E. E. S. N° 47 “Manuel Belgrano”

SECUENCIA DIDÁCTICA N°1 “Las fuerzas en la vida cotidiana”

ESPACIO: Cs Naturales II: Físico-Química

PROFESORA: Borelli Sandra

POFESOR DE RESIDENCIA: López, Carlos

RESIDENTES: Alarcón Kevin Alexis

Driutti Pumhöesl Gloria Marlene

CURSO: 2 do DIVISIÓN: 2 da

BLOQUE: 80 min DÍA y HORA: jueves de 10:30hs a11:50hs.

UNIDAD TEMÁTICA: Fuerza

Problemática:

¿En dónde se utiliza la fuerza? ¿para qué aplicamos fuerza? ¿dónde la aplicamos? ¿cómo podemos representar esas fuerzas?

TIEMPO ESTIMADO POR CLASE:

80 minutos.

OBJETIVOS:

Al finalizar el tema los estudiantes:

Interpretarán los sistemas de fuerzas colineales

Afianzarán los conocimientos adquiridos sobre sistemas de fuerzas a través

de ejercicios de aplicación en clase, utilizando correctamente los

instrumentos de geometría.

Comprenderán la existencia de los sistemas de fuerzas en tareas

cotidianas, como levantar un balde, tirar de una soga, etc.

APRENDIZAJES ESPERADOS:

a) Conceptuales: Sistema de fuerzas colineales de igual y distinto sentido. Método analítico y método gráfico.

b) Procedimentales

Que los estudiantes desarrollen y fortalezcan sus habilidades en:

La búsqueda de información relevante en medios impresos y electrónicos para sus selección pertinente, análisis y síntesis.

El manejo con destreza de los instrumentos de geometría y calculadora La construcción de los sistemas de fuerzas mediante los instrumentos

apropiados.

c) Actitudinales

Que los estudiantes:

Valoren el trabajo en grupo de aprendizaje colaborativo. Valoren la importancia del uso de los sistemas de fuerzas en la vida diaria. Muestren compromiso y solidaridad en el trabajo en clase.

CONTENIDOS TEMÁTICOS A DESARROLLAR:

Sistema de fuerzas colineales de igual y distinto sentido Método analítico y gráfico.

ESTRETEGIAS DIDÁCTICAS PARA LOGRAR APRENDIZAJES SIGNIFICATIVOS

Trabajo grupal Trabajo individual

Resolución de cuestionarios. Búsqueda de información en páginas web, libros, etc. Etc.

MATERIALES RECURSOS Y HERRAMIENTAS

Materiales: tiza, borrador, netbook, afiches, calculadora, reglas, escuadras, fotocopias, semicírculo (o transportador), cinta adhesiva, soga,

Humanos: profesor del curso, profesor de residencia, residentes, educandos

ACTIVIDADES Y ESTRATEGIAS DE APRENDIZAJES

SESIÓN DE APERTURA N° 1

Los educandos deben tener nociones básicas de fuerza, cómo se la representa, para poder introducirlos al sistema de fuerzas colineales de igual sentido.

a) Se realizará un breve repaso sobre qué es una fuerza, cuáles son sus elementos, con ejemplos concretos y se graficará con el gráfico del vector

Fuerza: es toda aquella acción que permite cambiar el estado de reposo o de movimiento de un cuerpo o de deformarlo y los elementos son punto de aplicación, módulo o intensidad, dirección y sentido.

…………. ……………..

b) Pedirá que indiquen sus elementos:

c) Si cada vector representa una fuerza, ¿Qué pasaría si se encuentran una detrás de otra en la misma dirección?

Se obtendría una suma de fuerzas que actúan en la misma recta de acción.

d) Se presentará el tema a desarrollar y se anotará en el pizarrón: “SISTEMA DE FUERZAS COLINEALES”.

e) Se le explicará que colineal proviene del prefijo “co” que significa “unido a” o “con” y lineal que significa “perteneciente a una línea”.

f) Se dicará la definición de sistema de fuerzas colineales:

g) Se mostrarán las siguientes imágenes para explicar que existen diferentes sistemas de fuerzas

h) Aclarará: en la imagen número 1 no se aplican fuerzas colineales de igual sentido, ya que las fuerzas que intervienen, ya que la fuerza que interviene al levantar las pesas es hacia arriba. En la imagen número 2 se aplican fuerzas colineales pero de distinto sentido, ya que uno aplica hacia la derecha y el otro hacia la izquierda. En la imagen número 4 no se aplican fuerzas colineales, ya que no suceden en la misma recta de acción, pero sí se unen en un punto (sistema de fuerzas concurrentes)

i) Se presentará la siguiente situación problemática

“Esteban y Bruno se encuentran moviendo una maceta hacia la derecha, donde Esteban realiza una fuerza de 5N y Bruno una de 3N, ¿qué sucede con las fuerzas?”

j) Aclarará: se elige un punto de origen para graficar las fuerzas.k) Darán valores a cada fuerza: F1=5N y F2=3N y las representarán a través

de una escala adecuada: 1N 1cm

l) Los alumnos lo harán en sus carpetas y el residente en la pizarra

Resolución: F1 = 5N 1N………1cm

5N….....x= 5cm

F2= 3N 1N………..1cm

3N……x= 3cm

Sistema de fuerzas colineales: son fuerzas colineales aquellas cuyas rectas de acción son las mismas. Estas pueden ser de igual sentido o de distinto sentido.

m) Mencionará: en primer lugar hay que marcar el punto de origen o el punto de aplicación en la dirección. Seguidamente se debe graficar la fuerza 1 y a partir del extremo de ésta graficar en la misma dirección y sentido la otra fuerza, en este caso, fuerza 2.

n) Seguidamente explicará: En un sistema de fuerzas colineales de igual sentido para hallar la fuerza resultante se debe sumar todas las fuerzas que intervienen en el sistema de fuerzas: FR= F1 + F2 + F3 +F…….La fuerza resultante es una fuerza única capaz de producir el mismo efecto que cada uno de los componentes del sistema de fuerzas y su intensidad es mayor a cualquiera de ellas

o) A continuación se representará la resultante, que tendrá F1 y F2, con la misma dirección y sentido

p) Se procederá a explicar el método analítico utilizando la siguiente fórmula:

R= ∑ F

FR= F1 + F2

FR= 5N + 3N

FR= 8N

Si nuestra resultante en el gráfico nos dio 8N y tenemos una escala de 1N….1cm:

1N………1cm

8N……..x=8cm

q) Se les dará la siguiente actividad para que construyan con la clase:

F1 F2

F1 F2

R

Datos:

F1=36N

F2= 48N

Resolución

Escala 12N…..1cm

F1= 36N 12N…….1cm F2=48N 12N…….1cm

36N…..x= 3cm 48N……x= 4cm

F1 F2

R

FR= F1 + F2

FR= 36N + 48N

FR=84N

12N………1cm

84N……..x= 7cm

r) Se pedirá que se agrupen de a dos, según afinidad y se repartirán las siguientes actividades.

s) Se controlarán los ejercicios que alcancen a resolver los educandos.

t) A modo de cierre, se realizará un breve repaso de lo desarrollado. realizando unas preguntas como: ¿qué es un sistema de fuerzas? ¿qué sistemas de fuerzas existen? ¿qué es sistema de fuerzas colineales? Ejemplifique el sistema de fuerza colineal de igual sentido.

Resolución de la guía número 1:

Ejercicio 1. a) Datos:

F1=784N F2=100kg 9,8N…….1kg

784N….x=80kg

FR= F1 + F2

FR= 80kg +100kg

FR= 180kg

2) la imagen número 2 es la que corresponde al sistema de fuerza colineal de igual sentido.

Guía de actividades:

1) Hallar la resultante analítica del siguiente sistema de fuerza colineal de igual sentido 784N y 100kg.

2) Identificar cuáles de los dos sistemas es colineal de igual sentido:

3) Hallar la resultante gráfica del siguiente sistema de fuerzas:

F1= 2,5cm F1 F2

F2= 4cm

ACTIVIDADES Y TAREA EXTRAÁULICA:

a) Solicitará que realicen una situación problema de sistemas de fuerzas colineales de distinto sentido como la que se explica a continuación: Dos chicos disputan una pelota en un partido de básquet, uno de ellos es mucho más grande que el otro ¿Quién se quedará con la pelota? ¿Por qué?

3)

F1 F2

R

4) Respuesta: en el partido de básquet, ganará la pelota quien realice más fuerza. Es un sistema colineal de sentido contrario.

SESIÓN N°2

a) Comenzará la clase del día controlando la tarea extra áulica:

ACTIVIDADES Y TAREA EXTRAÁULICA:

1) Solicitará que realicen una situación problema de sistemas de fuerzas colineales de distinto sentido como la que se explica a continuación: Dos chicos disputan una pelota en un partido de básquet, uno de ellos es mucho más grande que el otro ¿Quién se quedará con la pelota? ¿Por qué?

b) Preguntará qué situaciones problemas encontraron y/o redactaron.

c) Presentará una serie de imágenes donde se muestren distintas aplicaciones de fuerzas:

d) Preguntará qué diferencia y similitudes encuentran entre dichas imágenes.

e) Responderán según sus saberes: en todas se aplican sistemas de fuerzas,

pero en algunas hay colineales de igual y distinto sentido.

f) Aclarará: en la imagen número 3 se aplica una fuerza colineal de igual

sentido. En la imagen número 4 se aplica una fuera vertical sobre la pelota,

y a la vez, el agua ejerce otra fuerza hacia arriba, llamada empuje. En las

imágenes número 1 y 2 se aplican fuerzas colineales de distinto sentido.

g) Dirá y escribirá en el pizarrón el tema a desarrollar: SISTEMAS DE

FUERZAS COLINEALES DE DISTINTO SENTIDO.

h) Explicará y dictará:

i) Exhibirá una plancha de telgopor con un ejemplo de un sistema de fuerzas

colineales de igual sentido.

j) Seguidamente explicará: En un sistema de fuerzas colineales de igual sentido para hallar la fuerza resultante se debe sumar todas las fuerzas que intervienen en el sistema de fuerzas: FR= F1 + F2 + F3 +F…….La fuerza resultante es una fuerza única capaz de producir el mismo efecto que cada uno de los componentes del sistema de fuerzas y su intensidad es mayor a cualquiera de ellas.En este caso se debe sumar la F1 y F2.

k) Pedirá a un alumno que marque la resultante en el ejemplo del telgopor

l) Pedirá que otro alumno pase al frente y convierta el ejemplo anterior en un sistema de fuerzas de distinto sentido, para que los educandos puedan observar y entender la diferencia que existe entre los dos tipos de sistemas de fuerzas

m) Aclarará: así como en el sistema de fuerzas colineales de igual sentido se elige un punto de origen para graficar las fuerzas, en un sistema de fuerzas

Un sistema de fuerzas colineales de distinto sentido es aquel en el que intervienen dos o más fuerzas en la misma recta de acción pero con sentidos contrarios.

F1 F2

F1 F2

R

La resultante de sistemas de fuerzas de distinto sentido es igual a la diferencia entre todas las fuerzas presentes en el sistema de fuerzas

de sentido contrario también se debe elegir un punto de origen para representar las fuerzas; sólo que éstas tendrán sentidos contrarios.

n) Darán valores a cada fuerza: F1=60N y F2=30N y las representarán a través de una escala adecuada: 10N…………1cm

o) Los alumnos lo harán en sus carpetas y la docente en la pizarra con el telgopor:

F1=60N 10N……1cm F2=30N 10N………1cm 60N…..x= 6cm 30N………x= 3cm

p) Mencionará: en primer lugar hay que marcar el punto de origen o el punto de aplicación en la dirección. Seguidamente se debe graficar la fuerza de mayor intensidad y a partir del extremo de ésta graficar sobre la misma dirección la otra fuerza de menor intensidad:

q) Explicará cómo hallar la resultante de un sistema de fuerzas colineales de distinto sentido:

r) Para hallar la resultante se debe restar las fuerzas de mayor intensidad por las de menor intensidad: FR= FMA - FME. La FR tendrá siempre el mismo sentido que la fuerza mayor y se la debe graficar desde el punto de origen de las fuerzas hacia el sentido de la fuerza mayor.

s) Con los valores y la escala del ejemplo anterior hallarán la resultante del sistema de fuerzas colineales de distinto sentido en sus carpetas. La docente lo realizará en la pizarra. En primera instancia hallarán la resultante por medio de la resta de las intensidades de fuerzas que intervienen en el sistema. Luego con la escala propuesta obtendrán el resultado de

F1

F1 F2

Fuerza Resultante:

F1=60N

F2=30N

FR= Fmayor –Fmenor

FR= 60N – 30N

Escala: 30N………1cm

F1= 60N 30N…….1cm F2= 30N……..1cm

60N…x= 2cm 30N…….x= 1cm

Gráfico

F1 F2

R

u) Entregará a los alumnos (de manera individual) una guía de actividades.

Resolver de forma gráfica y analítica los siguientes ejercicios:

a) Dos chicos empujan una caja, uno desde atrás y otro de adelante en el mismo sentido, haciendo Alejandro una fuerza de 400N y Nicolás una fuerza de 300N. ¿Con qué fuerza mueven la caja?

b) Cinco chicos juegan una cinchada. Juan, Gabriel y Alberto, tiran hacia la izquierda con fuerzas de 100N, 200N y 150N respectivamente. Miguel e Ignacio, tiran hacia la derecha con fuerzas de 150N y 200N. ¿Qué equipo ganó y con qué fuerza e pujó al otro equipo?.

c) F1= 500N hacia la izquierda; F2= 300N hacia la derecha

d) F1= 90kg hacia la derecha; F2= 120kg hacia la izquierda

v) Se controlarán los ejercicios que alcancen a resolver los educandos.w) A modo de cierre, se realizará una actividad con 2 educandos, tirando de

una soga para que los contenidos sean significativos, como representa la imagen:

Resolución de la guía de actividades:

Ejercicio 1 a) Datos:

Alejandro: F1= 400N

Nicolás: F2= 300N

Escala= 100N…..1cm

F1= 400N 100N….1cm F2=300N 100N…….1cm

400N….x= 4cm 300N…….x= 3cm

F1 F2

R

FR= F1 + F2 FR= 400N +300N FR= 700N

Ejercicio 1 b) Datos:

Juan o F1= 100N

Gabriel o F2= 200N hacia la izquierda

Alberto o F3= 150N

Miguel o F4=150N hacia la derecha

Ignacio o F5=200N

Escala: 100N…..1cm

F1=100N 100N…..1cm F2= 200N 100N……1cm F3=150N 100N……1cm

100N…x=1cm 200N…..x= 2cm 150N…..x=1,5cm

F4=150N 100N….1cm F5=200N 100N……..1cm

150N…..x=1,5cm 200N…..x=2cm

F1 F2 F3

R F4 F5

FR= ∑(F1+ F2 + F3) - ∑(F4 + F5)

Guía de trabajo:

Integrantes del grupo:

FR= (100N +200N +150N) – (150N + 200N)

FR= 450N – 350N

FR= 100N

Ejercicio 1.c) Datos:

Escala: 100N…. 1cm

F1= 500N 100N…….1cm F2=300N 100N…..1cm

500N…..x=5cm 300N……x=3cm

F1

R F2

FR= F1 – F2

FR= 500N – 300N

FR= 200N hacia la derecha

Ejercicio 1.d) Datos:

F1= 90kg hacia la derecha

F2= 120kg hacia la izquierda

Escala: 30 kg……..1cm

F1= 90kg 30kg…..1cm F2=120kg 30kg……….1cm

90kg……x=3cm 120kg……..x=4cm

R F2

F1

Evaluación de los aprendizajes. Sesión N°3

a) Se comenzará la clase recordando los contenidos que se habían desarrollado, y se presentará la siguiente actividad como cierre de lo aprendido.

b) Se formarán grupos de no más de 4 (cuatro) integrantes para resolver la siguiente guía:

Guía de trabajo:

Integrantes del grupo:

c) Entregarán la guía para que los residentes controlen.

Resolución Guía de Trabajo:

Guía de trabajo:

Integrantes del grupo:

Se tendrá en cuenta: Prolijidad, ortografía y sus respectivos cálculos auxiliares en dicha hoja. Todos los ejercicios deberán estar con birome.

1. Resolver gráfica y analíticamente:

a) Dos chicos empujan una caja, uno desde atrás y otro de adelante en el mismo sentido, haciendo Sebastián una fuerza de 800N y Ricardo una fuerza de 600N. ¿Con qué fuerza mueven la caja?.

Escala 200N……..1cm

F1= 800N 200N………1cm F2=600N 200N…….1cm

800N………x=4cm 600N……x= 3cm

F1 F2

R

FR= F1 + F2

FR= 800N + 600N

FR= 1400N

Respuesta: mueven la caja con una fuerza total de 1400N.

b) Un grupo de chicos están jugando una cinchada (tirar de una soga). Se dividen en dos equipos. El equipo A, tira hacia la izquierda, y está formado por Fernando, que hace una fuerza de 200N, Maximiliano, que hace una fuerza de 300N y Jonathan, que hace una fuerza de 250N. El equipo B tira hacia el lado contrario, y está formado por Daniel, que hace una fuerza de 300N, Tomás, que hace una fuerza de 350N y Joaquín, que hace una fuerza de 250N. ¿Qué equipo ganará la cinchada?, ¿con qué fuerza empujará al otro equipo?

Datos:

Equipo A Equipo B

Fernando= 200N Daniel= 300N

Maximiliano= 300N izquierda Tomás= 350N derecha

Jonathan= 250N Joaquín=250N

Escala: 100N…….1cm

Equipo A

Fernando: 200N 100N…1cm Maximilano: 300N 100N….1cm

200N…x= 2cm 300N…x= 3cm

Jonathan: 250N 100N…..1cm

250N…x=2,5cm

Equipo B

Daniel: 300N 100N…..1cm Tomás:350N 100N…….1cm

300N….x=3cm 350N….x=3,5cm

Joaquín: 250N 100N……..1cm

250N……x=2,5cm

Fernando Maximiliano Jonathan (Equipo A)

Daniel Tomás Joaquín (Equipo B)

FR= ∑(F equipo B) - ∑(F equipo A)

FR= (300N +350N +250N) - (200N +300N + 250N)

FR= 900N - 750N

FR=150N

Respuesta: el equipo que ganará es el equipo B.

2.Completar:

a. Se denomina fuerza a aquella acción capaz de modificar el estado de reposo o de movimiento de un cuerpo o de deformarlo

b. Las unidades para medir fuerza son Kilogramo fuerza (kg) y Newton (N)

c. Las fuerzas son magnitudes vectoriales

d. El sistema de fuerzas colineales es aquella cuyas rectas de acción son las mismas. Estas pueden ser de igual sentido o de distinto sentido.

e. Las fuerzas que tiene igual dirección pero distintas rectas son colineales de distinto sentido.

f. De dos ejemplos de sistemas colineales cuando dos personas empujan un objeto en la misma dirección, como un ropero, una mesa; de distinto sentido cuando se juega a la “cinchada”, etc.

Representa por medio de VECTORES y usando una escala adecuada en cada caso las siguientes fuerzas. Indica las escalas que aplicarás en dichos casos:

a) una fuerza hacia la derecha de 45 N

Escala: 15N….1cm

45N….x= 3cm

b) una fuerza hacia la izquierda de 6000 N

Escala: 2000N…..1cm

6000N….x= 3cm

4 . ¿A cuántos kg equivalen cada una de las fuerzas del ejercicio anterior?

a) 9,8N……..1 kg

45N….x= 4,59kg

b) 9,8N……..1kg

6000N…..612, 22kg

BIBLIOGRAFÍA

http://www.profesorenlinea.cl/fisica/Fuerzas_colineales.html

Física. Alberto Heinemann. Editorial Estrada. Fisica 1. Liliana Reinoso Físico – química 9. Guías para enseñar y aprender- EGB 3 www.barbanet.com . Prof. Barbalace Horacio. Unidad 2