10° - Guia 1 Tercer periodo

8/12/2019 10 - Guia 1 Tercer periodo

1/5

GUA DE APRENDIZAJE M2-03-03-01 V.2

1

Docente: Francis Moreno Otero rea: CIENCIAS NATURALES Y EDU. AMBIENTALAsignatura: Fsica Periodo: TRES Gua N: 03 Grado: DecimoEstudiante: __________

Tiempo de Realizacin:(24 Horas, segundo periodo acadmico).

NCLEO TEMTICO:MOVIMIENTO EN DOS DIMENSIONES

COMPETENCIA:CIENTFICA, TECNOLGICA Y AXIOLXICA

NIVEL DE COMPETENCIA:Cientfica, tecnolgica y axiolgica.

CIENTFICA Y TECNOLGICA: Desarrollar la capacidad de resolver problemas inmediatosapropiando algunos pasos de la metodologa cientfica, aumentando el proceso decomunicacin oral y escrita utilizando vocabulario del rea.

META PERIDICA: Comprende conceptos de fsica a partir de todos los conceptos referentes a lamateria, adems de lo referente a la mecnica y aplica conceptos de mecnica de partculasen la solucin de problemas de su entorno.

ENTRADA: Motivacin Encuadre

Por qu es importante abordar este tema?La fsica del movimiento se ha encargado de

estudiar el comportamiento de los cuerpos en la naturaleza, a esto se le ha llamadocinemtica y dinmica. No podemos dejar de lado que el movimiento verdadero de losobjetos se realiza en el espacio real tridimensional. Sin embargo, para un estudio

adecuado del movimiento se comienza en primer lugar por el anlisis de una dimensinpara luego sumergirnos en el anlisis de los cuerpos en dos dimensiones. Un casoparticular de este movimiento, hace referencia al movimiento de proyectiles o

movimiento parablico. Dicho movimiento lo presenciamos al realizar un salto haciaadelante, al tirar un objeto en cualquier direccin. Es importante para cada ser humanoestudiar el comportamiento de dichos cuerpos, nunca sabes cuando necesitarascalcular la trayectoria de un baln de futbol para hacer un gol.

QU CONOZCO DEL TEMA?

Transcriba la pregunta y responda en el cuaderno:

1. Qu es un movimiento rectilneo uniforme? Describa sus caractersticas.2. Existen diferencias entre la velocidad y la rapidez? Por qu?3. Qu significa que un cuerpo este en cada libre? Justifica.4. Qu distancia recorrer un objeto en 2 segundos si va a una velocidad de 5 m/s?5. Calcule la aceleracin de un auto que pasa del reposo a 100km/h en 10 segundos.

Bibliografa recomendada:

Fsica Conceptual. Paul G. Hewitt. Tercera edicin. Pearson. 1999. Fsica Para La Ciencia y la Tecnologa. Tipler & Mosca. Quinta edicin.

Revert. 2003. Fsica. Edmond Serway. Cuarta edicin. MCGraw Hill. 1997.

COLEGIO SALESIANO JUAN DEL RIZZO

FORMATO GUA DE APRENDIZAJE

Cdigo: M2-03-03-01Consecutivo: 03-2014

SEDE B

DEPENDENCIA: Coordinacin Acadmica. FECHA:Julio de 2014.

ASUNTO:Gua clase


2/5


2

Fundamentacin terica:

Algo de Historia

El hombre conoca las trayectorias parablicas aunque no las denominaba as y

experimentaba con tiros parablicos. Recuerda las destrezas de David frente a Goliat.Pero hasta que Galileo explic las leyes que rigen los movimientos no se ponen las bases

de su conocimiento. Este conocimiento fue el que permiti poner una nave, lanzadadesde la Tierra, (planeta en movimiento), en rbita con Marte, que no ha parado demoverse y el que permite predecir donde estar maana un objeto sabiendo donde

est hoy. Los mejores "adivinos" -charlatanes que invaden la prensa y la TV anunciandosus poderes- no pueden ni aproximarse.

Galileo estudi la cada de graves y basndose en su estudio experimental pudocontradecir la creencia de los aristotlicos que afirmaban "que un cuerpo de 10 veces

ms pesado que otro tardaba en caer 10 veces menos". Utiliz su pulso para medir eltiempo de cada y tambin relojes de agua (clepsidras) que le proporcionaban pocaprecisin. Ralentiz la cada utilizando planos inclinados y afirm que, despreciando la

resistencia del aire todos los cuerpos caen en el vaco con g=9,8 m/s2. En el aire sesupone que es vaco. Por un plano inclinado caen con una aceleracin a=g sen.

Galileo realiz el experimento del grfico con dos objetos: impuls uno horizontalmentedesde una mesa y dej caer otro cuerpo desde el borde verticalmente. Descubri quelos dos llegan al suelo al mismo tiempo. Partiendo de dicha observacin pudo afirmar

que: " la componente vertical del movimiento de un objeto que cae es independientede cualquier movimiento horizontal que lo

Acompae".

Con esto se establece la que hoy llamamos " Principio de Superposicin", es decir, unmovimiento se puede considerar formado por otros dos que actan simultneamente

pero que, a efectos de estudio, puede suponerse que primero ocurre uno y luego, ydurante el mismo tiempo, el otro. El cambio de posicin de un objeto es independiente

de que los movimientos acten sucesiva o simultneamente.

La parbola que describe un objeto lanzado al aire se puede estudiar como lacombinacin de un movimiento uniforme rectilneo horizontal a la altura de la salida y

otro vertical uniformemente acelerado. Este principio tambin se denomina Principio deindependencia de movimientos o Principio de superposicin.

Galileo calcul la expresin del alcance en funcin de la velocidad inicial y del ngulo

de lanzamiento:

El clculo de esta ecuacin le produjo a Galileo una especial satisfaccin puesto que

explica lo que le haban contado los artilleros respecto a que el alcance mximo seproduce con un ngulo de 45 .

Con esta ecuacin se puede predecir que se produce el mismo alcance para ngulosde lanzamiento complementarios (30 y 60 por ejemplo, tiro de caos y tiro de obs).

Galileo, que era un buen matemtico, al comprobar que la trayectoria fsica de unproyectil se corresponda con la representacin matemtica de la ecuacin de una

parbola, que resultaba de la composicin de dos movimientos, generaliz esterazonamiento: " Dado que la ecuacin de esa trayectoria se deba a la composicin de

dos movimientos, cualquier movimiento complejo se puede estudiar por el principio desuperposicin de movimientos".

Galileo explic, mediante el estudio del movimiento de proyectiles, por qu un objetoque cae desde lo alto de un mstil de un barco que avanza con movimiento uniforme

impacta en la base del mstil y no se queda atrs. (El objeto mientras cae tiene la

componente horizontal del movimiento del barco que ya tena cuando estaba unido al


3/5


3

mstil antes de caer). Es el mismo razonamiento que explica por qu dando saltitos nopodemos viajar hacia el oeste viendo desplazarse la tierra bajo nuestros pies)

Es el conocimiento del Principio de independencia de movimientos el que le lleva aafirmar "Eppur si muove" en el famoso proceso sobre la rotacin de la Tierra. En efecto, lsaba que no es posible detectar si la Tierra est en reposo o se mueve con movimiento

uniforme. Todos los objetos ligados a la Tierra comparten sus movimientos con el de

rotacin de la Tierra.De sus estudios se establece el principio de Relatividad de Galileo: " Es imposible detectarpor experiencias fsicas si un sistema est en reposo o en movimiento rectilneo uniforme"

o tambin: " Las leyes de la mecnica observadas en un sistema de coordenadas sonigualmente vlidas (son las mismas) en otro cualquiera que se mueva con velocidad

constante respecto al primero".

Fundamentacin prctica

Se denomina movimiento parablico al realizado por un objeto cuya trayectoria

describe una parbola. Se corresponde con la trayectoria ideal de un proyectil que semueve en un medio que no ofrece resistencia al avance y que est sujeto a un campogravitatorio uniforme.Puede ser analizado como la composicin de dos movimientos rectilneos:

un movimiento rectilneo uniforme horizontal y un movimiento rectilneo uniformementeacelerado vertical.

Como el movimiento de proyectiles es bi-dimencional, donde ax= 0 y ay= -g, o sea conaceleracin constante, obtenemos las componentes de la velocidad y las coordenadas

del proyectil en cualquier instante t, con ayuda de las ecuaciones ya utilizadas para elM.R.U.A. Expresando estas en funcin de las proyecciones tenemos:

X = Vxit = Vi cos it

y = Vyit + at2

Vyf= Vyi+ at

2ay = Vyf2- Vyi2

Si un proyectil es lanzado horizontalmente desde cierta altura inicial, el movimiento essemi-parablico.

Combinando las ecuaciones arriba explicadas para el movimiento parablico podemosalgunas obtener ecuaciones tiles:

- Altura mxima que alcanza un proyectil:


4/5


4

- Tiempo de vuelo del proyectil:

- Alcance del proyectil:

Con las ecuaciones que se han presentado con anterioridad el desarrollo de losejercicios ms adelante propuestos todo ser ms fcil.

TRABAJO INDIVIDUAL: En el cuaderno:

1. De acuerdo a la fundamentacin terica construya un texto en el cual retome loselementos ms importantes sobre el movimiento de proyectiles, el texto debe sermnimo de media pagina.

2. Si se patea un baln de ftbol con un ngulo de 37 con una velocidad de 20 m/s.Calcule:

a)La altura mxima.b)El tiempo que permanece en el aire.c)La distancia a la que llega al suelo.d)La velocidad en X y Y del proyectil despus de 1 seg de haber sido

disparado

3. Calcular la distancia, la altura y el tiempo de cada de un tiro parablico que lleva

una velocidad de 30m/s y forma una ngulo de 60 con la horizontal.4. Un proyectil es disparado con una rapidez inicial de 75.2 mIs, a un ngulo de 34.5

por encima de la horizontal a lo largo de un campo de tiro plano. Calcule

a)La mxima altura alcanzada por el proyectil.b)El tiempo que total que el proyectil permanece en el airec)La distancia horizontal total

d)La velocidad de X y Y del proyectil despus de 1.5 s de haber sido disparado.5. Una flecha se dispara con un ngulo de 50 con respecto a la horizontal y con una

velocidad de 35 m/s.a)Cul es su posicin horizontal y vertical despus de 4 segundos?

b)Determine las componentes de su velocidad despus de 4 segundos.c)Cul es la velocidad en X y Y despus de 4 segundos?

6. Una piedra se arroja horizontalmente a 15 m/s desde la parte ms alta de un riscode 44 m de altura.

a)Qu tiempo tarda la piedra en llegar a la base del risco?b)Qu tan lejos de la base del risco choca la piedra con el piso?

c)Cul su velocidad horizontal despus de 1.5 segundos?7. Una pelota de golf se golpea con un ngulo de 45 con la horizontal. Si la

velocidad inicial de la pelota es de 50 m/s:

a)Cunto tiempo permanece la pelota en el aire?b)Cul su altura mxima?c)Cul su alcance horizontal?

8. Se lanza un proyectil con una velocidad inicial de 200 m/s y una inclinacin, sobrela horizontal, de 30. Suponiendo despreciable la prdida de velocidad con el aire,calcular:

a)Cul es la altura mxima que alcanza la bala?b)A qu distancia del lanzamiento alcanza la altura mxima?c)A qu distancia del lanzamiento cae el proyectil?


5/5


5

9. Se dispone de un can que forma un ngulo de 60 con la horizontal. El objetivose encuentra en lo alto de una torre de 26 m de altura y a 200 m del can.Determinar:

a)Con qu velocidad debe salir el proyectil?b)Con la misma velocidad inicial desde que otra posicin se podra haber

disparado?

10.Un chico patea una pelota contra un arco con una velocidad inicial de 13 m/s ycon un ngulo de 45 respecto del campo, el arco se encuentra a 13 m.Determinar:

a)Qu tiempo transcurre desde que patea hasta que la pelota llega al arco?b)Convierte el gol?, por qu?c)A qu distancia del arco picara por primera vez?

11.Sobre un plano inclinado que tiene un ngulo = 30, se dispara un proyectil conuna velocidad inicial de 50 m/s y formando un ngulo = 60 con la horizontal.Calcular en que punto del plano inclinado pegar.

12.Un can que forma un ngulo de 45 con la horizontal, lanza un proyectil a 20

m/s, a 20 m de este se encuentra un muro de 21 m de altura. Determinar:a)A qu altura del muro hace impacto el proyectil?b)Qu altura mxima lograr el proyectil?c)Qu alcance tendr?d)Cunto tiempo transcurrir entre el disparo y el impacto en el muro?

I. TRABAJO EN EQUIPO: (LABORATORIO SOBRE EL COHETE)

El trabajo que se realizara a partir del cohete estar centrado en realizar diferenteslanzamientos con diversos ngulos de inclinacin: 30, 45, 60, 90, etc. cada grupo deestudiantes deber tomar los datos que considere necesarios para aplicar las leyes de

Newton y caracterizar el movimiento bidimensional que el cohete describe.

1. INFORME DE LABORATORIO:

En grupos de tres personas, presentar un informe de laboratorio, teniendo en cuenta lospasos del mtodo cientfico. Se debe presentar en el cuaderno de fsica.

SOCIALIZACIN:Exponer diferentes situaciones cotidianas junto con los ejercicios del trabajogrupal mediante prctica de laboratorio y aplicar los temas vistos.

APLICACIN PROYECCIN: Crear una situacin problemtica de la cotidianidad donde seaplique un tema relacionado con la gua. (Laboratorio e informe)

DESEMPEOS:

Da respuestas bsicas a problemas fsicos de la naturaleza a partir de sus pre_saberes.

Recuerda y aplica conceptos trabajados durante ciclos anteriores.

Reconoce las variables que intervienen en el estudio de la luz.

Documents

10° - Guia 1 Tercer periodo