Las fuerzas y el movimiento -...

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Contenidos Recursos Propósitos

Página inicial 01. Presentación Empezar el tema

Recuerda lo que sabes 02. Actividad interactiva Recordar conocimientos

03. Esquema Presentar la unidad

El movimiento y la velocidad 04. Animación Explicar

05. Animación Explicar

06. Actividad interactiva Repasar

La fuerza de la gravedad y el movimiento




Las máquinas simples 10. Presentación Explicar

11. Presentación Explicar

12. Actividad interactiva Repasar

Actividades 13, 14, 15 y 16. Actividades interactivas

Evaluar

17. Presentación Explicar

Repasa 18. Actividad interactiva Evaluar

Recursos digitales

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Las fuerzas y el movimiento

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Contenidos

• El movimiento y la velocidad.

• La fuerza de la gravedad y el movimiento.

• Las máquinas simples.

• Lectura comprensiva e interpretación de esquemas de procesos.

• Comparación de la velocidad de dos vehículos.

• Resolución de problemas sobre máquinas simples.

• Curiosidad por comprender de qué manera actúan las diferentes fuerzas sobre los cuerpos.

• Interés por observar las máquinas de su entorno y comprender su funcionamiento.

• Responsabilidad e interés por nuestra seguridad al viajar en un automóvil.

Programación

Objetivos• Aprender que las fuerzas son las causantes de que los cuerpos

comiencen a moverse o de que se detengan.

• Comprender cómo actúa la fuerza de rozamiento sobre los cuerpos en movimiento.

• Saber que la velocidad nos indica lo rápido que se mueve un cuerpo.

• Comprender cómo actúa la fuerza de la gravedad sobre los cuerpos.

• Conocer las máquinas simples y su funcionamiento.

• Realizar experimentos y resolver algunos problemas con máquinas simples, como la palanca.

• Comprender la importancia del uso del cinturón de seguridad al desplazarnos en coche.

Criterios de evaluación• Sabe que las fuerzas son las causantes de que los cuerpos

comiencen a moverse y de que se detengan.

• Sabe qué es la velocidad y comprende cómo aumenta o disminuye.

• Comprende cómo actúan sobre los cuerpos la fuerza de rozamiento y la fuerza de la gravedad.

• Conoce y explica el funcionamiento de algunas máquinas simples.

• Sabe resolver problemas relacionados con máquinas simples.

• Comprende la importancia de usar el cinturón de seguridad al viajar en coche.

Competencias básicasAdemás de la competencia en el Conocimiento e interacción con el mundo físico, en esta unidad se contribuye al desarrollo de las competencias Social y ciudadana, Matemática, Lingüística y Aprender a aprender.

Esquema de la unidad

UNIDAD 7. LAs fUeRzAs y eL movImIeNto

Repasaeres capaz de…

Resolver problemas sobre máquinas simples

Aprende a hacer: Un experimento

con fuerzas

el mundo que queremos: ¡No olvides el cinturón!

el movimiento y la velocidad


Las máquinas simples

Más información en la redel manuscrito de Arquímedes

http://docuhistoria.thinkingspain.com/?p=709

Este documental, una copro-ducción de la BBC y WGBH Boston, narra la historia del descubrimiento de un manus-crito excepcional, atribuido a Arquímedes. Si bien puede re-sultar algo largo para el aula, se pueden emplear los prime-ros minutos para mostrar una semblanza de este personaje.

Para empezar

Antes de efectuar la lectura inicial, amplíe la ilustración y pida a los alumnos que describan la escena. Pídales que digan en qué época piensan que ocurrió, qué está ha-ciendo el personaje central, qué actitud tienen las otras personas que intervienen en la escena… Luego, al hacer la lectura, com-prenderán todo esto.

presentación

R01

Arquímedes

Esta presentación repasa breve-mente la figura de Arquímedes de Siracusa y destaca algunos de sus logros en matemáticas, físi-ca e ingeniería. Puede emplearla para complementar la lectura de inicio de la unidad. Puede pedir a los alumnos que hagan una bús-queda en enciclopedias o Internet y redacten una breve biografía de este gran hombre.

Para recordar conocimientos

Amplíe la ilustración de la activi-dad 3 para resolverla en común. Haga notar que una fuerza hace que el balón comience a moverse (A) y otra fuerza hace que se de-tenga (C). Entre medias (B), el ba-lón se mueve aunque no lo está impulsando ninguna fuerza.

actividad interactiva

R02

La energía que emplean las máquinas

Utilice la actividad para presentar más ejemplos de máquinas y que los alumnos indiquen la energía que las hace funcionar. Puede tam-bién preguntar si se trata de máqui-nas simples o complejas.

Para presentar la unidad

esquema

R03

Contenidos de la unidad

Utilice este esquema para que los alumnos se hagan una idea clara y organizada de los contenidos que estudiarán en la unidad. Cuando muestre la primera pantalla, pre-gunte a los alumnos qué energía emplean las tablas de windsurf.

UNIDAD 7

88

Busca en el diccionario las ●

siguientes palabras o expresiones, relacionadas con el mundo de los barcos:

dique seco – botar – cabo

¿Qué piensas que quería decir ●

Arquímedes con la oración «dadme un punto de apoyo y moveré el mundo»?

La polea es una máquina ●

simple. Nombra alguna otra máquina simple.

Las fuerzas y el movimiento

La sabiduría de Arquímedes«Dadme un punto de apoyo», dijo Arquímedes, «y moveré el mundo».

El rey Hierón, creyendo que aquello era un farol, le pidió que moviera algún objeto pesado: quizá no el mundo, pero sí algo de bastante volumen. Arquímedes eligió una nave que había en el dique seco y pidió que la cargaran de pasajeros y mercancías; ni siquiera vacía podrían haberla botado gran número de hombres tirando de un sinfín de sogas.

Arquímedes anudó los cabos y dispuso un sistema de poleas conectadas unas con otras. Tiró de la soga y, con una sola mano, botó lentamente la nave.

ISAAC ASIMOV

Momentos estelares de la Ciencia. Adaptación

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Las fuerzasLas fuerzas causan diversos efectos sobre los cuerpos:

Las fuerzas pueden actuar por contacto, co-mo cuando se golpea una pelota con un ba-te, o a distancia, como cuando un imán atrae un objeto de hierro que está separado de él.

Algunas fuerzas son de atracción, como en el caso de un imán y un objeto de hierro, mien-tras que otras son de repulsión, como la fuer-za que ejercemos con la bota sobre un balón.

1. Di ejemplos de fuerzas que actúen por contacto y fuerzas que actúen a distancia.

2. Di ejemplos de fuerzas de atracción y de fuerzas de repulsión.

3. Observa la secuencia y describe lo que ocurre en cada viñeta. Utiliza algunas de las palabras siguientes:

detenido – fuerza – contacto – comienza a moverse – movimiento –

disminuye su velocidad

La materiaLas máquinas son objetos que empleamos para ahorrar tiempo o esfuerzo al realizar nuestras tareas.

Las máquinas necesitan energía para funcionar. Algunas emplean la energía de las personas y otras emplean otros tipos de energía, como la energía eléctrica o la del combustible.

Las máquinas simples son las que tienen po-cas piezas. Las máquinas compuestas están formadas por varios elementos.

Algunas máquinas simples son la rueda, el plano inclinado y la palanca.

4. Indica qué máquinas aparecen en las imágenes y qué energía emplean para funcionar.

RECUERDA LO QUE SABES

Por qué se mueven los cuerpos y por qué se ●

detienen.

Cómo afectan las fuerzas a los movimientos. ●

Qué es la velocidad y cómo se averigua la ●

velocidad de un cuerpo.

Qué es la fuerza de gravedad y cómo afecta ●

al movimiento.

Cuáles son las máquinas simples más ●

importantes.

Cómo actúan las máquinas simples. ●

Cómo se realiza un experimento. ●

VAS A APRENDER

B

C

Hacen que se muevan. Hacen que se detengan.

Hacen que se deformen. Hacen que se rompan.

A B C

A

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R01

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Ideas TICWiris, una calculadora en la red

http://www.juntadeandalucia.es/averroes/wiris/es/index.html

Wiris es una herramienta que permite realizar gran cantidad de operaciones matemáticas. Incluye dibujo de gráficas y 3D y la posibi-lidad de programar. También permite desarrollar activida-des que se suben a la red para que sean resueltas por los alumnos.

Más información en la redel rozamiento

http://www.bbc.co.uk/schools/ks2bitesize/science/ physical_processes/friction/play.shtml

Este juego interactivo permi-te elegir entre distintos mate-riales para ver cómo varía la fuerza de rozamiento y cómo afecta esta al movimiento de un objeto. Puede explorar la página para encontrar otros juegos interactivos.

Para explicar

animación

R04

el movimiento y el razonamiento

Esta animación sirve para mostrar cómo influye el rozamiento sobre un movimiento. Se muestra una canica que se encuentra deteni-da, cómo una fuerza la pone en movimiento y cómo la fuerza de rozamiento va haciendo que se detenga. Se observa claramente que, mientras se desplaza la ca-nica, no hay ninguna fuerza que la impulse. Solo actuó la fuerza para poner la canica en movimien-to. Haga ver a los alumnos que, desde el momento en el que la canica comienza a moverse, su velocidad comienza a disminuir, hasta que, al fin, se detiene to-talmente.

Amplíe la ilustración 3 y pida a los alumnos que expliquen lo que re-presenta. Se trata de un patina-dor que se está moviendo. La fle-cha azul representa el movimiento, mientras que la roja representa la fuerza de rozamiento. Puesto que la única fuerza que actúa es la de rozamiento, la velocidad del pati-nador irá disminuyendo hasta que se detenga.

Para explicar

animación

R05

La velocidadEste recurso es una animación de la ilustración 4. En ella se ve perfec-tamente el movimiento de los dos vehículos y cómo ambos llegan a la vez a su destino. De este modo, los alumnos pueden distinguir, al me-nos de un modo intuitivo, la diferen-cia entre la velocidad instantánea y la velocidad media. Puede explicar que, en la realidad, es más habitual el movimiento del caso B, pues los automóviles varían numerosas ve-ces su velocidad.

Para repasar


R06

La fuerza de rozamiento

La actividad persigue que identifi-quen, en un caso real, la fuerza de rozamiento y el movimiento, a fin de reforzar los contenidos de esta página.

UNIDAD 7

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El movimiento y la velocidad

1. Por qué se mueven los cuerposPara todos resulta evidente que un cuerpo que está detenido no comenzará a moverse a menos que alguna fuerza actúe sobre él y lo haga poner-se en movimiento. Así, en un partido de fútbol, el balón no comienza a moverse hasta que no le pegan una patada.

Por su parte, si un cuerpo se está moviendo, se-guirá moviéndose en línea recta, aunque nada ni nadie lo empuje, hasta que una fuerza haga que se detenga o que cambie de dirección. q Es de-cir, el balón que se está moviendo por el campo de fútbol se sigue moviendo aunque ya no hay ninguna fuerza que le haga moverse. Y continua-rá moviéndose hasta que alguna fuerza haga que pare. Por ejemplo, hasta que el portero lo deten-ga haciendo fuerza con sus manos en la direc-ción contraria al movimiento.

En ocasiones actúan fuerzas sobre un objeto y este, sin embargo, no se mueve. Ocurre, por ejemplo, cuando dos personas hacen fuerza en direcciones opuestas en el juego del tirasoga. w

2. La fuerza del rozamiento

Según lo que hemos dicho en el apartado anterior, parece que un balón de fútbol no se detendría nunca si no lo para un jugador. Sin embargo, ya ha-brás visto que un balón, aunque nadie lo pare, acaba deteniéndose. Esto es porque hay una fuer-za que lo va frenando hasta que se detiene: la fuerza de rozamiento.

La fuerza de rozamiento es una fuerza que aparece cuando un cuerpo se mueve. La dirección de esta fuerza siempre es contraria al movimiento. e Se debe al roce con el suelo y también a la resistencia que ofrecen el aire o el agua. Los coches deporti-vos tienen una forma que disminuye el rozamiento con el aire. Igualmente, la forma de las lanchas tra-ta de disminuir el rozamiento con el agua.

En el espacio exterior no hay aire y, por tanto, no existe rozamiento. Por eso, los satélites artificia-les y otras naves, cuando están en el espacio, se desplazan sin necesidad de gastar combustible.

q La bola se mueve en línea recta, aunque nada ni nadie la esté empujando. ¿Hay alguna fuerza que haga moverse a la bola?

e La fuerza de rozamiento hace que el patinador vaya más lento y que llegue a detenerse.

w La soga no se mueve, pues los dos equipos hacen la misma fuerza y en direcciones opuestas.

fuerza de rozamiento

movimiento

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3. La velocidadLa velocidad nos indica lo rápido que se mueve un cuerpo. Se calcula dividiendo el espacio que recorre un cuerpo entre el tiempo que tarda en recorrerlo. Por ejemplo, la distancia en-tre Albacete y Pamplona es de 600 kilómetros. Si un automó-vil tarda 6 horas en recorrer esa distancia, su velocidad a lo largo del recorrido habrá sido de 100 kilómetros por hora (600 km : 6 h = 100 km/h). r

Por supuesto, el automóvil no circula todo el tiempo a la mis-ma velocidad; algunos momentos circulará a mayor velocidad y otros, a menor velocidad. Para saber la velocidad en un mo-mento concreto, debemos mirar el velocímetro del coche.

4. El movimiento de una bicicletaCuando la bicicleta está parada, no actúa ninguna fuerza sobre ella que la haga moverse. Para que comience a mo-verse, el ciclista debe ejercer una fuerza sobre los pedales, que se transmite a las ruedas. Esta fuerza hace que la bici-cleta comience a moverse y aumente su velocidad.

Cuando la bicicleta alcanza la velocidad deseada, ya no es ne-cesario aumentar la velocidad. En ese caso, el ciclista ejerce la fuerza necesaria para contrarrestar la fuerza de rozamiento y que la bicicleta siga moviéndose con la misma velocidad.

Al fin, cuando hay que detener la bicicleta, basta con dejar de pedalear. En ese caso, la fuerza de rozamiento hace que la bicicleta vaya disminuyendo su velocidad hasta que se deten-ga. Si se quiere detener la bicicleta en menos tiempo, hay que accionar el freno. El freno aumenta mucho el rozamiento de las ruedas, lo que hace que la bicicleta se detenga antes.

1. ¿Podemos decir que siempre que se mueve un cuerpo es porque una fuerza lo está empujando?

2. Define la fuerza de rozamiento e indica un ejemplo en el que se vea cómo actúa esta fuerza.

3. Si Laura recorre en su bicicleta doce kilómetros en una hora, ¿cuál habrá sido su velocidad?

4. Explica cómo actúa el freno de una bicicleta.

Cuestiones

Para que un cuerpo comience a moverse, o para que se detenga, hay que ejercer una fuerza. La velocidad nos indica lo rápido que se mueve un cuerpo.

600 km

360 km 240 km

100 km/h

120 km/h 80 km/h

r Comparación de la velocidad de dos automóviles. El automóvil A circula siempre a 100 km/h. El automóvil B circula tres horas a 80 km/h y otras tres horas a 120 km/h. Los dos recorren los 600 kilómetros en seis horas. Por lo tanto, su velocidad en ese recorrido es de 100 km/h.

A

B

Albacete Pamplona

Albacete Pamplona

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R05

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Ideas TICCómo imprimir varias páginas de un PDf por hoja Si quiere imprimir dos, tres o más páginas de un archivo PDF sobre cada hoja de papel, para que aparezcan como un mosaico, debe seguir estos pasos:1.º Abra el fichero PDF y seleccione el menú Imprimir. 2.º A continuación, despliegue el menú Escala de página y seleccione

Varias páginas por hoja.3.º Despliegue el menú Páginas por hoja y seleccione dos, tres o las

que desee. Verá como aparecen dispuestas en el cuadro de pre-visualización de la derecha.

4.º Haga clic sobre el botón Aceptar.

Más información en la redsimulador de lanzamiento

http://www.educaplus.org/movi/4_4thorizontal.html

Este applet simula un lan-zamiento horizontal. Aunque da más información de la necesaria en este nivel, es muy fácil de emplear y útil. Con él pueden ver que el tiempo que tarda en caer un objeto depende solo de la altura, no de la velocidad a la que se lanza en horizontal.

Para explicar

animación

R07

La gravedad y el movimiento

Esta animación corresponde a la ilustración 1. Muestra en forma de animación el movimiento que apa-rece en la ilustración como una secuencia. Tras mostrar la ani-mación paso a paso, reproduzca la animación completa. Pregunte al alumnado: ¿Varía la flecha que representa la fuerza de gravedad? ¿Varía la flecha que representa la velocidad? Llame la atención a los alumnos sobre la separación que queda entre las pelotas entre un paso y otro: cada vez quedan más separadas, puesto que aumenta la velocidad. Puede hacer una pe-queña demostración en clase: si deja caer una bola de goma, se verá que la altura del rebote es mayor cuanto mayor es la altura desde la que se suelta la pelota. Esto es así porque, cuanto más alto se suelta la pelota, mayor es la velocidad que tiene al llegar al suelo.

animación

R08

el ascenso y la caída de los cuerpos

Esta animación corresponde a la ilustración 2. Muestra en forma de animación el movimiento que aparece en la ilustración. Expli-que que el movimiento tiene dos partes: la primera, cuando la bola sube y la fuerza de gravedad la va frenando hasta detenerla; y la segunda, cuando la bola baja puesto que la atrae la gravedad, que hace que su velocidad vaya aumentando.

Para explicar

animación

R09

Los lanzamientos

Esta animación corresponde a la ilustración 3. Muéstrela a los alumnos para que vean cómo es el movimiento que representa. En la animación se puede observar cómo la trayectoria es curva y cómo la velocidad va aumentan-do debido a la fuerza de grave-dad. Puede preguntar qué ocurriría si se lanzara la bola con más fuerza hacia delante: ¿Llegaría más lejos la pelota? ¿Tardaría más tiempo en llegar al suelo? En ese caso, la bola llegaría más lejos, pero tardaría el mismo tiempo en caer al suelo; en efecto, el tiempo que tarda en caer depende solo de la fuerza de gravedad, que no varía. Pero en ese tiempo, puesto que la velocidad con la que parte es mayor, llega más lejos. Lo puede mostrar lanzando una canica des-de un pupitre. La bola siempre tardará lo mismo en llegar al sue-lo, pero llegará más cerca o más lejos en función de la velocidad con la que salga.

UNIDAD 7

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92

Las fuerzas hacen que los cuerpos comiencen a moverse y que se detengan. Pero también tie-nen otros efectos.

1. La fuerza de la gravedadLa fuerza de la gravedad es la fuerza que hace que los cuerpos sean atraídos hacia la superficie de la Tierra. Por eso, cuando saltamos, volvemos a caer al suelo en vez de salir volando y perdernos por el espacio.

La fuerza de gravedad afecta al movimiento. Como cualquier fuerza, puede hacer que un cuerpo co-mience a moverse y puede hacer que se detenga. Pero, además, puede modificar el movimiento de otras maneras.

2. Arriba y abajoPara ver cómo afecta la gravedad al movimiento de los cuerpos, veamos qué ocurre en un caso muy sencillo: alguien deja caer una pelota desde un bal-cón o algún lugar elevado. q

Cuando se suelta la pelota, la fuerza de gravedad hace que la pelota vaya hacia abajo. Como es una fuerza que no se interrumpe, hace que la veloci-dad vaya aumentando continuamente. Cuanto más alto esté el balcón, mayor velocidad tendrá la pelota cuando caiga.

Si en vez de dejar caer la pelota, la tiramos hacia arriba, el movimiento será diferente. w Al lanzarla, ejercemos una fuerza hacia arriba y le comunica-mos a la pelota una velocidad hacia arriba. Pero cuando soltamos la pelota, la fuerza de la gravedad comienza a frenarla. Por eso, la pelota va perdien-do velocidad hasta que se detiene en el punto más alto. A partir de entonces, la gravedad hace que comience a moverse hacia abajo y que su veloci-dad vaya aumentando hasta que llegue al suelo.


w Estudio de una pelota que se lanza hacia arriba.Describe el movimiento de la pelota.

q Estudio del movimiento de una pelota que se deja caer.¿Cómo varía la velocidad de la pelota?

velocidad

fuerza de gravedad

fuerza de gravedad

fuerza de gravedad

velocidad

fuerza de gravedad

velocidad

fuerza de gravedad

velocidad

velocidad

fuerza de gravedad

fuerza de gravedad

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3. LanzamientosOtro caso más complejo es el de un lanzamiento, es decir, el caso que ocurriría al lanzar una pelota hacia delante. e

Cuando lanzamos la pelota, ejercemos sobre ella una fuerza y le comunicamos una velocidad hacia delante. Pero, al mismo tiempo, la gravedad ejerce una fuerza hacia abajo. Por tanto, en el momento que soltamos la pelota, la gravedad hace que comience a moverse hacia abajo, cada vez con mayor velocidad. El resultado de estos dos movimientos, hacia de-lante y hacia abajo, es que la bola se desplaza si-guiendo una trayectoria curva.

La gravedad es la fuerza que hace que los cuer-pos sean atraídos por la Tierra. La fuerza de la gravedad frena los objetos que se mueven ha-cia arriba y acelera los que se mueven hacia abajo.

1. Explica por qué la velocidad de un cuerpo que cae va aumentando desde que comienza a caer.

2. Explica por qué cuando lanzamos un cuerpo hacia delante sigue una trayectoria curva.

Cuestiones

e Estudio del lanzamiento de una pelota hacia delante.¿Cómo es el movimiento de la pelota?

EL MUNDO QUE QUEREMOS¡No olvides el cinturón!Si vas en un coche que circula a 100 km/h y este frena bruscamente, por ejemplo, porque choca contra un obstáculo, tú seguirás mo-viéndote a 100 km/h hasta que algo te frene. Probablemente se trate del asiento delantero o del parabrisas del automóvil.

¿Entiendes por qué el cinturón de seguridad es imprescindible?

● Inventa el texto de un anuncio de radio para promover el uso del cinturón de seguridad.

fuerza de gravedad fuerza de

gravedad

fuerza de gravedad

fuerza de gravedad

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velocidad

velocidad

velocidad

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Ideas TICGoogle maps en el teléfono móvilhttp://www.google.es/intl/es/mobile/default/maps.html

En esta página podrá descargar Google Maps para móviles. Con él es posible:

• Determinar la ubicación actual con o sin GPS.

• Obtener trayectos en coche o transporte público.

• Obtener direcciones y números de teléfono de empresas locales.

Para explicar

Amplíe la ilustración 1 y pida que se fijen en la longitud de las fle-chas que representan la fuerza del rozamiento y la fuerza que hacen las personas. Observarán que, con las ruedas, disminuye la fuerza de rozamiento y, por tanto, el esfuerzo que hay que realizar.

Amplíe la ilustración 2 y pida que observen que la persona debe ha-cer la misma fuerza para elevar la carga, pero que usando la polea es más fácil, puesto que se tira de la carga hacia abajo. Esto hace posible que podamos emplear el propio peso, que es una fuerza, para elevar la carga.

presentación

R10

el plano inclinado

Esta presentación muestra el fun-cionamiento del plano inclinado y aporta varios ejemplos reales de planos inclinados. La pantalla del título reproduce la ilustración 3 del libro. La siguiente se centra en comparar el plano inclinado con la polea. Se observa que con el plano inclinado hay que hacer menos fuerza. La siguiente com-para dos planos con distinta incli-nación. También se observa que con el plano menos inclinado hay que hacer menos fuerza, pero du-rante un recorrido más largo. Por último, se muestran varios ejem-plos reales de planos inclinados.

Para explicar

Amplíe la imagen 3. Representa el tipo más simple de palanca. Pregunte cuál de los dos extre-mos realiza el mayor recorrido. Explique que en el extremo que realiza el mayor recorrido (flecha curva roja), la persona realiza una fuerza pequeña (flecha recta azul). El otro extremo realiza un recorri-do menor (flecha curva azul) pero ejerce una fuerza mucho mayor (flecha roja).

presentación

R11

Las palancas

Utilice esta presentación para mostrar las palancas de primer, segundo y tercer género. En ella encontrará la explicación de cada género de palanca y varios ejem-plos de palancas de cada género. Puede pedir que identifiquen, en las fotos de palancas, los distin-tos elementos: la fuerza, la resis-tencia y el punto de aplicación. Pida también que busquen ellos otros ejemplos de palancas de los distintos géneros.

Para repasar


R12

tipos de palanca

Puede utilizar esta actividad al final de la explicación para que los alum-nos identifiquen palancas de varios tipos.

UNIDAD 7

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Más información en la redmáquinas

http://proyectos.cnice.mec.es/arquimedes/alumnosp.php?ciclo_id=1&familia_id=5&modulo_id=1&unidad_id=1

En esta página del proyec-to Arquímedes del antiguo CNICE (actualmente, Institu-to de Técnicas Educativas, ITE) encontramos esta expe-riencia sobre las máquinas con información, animacio-nes y actividades de evalua-ción.

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w La polea permite cambiar la dirección de la fuerza. Hace que elevar objetos sea más cómodo.

Las máquinas simples

Las máquinas simples más comunes son la rueda, la polea, el plano inclinado y la palanca. Estas má-quinas sirven para modificar las fuerzas.

1. La ruedaLa rueda es una máquina simple y, también, un componente de las máquinas complejas. Consiste en una pieza circular que gira en torno a un eje.

Las ruedas se emplean en la mayoría de los vehículos que se desplazan por tierra. Su utilidad radica en que permite disminuir mucho la fuerza de rozamiento con el suelo. q

2. La poleaUna polea es una rueda con una hendidura por la que pasa una cuerda. Se usa para elevar objetos pesados.

La polea cambia la dirección en la que hay que aplicar la fuerza. En el dibujo w se observa la dife-rencia entre emplear una polea para elevar un ob-jeto y no emplearla. En los dos casos hay que ha-cer la misma fuerza, pero con la polea es más fácil ejercerla.

3. El plano inclinadoUn plano inclinado es cualquier superficie inclina-da que salva un desnivel. El plano inclinado ayu-da a subir cargas porque se puede emplear me-nos fuerza que la que sería necesaria si no se empleara. En cambio, hay que hacer esa fuerza durante un recorrido más largo.

En el dibujo e se muestra cómo para subir el cajón con la polea hay que hacer mucha fuerza. Al subirlo por un plano inclinado, la fuerza es me-nor, pero hay que hacerla a lo largo de un gran recorrido. Cuanto menor es la inclinación del pla-no, menor es la fuerza que hay que hacer, pero se debe hacer a lo largo de un recorrido mayor. e El plano inclinado permite elevar un objeto con

menos fuerza que la que se necesitaría con una polea. Cuanto menos inclinado sea el plano, menor es la fuerza que hay que emplear.

q La rueda hace que disminuya la fuerza del rozamiento. Hace más fácil transportar cargas.

fuerza

fuerza



fuerzafuerza

fuerzafuerza

fuerza

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Las máquinas simples, como la rueda, la po-lea, el plano inclinado y la palanca, modifican las fuerzas que actúan sobre ellas.

4. La palancaUna palanca es una máquina simple que permite realizar una tarea empleando menos fuerza de la que sería necesaria sin ella.

La palanca más habitual es una barra rígida y ne-cesita un punto de apoyo. Cada una de las par-tes que quedan a los lados del punto de apoyo se llama brazo. En el dibujo r se ve que el bra-zo largo, sobre el que ejercemos la fuerza, hace un recorrido más largo que el brazo pequeño, que ejerce la fuerza sobre la caja. Al mismo tiempo, la fuerza que ejerce el brazo corto es mucho ma-yor que la que aplicamos en el brazo más largo.

5. Tipos de palancasEl tipo de palanca que hemos estudiado se llama de primer género. En estas palancas, el punto de apoyo está entre la fuerza aplicada y la resisten-cia, que es la fuerza que hay que vencer. En el dibujo r, la resistencia es el peso del objeto que queremos levantar.

Las palancas de segundo género son aquellas en las que el punto de apoyo está en un extremo, y cerca de él se encuentra la resistencia. Un ejem-plo es el cascanueces, formado por dos palan-cas de segundo género, o una cizalla. t

Las palancas de tercer género son aquellas en las que el punto de apoyo está en un extremo, y cerca de él se encuentra la fuerza que aplicamos. Este tipo de palanca se encuentra en nuestros brazos y en algunas grúas. t

r Funcionamiento de la palanca. El brazo más corto hace un recorrido menor que el largo y ejerce mucha más fuerza sobre el objeto.

t Ejemplos de palancas de los tres géneros. A. El alicate está formado por dos palancas de primer género. B. La cizalla es una palanca de segundo género. C. La articulación del codo es una palanca de tercer género.

1. ¿Por qué los patines tienen ruedas?

2. Indica si es correcta la siguiente oración y explica por qué.

La polea permite elevar objetos pesados con menor fuerza que si se hiciera sin ella.

Cuestiones

fuerza

fuerza

fuerza

fuerza

fuerza

fuerza

fuerza

fuerza

fuerzafuerza

A

A

B

C

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Ideas TICCómo compartir/imprimir listas de correo no deseado Para compartir con otras personas las listas de su filtro de correo electrónico no deseado, o para imprimirlas, debe exportar dichas direcciones a un archivo de texto. Siga estos pasos:1.º Haga clic en el menú Herramientas y seleccione Opciones…2.º En la ficha Preferencias haga clic sobre el botón Correo electrónico

no deseado…3.º Seleccione la ficha Remitentes bloqueados y haga clic en el botón

Exportar al archivo…4.º Escoja la carpeta donde desea guardar esta información, dele un

nombre al archivo y pulse en el botón Guardar.

Más información en la redBalanza virtual

http://www.walter-fendt.de/ph14s/lever_s.htm

Con esta balanza virtual pue-de simular la experiencia de la sección Aprende a hacer. En la página aparecen con-ceptos físicos más elevados que el nivel de nuestros alumnos, pero puede obviar-los para trabajar directamen-te con la balanza.

Para evaluar


R13


R16


R14


R15

Ponte a prueba

Utilice estas actividades para lle-var a cabo una evaluación colecti-va de la unidad.

El recurso 13 plantea preguntas sobre temas de toda la unidad. Puede pedir que respondan las preguntas individualmente o en grupos. También puede pedir a los alumnos que elaboren por grupos un cuestionario parecido a este.

En el recurso 14 deben relacionar diversas máquinas simples con su función. Pida que razonen su respuesta haciendo uso de situa-ciones cotidianas en las que se empleen esas máquinas.

En el recurso 15 deben reconocer las partes de una palanca.

El recurso 16 es un crucigrama con conceptos de toda la unidad. Puede pedir que cada palabra la indique un alumno diferente, o puede resolverlo en común.

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Para explicar

presentación

R17

Un experimento con fuerzas

Esta presentación le ayudará a explicar cómo se realiza el proce-dimiento. Incluye las soluciones a las actividades 11 y 12. Además, explica el fundamento de las ba-lanzas, que no son sino palancas de primer género.

UNIDAD 7

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1. Observa las viñetas y contesta las preguntas.

a. ¿Por qué comienza a moverse la bola en A?

b. ¿Hay alguna fuerza que haga que la bola se mueva en B?

c. ¿Por qué se detiene la bola en C?

2. Copia el dibujo y añade una flecha gruesa verde para representar la fuerza que ejerce el caballo sobre el carro, otra roja para representar la fuerza de rozamiento y una flecha fina azul para representar el movimiento.

3. Explica qué es la velocidad y cómo se calcula la velocidad de un cuerpo.

ActividadesComprende

Razona

Aplica

4. ¿Cuál de los tres trayectos seguirá el balón? Describe cómo es el movimiento en la opción que elijas.

5. Enumera las máquinas simples que has visto en esta unidad y explica cuál es su utilidad.

8. La distancia entre Madrid y Tenerife es de unos 1.800 km. Cuando Jennifer fue de vacaciones, el avión tardó dos horas desde que despegó en Madrid hasta que aterrizó en Tenerife. ¿A qué velocidad hizo el avión el viaje?

6. Imagina que vas en un vagón de tren con una pelota en la mano. Si lanzas la pelota hacia arriba, ¿te volverá a caer en la mano? ¿O caerá más atrás, puesto que vas moviéndote? Explica por qué.

7. Cuando vamos en un coche y este gira rápidamente en una curva, nos aplastamos contra la puerta o la persona que va junto a nosotros. Explica por qué.

A

A

B

CB

C

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7

APRENDE A HACER

Un experimento con fuerzas

Vamos a realizar un experimento con una palanca para comprobar cómo actúan estas máquinas simples.

1. Consigue un listón de madera de 45 centímetros de longitud. Haz una marca en su punto medio. Luego, en los brazos, haz marcas a los 10 cm y a los 20 cm del centro, como se ve en el dibujo.

2. Pega vasitos desechables de plástico en las marcas de los brazos, o sujétalos con chinchetas y márcalos con números como en la ilustración.

3. Coloca bajo la marca de la mitad un lapicero redondo, que será el punto de apoyo. La palanca debe quedar equilibrada. Si no está equilibrada, mueve un poco el punto de apoyo hasta conseguirlo.

7

11. Coloca cuatro canicas iguales en el vaso 2. ¿Cuántas canicas debes colocar en el vaso 3 para que se equilibre la palanca? ¿Y cuántas en el 4?

12. Coloca ahora las cuatro canicas en el vaso 1 y averigua cuántas debes colocar en el vaso 3 y en el vaso 4 para equilibrar la palanca.

13. Redacta un informe del experimento. Debe recoger qué has hecho, qué resultados has obtenido y qué conclusión extraes de ello.

9. ¿Cuál de las dos arqueras es más probable que acierte en la diana: la A o la B?

10. Un remo es una palanca. ¿De qué género es? Describe cómo actúa.

A

1

2

3

B

20 cm

10 cm

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Ideas TICtweetiez http://www.tweetiez.com/

Tweetiez es una barra de herramientas que le permiti-rá añadir en su navegador todo lo que necesita para poder utilizar Twitter rápida y fácilmente.

Más información en la redmáquinas de efectos encadenados

http://www.youtube.com/watch?v=RpzcQhh1azA&feature=related

En este vídeo se muestran varias máquinas de efectos encadenados. Funcionan a base de una ingeniosa com-binación de palancas, planos inclinados y ruedas. Puede mostrar algunas de estas máquinas para terminar la unidad de un modo lúdico.

Para evaluar


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Resumen de la unidad

Este recurso presenta el resu-men de la actividad 1 del libro del alumno, con algunos huecos para completar. Puede solicitar que elijan entre las palabras que apa-recen en el recuadro o que digan la respuesta correcta sin ver las opciones. Si le parece convenien-te, puede pedir que aprendan de memoria este resumen.

Amplíe los esquemas de la activi-dad 2 para resolverla en común. Vaya preguntando a distintos alum-nos para evaluar sus conocimien-tos, y pida siempre que justifiquen las respuestas.

En el esquema que muestra el movimiento de la bicicleta, se ve que la fuerza del pedaleo es mayor que la fuerza del rozamien-to, luego la velocidad aumenta. En el tercer dibujo, la fuerza del pedaleo es igual a la fuerza del rozamiento, lo que se traduce en que la bicicleta se mueve a la misma velocidad. En el último dibu-jo, el ciclista deja de pedalear, por lo que la fuerza del rozamiento hará que la velocidad vaya disminuyendo hasta que se detenga.

El siguiente esquema muestra un lanzamiento hacia arriba. La gra-vedad va frenando la pelota, has-ta que esta se detiene y comienza a caer aumentando su velocidad.

El tercer esquema muestra un lanzamiento hacia delante. Se ob-serva la trayectoria curva y el au-mento que va experimentando la velocidad.

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Para evaluar

Divida a los alumnos en grupos y deje tiempo para que resuelvan las pruebas de ingenio. Luego, amplíe cada problema y pida a alumnos de cada grupo que lo re-suelvan sobre la página proyecta-da. Pregunte a los demás si están de acuerdo con la resolución y, si no lo están, por qué.

UNIDAD 7

99

98

3. ESTUDIO EFICAZ. Elabora un cuadro sobre las máquinas simples. Incluye su utilidad y, en el caso de la palanca, sus tipos.

1. Lee el resumen.

El movimientoLos cuerpos están detenidos o se mueven en línea recta sin variar su velocidad hasta que actúe una fuerza sobre ellos.

La fuerza de rozamiento actúa sobre los cuerpos en movimien-to y los frena.

La velocidad indica lo rápido que se mueve un cuerpo. Se ave-rigua dividiendo el espacio que recorre el cuerpo entre el tiem-po que emplea.

La fuerza de gravedad hace que aumente la velocidad de los cuerpos que caen y disminuya la de los cuerpos que se lanzan hacia arriba.

Las máquinas simplesLas principales máquinas simples son la rueda, la polea, el plano inclinado y la palanca.

La rueda disminuye la fuerza de rozamiento. La polea cambia la dirección de una fuerza. La palanca y el plano inclinado permiten aplicar fuerzas menores.

Repasa

2. ESTUDIO EFICAZ. Estudia estos esquemas y explica lo que ocurre en cada uno de ellos.

La velocidad aumenta.

velocidad

La pelota sube, se detiene y baja.

fuerza de gravedad

La pelota sigue una trayectoria curva.

La velocidad se mantiene.

La velocidad disminuye.

fuerza del pedaleo


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ERES CAPAZ DE…

Resolver problemas sobre máquinas simples

1. Resuelve las pruebas de ingenio de la página y explica la solución.

2. Inventa tú otra prueba de ingenio parecida a estas.

Pruebas

de ingenio

¿Cuál de los trogloditas tendrá que hacer más fuerza para mover la piedra?

¿Cuál de las carretillas será

más fácil delevantar?

A

B

C

a

b

¿A cuál de las pirámides

hay que enviar a los trabajadores

más fuertes?

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Ideas TICContratación de dominios http://observatorio.cnice.mec.es/modules.php?op=modload&name=News&file=article&sid=276

En este artículo del Observa-torio Tecnológico del ISFTIC, su autora, Pilar Ayuso, argu-menta sobre la conveniencia de contratar una dirección IP fija y un nombre de dominio asociado a ella para publicar en Internet las páginas web del centro.

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