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Temas selectos de Física II
1
NOMBRE DEL DOCENTE: __________________________________________________________
NOMBRE DEL ESTUDIANTE: ________________________________________________________
NO. DE CUENTA: _________________________________ GRUPO: _________________________
SEMESTRE: ______________________________________ FECHA: __________________________
2
C O N T E N I D O
C O N T E N I D O ........................................................................................................................................................... 2
PRESENTACIÓN ............................................................................................................................................................. 3
RECONOCIMIENTOS ...................................................................................................................................................... 4
REGLAMENTO DE USO DE LABORATORIOS ....................................................................................................................... 5
NORMAS DE HIGIENE Y SEGURIDAD PARA LABORATORIOS ................................................................................................ 8
GUÍA DE PRIMEROS AUXILIOS....................................................................................................................................... 11
RÚBRICA DE EVALUACIÓN ............................................................................................................................................ 13
PRÁCTICA 1. EL LABORATORIO ..................................................................................................................................... 14
PRÁCTICA 2. EXPERIMENTO DE INDUCCIÓN DE FARADAY ............................................................................................... 20
PRÁCTICA 3. LEY DE OHM ........................................................................................................................................... 29
PRÁCTICA 4. CONSTRUCCIÓN DE UNA PILA ELÉCTRICA ................................................................................................... 37
PRÁCTICA 5. EL MOTOR ELÉCTRICO .............................................................................................................................. 42
PRÁCTICA 6. EXPERIMENTO DE OERSTED ...................................................................................................................... 47
PRÁCTICA 7. CONSTRUCCIÓN DE UNA BOCINA .............................................................................................................. 53
PRÁCTICA 8. ONDAS MECÁNICAS ................................................................................................................................ 59
PRÁCTICA 9. FUNCIONAMIENTO Y UTILIDAD DE UN TRANSFORMADOR ............................................................................ 68
PRÁCTICA 10. MOVIMIENTO PERIÓDICO Y OSCILADORES ARMÓNICOS ............................................................................ 76
PRÁCTICA 11. REFRACCIÓN DE LA LUZ .......................................................................................................................... 87
PRÁCTICA 12. SIMULACIÓN 1. CARACTERÍSTICAS DEL MOVIMIENTO ONDULATORIO (OPCIONAL) ...................................... 93
RECURSOS BIBLIOGRAFICOS ................................................................................................................................. 98
3
PRESENTACIÓN
El modelo educativo de la Universidad del Valle de México, pone en el centro al estudiante como el
actor principal para que ocurra el proceso enseñanza aprendizaje, para el desarrollo de sus
competencias este modelo presenta las asignaturas de ciencias experimentales donde no solo se
conoce la teoría de los fenómenos naturales, también fomenta una serie de prácticas que contribuirán
a que el estudiante se acerque a la experimentación en situaciones controladas.
El propósito de las prácticas en los laboratorios es familiarizar al estudiante con la metodología de
trabajo de las ciencias, proporcionarle un ambiente donde tenga oportunidad de encontrarse con
sustancias e instrumentos que lo motiven a experimentar.
Es en el laboratorio donde se facilita el trabajo en equipo, se da lugar a un proceso de constante
integración, comunicación, investigación, construcción de ideas, surgimiento de nuevas preguntas, es
donde las actividades experimentales propician la reorganización de conocimientos y facilitan el
alcanzar un aprendizaje significativo.
Para lograr tales fines, se propone este manual que, reforzará el desarrollo de competencias
requiriendo de la participación y guía del profesor, así como el constante apoyo del responsable de
laboratorio, en el caso de que esa figura exista.
4
Cada una de las siguientes prácticas ha sido elegida y propuesta por un grupo de especialistas que tienen
la experiencia necesaria para determinar que son procedimientos adecuados para realizar en el
laboratorio; en cada una se tuvo cuidado especial de garantizar que ninguna de las actividades
desarrolladas utilice sujetos experimentales animales o humanos vivos, así como posibles muestras de
los mismos, atendiendo a la NOM-0871 y a la Ley de Protección a los animales2.
El formato que se presenta en éste grupo de experiencias de laboratorio coincide con lo planteado en
los programas de estudio; esto es, se trata de que el estudiante sea capaz de desarrollar en cada una
de las sesiones prácticas una serie de habilidades y destrezas que le permitan ser competente y llegar
a la resolución de la problemática planteada para cada una de las sesiones de laboratorio.
RECONOCIMIENTOS
En la Vicerrectoría Institucional Académica de Preparatoria (VIAP), nos dimos a la tarea de hacer un
análisis de los manuales o de los materiales con los que se opera en cada plantel y con base en ese
análisis se realizó un diagnóstico que nos permitió identificar la propuesta del Campus que incluía la
mayoría de los elementos que consideramos son los mínimos indispensables. La VIAP reconoce el
esfuerzo de todos los Campus y hace un especial reconocimiento a la Academia de Ciencias
experimentales del Campus Cuernavaca y al Colegio de Bachilleres de Baja California Sur. La propuesta
seleccionada representa un primer acercamiento para homologar lo que se realiza a nivel nacional en
todos los Campus, sin embargo, es una propuesta que sin duda podrá ser mejorada.
1 NORMA OFICIAL MEXICANA NOM-087-SEMARNAT-SSA1-2002, PROTECCIÓN AMBIENTAL - SALUD AMBIENTAL - RESIDUOS PELIGROSOS
BIOLÓGICOINFECCIOSOS- CLASIFICACIÓN Y ESPECIFICACIONES DE MANEJO. Publicado en el Diario Oficial de la Federación el 17 de febrero de 2003
2 Publicado en la Gaceta Oficial del Distrito Federal del 26 de febrero de 2002
Última reforma publicada en la Gaceta Oficial del Distrito Federal el 18 de diciembre de 2014.
5
REGLAMENTO DE USO DE LABORATORIOS CAPÍTULO I
DISPOSICIONES GENERALES
Artículo 1. El presente reglamento es de observancia general y obligatoria para todos los usuarios de los
laboratorios de Química, Física y Bilogía de preparatoria en la Universidad del Valle de México para efectos
de este ordenamiento y con el objeto de abreviar su denominación se designará a los laboratorios con las
siglas lb.
Artículo 2. Los materiales y reactivos de las prácticas no deberán ser sacados del laboratorio
correspondiente salvo en los casos de siniestros peligro obras de reparación, mantenimiento, o limpieza.
Artículo 3. Los materiales y equipos sean cual fuere su naturaleza deberán ser utilizados con extrema
precaución.
Artículo 4. El laboratorio contara con un catálogo de prácticas programadas y autorizadas por la
academia correspondiente para la correcta ejecución y supervisión de las mismas.
Artículo 5. Para llevar a cabo una práctica en el laboratorio se deberá contar con la presencia del profesor
de la asignatura y de su auxiliar en caso de ser necesario, así como el uso de bata por los alumnos y
maestros.
Artículo 6. El curso escolar no habrá concluido hasta que los estudiantes hayan cubierto la última
práctica propuesta por la academia.
CAPÍTULO II.
USO DE LOS LABORATORIOS
Artículo 7. Podrán hacer uso del laboratorio en los horarios programados para la asignatura los
estudiantes que estén debidamente inscritos en los grupos respectivos.
Artículo 8. El número máximo de estudiantes que podrán intervenir en las prácticas del laboratorio
durante una misma sesión será de 30 alumnos.
Artículo 9. No se dará inscripción a ninguna asignatura en el semestre lectivo aquellos estudiantes que
adeuden cualquier equipo instrumento o material, reactivo o componente al laboratorio.
Artículo 10. En caso de existir algún adeudo de los mencionados en el artículo anterior el estudiante
deberá cubrirlo a la brevedad posible con las características y especificaciones del dañado mientras no
haya cumplido le será impedido el acceso a sus clases.
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Artículo 11. En caso de prácticas y/o proyectos de investigación que requieran de un apoyo adicional,
deberán solicitarlo con anticipación para su autorización.
Artículo 12. Se prohíbe la introducción de alimentos y bebidas al laboratorio.
Artículo 13. Dentro del laboratorio se prohíbe fumar o prender fuego no autorizado para realizar las
prácticas correspondientes.
Artículo 14. Por ningún motivo sé podrá prestar batas por parte del personal de laboratorios a los
alumnos.
Artículo 15. Las batas de los alumnos deberán ser 100% algodón, estar bordadas con su nombre en la
parte frontal.
CAPÍTULO III.
SISTEMA DE ACREDITACIÓN
Artículo 16. Un estudiante tendrá derecho a la evaluación final para acreditar una asignatura teórica
practica con base a los lineamientos porcentuales que fije el reglamento de evaluación.
Artículo 17. No se podrá asentar la calificación definitiva de una asignatura teórica práctica hasta que
no se haya cumplido con la totalidad de las prácticas.
Artículo 18. El peso que tendrán las practicas sobre la calificación que se asentará en la boleta del
estudiante será aquel estipulado de acuerdo al número de créditos en los planes y programas de estudio
vigentes es decir la evaluación sé hará en forma integral considerando las horas teórico prácticas de cada
asignatura y en la proporción que están fijadas en el reglamento correspondiente.
Artículo 19. En caso de que el profesor de prácticas sea distinto al de teoría el primero evaluara y enviara
las calificaciones al segundo en un plazo no mayor a tres días después de terminadas las labores del
laboratorio en cada periodo escolar.
CAPÍTULO IV.
OBLIGACIONES
Artículo 20. Los estudiantes tendrán las siguientes obligaciones:
I. Cumplir con las normas de higiene y seguridad establecidas para el laboratorio.
II. Presentarse a sus prácticas con bata blanca.
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III. Cuidar las instalaciones y equipos del laboratorio dándoles el uso adecuado.
IV. Presentarse puntualmente con el material requerido a la práctica a realizar.
V. Observar buena conducta dentro del laboratorio.
VI. Cumplir con el 80% de asistencias al laboratorio.
VII. Cumplir con el 100% de las prácticas establecidas.
VIII. Informar al profesor de los desperfectos que detecte en el uso de los equipos e
instalaciones.
IX. Entregar los reportes necesarios de cada práctica conforme lo señale el manual
correspondiente elaborado por la academia.
X. Deberá traer o prever lo necesario para guardar sus cosas en los lugares destinados
para ello ya que el personal no se hará responsable de la perdida de objetos de valor
en el área de laboratorios.
XI. Evitar el uso de teléfonos celulares y cualquier dispositivo electrónico de uso
personal dentro de los laboratorios.
XII. Solo alumnos del grupo podrán estar en los laboratorios para tomar su clase.
CAPÍTULO V.
SANCIONES
Artículo 21. Las sanciones a las que se harán acreedores los diversos miembros de la comunidad
universitaria por incumplimiento del presente reglamento serán aquellas que determine el comité de
honor y justicia del plantel y siendo faltas leves el rector del plantel
Artículo 22. Las sanciones podrán ser de dos tipos: temporales y definitivas.
Artículo 23. Las faltas cometidas a este reglamento podrán ser consideradas como:
A. Faltas graves son aquellas que ponen en riesgo la integridad física de
los usuarios y/o afecten al uso de instalaciones.
B. Faltas leves es decir aquella que no pongan en riesgo la integridad física
de los usuarios ni afecten al buen uso de las instalaciones.
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Artículo 24. Los estudiantes infractores de este reglamento se harán acreedores a las siguientes
sanciones:
1. Negativa a su reinscripción a la universidad si adeudan cualquier tipo de material
reactivo o componente de los equipos que formen parte integral de los laboratorios
de acuerdo a la información girada a la dirección de servicios escolares y rectoría del
plantel.
2. Reposición al día siguiente de ocurrido el hecho del equipo
desaparecido o destruido con las mismas características y normas de
calidad especificadas por el fabricante.
3. Pago de los daños causados por su negligencia en el uso de las instalaciones materiales
accesorios y equipos.
4. Baja del laboratorio en el caso de reincidencia en el hecho mencionado en la fracción
anterior.
5. Expulsión de la universidad en caso de robo y/o mutilación intencional de cualquier
componente reactivo o equipo debiendo además reponer lo substraído o destruido.
En aquellas situaciones no previstas por el presente reglamento la sanción será fijada por el comité de
honor y justicia del plantel.
NORMAS DE HIGIENE Y SEGURIDAD PARA LABORATORIOS
Para que el desarrollo de una práctica de laboratorio logre sus objetivos, deberán seguirse ciertas
normas de seguridad con el fin de evitar accidentes, algunos quizá con consecuencias graves.
Es por ello que, al realizar un experimento, debes seguir con mucho cuidado las instrucciones de tu
profesor y llevar a cabo los experimentos leyendo con atención en tu manual de prácticas las
operaciones a seguir para el éxito de las mismas.
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A continuación, se numeran una serie de indicaciones.
1. Revise el procedimiento de cada práctica antes de entrar al laboratorio, de esta
forma podrá organizar debidamente su trabajo y será capaz de hacer un análisis más
cuidadoso de cuanto sucedió en ella.
2. Antes de iniciar la práctica cerciórate de que todas las llaves de las mesas de trabajo,
en especial las que están conectadas al gas, funcionen perfectamente y que no
existan fugas.
3. Verifica que la campana de extracción y regadera de presión funcionen.
4. Ubica los extintores y el botiquín.
5. Colócate tu bata de laboratorio, la cuál debe ser de manga larga, blanca y estar
limpia.
6. Cuando trabajes con sustancias que desprenden vapores tóxicos, se recomienda
usar lentes de seguridad o googles y trabajar en la campana de extracción.
7. No jugar o hacer bromas con los compañeros dentro del laboratorio.
8. En la mesa de trabajo debe estar únicamente el material y las sustancias con las
cuáles se va a experimentar, así como el manual de prácticas de cada uno.
9. No se debe comer o beber en el laboratorio, recuerda todas las sustancias que se
encuentran dentro del laboratorio son reactivos.
10. No se debe fumar o encender cerillos sin autorización.
11. Antes de encender el mechero, cerciórate primero de que esté lo suficientemente
alejado de sustancias volátiles o combustibles y en seguida prende el cerillo,
colócalo en la boca del mechero y luego abre la llave de gas.
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12. No intente efectuar experimentos que no se le hayan indicado porque puede
ocurrir un accidente.
13. Los tubos de ensayo deben calentarse por las paredes para evitar la expulsión de
su contenido. Evite dirigirlos hacia usted o sus compañeros.
14. Nunca sometas a calentamiento el material de precisión (matraces aforados,
probetas, etc.) porque se rompen fácilmente o se deforman.
15. Cuando diluyas un ácido viértelo con cuidado en agua y agítalo constantemente,
nunca haga la operación inversa pues se libera vapor casi explosivamente. “No des
de beber al ácido”.
16. Si cae en usted o en su ropa algún material corrosivo, a excepción del ácido
sulfúrico, lávese inmediatamente con agua en abundancia y llame al profesor.
17. Al percibir el olor de un líquido no coloques tu cara sobre la boca del recipiente, lo
debes colocar a 15 centímetros de tu cara y con tu mano abanica el aroma.
18. Antes de usar cualquier reactivo lee dos veces la etiqueta para estar seguro de su
contenido.
19. No cierres herméticamente los recipientes en los que haya desprendimiento de
gas.
20. Los ácidos en general son corrosivos, por lo que no deben desecharse en la tarja.
Es conveniente almacenarlos temporalmente en contenedores adecuados.
21. Usa los vidrios de reloj para pesar sustancias sólidas o semisólidas. Nunca peses
directamente en los platillos de la balanza.
22. Cuando por algún motivo no puedas finalizar tu experimento en el tiempo
estipulado, coloca etiquetas que indiquen el contenido de los matraces o frascos
que haya usado.
11
23. Los ácidos o sustancias corrosivas no se pipetean con la boca. Utiliza perillas para
pipeta diseñadas específicamente para estos casos.
24. Evite al máximo la contaminación de los reactivos. Una vez extraídos de su
recipiente no deberán regresarse a este, use una espátula o pipeta para cada
sustancia según corresponda.
Nota: Como medida de precaución adicional el profesor debe dar el visto bueno para el
inicio de cada experimento.
GUÍA DE PRIMEROS AUXILIOS ACETONA
La inhalación de vapores de acetona causa bronquitis crónica, en caso de ingestión es necesario lavar el
estómago, por lo que inmediatamente debes acudir al médico.
ÁCIDOS y ÁLCALIS (BASES)
La gestión de ácidos (clorhídrico, nítrico, sulfúrico, fosfórico y acético) y/o álcalis (sosa cáustica NaOH,
potasa cáustica KOH, cal y amoniaco) causa dolores estomacales, náuseas, vómitos y diarrea, en la
primera fase de acción. Suministra rápidamente, leche o clara de huevos y acude inmediatamente al
doctor, recuerda que el tiempo casi siempre es un factor clave.
Si accidentalmente te cae ácido en la ropa, seca y aplica hidróxido de amonio para neutralizar su efecto.
Sin un ácido cae sobre tu piel, rápidamente seca y lava con mucha agua para diluir. En caso de que te haya producido una quemadura leve aplica una solución de bicarbonato de sodio al 25 %, o bien cubre la herida con vaselina y una gasa para acudir al médico inmediatamente.
Si un ácido cae en tus ojos enjuaga con abundante agua y acude al médico lo más rápido posible
Si cae una base sobre tu ropa, aplica ácido acético diluido o ácido bórico.
Si una base cae sobre tu piel, seca y lava con abundante agua, si se considera necesario aplica una solución de ácido acético diluido o ácido bórico.
Si una base cae en tus ojos, lava con suficiente agua y acude al médico inmediatamente.
12
ALCOHOL METILICO (Conocido como industrial)
La ingestión de este tipo de alcohol que no es comestible genera, algunas horas después de su ingestión,
trastornos digestivos (náuseas, vómitos, dolores abdominales, etc.), alteraciones nerviosas (dolor de
cabeza, vértigos, trastornos visuales), etc. Suministra al paciente bicarbonato de sodio en solución y
acude al médico.
AMONIACO
Los vapores del amoniaco son solubles en las secreciones de las vías respiratorias donde actúa como
cáustico y la solución acuosa de amoniaco ocasiona sobre todo intoxicaciones.
BROMUROS
Los bromuros utilizados corrientemente son los de calcio, sodio y potasio. La intoxicación por bromuros
se manifiesta por conjuntivitis, rinitis, anorexia, náuseas y a veces acné. Trastornos nerviosos como
somnolencia y menos frecuentemente excitación motora con alucinaciones. En casos como estos es
necesario acudir lo más pronto con el médico.
COBRE
La inhalación de cobre metálico provoca fiebre. La ingestión de sales de cobre (sulfato) provoca,
gastroenteritis suministra al paciente agua o leche para diluir el tóxico y llévalo con el médico para un
lavado de estómago. El sulfato de cobre causa diarreas verdes.
TETRACLORURO DE CARBONO
La ingestión de tetracloruro de carbono causa gastroenteritis crónica seguid de hepatitis tóxica. La
inhalación de dosis masivas causa edema de pulmón (poco frecuente) o un estado de narcosis.
En caso de ingestión es necesario practicar un lavado de estómago y en caso de inhalación, respiración
artificial, oxígeno, desvestir al intoxicado y lavarlo.
Estas son algunas recomendaciones que te hacemos y la forma en que debes actuar en el caso de que
alguien sufriera un accidente ingiriendo o inhalando alguna de las sustancias antes mencionadas.
Lo mejor es que siempre te conduzcas con cuidado y prudencia dentro del laboratorio.
13
RÚBRICA DE EVALUACIÓN A continuación, se presenta una rúbrica que permitirá evaluar de desempeño del estudiante en cada una de las
prácticas.
RÚBRICA DE VALORACIÓN DEL TRABAJO EXPERIMENTAL
ESCALA DE CALIFICACIÓN
EXCELENTE 2 Pts. ACEPTABLE 1 Pts. INSUFICIENTE 0 Pts.
1. Preparación
• Identifica todas las variables del
experimento, plantea sus objetivos.
• Buen proceso de preparación, muestra
profundidad en la investigación del tema.
• Incluye las referencias bibliográficas
• Identifica algunas de las variables
del experimento.
• Cumplido en la preparación
demuestra conocimiento del tema.
• No Identifica las variables del
experimento, necesita mucha revisión para
la tarea encargada.
2. Trabajo experimental
• Logra conectar su investigación en
diferentes aspectos de la práctica.
• Desarrolla la práctica experimental de
manera adecuada siguiendo los pasos
correctamente.
• Toma en cuenta la mayor par- te de
las instrucciones.
• Requiere ayuda para desarrollar el
trabajo experimental
• No sigue correctamente las instrucciones,
desatiende al desarrollar el trabajo
experimental.
3. Participación
• Su participación es pertinente y activa, es
fundamental para la ejecución del
experimento y el buen desarrollo de cada uno
de los conceptos.
• Su participación es oportuna,
aporta buenos elementos y presta
atención a las diferentes
participaciones
• Su participación es oportuna, aporta
buenos elementos y presta atención a las
diferentes participaciones
• Está presente pero presta poca atención
a las distintas instrucciones para la
ejecución
de la práctica.
4. Reporte de Resultados
• Interpreta correctamente los resultados del
experimento.
• Presenta los datos en forma profesional
demostrando un nivel alto de comprensión
sobre el contenido.
• Interpreta con algunos erro- res los
resultados del experimento, tiene
errores en los cálculos, requiere de
alguna revisión para alcanzar el nivel
de excelente.
• Interpreta erróneamente los resultados,
comete muchos errores en los cálculos.
• La presentación de los datos es confusa
el trabajo no merece crédito.
5. Elaboración de
Conclusiones
• Elabora conclusiones válidas, bien
fundamentadas basadas en el correcto
análisis de la experimentación.
• Justifica que los explícita- mente que los
objetivos se hayan alcanzado o no.
• Elabora conclusiones parcial- mente
válidas, basadas en una
interpretación en parte correcta de
los resultados
• Menciona vagamente el logro de los
objetivos
• Elabora conclusiones no válidas, basadas
en una interpretación deficiente de los
resultados.
• No menciona en logro de objetivos, no
llega a ninguna conclusión.
14
PRÁCTICA 1. EL LABORATORIO
COMPETENCIAS DISCIPLINARES BÁSICAS EN EL ÁREA EXPERIMENTAL
• Evalúa las implicaciones del uso de la ciencia y la tecnología, así como los fenómenos relacionados
con el origen, continuidad y transformación de la naturaleza para establecer acciones a fin de
preservarla en todas sus manifestaciones.
• Aplica la metodología apropiada en la realización de proyectos interdisciplinarios atendiendo
problemas relacionados con las ciencias experimentales.
• Resuelve problemas establecidos o reales de su entorno, utilizando las ciencias experimentales para
la comprensión y mejora del mismo.
• Analiza la composición, cambios e interdependencia entre la materia y la energía en los fenómenos
naturales, para el uso racional de los recursos de su entorno.
CONSIDERACIONES TEÓRICAS
El laboratorio es el sitio adecuado para realizar las observaciones de los fenómenos físicos. Para ello es
importante conocer el nombre de los instrumentos y materiales necesarios para las actividades a
realizar.
OBJETIVO
Conocer el laboratorio e identificar los instrumentos y materiales utilizados en temas selectos de Física
II.
I. TRABAJO PREVIO
Dibuja un croquis del laboratorio e identifica lo siguiente:
1. Identifica las zonas de riesgos del laboratorio, ubica entrada y salidas de emergencia del laboratorio.
2. Identifica las llaves de gas, agua y vacío.
3. Identifica la regadera de emergencia, el extinguidor, etc.
15
CROQUIS DEL LABORATORIO
16
II. TRABAJO DE LABORATORIO
Distinguir los instrumentos y materiales para la experimentación en Física II (Electricidad,
Electromagnetismo, Mecánica Ondulatoria). Completar la tabla con al menos 10 aparatos de medida.
INSTRUMENTO DIBUJO FUNCIÓN
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CUESTIONARIO
1. ¿El laboratorio cuenta con manuales para el uso de los aparatos?
___________________________________________________________________________________________
___________________________________________________________________________________________
___________________________________________________________________________________________
___________________________________________________________________________________________
___________________________________________________________________________________________
_______________________________________________________________________________
2. ¿Cree usted que el laboratorio cuenta con el material suficiente para la elaboración de las prácticas,
por qué?
___________________________________________________________________________________________
___________________________________________________________________________________________
___________________________________________________________________________________________
___________________________________________________________________________________________
___________________________________________________________________________________________
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3. ¿Cuál es el material más moderno y más antiguo del laboratorio?
___________________________________________________________________________________________
___________________________________________________________________________________________
___________________________________________________________________________________________
___________________________________________________________________________________________
___________________________________________________________________________________________
_______________________________________________________
4. ¿El laboratorio cuenta con botiquín de primeros auxilios?
___________________________________________________________________________________________
___________________________________________________________________________________________
___________________________________________________________________________________________
___________________________________________________________________________________________
___________________________________________________________________________________________
_______________________________________________________
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CONOZCAMOS MÁS….
1. Investiga cuales son los laboratorios de Física más importantes del mundo.
___________________________________________________________________________________________
___________________________________________________________________________________________
___________________________________________________________________________________________
___________________________________________________________________________________________
___________________________________________________________________________________________
_______________________________________________________
FUENTES DE REFERENCIA BIBLIOGRÁFICA:
____________________________________________________________________________________
____________________________________________________________________________________
____________________________________________________________________________________
________________________________________________________________________
CONCLUSIONES
Explica sí se alcanzaron los objetivos de la práctica.
___________________________________________________________________________________________
___________________________________________________________________________________________
_____________________________________________________________________________________
19
EVALUACIÓN DE LA PRÁCTICA
NOMBRE:
RÚBRICA DE VALORACIÓN DEL TRABAJO EXPERIMENTAL
NÚMERO DE EQUIPO:
ESCALA DE CALIFICACIÓN
EXCELENTE 2 Pts. ACEPTABLE 1 Pts. INSUFICIENTE 0 Pts.
1. Preparación
2. Trabajo experimental
3. Participación
4. Reporte de Resultados
5. Elaboración de
Conclusiones
CALIFICACIÓN:
REALIMENTACIÓN:
20
PRÁCTICA 2. EXPERIMENTO DE INDUCCIÓN DE FARADAY
COMPETENCIAS DISCIPLINARES BÁSICAS EN EL ÁREA EXPERIMENTAL
• Evalúa las implicaciones del uso de la ciencia y la tecnología, así como los fenómenos relacionados
con el origen, continuidad y transformación de la naturaleza para establecer acciones a fin de
preservarla en todas sus manifestaciones.
• Aplica la metodología apropiada en la realización de proyectos interdisciplinarios atendiendo
problemas relacionados con las ciencias experimentales.
• Resuelve problemas establecidos o reales de su entorno, utilizando las ciencias experimentales para
la comprensión y mejora del mismo.
• Analiza la composición, cambios e interdependencia entre la materia y la energía en los fenómenos
naturales, para el uso racional de los recursos de su entorno.
CONSIDERACIONES TEÓRICAS
Cuando una o varias espiras giran dentro de un campo magnético, de forma que el propio flujo cambia
junto con la variación del ángulo sobre el eje de movimiento, se induce una fuerza electromotriz
(FEM). Bajo este principio el generador de corriente alterna pueden funcionar.
Los generadores de corriente están compuestos por una espira fija, llamada estator; y una móvil,
llamada rotor, que gira dentro del primero. El estator genera un campo magnético a través del cual
giran espiras que se encuentran en el rotor sobre la que se induce la corriente eléctrica
OBJETIVO
El objetivo de esta actividad consiste en estudiar y comprobar la FEM producida por la inducción, tal
como lo identifica Faraday en su ley de inducción.
I. TRABAJO PREVIO
1. Investiga que es un generador de corriente alterna.
____________________________________________________________________________________
____________________________________________________________________________________
____________________________________________________________________________________
____________________________________________________________________________________
____________________________________________________________________________________
____________________________________________________________________________________
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2. Haz un dibujo del generador señalando sus partes.
GENERADOR
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3. Investiga cuál es la aplicación de dicho generador.
____________________________________________________________________________________
____________________________________________________________________________________
____________________________________________________________________________________
____________________________________________________________________________________
____________________________________________________________________________________
____________________________________________________________________________________
* RESPUESTAS (si no te alcanza el espacio puedes usar la parte trasera de la hoja)
II. TRABAJO DE LABORATORIO
MATERIALES Y EQUIPO:
CANTIDAD
MATERIALES Y EQUIPO
MATERIAL QUE PROPORCIONA EL
LABORATORIO
MATERIAL QUE PROPORCIONA EL
ESTUDIANTE
1 1 1 1 1 4 1 1 1
Bobina de 400 vueltas Bobina de 800 vueltas Multímetro digital Imán de barra
Fuente de poder Cables para conexión Brújula Fuente de poder (DC) de 9 V Fuente de voltaje alterno (AC), que puede ser un transformador que baje el voltaje de 120 V a 5 V.
* * *
*
*
*
*
*
*
PROCEDIMIENTO
PRIMERA PARTE
Todo el trabajo deberá ser medido y registrado. Hay que considerar que esta primera etapa se realizará
sobre la bobina.
1. Arma un circuito con la bobina de 400 vueltas y el multímetro
2. Conecta el multímetro a la bobina con la perilla en amperaje (A), colocando la escala de medición de
corriente DC más pequeña.
23
3. Se sujeta el imán con la mano de tal modo que se coloque dentro de la bobina sin moverlo. Observa
si el amperímetro muestra alguna actividad de corriente eléctrica en la bobina.
a) ¿Se produce corriente eléctrica en la bobina?
____________________________________________________________________________________
____________________________________________________________________________________
____________________________________________________________________________________
____________________________________________________________________________________
4. Ahora, mueve el imán rápidamente dentro de la bobina, primero lento y aumentando
progresivamente observa el multímetro y registra.
a) ¿Cuándo es más intensa la corriente eléctrica? Al mover lentamente el imán o al moverlo muy rápido.
____________________________________________________________________________________
____________________________________________________________________________________
____________________________________________________________________________________
____________________________________________________________________________________
5. Ahora sujeta el imán con una mano sin moverlo y con la otra saca y mete la bobina (como lo hiciste
con el imán) primero lento y aumentando progresivamente. Observa y registra que sucede en las
lecturas del multímetro.
a) ¿Existe generación de corriente eléctrica?
____________________________________________________________________________________
____________________________________________________________________________________
____________________________________________________________________________________
____________________________________________________________________________________
b) ¿Cuándo es más intensa?
____________________________________________________________________________________
____________________________________________________________________________________
____________________________________________________________________________________
____________________________________________________________________________________
c) ¿Hay cambios de signo en la corriente eléctrica?
____________________________________________________________________________________
____________________________________________________________________________________
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____________________________________________________________________________________
____________________________________________________________________________________
Ahora con la bobina de 800 vueltas repitan los pasos anteriores y respondan: ¿Cómo influye el número
de vueltas en la bobina?
____________________________________________________________________________________
____________________________________________________________________________________
____________________________________________________________________________________
____________________________________________________________________________________
SEGUNDA PARTE
Ahora la bobina secundaria será la protagonista.
1. Coloca dos bobinas de 400 vueltas una frente a la otra alineándolas perfectamente, identificando a
una como primaria y la otra como secundaria.
2. A la bobina primaria se le conecta la fuente de DC
3. Enciende la fuente de poder y manténgala en 6 V.
4. Acerca lo más que pueda la brújula a la bobina primaria; observa si se genera un campo magnético.
5. Conecta a la bobina secundaria el multímetro, con la perilla de voltaje poniéndola en la escala más
pequeña. ¿Se ha inducido voltaje en la bobina secundaria?
____________________________________________________________________________________
____________________________________________________________________________________
____________________________________________________________________________________
____________________________________________________________________________________
6. Apaga la fuente de poder y observa si continúa la generación de corriente eléctrica y lo que sucede
con el signo.
7. Vuelve a encender la fuente de poder y observa lo que pasa en el multímetro.
8. Desconecta la fuente de DC y acerca la fuente de 6 V. Mantenla desconectada recuerda que la
corriente AC varia con el tiempo.
9. Coloca el multímetro en voltaje alterno, con su escala más pequeña.
10. Conecta la fuente a la línea de alimentación y observa si se induce un voltaje en la bobina secundaria.
25
11. Repite los pasos anteriores, pero ahora con la bobina de 800 vueltas como bobina secundaria.
Concluyan si el número de vueltas en la bobina influye de la corriente eléctrica.
CUESTIONARIO
Responda las siguientes preguntas para que en equipo saquen sus conclusiones.
a) ¿El número de vueltas en la bobina influyó en la intensidad de la corriente y voltaje generado en esta?
____________________________________________________________________________________
____________________________________________________________________________________
____________________________________________________________________________________
____________________________________________________________________________________
b) ¿Se indujo una corriente y voltaje en la bobina secundaria cuando se aplicó voltaje de la fuente DC?
____________________________________________________________________________________
____________________________________________________________________________________
____________________________________________________________________________________
____________________________________________________________________________________
c) ¿Qué sucedió con el voltaje cuando se interrumpió en la bobina primaria?
____________________________________________________________________________________
____________________________________________________________________________________
____________________________________________________________________________________
____________________________________________________________________________________
d) ¿Cuándo se volvió a encender la fuente que pasó? ¿Qué sucede con los signos que aparecen en las
lecturas del voltímetro?
____________________________________________________________________________________
____________________________________________________________________________________
____________________________________________________________________________________
____________________________________________________________________________________
26
e) ¿Se indujo voltaje cuando se cambió a la fuente de poder AC?
____________________________________________________________________________________
____________________________________________________________________________________
____________________________________________________________________________________
____________________________________________________________________________________
f) ¿Cómo influye la intensidad del voltaje y corriente inducida, el cambio bobina con mayor número de
vueltas?
____________________________________________________________________________________
____________________________________________________________________________________
____________________________________________________________________________________
____________________________________________________________________________________
g) La producción de la fuerza electromotriz debida a la inducción de una corriente y voltaje eléctrico en
un conductor. ¿Se debe al flujo magnético o a su variación? ¿Cómo justificar su respuesta?
____________________________________________________________________________________
____________________________________________________________________________________
____________________________________________________________________________________
____________________________________________________________________________________
h) Con los resultados, las observaciones y las conclusiones que se generaron, ¿Qué puede concluir de la
ley de inducción de Faraday y la FEM generada?
____________________________________________________________________________________
____________________________________________________________________________________
____________________________________________________________________________________
____________________________________________________________________________________
CONOZCAMOS MÁS….
1. Investigue la constitución interna de diferentes aparatos electrodomésticos y verifique que todos se
rigen bajo este mismo principio
___________________________________________________________________________________________
___________________________________________________________________________________________
___________________________________________________________________________________________
___________________________________________________________________________________________
___________________________________________________________________________________________
______________________________________________________
27
FUENTES DE REFERENCIA BIBLIOGRÁFICA:
____________________________________________________________________________________
____________________________________________________________________________________
____________________________________________________________________________________
________________________________________________________________________
CONCLUSIONES
Explica sí se alcanzaron los objetivos de la práctica.
___________________________________________________________________________________________
___________________________________________________________________________________________
_____________________________________________________________________________________
28
EVALUACIÓN DE LA PRÁCTICA
NOMBRE:
RÚBRICA DE VALORACIÓN DEL TRABAJO EXPERIMENTAL
NÚMERO DE EQUIPO:
ESCALA DE CALIFICACIÓN
EXCELENTE 2 Pts. ACEPTABLE 1 Pts. INSUFICIENTE 0 Pts.
1. Preparación
2. Trabajo experimental
3. Participación
4. Reporte de Resultados
5. Elaboración de
Conclusiones
CALIFICACIÓN:
REALIMENTACIÓN:
29
PRÁCTICA 3. LEY DE OHM
COMPETENCIAS DISCIPLINARES BÁSICAS EN EL ÁREA EXPERIMENTAL
• Evalúa las implicaciones del uso de la ciencia y la tecnología, así como los fenómenos relacionados
con el origen, continuidad y transformación de la naturaleza para establecer acciones a fin de
preservarla en todas sus manifestaciones.
• Aplica la metodología apropiada en la realización de proyectos interdisciplinarios atendiendo
problemas relacionados con las ciencias experimentales.
• Resuelve problemas establecidos o reales de su entorno, utilizando las ciencias experimentales para
la comprensión y mejora del mismo.
• Analiza la composición, cambios e interdependencia entre la materia y la energía en los fenómenos
naturales, para el uso racional de los recursos de su entorno.
CONSIDERACIONES TEÓRICAS
En 1827 George Ohm formuló una ley que expresa la proporcionalidad entre la diferencia de potencial
(V) aplicada entre dos extremos de un conductor y la corriente (I) producida por esta. Dicha constante
de proporcionalidad solamente depende de la naturaleza y dimensiones del conductor y expresa la
resistencia (R)
V = I R
Donde:
V = diferencia de potencial
R = resistencia
I = corriente eléctrica
OBJETIVO
Construir un circuito eléctrico donde se compruebe la ley de Ohm.
30
I. TRABAJO PREVIO
1. Investiga qué es el voltaje (V) y sus unidades.
____________________________________________________________________________________
____________________________________________________________________________________
____________________________________________________________________________________
____________________________________________________________________________________
____________________________________________________________________________________
____________________________________________________________________________________
____________________________________________________________________________________
__________________________________________________________________________________
2. Investiga qué es la intensidad de corriente (I) y sus unidades.
____________________________________________________________________________________
____________________________________________________________________________________
____________________________________________________________________________________
____________________________________________________________________________________
____________________________________________________________________________________
____________________________________________________________________________________
____________________________________________________________________________________
___________________________________________________________________________________
3. Investiga qué es la resistencia (R) y sus unidades.
____________________________________________________________________________________
____________________________________________________________________________________
____________________________________________________________________________________
____________________________________________________________________________________
____________________________________________________________________________________
____________________________________________________________________________________
____________________________________________________________________________________
____________________________________________________________________________________
31
4. ¿De qué depende el valor de la resistencia?
____________________________________________________________________________________
____________________________________________________________________________________
____________________________________________________________________________________
____________________________________________________________________________________
____________________________________________________________________________________
____________________________________________________________________________________
____________________________________________________________________________________
____________________________________________________________________________________
5. ¿A qué se le llama materiales óhmicos y no óhmicos?
____________________________________________________________________________________
____________________________________________________________________________________
____________________________________________________________________________________
____________________________________________________________________________________
____________________________________________________________________________________
____________________________________________________________________________________
____________________________________________________________________________________
____________________________________________________________________________________
II. TRABAJO DE LABORATORIO
CANTIDAD
MATERIALES Y EQUIPO
MATERIAL QUE PROPORCIONA EL
LABORATORIO
MATERIAL QUE PROPORCIONA EL
ESTUDIANTE
1 1 2 1 1
2
Multímetro Resistencia de 2.2kΩ Cables de conexión de calibre 16 Fuentes de poder Tablero con cables de diferentes calibres y longitudes Pinzas de punta para la conexión eléctrica en los hilos
*
*
* *
*
*
32
EXPERIMENTO
1. Usando el multímetro, mide el valor de la resistencia.
2. Construye el circuito que se muestra con el material que se posee. En el esquema el número 1
corresponde a la fuente de poder y el 2 a la resistencia.
3. Voltaje vs intensidad de corriente eléctrica (V vs I)
a) Mide con el multímetro la intensidad de la corriente eléctrica para los diferentes valores del voltaje
que vaya variando, siempre manteniendo el valor de la resistencia constante.
b) Completa la tabla para los valores obtenidos de V e I (mínimo 10 valores)
TABLA DE RESULTADOS
CORRIENTE ELÉCTRICA I (A) VOLTAJE ELÉCTRICO V (V)
33
c) Grafica los valores obteniendo la intensidad de la corriente eléctrica (I) en cada variación de voltaje
(V).
GRÁFICA
34
CUESTIONARIO
1. ¿Qué función relaciona ambas variables?
____________________________________________________________________________________
____________________________________________________________________________________
____________________________________________________________________________________
____________________________________________________________________________________
____________________________________________________________________________________
____________________________________________________________________________________
____________________________________________________________________________________
____________________________________________________________________________________
2. ¿De acuerdo al resultado anterior calcula el valor de la pendiente con sus respectivas unidades?
m= Δ𝑦Δ𝑥
____________________________________________________________________________________
____________________________________________________________________________________
____________________________________________________________________________________
____________________________________________________________________________________
____________________________________________________________________________________
____________________________________________________________________________________
____________________________________________________________________________________
____________________________________________________________________________________
3. ¿Que representa la pendiente del experimento anterior?
____________________________________________________________________________________
____________________________________________________________________________________
____________________________________________________________________________________
____________________________________________________________________________________
____________________________________________________________________________________
____________________________________________________________________________________
____________________________________________________________________________________
____________________________________________________________________________________
35
CONOZCAMOS MÁS….
1. Arma varios circuitos usando un simulador de circuitos eléctricos, utilizando el siguiente simulador
https://phet.colorado.edu/sims/html/circuit-construction-kit-dc-virtual-lab/latest/circuit-construction-
kit-dc-virtual-lab_es.html
IMPRIME LOS CIRCUITOS Y AGREGALOS A TU PRÁCTICA
FUENTES DE REFERENCIA BIBLIOGRÁFICA:
____________________________________________________________________________________
____________________________________________________________________________________
____________________________________________________________________________________
________________________________________________________________________
CONCLUSIONES
Explica sí se alcanzaron los objetivos de la práctica.
___________________________________________________________________________________________
___________________________________________________________________________________________
_____________________________________________________________________________________
36
EVALUACIÓN DE LA PRÁCTICA
NOMBRE:
RÚBRICA DE VALORACIÓN DEL TRABAJO EXPERIMENTAL
NÚMERO DE EQUIPO:
ESCALA DE CALIFICACIÓN
EXCELENTE 2 Pts. ACEPTABLE 1 Pts. INSUFICIENTE 0 Pts.
1. Preparación
2. Trabajo experimental
3. Participación
4. Reporte de Resultados
5. Elaboración de
Conclusiones
CALIFICACIÓN:
REALIMENTACIÓN:
37
PRÁCTICA 4. CONSTRUCCIÓN DE UNA PILA ELÉCTRICA
COMPETENCIAS DISCIPLINARES BÁSICAS EN EL ÁREA EXPERIMENTAL
• Evalúa las implicaciones del uso de la ciencia y la tecnología, así como los fenómenos relacionados con
el origen, continuidad y transformación de la naturaleza para establecer acciones a fin de preservarla en
todas sus manifestaciones.
• Aplica la metodología apropiada en la realización de proyectos interdisciplinarios atendiendo
problemas relacionados con las ciencias experimentales.
• Resuelve problemas establecidos o reales de su entorno, utilizando las ciencias experimentales para la
comprensión y mejora del mismo.
• Analiza la composición, cambios e interdependencia entre la materia y la energía en los fenómenos
naturales, para el uso racional de los recursos de su entorno.
CONSIDERACIONES TEÓRICAS
Una pila es un dispositivo que transforma la energía química en energía eléctrica, es decir, en una energía
cinética y potencial de los electrones. Una pila lleva los electrones de un punto de menor potencial a
otro mayor, con lo cual se establece una diferencia de potencial permanente entre los electrones que
se encuentran en cada extremo de sus terminales o bornes. Esta diferencia impulsa la corriente eléctrica
a través del conductor, y por tal motivo se le denomina fuerza electromotriz de la pila (FEM).
OBJETIVO
Elaborar una pila eléctrica.
MATERIALES Y EQUIPO
CANTIDAD
MATERIALES Y EQUIPO
MATERIAL QUE PROPORCIONA
EL LABORATORIO
MATERIAL QUE PROPORCIONA EL ESTUDIANTE
1 1 1 1 1 1 2 3
Multímetro Vaso Botella de vinagre Trozo de tubería de cobre Lija de agua Sacapuntas o afilalápices metálico Cables eléctricos Hojas de papel
*
* * * * * * *
38
PARA COMPROBAR LA PILA SE REQUIERE POR GRUPO
Un aparato que vamos hacer funcionar con la pila que se construya. Se obtienen buenos resultados con
dispositivos musicales que llevan algunas tarjetas de felicitación. También puede servir un reloj
despertador, de los que funcionan con pilas.
PROCEDIMIENTO
Toda pila consta de dos electrodos (generalmente dos metales) y un electrolito (una sustancia que
conduce la corriente eléctrica).
a) En este caso vamos a utilizar como electrodos el pedazo de tubería de cobre y un sacapuntas, cuyo
cuerpo metálico contiene magnesio. Como electrolito vamos a utilizar el vinagre.
b) Introduce los electrodos en el vinagre servido en un vaso y une a cada uno de ellos un cable. Deben
tener cuidado de que la tubería de cobre se encuentre bien limpia. Para lograr esto pueden tallarla con
una lija de agua.
c) Para poner a funcionar la pila, une los dos cables que salen de los electrodos conforme a su prioridad
a un aparato que funcione con pilas.
Cambia el dispositivo si es necesario: un aparato que requiera una potencia muy pequeña, por ejemplo,
una tarjeta de felicitación musical, un reloj despertador, entre otros.
d) Mientras no se utilice, hay que tener el sacapuntas fuera del vinagre para evitar que reaccione.
e) Con un multímetro, detecten la corriente obtenida.
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________
Anota el voltaje obtenido en el inciso anterior.
39
CUESTIONARIO
1. ¿De qué crees que dependa el voltaje obtenido para la pila?
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________
__________________________________________________________________
Elabora un esquema del dispositivo montado en el laboratorio.
40
CONOZCAMOS MÁS….
1. Investigue la clasificación de las pilas según su tamaño y su sustancia electrolítica.
FUENTES DE REFERENCIA BIBLIOGRÁFICA:
___________________________________________________________________________________________
___________________________________________________________________________________________
____________________________________________________________________________________
CONCLUSIONES
Explica sí se alcanzaron los objetivos de la práctica.
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________
____________________________________________________________
41
EVALUACIÓN DE LA PRÁCTICA
NOMBRE:
RÚBRICA DE VALORACIÓN DEL TRABAJO EXPERIMENTAL
NÚMERO DE EQUIPO:
ESCALA DE CALIFICACIÓN
EXCELENTE 2 Pts. ACEPTABLE 1 Pts. INSUFICIENTE 0 Pts.
1. Preparación
2. Trabajo experimental
3. Participación
4. Reporte de Resultados
5. Elaboración de
Conclusiones
CALIFICACIÓN:
REALIMENTACIÓN:
42
PRÁCTICA 5. EL MOTOR ELÉCTRICO
COMPETENCIAS DISCIPLINARES BÁSICAS EN EL ÁREA EXPERIMENTAL
• Evalúa las implicaciones del uso de la ciencia y la tecnología, así como los fenómenos relacionados con
el origen, continuidad y transformación de la naturaleza para establecer acciones a fin de preservarla en
todas sus manifestaciones.
• Aplica la metodología apropiada en la realización de proyectos interdisciplinarios atendiendo
problemas relacionados con las ciencias experimentales.
• Resuelve problemas establecidos o reales de su entorno, utilizando las ciencias experimentales para la
comprensión y mejora del mismo.
• Analiza la composición, cambios e interdependencia entre la materia y la energía en los fenómenos
naturales, para el uso racional de los recursos de su entorno.
CONSIDERACIONES TEÓRICAS
Como todas las máquinas eléctricas, un motor eléctrico está constituido por un circuito magnético y dos
eléctricos, uno colocado en la parte fija (estator) y otro en la parte móvil (rotor).
Su funcionamiento se basa en las fuerzas de atracción y repulsión establecidas entre un imán y un hilo
(bobina) por donde hacemos circular una corriente eléctrica. Recuerda también se pueden llamar
"motor electromagnético".
OBJETIVO GENERAL
Construir un modelo de motor eléctrico de corriente continua.
MATERIALES Y EQUIPOS
CANTIDAD
MATERIALES Y EQUIPO
MATERIAL QUE PROPORCIONA
EL LABORATORIO
MATERIAL QUE PROPORCIONA EL ESTUDIANTE
40 cm 1 2 2 1 2 1 1
Cable aislado calibre 22 Imán Cables conductores Clips Vaso de plástico como base Pilas de 1.5 V., tamaño “D” Cinta de aislar Interruptor
* * * * * * * *
43
PROCEDIMIENTO
1. Forma una bobina enrollando el cable en un palo de escoba.
2. Los clips se desdoblan teniendo cuidado que quede un rizo en el centro, el cual servirá de apoyo para los extremos libres de la bobina y que previamente han sido lijados para eliminar el barniz aislante. Es muy importante mantener limpios estos extremos para un mejor funcionamiento.
3. Coloca la madera sobre la mesa, para que te sirva de base al colocar el imán.
4. Fija los clips al vaso con la cinta de aislar o silicón, diametralmente opuestos. Observa el esquema.
5. Coloca los extremos de la bobina en cada uno de los rizos de los clips.
6. Coloca los cables conductores a los clips y los extremos libres a los polos negativo y positivo de las pilas eléctricas, conectadas en paralelo de modo que pase corriente eléctrica a través de la bobina.
ESQUEMA
44
CUESTIONARIO
1. ¿Qué observas cuando se conectan los cables a las pilas eléctricas?
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________
__________________________________________________________________
2. Explica por qué gira la bobina.
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________
__________________________________________________________________
3. ¿Qué ocurre si varías el voltaje quitando una de las pilas y volviéndola a conectar?
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________
__________________________________________________________________
4. ¿Qué sucede si la bobina se forma con el doble de espiras?
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________
__________________________________________________________________
45
FUENTES DE REFERENCIA BIBLIOGRÁFICA
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________
___________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________
___________________________________________________________________________________________
____________________________________________________________________________________
CONCLUSIONES
Explica sí se alcanzaron los objetivos de la práctica.
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________
____________________________________________________________
46
EVALUACIÓN DE LA PRÁCTICA
NOMBRE:
RÚBRICA DE VALORACIÓN DEL TRABAJO EXPERIMENTAL
NÚMERO DE EQUIPO:
ESCALA DE CALIFICACIÓN
EXCELENTE 2 Pts. ACEPTABLE 1 Pts. INSUFICIENTE 0 Pts.
1. Preparación
2. Trabajo experimental
3. Participación
4. Reporte de Resultados
5. Elaboración de
Conclusiones
CALIFICACIÓN:
REALIMENTACIÓN:
47
PRÁCTICA 6. EXPERIMENTO DE OERSTED
COMPETENCIAS DISCIPLINARES BÁSICAS EN EL ÁREA EXPERIMENTAL
• Evalúa los factores y elementos de riesgo físico, químico y biológico presentes en la naturaleza que
alteran la calidad de vida de una población para proponer medidas preventivas.
• Aplica la metodología apropiada en la realización de proyectos interdisciplinarios atendiendo
problemas relacionados con las ciencias experimentales.
• Diseña prototipos o modelos para resolver problemas, satisfacer necesidades o demostrar principios
científicos, hechos o fenómenos relacionados con las ciencias experimentales.
• Resuelve problemas establecidos o reales de su entorno, utilizando las ciencias experimentales para la
comprensión y mejora del mismo.
CONSIDERACIONES TEÓRICAS
Antiguamente se pensaba que no existía relación alguna entre los fenómenos eléctricos y magnéticos; pero a
principios del siglo XIX los trabajos de Hans Christian Oersted (1777-1885) contribuyeron a demostrar la relación
entre estas fuerzas.
Sus descubrimientos comenzaron en una de sus clases mientras explicaba la corriente eléctrica, sin pensarlo
acercó una brújula a un cable por el que circulaba una corriente y observó que la aguja sufría una desviación.
A partir de esta observación, Oersted concluyó que el magnetismo no sólo es causado por los imanes sino también
por una corriente eléctrica.
OBJETIVO
Reproducir el experimento de Oersted.
I. TRABAJO PREVIO
1. ¿A qué se le llama electromagnetismo?
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________
___________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________
48
2. ¿Cuáles son las fuerzas conocidas en el Universo?
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________
___________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________
3. Dibuja las líneas de campo magnético para un alambre conductor.
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________
___________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________
4. Haz una breve reseña de los trabajos de Ampere, Faraday y Maxwell que llevaron a completar la
teoría del electromagnetismo.
49
EQUIPOS Y MATERIALES POR EQUIPOS:
CANTIDAD
MATERIALES Y EQUIPO
MATERIAL QUE PROPORCIONA
EL LABORATORIO
MATERIAL QUE PROPORCIONA EL ESTUDIANTE
1 30 cm
1 2 1
Batería de 9V o fuente de poder Alambre de cobre grueso sin aislar y de preferencia lijado Brújula Cables y caimanes Soporte de madera para los extremos del alambre.
*
* *
* *
PROCEDIMIENTO:
1. Ponga la brújula sobre la mesa de trabajo y coloque el alambre de cobre sobre sus soportes de madera.
2. Coloque la brújula por debajo del alambre.
Procuren que apunte directamente a la dirección norte-sur.
3. Conecten la batería o fuente a los extremos del alambre, use los cables y los caimanes.
CUESTIONARIO
1. ¿Hacia dónde se desvía la brújula?
____________________________________________________________________________________
____________________________________________________________________________________
___________________________________________________________________________
2. El campo magnético generado por el alambre de corriente, ¿es paralelo o perpendicular al alambre?
___________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________
50
3. ¿Qué sucedería si se invierte el sentido de la corriente?
____________________________________________________________________________________
____________________________________________________________________________________
___________________________________________________________________________
CONOZCAMOS MÁS….
Consulta algún artículo sobre las últimas investigaciones acerca de los monopolos magnéticos y el cambio que causarían en la física moderna. Haz un cuadro sinóptico sobre la investigación.
51
FUENTES DE REFERENCIA BIBLIOGRÁFICA
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________
___________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________
___________________________________________________________________________________________
____________________________________________________________________________________
CONCLUSIONES
Explica sí se alcanzaron los objetivos de la práctica.
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________
____________________________________________________________
52
EVALUACIÓN DE LA PRÁCTICA
NOMBRE:
RÚBRICA DE VALORACIÓN DEL TRABAJO EXPERIMENTAL
NÚMERO DE EQUIPO:
ESCALA DE CALIFICACIÓN
EXCELENTE 2 Pts. ACEPTABLE 1 Pts. INSUFICIENTE 0 Pts.
1. Preparación
2. Trabajo experimental
3. Participación
4. Reporte de Resultados
5. Elaboración de
Conclusiones
CALIFICACIÓN:
REALIMENTACIÓN:
53
PRÁCTICA 7. CONSTRUCCIÓN DE UNA BOCINA
COMPETENCIAS DISCIPLINARES BÁSICAS EN EL ÁREA EXPERIMENTAL
• Evalúa los factores y elementos de riesgo físico, químico y biológico presentes en la naturaleza que
alteran la calidad de vida de una población para proponer medidas preventivas.
• Aplica la metodología apropiada en la realización de proyectos interdisciplinarios atendiendo
problemas relacionados con las ciencias experimentales.
• Diseña prototipos o modelos para resolver problemas, satisfacer necesidades o demostrar principios
científicos, hechos o fenómenos relacionados con las ciencias experimentales.
• Resuelve problemas establecidos o reales de su entorno, utilizando las ciencias experimentales para la
comprensión y mejora del mismo.
CONSIDERACIONES TEÓRICAS
Una bocina es un dispositivo electro-acústico que convierte energía eléctrica en energía mecánica (en forma de
ondas mecánicas conocidas como acústica), conservando la forma de onda original, con una eficiencia promedio
del 0.5 al 1.5%. La mayoría de las bocinas están basadas en un cono o un domo que se pone en movimiento,
debido a un campo electromagnético modulado en amplitud, actuando en conjunto con un imán permanente.
Son cuatro las partes en que podemos dividir el estudio del funcionamiento de la bocina. La primera es el motor,
compuesto por un imán y una bobina. La segunda es el diafragma, formado por un cono y un cubre polvo o un
domo sólido. La tercera es la suspensión, que incluye la araña (spider) o centrador y el ala (surround); y la cuarta
es la ¨ canasta ¨.
OBJETIVO
Construir una bocina sencilla con materiales caseros.
I. TRABAJO PREVIO
1. Hacer un diagrama de una bocina en donde se establezcan las partes señaladas en la introducción.
54
DIAGRAMA DE UNA BOCINA
55
EQUIPOS Y MATERIALES POR EQUIPOS:
CANTIDAD
MATERIALES Y EQUIPO
MATERIAL QUE PROPORCIONA
EL LABORATORIO
MATERIAL QUE PROPORCIONA EL ESTUDIANTE
3 metros
1 1 1 1 1 1 1
Alambre de cobre calibre 22 sin aislar (esmaltado) Vaso de unicel Etiquetas de colores Lija de agua muy delgada Vaso de plástico Una pila tipo D nueva Imán de barra Radio
*
* * * * * * *
PROCEDIMIENTO:
1. Construye una bobina enrollando un pedazo de alambre de cobre de la parte más ancha del vaso de
unicel. Enróllalo 150 veces si te alcanza el alambre.
2. Repasa con la lija el barniz aislante de las dos puntas de la bobina e identifícalas con etiquetas de
colores
3. Cuelga un imán de barra por su parte central, acércalo a la bobina y conéctala a una pila tipo D.
¿Qué ocurre?
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________
56
4. Desconecta la pila. ¿Qué sucede ahora?
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________
5. Ahora intercambia las conexiones de la pila y repite el experimento.
¿Qué es lo que ocurre ahora?
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________
6. Construye una bobina más pequeña enredando el alambre en un marcador grueso. Enróllalo 30 veces
y pega el marcador en el fondo de un vaso de plástico desechable.
7. Conecta las puntas de la bobina en donde van conectadas las bocinas de una radio.
8. Acerca el imán a la bobina.
¿Por qué suena el vaso?
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________
Muestra al grupo tu producto (bocina) generando sonidos de una fuente externa.
57
CONOZCAMOS MÁS….
Consulta los siguientes videos, por si tienes duda en la construcción de tu bocina
https://www.youtube.com/watch?v=rX4R53eHr-c
https://www.youtube.com/watch?v=PLLoXuP0i5g
FUENTES DE REFERENCIA BIBLIOGRÁFICA
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________
___________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________
___________________________________________________________________________________________
____________________________________________________________________________________
CONCLUSIONES
Explica sí se alcanzaron los objetivos de la práctica.
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________
____________________________________________________________
58
EVALUACIÓN DE LA PRÁCTICA
NOMBRE:
RÚBRICA DE VALORACIÓN DEL TRABAJO EXPERIMENTAL
NÚMERO DE EQUIPO:
ESCALA DE CALIFICACIÓN
EXCELENTE 2 Pts. ACEPTABLE 1 Pts. INSUFICIENTE 0 Pts.
1. Preparación
2. Trabajo experimental
3. Participación
4. Reporte de Resultados
5. Elaboración de
Conclusiones
CALIFICACIÓN:
REALIMENTACIÓN:
59
PRÁCTICA 8. ONDAS MECÁNICAS
COMPETENCIAS DISCIPLINARES BÁSICAS EN EL ÁREA EXPERIMENTAL
• Evalúa los factores y elementos de riesgo físico, químico y biológico presentes en la naturaleza que
alteran la calidad de vida de una población para proponer medidas preventivas.
• Aplica la metodología apropiada en la realización de proyectos interdisciplinarios atendiendo
problemas relacionados con las ciencias experimentales.
• Diseña prototipos o modelos para resolver problemas, satisfacer necesidades o demostrar principios
científicos, hechos o fenómenos relacionados con las ciencias experimentales.
• Resuelve problemas establecidos o reales de su entorno, utilizando las ciencias experimentales para la
comprensión y mejora del mismo.
CONSIDERACIONES TEÓRICAS
Una onda mecánica es toda perturbación a partir de un estado normal o de equilibrio que se propaga en un
medio material, sin el transporte de materia. Ejemplos de estas son: ondulaciones en las plantas a causa de
una ráfaga de viento, ondas en el agua a causa de una perturbación, el sonido, ondas en una cuerda, ondas
en la tierra provocadas por un temblor, ondas en un gas confinado, etc. Las ondas mecánicas viajan dentro o
sobre la superficie de un material con propiedades elásticas, es decir, debe existir algún mecanismo que
tienda a restablecer el medio material a su estado de equilibrio.
OBJETIVOS
1. El alumno entenderá el concepto de onda mecánica y conocerá las relaciones entre las magnitudes físicas
para su descripción.
2. El alumno entenderá el significado y observará a lo que se nombra ondas mecánicas estacionarias en una
cuerda.
60
EQUIPOS Y MATERIALES POR EQUIPOS:
CANTIDAD
MATERIALES Y EQUIPO
MATERIAL QUE PROPORCIONA
EL LABORATORIO
MATERIAL QUE PROPORCIONA EL ESTUDIANTE
1 1 1 1 2 2
1 2
1 1
Pesas y portapesas. Soporte con prensa y varilla. Nuez con polea fija. Bascula granataria. Cables caiman-caiman. Cuerdas de 2 m de longitud y de diferente diámetro. Bocina. Bloques de madera del diámetro del imán de la bocina. Adaptador de corriente 110 V. Flexómetro.
* * * *
*
*
* *
* *
PROCEDIMIENTO:
1. En la balanza mide la masa del cordón en kg, luego mide la Longitud Total de la cuerda, en metros,
con el flexómetro, todo con la mejor precisión posible.
2. Calcula la densidad lineal de masa μ = Masa/Longitud Total.
3. Coloca el soporte de prensa en un extremo de la mesa y la polea en el otro extremo de la mesa
también, a lo largo de ésta.
4. Amarra un extremo del cordón al soporte a la misma altura de la polea y pasa entonces el cordón por
el canal que tiene la bocina, lleva el cordón a dar vuelta a la polea y sujeta una masa de 50 g en su
extremo, luego coloca los dos bloques de madera debajo de la bocina, no importa que la cuerda no
quede horizontal.
61
Observa la figura 1.
5. Conecta los cables banana en la bocina, respetando la polaridad, el cable negro en la polaridad
negativa, luego conecta los otros extremos en la conexión caimán-caimán, respetando la polaridad
también.
Posteriormente conecta los extremos del adaptador (120 AC) a la conexión para cerrar el circuito de la
bocina, finalmente conecta el adaptador a la toma corriente a 120 voltios de Corriente Alterna.
6. La cuerda comenzará a oscilar, y podrás observar ciertas ondas estacionarias, sin embargo, por
cuestiones de precisión debes avanzar o alejar la bocina de la polea hasta obtener la primera condición
de resonancia o el caso del primer armónico, es decir cuando tenga exactamente media onda
estacionaria, o sea cuando L= λ / 2, (observa las figuras 2 y 3)
62
Figura 2
Figura 3
63
64
RESULTADOS:
Densidad lineal de masa μ =Masa / longitud Total.
EXPERIMENTO PESO DE LA
CUERDA (grs)
LONGITUD DE LA CUERDA
LONGITUD DE LA ONDA OBSERVACIONES
1
2
3
4
5
CUESTIONARIO
1. ¿Qué son las ondas?
____________________________________________________________________________________
____________________________________________________________________________________
____________________________________________________________________________________
____________________________________________________________________________________
___________________________________________________________________________
2. ¿Realiza un esquema y ubica las partes principales de una onda?
_______________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________
65
3. ¿Cuántos tipos de ondas existen?
____________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________
4. ¿Qué ejemplos podrías mencionar donde estén presente las ondas?
____________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________
5. ¿Qué es una vibración?
____________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________
6. ¿Define cada una de las partes principales de la onda?
____________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________
7. ¿Qué es un medio elástico?
____________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________
66
8. Las ondas mecánicas tienen varias características, menciona 3 ejemplos.
____________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________
FUENTES DE REFERENCIA BIBLIOGRÁFICA
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________
___________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________
___________________________________________________________________________________________
____________________________________________________________________________________
CONCLUSIONES
Explica sí se alcanzaron los objetivos de la práctica.
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________
____________________________________________________________
67
EVALUACIÓN DE LA PRÁCTICA
NOMBRE:
RÚBRICA DE VALORACIÓN DEL TRABAJO EXPERIMENTAL
NÚMERO DE EQUIPO:
ESCALA DE CALIFICACIÓN
EXCELENTE 2 Pts. ACEPTABLE 1 Pts. INSUFICIENTE 0 Pts.
1. Preparación
2. Trabajo experimental
3. Participación
4. Reporte de Resultados
5. Elaboración de
Conclusiones
CALIFICACIÓN:
REALIMENTACIÓN:
68
PRÁCTICA 9. FUNCIONAMIENTO Y UTILIDAD DE UN TRANSFORMADOR
COMPETENCIAS DISCIPLINARES BÁSICAS EN EL ÁREA EXPERIMENTAL
• Evalúa los factores y elementos de riesgo físico, químico y biológico presentes en la naturaleza que
alteran la calidad de vida de una población para proponer medidas preventivas.
• Aplica la metodología apropiada en la realización de proyectos interdisciplinarios atendiendo
problemas relacionados con las ciencias experimentales.
• Diseña prototipos o modelos para resolver problemas, satisfacer necesidades o demostrar principios
científicos, hechos o fenómenos relacionados con las ciencias experimentales.
• Resuelve problemas establecidos o reales de su entorno, utilizando las ciencias experimentales para la
comprensión y mejora del mismo.
CONSIDERACIONES TEÓRICAS
El transformador es un invento propuesto por Michael Faraday, que funciona por inducción magnética.
Éste eleva el voltaje de la corriente en las plantas generadoras de energía eléctrica y después lo reduce
en los centros de consumo. El principio del transformador se basa en la inductancia o inductancia mutua.
OBJETIVO
Verificar el funcionamiento y utilidad de un transformador, distinguiendo las diferencias entre un
transformador reductor y otro elevador, Además, constatar que el secundario de un transformador solo
induce corriente y FEM cuando varía la corriente eléctrica en el primario.
I. TRABAJO PREVIO
1. ¿A qué le llamamos generador de corriente alterna?
___________________________________________________________________________________________
___________________________________________________________________________________________
___________________________________________________________________________________________
___________________________________________________________________________________________
___________________________________________________________________________________________
_____________________________________________________________________________
69
2. ¿Qué es la corriente alterna?
___________________________________________________________________________________________
___________________________________________________________________________________________
___________________________________________________________________________________________
___________________________________________________________________________________________
___________________________________________________________________________________________
_____________________________________________________________________________
3. ¿Qué es la inductancia?
___________________________________________________________________________________________
___________________________________________________________________________________________
___________________________________________________________________________________________
___________________________________________________________________________________________
___________________________________________________________________________________________
_____________________________________________________________________________
4. Escribe la fórmula que relaciona la potencia de la bobina primaria con la bobina secundaria.
___________________________________________________________________________________________
___________________________________________________________________________________________
___________________________________________________________________________________________
___________________________________________________________________________________________
___________________________________________________________________________________________
_____________________________________________________________________________
5. Escribe la fórmula que relaciona el voltaje y el número de vueltas de la bobina primaria con la bobina
secundaria.
___________________________________________________________________________________________
___________________________________________________________________________________________
___________________________________________________________________________________________
___________________________________________________________________________________________
___________________________________________________________________________________________
_____________________________________________________________________________
70
MATERIALES Y EQUIPOS
CANTIDAD
MATERIALES Y EQUIPO
MATERIAL QUE PROPORCIONA
EL LABORATORIO
MATERIAL QUE PROPORCIONA EL ESTUDIANTE
2 1 1 1
1
4 1
Multímetro Fuente de Voltaje AC de 0 a 6 V Resistencia Juego de dos bobinas con 400 vueltas Juego de dos bobinas con 600 vueltas Cables de cobre para conexiones. Núcleo de hierro
* *
* *
*
* *
PROCEDIMIENTO
1. Haz un circuito como el de la figura con las dos bobinas de 400 vueltas. La bobina conectada a la
fuente de poder se le llama primaria y la bobina conectada al multímetro se le llama secundaria.
71
2. Enciende la fuente y gira la perilla del voltaje hasta alcanzar 6V (hazlo lentamente). En el multímetro
determina el voltaje de salida en la bobina secundaria, Registra sus resultados en la siguiente tabla:
TIPO DE CONFIGURACIÓN
NÚMERO DE VUELTAS VOLTAJE (V)
PRIMARIO SECUNDARIO ENTRADA (Primario)
SALIDA (Secundario)
3. Ahora repite el procedimiento experimental, pero mueve de lugar la bobina secundaria alejándola,
acercándola y rotándola respecto a la primaria.
Registra tus resultados en la tabla anterior.
72
4. Repite los procedimientos anteriores, pero insertando el núcleo de hierro para tener tres diferentes
configuraciones. Para cada determinación registra cada dato obtenido en la siguiente tabla:
TIPO DE CONFIGURACIÓN
NÚMERO DE VUELTAS VOLTAJE (V)
PRIMARIO SECUNDARIO ENTRADA
SALIDA
5. Ahora usa la configuración que arrojo el mayor voltaje de salida en la bobina secundaria y cambia las
bobinas, aplica varias combinaciones de bobinas, pero con diferente número de vueltas.
6. Para cada combinación determina los voltajes en la bobina primaria y en la secundaria.
Con base a los resultados obtenidos y mediciones, contesta las siguientes preguntas
73
CUESTIONARIO
a) A partir de la ley de inducción de Faraday, la relación entre las razones V1/V2 y N1/N2, ¿cuál es la
razón por la que los núcleos de los transformadores no son de hierro sólido, si no están construidos
con lámina o bien varilla?
___________________________________________________________________________________________
___________________________________________________________________________________________
___________________________________________________________________________________________
___________________________________________________________________________________________
___________________________________________________________________________________________
_____________________________________________________________________________
b) De acuerdo a las leyes de inducción explica los resultados obtenidos en los experimentos de la
práctica; ¿Por qué razones existe variación entre los voltajes de entrada y salida en las bobinas
primarias y secundarias?
___________________________________________________________________________________________
___________________________________________________________________________________________
___________________________________________________________________________________________
___________________________________________________________________________________________
___________________________________________________________________________________________
_____________________________________________________________________________
c) ¿Qué se concluye de la inductancia entre dos bobinas?
___________________________________________________________________________________________
___________________________________________________________________________________________
___________________________________________________________________________________________
___________________________________________________________________________________________
___________________________________________________________________________________________
_____________________________________________________________________________
d) ¿Qué defecto tiene el núcleo de hierro en los voltajes de salida en la bobina primaria?
___________________________________________________________________________________________
___________________________________________________________________________________________
___________________________________________________________________________________________
___________________________________________________________________________________________
___________________________________________________________________________________________
_____________________________________________________________________________
74
e) Con los resultados obtenidos de las razones entre los voltajes y el número de vueltas, indica si los
resultados tienen relación con la inductancia mutua y la influencia de los núcleos de hierro.
___________________________________________________________________________________________
___________________________________________________________________________________________
___________________________________________________________________________________________
___________________________________________________________________________________________
___________________________________________________________________________________________
_____________________________________________________________________________
CONOZCAMOS MÁS
Investiga las aplicaciones más importantes de los transformadores y realiza un cuadro sinóptico.
https://www.youtube.com/watch?v=UchitHGF4n8
FUENTES DE REFERENCIA BIBLIOGRÁFICA
___________________________________________________________________________________________
___________________________________________________________________________________________
____________________________________________________________________________________
CONCLUSIONES
Explica sí se alcanzaron los objetivos de la práctica.
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________
____________________________________________________________
75
EVALUACIÓN DE LA PRÁCTICA
NOMBRE:
RÚBRICA DE VALORACIÓN DEL TRABAJO EXPERIMENTAL
NÚMERO DE EQUIPO:
ESCALA DE CALIFICACIÓN
EXCELENTE 2 Pts. ACEPTABLE 1 Pts. INSUFICIENTE 0 Pts.
1. Preparación
2. Trabajo experimental
3. Participación
4. Reporte de Resultados
5. Elaboración de
Conclusiones
CALIFICACIÓN:
REALIMENTACIÓN:
76
PRÁCTICA 10. MOVIMIENTO PERIÓDICO Y OSCILADORES ARMÓNICOS
COMPETENCIAS DISCIPLINARES BÁSICAS EN EL ÁREA EXPERIMENTAL
• Valora de forma crítica y responsable los beneficios y riesgos que trae consigo el desarrollo de la
ciencia y la aplicación de la tecnología en un contexto histórico – social, para dar solución a problemas.
• Aplica la metodología apropiada en la realización de proyectos interdisciplinarios atendiendo
problemas relacionados con las ciencias experimentales.
• Diseña prototipos o modelos para resolver problemas, satisfacer necesidades o demostrar principios
científicos, hechos o fenómenos relacionados con las ciencias experimentales.
• Resuelve problemas establecidos o reales de su entorno, utilizando las ciencias experimentales para
la comprensión y mejora del mismo.
CONSIDERACIONES TEÓRICAS
Un movimiento periódico se denomina también movimiento cíclico. Los movimientos de los cuerpos que
se repiten una y otra vez con las mismas características y formas se les llama movimientos periódicos o
cíclicos. Los osciladores armónicos son muestras simples de ellos, como el péndulo de un reloj o un
resorte vibrando.
La distancia entre la posición de equilibrio y la posición extrema ocupada por un cuerpo que oscila se
denomina AMPLITUD (a), del movimiento.
El tiempo que el cuerpo tarda en efectuar una vibración completa se denomina PERIODO
(T) del movimiento. El número de vibraciones completas que el cuerpo efectúa por unidad de tiempo se
denomina FRECUENCIA (f) del movimiento.
Si un cuerpo oscila con una frecuencia f, su periodo de vibración, T, está dado por:
T = 1/f
Al aplicar la segunda Ley de Newton a un cuerpo que realiza un movimiento armónico simple, es posible
establecer una relación entre el periodo T del movimiento, la masa m del cuerpo, y la constante elástica
k del resorte. Por medio de cálculos matemáticos podemos llegar a la siguiente relación:
77
En una onda transversal, los puntos del medio en el cual se propaga vibran en forma perpendicular a su
dirección de propagación.
En una onda longitudinal, los puntos del medio en el cual se propaga vibran en forma paralela a su
dirección de propagación.
La longitud de onda, λ, es la distancia recorrida por la onda durante un periodo T, siendo v la velocidad
de propagación de la onda y f su frecuencia, tenemos que:
λ = v T o bien, λ = v/ f
La frecuencia de una onda no se altera cuando se trasmite de un medio hacia otro.
OBJETIVO
Establecer el tipo de dependencia, entre el periodo de oscilación de un sistema masa – resorte y otras
variables presentes en el fenómeno (amplitud, masa, constante de fuerza).
I. TRABAJO PREVIO
1. ¿Qué es la Ley de Hooke y cómo se relaciona con la constante de elasticidad?
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________
2. ¿Cuáles son los parámetros necesarios para caracterizar el movimiento armónico?
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________
3. ¿Cuál es el comportamiento de la velocidad, aceleración y fuerza en el movimiento armónico?
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________
78
4. ¿Qué elementos caracterizan a una onda?
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________
EQUIPOS Y MATERIALES POR EQUIPOS:
CANTIDAD
MATERIALES Y EQUIPO
MATERIAL QUE PROPORCIONA
EL LABORATORIO
MATERIAL QUE PROPORCIONA EL ESTUDIANTE
1 1 4 1 1 1 1
Soporte universal Nuez Resorte(s) Pesas (50g) Varilla metálica Cronometro Flexómetro Nuez Cronómetro
*
*
*
*
* *
*
PROCEDIMIENTO
DESCRIPCIÓN DEL EQUIPO PARA TOMA DE DATOS.
La figura 1, muestra el dispositivo a utilizar para encontrar la relación existente entre el periodo de un
oscilador armónico simple y la masa oscilante, amplitud de oscilación y constante de elasticidad o fuerza
de un resorte.
79
Figura 1
Periodo y amplitud
Tome uno de los resortes suspéndale una pesa de 100g y registre el punto de equilibrio. Separe el
sistema 0,5 cm por debajo de su posición de equilibrio, suéltelo y deje que oscile libremente. En este
caso la amplitud del movimiento es 0,5 cm.
Amplitud A (cm) Tiempo t (s) Periodo T (s)
TABLA 1. Amplitud y periodo
AMPLITUD A (cm)
TIEMPO t (s)
PERIODO T (s)
80
Mida el tiempo que requiere el sistema para dar 10 oscilaciones, y con el calcule el periodo. Registre
datos en la tabla 1.
Elabore un gráfico de periodo en función de amplitud (T vs A). Obtenga la ecuación que relaciona a las
variables. ¿Qué puede concluir sobre la dependencia entre estas variables? Haga una estimación del
error.
Periodo y masa
Ahora se establecerá la relación existente entre periodo de oscilación y masa suspendida. Suspenda una
pequeña masa a uno de los resortes, separe el sistema 1 cm por debajo de su posición de equilibrio
dejándolo oscilar libremente.
Tome el tiempo empleado en 10 oscilaciones y a partir de él obtenga el periodo. Registre los datos en la
tabla 2. Aumente gradualmente la masa suspendida, repitiendo el proceso descrito anteriormente.
TABLA 2. Periodo y masa
MASA M (g)
TIEMPO t (s)
PERIODO T (s)
81
Elabore un gráfico de periodo en función de masa (T vs m).
Obtenga la ecuación que relaciona a las variables. ¿Qué relación existe entre las variables graficadas?
¿Qué curva obtiene?
____________________________________________________________________________________
____________________________________________________________________________________
____________________________________________________________________________________
____________________________________________________________________________________
___________________________________________________________________________
82
Ahora elabore el gráfico de periodo en función de raíz cuadrada de masa (T vs√m). Obtenga la ecuación.
¿Qué curva obtuvo?
¿Qué tipo de dependencia existe entre el periodo de oscilación y la masa suspendida?
____________________________________________________________________________________
____________________________________________________________________________________
____________________________________________________________________________________
____________________________________________________________________________________
83
Periodo y fuerza constante
Suspenda secuencialmente, en cada uno de los resortes, una masa de 100 g y tome el tiempo empleado
en 10 oscilaciones. Determine el periodo. Registre los datos en la tabla 3.
TABLA 3. Periodo y constante de fuerza
CONSTANTE K (gf/cm)
TIEMPO t (s)
PERIODO T (s)
Elabore en Excel una gráfica de periodo en función de constante de fuerza (T vs K). ¿Qué curva obtuvo?
____________________________________________________________________________________
____________________________________________________________________________________
____________________________________________________________________________________
____________________________________________________________________________________
Elabore en Excel un nuevo gráfico de periodo en función del inverso de la raíz cuadrada de la constante
del resorte (T vs 1/√K). ¿Qué curva obtuvo?
____________________________________________________________________________________
____________________________________________________________________________________
____________________________________________________________________________________
____________________________________________________________________________________
84
¿Qué tipo de relación existe entre el periodo de oscilación y la masa en un sistema masa – resorte?
____________________________________________________________________________________
____________________________________________________________________________________
____________________________________________________________________________________
____________________________________________________________________________________
CONOZCAMOS MÁS
¿Se puede incrementar indefinidamente la masa oscilante? ¿Por qué?
____________________________________________________________________________________
____________________________________________________________________________________
____________________________________________________________________________________
____________________________________________________________________________________
Si un sistema masa – resorte se cuelga verticalmente y se pone a oscilar,
¿Por qué el movimiento finalmente se interrumpe?
____________________________________________________________________________________
____________________________________________________________________________________
____________________________________________________________________________________
____________________________________________________________________________________
De cinco ejemplos de movimientos de la vida diaria que sean, al menos aproximadamente, armónicos
simples. ¿En qué se diferencia cada uno de ellos de un M.A.S.?
____________________________________________________________________________________
____________________________________________________________________________________
____________________________________________________________________________________
____________________________________________________________________________________
85
FUENTES DE REFERENCIA BIBLIOGRÁFICA
___________________________________________________________________________________________
___________________________________________________________________________________________
____________________________________________________________________________________
CONCLUSIONES
Explica sí se alcanzaron los objetivos de la práctica.
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________
____________________________________________________________
86
EVALUACIÓN DE LA PRÁCTICA
NOMBRE:
RÚBRICA DE VALORACIÓN DEL TRABAJO EXPERIMENTAL
NÚMERO DE EQUIPO:
ESCALA DE CALIFICACIÓN
EXCELENTE 2 Pts. ACEPTABLE 1 Pts. INSUFICIENTE 0 Pts.
1. Preparación
2. Trabajo experimental
3. Participación
4. Reporte de Resultados
5. Elaboración de
Conclusiones
CALIFICACIÓN:
REALIMENTACIÓN:
87
PRÁCTICA 11. REFRACCIÓN DE LA LUZ
COMPETENCIAS DISCIPLINARES BÁSICAS EN EL ÁREA EXPERIMENTAL
• Valora de forma crítica y responsable los beneficios y riesgos que trae consigo el desarrollo de la
ciencia y la aplicación de la tecnología en un contexto histórico – social, para dar solución a problemas.
• Aplica la metodología apropiada en la realización de proyectos interdisciplinarios atendiendo
problemas relacionados con las ciencias experimentales.
• Diseña prototipos o modelos para resolver problemas, satisfacer necesidades o demostrar principios
científicos, hechos o fenómenos relacionados con las ciencias experimentales.
• Resuelve problemas establecidos o reales de su entorno, utilizando las ciencias experimentales para
la comprensión y mejora del mismo.
CONSIDERACIONES TEÓRICAS
Cuando la luz pasa de un medio transparente a otro se produce un cambio en su dirección debido a la
distinta velocidad de propagación que tiene la luz en los diferentes medios materiales.
El fenómeno de la refracción se rige por la llamada ley de la refracción o ley de Snell.
OBJETIVOS
Entender los efectos del fenómeno de refracción en la vida cotidiana.
MATERIALES Y EQUIPO
CANTIDAD
MATERIALES Y EQUIPO
MATERIAL QUE PROPORCIONA
EL LABORATORIO
MATERIAL QUE PROPORCIONA EL ESTUDIANTE
1 1 1 1 1 1 1 1 1
Recipiente extendido (cuba) Moneda de 5 pesos o similar Regla Exacto Tijeras Papel cascarón de 40 cm x 30 cm Pieza de cartulina negra 20 x 20 cm Linterna con baterías Vaso de vidrio traslucido
* * * * * * * * *
88
PROCEDIMIENTO 1:
1. Llena el vaso con agua e introduce en él una pieza de cartón o cartulina blanca cortada y apoyada en
el recipiente en la forma que se indica en la figura 1.
2. Usando una pequeña linterna y una pantalla con un agujero colocada enfrente de aquella, obtendrás
un angosto haz de luz. Haz incidir este haz a lo largo del cartón, tratando de que sea lo más definido
posible (para esto, gira la linterna, ajusta la pantalla hasta conseguir la mejor posición.)
A.- Observa sobre el cartón la trayectoria del haz luminoso antes y después de penetrar en el agua. Anota
tus observaciones.
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________
_______________________________________________________________________
B.- Haz variar el ángulo de incidencia. Anota lo observado.
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________
_______________________________________________________________________
89
1.- Cuando es mayor el ángulo de incidencia. ¿Cómo se comporta el rayo refractado?
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________
_______________________________________________________________________
2.- ¿Qué sucede si hacemos incidir el haz luminoso con un ángulo de 90°?
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________
_______________________________________________________________________
II.- Introduce oblicuamente la regla o algún otro objeto similar en un recipiente que contenga agua,
según la figura 2.
90
Anota tus observaciones:
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________
_______________________________________________________________________
III.- Coloca una moneda en el interior de un plato y aléjate hasta una posición tal que tu línea de visión
sea tangencial a la orilla del plato.
Anota tus observaciones:
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________
_______________________________________________________________________
FUENTES DE REFERENCIA BIBLIOGRÁFICA
___________________________________________________________________________________________
___________________________________________________________________________________________
____________________________________________________________________________________
91
CONCLUSIONES
Explica sí se alcanzaron los objetivos de la práctica.
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________
____________________________________________________________
92
EVALUACIÓN DE LA PRÁCTICA
NOMBRE:
RÚBRICA DE VALORACIÓN DEL TRABAJO EXPERIMENTAL
NÚMERO DE EQUIPO:
ESCALA DE CALIFICACIÓN
EXCELENTE 2 Pts. ACEPTABLE 1 Pts. INSUFICIENTE 0 Pts.
1. Preparación
2. Trabajo experimental
3. Participación
4. Reporte de Resultados
5. Elaboración de
Conclusiones
CALIFICACIÓN:
REALIMENTACIÓN:
93
PRÁCTICA 12. SIMULACIÓN 1. CARACTERÍSTICAS DEL MOVIMIENTO ONDULATORIO
(OPCIONAL)
REPASO DE CONCEPTOS Y HABILIDADES Ondas mecánicas:
La materia y la energía están íntimamente relacionadas. La primer está representada por partículas y la
segunda por “ondas”, aunque hoy en día esa separación no está tan clara. En el mundo subatómico
“algo” puede comportarse como partícula u onda, según la experiencia que se está haciendo. Por
ejemplo, la electricidad está constituida por electrones y éstos presentan este doble comportamiento.
Las ondas: imaginemos un estanque de agua quieta al que tiramos una piedra, pronto, pero no
instantáneamente, se formarán olas. Esas "olas" en realidad son ondas que se propagan desde el centro
donde la piedra, al caer, es la "fuente" de perturbaciones circulares. Si llevamos este ejemplo a un
parlante, éste, igual que la piedra, perturba el medio propagándose y alejándose de su fuente. Así como
las ondas necesitaban al agua para poder difundirse, el sonido necesita del aire para lograr lo mismo.
Veamos otro ejemplo: el viento que pasa sobre un campo de trigo determina un movimiento en forma
de onda que se difunde a lo largo de toda la extensión. Sin embargo, el único movimiento que hacen las
plantas es de vaivén. Encontramos nuevamente dos movimientos, el de la propagación de la onda y el
movimiento de cada una de las espigas.
La onda consta de dos movimientos: uno es la vibración de las partículas y otro es la propagación de la
onda en sí. Si el movimiento de cada partícula es "de arriba hacia abajo y viceversa", la onda se llama
transversal.
Si la partícula se mueve en la misma dirección de propagación moviéndose atrás y adelante, la onda
recibe el nombre de longitudinal.
94
El sonido es una onda longitudinal mientras que la luz y cualquier onda electromagnética es transversal.
Si hacemos ondas con una soga nos dará ondas transversales, mientras que un resorte puede transportar
ambos tipos de ondas.
Si colocamos un par de ejes cartesianos, observaremos que existen valores máximos (eje y +) y mínimos
(eje y -). Cada uno de estos valores recibe el nombre de amplitud, mientras que a los intermedios se los
denomina elongación. Podemos observar en la gráfica que la trayectoria que obtuvimos puede
interpretarse matemáticamente como una función periódica, ya que se repite.
Si seguimos nuestro análisis, encontraremos que existen funciones matemáticas que responden a esta
gráfica, las funciones trigonométricas seno y coseno, por ejemplo. Si la gráfica comienza en el punto
(0;0) la función que utilizaremos será la función seno (sen); pero si vemos que la gráfica comienza por el
punto (0;1) entonces utilizamos la función coseno (cos).
OBJETIVOS
Los estudiantes comprenderán las características del movimiento ondulatorio.
95
MATERIALES Y EQUIPO
CANTIDAD
MATERIALES Y EQUIPO
MATERIAL QUE PROPORCIONA
EL LABORATORIO
MATERIAL QUE PROPORCIONA EL ESTUDIANTE
1 1
1
1
Una bandeja con fondo plano Un espejo que quepa en la bandeja. Una lámpara con un foco de 25 W. Regla de madera o trozo de madera. Agua
*
* *
*
*
PROCEDIMIENTO 1:
Por grupo, los alumnos trabajarán en el experimento, tomarán notas de sus observaciones y buscarán
explicaciones para, posteriormente, comunicarlas y demostrarlas al grupo.
1. El equipo colocará la bandeja cerca de una pared, en donde se pueda ver el reflejo del agua.
2. Llenar la bandeja con el agua sobre la mesa, y ubicar el espejo dentro del agua. La altura del agua
deberá ser de unos cuantos centímetros (de 5 a 10 cm).
3. Usando una linterna o una lámpara colocada arriba del recipiente se iluminará el agua, tratando de
evitar la presencia de otras fuentes de luz en el ambiente y se detectará el lugar donde ésta se refleje en
la pared.
4. Al golpear con la punta de su dedo la superficie del agua, provocará una pulsación circular que se
propagará en la superficie del líquido. Observa la cresta de este pulso proyectada en forma de una franja
circular clara que se desplaza en el fondo del recipiente. Percutiendo ahora con una regla la superficie
del agua, podrás observar, de la misma manera, la propagación de pulsos rectos por la proyección de
sus crestas en el fondo del recipiente.
5. Para producir una onda periódica, golpea en forma lenta y sucesiva en la superficie del agua. Observa,
en el fondo del recipiente, la longitud de onda (distancia entre dos franjas consecutivas). Aumente la
frecuencia de los golpes de la regla, y observa lo que sucede con la longitud de onda. ¿Esperabas este
resultado?
96
6. Podrás también experimentar al colocar un barquito de papel o corcho sobre el agua, y determinar si
el agua se mueve arrastrando el barquito.
FUENTES DE REFERENCIA BIBLIOGRÁFICA
___________________________________________________________________________________________
___________________________________________________________________________________________
____________________________________________________________________________________
CONCLUSIONES
Explica sí se alcanzaron los objetivos de la práctica.
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________
____________________________________________________________
97
EVALUACIÓN DE LA PRÁCTICA
NOMBRE:
RÚBRICA DE VALORACIÓN DEL TRABAJO EXPERIMENTAL
NÚMERO DE EQUIPO:
ESCALA DE CALIFICACIÓN
EXCELENTE 2 Pts. ACEPTABLE 1 Pts. INSUFICIENTE 0 Pts.
1. Preparación
2. Trabajo experimental
3. Participación
4. Reporte de Resultados
5. Elaboración de
Conclusiones
CALIFICACIÓN:
REALIMENTACIÓN:
98
RECURSOS BIBLIOGRAFICOS
1. Colegio de Bachilleres del Estado de Baja California (2016). TEMAS SELECTOS DE FÍSICA II.
México: Colegio de Bachilleres del Estado de Baja California. (E-Book).
2. Pérez Montiel, Héctor (2017). Temas selectos de física 2. México: Grupo Editorial Patria. (E-
Book).
3. Basto Rodríguez, Ruby (2020). Temas selectos de física II. México: Klik Soluciones Educativas. (E-
Book).
4. Trenzado Diepa, José L. (2015). Física. España: Universidad de Las Palmas de Gran Canaria.
Servicio de Publicaciones y Difusión Científica. (E-Book).
5. Sisterna, Pablo y Stimler, Roberto (2015). Física: misterio y realidad II. España: Eudem. (E -
Book).
6. Aguilar, Jesús Lorenzo (2018). Cuestiones de física. España: Editorial Reverté. (E-Book).
99
“POR SIEMPRE RESPONSABLE DE LO QUE SE HA CULTIVADO”
©2020 por la Universidad del Valle de México.
Este Manual fue elaborada en la Vicerrectoría Institucional Académica de
Preparatoria de la UVM y apela al Código de Ética y Conducta de Laureate
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