ACTIVADOR COGNITIVO

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GUIA DE APRENDIZAJE

Estudiantes: ____________________________________________________________ Curso: _______

Saber- Saber: Analizar las situaciones en las cuales las fuerzas realizan trabajo.

Saber Hacer: Identificas las diferentes clases de energía presentes en un sistema físico.

Saber Ser: Elaborar hipótesis para determinados sistemas físicos.

1. Desarrolla las siguientes preguntas en tu cuaderno;

2. En una carpeta tamaño carta lleva un diario de noticias científicas; desde el 1 de abril de 2014 hasta la primera

semana del mes de Junio de 2014. Debes escribir a mano en una página completa dos noticias científicas por semana con

titulo, nombre de la prensa, fecha, resumen, aportes o comentarios personales.

Prerrequisitos y preconceptos:

The work W done on a system by an agent exerting a constant force on the system is the product of the magnitude F of the force, the magnitude "r of the displacement of the point of application of the force, and cos Ɵ, where Ɵ is the

angle between the force and displacement vectors:

W = F.r cos Ɵ

El trabajo se mide en Newton-metro (N.m). Esta unidad de medida se denomina julio (J).

Subdirección de Educación Departamento de Educación Contratada Colegio CAFAM “Bellavista” CED

Guía No: 2

Fecha: 25 – Abril de 2014

Docente: Gonzalo Vanegas Forero

Asignatura: Física Pensamiento: Científico tecnológico

Grado: Décimo

Fuerzas que no realizan trabajo

El trabajo realizado por una fuerza es igual a cero cuando el desplazamiento es igual a cero. Sin embargo, en algunas

ocasiones aunque el cuerpo se desplaza, puede suceder que el trabajo realizado por la fuerza es igual a cero. Por

ejemplo, si las fuerzas aplicadas sobre un objeto son perpendiculares al desplazamiento, se tiene que:

W = F . d . cos 90°

En general, las fuerzas perpendiculares al desplazamiento, como la fuerza normal y la fuerza centrípeta, no realizan

trabajo alguno

La energía

Los conceptos de energía y de trabajo están estrechamente relacionados. Todo cuerpo que está en capacidad de realizar

un trabajo transfiere energía. Sin embargo, nos referimos a ella a través de sus diferentes manifestaciones, lo cual se

relaciona con la transferencia de energía de un cuerpo a otro y su transformación.

La energía potencial gravitacional

Cuando un cuerpo se deja caer desde cierta altura con respecto al suelo, la Tierra ejerce fuerza de atracción

gravitacional sobre él. Sin embargo, al caer el peso del cuerpo realiza trabajo sobre el objeto, por esta razón,

Se llama energía potencial gravitacional a la energía asociada a un objeto sometido a la fuerza, peso, y que se encuentra a determinada altura con respecto a un nivel de referencia.

La energía cinética

Cuando damos un puntapié a un balón, el pie transfiere energía al balón, en general, cuando un cuerpo en movimiento

choca con otro objeto, le transfiere energía. Por tal razón, podemos afirmar que el objeto en movimiento realiza trabajo

sobre el otro, lo cual es equivalente a afirmar que le transfiere energía.

Se llama energía cinética a la energía asociada a un objeto que se encuentra en movimiento.

Potencia

Para referirnos a la potencia debemos tener en cuenta el tiempo durante el cual una fuerza realiza un trabajo.

La potencia se expresa como:

Otras unidades de potencia

El valor de la potencia que desarrollan algunas máquinas es del orden de los cientos de miles de vatios, por esta razón, es

usual expresar la potencia en otras unidades como el caballo de potencia (1 HP 5 746 W) o el kilovatio

(1 kW 5 1.000 W). A partir de la ecuación P 5 E/t se tiene que:

Cuando la potencia se expresa en kilovatios y el tiempo en horas, la energía se expresa en kilovatio-hora (kW-h). Un

kilovatio-hora es el trabajo que realiza durante una hora de funcionamiento, una máquina que desarrolla una potencia de

un kilovatio. La empresa de energía mide la energía que consumimos en kW-h. Para determinar la equivalencia de 1 kW-h

en julios tenemos que:

Por tanto,

Conservación de la energía mecánica

Nueva Información:

La potencia automotriz

En la información que se proporciona acerca de los automóviles se incluye su

potencia, cuyo valor se expresa en caballos de potencia. También se incluye

en la información la relación peso/potencia, que se expresa en kg/HP, lo cual

indica la cantidad de kilogramos que se deben mover por cada caballo de

potencia con el carro vacío. En la tabla 6.1, se presentan las potencias y la

relación masa/potencia de algunos automóviles comunes en Colombia.

Podemos establecer una relación entre la potencia y la velocidad media.

Puesto que el trabajo efectuado por una fuerza paralela al desplazamiento

es W = F . Δx y la potencia es P= W / Δt, tenemos que:

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Integración:

La energía en las colisiones

Las colisiones se interpretan mediante la aplicación del principio de conservación de la cantidad de movimiento debido al

intercambio de este que se produce en ellas. También en las colisiones se produce transferencia de energía y si la

energía se conserva o no, podemos clasificarlas en colisiones elásticas y colisiones inelásticas.

En una colisión elástica, la energía cinética se conserva, lo cual significa que hay un intercambio entre los cuerpos que

interactúan, y en estos, no se producen deformaciones ni calentamientos. Este tipo de colisión es un modelo usual a nivel

microscópico. Por ejemplo, es posible considerar que en un gas ideal las moléculas se desplazan a grandes velocidades,

produciendo colisiones en las que no se genera pérdida en la energía total de las moléculas.

A diferencia de las colisiones elásticas, en una colisión inelástica

parte de la energía cinética inicial de los cuerpos, se pierde parcial o

totalmente en deformaciones y calentamientos, como ocurre en el

caso de una colisión automovilística.

En general, las colisiones que se producen en la naturaleza son

inelásticas porque es inevitable que parte de la energía se disipe.

Energías alternativas

Energía solar. La fuente de esta energía es el Sol y, dada su naturaleza de energía renovable, existe una tendencia

universal por diseñar centrales solares.

Energía de la biomasa. La fuente de esta energía es la materia orgánica, de origen vegetal o animal y los materiales

obtenidos en la transformación natural o artificial de la materia orgánica. Por ejemplo, el estiércol se utiliza para

producir gas o el heno para obtener alcohol.

La energía eólica. La fuente de energía eólica es el viento, que se encarga de poner en movimiento generadores de

otros tipos de energía. Dado que requiere del viento, las regiones costeras son sitios apropiados para su

implementación.

Energía geotérmica. Esta energía se fundamenta en las altas temperaturas que se producen en el interior de la

Tierra, por ejemplo, en algunas regiones se consigue agua en ebullición cerca de la superficie del planeta, lo cual

sugiere que se podría emplear para producir movimiento a unas turbinas que generan otros tipos de energía.

Energía mareomotriz. El agua del mar en su movimiento producido por las mareas es una fuente de energía que se

puede utilizar para accionar turbinas y así generar otros tipos de energía.

Antes de realizar las prácticas revisar las siguientes páginas.

https://www.wiziq.com/tutorial/67346-El-Informe-de-Laboratorio-de-F-237-sica

http://fisica.uc.cl/index.php?option=com_content&view=article&id=41&Itemid=273

http://www.slideshare.net/christianpavon/cmo-hacer-un-buen-informe-de-laboratorio

Laboratorio 1. Cinemática, Dinámica, Trabajo y Potencia. Construye un vehículo de 5 cm de ancho y 10 cm de largo (preferiblemente de madera), dentro de este debe haber un motor y su respectiva batería. A un bloque de madera de 4x4x8 cm pega en caras diferentes una lija, una tela y un acrílico. Este debe contener un gancho para atarlo al vehículo. Completa cada tabla y realiza los respectivos dibujos. 1. Motor eléctrico de potencia. Batería. Masa vehículo. Masa del cubo. 2. Registra los datos de distancia contra tiempo, realiza la gráfica.

Distancin (cm) 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100

Tiempo (s)

De la gráfica concluye si el movimiento es de velocidad constante o es acelerado. 3. Determina la velocidad promedio, para calcular la energía cinética.

APLICACIÓN

4. Al vehículo engancha el bloque de madera y determina la pérdida de energía de cada superficie, restando a la energía cinética del punto anterior. 5. Determina con fórmulas la fuerza que desarrolla el vehículo y compruébalo con un dinamométrico.

Laboratorio 2. Lanzamiento parabólico Construir un cañón, empleando un tubo de PVC, un resorte y una varilla (ver imagen). Se lanzará una esfera de hierro de 1 cm de radio. A. Se hala para que se comprima el resorte y se impulse la esfera. (Procura siempre comprimir la misma distancia al resorte). B. Es el pivote para determinar los grados. C. Resorte. D. Esfera. 1. Determinar teóricamente. A. Fuerza que proporcione el resorte. B. Velocidad promedio con la que sale la esfera del cañón. C. Velocidad horizontal inicial. D. Velocidad vertical inicial. E. Altura máxima de la esfera. F. Alcance máximo de la esfera. G. Tiempo en alcanzar su altura máxima. H. Tiempo de vuelo. 2. Completa la tabla al realizar el experimento.

Ángulo T. Vuelo Y (máx.) X (máx.)

30

45

60

3. Compara los resultados teóricos y los experimentales, ¿Qué puedes concluir?

Laboratorio 3. Montaña rusa. Conservación de la energía. Realiza el montaje como lo ilustra la figura. El radio del bucle es de 5 cm.

Determina teórica y experimentalmente; 1. Cuál es la altura mínima para que la esfera de un giro. 2. Cuanto se debe comprimir el resorte para que la esfera llegue al punto inicial con velocidad cero. 3. Diseña una tabla para determina la energía en cada punto ABCDE.

Laboratorio 4. Conservación del momento lineal y la energía.

Empleando el cañón a una distancia de medio metro, realiza una colisión a un péndulo. Determina la altura que alcanzará el péndulo, teórica y experimentalmente.

Recordación:

Refinamiento:

Transcribe las siguientes frases a tu cuaderno; A. “La primera pequeña compuerta que hay que abrir para embarcarse en la tarea del estudio es el deseo de saber.” Anónimo. B. “Nunca consideres el estudio como una obligación, sino como una oportunidad para penetrar en el bello y maravilloso mundo del saber.” Albert Einstein C. “La cultura se adquiere leyendo libros; pero el conocimiento del mundo, que es mucho más necesario, sólo se alcanza leyendo a los hombres y estudiando las diversas ediciones que de ellos existen.” Lord Chesterfield. 1. La cuarta competencia consiste en adquirir, descargar en pdf, fotocopiar o solicitar de una biblioteca uno de los siguientes textos, presentarlo ante el salón de clase, leerlo y hacer una historieta en doce cuadros en un octavo de cartulina. 1. El origen de las especies – Charles Darwin (1859) 2. Breve historia del tiempo – Stephen Hawking (1988) 3. El gen egoísta – Richard Dawnkins (1976) 4. La doble hélice – James Dewey Watson (1968) 5. Primavera silenciosa – Rachel Carson (1962) 6. El mono desnudo – Desmond Morris (1967) 7. Caos: la creación de una ciencia – James Gleick (1987) 8. Gaia - James Lovelock (1979) 9. Ensayo sobre el principio de la población – Thomas Malthus (1798) 10. El ascenso del hombre - Jacob Bronowski (1973)

2. En binas entrega en hojas blancas tamaño carta la solución ordenada y con procedimientos de;

3. Consulta más información: http://www.sc.ehu.es/sbweb/fisica/

Construcción en Pequeño Grupo

1. Intercambien los procedimientos y respuestas del refinamiento.

2. Eligen dos ejercicios y propongan un método de solucionarlo con ecuaciones y sin ecuaciones es decir

interpretando los datos dados.

Socialización al Gran Grupo:

1. Se realizan los ejercicios en el tablero por parte de los estudiantes con su interpretación.

2. Se toman apuntes de los conceptos importantes de los demás grupos.

3. Cada grupo realiza la coevaluación y la autoevaluación de cada integrante.

Verificación:

1. Revisión de todos los puntos de la guía.

2. Revisión del trabajo en grupo.

3. Entrega y revisión del cuaderno.

Reflexión: Completa la matriz.

Aspecto 0 10 20

1. Asiste puntualmente en las clases.

2. Atiende y participa en clase.

3. Entrega las actividades puntualmente.

4. Obtiene altas calificaciones en física.

5. Cumple con las normas del manual.

Hábitos y Prácticas: ______

Regulación:

La guía se debe desarrollar en su totalidad en el aula de clases.

Escribe los comentarios generales que le quieras expresar al profesor, con respecto al trabajo desarrollado.

Realiza un DOFA donde se muestren concretamente las inquietudes sobre el trabajo realizado.

“Con mis maestros he aprendido mucho; con mis colegas, más; con mis estudiantes todavía más.” Proverbio hindú.