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Física I

Manual de Prácticas

Nombre del alumno: ___________________________________

Nombre del laboratorista:_______________________________

Nombre del profesor:___________________________________

Grado & Grupo: ________________

Manual de prácticas de

laboratorio de

Academia Estatal de Física I 2016

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Autorizó:

M. A. José Eduardo Hernández Nava

Rector de la Universidad de Colima

M.C.P. Carlos Eduardo Monroy Galindo

Coordinador General de Docencia

Mtro. Luis Fernando Mancilla Fuentes

Director General de Educación Media Superior

Academia de Física

Ing. Salvador Aguilar Aguilar Ing. José de Jesús Jiménez Gutiérrez

Mtra. Myriam Navarro Cobián Biol. Ulises Díaz Llerenas

Mtro. Leonardo Fabio Zepeda Castell. Mtro. Fernando Velasco Cervantes.

Mtra. Angelita Cárdenas Solís Ing. Rafael Puente López Ing. Salvador Cruz Muñiz

Ing. Luis Antonio Ramírez Rodríguez Mtra. Diana Vianey Ponce Angulo

Ing. Carlos Coutiño Torres Ing. Rubén Cadena Díaz

Lic. Héctor Catalán Rodríguez Ing. Luz Elena Lozano Viera Ing. Adán Magaña Martínez Ing. Iván Salinas Enríquez

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ÍNDICE

Presentación………………………………………………………………… 4

Introducción…………………………………………………………………. 4

Instrucciones generales …….……………………………………………. 5

Bitácora de prácticas de laboratorio……………………………………. 7

Practica No. 1 ………………………………………………………………. 8

Practica No. 2 ………………………………………………………………. 12

Practica No. 3 ………………………………………………………………. 16

Practica No. 4 ………………………………………………………………. 20

Practica No. 5 ………………………………………………………………. 25

Practica No. 6 ………………………………………………………………. 29

Practica No. 7 ………………………………………………………………. 33

Practica No. 8 ………………………………………………………………. 37

Practica No. 9 ………………………………………………………………. 41

Practica No. 10 ………………………………………………………………. 45

Practica No. 11 ………………………………………………………………. 50

Practica No. 12 ………………………………………………………………. 56

Anexo 1 ………………………………………………………………………… 59

Anexo 2 ………………………………………………………………………… 60

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PRESENTACIÓN

El presente manual es un apoyo didáctico, que complementa el desarrollo del

programa de estudio de la asignatura de Física I, misma que pertenece al área de las ciencias

experimentales. Las actividades sugeridas, van de acuerdo con los contenidos de la

asignatura, además favorecen el trabajo en equipo y fortalecen la consolidación del

conocimiento, ya que requieren tanto de la demostración como de la comprobación a través

de la aplicación del método científico. Asimismo, el uso de este manual permitirá a los grupos

colegiados realizar el seguimiento académico de la temática del programa de estudios.

Por estas razones, la Dirección General de Educación Media Superior pone a

disposición de la planta docente este manual, con el fin de contribuir con el desarrollo del

proceso educativo de los estudiantes.

INTRODUCCIÓN

La Física, en nuestra Universidad, se empieza a cursar en tercer semestre, es una

ciencia experimental que contribuye al perfil de egreso y es importante ya que gracias a su

estudio los jóvenes pueden explicar con argumentos científicos varios fenómenos cotidianos

presentes en su entorno.

Con este manual prácticas de Física I, se desarrollarán saberes específicos que les

ayudarán a los estudiantes a interpretar los procesos físicos generados por las interacciones

espacio – tiempo - materia y energía, así como la física de los nuevos materiales; al mismo

tiempo, se fomentarán valores entre los estudiantes, para formar individuos con sentido ético

y profesional.

Este manual consta de 12 practicas, las cuales les permitirán a los estudiantes explicar

las características de la ciencia y de la física para fundamentar el desarrollo tecnológico

presente en los distintos contextos de la sociedad; así como también, les ayudará a

reconocer las propiedades y causas de los distintos tipos de movimiento y energía.

CADA UNA DE LAS PRÁCTICAS ESTÁ DIVIDIDA EN LAS SIGUIENTES SECCIONES:

Número de la práctica: Las prácticas mantienen una secuencia lógica acorde con el

programa de Física 1 del nivel medio superior. Nombre de la práctica: se refiere al concepto principal que se va a trabajar en la

práctica. Guía de investigación previa: lo que debe saber el alumno antes de la práctica, se

proponen tres o cuatro preguntas para que el alumno asista a la clase con las mismas ya respondidas, además se le pide que lea la práctica de manera previa y que llegue a

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la misma con un diagrama de flujo que indique, de manera general, los pasos a seguir para realizarla.

Objetivo: se detalla por qué y para que del trabajo que se va a trabajar en la práctica. Competencias a desarrollar: se mencionan las competencias genéricas y atributos,

así como las disciplinares extendidas de las ciencias experimentales que el alumno alcanzara al término de la práctica.

Material: se relaciona con todos los materiales y sustancias requeridos para el desarrollo de la práctica.

Desarrollo: ofrece un desglose y el diagrama de los pasos necesarios para llevar a

cabo la práctica.

Representación del fenómeno o proceso realizado: espacio dedicado al registro con

dibujos de los fenómenos por parte del alumno.

Preguntas de cierre: cuestionamientos redactados de tal manera que únicamente

quien realmente ha realizado la práctica puede contestarlas.

Conclusiones personales: sección de la práctica destinada para que el alumno

exprese con sus propias palabras lo que aprendió con el experimento.

Instrumento de evaluación: instrumento sencillo de evaluación de la correcta

realización de la práctica.

INSTRUCCIONES GENERALES

1) Pertenecer a los equipos de trabajo del laboratorio que se formen en la primera

sesión de práctica.

2) Usar bata de laboratorio durante el desarrolla de la práctica.

3) No manejar o utilizar equipos, instrumentos o sustancias, sin autorización de los

maestros.

4) Seguir fielmente las instrucciones dadas por los maestros.

5) Solicitar en caso de duda, las aclaraciones necesarias, antes de desarrollo de las

prácticas.

6) El alumno que por descuido destruya el material de trabajo o equipo, deberá

reponerlo.

7) Observar en todo momento, seriedad en el trabajo que realice y en el trato con sus

compañeros.

8) Entregar limpio, al término de la práctica, el material que le fue facilitado para el

desarrollo de la misma, así como su área de trabajo.

9) Informar inmediatamente a los maestros, cualquier desperfecto que se localice en

los equipos e Instalaciones.

10) Los alumnos se abstendrán de ingerir alimentos, bebidas y fumar, durante su

permanencia en el laboratorio.

11) Presentarse puntualmente a su práctica programada.

12) No manejar o utilizar las instalaciones, equipo o materiales sin la autorización del

técnico o el profesor correspondiente.

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13) Dejar su mochila o utensilios en el lugar que se le indique para ello.

14) Atender las instrucciones dadas por su profesor o laboratorista.

15) Está estrictamente prohibida la entrada de alumnos a los almacenes de equipos o

reactivos de los laboratorios o talleres, sin autorización del laboratorista o encargado.

16) Mantener un clima de respeto y armonía para garantizar el adecuado desarrollo de

las actividades dentro los laboratorios y talleres

17) Abstenerse de tirar al suelo papeles y cualquier otro tipo de desperdicio, los cuales

deberán depositarse en los recipientes destinados para tal fin.

18) Abstenerse de mantener material o equipo en tal forma que pueda obstaculizar la

libre circulación o ser causa de accidentes.

19) Abstenerse de hacer bromas o juegos, pues eso implica un alto riesgo de accidente.

20) Abstenerse de utilizar dentro de las instalaciones, aparatos de radio, grabadoras y

celulares

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Bitácora de prácticas de laboratorio La bitácora es un cuaderno en el que se reportaran los resultados de las prácticas de laboratorio. En él, se registrará lo que se hizo y lo que se observó, al llevar a cabo el desarrollo de un experimento. Con la bitácora pretendemos iniciar en los estudiantes la práctica de la observación y

reflexión de la naturaleza; mostrarles con esta técnica pedagógica el aprendizaje de

contenidos; así como habituarlos a leer y a reflexionar en los conceptos programados en el

programa de la materia de Física 1.

Debes tener un cuaderno exclusivo para la materia, si utilizan un cuaderno usado, favor de asegurarse que el inicio de esta materia esté perfectamente bien definido. En tu bitácora no deberás apuntar lo visto en clase ya que no es tu cuaderno de apuntes de la materia. El uso de ésta se remitirá exclusivamente a las observaciones guiadas, sistemáticas y precisas de los fenómenos de campo y de laboratorio que tú observes, así como de los análisis, planificación y sistematización de los resultados. En la primera sección de la bitácora debes escribir un resumen de las reglas de operación y de seguridad del laboratorio. En el resto de la misma se sucederán las observaciones de las prácticas con el siguiente orden de anotación:

Título de la experiencia u observación.

Metodología observada o aplicada.

Diagrama del procedimiento en formato "Comic"

Lista de materiales empleada

Lista de reactivos ocupada con sus propiedades y precauciones.

Orden de resultados, evidencias y anotaciones de las observaciones hechas.

Análisis de los resultados, observaciones y evidencias colectadas.

Reflexión acerca de los posibles ensayos, experimentos, técnicas, encuestas o investigaciones necesarias para concluir mejor, aclarar dudas, despejar incógnitas o realizar avances en la investigación.

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GUÍA DE INVESTIGACIÓN PREVIA:

DIBUJA UN DIAGRAMA DE FLUJO DONDE SE EXPLIQUE EL METODO CIENTÍFICO:

PRACTICA No.1

EL METODO CIENTÍFICO

Antes de asistir a tu práctica en el laboratorio, es indispensable

que realices una investigación previa, necesaria para mejor tu

desempeño, guíate contestando las siguientes preguntas.

1 • ¿Qué es el método científico?

2 • ¿Cuáles son los pasos del método científico?

3 • ¿Qué es la presión atmosférica?

4 • ¿Qué características tiene un gas?

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Desarrollar un proceso para investigar la explicación de un fenómeno físico

observado utilizando el método científico.

Competencias a Desarrollar

Competencias

Genéricas

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.

5.5 Sintetiza evidencias obtenidas mediante la experimentación para producir

conclusiones y formular nuevas preguntas.

Competencias

Disciplinares

4. Obtiene, registra y sistematiza la información para responder a preguntas de carácter científico, consultando fuentes relevantes y realizando experimentos pertinentes.

9. Diseña modelos o prototipos para resolver problemas, satisfacer necesidades o demostrar principios científicos.

CONTENIDOS A ABORDAR:

En la presente práctica, utilizarás los pasos del método científico para explicar una serie de fenómenos que te serán presentados.

INTRODUCCIÓN:

El método científico es pieza fundamental en la construcción de la ciencia, la cual es un conjunto de conocimientos organizados y sistematizados. En el caso de la Física y de algunas otras ciencias experimentales, estos conocimientos pueden ser transformados en tecnologías que nos ayudan para que los seres humanos podamos vivir mejor, ejemplos de estas tecnologías: los celulares, las computadoras, aparatos electrodomésticos, entre otros.

MATERIAL Y EQUIPO

Vaso de vidrio (para tomar agua)

Globo inflado mediano

Globo inflado pequeño (2 cm diámetro aproximadamente)

Jeringa de 60 ml (se consigue en veterinaria)

Tapón para jeringa (sin aguja y cerrado de la punta con calor)

Parrilla eléctrica

Vaso de precipitados de 100 ml

Cristalizador grande o plato hondo

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DESARROLLO:

A. LEVANTAMIENTO DE VASO SIN TOCARLO

¿Se podrá levantar un vaso de vidrio sin tocarlo con las manos? Explica ¿Cómo le harías?

1. En el vaso de precipitados pon a calentar 50 ml de agua, y antes de que

hierva, con cuidado viértelos dentro del vaso de vidrio, espera un minuto y coloca presionando

sobre la boca del vaso el globo mediano inflado.

2. Con cuidado y sin despegar el globo del vaso colócalos dentro de un recipiente que contenga

agua fría, quedando sumergida la parte del vaso que contiene agua caliente para que ésta

se enfríe, si tienes hielo puedes usarlo. Espera unos minutos. ¿Qué sucedió?

3. Comenta con tus compañeros de equipo sobre el fenómeno observado, escribe a

continuación una explicación de lo sucedido. Será tu hipótesis.

En el caso de los gases, éstos están formados por moléculas y mucho espacio vacío, ¿Qué

sucederá con la distancia entre las moléculas cuando aumentas la temperatura del gas? Y si

en lugar de calentar enfriaras el gas ¿qué pasaría?

Según la teoría cinética molecular, la presión de un gas está relacionada con el número de

choques por unidad de tiempo de las moléculas del gas contra las paredes del recipiente. Cuando la

presión aumenta quiere decir que el número de choques por unidad de tiempo es mayor.

¿Qué factores influyen para que el globo se pegue al vaso? ¿Conoces alguna otra forma de generar un “vacío” en un recipiente? Descríbela. Comenta con tus compañeros las observaciones y las posibles hipótesis. ¿Crees que podrías montar un experimento sencillo para comprobar tu hipótesis? ¿Cómo lo harías con el siguiente material: Agua caliente, botella de plástico vacía con tapadera, globo pequeño, jeringa de 60 cm3, bolsa de plástico, moneda, vaso de vidrio?

B. ¿CÓMO INFLAR UN GLOBO SIN SOPLARLE?

¿Crees que sea posible inflar un globo sin soplarle? ¿En qué condiciones debería

estar el globo para aumentar su tamaño sin necesidad de soplarle con la boca?

1. Infla un globo pequeño y colócalo dentro de la jeringa grande, mueve el émbolo

para dejar el volumen justo para que quepa solo el globo.

2. Tapa la punta de la jeringa con el tapón previamente acondicionado, comenta con tus

compañeros y anota ¿qué sucederá con el globo al jalar el émbolo en la jeringa? (no lo hagas

aún).

3. Jala el émbolo y observa lo que sucede con el globo. ¿Fue lo que tú pensaste que pasaría?

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C. AGUA QUE HIERVE A BAJA TEMPERATURA

¿A qué temperatura hierve el agua normalmente?

¿Hervirá el agua a la misma temperatura a nivel del mar que en lugares altos como la

montaña?

Efectivamente no hierve a la misma temperatura, pues a mayor altitud en la Tierra se tendrá una

menor presión, y a menor presión el agua hervirá a menor temperatura.

En algunas industrias, como la azucarera, manejan equipo que trabaja a bajas presiones para

evaporar agua del jugo de caña.

¿Qué necesitarías para que el agua hierva a 80°C?

¿Qué experimento podrías hacer con el material que tienes actualmente para demostrar que el

agua puede hervir a menos de 100°C?

Comenta tu experimento con tu profesor, y en caso de que no sea viable lo que quisiste hacer o no

se te ocurre nada, sigue las siguientes instrucciones:

1. Coloca 50 ml de agua en un vaso de precipitados sobre una parrilla eléctrica, para que

alcance unos 80°C.

2. Con cuidado succiona con la jeringa 30 ml de agua, coloca bien enroscado el tapón de la

jeringa ¿Qué esperas que suceda al jalar el émbolo?

3. Jala el émbolo y observa.

REPRESENTACIÓN DEL PROCESO REALIZADO

PREGUNTAS DE CIERRE:

¿Qué tienen en común los tres experimentos realizados?

¿Qué procedimientos vistos en esta práctica hicieron que se generara una menor presión?

¿Para qué me puede servir el método científico?

¿Sobre qué tema te gustaría investigar más utilizando el método científico?

CONCLUSIONES PERSONALES:

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PRACTICA No.2 MAGNITUDES ESCALARES


REFERENCIAS CONSULTADAS:

Has un listado de las fuentes de información que consultaste como páginas web, libros u

otras fuentes de información.

DIAGRAMA DE FLUJO DEL PROCESO.

Dibuja un diagrama de flujo donde se visualice el procedimiento a seguir en la práctica de

laboratorio.

Que el alumno aplique las técnicas de medición referidas a las magnitudes

escalares, conozca los tipos de errores y los evite y haga mediciones

correctas, así como conversiones entre diferentes sistemas de unidades.


Competencias

Genéricas


5.3 Identifica los sistemas y reglas o principios medulares que subyacen a una serie

de fenómenos.







1 • ¿Cual es la diferencia entre magnitud y medir?

2 • ¿Qué es un patron de medida?

3• Elabora un cuadro comparativo que relacione los tres principaes

sistemas de unidades?

4 • ¿Qué es un Vernier y como se utiliza?

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Competencias

Disciplinares




En esta práctica llevarás a cabo mediciones de magnitudes longitudinales, e identificarás

los errores más comunes al medir.

INTRODUCCIÓN:

Antiguamente para medir longitudes, el hombre recurría a medidas tomadas de su propio cuerpo: Los egipcios usaban la brazada, los ingleses usaban el pie de su rey, los romanos el paso y la milla, etc.

Una de las unidades de medida que el hombre utilizó para medir distancias, fue tantas lunas o soles. Para medir lapsos menores a estos, observo que el Sol producía la sombra de objetos, la cual avanzaba lentamente. Creando así el reloj de Sol.

En 1999, Estados Unidos envía y pierde a la Mars Climate Orbiter y a la Mars Polar Lander.

La primera, según la versión oficial ampliamente criticada, fue perdida por el uso de unidades de

medición anglosajonas en lugar de unidades métricas decimales, lo que provocó un grave error según

los directivos de la misión.

MATERIAL Y EQUIPO

Flexómetro

Vernier

Regla graduada

Tubo de ensayo pequeño

DESARROLLO:

MEDICIÓN DIRECTA CON INSTRUMENTOS. 1. Empleando el flexómetro, mide las tres dimensiones de la cubierta de tu mesa de

laboratorio de física (Largo, ancho y grosor). Y exprésalas en las unidades correspondientes

m cm pulgada pie yarda

Largo

Ancho

Grosor

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¿Qué magnitud fundamental has medido?

2. Con la regla graduada mide en un tubo de ensayo los valores del

diámetro interno, externo así como su profundidad. Hazlo por triplicado y obtén el promedio. Realiza lo mismo con el Vernier.

Con la regla graduada

Diámetro interno Diámetro externo Profundidad

Medición 1

Medición 2

Medición 3

Promedio

Con el Vernier Diámetro interno Diámetro externo Profundidad

Medición 1

Medición 2

Medición 3

Promedio

Con el objetivo de cuantificar el error que se comete al medir una magnitud, se consideran los siguientes errores: Error absoluto o desviación absoluta: es la diferencia entre la medición y el valor promedio. Error relativo: es el cociente entre el error absoluto y el valor promedio. (Se expresa en valores absolutos sin importar el signo del error absoluto.) Error porcentual: es el error relativo multiplicado por 100, con lo cual queda expresado en por ciento.

Utilizando los datos de la medición del tubo de ensayo con la regla y con el vernier, elabore una tabla

donde pueda determinar:

a) La desviación media de cada una de las seis mediciones.

b) El error absoluto de cada una de las seis mediciones.

c) El error porcentual de cada una de las seis mediciones.

¿En cuáles mediciones se observa un menor error porcentual?

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REPRESENTACIÓN DEL PROCESO REALIZADO:

PREGUNTAS DE CIERRE

1. Explica los tipos de errores que pudiste haber cometido al hacer las mediciones. Y ¿cómo

los pudiste haber evitado?

2. ¿Porque en los biberones las lecturas de la graduación están en onzas y no en centímetros

cúbicos? ¿Qué es una onza y cuál es su valor en las unidades correctas del mks?

CONCLUSIONES PERSONALES.

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Practica No 3

VECTORES







laboratorio.

Registra y representa fuerzas mediante diagramas de cuerpo libre. Compara

el método gráfico con lo registrado experimentalmente en la solución de

problemas que involucran vectores.


Competencias

Genéricas



de fenómenos.







1• ¿Cuáles son las magnitudes vectoriales? Y Anota 3 ejemplos.

2 • ¿Qué es una fuerza resultante?

3 • ¿Cuáles son los métodos para encontrarla?

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Competencias

Disciplinares




En la siguiente práctica, utilizarás un tipo de magnitud vectorial llamado fuerza, y aplicarás el método del paralelogramo para encontrar la resultante de un sistema de vectores.

INTRODUCCIÓN:

En el contexto en que vivimos nos referimos a diferentes magnitudes físicas, en esta ocasión

se hace referencia a las magnitudes vectoriales, que se emplean para señalar la fuerza aplicada a

un cuerpo mediante su representación gráfica. A diferencia de las magnitudes escalares que sólo

tienen una unidad y número, las magnitudes vectoriales además de tener unidad y número tienen

dirección y sentido.

Para explicar por qué un autobús se sale de la carretera lateralmente, si se poncha una llanta

mientras viaja, cuando se frena rápidamente después de escuchar el ruido de la explosión al

poncharse, se puede utilizar la suma de dos vectores, como son la velocidad del autobús y la

velocidad generada por la llanta ponchada.

MATERIAL Y EQUIPO

3 Dinamómetros

2 Soportes universales

Pinzas para soporte

Hilo o Pabilo

Plastilina 50g

DESARROLLO

A. ENCUENTRA LA RESULTANTE POR EL MÉTODO DEL PARALELOGRAMO

1. Coloca sobre la mesa un cubo de madera con una armella al

centro de una de sus caras en la cual colocaras dos dinamómetros

de la misma escala formando un ángulo de 90 grados, tira

suavemente de los dos dinamómetros al mismo tiempo y con la

misma intensidad hasta que el cubo comience a deslizarse.

2. Observa cuidadosamente la lectura de los dinamómetros,

cuida que sean iguales. Repite el experimento tres veces y calcula el

promedio. Convierte esa fuerza a Newton recuerda que 1kg es 9.8 N.

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Intentos Dinamómetro A Dinamómetro B

1

2

3

Promedio

¿En qué dirección debes tirar con un solo dinamómetro para que ejerza el mismo efecto? Explica

Encuentra la resultante (R) de las fuerzas aplicadas al cubo de madera por el método del

paralelogramo.

Comprueba experimentalmente, jalando con un solo dinamómetro y compara el resultado con el

obtenido por el método del paralelogramo.

B. REALIZACIÓN DE DIAGRAMAS DE FUERZA

1. Coloca los dinamómetros como se muestra en las figuras.

2. En la figura 1 cuelga una masa de 50 gramos en el dinamómetro B y observa que pasa en el

dinamómetro A.

¿Por qué crees que pasa esto? Explica

Ahora representa mediante flechas cada una de las fuerzas. No olvides establecer una escala

adecuada.

3. Cuelga del dinamómetro C una masa de 50 gramos de plastilina y con un ángulo de 20 grados

entre los dinamómetros A y B como se observa en la figura, observa lo que marcan.

4. Cuelga la masa de 50 gramos en el dinamómetro C pero varia los ángulos a 90 y a 120°

como se observa la figura 3 y 4. Registra los valores de A, B y C en cada figura y llena la

siguiente tabla

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Figura A B C

1

2

3

4

¿Qué pasa con las fuerzas marcadas en A y B a medida que el ángulo entre A y B se hace más

grande?


PREGUNTAS DE CIERRE

1. ¿Qué representan los vectores?

2. ¿Qué sistemas de vectores observas en tu entorno y cuáles son sus efectos?

3. ¿Cuáles son las dificultades que tuviste al hacer la práctica?

CONCLUSIONES PERSONALES

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PRÁCTICA No. 4

ESTUDIO DEL PÉNDULO







laboratorio.

Comprobar mediante la experimentación una ley física, por medio del estudio

del péndulo simple, identificando el proceso que se va a investigar y utilizando

adecuadamente el equipo para hacer mediciones.


Competencias

Genéricas



de fenómenos.







1 • ¿Qué es un péndulo?

2 • ¿Cómo calcular el periodo de un péndulo?

3• ¿Cuáles son las variables que influyen en el periodo del

péndulo?

4 • ¿Cuál es la diferencia entre una variable dependiente y una independiente?

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Competencias

Disciplinares




En la siguiente práctica, realizarán mediciones de diferentes tipos de magnitudes:

longitud, masa, ángulo, tiempo. Y se utilizará el método científico para tratar de descifrar

de qué depende el periodo del péndulo.

INTRODUCCIÓN:

Se dice que un día Galileo estaba en una catedral mirando al techo, y entonces vio una lámpara que se movía, tardando casi el mismo tiempo en ir de un lado a otro. Algo interesante de mencionar es que en la época de Galileo no existían los relojes como los conocemos en la actualidad.

A la física se le conoce como la ciencia de la medición, porque para poder encontrar las

relaciones existentes entre las variables involucradas en un fenómeno, se deben realizar mediciones.

Las variables que intervienen en el fenómeno se modifican de una en una y se comprueba

cómo influyen en él. Es esencial modificar una sola causa cada vez y ver el efecto que desencadena. Luego es necesario registrar todos los datos. A la variable que el científico modifica se la denomina variable independiente. La variable que cambia como consecuencia de haber modificado la variable independiente se denomina variable dependiente.

MATERIAL Y EQUIPO

Soporte universal

Hilo o Pabilo

Plastilina 50g

Regla o flexómetro

Transportador

Cronómetro

Balanza grantaria o dinamómetro

Pinza para soporte

DESARROLLO:

Para el desarrollo de este experimento construirás y utilizarás un péndulo simple, que como

habrás investigado es un caso especial del movimiento armónico simple, es decir se repite a intervalos iguales de tiempo. Cuando se separa el péndulo de su posición de equilibrio y después se suelta, oscila a uno y otro lado de su posición de equilibrio por efecto de su peso.

A continuación tratarás de determinar de qué variables depende el periodo de un péndulo.

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1. Coloca un pedazo de plastilina de 20g atado a un pabilo (60 cm), y amarrado a una pinza sujeta al soporte universal. Ahí tienes un péndulo.

2. Ahora, observa el péndulo elaborado y trata de ubicar las variables que pudieran estar relacionadas con el movimiento del péndulo.

3. Localiza la posición de equilibrio en el péndulo, y levanta la plastilina del péndulo hasta formar un ángulo de 90° con respecto a ésta, suelta la masa y observa su recorrido. ¿Es constante la velocidad del péndulo durante todo su recorrido? ¿Por qué? ¿Cuáles son las variables que pudieran estar relacionadas con el periodo del péndulo?

4. Dibuja el péndulo y señala: la línea de equilibrio, dónde es máxima su velocidad y dónde es mínima.

Como te habrás dado cuenta, las variables que pudieran estar relacionadas con el periodo del

péndulo son: la masa, la longitud y el ángulo.

Ahora la pregunta que debes contestar es: ¿De qué depende el periodo de un péndulo? ¿Qué procedimientos podrías llevar a cabo de acuerdo con el método científico para encontrar la respuesta?

Una hipótesis que podemos tener es que la masa del péndulo afecta directamente el periodo, lo que quiere decir que si se aumenta la masa, el periodo también aumentará. ¿Cómo le haces para comprobar esta hipótesis?

En el caso del método científico, y para comprobar nuestra hipótesis, la variable que queremos saber si afecta el periodo, será la única que cambiaremos y las otras (longitud y ángulo) las mantendremos sin cambios.

5. Entonces comenzaremos con esa primera hipótesis, y como la variable es la masa, comenzaremos midiendo el periodo con tres valores diferentes de masa: 20 g, 40g y 60g, manteniendo constante la longitud del pabilo de 60 cm y el ángulo para soltarlo de 90°( con respecto de la línea de equilibrio). NOTA: tratar de elaborar un cilindro con la plastilina, que tenga la misma altura en los tres casos y se amarre de la misma distancia.

6. Mide con un cronómetro el tiempo que tarda el péndulo en completar diez ciclos, para obtener

el tiempo de un ciclo (periodo). Hazlo por triplicado para cada masa y obtén el promedio. Anota tus resultados.

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Valores constantes: Longitud del péndulo de 60 cm, ángulo de salida 90°

Masa 20 g Masa 40 g Masa de 60 g

Tiempo de 10 oscilaciones

Periodo Tiempo de 10 oscilaciones


Periodo

Medición 1

Medición 2

Medición 3

Promedio

¿Fue correcta la hipótesis 1?

¿Cuál fue la variable independiente? Propón las otras dos hipótesis faltantes.

¿Qué debería suceder si tu hipótesis fuera correcta? Anota tus resultados en la siguiente tabla.

Valores constantes:




Periodo

Medición 1

Medición 2

Medición 3

Promedio ¿Fue correcta la hipótesis 2?

¿Qué debería ocurrir si la hipótesis 3 fuera cierta?

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Valores constantes:




Periodo

Medición 1

Medición 2

Medición 3

Promedio

¿Fue correcta la hipótesis 3? REPRESENTACIÓN DEL PROCESO REALIZADO. PREGUNTAS DE CIERRE:

1. Con base a tus experimentos ¿de qué no depende el periodo de un péndulo? ¿De que si depende el periodo del péndulo?

2. ¿Los resultados experimentales coinciden con la teoría?

3. Explica porque para determinar su periodo resulta conveniente medir el tiempo en que

se realizan 10 oscilaciones del péndulo en lugar de medir el tiempo que dura solo una?

4. Con los resultados obtenidos enuncia una ley física relacionada con el periodo del

péndulo.

5. ¿Qué tipo de errores se pudieron haber cometido al realizar la práctica? Explica


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PRÁCTICA 5 TODO, A UN MISMO RITMO.







laboratorio.

Conoce la relación posición- tiempo del movimiento rectilíneo uniforme

mediante la generación y análisis de datos dentro de la experimentación del

comportamiento del movimiento y el registro en tablas y graficas del mismo.


Competencias

Genéricas



de fenómenos.







1• ¿Qué magnitud permanece constante en un movimiento

rectilíneo uniforme?

2• ¿Qué forma tiene un movimiento rectilíneo uniforme en su

gráfica posición-tiempo?

3 • ¿Qué ecuación describe a un movimiento rectilíneo uniforme?

4 • ¿Cuantos tipos de rapidez existen, define cada una?

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Competencias

Disciplinares




En la siguiente práctica, conoceremos diferentes tipos de movimiento y así como las

características del Movimiento Rectilíneo Uniforme (MRU).

INTRODUCCIÓN:

En astronomía, el MRU es muy utilizado. Los planetas y las estrellas no se mueven en línea recta, pero la que sí se mueve en línea recta es la luz, y siempre a la misma velocidad. Entonces, sabiendo la distancia a la que se encuentra un objeto, se puede saber el tiempo que tarda la luz en recorrer esa distancia. Por ejemplo, el sol se encuentra a 150 000 000 km. La luz, por lo tanto, tarda 500 segundos (8 minutos 20 segundos) en llegar hasta la tierra. La realidad es un poco más compleja, con la relatividad de por medio, pero a grandes rasgos podemos decir que la luz sigue un movimiento rectilíneo uniforme. Un movimiento es rectilíneo cuando un objeto describe una trayectoria recta, y es uniforme cuando su velocidad es constante en el tiempo, dado que su aceleración es nula.

MATERIAL Y EQUIPO

Regla, metro o flexómetro

Cronómetro

Marcador o Gis

DESARROLLO:

Actividad A1

I. En una cancha o explanada, marcar cada dos metros un punto, hasta llegar a 10m.

II. Un compañero va a caminar, tomando el tiempo que hace, primero a los 2m, después

a los 4m, después a los 6m, y así sucesivamente hasta llegar a los 10m. Procurando

hacer el mismo tiempo. Si a los 2m hizo 2seg, a los 4 debe de hacer 4s.

III. Calcula su rapidez.

IV. Anote los datos en tu libreta Bitácora.

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Actividad A2

I. Otro compañero va a caminar a un ritmo diferente, y repites los pasos II, III y IV, de la

actividad anterior.

II. Anótalos en una tabla como la que se muestra a continuación para cada alumno de acuerdo

a sus tiempos de cada marca.

Posición (m) Intento 1

Tiempo (s)

Intento 2

Tiempo (s)

Intento 3

Tiempo (s)

promedio

Tiempo (s)

2

Actividad A3

I. Gráfica los datos de los dos compañeros en un mismo sistema coordenado.

Actividad B.

1. Mide el perímetro de la cancha o explanada.

2. De la misma arista en los vértices opuestos, cada

uno sale caminando por el contorno (perímetro) de

la cancha en diferentes direcciones.

3. Mediante los valores de rapidez de cada uno de

los compañeros, determina en que tiempo y lugar

se van a cruzar.


Con la ayuda de dibujos y esquemas, representa lo aprendido en la práctica

PREGUNTAS DE CIERRE

1. ¿Qué relación existe entre el tiempo, la posición con la velocidad?

2,55

7,510

0

5

10

15

2 4 6

Tie

mp

o e

n (

s)

Distancia (cm)

Grafica muestra

28

2. Si el globo se hubiera inflado en cada intento de forma distinta ¿cómo serían las

gráficas?

3. ¿Cómo puedes definir qué distintas graficas pueden pertenecer al movimiento

rectilíneo uniforme?

4. Con tus propias palabras como realizarías la interpretación de una gráfica de

posición-tiempo


29

Practica 6 Acelera tus Sentidos







laboratorio.

Conocer cuál es la aceleración de un cuerpo en una pendiente de diferente

inclinación, así como la aceleración que alcanza un objeto en caída libre.


Competencias

Genéricas



de fenómenos.







1 • Define la diferencia entre rapidez y velocidad

2 • ¿Qué es la aceleración?

3 • Menciona los diferentes tipos de aceleración que conozcas.

4 • Explica que es Caída libre y donde se aplica.

30

Competencias

Disciplinares




En la siguiente práctica, conoceremos diferentes conceptos velocidad, caída libre,

aceleración y gravedad.

INTRODUCCIÓN:

En nuestra vida cotidiana observamos distintos cuerpos en

movimiento, la mayoría de ellos no se mueven a velocidad

constante, pues esta varia, ya sea aumentando o

disminuyendo su magnitud o cambio de dirección. Por ejemplo:

un autobús de pasajeros en un día de tránsito pesado aumenta

y disminuye constantemente la magnitud de su velocidad. Un auto de carreras aumenta la

magnitud de su velocidad cuando la pista tiene un tramo recto; sin embargo, al acelerarse

en una curva disminuye la magnitud de su velocidad y luego la vuelve a aumentar.

MATERIAL Y EQUIPO

Rampa de 2 m

Esfera de acero o canica

Bloque de madera

Cronómetro

Cinta adhesiva

Regla de 1 m

Transportador

Hojas milimétrica o cuadriculada

Soporte Universal

Pinza para soporte

2 Corchos (diferentes tamaños)

DESARROLLO:

ACTIVIDAD A

1. Coloca una rampa con un ángulo de

inclinación de 10° aproximadamente con

respecto a la horizontal, como muestra en

la figura de la derecha.

31

2. Divide la longitud de la rampa en 6 partes iguales y marca las 6 posiciones sobre la

tabla con trozos de cinta adhesiva. Esas posiciones serán tus puntos de partida.

Supón que tu rampa tiene 200 cm de longitud, divide esta longitud entre 6 y obtendrás

33.33 cm por sección, por lo tanto tendrás tus puntos de partida cada 33.33 cm. Coloca

un bloque de madera al final de la rampa para que puedas oír cuando la esfera llega hasta

abajo.

3. Usa un cronómetro para medir el tiempo que tarda en rodar por la rampa hasta

abajo, desde cada uno de los 6 puntos.

Realiza previamente varios ensayos hasta que logres minimizar el error, posteriormente

haz por lo menos 3 mediciones de tiempo por cada posición, y anota cada uno de los

tiempos y el promedio de los tres en la tabla de datos A.

4. Traza un gráfico de tus datos, marcando la distancia (eje vertical) contra el tiempo

promedio (eje horizontal) en una hoja de acetato. En los ejes de coordenadas, usa las

mismas escalas que los demás equipos de laboratorio, para que puedas comparar

resultados.

Tabla de datos A Tiempo (s)

Distancia (m) Prueba 1 Prueba 2 Prueba 3 Promedio

5. Repite los pasos 2 a 4, pero con el plano más inclinado unos 5° más. Registra tus

observaciones en la tabla de datos B. Traza la gráfica de tus datos como en el paso 4.

Tabla de datos B Tiempo (s)

Distancia (m) Prueba 1 Prueba 2 Prueba 3 Promedio

Actividad B1

1.- Con dos hojas de cuaderno a una misma altura déjalas caer y observa ¿cómo llegan al

suelo?

2.- Amasa una de las hojas. Hasta que se forme una bola, déjelas caer nuevamente ¿Qué

sucede?

32

3.- Ahora deja caer simultáneamente y de la misma altura, un libro

pesado o cuaderno y una hoja de papel. ¿Cuál llegará primero al

suelo?

4. Coloca ahora la hoja de papel sobre el libro, suelta el libro y

observa la caída

¿Explica que sucede y por qué no sucede lo mismo cuando caen por

separado?

Actividad B2

1. Haz tu predicción. ¿Qué pasa si dejas caer dos objetos de diferente masa desde una misma altura?

2. Los dos corchos que tienes al alcance, déjalos caer desde una misma altura y observen cual llega primero al suelo. Anota tus observaciones.

3. Haz tu predicción. Ahora predice que pasa, si dejas caer los dos corchos desde una altura distinta.

4. Deja caer los dos corchos cada uno en diferente altura; primero, el corcho más pequeño más abajo que el otro más grande y viceversa. Anota tus observaciones:

5.



PREGUNTAS DE CIERRE

1. ¿Qué es la aceleración?

2. ¿La esfera se acelera al rodar por la rampa? Menciona pruebas para documentar tu

respuesta.

3. ¿Qué pasa con la aceleración cuando aumenta el ángulo de la rampa?

4. ¿Cuál es el valor de la aceleración de los cuerpos en caída libre y como se le conoce?


33

PRÁCTICA 7 Angry Practice







laboratorio.

Conocer cuál es la aceleración de un cuerpo en una pendiente de diferente

inclinación, así como la aceleración que alcanza un objeto en caída libre.


Competencias

Genéricas



de fenómenos.







1• ¿A qué hace referencia un movimiento en dos dimensiones y

cómo se le conoce?

2• ¿Cuáles son las cantidades que influyen en el movimiento en

dos dimensiones?

3 • ¿Dónde se utiliza o aplica este tipo de movimiento?

4 • ¿Qué es movimiento circular uniforme y con qué formulas se identifica?

34

Competencias

Disciplinares




En la siguiente práctica, conoceremos diferentes tipos de movimiento:

Movimiento Vertical

Movimiento Rectilíneo uniformemente acelerado

Movimiento Circular uniforme

Tiro parabólico.

INTRODUCCIÓN:

En nuestra vida común practicamos diferentes tipos de movimientos de

cualquier objeto material, lo podemos interpretar como una particular

en movimiento y cuando decimos que un cuerpo se encuentra en

movimiento consideramos que su posición está variando respecto a un

punto considerado. El movimiento es aquel fenómeno físico que

consiste en el cambio de posición que realiza un cuerpo con respecto a un sistema de

referencias.

MATERIAL Y EQUIPO

Cinta métrica

Gis

Pelota de futbol

Cronómetro

Cinta adhesiva

Hoja milimétrica u hoja de cuadros

3 Papeles de colores de 15cm aprox.

(post-its)

Rampa de madera

DESARROLLO:

A. Escribe en un recuadro el nombre de tres cuerpos en movimiento y describe que tipo

de movimiento puede realizar cada uno.

Cuerpos en movimiento Describe el tipo de movimiento

35

Actividad B

1. Pegar diferentes papeles de colores a lo largo de un aspa de un ventilador. Medir las

distancias de cada marca al centro del ventilador.

Nota: Puedes utilizar post-its

2. Encender el ventilador.

3. Anota tus observaciones acerca del movimiento y rapidez que realiza cada papel.

4. Observa y determina las revoluciones que da en 1min (60s).

5. Calcula la velocidad angular de cada uno de las marcas realizadas por los papeles.

𝜃 = 2𝜋 𝑟𝑎𝑑 Desplazamiento angular (giro completo), que es igual a una revolución

(rev).

1𝑟𝑒𝑣 = 2𝜋 𝑟𝑎𝑑

Velocidad angular

𝜔 = 2𝜋𝑓

𝑓 =𝑟𝑒𝑣

𝑡

Actividad C

1. En equipos de 4 realicen lo siguiente.

2. Con madera construyan una rampa de 30° de

inclinación; apoyen la en el piso.

3. Después pateen la pelota de futbol varios intentos de

tal manera que el disparo se apegue lo más

aproximado al ángulo de la rampa.

4. Midan la distancia horizontal que alcanza y el tiempo tomado.

5. Registra los datos obtenidos.

Realiza una representación gráfica (dibujos) de los experimentos realizados.

N° de

disparos

Distancia

horizontal (m) Tiempo (s) Altura (m)

1

2

36

PREGUNTAS DE CIERRE

1.- ¿En qué experimento realizado en la práctica identificas el movimiento uniformemente acelerado? Explica ¿Por qué?

2.- ¿En qué experimento observaste el tiro parabólico? Menciona ¿qué características del

movimiento identificas en el experimento? 3.- ¿qué es el movimiento horizontal uniforme? ¿En el experimento que realizaste

movimiento horizontal uniforme que características observaste? 4.- en la actividad “c” ¿Qué sucedería si le cambiamos el grado de inclinación del ángulo y

la altura que registra el disparo? CONCLUSIONES PERSONALES

37

Práctica 8. Un pequeño pasó para el hombre, pero un gran salto para la práctica.


Realiza un cuadro comparativo con las fórmulas de tiro vertical, tiro horizontal y tiro parabólico, en sus dos componentes.

Tiro vertical Tiro horizontal Tiro parabólico






laboratorio.

Con los conocimientos de Movimiento Rectilíneo Uniforme y Uniformemente Acelerado, utiliza el método científico para determinar la velocidad de un objeto y ponerlo en práctica en el lanzamiento de un proyectil.




1• ¿Cómo calculas la velocidad de un cuerpo en una trayectoria

inclinada?

2• ¿Cuál es la diferencia entre el tiro horizontal, tiro vertical y tiro

parabólico?

3• ¿Cuáles son las cantidades esenciales para determinar la

trayectoria de un proyectil?

38


Competencias

Genéricas



de fenómenos.




Competencias

Disciplinares




En la siguiente práctica, conoceremos diferentes tipos de movimiento:

Movimiento Vertical

Movimiento Rectilíneo uniformemente acelerado.

Tiro vertical y horizontal

Tiro parabólico

INTRODUCCIÓN: Vivimos en mundo de 4 dimensiones, de las cuales tres corresponden al espacio y una al

tiempo, esta información se empezó a utilizar desde que se propusieron los postulados de la

“Relatividad” y todo eso. Pero bueno, ¿por qué se comenta todo esto?; la trayectoria que

sigue un cuerpo, depende de su movimiento, que puede ser en una, dos o tres direcciones

(o dimensiones). En esta práctica analizaremos los dos tipos de movimientos, en una y dos

dimensiones, al cual corresponden los movimientos horizontal y vertical y el tiro parabólico

respectivamente.

MATERIAL Y EQUIPO

Carrito

Canicas

Riel

Transportador

Regla o flexómetro

Cronometro

39

Nota: Los materiales que a continuación se indican son sugeridos, el alumno puede elegir el material

que más le convenga, considerando también traer algún material de casa, de preferencia material

reusable.

DESARROLLO

1. El alumno debe de ser capaz de comprender, analizar y calcular

la velocidad horizontal de un cuerpo para determinar el lugar de impacto.

Crea tus propias hipótesis y analiza cómo resolver el problema planteado, formulando tus propias preguntas.

2. El alumno determina el ángulo óptimo para el alcance de un proyectil.

Instrucción. El maestro titular te indicará la distancia a la que deberá de estar el blanco u objetivo. Crea tus propias hipótesis y analiza cómo resolver el problema planteado, formulando sus propias preguntas.

Resolución a un problema planteado

Contesta el siguiente problema, tomando en cuenta lo aprendido en

la práctica.

1. El Volcán de Colima registro en unas de sus erupciones

volcánicas una altura de 4km, El poblado más cercano, La

Yerbabuena (se encuentra a 9.77km) está en constante

riesgo ante las erupciones del volcán.

Con tu maestro resuelvan algunos de los siguientes incisos.

a) Considerando que a medida que pasa el tiempo su ángulo de erupción va incrementando, 3°

cada 2min. ¿Los residuos volcánicos podrán caer en el poblado ya mencionado? De ser así,

¿cuánto tiempo tienen para empezar a evacuar la ciudad?

b) Que tiempo pasó, desde que hizo erupción el volcán, hasta que los lugareños escucharon el

estruendo.

c) Se registran vientos fuertes o moderados en esa zona, con velocidades de 40km/h hasta 85km/h

fluctuando en dirección SE y NO. ¿Dónde pueden caer las rocas volcánicas? ¿Afectaría algún

poblado?

d) De la ciudad de Colima mandan ayuda, Bomberos, Cruz Roja y Policía, para cualquier situación

que se presente, teniendo en cuenta la nube de cenizas, así de que no es conveniente la ayuda

40

por helicópteros o avionetas. Desde la primera erupción, ¿cuánto tiempo tardan en llegar la

ayuda, para evacuar? Si su velocidad límite es de 120km/h para emergencias (dC-Y = 33km

aprox.)

Interpretación de la práctica


PREGUNTAS DE CIERRE

1. ¿Cuál fue la hipótesis que más se te dificulto comprobar?

2. De acuerdo al material que utilizaste ¿Cómo afectó el movimiento del cuerpo?

3. ¿Qué consideraste al momento de contestar el problema?

4. ¿En cada uno de los cálculos te resulto exacto en la práctica, o tuviste que modificar algo?

5. ¿Cuáles cantidades debes también considerar en cada una de tus hipótesis?


41

PRÁCTICA NÚMERO: 9

CENTRO DE GRAVEDAD







laboratorio.

Encontrar el centro de gravedad de una figura hecha en papel, y demostrar

que es lo que se necesita para que un cuerpo tenga equilibrio con respecto al

mismo.


Competencias

Genéricas



de fenómenos.







1 • ¿Qué es el centro de gravedad de un objeto?

2• ¿Para qué crees que sirva conocer el centro de gravedad de un

objeto?

3 • ¿Cómo puedo encontrar el centro de gravedad de un objeto?

4 • ¿Por qué la torre de Pisa no se cae? Explica.

42

Competencias

Disciplinares




En la siguiente práctica encontraremos el centro de gravedad de diferentes cuerpos y

figuras.

INTRODUCCIÓN:

Existen diferentes definiciones o explicaciones que nos dicen que es el centro de gravedad de un cuerpo, en esta práctica encontraremos este punto en diferentes cuerpos y figuras. Encontrando este un punto el cuerpo se apoyara en él y permanecerá en equilibrio.

Realiza un diagrama donde representes las características para encontrar el centro de gravedad.

MATERIAL Y EQUIPO

Cartulina(o carpetas de papel recicladas)

Tijeras

Clip o alfiler

Una regla o una barra de madera que de soporte a los bloques

Pabilo

Cinta adhesiva

Pinzas de bureta o algo para sujetar el clip

Soporte Universal

Bloques de metal, madera o de algún otro material todos iguales

Una masa de 20 gramos o una canica

Transportador

DISEÑO EXPERIMENTAL

ACTIVIDAD A

1. Dibuja y recorta en una cartulina las siguientes figuras: un triángulo, un cuadrado, un aro

de 10 cm de diámetro exterior y 4 cm de diámetro interior, una figura geométrica regular,

una figura irregular.

2. Doblar el clip dejando una punta para poder ensartar y colgar el papel.

3. Sujetar el clip con las pinzas del soporte universal.

4. Ensartar una de las figuras cerca de un extremo de ésta, de tal manera que pueda moverse

libremente.

43

5. Amarrar en el clip donde se ensartó la figura, un pabilo con una canica o una masa

pequeña.

6. Trazar una línea por donde pasa el pabilo sobre la figura

de papel.

7. Repetir el procedimiento de los pasos 4 al 6 al menos

unas tres o cuatro veces sobre la misma figura.

8. El punto donde se cruzan las líneas es la ubicación del centro de gravedad.

Para comprobarlo, puedes colocar la punta de lápiz sobre este punto y la

figura se debe equilibrar.

VALORANDO TU APRENDIZAJE

1. ¿Qué entiendes por centro de gravedad?

2. ¿Qué pudiste observar al encontrar el centro de gravedad de una figura regular?

3. ¿En dónde estuvo el centro de gravedad del aro?

4. ¿Cuántos centros de gravedad tienen los cuerpos macizos?

ACTIVIDAD B

1. Pega la mitad de un pedazo de cinta adhesiva en el bloque, y la otra

mitad pégala sobre la regla, de tal manera que la cinta quede

doblada bajo el bloque, coloca otro pedazo en el lado contiguo del

bloque la regla, de tal manera que el bloque se pueda mover sobre

la regla si se aumenta la inclinación, pero sin salirse de la regla.

2. Coloca con cinta, justo a la mitad del bloque que se ve de forma

lateral, un pedazo de pabilo con una pequeña masa colgando.

3. Inclina la regla junto con el bloque y observa el pabilo cómo se

mueve e identifica el momento en el que el bloque se voltea, mide

el ángulo al que se encuentra la regla con respecto a la horizontal.

4. Coloca pegado con cinta otro bloque sobre el primero, y mueve el

pabilo colgado hacia la mitad de la altura total de los bloques. Vuelve a inclinar la regla y

nuevamente observa el momento en el que la torre de bloques se voltea, y anota tus

observaciones.

5. Repite el procedimiento anterior colocando un tercer bloque para hacer una torre más alta,

y nuevamente mueve el pabilo para quedar a la mitad de la torre de bloques. Vuelve a

inclinar la regla, mide el ángulo y observa el momento en que la torre se voltea.

44

VALORA TU APRENDIZAJE.

1. ¿En qué punto o lugar se localizaría el centro de gravedad de uno de los bloques?

2. ¿Cambiará el centro de gravedad de dos o tres bloques pegados?¿en dónde quedaría su

centro de gravedad?

3. Anota tus observaciones sobre la caída de la torre Reflexión argumentada.


45

PRÁCTICA NÚMERO: 10 LEYES DE NEWTON







laboratorio.

El alumno comprende las aplicaciones y características relacionadas con las

leyes del movimiento de Newton.


Competencias

Genéricas



de fenómenos.






desempeño, guíate investigando lo siguiente:

1 • 1ª Ley de Newton o ley de la inercia.

2 • 2ª Ley de Newton o ley de la fuerza.

3 • 3ª tercera ley de Newton o de acción - reacción

4 • En qué libro Newton especifica sus conocimientos de estas leyes.

46

Competencias

Disciplinares




En la siguiente práctica aplicaremos las tres leyes de Newton.

INTRODUCCIÓN:

¿Has visto alguna vez por televisión a los magos que retiran de un tirón el mantel de una mesa sin tirar la vajilla que está sobre de él? ¿Se podrá hacer realmente o hay algún truco para lograrlo? En esta práctica conocerás el porqué de este fenómeno.

MATERIAL Y EQUIPO

Cartulina

Tijeras

Regla

Dos Dinamómetro

Cronómetro

Metro

Dos soporte universal

Pinza con polea

5 monedas

2 vasos de precipitado 250 ml

Hoja de papel carbón Un aro de costura 1m de cuerda

Carrito metálico

4 pesas de 100g.


ACTIVIDAD A

1.- Coloca sobre un vaso de precipitado un trozo de cartulina aproximadamente de 7x10 cm, además

una moneda sobre el pedazo de papel como lo indicara tu maestro. Jala la cartulina con mucho

cuidado y en forma rápida. Observa lo que sucede.

2.- Coloca ahora 5 monedas apiladas formando una torre (las monedas deben ser iguales), con una regla de 30 cm golpea horizontalmente la parte inferior (la moneda de la parte de abajo) como lo muestra tu maestro. Observa lo que sucede. Puedes cambiar la regla y golpear con una moneda similar.

3.- Coloca sobre un aro de costura 3 tuercas o monedas, trata de que estas caigan en el interior del

vaso de precipitado con un buen jalón, que le des al aro, como se les indicara.

4.-Anota las observaciones de cada experiencia y coméntalas con tus compañeros.

47

ACTIVIDAD B

La segunda ley de newton se define de la siguiente manera: La aceleración de un cuerpo es

directamente proporcional a la fuerza neta que actúa sobre él e inversamente proporcional a

su masa y tiene la dirección de la fuerza neta.

Si un cuerpo de 100 Kg. recibe una aceleración de 2 m / s2 al aplicar una fuerza sobre el

¿Que aceleración recibirá si la fuerza se reduce a la mitad?

1. Arma un equipo como el de la figura.

Coloca en el carrito una pequeña masa

enzima de él, a una distancia aproximada

de 60 cm.

2. Coloca el soporte con una polea como se

muestra en la figura y con diferentes

pesos averigua la fuerza con que es jalado

el carrito conociendo la aceleración y la

masa.

Contesta la siguiente tabla de valores.

MASA ACELERACION FUERZA

1

2

3

ACTIVIDAD C

.

La tercera ley de Newton completa la perspectiva lógica del concepto de fuerza, esta ley

establece que, a toda acción corresponde una reacción igual y de sentido contrario, la cual

significa que siempre que un cuerpo aplica una fuerza sobre otro, el otro aplica una fuerza

igual y opuesta al primero.

1. Une dos dinamómetros tomando como base 2 soportes

universales como lo muestra la Figura (También se

puede lograr si 2 compañeros tensan al mismo tiempo).

2. Ahora ejerce fuerzas iguales al mismo tiempo sobre los

dinamómetros.

48

OBSERVA LO QUE SUCEDE Y HAZ TUS ANOTACIONES.

1. Fuerza que tú ejerces sobre el dinamómetro.

2. Fuerza que el dinamómetro ejerce sobre ti.

3. Fuerza que tu compañero ejerce sobre el dinamómetro.

4. Fuerza que el dinamómetro ejerce sobre tu compañero

ANÁLISIS DEL DESARROLLO EXPERIMENTAL.

1. Si viajamos de pie en un autobús y éste arranca ¿Nos movemos hacia dónde?

2. Describe la tercera ley de Newton:

3. ¿Qué relación existe entre la aceleración y la masa?

4. Escribe dos ejemplos donde intervengan las leyes de Newton explicando claramente

su participación.

CUESTIONARIO.

1. ¿Estás de acuerdo que la inercia es el cambio de dirección de un cuerpo de abajo hacia

arriba? ¿Por qué?

2. ¿Cuál será la aceleración que recibe un cuerpo de 200 Kg. de masa si le aplicamos una

fuerza de 20 Néwtones?

3. ¿Qué se hace para acelerar un cuerpo?

RESUELVA LOS SIGUIENTES EJERCICIOS RELACIONADOS CON LAS LEYES DE

NEWTON.

1.- Un cohete de juguete de 0.500 kg puede generar un empuje de 15 N durante los primeros

tres segundos de su vuelo, en que tarda en consumir su combustible ¿cuál es la máxima

altura que puede alcanzar el cohete? (suponga que la masa del cohete no cambia, y que

la fricción con el aire es despreciable)

49

2.- ¿Cuál es la aceleración de un bloque de cemento de 40 kg que se encuentra sobre una

superficie sin roce, al tirar lateralmente con una fuerza neta de 200 N?

3.- Un bombero de 80 kg de masa se desliza por un poste vertical con una aceleración de 4

m/s2. ¿Cuál es la fuerza de fricción entre el poste y el bombero?


50

PRÁCTICA NÚMERO: 11

FRICCIÓN


Realiza un diagrama donde representes las características que presentan la fricción y sus diferentes tipos.






laboratorio.

El alumno debe identificar y determinar las fuerzas de fricción así como

determinar el coeficiente de fricción, reconociendo de esta forma la importancia

de la aplicación de esta fuerza en todo movimiento conociendo que a toda

acción hay una reacción.


Competencias

Genéricas



de fenómenos.






desempeño, contesta las siguientes preguntas.

1• ¿Por qué los cuerpos se resisten al movimiento?

2• ¿A qué se debe que puedas resbalar fácilmente en un piso

encerado? .

3 • ¿Cuáles son los tipos de fricción que existen?

51

Competencias

Disciplinares




En la siguiente práctica conoceremos los diferentes tipos de fricción.

INTRODUCCIÓN:

La fuerza de fricción se da a partir del contacto entre dos cuerpos. En realidad, éste efecto

siempre está presente en el movimiento de un cuerpo debido a que siempre se desplaza

haciendo contacto con otro (el aire en la mayoría de los casos tomar en cuenta ésta fuerza,

debido a que determina el valor del movimiento.

El valor del coeficiente de rozamiento es característico de cada par de materiales en

contacto; no es una propiedad intrínseca de un material. Depende además de muchos

factores como la temperatura, el acabado de las superficies, la velocidad relativa entre las

superficies.

MATERIAL Y EQUIPO

Soporte universal

Pinza con polea

Pinza de soporte

Recipiente(vaso desechable)

Bloque de madera

Hilo o cuerda

Carrito metálico

Bureta de 25 ml

Plastilina

Balanza granataria


ACTIVIDAD A

1. Mide y registra las masas del vaso y la madera con la balanza granataria. Además prepara

el carrito con una pesa cuya masa sea la misma que el de la madera. (Puedes usar

plastilina para igualar las masas).

NOTA: Masa de madera = Masa del carrito + pesa.

2. Monta el siguiente sistema de acuerdo a la figura 1 usando el material que se indica.

3. Llena la bureta con agua, y controla el goteo con la llave de paso dejando caer gota a gota

, hasta que la madera de un indicio de movimiento, que es cuando se va a detener el

goteo. (Hacerlo tres veces).

52

NOTA: Con ayuda de la bureta medir el volumen aproximado ya que la fricción estática

se va a medir a partir de que se inicie el movimiento.

4. Con el promedio de las lecturas de los volúmenes de la bureta que se gastaron para mover

la madera y con las masas del vaso y la madera se determina la fuerza de fricción estática.

FIGURA 1

5. Ya tomada la lectura se agregan una, dos o tres gotas más hasta que la madera se deslice

al menos 5 cm. (Hacerlo tres veces).

NOTA: Con ayuda de la bureta medir el volumen aproximado de una gota, ya que la

fricción estática se va a medir una gota antes de que inicie el movimiento y la dinámica se

va a empezar a medir una después.

ACTIVIDAD B

1. Mide y registra las masas del vaso y el carrito con la pesa usando la balanza granataria,

procurando que la suma de ambos sean el mismo que el de la madera del anterior sistema.

(Puedes usar plastilina para ajustar los valores de las masas).

FIGURA 2

53

2. Monta el siguiente sistema de acuerdo a la figura 2, usando el material que se indica.

3. Llena la bureta con agua, y controla el goteo con la llave de paso dejando caer gota a gota

sobre el vaso hasta que el carrito con la pesa de un indicio de movimiento, que es cuando

se va a detener el goteo. (Hacerlo tres veces).

4. Con el promedio de las lecturas de los volúmenes de la bureta que se gastaron para mover

el carrito con su pesa, se determina la fuerza de fricción de rodamiento.

ACTIVIDAD C

1. Monta el siguiente sistema de acuerdo a la figura 3, usando el material que se indica.

Empleando una rampa de 15 a 20° de inclinación y una longitud de recorrido horizontal

entre la base de la rampa y el borde de la mesa de 1.50 metros.

2. Coloca el carro al inicio de la rampa como se muestra en la figura 3, suéltalo y observa si

este avanza o se detiene. Si avanza más de 20 cm reduce la inclinación, de lo contrario

inicia con el siguiente paso.

FIGURA 3

3. Coloca en el vaso el volumen de agua correspondiente a la fricción de rodamiento; (quítale

5 ml aproximadamente al volumen obtenido en el proceso anterior), y observa si al soltar

el carro, éste se detiene o se mueve; si se detiene agrégale de uno en uno más mililitros

hasta que avance cuando menos 50 cm. Hacerlo tres veces para registrar el promedio del

volumen final. (Debe ser menor al usado para la fricción de rodamiento estático).

Cálculos

De acuerdo a la figura 1 determinar los siguientes datos llenando las tablas correspondientes.

Para determinar la fuerza estática y su coeficiente de fricción se considera:

1. Fuerza normal (fn) = (masa de la madera por la gravedad).

2. Fuerza estática (fs) = (Volumen gastado antes del movimiento por la gravedad).

3. Coeficiente de fricción (μ) = fs / fn

54

Volumen antes del Movimiento

Fuerza estática (fs) Coeficiente de Fricción

estática


Para determinar la fuerza de rodamiento y su coeficiente de fricción

1. Fuerza normal (fn) = (masa del carrito más la masa de la pesa por la gravedad).

2. Fuerza estática (fs) = (Volumen gastado antes del movimiento por la gravedad).

3. Coeficiente de fricción (μ) = fs / fn

Volumen antes del Movimiento

Fuerza estática (fs) Coeficiente de Fricción

estática


Para determinar la fuerza de rodamiento dinámico y su coeficiente de fricción.

Para determinar la fuerza de rodamiento y su coeficiente de fricción

1. Fuerza normal (fn) = (masa del carrito más la masa de la pesa por la gravedad).

2. Fuerza rodamiento (fr) = (Volumen gastado después de que el objeto se movió al

menos 50 cm

3. Coeficiente de fricción (μ) = fr / fn

Volumen después de que el objeto se movió

al menos 50 cm. Fuerza rodamiento (fr)

Coeficiente de Fricción estática

55

VALORA TU APRENDIZAJE.

1. Explica ¿qué detiene a un objeto que se encuentra en movimiento?

2. ¿Cuáles son los tipos de fricción que hay y en qué se diferencian?

3. Explica lo que sucedería si fueras en una bicicleta, con un pedaleo uniforme, y dejas de

pedalear, ¿qué ocurrirá con el movimiento si estás en un terreno plano?, ¿si estás

subiendo?, ¿si estás bajando?

4. Explica si este experimento te indica la relación que muestra newton en sus leyes

5. ¿De qué manera adaptarías la 2ª ley de newton en este procedimiento? Explica.

6. ¿Habrá fricción en el espacio exterior? Explica tus razones.


56

PRÁCTICA NÚMERO: 12 TRABAJO Y POTENCIA


Realiza un diagrama donde representes los componentes de la potencia y el trabajo






laboratorio.

Aplicara sus conocimientos de los conceptos de trabajo y potencia en

actividades prácticas de laboratorio.


Competencias

Genéricas



de fenómenos.







1 • ¿Qué es la potencia?

2 • ¿Qué es el trabajo?

3 • ¿Qué influencia tiene la energía en el trabajo?

4 • ¿Qué influencia tiene la energía en la potencia?

57

Competencias

Disciplinares




En la siguiente práctica utilizaremos los conceptos de trabajo, potencia y energía en

ejercicios especialmente diseñados para su comprensión.

INTRODUCCIÓN:

Los cambios en el movimiento de los objetos están relacionados con la fuerzas y con el

tiempo durante el cual se ejercen. Pero también se pueden considerar fuerza con la distancia

y es cuando se habla de una cantidad denominada Trabajo. Este término tiene un significado

en Física muy diferente a su significado cotidiano.

MATERIAL Y EQUIPO

Cronometro

Calculadora

Papel

Lápiz

Flexómetro

Bascula de piso


ACTIVIDAD

1. Determina la masa en kilogramos de 6 estudiantes

2. Medir la altura horizontal de las escaleras. Expresar en metros.

3. Cuidar que el ascenso a la escalera por los 6 estudiantes sea constante.

4. Medir con el cronometro el tiempo en segundos de la rutina de cada estudiante desde

el primer hasta al último escalón.

5. Repetir el procedimiento con los 6 estudiantes.

6. Registrar en la tabla los datos obtenidos.

7. Calcula para cada estudiante, su trabajo, potencia de los

datos obtenidos. Con las siguientes ecuaciones.

W= Fd P=W / t

58

Medida Masa (Kg.) Peso (N) Altura

Escalera (m) Trabajo (J) Tiempo (S) Potencia (W)

1

2

3

4

5

6

VALORANDO TU APRENDIZAJE

Tomando como base los resultados obtenidos en el desarrollo de la práctica responde las

siguientes cuestiones.

1. Cuales estudiantes realizaron el máximo trabajo?

2. Cuales estudiantes realizaron la máxima potencia? Explica con ejemplos.

3. Resuelve.

Una empresa de energía suministra 1 KW de potencia durante una hora por $25.

Suponiendo que pudieras subir escaleras durante 2 horas, ¿a cuánto equivale tu

ascenso?


59

ANEXO 1

Rúbrica para co-evaluar la elaboración de los diagramas de flujo que se solicitan al inicio de cada práctica de laboratorio:

CR

ITE

RIO

S EXCELENTE

10 PTS

BUENO

8 PTS

REGULAR

6 PTS

DEFICIENTE

0 PTS

PTS

CO

NT

EN

IDO

Se identifica el

tema de la

práctica y los

conceptos

teóricos a

desarrollar.

Se identifica la

idea principal

con menos de

cinco ideas

secundarias.

Sólo se

identifica

conceptos sin

relación clara

con la idea

principal.

No se identifica

claramente la

idea principal

pero si algunos

conceptos.

NIV

EL

DE

JE

RA

RQ

UIZ

AC

ION

El diagrama de

flujo esta

ordenado y

presenta de

manera clara la

secuencia de la

actividad

experimental a

desarrollar.

El diagrama de

flujo esta

ordenado pero

no es fácil de

leer y no se

identifica la

secuencia de la

actividad a

desarrollar.

El diagrama de

flujo no está

ordenado, pero

no se

comprende la

secuencia de la

actividad a

desarrollar.

El diagrama de

flujo no es claro ni

presenta la

secuencia de la

actividad a

desarrollar.

SE

CU

EN

CIA

Se identifican

los pasos a

seguir y los

participantes en

cada paso de la

práctica.

Se identifican

los pasos a

seguir, pero no

los

participantes en

cada paso de la

práctica.

No se

identifican

todos los pasos

a seguir y los

participantes en

cada paso de la

práctica.

No se identifican

los pasos a

seguir y los

participantes en

cada paso de la

práctica.

FO

RM

AT

O D

EL

ES

CR

ITO

No hay errores

de gramática, ni

ortografía, ni

errores de

puntuación y

acentos.

Hay menos de

5 errores de

gramática,

ortografía o de

puntuación.

Hay más de 5

errores de

gramática,

ortografía o de

puntuación,

pero menos de

10.

Hay más de 10

errores de

gramática,

ortografía o de

puntuación.

PTS TOTALES

CALIF.

60

Anexo 2 Lista de cotejo para evaluar la correcta realización de las prácticas de laboratorio. Puede usarse para evaluar práctica por práctica o las realizadas cada unidad.

Lista de cotejo para autoevaluación, coevaluación o

Heteroevaluación

Auto-

evaluación

Coe-

evaluación

Competencias

genéricas Criterio Si No Si No

5.2 Ordena información

de acuerdo a

categorías, jerarquías y

relaciones.

Realiza un diagrama que le permita construir

una hipótesis, de la cual parte para realizar el

experimento.

5.3 Identifica los

sistemas y reglas o

principios medulares

que subyacen a una

serie de fenómenos.

Sigue los pasos que plantea la práctica para

obtener resultados pertinentes.

5.4 Construye hipótesis

y diseña y aplica

modelos para probar su

validez.

Restructura si es necesario la práctica para

demostrar el objetivo de la misma.

5.5 Sintetiza evidencias

obtenidas mediante la

experimentación para

producir conclusiones y

formular nuevas

preguntas.

Redacta una conclusión personal

argumentada, basada en los resultados

obtenidos en la práctica y sus conocimientos

teóricos.

Total

Competencias

disciplinares Criterios Si No Si No

4. Obtiene, registra y

sistematiza la

información para

responder a preguntas

de carácter científico,

consultando fuentes

relevantes y realizando

experimentos

pertinentes.

Responde de manera objetiva y con sus

propias palabras los cuestionamientos de

aprendizaje que se plantean.

Dibuja esquemas para describir el proceso

experimental.

Responde, de manera correcta mínimo el

80% de las preguntas presentadas en la

práctica.

Total


Diseña un diagrama de flujo evaluado como

bueno o excelente.

Cumple con todos los pasos señalados

establecidos en el apartado de: Desarrollo

experimental.

Total

Totales

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