo () debido a dos fuerzas concurrentes que actúan sobre la caja mostrada en la figura. (Utiliza tu calculadora)

Formulas :

𝑭𝑹 = √𝚺𝐅𝟐𝐱 + 𝚺𝐅𝟐𝒚

𝜽 = 𝒂𝒓𝒄 𝒕𝒂𝒏𝚺𝐅𝐲𝚺𝐅𝐱

Solución

𝑭𝑹 = √(𝟐𝟓)𝟐 + (𝟑𝟎)𝟐 FR=

𝜽 = 𝒂𝒓𝒄 𝒕𝒂𝒏𝟐𝟓

𝟑𝟎

=

FY = 25 N

θ =?

FR=??

Fx = 30 N

BLOQUE II

TIPOS DE MOVIMIENTO

CONOCIMIENTOS

Reconocer los conceptos relacionados con el movimiento (posición, tiempo, distancia, desplazamiento, velocidad, rapidez, aceleración, sistema de referencia).

Identificar las características del movimiento de los cuerpos en una dimensión (rectilíneo uniforme, rectilíneo uniformemente acelerado, caída libre, tiro vertical) y en dos dimensiones (tiro parabólico, movimiento circular uniforme, movimiento circular uniformemente acelerado).


Identifica las principales características de los diferentes tipos de movimiento

en una y dos dimensiones, y establece la diferencia entre cada uno de ellos.


Ejercicios del Bloque 2

1. Completa el diagrama usando las palabras de la caja de respuestas. Sigue el ejemplo.

CAJA DE RESPUESTAS

RAPIDEZ VELOCIDAD MEDIA ACELERACIÓN MEDIA

DESPLAZAMIENTO CINEMATICA

Conceptos relacionados con el Movimiento

_________________

Es la rama de la física que estudia a los cuerpos en

movimiento, sin considerar a los agentes

que lo producen

_________________

Se define como el cambio de posición de una

partícula en el espacio, sin importar el tiempo en

que se realizó ni la trayectoria seguida; es una magnitud vectorial

_________________

Es una magnitud escalar que representa la

distancia que recorre una partícula por unidad de

tiempo. En otras palabras. Es una medida

de qué tan rápido se mueve un objeto o

partícula

VELOCIDAD

MEDIA

Es la razón del desplazamiento Δd de un

cuerpo al intervalo δt transcurrido para realizarlo; es una

magnitud vectorial

_________________

_________________

Es la razón de la variación de la velocidad de un cuerpo por unidad de

tiempo

2. Relaciona ambas columnas correctamente.

Se da cuando la velocidad de un cuerpo aumenta o disminuye uniformemente con el tiempo

( ) A. Aceleración

centrípeta

Está definida como el cambio de velocidad angular (ω) de un cuerpo en rotación entre el tiempo transcurrido

( )

B. Fuerza Centrípeta

Es constante y dirigida hacia el centro de giro que, actuando continuamente a ángulo recto con el movimiento del cuerpo, hace que éste se mueva en un círculo con rapidez constante.

( )

C. Tiro parabólico

horizontal y oblicuo

Este movimiento se presenta cotidianamente cuando lanzamos un objeto, ya sea indiferentemente o jugando deportes, como futbol, basquetbol, béisbol, tenis, disco, jabalina, tiro al blanco

( )

D. Movimiento

uniformemente

acelerado

es el cambio en la velocidad lineal que experimenta un objeto que da una vuelta completa en un tiempo (t); está dirigida hacia el centro del radio de giro

( )

E. Aceleración Angular

3. Resuelve los problemas que a continuación se te presentan

DETERMINA EL TIEMPO INVERTIDO POR UN CABALLO EN RECORRER 25 m, SI PARTE DEL REPOSO Y ACELERA A 2 m/s². UTILIZA LA ECUACIÓN 2.11: d = V0 t + 1/2 at² Datos: V0 = 0, d = 25 m a = 2 m/s2

Resultado:

25𝑚 = 0 × 𝑡 +1

2(2𝑚/𝑠2)𝑡2

25𝑚 = 0 + 1(𝑚/𝑠2)𝑡2 25𝑚 = 1(𝑚/𝑠2)𝑡2 * pasamos dividiendo

25𝑚

1 (𝑚𝑠2)

= 𝑡2

𝑡2 =25𝑚

1 (𝑚𝑠2)

= 25𝑠2

𝑡 = √25 𝑠2

t=__________

UN AUTOMOVILISTA CON 75 kg DE MASA DA UNA VUELTA REPENTINA SOBRE UNA CURVA DE 40 m DE RADIO A UNA VELOCIDAD DE 20 m/s. ¿QUÉ FUERZA CENTRIFUGA ACTÚA SOBRE ÉL? RECUERDA QUE: F= (mV² )/r Datos: m = 75 kg, r= 40 m V = 20 m/s

Resultado:

𝐹 =𝑚𝑉2

𝑟

𝐹 =75 𝑘𝑔 × (20 𝑚/𝑠)2

40𝑚

𝐹 =75 𝑘𝑔 × ________𝑚2/𝑠2

40𝑚

F=_____________________

BLOQUE III

LEYES DE MOVIMIENTO DE NEWTON

CONOCIMIENTOS

Describir los antecedentes históricos al estudio del movimiento mecánico (Aristóteles, Galileo Galilei, Isaac Newton).

Definir las tres leyes del movimiento de Newton (Ley de la Inercia, Ley de la Fuerza y Aceleración y Ley de la Acción y Reacción) y emplearlas en la solución de problemas y explicación de situaciones cotidianas.

Reconocer la Ley de la Gravitación Universal.

Conceptualizar la velocidad y aceleración tangencial.

Reconocer las leyes de Kepler.


Analiza las leyes de Newton para explicar el movimiento de los cuerpos y las

utiliza para resolver problemas relacionados con el movimiento observable en

su entorno.


1. Resuelve el siguiente crucigrama contestando las preguntas que vienen al final

e)↓

d)→

a)↓

c)→

b)→

f)→

Caja de Respuestas

MECANICA

FUERZA

PESO

FRICCION

MASA

DINAMICA

a) Es la parte de la física que estudia el movimiento de los cuerpos, su descripción, sus causas

y su evolución.

b) Estudia las causas de reposo o de movimiento de los cuerpos. También se define como la

parte de la física que estudia conjuntamente el movimiento y la fuerza resultante que la

origina.

c) Es una magnitud vectorial que representa a la fuerza que la tierra atrae a la masa de dicho

cuerpo hacia su centro por la atracción gravitacional.

d) Es una fuerza que se opone al movimiento de un cuerpo; surge cuando un cuerpo se desliza

sobre otro

e) Es una magnitud vectorial, producida por uno o varios agentes externos, que actúa sobre

un cuerpo y que puede ejercer sobre él diferentes efectos: acelerarlo, frenarlo, desviarlo o

deformarlo.

f) Es una magnitud escalar que representa la cantidad de materia que tiene un cuerpo

2. Relaciona ambas columnas correctamente.

Establecer que todo cuerpo conservará su estado de reposo o de movimiento rectilíneo uniforme, a menos que sea obligado a cambiar su estado por fuerzas externas aplicadas sobre él

( )

A. Primera Ley de Kepler

establece que cuando a un cuerpo de masa m se le aplica una fuerza �̅� suficiente para que se mueva, ésta le provocará una aceleración �̅� con la misma dirección y sentido que ella, y con una magnitud directamente proporcional a dicha fuerza �̅� e inversamente proporcional a la masa m del cuerpo

( )

B. Tercera Ley de Kepler

La establece que a toda fuerza de acción se opone una fuerza de reacción de igual magnitud y dirección, pero en sentido contrario

( )

C. Primera Ley de

Newton

La establece que dos cuerpos se atraen con una fuerza directamente proporcional a producto de sus masas (M, m) e inversamente proporcional al cuadrado de la distancia (d) que los separa

( )

D. Segunda Ley de

Newton

Establece que todos los planetas tienen movimientos elípticos alrededor del sol, estando éste situado en uno de los focos de la elipse.

( )

E. Tercera Ley de

Newton

Establece que todos los planes, en su recorrido por la elipse, barren áreas iguales en el mismo tiempo.

( ) F. Ley de la Gravitación

Universal de Newton

Establece que el cuadrado de los periodos de los planetas es

proporcional al cubo de la distancia media al sol 𝑟2

𝑟3 = 𝑘 =

𝑐𝑜𝑛𝑠𝑡𝑎𝑛𝑡𝑒

( )

G. Segunda Ley de

Kepler

3. Resuelve los siguientes problemas:

Un sillón con una masa de 10 kg parte del reposo y es empujada sobre un plano horizontal con una fuerza de 15 newtons durante un tiempo de 15 segundos. Determina la aceleración de la caja, despreciando la fricción. Recuerda la Segunda Ley de Newton �̅� = 𝑚�̅� y despeja.

�̅� = 𝑚�̅� ; �̅� =�̅�

𝑚

Datos: �̅� = 10 𝑁 , m = 10 Kg �̅� = ¿?

Resultado:

�̅�=__________

Determina la fuerza de atracción gravitacional entre dos cuerpos cuyas masas son de 2 kg cada una, si la distancia entre sus centros de gravedad es de 10cm. Utiliza la ecuación Nota: convierte los cm a mts.

𝐹 = 𝐺𝑀𝑚

𝑑2 ; G = 6.67 x 10−11 Nm²

kg²

Datos: 𝐹 =? ? , M = 2 Kg m= 2 kg d= 10cm= 0.1 m

Resultado:

𝐹 = 6.67 x 10−11Nm²

kg²×

(2𝑘𝑔)(2𝑘𝑔)

(0.1𝑚)2

F=

F=__________

BLOQUE IV

RELACIÓN TRABAJO – ENERGÍA

CONOCIMIENTOS

Definir el concepto de trabajo en física como el producto escalar entre la fuerza y el desplazamiento.

Emplear la expresión matemática para el trabajo, así como la gráfica que lo representa.

Definir los conceptos de energía cinética y potencial y su relación con el trabajo.

Identificar el concepto de potencia y las unidades en que se mide.

Identificar al joule y al ergio como las unidades en que se mide el trabajo, la energía cinética y la potencial.

Identificar agentes que imposibilitan la conservación de la energía mecánica.

Reconocer que el calor es una forma de energía que resulta de la acción de fuerzas disipativas.


Comprende a transformación de la energía mecánica en calor y la aplica a su

entorno.


1. Completa las oraciones con las palabras correctas de las que tienes en la caja de

respuestas:

CAJA DE RESPUESTAS

POTENCIA CINETICA ENERGIA POTENCIAL GRAVITACIONAL

LEY DE LA CONSERVACION DE LA ENERGIA TRABAJO

_______________________se realiza cuando se mueve un cuerpo por la acción de una

fuerza y se obtiene como w = f x d donde f es la fuerza ejercida en el mismo sentido del desplazamiento d

La energía _____________________ es la que tiene un sistema en movimiento en virtud de

su velocidad. se obtiene de: 𝐄𝐜 = 𝟏

𝟐 𝐦𝐯𝟐

_________________________________________dice que la energía no se crea ni se destruye, solo se transforma. en un sistema en el que existen transformaciones de energía, está siempre permanecerá constante, es decir: 𝐄𝐩 + 𝐄𝐜 + 𝐖 = 𝐜𝐨𝐧𝐬𝐭𝐚𝐧𝐭𝐞

La _____________________________ es rapidez con la que se realiza un trabajo mecánico.

p = 𝐖

𝐭 (ω).

Es la energía que posee un cuerpo de acuerdo con su posición (generalmente se encuentra almacenada):____________________________________________

2. Resuelve los siguientes problemas:

Un caja de 30 Kg es desplazado una distancia de 5m por una superficie horizontal sin rozamiento al aplicarse una fuerza horizontal de 35 N; ¿cuál es el trabajo realizado? W = F x d (donde F es la fuerza aplicada al cuerpo) Datos: W=??? F = 35N D= 5m

Resultado:

W = F x d

W=__________

Se levanta un auto de 100 kg a una altura de 20 m en 30 segundos. Determina la potencia requerida por la maquina en (w) watts. Recuerda que trabajo (w) es igual a la siguiente expresión:

W = F x d = mgh Y 𝑃 = 𝐖

𝐭

Datos: W= ? m = 100 Kg g= 9.8 m/s2 h= 20 m P=??? W=_______viene del cálculo de arriba) T= 20 s

Resultado:

W = F x d= mgh

W= (100 Kg) (9.8 m/s2) (20m)= ________ W= ___________

𝑃 = 𝐖

𝐭

𝑃 = 𝟐𝟎 𝐬

P=__________

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