Guía Didáctica del Docente - Ministerio de Educación de...

El material Guía Didáctica del Docente para Primer Año de

Educación Media es una obra colectiva, creada y diseñada por el

Departamento de Investigaciones Educativas de Editorial Santillana,

bajo la dirección de

MANUEL JOSÉ ROJAS LEIVA

COORDINACIÓN DEL PROYECTO:

Eugenia Águila Garay

COORDINACIÓN ÁREA CIENCIAS:

Marisol Flores Prado

AUTORES TEXTO DEL ESTUDIANTE

Macarena Herrera Aguayo

Felipe Moncada Mijic

Pablo Valdés Arriagada

AUTORES GUÍA DIDÁCTICA DEL DOCENTE

Leonardo Cabezas Villagas

Juan Pablo Gajardo Fuentes

Macarena Herrera Aguayo

Felipe Moncada Mijic

EDICIÓN:

Pablo Valdés Arriagada

CORRECCIÓN DE ESTILO:

Isabel Spoerer Varela

Astrid Fernández Bravo

DOCUMENTACIÓN:

Paulina Novoa Venturino

María Paz Contreras Fuentes

La realización gráfica ha sido efectuada bajo la dirección de

VERÓNICA ROJAS LUNA

con el siguiente equipo de especialistas:

COORDINACIÓN GRÁFICA:

Carlota Godoy Bustos

COORDINACIÓN LICITACIÓN:

Xenia Venegas Zevallos

DISEÑO Y DIAGRAMACIÓN:

Eugenio Vial Fontannaz

CUBIERTA:

Xenia Venegas Zevallos

PRODUCCIÓN:

Germán Urrutia Garín

Quedan rigurosamente prohibidas, sin la autorización escrita de los titulares del

"Copyright", bajo las sanciones establecidas en las leyes, la reproducción total o

parcial de esta obra por cualquier medio o procedimiento, comprendidos la

reprografía y el tratamiento informático, y la distribución en ejemplares de ella

mediante alquiler o préstamo público.

© 2010, by Santillana del Pacífico S.A. de Ediciones

Dr. Aníbal Ariztía 1444, Providencia, Santiago (Chile)

PRINTED IN CHILE

Impreso en Chile por World Color Chile S.A.

ISBN: 978-956-15-1561-1

Inscripción N° 187.079

www.santillana.cl

La materialidad y fabricación de este texto está certificada por el IDIEM – Universidad de Chile.

Iniciales (1-9) 2/9/10 16:10 Página 2

Índice 3

Guía Didáctica del Docente Física 1º Medio

Índice

Introducción 4

Estructura de la Guía Didáctica del Docente 4

Definición y fundamentación del proyecto 6

Descripción de la estructura del texto 7

Unidad 1: El sonido 10

Planificación Unidad 1 12

Orientaciones metodológicas 14

Unidad 2: La luz 28



Unidad 3: Espectros óptico y auditivo 48



Unidad 4: Fuerza y movimiento 68



Unidad 5: Dinámica de la Tierra 86



Solucionario 104

Planificación de hipertexto 106


4 Guía Didáctica del Docente


Introducción

La Guía Didáctica del Docente, del texto Física 1º Medio, es un material queha sido elaborado para el docente con el objetivo de apoyar el proceso deenseñanza-aprendizaje de la Física. La intención de esta Guía es entregar aldocente herramientas que potencien y complementen el uso del texto, en prodel logro de mayores y mejores aprendizajes en los y las estudiantes.

Estructura de la Guía Didáctica del Docente

Esta Guía se organiza, de manera homóloga al libro, en cinco unidades, pro-puestas de acuerdo al programa de Física para 1er Año de Educación Media y alos Ajustes Curriculares del subsector.

• Inicio de unidadSe inicia cada unidad con una especificación de los Objetivos FundamentalesVerticales, Contenidos Mínimos Obligatorios, contenidos específicos, ObjetivosFundamentales Transversales y un diagrama de flujo que muestra la organi-zación de los contenidos en la unidad.

• PlanificaciónDoble página donde se entrega una propuesta de planificación que establecela relación de contenidos con los siguientes aspectos: Aprendizajes Esperados,tiempo estimado para su desarrollo, recursos didácticos, tipos e indicadores deevaluación.

Dentro de cada unidad se incluyen orientaciones metodológicas para eldocente, las que a su vez constan de las siguientes secciones:

• Orientaciones generalesEn ellas se entregan orientaciones pedagógicas generales para abordar launidad, junto con aspectos relevantes, que el docente debe considerar.

• Preconceptos más frecuentesIncluye un listado de errores conceptuales frecuentes respecto de los conteni-dos desarrollados en la unidad.


Física 1 5


• Orientaciones por actividadSección que incluye información bibliográfica específica y pertinente para uncierto conjunto de subtemas de la unidad.

• Ampliación de contenidosSección en la que se profundizan contenidos a través de textos con informacióncomplementaria y actualizada para el docente, de modo de posibilitar el enriquecimiento de sus clases.

• Bibliografía sugeridaSección que incluye información bibliográfica específica y pertinente para uncierto conjunto de subtemas de la unidad.

• Páginas webs sugeridasSección en la que se incluyen páginas webs de consulta para el docente,donde podrá encontrar animaciones referentes a los temas tratados en launidad, profundización de los contenidos, tablas y gráficos.

• RúbricasPautas en las que se verifica el logro de los indicadores de evaluación declara-dos en la planificación al inicio de la unidad.

• Proyecto científicoActividad adicional fotocopiable, de carácter autónoma, en la que se trabaja deforma íntegra el método científico.

• Evaluación sumativaEvaluación fotocopiable, a doble página, que se propone como material complementario al proceso evaluativo.

• Planificación del hipertextoSe entrega una planificación para el aprovechamiento del hipertexto. Este esun conjunto de recursos multimedia que se estructuran a partir del Textoimpreso para el estudiante y que incorpora elementos que permiten al usuarioutilizar el recurso, con una secuencia de lectura dinámica, combinandoimágenes fijas y en movimiento, animaciones y sonidos. El hipertexto presentaun tour virtual para orientar su uso y el aprovechamiento de sus recursos, losque incluyen entre otros: diccionarios y enciclopedias electrónicas, actividadesy mapas conceptúales interactivos cuyo objetivo es profundizar y enriquecerlos contenidos presentes en el Texto.




Definición y fundamentación del proyecto

• Escenario educacionalEl texto de Física de 1er Año de Educación Media responde al Ajuste Curricular(DS 254). Dicha actualización curricular 2009, tiene como propósito facilitar el desarrollo de las competencias conceptuales, procedimentales y actitudinalesen los alumnos y alumnas, y tanto el texto de Física, como la Guía para elProfesor están pensados como materiales que apoyan este propósito.

• Concepción del subsector de aprendizajeEl área Ciencias, y en particular el subsector Física, en el escenario educacionalactual ha participado ampliamente en el desarrollo de la cultura y la tecnolo-gía, influenciando significativamente nuestras vidas. Es por ello que se hacenecesario un manejo básico de sus planteamientos, como una forma de parti-cipar y comprender este desarrollo.

• Fundamentación del proyectoEl propósito de los textos es que los y las estudiantes logren competencias enel área de las ciencias, así como el de lograr aprendizajes significativos. Paraello, el currículo se fundamenta en distintas corrientes, que surgen desde la psicología, el constructivismo, la didáctica y, en particular las corrientes de laindagación científica, con el fin de mejorar la calidad del proceso deenseñanza-aprendizaje. Estas vertientes son las que fundamentan la creaciónde los textos y las guías que los acompañan.


Física 1 7


Descripción de la estructura del textoDescripción de la estructura del texto

El Texto de Física 1º se organiza en cinco unidades. A continuación se describen las características principales de lostipos de páginas que se encuentran en este libro.

Evaluación diagnóstica

Evaluación inicial destinada a medir losconocimientos previos necesarios para abordar launidad, incluye una sección denominada Lo queme gustaría saber destinada a plantear preguntasfactibles de ser respondidas en la unidad.

Inicio de unidad

IntroducciónTexto que hace una breve introducciónnarrativa de los contenidos que se trataránen la unidad.

Aprenderás aListado con los aprendizajes esperados de la unidad.

Actividad inicialSección destinada a activar los conocimien-tos previos de los y las estudiantes, a partirde una serie de preguntas y asociacionescon las imágenes representativas de la unidad.




Desarrollo de contenidos

Conceptos claveSignificado de conceptos o palabras citadasen el texto y cuya definición facilite la lecturacomprensiva.

IndagaciónActividad exploratoria cuya finalidad es dar inicioa los contenidos mediante la formulación depreguntas y planteamiento de hipótesis.

Ten presente queActividad destinada a trabajar conceptos quepuedan tener una interpretación errónea.

Ejemplo resueltoEjercicio tipo resuelto paso a paso. Su función esorientar el desarrollo de ejercicios similares.

ReflexionemosActividad destinada a proponer temas transver-sales, vinculados al quehacer científico.

Inter@ctividadVínculo con distintas páginas webs en las que seencuentran aplicaciones de los contenidostratados en la unidad.

Conexión con…Vincula los contenidos tratados en la unidad conotras áreas del conocimiento.

Síntesis y evaluación de procesoPágina donde se integran y evalúan los contenidostratados en un conjunto de temas.

Así aprendo mejor Breve actividad destinada a trabajar la metacognición.


Física 1 9


Investigación científicaActividad en la que se trabaja de forma directa elprocedimiento científico, ya sea planteandohipótesis, interpretando datos o analizando unexperimento famoso.

ActividadDestinada a trabajar habilidades, y dar continui-dad al contenido partiendo de la observación yexploración.

¿Qué sucedería si...?Actividad destinada al desarrollo de la imagina-ción y el pensamiento divergente.

Síntesis de la unidad

InfografíaResumen gráfico de los contenidos tratados en launidad, el que incluye una definición breve delos principales conceptos.

Línea de tiempoGráfica lineal en la que se ubican de formacronológica descubrimientos y datos científicosrelacionados con la unidad y vinculados ahechos históricos relevantes, a modo de contextualizar la evolución de la ciencia.

Páginas finales de la unidad

Evaluación finalEvaluación final de la unidad destinada a la verifi-cación de los aprendizajes esperados, incluye tresmomentos: comprendo, analizo y aplico.

¿Cuánto avancé?Pequeña actividad al inicio de la evaluaciónsumativa cuya finalidad es revisar nuevamente laevaluación diagnóstica.

Proyecto científicoActividad de carácter autónoma, en la que setrabaja de forma íntegra el método científico.


10 Unidad 1

UNIDAD

El sonido

Objetivos Fundamentales Verticales

1. Comprender el origen, la absorción, la reflexión y la transmisión del sonido y la luz, sobre la base deconceptos físicos, leyes y relaciones matemáticas elementales.

2. Reconocer los elementos fundamentales de las investigaciones científicas, en casos concretos de investiga-ciones que sustentan los conocimientos del nivel.

3. Procesar datos con herramientas conceptuales apropiadas y elaborar interpretaciones de datos en términosde las teorías y conceptos científicos del nivel.

Contenidos Mínimos Obligatorios

1. Descripción cualitativa del origen y propagación del sonido, de su interacción con diferentes medios(absorción, reflexión, transmisión) y de sus características básicas (altura, intensidad y timbre).

2. Aplicación de la relación entre longitud de onda, frecuencia y velocidad de propagación de una onda.

3. Descripción cualitativa del efecto Doppler para explicar la variación de la frecuencia percibida al escuchar,por ejemplo, el silbato de un tren en movimiento, la sirena de una ambulancia, etc.

Aprendizajes Esperados

1. Reconocer que todo sonido se origina en un proceso vibratorio.

2. Identificar las características básicas asociadas a todo sonido: altura, intensidad y timbre.

3. Analizar los elementos que caracterizan una onda.

4. Relacionar longitud y frecuencia de una onda con la velocidad de propagación que esta posea.

5. Analizar cualitativamente los factores que dan origen al efecto Doppler.

6. Identificar problemas, hipótesis y procedimientos experimentales, en los experimentos del nivel.

7. Interpretar datos empíricos con la finalidad de validar o rechazar hipótesis.

1Unidad 1 (10-27) 6/7/10 10:23 Página 10

El sonido 11

Contenidos específicos

1. Origen y propagación del sonido.

2. Absorción del sonido.

3. Reflexión del sonido.

4. Altura de un sonido.

5. Intensidad de un sonido.

6. Timbre de un sonido

7. Movimiento periódico (frecuencia y período).

8. Caracterización de una onda (amplitud, longitud).

9. Velocidad de propagación de una onda.

10. Efecto Doppler.

Objetivos Fundamentales Transversales

1. Aceptación y valoración de la diversidad etaria, cultural, socioeconómica, de género, condición física, opinión u otras.

2. Respeto a la vida, conciencia de la dignidad humana y de los derechos y deberes de todas las personas.

3. Preservación de la naturaleza y cuidado del medioambiente.

4. Desarrollo de habilidades de pensamiento.

Esquema conceptual de la unidad

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El sonido

Origen delsonido

Velocidad depropagación de

las ondas

Propiedad de las ondas

Efecto Doppler

Característicasdel sonido

Transmisión del sonido

OndasPeríodo y frecuencia

Unidad 1 (10-27) 6/7/10 10:23 Página 11

12 Unidad 1

Planificación Unidad 1

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El sonido 13


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Unidad 1 (10-27) 6/7/10 10:23 Página 13

14 Unidad 1

Orientaciones metodológicas Unidad 1

El sonido

El objetivo de esta actividad es que los estudiantes activen sus conocimien-tos previos respecto a ciertos fenómenos asociados al sonido, para ello se lespropone una serie de preguntas en torno a las imágenes que abren launidad. Pídales que trabajen en grupos de dos o tres alumnos y alumnas yque registren sus respuestas en el cuaderno.

Orientaciones generales de la unidad

• La unidad de sonido está orientada a trabajar el conocimiento de la Física desde la percepción, es por esto queel docente debe poner énfasis en utilizar todos aquellos recursos didácticos que le posibiliten utilizar lossentidos.

Se debe orientar la observación de fenómenos cotidianos en que se manifiesten los conceptos a estudiar. Por eso,la mayoría de las actividades diseñadas en el texto son experiencias de fácil montaje y en las que se recurre aelementos de uso habitual.

Un eje transversal de la asignatura es el desarrollo de habilidades científicas, para ello, las actividades e indagacionespresentes en la unidad se encuentran orientadas al trabajo sobre el procedimiento.

Actividad inicialPágina 9

En ella se evalúa lo siguiente:a. Establecer una relación entre vibración y sonido.b. Identificar la frecuencia y período en un movimiento vibratorio.c. Identificación de problemas e hipótesis.d. Descripción de procesos de medición.

Rúbrica para la evaluación diagnóstica

Evaluación diagnósticaPáginas 10 y 11

Ítem(s) Criterio de logro Logrado Medianamente logrado Por lograr

1 Asocia los conceptos devibración y de sonido.

Responde la alternativa D del ítem 1.

Responde la alternativa B del ítem 1.

Responde la alternativaA o C del ítem 1.

2-5 Reconoce de forma cuali-tativa el período y la frecuencia.

Responde correcta-mente los cuatro ítems.

Responde correctamentedos de los cuatro ítems.

Responde correcta-mente un ítem.

6 y 7 Reconoce e identifica enuna determinada situaciónel problema y la hipótesis.

Responde correctamentelos ítems 6 y 7.

Responde uno de los dos ítems.

No responde ningunode los dos ítems.

Unidad 1 (10-27) 6/7/10 10:23 Página 14

El sonido 15


El sonido

El objetivo de la indagación es que a través de una pregunta simple como:¿qué debe ocurrir para que un cuerpo se convierta en una fuente sonora?,los estudiantes puedan aproximarse de manera investigativa al tema principalque plantea la unidad: “el sonido”. Guíe el planteamiento de las hipótesis. Algunas que sus alumnos y alumnaspodrían plantear son:a. Un cuerpo debe ser golpeado para que se convierta en una fuente sonora.b. Para que un cuerpo emita sonido este debe tener ciertas características,

como las de ser de madera o tener cavidades.

Es importante mencionar que ninguna hipótesis planteada por los estudian-tes debe ser sancionada, sino, por el contrario, toda hipótesis es rechazable o validable.

Actividad 1Objetivos: Reconocer que la vibración de cuerpos laminares producen sonido.Relacionar la longitud de la lámina con su ciclo de vibración.

Resultados esperados:

a. Los estudiantes infieren que la vibración de cualquier lámina produce sonido.

b. A menor longitud de la lámina, los ciclos de vibración se realizan en untiempo menor.

Actividad 2Objetivo: Asociar la propagación de un pulso en un resorte, al fenómeno depropagación de energía que ocurre en el sonido.

Para la ejecución de esta actividad, es conveniente prepararla con anticipa-ción. Previamente, solicite a sus estudiantes un resorte, de aquellos quevenden en las jugueterías, es importante, además, que los estudiantesrealicen esta actividad en grupos de tres o cuatro integrantes.

Indagación: Origen y propagación del sonidoPágina 12

Vibración de una reglaPágina 14

Vibración de un resortePágina 15

Unidad 1 (10-27) 6/7/10 10:23 Página 15

16 Unidad 1


El sonido

Plantéeles a sus estudiantes que investiguen qué otros animales usan lasondas sonoras para reconocer el entorno, y si existen algunas aplicacionestecnológicas que utilicen un principio similar.

El objetivo es que vinculen directamente el ejemplo resuelto con unasituación hipotética donde pudiésemos escuchar ondas de alta velocidad.Propóngales que, siguiendo el ejemplo resuelto, calculen la distancia a laque escucharíamos el eco si la velocidad del sonido fuera cinco veces mayor.

Referente a la Tabla 1: Rapidez del sonido en diferentes medios: se planteaun par de preguntas orientadas a que los alumnos infieran una relación entrelas características del medio (en términos de su estado y densidad) y larapidez del sonido en cada uno de ellos.

Rapidez de propagación de sonido en diferentes mediosPágina 16

Conexión con BiologíaPágina 17

Ejemplo resueltoPágina 18

Ampliación de contenidosEcolocalización en murciélagos

Contrariamente a las creencias populares, no se los considera ciegos, ya que muchos además de su sistema de sonar,emplean la vista para diferentes actividades. Aquellos que se guían por el sistema de sonar son los micromurciéla-gos, y utilizan la ecolocalización para volar y cazar a menudo en total oscuridad. Emergen generalmente de suscuevas y salen a cazar insectos en la noche. La ecolocalización les permite encontrar lugares donde habitualmentehay muchos insectos, poca competencia para obtener el alimento y pocos depredadores para ellos.

Fomente, en este tipo de actividad, el pensamiento divergente de susalumnos y alumnas. Motive a que lo usen para generar respuestas, y selec-cionen la mejor a la luz de los conocimientos que están adquiriendo,indicando que aunque cualquier respuesta es posible, solo algunasresponden adecuadamente desde la ciencia.

Actividad 3Objetivo: Reconocer que el sonido se transmite de forma diferente endistintos medios.

Explicar que muchas veces se percibe mejor un sonido en determinadomedio, por que este tiene una mayor eficiencia en su transmisión. Estaactividad abre el tema de la propagación del sonido, por tanto, el énfasis dela actividad se debe situar en cómo diferentes medios pueden propagarlo.

¿Qué sucedería si…?Página 15

¿Cómo se transmite el sonido?Página 16

Unidad 1 (10-27) 6/7/10 10:23 Página 16

El sonido 17


El sonido

Actividad 4Objetivo: Observar la propiedad que tienen determinados materiales deaislar el sonido.

La actividad se presenta de forma previa al desarrollo del tema de absorción(el docente no debe anticipar el concepto de absorción durante la actividad)a modo de posibilitar que sus alumnos y alumnas descubran la propiedadque tienen algunos materiales para aislar el sonido. Una vez formalizado elcontenido, los estudiantes le darán sentido a través de la observaciónrealizada en la actividad.

Resultados esperados:Materiales de mayor porosidad aíslan (absorben) mejor el sonido.

El objetivo de las preguntas propuestas al estudiante es hacerlo partícipe desu propio proceso de aprendizaje, es por esto que el docente debe motivara que todos respondan las preguntas planteadas en la sección.

Así aprendo mejorPágina 20

Aislantes del sonidoPágina 19

Síntesis y evaluación de procesoPágina 20

Ítem Criterio de logro Logrado Medianamente logrado Por lograr

Esquema Relaciona vibración de uncuerpo con la generaciónde sonido.

Completa los seisrecuadros del esquema.

Completa entre cuatro y cinco recuadros del esquema.

Completa menos de tresrecuadros del esquema.

1-3 Explica de forma análogaprocesos vibratorios decuerpos y sonido.

Responde correctamentelos tres ítems.

Responde correctamentedos de los tres ítems.

Responde correctamenteun ítem.

4-6 Reconoce que el sonido se propaga por un medio físico.

Responde correctamentelos tres ítems.



Pauta de evaluación

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18 Unidad 1


El sonido

La actividad propone al estudiante conocer la construcción de la escaladiatónica. Se sugiere investigar las notas menores y mayores y determinar surelación matemática con las de la escala natural.

¿De qué depende que un sonido sea agudo o grave?Objetivos: Identificar las características básicas asociadas a todo sonidoIdentificar problemas, hipótesis y procedimientos experimentales.

Resultados esperados:Se espera que los estudiantes elaboren sus hipótesis y las compartan con suscompañeros y compañeras, para luego, y después de la experimentación,comprobarlas.La cantidad de vibraciones por unidad de tiempo (frecuencia) será inversa-mente proporcional al largo de la regla apoyada en la mesa.El número de vibraciones determina qué tan agudo o grave es un sonido: amayor frecuencia, el sonido será más agudo.

Indagación: Características del sonidoPágina 21

Conexión con músicaPágina 22

Bibliografía sugerida, páginas 8 a 20:

Halliday, D.; Resnick, R.; Krane, K. Física I. Continental, México, 2004. Capítulo 18 : 18-1: Ondas mecánicas. 18-2: Tipos de ondas.

Páginas web sugeridas para el docente:

http://fisica-quimica.blogspot.com/2006/05/ondas-y-propiedades-de-las-ondas.htmlhttp://www.mailxmail.com/curso/vida/practicosonido/capitulo5.htm

Ampliación de contenidos

Escala pitagórica

Es importante que los estudiantes sepan que el sistema tonal occidental tiene sus orígenes, como muchas otrascosas de nuestra cultura, en la Grecia antigua. Pitágoras trabajó con un instrumento llamado monocordio, al quehizo subdivisiones basándose en las medias aritmética, armónica y geométrica.

El sistema de Pitágoras parte del axioma que obliga a cualquier intervalo a expresarse como una combinación deun número mayor o menor de quintas perfectas. Partiendo de una nota base se obtienen las demás notas de unaescala diatónica mayor, encadenando hasta seis quintas consecutivas por encima y una por debajo, lo que dalugar a las siete notas de la escala.

Es importante destacar que a partir de un método basado en la matemática se crearon las bases de la música, que,por estar en el ámbito de las artes, se cree erróneamente que está desvinculada de las ciencias.

Unidad 1 (10-27) 6/7/10 10:23 Página 18

El sonido 19


El sonido

La actividad invita a los jóvenes a reflexionar sobre los distintos estilosmusicales que existen hoy en día y de las influencias culturales que estosposeen. Resulta interesante abrir la discusión con preguntas como: ¿qué habría pasado si los conquistadores de América hubiesen provenido de culturas orientales?

Actividad 5Objetivo: Identificar las características sonoras asociadas a la intensidad deun sonido. Identificar problemas, hipótesis y procedimientos experimentales.

Resultados esperados:La amplitud de la oscilación inicial determina el grado de intensidad sonoraque logrará el instrumento; sin embargo, los estudiantes suelen confundireste concepto con el tono, para ello, es bueno hacer notar que al subir elvolumen de una radio solo varía ese parámetro y no el tono de ese sonido.

Actividad 6Objetivo: Conocer la escala de medición de la intensidad sonora.Identificar problemas, hipótesis y procedimientos experimentales.

Resultados esperados:La escala decibel es una escala logarítmica, esto quiere decir que no aumentaen una proporción geométrica, lo hace de forma exponencial, es por ello queun sonido de 20 dB es 100 veces mayor que uno de 10 dB. Por lo que seespera que los estudiantes respondan que el sonido de un trueno es unmillón de veces más intenso que el de un auto en marcha.

ReflexionemosPágina 22

Oscilación de una cuerdaPágina 23

Intensidad de algunos sonidosPágina 23



Esquema Identifica las característicasde un sonido.

Completa los tresrecuadros del esquema.

Completa dos recuadrosdel esquema.

Completa un recuadrodel esquema.

1-2 Reconoce una fuentesonora y su relación con lapropagación del sonido.

Responde correctamentelos dos ítems.

Responde correctamenteuno de los dos ítems.

No responde correcta-mente ningún ítem.


Unidad 1 (10-27) 6/7/10 10:23 Página 19

20 Unidad 1


El sonido


Halliday, D.; Resnick, R.; Krane, K. Física I. Continental, México, 2004. Capítulo 19 : 19-1: Propiedades de las ondas sonoras. 19-2: Ondas sonoras. 19-3: La rapidez del sonido.


http://fisica-quimica.blogspot.com/2006/05/ondas-y-propiedades-de-las-ondas.htmlhttp://www.mailxmail.com/curso/vida/practicosonido/capitulo5.htmhttp://www.profisica.cl/http://www.educaplus.org/

Contaminación acústicaEs bueno que el docente conduzca la reflexión sobre los daños que segeneran por la sobreexposición a sonidos de gran intensidad.La Asociación Chilena de Seguridad (AChS) declara que todo trabajador debeusar protecciones para oídos cuando la exposición a ellos es por sobre los 85 dB, sin embargo, muchos trabajadores no emplean la protecciónadecuada.

Actividad 7Objetivo: Reconocer la relación entre período y frecuencia.

Resultados esperados: El sonido se produce por medio del golpeteo que dael lápiz en cada espira; sin embargo, el golpeteo constante entrega lasensación de un sonido más grave o agudo.Al pasar con mayor rapidez el lápiz por las espiras, este golpea más veces porsegundo, por lo tanto, tiene mayor frecuencia y el sonido es agudo. Ahora, sise pasa lentamente, la frecuencia será menor, por lo que el sonido se hace grave.

Actividad 8Objetivo: Relacionar el período con el tono audible.

Resultados esperados:Como el disco tiene 48 perforaciones, el aire se interrumpe 48 veces porvuelta, por consiguiente, en 5 vueltas el aire se interrumpe 240 veces.La frecuencia corresponde al número de veces que se interrumpe el aire enuna unidad de tiempo, por lo tanto, lo que se escuchará será un sonido de 240 Hz. Si se intenta duplicar la rapidez del motor, la frecuencia también lo hará.

Relación entre tono y períodoPágina 26

Relacionando período y frecuenciaPágina 27


Unidad 1 (10-27) 6/7/10 10:23 Página 20

El sonido 21


El sonidoEl sonido

Objetivos: Identificar las características propias del sonido, de manera gráfica.Identificar problemas, hipótesis y procedimientos experimentales.

Dificultades: El guante o globo debe quedar bien tenso para asegurar lavibración en el espejo pegado a él. Es importante también que la distancia ala pantalla donde se captarán las imágenes, sea, por lo menos, de unos dos atres metros del instrumento, con el fin de que se abra el rayo de luz y permitaver una mejor imagen.

Resultados esperados:Se espera que los sonidos de mayor intensidad proyecten una imagen demayor amplitud, como también que los sonidos más estables generenimágenes más armónicas que los ruidos o simplemente la voz humana alhablar.Se sugiere la utilización de algunos instrumentos que generen sonidos más puros.

¿Cómo se propaga un pulso (perturbación) a través de una cuerda?Objetivos: Observar la propagación de un pulso en una cuerda.

Resultados esperados:Se puede apreciar que el pulso viaja por la cuerda, transmitiendo la energíaentregada inicialmente a la cuerda; al llegar al otro extremo, el pulso se reflejacon la amplitud invertida.Al realizar pulsaciones periódicas, la continua reflexión generará que lospulsos comiencen a interferirse entre sí, provocando una onda estacionaria.Los factores que influyen en la distancia entre dos pulsaciones son la tensiónen la cuerda, su grosor y la frecuencia de las perturbaciones en la cuerda.

Indagación inicialPáginas 30 a 35 Indagación inicialPáginas 30 a 35 Indagación: Características de las ondasPágina 30

Investigación científica: ¿Sería posible observar el sonido?Página 29

Se sugiere mencionar que en el norte de nuestro país están instalados lostelescopios más potentes del mundo. Fomente el debate haciendopreguntas como: ¿qué importancia tiene la investigación del Universo en lavida de las personas comunes?, ¿creen que se justifica la alta inversión quesignifica construir un centro astronómico?

Conexión con astronomía Página 32

Unidad 1 (10-27) 6/7/10 10:23 Página 21

22 Unidad 1

Actividad 9Objetivos: Reconocer la relación entre período y frecuencia.Identificar problemas, hipótesis y procedimientos experimentales.

Recomendaciones: Es necesario que la experiencia se realice en un espaciocon baja luz natural, de esta forma se logrará proyectar mejor la sombra delas pulsaciones solo con la lámpara; si es preciso, utilice una lámpara deescritorio para dejarla fija en su posición.

Resultados esperados:Las perturbaciones que se generan en una cubeta son bastante claras, por loque su utilidad resulta de gran ayuda en el estudio de los fenómenos ondulatorios.Dependiendo del tamaño de la cubeta se puede apreciar que al dejar caergotas se generan círculos concéntricos, la distancia entre una pulsación yotra corresponderá a una longitud de onda. Entre mayor sea el tiempo entreuna gota y otra, mayor será la longitud de onda generada en la cubeta.


El sonido

Bibliografía sugerida páginas 26 a 38

Mengual, Juan Ignacio. Física al alcance de todos. Pearson, Madrid, 2006.Capítulo 8: Ondas mecánicas.


http://www.eumus.edu.uy/eme/cursos/acustica/apuntes/material-viejo/fisica_r/http://www.enciga.org/taylor/oscil/piano.htmlhttp://www.fisicarecreativa.com/sitios_vinculos/fisica_sg_vinc/simulaciones.htm

Ondas en una cubeta de aguaPágina 34



Completaciónde oraciones

y mapa conceptual.

Reconoce y relaciona loselementos que caracterizan una onda.

Completa las cuatrooraciones y elaboramapa conceptual.

Completa dos oracionesy elabora mapa concep-tual.

Elabora parcialmentemapa conceptual.

1-3 Aplica la relación que representa la rapidez deuna onda.

Responde correcta-mente los tres ítems.


Responde correcta-mente un ítem.


Unidad 1 (10-27) 6/7/10 10:23 Página 22

Actividad 10Objetivo: Identificar la difracción como una propiedad de las ondas y en particular del sonido.

Resultados esperados:Logran apreciar que el sonido tiene la capacidad de cambiar su dirección depropagación al pasar por un obstáculo como una puerta o una ventana.

Poniendo obstáculos al sonidoPágina 39

Actividad 12: Objetivo: Observar el efecto que sufren las ondas sonoras al ponerse en movimiento.

Resultados esperados:El sonido del celular debe escucharse más agudo cuando este se acerca anuestro oído y más grave cuando se aleja.

Se puede profundizar la lectura viendo el siguiente video que muestra elmomento en que un jet rompe la barrera del sonido. El docente debe hacernotar a los y las estudiantes que la condensación de la nube alrededor delápice de movimiento es causada por la singularidad de Prandtl-Glauert.http://www.youtube.com/watch?v=OaDaTq9hvO4&feature=related

Moviendo una fuente sonoraPágina 41

Ciencia-Tecnología-SociedadPágina 43

Para utilizar el applet que se propone en la página, se requiere de parlantes oaudífonos. Para mover la fuente sonora se deben pulsar las flechas queaparecen en la pantalla. La velocidad de la fuente se puede varíar al mover elcursor derecho.

InteractividadPágina 42

Ampliación de contenidoLa pistola medidora de velocidad

Explicar a los estudiantes que el efecto Doppler tiene algunas aplicaciones tecnológicas como las presentadas en lasiguiente ampliación:

Los carabineros de tránsito utilizan una pistola de radar para medir la velocidad con que viajan los automóviles. Lapistola emite ondas de radio que inciden sobre el vehículo siendo reflejadas por él hacia un transductor ubicado enla misma pistola. Este tipo de dispositivos funciona haciendo uso del llamado efecto Doppler. Si el automóvil semueve alejándose de la pistola, la longitud de onda reflejada aumenta respecto a la de la onda incidente, mientrasque si el vehículo se aproxima a ella, la longitud de onda de las señales disminuye. Un circuito electrónico procesaestas señales ondulatorias y determina la diferencia entre la longitud de onda incidente, y reflejada, calculando deeste modo la velocidad con que se mueve un vehículo.

El sonidoEl sonido

El docente puede aprovechar la instancia para profundizar respecto del efectoDoppler relativista y el corrimiento al rojo o redshift. Para ello puede mostrar alos y las estudiantes el video (capítulo 8) que contiene la siguiente página:http://www.pulsodigital.net/2007/10/cosmos-serie-completa.html

Conexión con AstronomíaPágina 42

El sonido 23

Unidad 1 (10-27) 6/7/10 14:03 Página 23

24 Unidad 1

La evaluación sumativa consta de tres secciones:

a. ¿Cuánto avancé?: destinada a propiciar un proceso de retroalimentación.b. Comprendo: una serie de ejercicios y preguntas que abordan habilidades

como: observar, describir, inferir, identificar.c. Analizo y aplico: estas secciones apuntan a trabajar habilidades de orden

superior.



El sonido

Evaluación finalPáginas 46 a 48


Comprendo.Ítems 1, 2, 3 5.Aplico. Ítem 1.

Identifica las característicasdel comportamiento de la luz.

Comprendo:responde ítems 1, 2, 3 y 5.

Aplico: respondeítem 1.

Comprendo: responde alo menos dos ítems.

Aplico: responde ítem 1.

Comprendo:responde un ítem.

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Comprendo.Ítems 4 y 6.

Analizo. Ítem 4.Aplico. Ítem 4.

Analiza la formación deimágenes en espejosplanos y curvos.

Comprendo:responde ítems 4 y 6.Analizo: respondeítem 4.Aplico: respondeítem 4.

Comprendo: respondeun ítem. Analizo: responde ítem 4.Aplico: no responde ítem 4.

Comprendo:responde un ítem. Analizo: no respondeítem 4.Aplico: no respondeítem 4.

Analizo. Ítems 1-3.

Analiza representacionesgráficas de ondas.

Responde los ítems1, 2 y 3.

Responde dos ítems. Responde un ítem.

Aplico. Ítems 2 y 3.

Identifica procedimientosdel ámbito científico.

Responde los ítems2 y 3.

Responde uno de los ítems.

No responde ningún ítem.

Actividades remediales

Por lograr: volver a realizar las síntesis y evaluaciones de proceso y hacer un esquema conceptual de la unidad.

Medianamente logrado: hacer esquema conceptual de la unidad.

Logrado: trabajar proyecto sugerido en la página 25 de la Guía Didáctica.

Unidad 1 (10-27) 6/7/10 10:23 Página 24

El sonido 25

¿Cómo aislar una habitación del ruido?

Antecedentes

Cuando estás en tu habitación o en la sala de clases, muchas veces escuchas los ruidos desde el exterior, haciendo difícilconcentrarte o poner atención en clases. ¿Cómo se podría evitar que el ruido entre a la habitación o a sala de clases?¿Existirá un material que permita aislar la habitación del ruido?

Objetivo

El objetivo del proyecto es elegir el material que mejor aísle una habitación del ruido externo.

Planificación

En la planificación debes indicar claramente qué es lo que harás y con qué materiales lo harás. Además, debes estimar eltiempo que demorarás en cada parte del proyecto. Las siguientes preguntas te ayudarán a planificar tu trabajo.

-¿Con qué materiales trabajarás?

-¿Qué elementos emplearás para producir ruido?

-¿De qué manera detectarás la cantidad de ruido que pasa a través del muro?

-¿A qué distancia del muro colocarás el elemento emisor de ruido? ¿Lo mantendrás siempre a la misma distancia?

-¿A qué distancia del muro medirás el nivel de ruido? ¿Lo medirás siempre en la misma posición? ¿Cuántas veces lomedirás para cada material?

-¿Cuántas capas de cada uno de los materiales elegidos utilizarás para recubrir el muro?

Ejecución

Una vez planificado el trabajo, que involucra una investigación, estás en condiciones de llevarlo a cabo. Es importante quevayas registrando todas tus mediciones en una tabla de datos, que luego puedas analizar.

Resultados

Escribe un informe explicando cuál de los materiales probados durante tu investigación resultó ser el más convenientepara aislar la habitación del ruido externo. También puedes justificar esta observación explicando las posibles causas de esto.

Evaluación

Al terminar el proyecto es importante que evalúes cada etapa para descubrir puntos débiles que en un futuro proyectopodrás mejorar.

Proyecto científico Unidad 1

Material fotocopiable

Unidad 1 (10-27) 6/7/10 10:23 Página 25

I. Preguntas de selección multiple

1. Una lámina metálica se hace vibrar apoyada de una mesa. Si se reduce la longitud libre de la lámina:

I. la frecuencia aumenta.II. el sonido se hace más agudo.III. la frecuencia disminuye.

A. Solo I.B. I y II.C. Solo II.D. II y III.E. Ninguna de las anteriores.

2. Para que suceda el fenómeno del eco, es necesario que la onda sonora produzca:

A. difracción.B. reflexión y propagación.C. refracción.D. propagación y refracción.E. absorción.

3. Se toca una nota do con una frecuencia de 523 Hz con un violín y con una trompeta. Si se cierran los ojos y seescucha con atención, se pueden diferenciar ambos instrumentos. ¿A qué cualidad del sonido se debe aquello?

A. La frecuencia.B. El timbre.C. La intensidad.D. La propagación.E. El tono.

4. “Se trata de un movimiento en que las partículas oscilan en la misma dirección en que se propaga la energía”. Laafirmación anterior corresponde a una:

A. onda transversal.B. partícula.C. onda longitudinal.D. onda mecánica.E. onda electromagnética.

5. Se produce un temblor en el sur de Chile, se podría decir que se trata de una onda:

A. estacionaria y armónica.B. viajera y electromagnética.C. mecánica y estacionaria.D. viajera y mecánica.E. electromagnética y longitudinal.

26 Unidad 1

Evaluación complementaria Unidad 1


Unidad 1 (10-27) 6/7/10 10:23 Página 26

II. Preguntas de desarrollo

1. Explica qué debe ocurrir en un cuerpo para que se convierta en una fuente sonora.

2. ¿Qué ocurre con el intervalo de tiempo entre dos oscilaciones de un movimiento periódico?

3. ¿Qué ocurre con las partículas de aire cuando se propaga un sonido por él? Explica.

4. Un delfín emite un sonido de 25.000 Hz. ¿Cuál será la longitud de onda de ese sonido? Considera la velocidad delsonido en el agua igual a 1480 m/s.

5. Explica en qué consiste el efecto Doppler y busca tres ejemplos que se podrían dar de él en la vida cotidiana.

III. Análisis

1. Realiza una representación gráfica de una onda armónica, en la que se pueda distinguir la longitud de onda y elperíodo. En el mismo gráfico, representa una onda de la mitad de amplitud y el doble de frecuencia.

2. En función de la siguiente representación de un pulso cuadrado, responde las preguntas que aparecen a continuación, considerando que el eje horizontal está dividido en intervalos de un segundo:

A. ¿Qué se podría afirmar con respecto a la amplitud?

B. ¿Se podría decir que se trata de una onda periódica?

C. ¿En qué intervalo de tiempo se podría considerar como una onda periódica?

D. Con respecto al segmento de la pregunta anterior, ¿cuál sería el período de la onda?, ¿cuál sería la frecuencia?

E. Si se tratara de una onda viajera y su longitud de onda en el segmento periódico fuera de 2 m, ¿con qué velocidadse propaga?

El sonido 27



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Unidad 1 (10-27) 6/7/10 10:23 Página 27

28 Unidad 2

UNIDAD


1. Comprender el origen, la absorción, la reflexión y la transmisión del sonido y la luz, sobre la base deconceptos físicos, leyes y relaciones matemáticas elementales.

2. Reconocer los elementos fundamentales de las investigaciones científicas, en casos concretos de investigaciones que sustentan los conocimientos del nivel.



1. Análisis comparativo de la reflexión de la luz en espejos planos y parabólicos para explicar el funcionamien-to del telescopio de reflexión, el espejo de pared y los reflectores solares en sistemas de calefacción, entreotros.

2. Análisis de la refracción en superficies planas y en lentes convergentes y divergentes, y sus aplicacionescientíficas y tecnológicas, como los binoculares, el telescopio de refracción o el microscopio.


1. Reconocer que la luz es un fenómeno ondulatorio y, por lo tanto, tiene todos los comportamientosasociados a ella, como propagación, reflexión, refracción y difracción, entre otras.

2. Asociar fenómenos de la experiencia cercana, como el arcoíris o las imágenes que forman un espejo.

3. Analizar comparativamente la reflexión en espejos planos y espejos curvos.

4. Analizar comparativamente la refracción en lentes convergentes y lentes divergentes.

5. Asociar los avances de la óptica con su aplicación en telescopios, microscopios, calefactores y otros artefactos importantes.

6. Identificar problemas, hipótesis y procedimientos experimentales.

7. Interpretar datos empíricos con la finalidad de probar o desechar hipótesis.

2 La luz

Unidad 2 (28-47) 6/7/10 10:24 Página 28

La luz 29


1. Propagación de la luz.

2. Reflexión de la luz (especular y difusa).

3. Espejos planos, espejos parabólicos (formación de imágenes).

4. Aplicaciones de la reflexión (sistemas de calefacción y telescopios).

5. Refracción de la luz.

6. Lentes convergentes y divergentes.

7. Aplicaciones de la refracción.







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Propiedades de la luz

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Espejos planosEspejos

parabólicosLentes

divergentesLentes

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Unidad 2 (28-47) 6/7/10 10:24 Página 29

30 Unidad 2


La luz

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La luz 31


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Unidad 2 (28-47) 6/7/10 10:24 Página 31

32 Unidad 2


La luz

El objetivo de esta actividad es que los estudiantes relacionen una serie deimágenes con sus conocimientos previos sobre la luz. En este sentido, laspáginas iniciales de la unidad contienen una serie de imágenes asociadas aconceptos sobre la luz.Pídales que trabajen en grupos de dos o tres alumnos y que registren susrespuestas en el cuaderno.


La unidad sobre la luz está orientada al trabajo con la percepción, acercándose al conocimiento de la Física através del sentido de la vista. Esta unidad está elaborada de tal forma que los estudiantes pueden realizar unaserie de actividades experimentales, las que requieren de materiales de fácil adquisición. En este contexto, eldocente debe poner énfasis en utilizar todos aquellos recursos didácticos que les posibiliten utilizar los sentidos.Se debe orientar la observación de fenómenos cotidianos en que se manifiesten los conceptos de estudio.

Un eje transversal en la asignatura es el desarrollo de habilidades científicas en los alumnos y alumnas, para ello lasactividades e indagaciones presentes en la unidad se encuentran orientadas al trabajo sobre el procedimiento.


En ella se evalúa lo siguiente:a. Describir las características de las partículas subatómicas.b. Identificar algunas propiedades del comportamiento de la luz

(absorción, reflexión y refracción).c. Describir las características de una onda.d. Identificación de problemas e hipótesis.

Evaluación diagnósticaPágina 52 y 53


1 y 6 Reconoce los componentesde la materia.

Responde los ítems 1 y 6.

Responde el ítem 1. No responde ningún ítem.

3 y 10 Explica algunos instrumentosópticos.



2, 4, 7 y 9 Identifica de forma cualitativaalgunas propiedades de la luz.

Responde los cuatro ítems.

Responde tres ítems. Responde menos de tres ítems.

5 y 8 Reconoce algunaspropiedades de las ondas.




Unidad 2 (28-47) 6/7/10 10:24 Página 32

La luz 33


La luz

El objetivo de la indagación inicial es que a través de una pregunta simple:¿por qué la sombra de un objeto conserva la misma forma de este?, losestudiantes puedan aproximarse de forma investigativa al tema asociado ala unidad, en este caso, al de la naturaleza y propagación de la luz.

Objetivos: Observar las características de la sombra de un objeto en la pared.Proponer ideas acerca de la forma de propagación de la luz.

Durante la actividad, debe guiar el planteamiento de las hipótesis por partede sus alumnos. Algunas que sus alumnos y alumnas podrían plantear son:a. La sombra de un objeto tiene la misma forma del cuerpo, porque la luz

en parte es absorbida por el cuerpo y parte pasa por los bordes delcuerpo, y llega a la pared.

b. La sombra de un objeto tiene la misma forma del cuerpo, porque la luzse propaga en línea recta.

Es importante mencionar que ninguna hipótesis planteada por los estudian-tes debe ser sancionada, sino, por el contrario, toda hipótesis es falseable ovalidable.

Resultados esperados:La sombra de un objeto mantiene la forma de este, porque la luz que laproduce se propaga en línea recta.

Indagación: Naturaleza de la luzPágina 54

Actividad 1Objetivos: Descubrir experimentalmente el fenómeno de la difracción.Describir las características de la difracción de la luz.

Resultados esperados:a. Los estudiantes observan utilizando el montaje experimental el

fenómeno de la difracción de la luz.b. Los estudiantes son capaces de describir las características básicas de la

difracción de la luz.

¿Qué ocurre con la luz que pasa por una abertura?Página 56

En esta conexión a la Web se encuentra una serie de recursos asociados a laluz. Este link, en particular, trata de los antecedentes históricos sobre losprimeros métodos y mediciones sobre la velocidad de la luz.


Unidad 2 (28-47) 6/7/10 10:24 Página 33

34 Unidad 2


La luz


Así aprendo mejor: El objetivo de las preguntas propuestas al estudiante eshacerlo partícipe de su propio proceso de aprendizaje, es por esto que eldocente debe propiciar que todas las alumnas y los alumnos respondan laspreguntas planteadas en la sección.


Objetivo: Comprender que la luz tiene velocidad finita, a través del análisisdel experimento de Fizeau.


Los estudiantes deben llegar a comprender que la luz no es un fenómenoinstantáneo; esto significa que al salir de una fuente que la produzca, la luzviaja por el espacio a una velocidad finita, cuyo valor puede ser medido.

Investigación científica: Experimento de FizeauPágina 58


Halliday, D.; Resnick, R.; Krane, K. Física II Continental, México, 2004 Capítulos 39: 2: La luz visible; 39-3: La velocidad de la luz.Hewitt, Paul. Física conceptual. Pearson Educación, México, 2007.Capítulos, 26: sección Materiales opacos; 30: sección Emisión de luz; 31: sección Cuantos de luz.

Páginas webs sugeridas para el docente:

En estas páginas se encuentra información adicional y una serie de simulaciones relacionadas con las propiedades dela luz.http://www.educaplus.org/luz/ideasluz.htmlhttp://www.educaplus.org/luz/lcomoonda.html


Esquema Relaciona fenómenosasociados a la luz.

Completa cuatrorecuadros delesquema.

Completa tres recuadrosdel esquema.

Completa dos omenos recuadros del esquema.

1-4 Identifica las características delcomportamiento de la luz.

Responde correc-tamente los cuatro ítems.

Responde correctamenteentre dos y tres ítems.

Responde un ítem.

5 Reconoce la naturalezacuántica de la luz.

Responde correc-tamente lospuntos a y b delítem 5.

Responde correctamenteel punto a del ítem 5.

No responde ningunode los puntos del ítem 5.

Unidad 2 (28-47) 6/7/10 10:24 Página 34

La luz 35


La luz

En esta página encontrará información acerca de la luz como partícula y una simulación sobre el efecto fotoeléctrico.http://www.educaplus.org/luz/lcomoparticula.html

En esta página encontrará distintos personajes y los respectivos valores de la velocidad de la luz obtenidos experimentalmente.http://www.educaplus.org/luz/velocidad_luz.html

En esta página encontrará una simulación interactiva sobre la propagación rectilínea de la luz.http://www.educaplus.org/luz/propagacion.html

El objetivo de la indagación inicial es que a través de una pregunta simple:¿por qué en ciertas superficies podemos ver reflejada nuestra imagen?, losestudiantes puedan aproximarse de forma investigativa al tema asociado a launidad. En este caso, el de propiedades de la reflexión y características deespejos planos y curvos.

Objetivos: Observar qué ocurre con la luz al incidir en distintas superficies.Identificar qué superficie material permite de mejor manera la reflexión de la luz.

Durante la actividad, debe guiar el planteamiento de las hipótesis por partede sus estudiantes. Algunas que sus alumnos y alumnas podrían plantear son:a. Las superficies de color más clara reflejan mejor la luz.b. Las superficies que son más pulidas reflejan mucho mejor la luz.c. Las superficies que son más oscuras u opacas no reflejan la luz.

Es importante mencionar que ninguna hipótesis planteada por los estudian-tes debe ser sancionada, sino, por el contrario, toda hipótesis es falseable o validable.

Resultados esperados:Una vez finalizada la actividad, los alumnos habrán comprendido que lassuperficies pulidas y claras reflejan de mejor manera la luz.

Indagación: El comportamiento de la luzPágina 61

Con estas preguntas se apunta a generar en los estudiantes la inquietud poranalizar situaciones cotidianas y relacionarlas con contenidos tratados en launidad. En este caso se hace referencia a nuestro órgano de visión, el quecapta la luz reflejada en los cuerpos a nuestro alrededor.

¿Qué sucedería si…? Página 62

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36 Unidad 2


La luz

Actividad 1Objetivo: Inferir que la luz, para ir de un punto a otro, sigue la trayectoria delcamino óptico más corto.

Resultados esperados:Los alumnos y alumnas deben comprender que la luz, al propagarse por elespacio, siempre sigue el camino óptico más corto.

Objetivos: Observar la reflexión de la luz en superficies pulidas.Establecer la relación entre el ángulo de incidencia de un rayo de luz y elángulo que se refleja en una superficie pulida.

IMPORTANTE: El uso de un láser es peligroso si se apunta hacia los ojos. Sedebe advertir a los alumnos y alumnas sobre sus peligros, y preocuparse deque sea utilizado adecuadamente.

Recomendaciones: La luz del láser debe pasar de forma rasante por lasuperficie de la hoja.

Resultados esperados:Los alumnos y alumnas deben establecer que el ángulo del rayo incidentees igual al ángulo del rayo reflejado.

Investigación científica: Ley de reflexiónPágina 63

Principio de FermatPágina 64

Actividad 3 Objetivos: Observar las características de las imágenes que se forman en unespejo plano.Describir las características de las imágenes en espejos planos.

Resultados esperados:Los estudiantes deben ser capaces de describir las características de laformación de imágenes en espejos planos; por ejemplo, explicar que en unespejo plano se produce una inversión izquierda-derecha, con respecto alobjeto, y que las palabras de textos que se colocan delante de un espejo seven al revés.

Reflexiones en un espejo planoPágina 66

Unidad 2 (28-47) 6/7/10 10:24 Página 36

La luz 37


La luz

En esta situación se plantea a los estudiantes que supongan otro contexto deleyes físicas, que, en este caso, son totalmente opuestas, y a partir de estodeben tratar de dar una explicación coherente a un fenómeno que ocurre enotro planeta ficticio.

¿Qué sucedería si…? Página 66

Actividad 5Objetivos: Observar la imagen que se forma en una cuchara, simulando unasuperficie cóncava y una convexa.Describir las características de la imagen que se forma en ambas caras de la cuchara.

Observaciones: para que la actividad resulte mejor, la cuchara debe estarmuy pulida, de tal forma que se asemeje lo más posible a un espejo.

Resultados esperados:Los alumnos y alumnas deben notar la diferencia entre las imagenesformadas por efecto de la cuchara en la parte cóncava (imagen invertida) y enla parte convexa (imagen derecha).

Imagen en un espejo curvoPágina 67

Actividad 6Objetivos: Observar y describir lo que ocurre con la luz de la linterna al incidiren las superficies cóncava y convexa.

Resultados esperados:Los alumnos y alumnas deben apreciar que en el caso de la superficiecóncava se produce un fenómeno de convergencia de la luz hacia un puntodenominado foco o punto de convergencia de la luz; en el caso de la super-ficie convexa, la luz reflejada diverge.

Espejo de sección circularPágina 67

Actividad 7Objetivos: Observar lo que ocurre con distintos haces de luz al incidir en unasuperficie convexa. Comparar lo observado con los resultados de la actividad del espejo cóncavo.

Resultados esperados:Los alumnos y alumnas deben concluir que, en el caso del espejo convexo,los rayos de luz no convergen hacia un punto, sino que se dispersan aleján-dose unos de otros. Y señalan que estos rayos que se alejan parecieran venirde un punto al interior del espejo convexo (a partir de la prolongación de losrayos reflejados)

Espejo convexoPágina 69

Unidad 2 (28-47) 6/7/10 10:24 Página 37

38 Unidad 2


La luz

Así aprendo mejor: El objetivo de las preguntas propuestas al estudiante eshacerlo partícipe de su propio proceso de aprendizaje, es por esto que eldocente debe propiciar que todas las alumnas y alumnos respondan laspreguntas planteadas en la sección.

En esta actividad se busca relacionar lo estudiado con elementos de nuestroentorno cercano, de forma de analizar las recomendaciones de seguridadque nos indican al observar por espejos retrovisores y cómo estos alteran lascaracterísticas de las cosas que vemos. Con esto también se espera que losalumnos y alumnas indaguen acerca de otras posibles situaciones en las quenuestra percepción visual se ve alterada.


Esta actividad tiene por objetivo guiar al alumno en la resolución deproblemas, de tal forma que se entrega una pauta de cómo debe enfrentarel problema para encontrar su solución. En este caso el problema tienerelación con el trazado de rayos para la formación de una imagen en unespejo cóncavo.

Ejemplo resuelto 1: Formación de imágenes en espejosPágina 70




Esquema Relaciona las propiedades dela reflexión de la luz.

Completa sieterecuadros delesquema.

Completa entre cuatro y cinco recuadros delesquema.

Completa menos decuatro recuadros delesquema.

1-3 Aplica las propiedades de lareflexión en espejos planos y curvos.

Responde correc-tamente los tresítems.

Responde correctamentedos ítems.

Responde un ítem.

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La luz 39


La luz

El objetivo de la indagación inicial es que a través de una pregunta simple:¿qué ocurre con la luz al cambiar de medio?, los estudiantes puedan aproximarse de forma investigativa al tema asociado a la unidad. En este caso,al fenómeno que experimenta la luz al pasar de un medio material a otro.

Objetivo: Describir la variación que experimenta un rayo de luz en su propagación al cambiar de medio.

Durante la actividad debe guiar el planteamiento de las hipótesis por parte desus alumnos. Algunas hipótesis que sus alumnos y alumnas podrían plantear son:

a. La moneda cambia de posición por efecto del agua (se debe indicar queno debe afectarla el agua, ya que es parte de las instrucciones).

b. La moneda cambia de posición porque la luz que proviene de ella pasadel agua al aire.

Es importante mencionar que ninguna hipótesis planteada por los estudian-tes debe ser sancionada, sino, por el contrario, toda hipótesis es rechazable o validable.

Resultados esperados:Una vez finalizada la actividad, los alumnos deben establecer que la monedacambia de posición de forma aparente, ya que la luz reflejada que provienede ella, experimenta el fenómeno de la refracción, el cual ocasiona queveamos una posición aparente de la moneda, ya que permanece en el mismolugar inicial.

Indagación: Propagación de la luzPágina 73


Halliday, D.; Resnick, R.; Krane, K. Física II, Continental, México, 2004. Capítulos 39-4: Reflexión y refracción; 40-1: Formación de imágenes.Hewitt, Paul. Física conceptual, Pearson Educación, México, 2007.Capítulo 28: sección Ley de reflexión.


En estas páginas encontrara información, simulaciones y esquemas sobre la reflexión de la luz.http://www.educaplus.org/luz/reflexion.htmlhttp://www.educaplus.org/luz/espejo1.html

En esta página se puede simular el trazado de rayos para espejos cóncavos y convexos:http://www.educaplus.org/luz/espejo2.html

Unidad 2 (28-47) 6/7/10 10:24 Página 39

40 Unidad 2


La luz

Actividad 7 En esta actividad, los alumnos y alumnas deben analizar los índices de refracción de algunos materiales, realizar cálculos y responder las preguntas propuestas.

¿Qué sucedería si…? Con estas preguntas se apunta a generar en losalumnos y alumnas la inquietud por analizar situaciones cotidianas y relacio-narlas con contenidos tratados en la unidad. En este caso, se plantea la posi-bilidad de que la luz no posea la propiedad de movimiento, y no puedaemanar ni propagarse por el espacio.

Índice de refracción de algunos mediosPágina 74

En esta página web, los alumnos y alumnas observarán virtualmente lo queocurre con la refracción de la luz en distintos ángulos de incidencia, comotambién podrán hacer de que la luz provenga del interior del medio.

Interactividad Página 75

Fenómenos naturales donde actúa la refracciónSe debe indicar a los alumnos y alumnas que la refracción de la luz es unfenómeno que experimenta variaciones de acuerdo a las características delmedio material por el cual viaja. La densidad del medio varía por efectos dela temperatura, ocasionando, en algunos casos, los famosos espejismos.





Esquema Relaciona fenómenosasociados a la refracción de la luz.

Completa cuatrorecuadros delesquema.


Completa dos omenos recuadros del esquema.

1 y 4 Describe las características dela refracción de la luz.

Responde correcta-mente los dos ítems.



2 y 3 Aplica la relación matemáticaque representa el índice derefracción para resolverproblemas.

Responde correcta-mente los dos ítems.



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La luz 41

Así aprendo mejor: El objetivo de las preguntas propuestas al estudiante eshacerlo partícipe de su propio proceso de aprendizaje, es por esto que eldocente debe propiciar que todas las alumnas y alumnos respondan laspreguntas planteadas en la sección.


La luz


Halliday, D.; Resnick, R.; Krane, K. Física, Continental, México, 2004. Capítulo 39-4: Reflexión y refracción de las ondas de luz.Hewitt, Paul. Física conceptual, Pearson Educación, México, 2007.Capítulos 28: sección Refracción; 28: Lentes.


En esta página encontrará información sobre la refracción y una simulación interactiva sobre la refracción en distintosmedios materiales.http://www.educaplus.org/luz/refraccion.html

En esta página encontrará una simulación interactiva de formación de imágenes con lentes convergentes y divergentes.http://www.educaplus.org/luz/lente2.html

El objetivo de la indagación inicial es que a través de una pregunta simple:¿qué sucede con la imagen de un cuerpo al pasar por una lupa?, los estu-diantes puedan aproximarse de forma investigativa al tema asociado a launidad, en este caso, la variación que experimenta la imagen de un objeto alser visto por una lupa.

Objetivos: Observar y describir qué ocurre con la imagen de un cuerpo al servisto con una lupa.

Indagación: Las lentesPágina 78

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42 Unidad 2


La luz

Durante la actividad debe guiar el planteamiento de las hipótesis por partede sus alumnos y alumnas. Algunas hipótesis que podrían plantear son:

a. La imagen de la vela se forma en una zona determinada.b. La imagen de la vela se ve invertida porque la luz se desvía al pasar por

la lupa.

Es importante mencionar que ninguna hipótesis planteada por los estudiantes debe ser sancionada, sino, por el contrario, toda hipótesis esfalseable o validable.

Resultados esperados:Una vez finalizada la actividad, los alumnos y alumnas deben proponer ideasacerca de la formación de una imagen a partir de una lupa, y describir queexiste una zona en donde se ve la imagen y que esta, además, es invertida.

Actividad 9 Objetivos: Observar lo que ocurre con la luz que pasa a través de una lupa.Determinar el punto focal de una lupa.

Precaución: En esta actividad se debe indicar que utilizar la lupa con el solpuede ser peligroso, si no se siguen las instrucciones.

Resultados esperados:Los alumnos y alumnas deben realizar las mediciones para encontrar ladistancia focal de la lupa.

Foco de una lente convergentePágina 79

En esta página web los alumnos podrán encontrar información sobre las características de las lentes y, además, una serie de esquemas asociados a tipos de lentes.


Investigación científica Objetivos: Observar la formación de la imagen de una vela a distintas distan-cias de una lente.Establecer un rango de distancia para la formación de la imagen de una velacon distintas lentes.El docente debe tener presente que existen distintos set lupas importadasdesde China, las que se consiguen a muy bajo costo.

Precauciones: Se debe tener precaución para no quemarse con la vela o lafuente luminosa.

Resultados esperados:Los estudiantes deben establecer que la imagen se forma en un rango dedistancia bien determinada, y que fuera de este, se aprecia una imagen difusa.

Distancia en la formación de imágenesPágina 83

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La luz 43


La luz

En estas páginas encontrará un esquema representativo de toda la unidad, detal forma que podrá repasar rápidamente gran parte de los contenidos vistos.

Línea de tiempo: Se ubica en ella a una serie de personajes que realizaronaportes al conocimiento científico y se hace referencia al contexto históricode la época.

Infografía Páginas 84 y 85

La evaluación sumativa consta de tres secciones:a. ¿Cuánto avancé?: destinada a propiciar un proceso de retroali-

mentación.b. Comprendo: una serie de ejercicios y preguntas que abordan habili-

dades como: observar, describir, inferir, identificar.c. Analizo y aplico: estas secciones apuntan a trabajar habilidades de

orden superior.

Evaluación final Páginas 86 a 88


Explicar a los estudiantes que el fenómeno de la refracción atmosférica es un problema para los astrónomos, y quepara solucionarlo han debido construir mecanismos de óptica adaptativa, para corregir los efectos de la atmósferasobre la luz proveniente de los objetos celestes.

La óptica adaptativa

Las imágenes captadas por telescopios ubicados sobre la superficie de la Tierra, sufren distorsiones inducidas por la tur-bulencia atmosférica. Esta hace que los objetos celestes observados titilen y esto no permite obtener los detalles finosen imágenes. Es por tal motivo que un grupo de científicos desarrollaron la técnica de óptica adaptativa (OA), de formaque el telescopio produzca imágenes que son tan nítidas, que se aproximan a las obtenidas con el telescopio espacialHubble, con las condiciones existentes fuera de la atmósfera terrestre. El sistema de óptica adaptativa funciona pormedio de un espejo deformable controlado por computadora que contrarresta la distorsión de la imagen inducida porla turbulencia atmosférica. Se basa en correcciones ópticas en tiempo real procesadas a partir de datos de imágenesobtenidas con un “sensor de frente de onda” (cámara) a muy alta velocidad, muchos cientos de veces por segundo.

El primer sistema de óptica adaptativa fue construido el año 1989, y fue instalado en el telescopio de 3,56 metros en elObservatorio La Silla, de la Organización Europea para la Investigación Astronómica en el Hemisferio Austral (ESO).

Unidad 2 (28-47) 6/7/10 10:24 Página 43


La luz

44 Unidad 2



Aplico. Ítem 3.

Reconoce las teoríassobre la naturaleza de la luz.

Comprendo: respondeítems 1 y 4.


Comprendo: responde un ítem.


Comprendo: no respondeningún ítem.

Aplico: noresponde ítem 3.


Analizo.Ítems 1, 3, 5 y 7.

Aplico. Ítems 4 y 5.

Analiza las característicasde la formación deimágenes en espejosplanos y curvos.

Comprendo: respondeítems 5 y 6.Analizo: responde a lomenos tres ítems.Aplico: responde ítems 4 y 5.

Comprendo: responde un ítem.Analizo: responde dosítems.Aplico: responde un ítem.

Comprendo:responde un ítem.Analizo: respondeun ítem.Aplico: no respondeningún ítem.

Comprendo.Ítems 3, 7 y 8.

Analizo. Ítems 4 y 6

Aplico.Ítem 3.

Analiza comparativa-mente el fenómeno derefracción de la luz en medios materiales y lentes.

Comprendo: respondelos tres ítems.Analizo: responde ítem 4 y 6.Aplico: responde ítem 3.

Comprendo: respondedos ítems.Analizo: responde un ítem.Aplico: responde ítem 3.

Comprendo:responde un ítem.Analizo: no respondeningún ítem.Aplico: noresponde ítem 3.

Comprendo.Ítem 2.

Aplico. Ítem 2.

Identifica procedimientoscientíficos.

Comprendo: respondeítem 2.Aplico: responde ítem 2.

Comprendo: respondeítem 2.Aplico: no responde ítem 2.

Comprendo:no responde ítem 2.Aplico: noresponde ítem 2.



Por lograr: volver a realizar las síntesis y evaluaciones de proceso y hacer esquema conceptual de la unidad.



Unidad 2 (28-47) 6/7/10 10:24 Página 44

¿Cómo podemos formar un arco iris?

Antecedentes

En muchas oportunidades hemos observado un arco iris que se produce después que aparece el Sol en un día de lluvia.En la unidad logramos comprender el mecanismo de formación de un arco iris. ¿Qué otros mecanismos existen paraproducir la dispersión de la luz? ¿Podemos formar un arco iris en nuestra casa o colegio?

Objetivo

Determinar mecanismos simples para la dispersión de la luz y la formación de un arco iris pequeño.

Planificación

En la planificación debes indicar claramente qué es lo que harás y con qué materiales lo harás. Además, debes estimar eltiempo que demorarás en cada parte del proyecto. Las siguientes preguntas te ayudarán a planificar tu trabajo.

-¿Con qué materiales trabajarás?

-¿Qué elementos emplearás para descomponer la luz?

-¿De qué forma podrás observar la descomposición de la luz?

-¿Qué condiciones de luz se requieren para que se produzca su dispersión?

Ejecución

Una vez planificado el trabajo, que involucra una investigación, estás en condiciones de llevarlo a cabo. Es importante quevayas registrando tus procedimientos y mediciones en un cuaderno, para analizarlos posteriormente.

Resultados

Escribe un informe explicando cuál de los materiales y montajes probados durante tu investigación resultó ser el más conveniente para producir la dispersión de la luz. También puedes justificar esta observación explicando las posiblescausas de esto.

Evaluación

Al terminar el proyecto, es importante que evalúes cada etapa para descubrir puntos débiles que en un futuro proyectopuedas mejorar.



La luz 45

Unidad 2 (28-47) 6/7/10 10:24 Página 45

46 Unidad 2

I. Preguntas de selección multiple.

1. Los rayos de luz provenientes del Sol al llegar al agua de una piscina se:

I. reflejan. II. absorben. III. refractan.

A. Solo I.B. Solo III.C. Solo III.D. I y III.E. I, II y III.

2. La ley de reflexión de la luz establece que:

A. el ángulo de incidencia y el reflejado son distintos.B. el ángulo de incidencia es mayor que el reflejado.C. el ángulo de incidencia es igual al reflejado.D. el ángulo de incidencia es menor que el reflejado.E. el ángulo de reflexión depende del material sobre el que incide.

3. De acuerdo a la orientación de su curvatura, los espejos parabólicos se clasifican en:

A. convergentes y cóncavos.B. cóncavos y divergentes.C. cóncavos y convexos.D. convergentes y convexos.E. convexos y divergentes.

4. ¿Cuál o cuáles de las siguientes afirmaciones son correctas?

I. Cuando un rayo de luz pasa del aire al vidrio de una ventana, siempre experimenta una desviación.II. Cuando un rayo de luz viaja en el aire, al llegar a un vidrio de una ventana, siempre una parte de la luz se refrac-

tará y otra se reflejará.III. Cuando un rayo de luz blanca viaja por el aire, al llegar al vidrio de una ventana, experimentará un cambio de su

velocidad.

A. Solo I.B. Solo IIC. Solo IIID. II y III E. Todas

5. ¿Cuál o cuáles de las siguientes afirmaciones con relación a los espejos convexos son correctas?

I. Sirven como espejos retrovisores en automóviles, gracias a que proporcionan un mayor campo de visión.II. Sirven como espejos retrovisores en automóviles, gracias a que proporcionan imágenes más grandes de los

vehículos que están detrás.III. Sirven como objetivo o espejo principal en los grandes telescopios de Chile.

A. Solo IB. Solo IIC. Solo IIID. I y IIE. I y III



Unidad 2 (28-47) 6/7/10 10:24 Página 46

La luz 47


1. Explica el proceso atómico para la producción de un fotón.

2. Explica las características de la teoría corpuscular y teoría ondulatoria de la luz.

3. El espejo utilizado por los dentistas es pequeño y posee un mango largo para examinar los dientes y encías. ¿El espejoutilizado es plano, cóncavo o convexo?, ¿por qué?

4. Describe las características de una lente convergente y una lente divergente.

5. Nombra y describe las características de un instrumento óptico.

III. Análisis

1. ¿Un espejismo es producido por el fenómeno de reflexión o refracción de la luz? Explica (ayúdate utilizando undiagrama).

2. Si sujetas un espejo pequeño con tu brazo extendido y quieres observar tu rostro completo, ¿debes alejarlo oacercarlo a ti? Explica.

3. Dibuja un espejo cóncavo con todos sus componentes y ubica un objeto (flecha) entre el centro de curvatura y elpunto focal, con un tamaño de 2 cm. La distancia focal del espejo es de 7 cm. Elabora el trazado de rayos paraencontrar la imagen e indica sus características

4. Dibuja una lente convergente con todas sus componentes y ubica un objeto (flecha) en el centro de curvatura, conun tamaño de 2 cm. La distancia focal de la lente es de 5 cm. Elabora el trazado de rayos para encontrar la imagen eindica sus características.



Unidad 2 (28-47) 6/7/10 10:24 Página 47

48 Unidad 3

UNIDAD

Espectros óptico y auditivo


1. Reconocer el rango auditivo humano en su frecuencia e intensidad.

2. Identificar las distintas partes del espectro óptico y su relación con los órganos visuales del ser humano ylos animales.

3. Comparar y asociar los espectros auditivos y ópticos, como fragmentos de un fenómeno físico mayor.

4. Identificar aplicaciones tecnológicas basadas en ondas sonoras y electromagnéticas.

5. Identificar las distintas partes del método científico en investigaciones clásicas.


1. Descripción del espectro auditivo (frecuencia e intensidad) y del espectro óptico, y su relación con losórganos de la audición y visión en los animales.

2. Explicación general del funcionamiento y utilidad de dispositivos tecnológicos como el ecógrafo, el sonar,el rayo láser y el radar, en base al concepto de onda.

3. Identificación de problemas, hipótesis, procedimientos experimentales, inferencias y conclusiones, eninvestigaciones clásicas.

4. Interpretación de datos empíricos distinguiendo entre lecturas literales y lecturas inferenciales en términosde conceptos y modelos teóricos del nivel.


1. Analizar la naturaleza del espectro electromagnético.

2. Reconocer los distintos rangos de audición en algunos seres vivos.

3. Asociar los espectros auditivo y óptico y reconocerlos como parte de un fenómeno físico mayor.

4. Reconocer las distintas aplicaciones tecnológicas en las que están presentes ondas sonoras y electromagnéticas.

5. Identificar las distintas partes del método científico en investigaciones clásicas.

3Unidad 3 (48-67) 6/7/10 10:25 Página 48

Espectros óptico y auditivo 49


1. La dispersión cromática.

2. El espectro electromagnético.

3. La visión humana.

4. El oído humano.

5. El espectro audible.

6. Infrasonido.

7. Ultrasonido.







La dispersióncromática

Espectro elec-tromagnético

Aplicaciones

El ojo humano El oído humano

Espectroauditivo

Infrasonido

Ultrasonido

Aplicaciones

Unidad 3 (48-67) 6/7/10 10:25 Página 49

50 Unidad 3



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52 Unidad 3




En la unidad de espectros óptico y auditivo, hay varios recursos que el docente puede utilizar para incentivar elpensamiento científico de los estudiantes, un ejemplo son las variadas actividades de análisis de tablas que seproponen, así como las actividades que preceden la entrega de contenido. Un eje transversal en la asignatura esel desarrollo de habilidades científicas en los alumnos y alumnas, para ello las actividades e indagaciones presentesen la unidad se encuentran orientadas al trabajo sobre el procedimiento. También se pone énfasis, en el texto, alcuidado de la salud, a medida que se entrega información sobre ondas electromagnéticas y sonoras de altaenergía. En el mismo sentido, es una posibilidad de abordar temas de cuidado del medioambiente. Finalmente, sehace mención a las aplicaciones tecnológicas de las ondas sonoras y electromagnéticas

El objetivo de esta actividad es que los estudiantes relacionen una serie deimágenes con sus conocimientos previos sobre las ondas electromagnéti-cas y sonoras, así como del cuidado de la salud y el medioambiente. En laspáginas iniciales de la unidad se incluyen una serie de imágenes asociadascon aquellos conceptos. Pídales que trabajen en grupos de dos o tresalumnos y que registren sus respuestas en sus cuadernos.


a. Relaciona la luz (ondas electromagnéticas) con las comunicaciones.

b. Identifica situaciones de riesgo para la salud.

c. Reconoce características de las ondas sonoras y electromagnéticas.



1-6 Relaciona las propiedadesde la luz con fenómenoselectromagnéticos.

Responde a lo menoscinco de los seis ítems.

Responde entre tres y cuatro ítems.

Responde menos de tres ítems.

7-10 Identifica algunaspropiedades del sonido, y su utilidad en las comunicaciones.

Responde correctamentelos cuatro ítems.

Responde correctamenteentre dos y tres ítems.

Responde un ítem.


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Esta actividad tiene como objetivo que los alumnos y alumnas descubran,mediante la experimentación, bajo qué circunstancias se produce la dis-persión cromática. La refracción es un tema que ya conocen y es la basepara comprender la dispersión cromática, tema útil al momento deconectar el espectro visible con el resto del espectro electromagnético.

Es posible que ellos planteen hipótesis que tengan relación con las super-ficies reflectoras, como por ejemplo: La luz es de colores por las propieda-des de las superficies.

Para evitar este tipo de confusiones, sería bueno aclarar a sus alumnas yalumnos, que se pregunta por una propiedad de la luz, de manera inde-pendiente de la superficie que la refleja, ese es el motivo por el cual se reco-mienda usar un papel blanco.

Una vez que sus estudiantes logren la dispersión cromática, puede orientara sus alumnos y alumnas con sugerencias experimentales, de modo quesea más eficiente la observación del fenómeno. Note que las preguntas dela actividad están orientadas a guiar la observación y el ordenamiento delos datos, haga énfasis en que aquellos son dos pasos muy importantes enel método científico, y que a partir de un método experimental eficiente esprobable obtener buena información.

Es importante tener en cuenta que ninguna de las hipótesis planteadas porel estudiante debe ser sancionada, sino hacer notar que cualquier hipótesisdepende de la experimentación para ser rechazada o validada.

Indagación: Naturaleza de la luzPágina 94

Actividad 1Objetivos: Observar la dispersión de la luz.Reconocer que la dispersión también se puede producir por reflexión.

Resultados esperados:a. Los alumnos y alumnas logran observar claramente la dispersión de la

luz reflejada en un CD.b. Las alumnas y alumnos notan que hay diferencias en los métodos produ-

cidos para dispersar la luz. En la actividad de indagación esta se producepor refracción, mientras que en la actividad 1 se produce por reflexión enuna superficie con pequeños surcos, es decir, también se produce inter-ferencia de la luz. Algo similar se puede observar en la superficie de lasburbujas de jabón.

c. El espectro producido por el CD es circular, debido a la geometría deldisco, los estudiantes notan que la geometría de los materialesdetermina la forma del espectro observado.

Colores producidos en un disco compacto (CD)Página 95

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54 Unidad 3



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Actividad 2Objetivo: Observar que cuando los colores se superponen, el ojo los apreciacomo luz blanca.

En esta actividad se puede sugerir a los estudiantes que elaboren su propiomontaje experimental, pues lo importante es que el disco de colores girerápidamente, no importa el mecanismo, entre más rápido y homogéneo seael giro, mejor se logrará el objetivo.

Resultado esperado:Los alumnos y alumnas observan que al girar rápidamente el disco, loscolores se dejan de distinguir y, en cambio, se aprecia un gris claro.

El docente puede aprovechar la observación para comparar aquello con quela luz blanca es la adición de todos los colores por separado.

Disco de NewtonPágina 96

Esta actividad está pensada para que sus estudiantes planteen posiblesexplicaciones al experimento que se narra. Uno de los propósitos es quecomprendan los procedimientos de la investigación científica, a partir detemas relevantes para el contenido que está en desarrollo.

Resultados esperados:Las alumnas y alumnos comprenden que un resultado inesperado en unexperimento no necesariamente significa el fracaso de una investigación,sino que puede dar cuenta de una realidad hasta ese momento oculta. Enese mismo sentido, se puede mencionar la forma en que Wilhelm Röntgendescubrió accidentalmente los rayos X.

Se espera en particular que al observar los datos de la tabla, los estudiantespuedan suponer que “más allá” de los colores visibles, sigue existiendo algúntipo de radiación, y que aunque no es posible verla, sí es posible observar susefectos sobre el mercurio del termómetro.

Investigación científica: Experimento de HerschelPágina 97

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A partir de lo presentado, podría pedir a los estudiantes que investiguensobre otros animales que ven luz en rangos distintos al visible. Invítelos ainvestigar y a pensar en métodos experimentales que se usan para indagaraquellas propiedades en los animales, lo que puede desembocar en uninteresante diálogo ético, sobre los límites en investigación animal.

Conexión con biologíaPágina 98

El esquema representa la longitud de onda, el tamaño comparativo conobjetos y una situación en la que se presentan las correspondientes ondaselectromagnéticas. Podría pedir a sus alumnas y alumnos que investiguenotros usos de cada sección del espectro y que realicen en sus cuadernosotro esquema, dibujando una flecha al costado que indique la energía, conla punta de la flecha indicando hacia dónde esta aumenta.

Esquema del espectro electromagnéticoPágina 99

Actividad 3Objetivo: Relacionar las ondas electromagnéticas con aparatos de usodoméstico.

Explique que la tecnología se sirve de los descubrimientos científicos paraencontrar aplicaciones que faciliten la vida de las personas. Es una buenaocasión para que sus alumnas y alumnos opinen sobre si siempre la tec-nología facilita las cosas, o a veces la mueven otros intereses, como elcomercio. Es una oportunidad de desarrollar el pensamiento crítico en sus estudiantes.

Pueden averiguar el rango del espectro electromagnético en el cual estánlos aparatos, realizando una búsqueda en Internet.

Bajo la actividad 3, una fotografía ilustra la Vía Láctea en tres distintos rangosdel espectro electromagnético. Invite a reflexionar a los estudiantes sobrecómo una realidad objetiva puede representar distintos aspectos, según elinstrumento que se use para observar.

Usos de la radiación electromagnéticaPágina 100

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56 Unidad 3



Actividad 4

Objetivos: Reconocer en el ojo humano la capacidad de enfocar imágenes.Reconocer la propiedad del ojo de regular el paso de la luz.

El propósito final de esta actividad es que los alumnos y alumnas hagan unaanalogía entre el ojo humano y algunas propiedades de las máquinas(fotográficas o de video). Para ello se requiere que experimenten lasensación de esfuerzo en los músculos que sostienen la retina, y queobserven en su compañera o compañero una variación en la abertura de lapupila.

Puede pedir a sus estudiantes que investiguen qué otras propiedades tieneel ojo humano, y hacer notar que muchas veces la tecnología reproducemecanismos que están presentes en la naturaleza, orientado a aumentar ocorregir las capacidades propias de los seres humanos; el telescopio y elmicroscopio son dos buenos ejemplos de cómo algunos instrumentos nospermiten ver lo “invisible”.

Propiedades de la vistaPágina 101

Conexión con zoologíaPágina 101

Sugiera a sus alumnos y alumnas que realicen un dibujo de un objeto que represente la manera en que (creen) ven las moscas.

Haga notar que la geometría, en el caso de los ojos compuestos, podríainfluir en cómo se perciben los objetos, podría preguntarles: ¿por qué creenque la mayoría de los animales tienen ojos que presentan hemisferios?, ¿quépasaría, por ejemplo, si fueran triangulares?, ¿qué consecuencias tendríaaquello?

Haga notar que la Física, por ser una ciencia que estudia las leyes de la natu-raleza, tiene variadas aplicaciones multidisciplinarias, motivo por el cual seestudia en las universidades, y en muchas carreras distintas.

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En el esquema que aparece en esta página se explican algunas partes delojo, presentando sus funciones por separado, a la manera de la fisiología.

Haga énfasis en que para que un sistema funcione correctamente, no bastacon que cada una de las partes lo haga por separado, sino que es necesariauna buena recepción y transmisión de la información. Haga la analogía conlas instituciones humanas: un equipo de fútbol, un grupo de trabajo, ungrupo de amigos. Invítelos a reflexionar sobre las condiciones óptimas pararealizar un buen trabajo en equipo.

Esquema del ojoPágina 102

En el dibujo que ilustra la sección, se hace mención de dos enfermedadescon sus respectivas correcciones, es una buena oportunidad paramencionar el especial auge que tiene la Física Médica en la detección ycorrección de enfermedades. Debido al desarrollo de la tecnología, enespecial de la electrónica, es posible observar algunos laboratorios deexámenes que parecen verdaderos laboratorios de física: los rayos X, laecografía, las resonancias magnéticas, los encefalogramas, las cirugías conláser, las endoscopías con fibra óptica, son algunos ejemplos de aportes dela física a la medicina.

Conexión con medicinaPágina 102


Afecciones a la visión

En el esquema de la conexión con medicina se mencionan dos condiciones que pueden afectar a la vista, es conve-niente preguntar a los alumnos y alumnas si conocen otras, y a través de la conversación, ampliar el tema.

El astigmatismo es una deformación de la córnea, es deicr, la curvatura no es homogénea, provocando que lasimágenes se perciban de manera deforme.

El estrabismo está relacionado con la desviación de un ojo con respecto al otro, aquello es producido por alteracionesen la musculatura ocular.

Las cataratas son opacidades en el cristalino, lo que provoca un oscurecimiento en la visión. Generalmente se producepor la edad o diabetes, es una enfermedad progresiva que puede provocar ceguera casi total.

Solicite a sus alumnos y alumnas que realicen una investigación sobre los procedimientos médicos utilizados paracorregir las afecciones mencionadas u otras que ellos conozcan.

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58 Unidad 3



Así aprendo mejor: El objetivo de las preguntas que aparecen en estasección, es que las alumnas y alumnos participen en su proceso de apren-dizaje. Por eso es importante que el docente insista en que se respondanestas preguntas luego de reflexionar seriamente.



¿Cuál es la frecuencia más alta y más baja que podemos oír?

Objetivos: Reconocer que no todas las ondas sonoras son audibles.Analizar la eficacia del procedimiento experimental utilizado.

Resultados esperados:Se espera que los estudiantes reconozcan que el rango audible para el serhumano va desde los 20 Hz a los 20.000 Hz. Aunque se espera que no todoslos alumnos y alumnas obtengan los mismos resultados, se propone que sesumen todos los datos obtenidos en el curso y se realice un promedio, deesa manera el docente puede guiar el análisis de datos, por ejemplo,poniendo en duda datos que sean extravagantes en la distribución general,o revisando el método experimental utilizado por los alumnos y alumnas.

Es recomendable que el profesor investigue de antemano en qué páginaweb puede descargar un generador de audiofrecuencia, de modo que no sepierda tiempo en ese proceso, o mejor aún que lo lleve listo en algún soportedigital. La actividad se recomienda realizarla en una sala habilitada, porejemplo, la sala de computación del liceo. Una alternativa, en caso de nocontar con los suficientes recursos, es que con un solo pc y un equipo deparlantes, el profesor realice la sesión experimental para todo su grupo curso.

Indagación: Espectro auditivoPágina 104


Esquema Reconoce la luz como parte delespectro electromagnético y elojo como nuestro órganoreceptor de la luz.

Completa a lo menossiete recuadros delesquema.

Completa entre cinco yseis recuadros delesquema.

Completa cuatro omenos recuadrosdel esquema.

1 y 2 Reconoce algunos fenómenosasociados a la luz.

Responde los ítems 1 y 2. Responde un ítem. No respondeningún ítem.

3 y 4 Reconoce las características delespectro electromagnético.


5 y 6 Explica los mecanismos ópticosdel ojo humano.


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El link citado es una interesante página de donde los alumnos y alumnaspueden recoger información sobre el proceso de oír y las enfermedades deloído. Una tarea podría consistir en realizar un resumen de las enfermedadesa partir de la información entregada en la página.


El tema planteado es especialmente sensible para los adolescentes, puestiene que ver con la costumbre muy arraigada de escuchar música a unaintensidad que puede producir daños irreparables.

Además es importante que sepan que no solamente se producenalteraciones en el oído, sino que también se producen malestares psicológi-cos, como tensión e irritabilidad, situación que está descrita por algunosestudios psicoacústicos.


Se presenta un ejemplo de la tecnología aplicada a la medicina. Haganotar a los alumnos que en el cuerpo se experimentan fenómenos eléctri-cos, que se pueden corregir gracias al avance de la electrónica. Plantee laimportancia de la prevención de enfermedades al oído, y proponga queenumeren las medidas de cuidado que deben tener para proteger su salud.

Conexión con medicinaPágina 106

Actividad 5Objetivos: Reconocer y describir el ultrasonido en un proceso muscular.

Resultado esperado:Los estudiantes perciben un sonido de baja frecuencia producido al con-traerse los músculos del brazo, esto se produce por la contracción y fricciónde los tejidos musculares. Como el sonido es una onda mecánica, setransmite directamente a través del pulgar hacia el oído.

Fuentes de infrasonidoPágina 107

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60 Unidad 3



La actividad tiene el propósito de que los estudiantes se den cuenta de queel mundo del arte no está en oposición al de la ciencia, como generalmen-te se tiende a pensar. Proponga a sus alumnos que investiguen otras colabo-raciones entre arte y ciencia, y guíelos para crear la noción de que el conoci-miento es un conjunto que avanza, apoyándose con los descubrimientos dedistintas áreas.

Conexión con músicaPágina 107

En esta sección no es tan importante que los alumnos y alumnas den conla respuesta correcta, sino que dirijan el pensamiento a una situación hipo-tética, de manera que se estimule en ellos la imaginación. Luego de unalluvia de ideas, y si no se ha obtenido una respuesta, el docente puedeguiar las opiniones para que comprendan que el sonido del esfuerzomuscular sería muy intenso.


Actividad 6Objetivos: Asociar los valores de la tabla al contenido de sonido.Relacionar los datos con el método con que se obtuvieron.

Resultados esperados:a. La longitud de onda es la inversa de la frecuencia, se espera que los estu-

diantes recuerden esa relación y elijan la longitud de onda relacionadacon los perros.

b. Aquí las alumnas y alumnos deben relacionar el tamaño de las ondas conel tamaño del objeto que se puede percibir. Claramente se hace alusióna la ecolocalización. La polilla es el animal que puede captar frecuenciasmás pequeñas.

c. Se hace mención al rango audible.

Rangos de percepciónPágina 109

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En la página se desarrolla, paso a paso, un caso típico de cálculo usando larelación entre velocidad de propagación, frecuencia y longitud de onda.Previamente se debe comprender la situación del problema, pues lo que sebusca es la longitud de onda, pues se relaciona con el tamaño de losobjetos que puede determinar el sonar. Se puede utilizar la pizarra paradesarrollar los cálculos que no hayan quedado lo suficientemente claros, obien desarrollar problemas similares para trabajar las habilidades de relacio-nar variables y realizar cálculos.

Ejemplo resuelto 1: Determinando el tamaño de un submarinoPágina 111

El sonar

Se trata de una actividad que perfectamente se puede realizar a nivel detodo el curso. Solicite a distintos estudiantes que lean el trozo por párrafos,en voz alta. Una vez finalizada la lectura, escoja al azar a otros estudiantespara que respondan. De esa manera, una actividad difícil de medir, como esuna lectura silenciosa, se puede convertir en una oportunidad de ejercitarlas habilidades de atención y expresión oral de sus alumnos y alumnas.





Esquemae ítem 1

Identifica las distintas partes del oído y comprende susfunciones en el proceso de oír.

Completa a lo menos diez recuadros delesquema y responde elítem 1.

Completa entre seis yocho recuadros delesquema y responde elítem 1.

Completa menosde seis recuadrosdel esquema y noresponde ítem 1.

2 Explica las características y aplicaciones del infrasonido y ultrasonido.

Responde correctamenteel ítem 2.

Responde parcialmenteel ítem 2.

No responde el ítem.

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62 Unidad 3



En estas páginas encontrará un esquema representativo de toda la unidad,de tal forma que podrá repasar rápidamente gran parte de los contenidos vistos.

Línea de tiempo: esta línea de tiempo contiene una serie de personajes querealizaron aportes a los temas tratados en la unidad. Se hace una referencia,además, a los contextos sociales de la época, o los avances de otras disciplinas.

Una sugerencia de trabajo, a partir de esta línea de tiempo, es que cadapersonaje con su época sea investigado por distintos grupos de estudiantes,finalizando en una pequeña exposición frente al curso.

Se puede aprovechar esta actividad expositiva para que los estudiantesutilicen diferentes formatos, desde los tradicionales a los más actuales, encaso de que el colegio cuente con proyector y computadores disponibles.

InfografíaPágina 114

La evaluación sumativa consta de tres secciones:a. ¿Cuánto avancé?: destinada a propiciar un proceso de retroalimentación.b. Comprendo: una serie de ejercicios y preguntas que abordan habilida-

des como: observar, describir, inferir, identificar.c. Analizo y aplico: estas secciones apuntan a trabajar habilidades de

orden superior.

Evaluación final Páginas 116 a 118

Bibliografía sugerida, para la unidad:

Halliday, D. ; Resnick, R. ; Krane, K. Física, Continental, México, 2004.Hewitt, Paul. Física conceptual, Pearson Educación, México, 2007.


http://www.asifunciona.com/fisica/af_espectro/af_espectro_4.htmhttp://especptroelectromagnetico.blogspot.com/

Unidad 3 (48-67) 6/7/10 10:25 Página 62






Analizo.Ítem 1.Aplico.Ítem 1.

Reconoce tipos de radia-ciones electromagnética y lospeligros asociados a ellas.


Analizo: responde ítem 1.


Comprendo: respondeun ítem. Analizo: no respondeítem 1. Aplico: responde ítem 1.

Comprendo:responde un ítem. Analizo: no responde ítem 1. Aplico: noresponde ítem 1.


Analizo.Ítems 2 y 3.

Identifica partes del ojo y eloído y establece analogíasentre aparatos ópticos yauditivos.

Comprendo: respondeítems 3 y 7.Analizo: responde ítems 2 y 3.

Comprendo: respondeítem 3.Analizo: respondeítems 2 y 3.

Comprendo:responde ítem 3.Analizo: respondeítem 2.

Comprendo.Ítems 4, 5 y 6.

Explica características del infra-sonido y ultrasonido.

Responde tres ítems. Responde dos ítems Responde un ítem.

Comprendo.Ítem 8.

Identifica situaciones de riesgopara los órganos de la visión y la audición.

Comprendo: respondeítem 8.

Comprendo: noresponde ítem 8.

Comprendo: noresponde ítem 8.

Analizo.Ítem 4.

Identifica situaciones de riesgopara los órganos de la visión y la audición.

Comprendo: respondeítem 8.Analizo: responde ítem 4.

Comprendo: noresponde ítem 8.Analizo: responde ítem 4.

Comprendo: noresponde ítem 8.Analizo: noresponde ítem 4.

Aplico.Ítem 2.

Obtiene información y realizacálculos a partir de datosordenados en tablas.

Responde correctamentetodas las preguntas delítem 2.

Responde tres de lasseis preguntas del ítem 2.

Responde menosde tres preguntasdel ítem 2.






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64 Unidad 3


Transductores

Los transductores son aquellos aparatos capaces de transformar una señal de entrada en otra de salida, en un procesoque implica una transformación de energía.

La vida cotidiana nos presenta múltiples transductores, por ejemplo, cada vez que encendemos una radio, la señalelectromagnética que viaja por el espacio hasta el receptor, se transforma en una onda mecánica (sonora), que salepor el parlante, luego esta onda sonora se convertirá en un impulso eléctrico en el oído interno hasta llegar al cerebroy completar el proceso de la percepción.

De una manera similar, cada vez que encendemos el televisor, la onda electromagnética es captada por la antena delaparato, señal que se transforma en imagen en la pantalla. Luego, aquella imagen la captamos mediante el sentido dela vista, que luego se transforma en señal eléctrica en la retina, para viajar por el nervio óptico hasta el cerebro.

Es importante mencionar que en el cuerpo humano existen transductores naturales, de mayor complejidad quecualquier aparato inventado por el ser humano.

Proyecto científico

En esta actividad se pueden sugerir algunos ejemplos a las alumnas yalumnos, de manera que comprendan el sentido de un transductor, ya queel tema es una ampliación de contenido y no está tratado en detalle alinterior del texto de estudio.

Algunas veces se organizan ferias científicas en los colegios, aquella es unabuena oportunidad para motivar a sus estudiantes a llevar a cabo elproyecto científico. Averigüe cuándo se realizan estas instancias a nivelcomunal o nacional.

Si se requieren conocimientos de otras áreas, no es motivo para no llevar acabo el proyecto, recuerde que el objetivo final es desarrollar habilidades enlos alumnos y alumnas, por sobre memorizar contenidos específicos; ustedpuede entregar conocimientos puntuales de electricidad u otra área si es necesario.

El proceso de la percepción (transductores)Página 119

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¿Cómo observar el espectro de distintas fuentes luminosas?

Antecedente

Es común observar la dispersión cromática de la luz solar, por ejemplo en el arco iris, pero hay otro tipo de fuentesluminosas como una vela, o una lámpara fluorescente que bien podría presentar otro tipo de espectro una vez realizadasu dispersión cromática. Entonces, ¿qué tipo de artefactos podríamos construir para observar aquello?

Objetivo

Diseñar y construir un aparato para observar el espectro de fuentes luminosas.

Planificación

En la planificación debes indicar claramente qué es lo que harás y con qué materiales. También es muy útil que realicesuna estimación del tiempo requerido para completar cada una de las etapas. Las preguntas que aparecen a continuaciónestán orientadas a planificar tu trabajo.

¿Qué materiales son necesarios para llevar a cabo tu proyecto?

¿Qué método escogerás para realizar la dispersión de la luz?

¿Qué precauciones debes tomar para mejorar las condiciones de visibilidad de la luz dispersada?

¿Qué característica debe tener el dispositivo construido para permitir la entrada de luz de una fuente, y que no se mezclecon la luz proveniente de otras fuentes?

Ejecución

Una vez que hayas investigado el tema y planificado el trabajo, ya estás en condiciones de realizarlo. Es importante quelleves un registro escrito de tus procedimientos empleados, de manera que los puedas analizar con posterioridad.

Resultados

Escribe un informe en que expliques detalladamente el procedimiento utilizado para construir el dispositivo, y las obser-vaciones realizadas con él. Puedes registrar en una tabla las distintas fuentes de luz analizadas junto a una descripciónminuciosa de lo observado, recuerda que muchas veces en los pequeños detalles se esconde información clave pararealizar descubrimientos científicos. También puedes comentar cuáles son las posibles fuentes de error en la observación.

Evaluación

Al concluir tu proyecto, es importante que evalúes el proceso y los resultados obtenidos, para descubrir qué puntos sepodrían mejorar para un nuevo proyecto, o para una versión mejorada del mismo experimento.




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66 Unidad 3

I. Preguntas de selección múltiple

1. El experimento de Herschel, mediante el cual se logró descubrir la radiación infrarroja, se basa en el siguientefenómeno físico:

A. reflexión de la luz.B. dispersión cromática.C. radiación ultravioleta.D. efecto Doppler.E. ecolocalización.

2. Usar un control remoto, hablar por teléfono móvil, sentir el calor del Sol, son situaciones relacionadas con:

I. el espectro sonoro. II. la propagación de la luz. III. el espectro electromagnético.

A. Solo I.B. Solo II.C. Solo III.D. I y II.E. II y III.

3. Se trata de una radiación que transporta mucha energía, por lo cual puede ser dañina para el ser humano.Durante los últimos años, se ha incrementado la cantidad que llega a la Tierra. Se refiere a:

A. radiación infrarroja.B. rayos gamma.C. rayos X.D. radiación ultravioleta.E. microondas.

4. Son órganos del oído interno:

I. caracol. II. tímpano. III. nervio auditivo.

A. Solo I.B. Solo II.C. Solo III.D. I y II.E. I y III.

5. De los siguientes animales, ¿cuál podría reconocer objetos de menor tamaño?

A. Ballena.B. Ratón.C. Polilla.D. Perro.E. Murciélago.



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1. Explica un experimento sencillo que pueda mostrar que la luz solar está compuesta por diferentes colores.

2. Explica la relación que tiene la frecuencia de las ondas con las partes de los espectros sonoro y electromagnético queson percibidos por los seres humanos.

3. ¿Cuál de los rangos del espectro electromagnético crees que será más útil para el ser humano? Justifica.

4. Describe el proceso de visión, indicando las distintas partes del ojo.

5. Describe el proceso de audición, indicando las distintas partes del oído.

III. Análisis

1. Observa la tabla en que se presentan los valores del experimento de Herschel (página 97 del Texto de estudio). ¿Quéhabría ocurrido si la temperatura desde el cercano al azul hasta el cercano al rojo, en vez de ser ascendente, hubiesesido pareja?, ¿se podrían haber extrapolado los datos del experimento? Explica.

2. En la página 104 del Texto se presenta un experimento que permite determinar el rango audible. Diseña un experi-mento (con los mismos materiales), que permita identificar para qué frecuencias el oído es más sensible, es decir, fre-cuencias que se puedan oír a pequeña intensidad sonora.

3. Realiza un esquema que represente el proceso de audición, haciendo notar los momentos en que se transforman lasseñales.

4. ¿Qué longitud de onda sería ideal para detectar un objeto esférico de 10 m de diámetro? Explica el mecanismo decálculo.



Unidad 3 (48-67) 6/7/10 10:25 Página 67

68 Unidad 4

UNIDAD

Fuerza y movimiento


1. Comprender que la descripción de los movimientos resulta diferente al efectuarla desde distintos marcosde referencia.

2. Comprender algunos mecanismos y leyes físicas que permiten medir fuerzas empleando las propiedadeselásticas de determinados materiales.


1. Reconocimiento de la diferencia entre marco de referencia y sistema de coordenadas y de su utilidad paradescribir el movimiento.

2. Aplicación de la fórmula de adición de velocidades en situaciones unidimensionales para comprobar la relatividad del movimiento, en contextos cotidianos.

3. Aplicación de la ley de Hooke para explicar los fundamentos y rangos de uso del dinamómetro, e identificación de algunas de sus aplicaciones corrientes.


1. Distinguir entre marco de referencia y sistema de coordenadas.

2. Describir un movimiento a partir de un marco de referencia.

3. Aplicar, en ciertas situaciones, la adición de velocidades de distintos cuerpos para comprobar la relatividaddel movimiento.

4. Reconocer las principales características de una fuerza de restitución.

5. Comprender que la ley de Hooke fundamenta la construcción y calibración de los dinamómetros.

6. Analizar e interpretar datos que relacionan dos variables utilizando correlación simple.

4Unidad 4 (68-85) 6/7/10 10:27 Página 68

Fuerza y movimiento 69


1. Sistema de coordenadas.

2. Marco de referencia.

3. La relatividad del movimiento.

4. La relatividad de Galileo.

5. Velocidad relativa.

6. Fuerzas restauradoras.

7. Ley de Hooke.

8. Aplicaciones de la ley de Hooke.






Descripción del movimiento

Fuerzasrestauradoras

Relatividad delmovimiento

Sistema de coordenadas

Ley de Hooke Aplicaciones

Adición develocidades

Marco de referencia

Unidad 4 (68-85) 6/7/10 10:27 Página 69

70 Unidad 4


Fuerza y movimiento

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Unidad 4 (68-85) 6/7/10 10:27 Página 70



Fuerza y movimiento

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Unidad 4 (68-85) 6/7/10 10:27 Página 71

72 Unidad 4


Fuerza y movimiento


La unidad de fuerza y movimiento está orientada a introducir los conceptos que permiten describir el movimien-to de los cuerpos. La distribución de los contenidos pretende dar una continuidad lógica al desarrollo de estos alo largo de la Educación Media, replicando el proceso científico, que parte desde la observación y que finalizacon la formalización de leyes y principios.

A su vez, la unidad tiene un capítulo destinado a comprender la ley que posibilita la medición de fuerzas, paraello se hace necesario conocer la naturaleza y características de ciertos materiales elásticos, así como el conceptode fuerza restauradora o de restitución.

Un eje transversal en la unidad es el desarrollo de habilidades científicas, para ello se han diseñado una serie deactividades e indagaciones orientadas al trabajo sobre el procedimiento propio de la ciencia.

El objetivo de esta actividad es trabajar ciertas concepciones previas acercade los conceptos de movimiento, para ello se les propone a los estudiantesuna serie de preguntas relacionadas con las imágenes expuestas en lapáginas de inicio de unidad. Pídales que trabajen en grupos de dos o tresestudiantes y que registren sus respuestas en el cuaderno.

Esta evaluación mide los siguientes parámetros:a. Identificar conceptos asociados al movimiento.b. Relacionar la observación de la naturaleza con características del

movimiento relativo.c. Reconocer algunas características y efectos de las fuerzas.





1, 2, 6 y 7 Identifica los conceptosasociados al movimiento.

Responde a los menostres ítems.

Responde dos ítems. Responde un ítem.

3, 4 y 5 Reconoce las características deuna fuerza.

Responde correcta-mente los tres ítems.

Responde correcta-mente dos ítems.

Responde un ítem.

Unidad 4 (68-85) 6/7/10 10:27 Página 72



Fuerza y movimiento

El objetivo de esta actividad indagatoria es que los estudiantes reconozcanla necesidad de establecer un sistema coordenado para determinar laposición de un cuerpo en el plano.

En esta actividad es importante que el docente les explique a los estudiantesque para determinar la posición de un objeto en un mapa de la ciudad, estadebe ser entregada independiente de una dirección o nombre de calle.

Indagación inicialPágina 124

Actividad 1Objetivo: Reconocer la necesidad de establecer parámetros espaciales ytemporales para la ubicación de cuerpos en el espacio.

La actividad propone una situación cotidiana, en ella los estudiantes debendescribir aquellos elementos necesarios para que dos personas se puedanencontrar dentro de una ciudad.

Resultados esperados:Los estudiantes entregan los siguientes parámetros; un punto de referenciainicial, una hora de reunión, coordenadas espaciales.

Situando un marco de referencia Página 126

Actividad 2Objetivo: Reconocer la diferencia que existe entre la posición de un mismocuerpo respecto de dos marcos de referencia distintos.

Resultados esperados:Inferir que el movimiento puede ser descrito siempre que exista un cambiode coordenadas espaciales respecto de un marco de referencia determinado.

Describiendo el movimientoPágina 127

Unidad 4 (68-85) 6/7/10 10:27 Página 73

74 Unidad 4


Fuerza y movimiento

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Actividad 3

Objetivos: Describir gráficamente la trayectoria de un cuerpo observadadesde dos marcos de referencia distintos.

Resultado esperado:Desde un marco de referencia, la trayectoria es una línea recta, mientras quedel otro es una curva.

Dibujando los movimientosPágina 128

En esta página se formaliza un método para determinar las coordenadas deun marco de referencia que se mueve respecto de otro con velocidadconstante, para ello se analizan las transformaciones de Galileo. Estas ecua-ciones son la base matemática de la descripción del movimiento, además deconstituirse como uno de los pilares fundamentales de la teoría de la relativi-dad especial de Einstein.

Transformaciones de GalileoPágina 129

En esta conexión se vincula el concepto de marco de referencia con una apli-cación tecnológica, el GPS (sistema de posicionamiento global). Invite a susalumnos y alumnas a reunirse en grupos de tres o cuatro integrantes, parainvestigar y profundizar acerca de este tema. Proponga una investigaciónbibliográfica con la que se respondan las siguientes preguntas:a. ¿Cuándo se implementó por primera vez este sistema?b. ¿Cómo el dispositivo GPS establece el sistema de coordenadas?c. ¿Dónde se sitúa el marco de referencia que permite entregar la posición

de un objeto en la Tierra?

Conexión con tecnologíaPágina 131



Esquema Reconoce los elementos quedefinen un marco de referencia.

Completa los cincorecuadros del esquema.

Completa entre cuatroy tres recuadros delesquema.

Completa dosrecuadros delesquema.

1 Entrega las coordenadas en elespacio partir de un marco dereferencia.

Responde correctamenteel ítem 1.

Responde parcialmenteel ítem 1.

No responde el ítem 1.

3 y 4 Explica conceptos asociados almovimiento relativo.



Unidad 4 (68-85) 6/7/10 10:27 Página 74



Fuerza y movimiento


Sistemas de referencia inercial

En mecánica, un sistema de referencia inercial es un sistema de referencia en el que las leyes del movimientocumplen la conservación del momento lineal. El término aparece principalmente en mecánica newtoniana, donde lossistemas inerciales son precisamente aquellos en los que se cumplen las leyes de Newton.

Aparte de la mecánica newtoniana, en la teoría de la relatividad especial también se definen sistemas inerciales.Aunque en relatividad especial la caracterización matemática no coincide con la que se da en mecánica newtoniana,debido a que la segunda ley de Newton, tal como la formuló Newton, no se cumple con respecto a relatividad.

En un sistema inercial no aparecen fuerzas ficticias, como la “fuerza centrífuga” para describir el movimiento de laspartículas observadas, y toda variación de la trayectoria tiene que tener una fuerza real que la provoca. En estricto rigor,no existen sistemas inerciales, sino que este es un concepto matemático. Para efectos prácticos en la realización deexperimentos, consideramos a la Tierra como un sistema inercial.


Alonso, M.; Finn, E. J. Física. Pearson Educación, México, 2000, .Serway, R; Faughn, J. Física, 5ª edición, Editorial Pearson, México, 2001.Tippens, P. Física, conceptos y aplicaciones, 6ª edición, Editorial McGraw-Hill Interamericana, España, 2004.


Para profundizar sobre marco de referencia se recomienda que el docente visite las siguientes direcciones webs:http://personal.telefonica.terra.es/web/jcvilchesp/sistemas/si000.htmhttp://www.molwick.com/es/relatividad/110-sistemas-referencia-inerciales.htmlhttp://www.escueladeverano.cl/fisica/verano2001/cinematica2/cin2d07.htm

Unidad 4 (68-85) 6/7/10 10:27 Página 75

76 Unidad 4


Fuerza y movimiento

Objetivo: Inferir que la magnitud de la velocidad depende del marco de referencia desde el que se mida.

Recomendaciones. Es importante que al momento de mover la cinta decartulina se haga con velocidad constante, para los tres procedimientossugeridos.


Se observa que a pesar de que las velocidades de los autitos son iguales, alvariar la velocidad del sistema en el que se encuentran varía la velocidad delos móviles respecto de otro sistema.

Investigación científica: Adición de velocidadesPágina 133


Es importante que se visite las direcciones sugeridas, ya que en ellas se haceuna introducción al movimiento relativo en dos dimensiones. Estecontenido es tratado para un caso particular en la página 136.

Ejemplo resuelto 2: Relatividad del movimientoPágina 137

En esta página se propone un ejemplo simple de adición de velocidades, serecomienda que el docente proponga a los estudiantes un ejercicio similar,pero variando el sentido de la velocidad de la persona que corre al interiordel tren, y otro ejercicio de velocidad relativa en dos dimensiones.

Cruzando un ríoPágina 136

Actividad 4

Objetivo: Observar la variación de la velocidad en un movimiento relativo endos dimensiones.

Recomendaciones. Al igual que en la investigación científica de la página133, se debe tener cuidado de mover la cartulina con velocidad constante,esto para evitar que el autito sea afectado por fuerzas externas y que sutrayectoria sea rectilínea.

Resultados esperados: Los estudiantes observan que debido a la composición de los dosmovimientos, el autito se desplaza en diagonal al cruzar verticalmente lacartulina respecto del marco situado fuera de la cartulina, y en línea rectarespecto del marco situado sobre la cartulina.

Unidad 4 (68-85) 6/7/10 10:27 Página 76



Fuerza y movimiento

La velocidad de la luz y la relatividad de EinsteinEn esta página se presenta una lectura de profundización. En ella se hacemención a la teoría de la relatividad de Einstein, haciendo un paralelo entrevelocidad relativa y la invariabilidad de la velocidad de la luz. El docente debeponer énfasis en que el fenómeno que se explica se contrapone, en aparien-cia, a la relatividad de Galileo. Pero es dicha contraposición uno de los funda-mentos clave de la teoría de la relatividad.





Halliday, D.; Resnick, R.; Krane, K.Física I, Continental, México, 2004.

Hewit, Paul. Física conceptual, Pearson Educación, México, 2007.

Maiztegui, A; Sabato, J.Introducción a la Física I, Kapelusz Editora S.A, Buenos Aires, 1995.Capítulos 11 y 12


Para profundizar aún más en adición de velocidades y relatividad de Galileo.http://www.fisica-relatividad.com.ar/sistemas-inerciales/relatividad-de-galileo-1


Esquema Representa algunosmovimientos relativosmediante la adición de velocidades.

Completa dos recuadrosdel esquema.

Completa un recuadrodel esquema.

No completaningún recuadro.

1 y 2 Utiliza las transformaciones deGalileo en la descripción demovimientos relativos.

Responde correctamentelos ítems 1 y 2.

Responde el ítem 2. No respondeningún ítem.

Unidad 4 (68-85) 6/7/10 10:27 Página 77

78 Unidad 4


Fuerza y movimiento

La indagación propuesta tiene como objetivo que los alumnos y alumnasdescubran que la propiedad de elasticidad de algunos materiales puede serempleada para medir fuerzas. Es por ello que se les solicita una serie demateriales que tengan dichas propiedades.

Recomendaciones: La indagación tiene un carácter cualitativo, es por elloque el énfasis de la indagación debe ser puesto en la asociación entre fuerzaaplicada y elongación producida sobre el material elástico.

Resultados esperados:Los estudiantes observan y luego infieren que es posible asignar un valornumérico a la elongación del material elástico, a modo de medir fuerzas.

Indagación: Midiendo fuerzasPágina 140

Si bien el estudio de los vectores no es parte de los contenidos del nivel, esimportante que se explique cualitativamente sus propiedades.Ejemplificando el caso particular de las fuerzas, ya que ellas se representanvectorialmente, debido a que poseen magnitud, dirección y sentido. Sepuede dar el siguiente ejemplo: atar un hilo a un cuaderno y aplicar unamisma fuerza, cambiando el sentido y dirección del hilo, esto muestra queuna fuerza cuya magnitud permanece constante, al variar su sentido ydirección varían también los efectos que ella puede producir.

Ten presente quePágina 141

Objetivo: Poner a prueba la siguiente hipótesis: la fuerza que actúa sobre unresorte es directamente proporcional a su elongación.

Recomendaciones: Esta investigación se puede entender como la continua-ción de la indagación de la página 140, ya que es un análisis cuantitativo dela relación de la variable fuerza sobre el resorte y la variable elongación. Esta actividad pretende desarrollar procedimientos como elmanejo de datos y correlación simple, así como la descripción funcionalentre dos variables.

Resultados esperados:Los estudiantes, a través de un procedimiento riguroso, validan la hipótesispresentada al inicio de la actividad.

Investigación científica: Fuerzas sobre un resortePágina 142

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Fuerza y movimiento

En la dirección web sugerida se encuentra un laboratorio virtual en el que sepuede determinar la constante elástica de un resorte. La actividad serecomienda en caso de no poseer laboratorio, ya que guía de forma investigativa al estudiante, sin anticipar respuestas y proponiendo preguntas significativas.


Actividad 5

Objetivo: Aplicar la ley de Hooke en la construcción de un dinamómetro.

Recomendaciones: Es importante que el resorte que utilicen no posea unaconstante elástica demasiada alta, ya que esto podría dificultar la graduacióndel dinamómetro. Se debe explicar que para graduar el dinamómetro y queeste mida la fuerza peso, se debe multiplicar el valor de la masa en kilogramospor la aceleración de gravedad.

Resultados esperados:Los estudiantes aplican la relación lineal entre la fuerza sobre un resorte y laelongación producida en él.

Construyendo un dinamómetroPágina 145

Es importante destacar del ejemplo resuelto el procedimiento de análisis quese hace de una tabla de datos y de un gráfico. El objetivo del ejemplo es servirde guía para que los estudiantes logren desarrollar los procedimientos cientí-ficos acordes a su nivel y a los aprendizajes esperados.

Ejemplo resuelto 3: Analizando un experimentoPágina 146

En esta actividad se propone a los estudiantes un ejercicio que sirve de com-plemento al ejemplo resuelto de la página 146, ya que en él se debe hacerel análisis de un gráfico que representa la elongación de un resorte versusfuerza aplicada.

Para trabajar Página 147

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80 Unidad 4


Fuerza y movimiento

En esta sección se destaca la aplicación de la ley de Hooke en el ámbito tecnológico. Proponga a sus estudiantes un trabajo de investigación en elque detallen algunas aplicaciones de la ley de Hooke, en la industria y la tecnología. Luego, invítelos a exponer los resultados de su investigaciónfrente al resto de sus compañeros y compañeras.

Conexión con tecnologíaPágina 147

Piernas elásticasRespecto a la lectura planteada, proponga a sus estudiantes que se reúnanen grupos de tres o cuatro integrantes y trabajen en torno a las preguntasplanteadas al final de la lectura. Es importante que destaque el transversalrelacionado con la igualdad de las personas cualquiera sea su condición.Puede enriquecer la discusión con las siguientes preguntas:

a. ¿Será posible que gracias a los avances de la tecnología, un atleta dis-capacitado pueda tener ventajas sobre un atleta normal?

b. Los logros en tecnología, y que provienen de la aplicación directa delconocimiento científico, ¿representan un argumento de peso paravalidar los métodos que tiene la ciencia para generar conocimiento?



Relaciona fuerza con lapropiedad elástica dealgunos cuerpos.

Criterio de logro

Procesa datos prove-nientes de una tabla.

Completa correcta-mente cinco casillas delesquema.

Logrado

Obtiene un valor correctode k.

Completa entre cuatro ytres casillas del esquema.

Medianamente logrado

Obtiene un valor de k conun 20% de error.

Completa dos o menoscasillas del esquema.

Por lograr

Obtiene un valor alejadode k.

Aplica correctamente laley de Hooke.

Esquema

Ítem

1

2 Despeja correctamente laecuación y obtiene elvalor de la elongación.

Despeja correctamente laecuación y no obtiene elvalor de la elongación.

No despeja la ecuación yno encuentra el valor dela elongación.


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Fuerza y movimiento


Enfoque mecánico de la elasticidad

La elasticidad es estudiada por la teoría de la elasticidad, que, a su vez, es parte de la mecánica de sólidosdeformables. La teoría de la elasticidad (TE) como la mecánica de sólidos (MS) deformables describe cómo un sólido (ofluido totalmente confinado) se mueve y deforma como respuesta a fuerzas exteriores. La diferencia entre la TE y la MSes que la primera solo trata sólidos en que las deformaciones son termodinámicamente reversibles.

La propiedad elástica de los materiales está relacionada, como se ha mencionado, con la capacidad de un sólido desufrir transformaciones termodinámicas reversibles. Cuando sobre un sólido deformable actúan fuerzas exteriores yeste se deforma, se produce un trabajo de estas fuerzas que se almacenan en el cuerpo en forma de energía potencialelástica y, por tanto, se producirá un aumento de la energía interna. El sólido se comportará elásticamente si este incremento de energía puede realizarse de forma reversible, en este caso decimos que el sólido es elástico.

En: http://es.wikipedia.org/wiki/Elasticidad_%28mec%C3%A1nica_de_s%C3%B3lidos%29(consultada en octubre 2009)


Serway, R. Faughn, J. Física, 5ª edición, Editorial Pearson Educación, México, 2001.

Tippens, P. Física, conceptos y aplicaciones, 6ª edición, Editorial McGraw Hill Interamericana, México, 2001.


Para profundizar sobre el concepto de elasticidad:

http://shibiz.tripod.com/id8.html

http://es.wikipedia.org/wiki/Elasticidad_(mecánica_de_sólidos)

http://www.rena.edu.ve/cuartaEtapa/fisica/Tema12a.html

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82 Unidad 4


Fuerza y movimiento

Para la evaluación final se propone la siguiente rúbrica, que considera lossiguientes criterios de logro:

- Reconoce la utilidad de un marco de referencia para la descripcióndel movimiento relativo.

- Aplica la adición de velocidades para comprobar la relatividad delmovimiento.

- Explica la ley de Hooke y aplica su relación funcional.

- Realiza inferencias a partir de un gráfico que relaciona dos variables.

Evaluación final



Aplico. Ítem 2.

Reconoce la utilidad de unmarco de referencia para ladescripción del movimientorelativo.


Aplico: responde el ítem 2.

Comprendo: respondeun ítem.Aplico: responde elítem 2.

Comprendo:responde un ítem.Aplico: noresponde el ítem 2.

Comprendo.Ítem 3.

Analizo.Ítem 4.Aplico.Ítem 1

Aplica la adición de veloci-dades para comprobar la rela-tividad del movimiento.

Comprendo: respondeel ítem 3.Analizo: responde elítem 4.Aplico: responde el ítem 1.

Comprendo: noresponde el ítem 3.Analizo: responde elítem 4.Aplico: responde elítem 1.

Comprendo:responde el ítem 3.Analizo: noresponde el ítem 4.Aplico: noresponde el ítem 1.

Comprendo.Ítem 4.

Analizo.Ítem 3.Aplico.Ítem 3.

Explica la ley de Hooke y aplicasu relación matemática.

Comprendo: respondeel ítem 4.Analizo: responde elítem 3.Aplico: responde el ítem 3.

Comprendo: noresponde el ítem 4.Analizo: responde elítem 3.Aplico: responde elítem 3.

Comprendo:responde el ítem 4.Analizo: noresponde el ítem 3.Aplico: noresponde el ítem 3.

Analizo.Ítems 1 y 2.

Realiza inferencias a partir deun gráfico que relaciona dos variables.

Analizo: responde losítems 1 y 2.

Responde uno de losítems.

No respondeninguno de losítems.






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¿Cuál será la constante elástica de un sistema con dos resortes acoplados?

Objetivo

El objetivo del proyecto es encontrar una expresión que represente la constante elástica de dos resortes acoplados.

Planificación

En la planificación, debes indicar claramente qué es lo que harás y qué materiales usarás. También es útil que realices unaestimación del tiempo requerido para completar cada una de las etapas. Las preguntas que aparecen a continuaciónestán orientadas a planificar tu trabajo.

¿Cuáles son las variables involucradas en el proyecto?

¿Qué tipo de resortes escogerás para llevar a cabo tu proyecto?

¿Cómo acoplarás los resortes de modo que puedan considerarse los dos como un sistema único?

¿Crees que debes medir de modo independiente la constante elástica de cada uno de los resortes?

Ejecución

Una vez que hayas investigado el tema y planificado el trabajo, ya estás en condiciones de realizarlo. Es importante quelleves un registro escrito de tus procedimientos empleados, de manera que lo puedas analizar con posterioridad.

Resultados

Escribe un informe en que expliques detalladamente el procedimiento utilizado para construir el dispositivo, y las obser-vaciones realizadas. Recuerda que muchas veces en los pequeños detalles se esconde información clave para realizar des-cubrimientos científicos. También puedes comentar cuáles son las posibles fuentes de error en la observación.

Evaluación

Al concluir tu proyecto, es importante que evalúes el proceso y los resultados obtenidos, para descubrir qué puntos sepodrían mejorar para un nuevo proyecto, o para una versión mejorada del mismo proyecto.



Unidad 4 (68-85) 6/7/10 10:27 Página 83

84 Unidad 4

I. Preguntas de selección mútiple

1. ¿Cuál(es) de los siguientes elementos no son parte de un marco de referencia?

I. Punto de referencia.II. Sistema de ejes coordenados.III. Eje temporal.IV. Origen temporal.V. Punto inercial.

A. I.B. II.C. II y V.D. III y V.E. IV y V.

2. ¿En qué se mide la constante de elasticidad de un resorte?

A. Unidad de longitud/unidad de fuerza.B. Unidad de longitud/unidad de tiempo.C. Unidad de masa/unidad de fuerza.D. Unidad de fuerza/unidad de tiempo.E. Unidad de fuerza/unidad de longitud.

3. ¿Qué dice la ley de Hooke para un resorte?

A. Que la fuerza aplicada sobre el resorte es directamente proporcional a su elongación.B. Que la fuerza aplicada sobre el resorte es inversamente proporcional a su elongación.C. Que la fuerza aplicada sobre el resorte es siempre la mitad de la elongación.D. Que la elongación del resorte es siempre igual a la fuerza aplicada.E. Que la elongación del resorte es siempre mayor que la fuerza aplicada.

4. Por el interior de un tren que viaja a 80 km/h corre un niño a 7 km/h en el mismo sentido con que se mueve eltren. Mientras corre, el niño lanza una pelota con una velocidad de 10 km/h y en el mismo sentido del movimien-to del tren. ¿A qué velocidad verá moverse inicialmente la pelota una persona parada fuera del tren?

A. 80 km/h.B. 97 km/h.C. 77 km/h.D. 83 km/h.E. No se puede saber.



Unidad 4 (68-85) 6/7/10 10:27 Página 84



1. Entrega dos argumentos que fundamenten la relatividad del movimiento.

2. Sobre un tren que viaja con velocidad constante, un niño sube y baja su mano en la que sostiene una linterna perpendicular al piso. Dibuja la traza de la luz observada por otro niño sentado fuera del tren.

III. Análisis

1. La siguiente tabla contiene los datos medidos de la fuerza aplicada sobre un resorte versus la elongación de este.

Respecto a la tabla:

1. Grafica fuerza vs. elongación.

2. Calcula el valor de la constante de elasticidad.

3. ¿Qué elongación se obtendría sobre el resorte si aplica una fuerza de 6 N?

4. ¿Para qué valor de la fuerza la elongación del resorte es de 4,3 cm?



Fuerza en N Elongación (x) en cm

0 0

1 1,5

1,3 2

1,75 3

2,1 3,7

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86 Unidad 5

UNIDAD

Dinámica de la Tierra


1. Explicar los mecanismos y efectos de la erosión y de los sismos sobre la superficie de la Tierra, así como losparámetros básicos que describen la actividad sísmica.



1. Caracterización básica del origen, la dinámica y los efectos de la actividad sísmica y volcánica en términosde la tectónica de placas y de la propagación de energía.

2. Conocimiento de los parámetros que describen la actividad sísmica (magnitud, intensidad, epicentro,hipocentro) y de las medidas que se deben adoptar ante un movimiento telúrico.


1. Clasificar las distintas capas que forman la Tierra de acuerdo a su composición química y a su característicade movimiento.

2. Describir la estructura de placas y su comportamiento.

3. Identificar las diferentes consecuencias que produce el dinamismo del planeta.

4. Explicar el origen y propagación de los sismos, asociando los conceptos de magnitud e intensidad.

5. Describir los tipos de erosión y sus consecuencias.

6. Caracterizar el origen y efecto de la actividad volcánica.

7. Conocer las medidas de seguridad que se deben adoptar ante un evento sísmico y/o volcánico.

5Unidad 5 (86-105) 6/7/10 10:27 Página 86

Dinámica de la Tierra 87


1. Estructura interna de la Tierra.

2. Estructura de placas.

3. Sismos.

4. Ondas sísmicas.

5. Escala de medición sísmica.

6. Estructura volcánica.

7. Actividad sísmica y volcánica en Chile.

8. Erosión.







Dinamismo delplaneta

Tectónica deplacas

Parámetros

Actividad sísmicaen Chile

Estructura

Actividadvolcánica en Chile

Agentes deerosión

Deriva continental

Energía

Volcanes ErosiónSismos

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88 Unidad 5



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90 Unidad 5




La unidad 5, Dinámica de la Tierra, está orientada principalmente a la comprensión de los cambios que experi-menta nuestro planeta, entendiéndolo como un sistema no inerte, sino que en constante cambio. Para ello, estaunidad presenta diversas actividades donde los materiales propuestos para su realización son de fácil adquisi-ción. En este contexto, el docente debe poner especial énfasis en aprovechar todos los recursos didácticos quepermitan a sus estudiantes utilizar los sentidos. Un eje transversal en la asignatura es el desarrollo de habilidadescientíficas en los alumnos y alumnas, por tanto las actividades e indagaciones presentes en la unidad están ori-entadas al trabajo sobre el procedimiento.

Se evalúa la capacidad de los alumnos y alumnas para:a. Nombrar y ordenar las capas que forman la Tierra.b. Identificar las características que definen cada tipo de roca.c. Reconocer fenómenos causados por la liberación de energía de la Tierra.d. Reconocer que la geografía del planeta se encuentra en

constante cambio.

Las imágenes y preguntas que abren la unidad tienen como objetivo que losestudiantes activen sus conocimientos previos acerca del dinamismo denuestro planeta. Pídales que trabajen en grupos de dos o tres alumnos(as) yque registren sus respuestas en el cuaderno.




1 y 2 Reconoce que la Tierraestá compuesta por mate-riales de distintas carac-terísticas.

Responde ítem 1 y lostres puntos del ítem 2.

Responde ítem 1 y un punto del ítem 2.

No responde ítem 1 y un punto del ítem 2.

3 Reconoce las manifesta-ciones de la naturaleza.

Reconoce cuatro mani-festaciones.

Reconoce al menos tresmanifestaciones.

Reconoce menos de tresmanifestaciones.

4 y 5 Comprende que la Tierraes un sistema que seencuentra en constantecambio.

Responde a lo menoscinco puntos del ítem 4y a lo menos cuatropreguntas del ítem 5.

Responde entre tres ycuatro puntos del ítem 4 ytres preguntas del ítem 5.

Responde menos de trespuntos del ítem 4 y menos de trespreguntas del ítem 5.

Unidad 5 (86-105) 6/7/10 10:27 Página 90




El objetivo de la indagación es que a través de una pregunta simple como: ¿dequé depende que el interior de la Tierra se organice en capas?, los estudian-tes puedan aproximarse de manera investigativa al tema asociado a la unidad,el cual es “Estructura de la Tierra”.

En la indagación, los estudiantes deberán inferir que las distintas capas de laTierra presentan una diferencia en su composición química, y tambiénreconocer que los materiales que forman las capas de la Tierra estánordenados según sus densidades.

Durante el desarrollo de esta actividad, debe guiar el planteamiento de lashipótesis de sus estudiantes. Podrían plantear las siguientes:a. Las capas de la Tierra se ordenan debido al peso de los materiales.b. Las capas de la Tierra se ordenan según su tamaño.c. Las capas de la Tierra se ordenan según su densidad.

Es importante mencionar que ninguna hipótesis planteada por los estudian-tes debe ser sancionada, sino, por el contrario, toda hipótesis es rechazableo validable.

Resultados esperados:Al observar que los distintos materiales se separan después de sermezclados, los estudiantes deben inferir que lo mismo ocurre con las capasde la Tierra; esta distribución no dependerá de la masa de las sustancias, yaque al aumentar la masa del aceite no cambia la distribución, por lo tanto,depende de la densidad.

Indagación: Composición interna de la TierraPágina 160

En esta actividad, pueden observar un video de corta duración que muestrala evolución de la Tierra. El docente puede hacer las siguientes preguntas referentes a este video:a. ¿Existirá solo una teoría sobre la formación de la Tierra?b. ¿Crees que es posible que las colisiones con asteroides hayan calentado

la superficie de la Tierra al punto de fundirla y transformarla en magma?


Es importante mencionar que los planetas jovianos, si bien están formadosprincipalmente por gases, de igual manera cuentan con un núcleo sólidorocoso. En estos planetas (Júpiter, Saturno, Urano y Neptuno) encontramosuna estructura de capas debido a las distintas densidades de los gases,incluso en algunos casos encontramos capas formadas por líquidos y gases.Pero, en todos ellos, la superficie es gaseosa.


Unidad 5 (86-105) 6/7/10 10:27 Página 91

92 Unidad 5



Actividad 1Objetivos: Identificar la forma geográfica de los continentes.Inferir la existencia de un único gran continente en el pasado de la Tierra.

Es importante que exista una relación entre el tamaño del planisferio y eltamaño de la pelota, ya que si es muy pequeña no podrá lograrse el objetivode la actividad. Si el planisferio no coincide con el tamaño de la pelota espreferible que la pelota sea de mayor tamaño que el mapa.

Resultados esperados:Los alumnos y alumnas observan que puede existir una coincidencia entre loscontinentes al unirlos. Se espera que ellos planteen como hipótesis que la Tierraestaba formada por un solo gran continente, el que se dividió posteriormente.

Cambios en la geografía de la TierraPágina 164

Actividad 2Objetivos: Identificar el tipo de movimiento que se produce en el límiteentre diferentes placas. Inferir cómo será la geografía terrestre dentro de millones de años.

Resultados esperados:Los estudiantes deberán analizar el comportamiento de placas y a partir deeste movimiento determinarán cuáles son los continentes que se acercan ycuáles se alejan, pudiendo deducir qué ocurrirá en el futuro con la distribu-ción de los continentes.

Movimiento de las placasPágina 167

Unidad 5 (86-105) 6/7/10 10:27 Página 92






Objetivos: Observar la vibración que se produce debido al desplazamientoentre las placas. Aplicar el modelo a la tectónica de placas.

Resultados esperados:Los alumnos y alumnas concluyen que como consecuencia de un movimien-to entre las placas de la litósfera, se genera una vibración en la superficie, lacual será mayor o menor dependiendo de la altura y del tipo de suelo.

Investigación científica: ¿Cómo percibir el movimiento dela placas tectónicas?

Página 169


Britannica Gran Atlas de la Ciencia, capítulo 4: La Tierra y la Luna. Editorial Sol 90, España, 2006.


En la siguiente dirección se muestran las capas que forman la Tierra, con sus respectivas composiciones:http://www.astromia.com/solar/estructierra.htm

En la dirección que se propone a continuación se muestra esquemáticamente la tectónica de placas y los distintoslímites entre ellas, además de una completa explicación acerca de ellas.http://www.portalciencia.net/geolotec.html


Esquema Identifica y clasifica lascapas que forman la Tierrasegún cada modelo.

Completa a lo menoscuatro recuadros delesquema.


Completa menos detres recuadros delesquema.

1 Explica las teorías de laformación de la Tierra.

Explica las dos teoríasde formación de la Tierra.

Explica solo una de lasteorías o parcialmente lasdos.

No explica las teorías de acreción.

2 Describe los modelosestático y dinámico.

Describe los dosmodelos.

Describe solo uno de losmodelos o parcialmentelos dos.

No describe losmodelos.

3 Explica la teoría de laderiva continental.

Explica y señala las evi-dencias de la teoría.

Explica parcialmente lateoría.

No explica la teoría.

Unidad 5 (86-105) 6/7/10 10:27 Página 93

94 Unidad 5



En el esquema que representa cómo se produce un sismo, es importantehacer notar que el hipocentro se encuentra en la corteza; las distintas capasque se aprecian en la figura corresponden a los distintos elementos queencontramos en la corteza.

ImagenPágina 170

Tabla de magnitudesPágina 172

Una actividad complementaria que el docente puede sugerir es utilizar latabla para marcar en un planisferio los lugares donde se han registrado lossismos de mayor intensidad. Además, se les puede solicitar a los estudiantesque investiguen en qué lugares han ocurrido los sismos más importantes delos últimos diez años y marcarlos también en el planisferio. Así podrán teneruna visión global sobre la ubicación de las regiones sísmicas.

Propagación de las ondas sísmicasPágina 174

Actividad 3.Objetivo: Observar el comportamiento de un sólido ante una propagaciónde energía.

Resultados esperados:Los alumnos y alumnas deben observar que si bien la energía se aplicó enun solo punto esta se propagó en tres dimensiones, produciendo fracturasen el trozo de yeso en todas las direcciones.


En la dirección que se encuentra en esta página se podrá observar unaanimación de un sismo, donde es posible identificar el hipocentro, el epicentroy apreciar gráficamente la propagación de las distintas ondas sísmicas.

Ejemplo resuelto 1: Determinar el hipocentro de un sismoPágina 175

El objetivo de esta actividad es guiar a los estudiantes en la resolución deproblemas numéricos. Para ello se entrega una pauta de la forma en quedeben enfrentar el problema para encontrar su solución. En este caso, elejemplo indica cómo encontrar la distancia a la que se produjo el hipocentrode un sismo a partir de la diferencia de tiempo con que se perciben la onda Py la onda S.

Unidad 5 (86-105) 6/7/10 10:27 Página 94




Actividad 4Objetivos: Observar que la interacción entre placas puede producir plieguesen la superficie. Inferir que la interacción entre placas puede dar origen a regiones montañosas.

Grandes colisiones entre placasPágina 177

Es importante que en el curso se debata acerca de las preguntas que seplantean. Se sugiere que las trabajen en grupos de tres o cuatro integrantesy luego expongan sus conclusiones ante el curso.


Actividad 5Objetivos: Analizar cuáles pueden ser los efectos que producen los sismosen nuestro entorno.Conocer las medidas que se deben adoptar antes, durante y después de unmovimiento sísmico.

Resultados esperados: Los alumnos y alumnas deben tomar conciencia de los daños que puedeproducir un sismo tanto en el lugar donde viven como en su colegio. A partirde esto, deben conocer las medidas de precaución y los pasos a seguir encaso de enfrentarse a un movimiento telúrico.

Medidas ante un sismoPágina 180


Las ondas sísmicas que se generan en el hipocentro, llamadas ondas de cuerpo, son de dos tipos y se diferencian enque la onda P (primaria) es una onda longitudinal y la onda S (secundaria) es una onda transversal. Como estas ondasse propagan en tres dimensiones, viajan a la superficie, pero también hacia el interior de la Tierra. Las ondas longitudi-nales P no se propagan en la región fundida de la Tierra, por lo tanto, al encontrarse con el manto, la onda cambia sucomportamiento y esta onda P se transforma en una onda transversal u onda S. Al volver a encontrarse con un mediosólido, la onda puede tener dos comportamientos: puede seguir propagándose como onda S o puede volver a suantiguo comportamiento longitudinal de onda P. Hay ondas que cambian de comportamiento cada vez que seencuentran con una fase distinta.

Debido a este comportamiento de las ondas sísmicas es que se ha podido estudiar y conocer la composición y estadode las capas de la Tierra.

Unidad 5 (86-105) 6/7/10 14:11 Página 95

96 Unidad 5






Tarbuck, E. J.; Lutgens, F. K., y Tasa, D. Ciencias de la Tierra, Pearson Educación S.A., 8ª edición, Madrid, 2005.


En la siguiente página se encuentra un completo resumen de los distintos tipos de sismos, sus magnitudes e intensidades.http://www.icarito.cl/enciclopedia/articulo/segundo-ciclo-basico/ciencias-naturales/tierra-y-universo/2010/03/64-8698-9-2-sismos.shtml

En esta dirección se presenta una tabla con los últimos sismos registrados en Chile, ubicación y magnitud, la cual puedeser utilizada para el trabajo de investigación.http://www.sismologia.cl/

Ítem(es) Criterio de logro Logrado Medianamente logrado Por lograr

Esquema Define y clasifica losparámetros que caracteri-zan un sismo.

Completa a lo menoscuatro recuadros delesquema.


Completa menos detres recuadros delesquema.

1, 3 y 4 Explica los efectos de un sismo.

Responde los ítems 1, 3 y 4.

Responde los ítems 1 y 4. Responde un ítem.

2 Explica cómo se propagacada tipo de onda sísmica.

Explica cómo sepropagan cuatro tiposde ondas.

Explica cómo sepropagan dos tipos de onda.

Explica cómo sepropaga un tipo de onda.

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Indagación: Efectos del movimiento de placasPágina 182

Objetivo: Observar que la energía acumulada siempre encuentra un caminopara ser liberada.

Durante el desarrollo de esta actividad, guíe el planteamiento de lashipótesis de sus estudiantes. Algunas que podrían formular son:a. La energía se propaga por el interior hasta liberarse en los puntos de

unión entre placas.b. La energía produce fisuras en la corteza, liberando a través de ellas la energía.

Precauciones: el docente debe poner énfasis en los cuidados y precau-ciones que los estudiantes deben tener al manipular cera caliente.

Resultados esperados:Al volver a calentar la cera, se producirá una acumulación de energía térmicabajo el agua, es debido a dicha acumulación que la cera necesita atravesar lacapa de agua para finalmente liberar dicha energía. El mismo efecto puedeser visto en los volcanes, pero en el experimento se observa a pequeñaescala. Una liberación similar de energía se observa en los géiseres.

En esta página se encuentra una clasificación de los distintos tipos devolcanes según el tipo de erupción, la que depende de la temperatura delmagma, de la cantidad de productos volátiles que acompañan a la lava y desu fluidez o viscosidad. El docente puede sugerir a sus alumnos y alumnasque realicen en su cuaderno un esquema con dicha clasificación identifican-do la principal característica en cada caso.


Si bien no todos los lugares de Chile presentan actividad volcánica, esnecesario que todos los estudiantes conozcan las medidas de prevención yqué hacer en un caso de erupción volcánica. Debemos recordar que hayvolcanes que se han considerado extintos y que han presentado actividadinesperadamente.


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98 Unidad 5




Entre las rocas volcánicas que se obtienen de una erupción, se encuentra el basalto, roca de gran dureza, compacta yde gran resistencia. Está compuesta por silicatos que contienen distintos minerales como aluminio, sodio o calcio. Losbasaltos se encuentran en casi toda la corteza terrestre, pueden llegar a formar extensos montes en el interior de loscontinentes, así como también islas e incluso archipiélagos. Es el caso de Hawai, el cual se formó por acumulación debasalto. En la Tierra se destacan dos grandes cinturones de roca basáltica: el primero une Hawai con Washington yOregon, al noreste de Estados Unidos, y sigue luego hasta el sur de México. El otro se extiende desde las islas Feroe(Dinamarca) hasta Irlanda. También encontramos grandes formaciones de basalto en Asia y en África ecuatorial.Debido a su gran resistencia, la roca basáltica se utiliza como base para la construcción de líneas de ferrocarril y comograva para carreteras.

Actividad 6Objetivo: Comparar la liberación de energía debido a una reacción químicacon la liberación de energía proveniente del interior de la Tierra.

Se sugiere que cada grupo realice esta actividad con “lava” de distinta consis-tencia, unas más viscosas que otras y así poder asociar los distintos tipos deerupciones que se observarán con las distintas clasificaciones de los volcanes.

Resultados esperados:Se puede observar que al mantener el cráter del volcán cubierto por unos

instantes, la erupción será más intensa. Se podrá inferir que mientras mástiempo se demore la energía en ser liberada, esta se seguirá acumulando, porlo que mayores consecuencias tendrá el momento de la erupción. Estefenómeno también puede relacionarse con los sismos.

Modelando un volcánPágina 187





Esquema1 y 4

Identifica y define loselementos de un volcán,conociendo las principalesactividades volcánicas.

Completa correctamenteel esquema y respondelos ítems 1 y 4.

Completa sobre el 50%del esquema y respondeel ítem 1.

Completa sobre el 25%del esquema y noresponde el ítem 1.

2 y 3 Conoce la actividadvolcánica en Chile y susconsecuencias.

Responde correcta-mente los ítems 2 y 3.

Responde correctamenteuno de los ítems.

No responde ningunode los dos ítems.

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Tarbuck, E. J.; Lutgens, F. K. Ciencias de la Tierra, Pearson Educación S.A., Madrid 2005.


A continuación se propone una página donde se da una información detallada acerca de los volcanes de Chile y sus erup-ciones en los últimos cien años.http://www.angelfire.com/nt/volcanesdeChile/

En esta página web se encuentra una completa información acerca de los tipos de erupciones, morfología de los volcanes,productos arrojados y una gráfica de su distribución.http://www.terra.es/personal/agmh25/volcanes/home.htm

Indagación: Cambios en la superficie de la TierraPágina 189

Objetivos: Identificar algunos de los factores que intervienen en el cambiode los suelos.Observar los diferentes cambios que se producen, dependiendo de las características del suelo.

Durante el desarrollo de esta actividad, guíe el planteamiento de lashipótesis de sus estudiantes. Algunas que podrían formular son:a. El tiempo, por evolución natural, produce cambios en el planeta.b. Todos los fenómenos naturales producen cambios en la geografía.c. Ciertos fenómenos naturales y la acción del hombre producen un

cambio en el paisaje terrestre.

Resultados esperados:Los alumnos y alumnas deberán observar que fenómenos como el viento yel agua (ya sea como lluvia o ríos) producen un desgaste en el suelo. Esimportante hacer notar que estos cambios serán más rápidos o más lentossegún sea el tipo de suelo. Los estudiantes concluirán que la deforestaciónes uno de los factores que influye en el acelerado desgaste del suelo.

Unidad 5 (86-105) 6/7/10 10:27 Página 99

100 Unidad 5



Actividad 7Objetivos: Observar que el agua es un importante agente de erosión.Describir los cambios que produce la acción del agua sobre los distintos tiposde suelo.

Resultados esperados:Los estudiantes observarán que el desgaste de un material debido a la accióndel agua dependerá de la dureza de dicho material y también del tiempo, yaque si la agitación tiene una corta duración, el desgaste será casi impercepti-ble en el material más duro. Además, deberán considerar que la erosión no sedebe solo a la acción del agua, sino que también actuará la interacción entresólidos. Esto se puede asociar con el material que es transportado por los ríos,lo cual también es un importante agente de erosión.

La acción del agua sobre las rocasPágina 190




Esquema Enumerar y describir losdistintos agentes deerosión.

Completa correctamenteel esquema.

Completa hasta el 50%del esquema.

Completa hasta el 25%del esquema.

1, 2 y 3 Analizar las causas y con-secuencias de la erosión.

Responde las preguntas1, 2 y 3.

Responde las preguntas 1 y 3.

Responde una de lastres preguntas.


Tarbuck, E. J.; Lutgens, F. K. Ciencias de la Tierra, Pearson Educación S.A., Madrid, 2005.


En la siguiente dirección se encuentra toda la información acerca de los distintos agentes de erosión y sus consecuencias.http://www.astromia.com/tierraluna/erosion.htm

En la página web propuesta a continuación se observan animaciones acerca de la erosión producida por los ríos.http://concurso.cnice.mec.es/cnice2006/material082/actividades/modelado_rio/actividad.htm

Unidad 5 (86-105) 6/7/10 10:27 Página 100





Erosión en el planeta Marte

La nave Mars Express, de la Agencia Espacial Europea (ESA), ha encontrado evidencias geológicas que sugieren unproceso de depósito producido por la erosión, que se ha estado produciendo a gran escala en regiones ecuatorialesde Marte. Este hallazgo podría proporcionar otra pieza del rompecabezas que encaje en la imagen emergente sobre elpasado clima de Marte.

La evidencia proviene de la composición mineral de la región de Aram Chaos, un cráter de 280 kilómetros de diámetroque yace casi justamente sobre el ecuador marciano. Los datos del espectrómetro de cartografía mineral por infrarro-jos a bordo de la Mars Express han revelado que esta región muestra una acumulación significativa de sulfatos y óxidosférricos (óxido común presente en el hierro en la Tierra).

Aunque la verdadera extensión y naturaleza del proceso de acumulación de sulfatos y óxidos férricos permanece ensecreto, el equipo investiga ahora posibles hipótesis que podrían causarla. De momento, no se asegura nada enconcreto. Podría estar relacionada con precipitaciones atmosféricas en forma líquida o sólida, o también cenizas volcá-nicas o depósitos de hielo.

Evaluación finalPáginas 196 a 198

Criterio de logro Logrado Medianamente logrado Por lograr

Identifica las capas queforman la Tierra, clasificándolassegún el modelo estático ysegún el modelo dinámico.Además de indicadores 1, 2 y 3.

Contesta correctamente losítems 1, 5, 8, 9, 10, 11 y 12.

Contesta correctamente sólocuatro de los siete ítems.

Contesta correctamente sólo dos de los siete ítems.

Enumera y define losparámetros que clasifican un sismo. Además de indicadores 5, 7 y 8.

Contesta correctamentelos ítems 2, 6 y 11.

Contesta correctamente sólo dos ítems

Contesta correctamente sólo un ítem.

Identifica y define loselementos de un volcán,conociendo las principalesactividades volcánicas.Además de indicador 10.

Contesta correctamentelos ítems 3, 7 y 8.

Contesta correctamente sólo dos ítems

Contesta correctamente sólo un ítem

Enumera y describe losdistintos agentes de erosióny sus efectos.

Contesta correctamentelos ítems 4 y 12.

Contesta correctamente solo un ítem.

No contesta ninguno de los dos ítems.






Unidad 5 (86-105) 6/7/10 10:27 Página 101

I. Preguntas de selección múltiple

1. De las siguientes capas:

I. astenósfera II. núcleo III. litósfera IV. mesósfera

ordenadas desde la más interna a la más externa son:

A. II, III, IV, IB. I, II, III, IVC. II, IV, I, IIID. III, I, IV, IIE. II, I, IV, III

2. ¿Cuál de las siguientes alternativas es correcta con respecto a los sismos?

A. La magnitud mide la energía liberada.B. La intensidad se mide en la escala de Richter.C. La magnitud depende de la profundidad del hipocentro.D. La escala Mercalli es una escala abierta.E. El máximo valor en la escala de Richter es XII.

3. Al producirse un sismo, ¿cuál es la primera onda que se percibe en la superficie?

A. RB. SC. LD. PE. Todas se perciben simultáneamente

4. El material líquido que emana de un volcán en una erupción recibe el nombre de:

A. roca.B. lava.C. nube tóxica.D. magma.E. cráter.

5. La erosión fluvial es producida por:

A. el hombre.B. plantas y animales.C. lluvia.D. viento.E. ríos.



102 Unidad 5

Unidad 5 (86-105) 6/7/10 10:27 Página 102


1. ¿Qué fundamentos dio Wegener para validad su teoría?

2. Enumera los principales agentes de erosión y cuáles son sus efectos en el paisaje terrestre.

3. Explica por qué se producen las erupciones volcánicas.

4. Indica cuál es la diferencia entre intensidad y magnitud de un sismo.

5. Nombra las capas de la Tierra según el modelo estático e indica una característica de cada una de ellas.

III. Análisis

1. La corteza terrestre está en constante renovación, ¿cómo ocurre esto? Explica.

2. ¿En qué punto se originan las ondas Rayleigh y las ondas Love? Explica.

3. ¿Cómo se relaciona la deforestación con el fenómeno de la erosión?

4. ¿Podría ocurrir que todos los límites entre placas fuesen convergentes?, ¿por qué?

5. Si se produce en Chile un sismo de gran intensidad, ¿podría producir alguna consecuencia en otro punto del planeta,como, por ejemplo, Japón? Explica.




Unidad 5 (86-105) 6/7/10 10:27 Página 103


I. Preguntas de selección múltiple. Página 26

1. B 2. B 3. B 4. C 5. D

II. Preguntas de desarrollo. Página 27

1. Un cuerpo debe vibrar con una frecuencia dentro de

un rango audible, y en un medio material a través del

cual se propague la vibración.

2. Es igual a dos veces el período.

3. Se comprimen (compresión) y se separan (rarefac-

ción) conformando una onda longitudinal en la que se

transporta la energía sonora.

4. 0,06 m.

5. El efecto Doppler consiste en un cambio en la fre-

cuencia del sonido. Esta variación es producto del

movimiento relativo entre la fuente sonora y el

receptor. Algunos ejemplos cotidianos en que puede

apreciarse son:

• Al estar detenido, y percibir el sonido emitido por

una fuente sonora, como una ambulancia o un

auto que se acerca a gran velocidad y luego se

aleja.

• Al viajar al interior de un auto y percibir el sonido

emitido por una fuente en movimiento, como un

camión que se acerca rápidamente y luego se aleja.

• Al viajar a gran rapidez al interior de un auto y

percibir el sonido de una fuente en reposo, como

música a la orilla del camino.

III. Análisis. Página 27

1.

2. A. Que es constante e igual a 1 m. B. No.

C. Entre los 4 y 8 s. D. T = 2 s , f = 0,5 Hz.

E. v = 1 m/s.



1. E 2. C 3. C 4. C 5. A


1. Al excitarse un átomo, los electrones saltan a orbitales

más cercanos al núcleo, liberando en el proceso

fotones cuya energía depende del tamaño del salto.

2. La teoría corpuscular postula que la luz está confor-

mada por pequeñas partículas llamadas “corpúsculos”.

Al estar conpuesta por partículas, la luz tendría todas

las características asociadas a ellas, como son: reflexión

y propagación rectilínea. La teoría ondulatoria postula

que la luz se comporta como una onda y en conse-

cuencia, tendría todas las propiedades asociadas a ella,

como son: la reflexión, refracción y difracción.

3. El espejo utilizado por los dentistas es cóncavo, esta

característica permite que el espejo tenga aumento.

4. Una lente convergente tiene la característica de reunir

(converger) los rayos de luz que pasan a través de ella

en un punto llamado foco. Una lente divergente hace

que los rayos de luz que pasan a través de ella se

separen (diverjan).

5. Un instrumento óptico tiene como principal caracterís-

tica producir imágenes virtuales o reales, entre los más

conocidos están: la lupa, el microscopio y el telescopio

(la descripción detallada dependerá del instrumento

escogido por el estudiante).


1. Por el fenómeno de refracción, este se produce por

las diferencias de densidad entre zonas de un mismo

medio (por ejemplo el aire), y también por el

fenómeno de reflexión total interna.

2. Alejarlo, ya que la imagen producida en el espejo se

forma a la misma distancia a la que está el el objeto.

3. La imagen resultante es real, invertida y de mayor

tamaño (aproximadamente 4,5 cm).

4. La imagen es real, invertida y de igual tamaño que el

objeto.



1. B 2. E 3. D 4. A 5. C


1. Hacer pasar un haz de luz solar a través de una cubeta

rectangular, transparente y que contenga agua.

2. Espectro sonoro: si la frecuencia es mayor que 20

KHz o menor que 20 Hz, escapa del espectro auditivo.

Espectro electromagnético: si la frecuencia es mayor

que 7,5 x 1014 Hz o menor que 3,8 x 1014 Hz,

escapa del espectro óptico.

3. El rango visible y el infrarrojo, el primero debido a que

la supervivencia del ser humano depende del sentido

de la vista y el segundo debido a que es la forma en

que recibimos el calor del Sol.

4. La luz proveniente del exterior entra a la córnea

donde sufre una primera refracción, su paso es

regulado por la pupila, continuando hasta el cristalino.

Este tiene la forma de una lente biconvexa y puede

modificar su curvatura mediante los músculos ciliares.

Una imagen invertida se forma sobre la retina,

104 Solucionario

Solucionario

AA

2

λ

Unidad 5 (86-105) 6/7/10 10:27 Página 104

la que está compuesta por células fotosensibles

conformadas por conos y bastones. La imagen es

transformada en impulsos nerviosos, los que son trans-

portados por el nervio óptico hasta el cerebro.

5. El sonido proveniente del exterior ingresa al oído por

el pabellón auditivo, siguiendo a través del conducto

auditivo. Al final de este se encuentra con una

membrana elástica llamada tímpano, la que vibra al

recibir las ondas sonoras. La vibración se transmite por

un sistema mecánico formado por huesos pequeños

llamados martillo, yunque y estribo hasta la ventana

oval. Al interior del caracol la vibración es transforma-

da en pulsos eléctricos, estos son transmitidos por el

nervio auditivo hasta el encéfalo.


1. No se habría podido concluir que ciertas zonas

(cercanas al rojo) transportaban mayor calor mediante

radiación. En consecuencia, no existiría el espectro

infrarrojo ya que todos los colores transportarían la

misma cantidad de energía calórica.

2. Utilizando el programa generador de frecuencias

sugerido en la página 104 y audífonos. Hacer un

barrido por las distintas frecuencias del espectro

auditivo, manteniendo la intensidad del sonido baja y

constante. Registrar aquellas frecuencias que se

perciban con mayor claridad. Repetir el procedimiento

con varios estudiantes y comparar sus resultados.

3.

4. Una longitud de onda cercana a los 10 m, cuya fre-

cuencia y rapidez dependerá del medio en donde se

quisiera detectar el objeto.



1. D 2. E 3. A 4. B


1. • En un sistema formado por dos cuerpos no es

posible determinar cuál de los dos se encuentra en

movimiento o reposo.

• Cualquier sistema puede considerarse en reposo o

movimiento según el marco de referencia escogido.

2.

III. Análisis Página 85

1. 2. k = 0,57 N/cm

3. x = 10,5 cm

4. F = 2,4 N



1. C 2. A 3. D 4. B 5. E


1. Algunos de los principales fundamentos que dio

Wegener para validar su teoría de la deriva continental

son: evidencias fósiles encontradas en continentes

distintos; evidencias geológicas; la coincidencia entre los

bordes de los continentes africano y sudamericano.

2. Viento: responsable de la formación de dunas y

desiertos. Agua: responsable de la erosión del suelo

(por lluvia), de la formación del relieve costero (mar) y

de la formación de cañones (ríos). Hielo: responsable

del movimiento de las rocas (glaciares).

3. Las erupciones volcánicas son una consecuencia del

encuentro entre dos placas, la presión entre ellas hace

que el magma ascienda a través de la chimenea y que

el volcán erupcione.

4. La intensidad es un parámetro para medir los sismos,

esta se basa en los daños producidos por él. La

magnitud es un parámetro basado en la energía

liberada por el sismo.

5. Corteza: es la capa externa y representa 0,5 % de la

masa de la Tierra. Manto: representa casi el 60 % de la

masa terrestre y está formado por el manto superior e

inferior. Núcleo: es la capa más interna de la Tierra,

contiene un núcleo interno y otro externo.

III. Análisis Página 103

1. La renovación de la corteza terrestre se debe a factores

erosivos (la acción de los elementos) y a los movimien-

tos de las placas tectónicas que forman la corteza.

2. Se originan en el epicentro.

3. Al disminuir los bosques dejan los suelos libres para la

acción del viento y de la lluvia como agentes erosivos.

4. No, debido a que al converger las placas en una misma

región inevitablemente se alejarían de otra.

5. Si, al producirse un sismo en la costa de Chile, este

puede originar un maremoto, el que eventualmente

podría propagarse hasta las costas de Japón.

Solucionario 105

Solucionario

Oído externo

Al viajar por el

aire la onda

longitudinal

ingresa al oído

por el pabellón

auditivo.

Oído medio

La onda

sonora cambia

de medio, de

aire a tímpano

y sistema

óseo.

Oído interno

La vibración

mecánica se

transforma en

impulsos

nerviosos los que

viajan al encéfalo.

Unidad 5 (86-105) 6/7/10 10:27 Página 105

106 Planificación de hipertexto

Planificación de hipertexto

Unidad 1: El sonido

Páginasdel texto


Habilidades que desarrolla

Descripción y/o sugerencias de uso

22• Identificar las caracterís-

ticas de los sonidosagudos y graves.

Habilidades cognitivasIdentificar, reconocer.

Motivación. La actividad pretende motivar a los estudi-antes al estudio del sonido y sus características. Proponeademás, una actividad diagnóstica para activar losconocimientos previos.

13 y 22

• Reconocer las vibra-ciones como fuente delos sonidos.

• Caracterizar un sonidosegún si es agudo ograve de acuerdo alconcepto de frecuencia.

Habilidades TICRecupera y organizainformación extraída desitios webs.

Actividad inicial. En esta actividad se les recuerda a losestudiantes que la fuente de todo sonido son las vibra-ciones. Además, se asocian los conceptos de frecuenciapara caracterizar los sonidos agudos y graves.

14, 15,31 y 32

• Reconocer que elsonido es una ondamecánica longitudinal.

• Identifica zonas decompresión yexpansión en la propa-gación del sonido.

Habilidades TICRecupera y organizainformación extraída desitios webs.Habilidades cognitivasReconocer, identificar.

Link. Se muestra información sobre la propagación delas ondas sonoras. El estudiante puede preparar unresumen o una disertación con esquemas o un ppt.

Actividad. Esta actividad muestra que el sonido es unaonda de presión donde se observan zonas de compresióny expansión. Debe reconocer, además, la gráfica de la ondade presión en función del tiempo. Si le es posible, refuerceestos contenidos con el uso de resorte para ondas.

Habilidad cognitivaIntegrar.

Profundización. Permite a los estudiantes profundizar yreforzar los contenidos. En esta actividad, se trabaja conel tema de superposición.

17 - 19• Reconocer los

fenómenos de reflexióny absorción del sonido.

Habilidades cognitivasComprender, reconocer.

Link. Se muestra información sobre reflexión y absorcióndel sonido.

Actividad. En esta actividad se muestra que el sonidoexperimenta reflexión y absorción. Debe reconocer quela frecuencia se mantiene constante y que la intensidaddel sonido disminuye.

Profundización. Permite a los estudiantes profundizar yreforzar los contenidos a través del efecto Doppler y sudescripción.

22 - 24

• Identificar las caracterís-ticas de los sonidos encuanto a su intensidad,tono y timbre.


Link. Se muestra información sobre los ultra e infrasonidos,y sobre la construcción de un sonido. Permita que el estu-diante comunique y comente las actividades propuestas.

Habilidades cognitivasReconocer, caracterizar.

Actividad. En esta actividad se muestra el tono, la intensi-dad y el timbre de un sonido. El estudiante debereconocer la magnitud física asociada a cada característica.

44 - 49

• Describir cuantitativa-mente y cualitativa-mente el origen ypropagación del sonidoy su interacción condiferentes medios y suscaracterísticas básicas.

Habilidades cognitivasSintetizar, relacionar.

Mapa. En este mapa conceptual interactivo se sintetizanlos contenidos tratados en la unidad; permite al estudi-ante destacar y ordenar los conceptos relevantes.

Habilidades cognitivasSintetizar, relacionar,interpretar, aplicar.

Evaluación y autoevaluación. Esta actividad le permitiráevaluar los aprendizajes logrados, además de reconocerlos contenidos relevantes.

Finales (6-112) 6/7/10 10:30 Página 106



Unidad 2: La luz

Páginasdel texto




51• Identificar los tipos de

fuentes de luz.Habilidades cognitivasIdentificar, reconocer.

Motivación. La actividad pretende motivar a los estudiantes alestudio de la luz y comportamiento en la reflexión y refracción.Propone, además, una actividad diagnóstica para activar losconocimientos que el estudiante tiene.

59

• Reconocer los saltos delos electrones hacianiveles inferiores comofuente de emisión defotones.

• Caracterizar al fotóncomo cierta cantidadde energía convertidaen luz.

Habilidades cognitivasReconocer, caracterizar,asociar. Habilidades TICRecupera y organizainformación extraída desitios webs.

Actividad inicial. En esta actividad se les recuerda a los estudian-tes que la fuente de la luz es la emisión de fotones al momentode bajar los electrones excitados a un nivel de energía menor

Link. Muestra información sobre la luz y cómo se relacionan losconceptos de fotón con los de frecuencia y color. Se le proponeal estudiante que haga un mapa que relacione estosconceptos.

62 - 70

• Identifica las caracterís-ticas de los espejosplanos, cóncavos yconvexos.

• Elaborar un diagramade rayos de luz paragenerar, ubicar y carac-terizar la imagen quese genera de un objeto.

Habilidades TICRecupera y organizainformación extraída desitios webs.Habilidades cognitivasIdentificar, observar;construir.

Link. Se muestra información sobre la reflexión y las leyes de lareflexión de la luz. Pídales que les muestren los resultados de laactividad propuesta y que lo comenten con sus compañeros ycompañeras.

Actividad. Esta actividad permite caracterizar tres tipos de espejos ycómo se construye a través de rayos de luz la imagen que generan.Permita que el estudiante muestre en un dibujo o esquema o unPPT la construcción de una imagen para cada espejo.

Habilidades cognitivasReforzar, asociar.

Ejercitación. Actividad de ejercitación interactiva que permite alestudiante reconocer, aplicar y reforzar los conceptos relevantes.

74 y 75

• Describir el compor-tamiento de la luz altransmitirse desde unmedio transparente aotro de distintadensidad.

Habilidades TICRecupera y organizainformación extraída desitios webs.Habilidades cognitivasIdentificar, observar.

Link. Se muestra información sobre la refracción de la luz y elíndice de refracción.

Actividad. Se muestra qué ocurre con la luz cuando pasa de unmedio transparente a otro de distinta densidad. Debenreconocer que la frecuencia se mantiene constante y que lavelocidad cambia de acuerdo a la densidad.

Ejercitación. La actividad permite cambiar el valor del índice derefracción de cada medio y observar el valor de los ángulos deincidencia y de refracción.

79 y 81

• Identifica las característi-cas de las lentes conver-gentes y divergentes.

• Elaborar un diagramade rayos de luz paragenerar, ubicar y carac-terizar la imagen que segenera de un objeto.

Habilidades TICRecupera y organizainformación extraída desitios webs

Link. Se muestra información sobre la formación de imágenesen lentes convergentes y divergentes. Permita que el estudiante muestre y comente las actividades propuestas.

Habilidades cognitivasReconoce, caracterizar,aplicar.

Actividad. Esta actividad permite caracterizar dos tipos delentes y cómo se construye a través de rayos de luz la imagenque generan. Permita que el estudiante muestre en un dibujo oesquema o un PPT la construcción de una imagen para cadalente.

84 - 88• Todos los aprendizajes

esperados.


Mapa. En este mapa conceptual interactivo se sintetizan loscontenidos tratados en la unidad; le permite al estudiantedestacar y ordenar los conceptos relevantes.

Habilidades cognitivasSintetizar, relacionar,interpretar, aplicar.

Evaluación y autoevaluación. Esta actividad le permitiráevaluar los aprendizajes logrados, además de reconocer los contenidos relevantes.

Finales (6-112) 6/7/10 10:31 Página 107


Unidad 3: Espectro óptico y auditivo.


Páginasdel texto




95

Relacionar el conceptode ondas electromag-néticas y sonoras conalgunos fenómenos dela naturaleza.

Relacionan las ondaselectromagnéticas conalgunas aplicaciones.

Habilidades cognitivasObservar, comprender,asociar.

Motivación. El propósito de la animación inicial es dar lasprimeras nociones de ondas electromagnéticas a partir deuna ficción animada.

Actividad inicial. Se trata de la lectura de un artículo sobrelas ondas electromagnéticas y algunas aplicaciones.

98

Asociar una aplicacióntecnológica con lasondas electromagnéti-cas.

Habilidades cognitivasReconocer, asociar, iden-tificar.

Link. Se entrega información sobre la visión nocturna,también aclara las incógnitas planteadas en la animaciónde inicio.

99 y 102Relacionar unfenómeno natural conla radiación infrarroja.

Habilidades cognitivasAsociar, identificar.

Recurso digital 1. Es una continuación de la animación deinicio y tiene como propósito evaluar los avances en elespectro electromagnético. La segunda parte evalúa conocimientos sobre el fun-cionamiento del ojo.

100

Relacionar distintaspartes del espectroelectromagnético consus aplicaciones.

Habilidades cognitivasReconocer, asociar, identificar.

El recurso digital 3 tiene como propósito evaluar elconocimiento del alumno en relación al espectro electro-magnético.

102

Identificar las distintaspartes del ojo y sufunción en el procesode la visión.

Habilidades cognitivasComparar, describir.

En el recurso digital 1 aparece un completo diagramaanimado con las partes del ojo y el proceso de la visión.

103Ordenar las distintasetapas del proceso dela visión.

Habilidades cognitivasOrdenar, comparar,identificar.

El Link de ejercitación es una autoevaluación en que sedebe ordenar el proceso de visión, asignando un número alas distintas etapas.

105

Asociar los elementosde la anatomía deloído con el nombre desus partes.

Habilidades cognitivasReconocer, identificar,asociar.

En este Link de ejercitación se identifican las distintaspartes del oído. Se trata de una autoevaluación en que sedeben identificar los nombres de las componentes deloído.

106

Identificar las distintaspartes del oído y sufunción en el procesoauditivo.

Habilidades cognitivasComparar, describir.

En el recurso digital 2 se presenta un esquema en que sedetalla cada una de las partes del oído y su función en elproceso de oír.

113

Relacionar distintasregiones del espectroauditivo con sus manifestaciones.

Habilidades cognitivasReconocer, comparar,asociar

Se trata de una actividad de profundización en que losalumnos y alumnas relacionan distintas manifestaciones deondas sonoras con su pertenencia a una determinadaregión del espectro.

114

Relacionar conceptosentre sí, relacionadoscon los espectrosauditivo yelectromagnético.

Habilidades cognitivasReconocer, asociar, identificar

El mapa conceptual engloba toda la información de launidad: el espectro electromagnético y la visión, elespectro auditivo y el oído.

Finales (6-112) 6/7/10 10:31 Página 108


Unidad 4: Fuerza y movimiento


Páginasdel texto




121

Activar los conceptosprevios a través de unasecuencia de imágenesy preguntas asociadasa ellas.

Habilidades cognitivasReconocer, asociar.

Motivación. La actividad presenta una animación en laque se muestra la importancia de establecer un marco dereferencia para la descripción del movimiento.

126

Reconocer las princi-pales características deun marco de referencia.

Describir un movimien-to a partir de un marcode referencia.

Habilidades cognitivasReconocer, describir.

Actividad inicial. En esta actividad se describe de formaanáloga el movimiento relativo de la caída de un cuerpovista por dos observadores distintos.

Habilidad TICRecupera y organizainformación extraída desitios webs.

Link. Se muestran diferentes marcos de referencia. Pídales que señalen en cada uno de los casos las diferencias entre ellos.

128 y129

Reconoce movimientode los parámetros quedefinen a unmovimiento relativo.

Identifica y aplica lastransformaciones deGalileo.

Habilidades cognitivasIdentificar, relacionar.

Ejercitación 1. Actividad interactiva en la que se puedensituar las coordenadas de un móvil en un plano cartesiano.

Habilidades cognitivasReforzar, asociar.

Ejercitación 2. Actividad en que se relacionan losconceptos más importantes de la unidad con sus respecti-vas definiciones.

Habilidad cognitivaIntegrar, aplicar.

Profundización. En esta profundización se puede veralgunos aspectos generales de la navegación basada en laposición relativa de los astros.

135 a139

Reconoce la utilidadde adicionar las veloci-dades en la descrip-ción de un movimien-to relativo.

Habilidad TICRecupera y organizainformación extraída desitios webs.Habilidad cognitivaIdentificar.

Actividad. A través de un ejemplo cotidiano, como elmovimiento en una escalera mecánica, se explica elconcepto de adición de velocidades.

Ejercitación 2. Se muestra una animación en la que sedebe identificar la operación correcta entre dos movimientos relativos.

Profundización. En esta profundización se hace unaanalogía entre el movimiento relativo y el efecto Doppler.

152

Evaluar el nivel delogro respecto de losaprendizajesesperados.

Habilidad cognitivaSintetizar, relacionar.

Mapa. En este mapa conceptual interactivo se sintetizanlos contenidos tratados en la unidad; le permite al estu-diante destacar y ordenar los conceptos relevantes.

Habilidad cognitivaSintetizar, relacionar.interpretar, aplicar.

Evaluación y autoevaluación. Esta actividad le permitiráevaluar los aprendizajes logrados, además de reconocer loscontenidos relevantes.

Finales (6-112) 6/7/10 10:31 Página 109



Unidad 5: Dinámica Terrestre

Páginasdel texto




164 y165

Conocer qué proponela teoría de la derivacontinental.

Habilidades cognitivasConocer, comprender.

Motivación. La actividad pretende motivar a los estudian-tes al estudio de la dinámica terrestre. Propone, además,una actividad diagnóstica para activar los conocimientosprevios.

162 y163

Reconocer la estructurade la Tierra según losmodelos estático ydinámico.

Caracterizar cada unade las capas de laTierra según el modelo.

Habilidades cognitivaReconocer, caracterizar.asociar. Habilidades TICRecupera y organizainformación extraída desitios webs.

Actividad inicial. En esta actividad se les recuerda a losestudiantes cuáles son las capas que forman la Tierra. Se lepropone una actividad interactiva para que el estudianteordene las distintas capas.

Link. Se muestra información sobre la estructura de laTierra. Se le propone al estudiante que haga un esquemaque muestre ordenadamente dichas capas.

166 y167

Identificar las placastectónicas y losmovimientos que segeneran entre ellas.

Habilidades TICRecupera y organizainformación extraída desitios webs.Habilidades cognitivasIdentificar, observar,construir.

Link. Se muestra información sobre las placas tectónicas.

Actividad. En esta actividad se muestra que la cortezaterrestre está formada por placas que flotan sobre elmanto. Estas placas se mueven unas respecto de otras y seexplican estos movimientos.

Ejercitación. La actividad permite ubicar, en unrompecabezas, las distintas placas tectónicas. Proponga alos estudiantes que construyan un rompecabezas de lasplacas usando cartón piedra.

183 -185

Conocer cómo segenera un sismo.Identificar las ondassísmicas.

Habilidades TICRecupera y organizainformación extraída desitios webs.Habilidades cognitivasIdentificar, caracterizar.

Link. Se muestra información sobre los sismos y su propagación.

Actividad. En esta actividad se muestra que cuando lasplacas tectónicas chocan entre sí acomodándose,provocan un sismo, que se propaga en forma de ondas.Repase los tipos de ondas.

Ejercitación. Actividad que permite identificar loselementos de un sismo. Proponga que los estudiantesrepresenten esto en un papelógrafo junto con las escalasde medida de un sismo y las medidas de seguridad.

Profundización. Permite a los estudiantes profundizar yreforzar los contenidos a través de los tipos de ondas sísmicas.

183 y184

Describir el origen ypartes de un volcán. Identificar los tipos devolcanes.


Link. Se muestra información sobre los volcanes.

Habilidades cognitivasReconocer, caracterizar.

Actividad. En esta actividad se muestra cómo se forma unvolcán considerando distintas etapas. Proponga a los estu-diantes que grafiquen en cartulinas las etapas deformación de un volcán.

192 -196

Todos los aprendizajesesperados.


Mapa. En este mapa conceptual interactivo se sintetizanlos contenidos tratados en la unidad; permite al estudiantedestacar y ordenar los conceptos relevantes.

Habilidades cognitivasSintetizar, relacionar.interpretar, aplicar.

Evaluación y autoevaluación. Esta actividad le permitiráevaluar los aprendizajes logrados, además de reconocer loscontenidos relevantes.

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Guía Didáctica del Docente - Ministerio de Educación de...

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