Corriente...Bloque III Práctica No. 14 Campo magnético. Bloque IV Práctica No. 15 Electromagnetismo. Bloque IV Práctica No. 16 El motor eléctrico Bloque IV Fuentes Bibliográficas

Corr

iente

Calor y Temperatura

Potencial Eléctrico

VILLAHERMOSA, TABASCO, 2013.

MANUAL DE PRÁCTICAS DE LABORATORIO DE

FÍSICA II

M.E. RAMÓN FCO. JAVIER MARTÍN HEREDIA.

1

Práctica No. 1 Características de los líquidos. Bloque I

Práctica No. 2 Presión Hidrostática. Bloque I

Práctica No. 3 Principio de Pascal. Bloque I

Práctica No. 4 Principio de Arquímedes. Bloque I

Práctica No. 5 Gasto Bloque I

Práctica No. 6 Escalas Termométricas. Bloque II

Práctica No. 7 Mecanismos de transferencia de calor. Bloque II

Práctica No. 8 Dilatación de sólidos, líquidos y gases. Bloque II

Práctica No. 9 El calor y las transformaciones del estado físico de la materia Bloque II

Práctica No. 10 Cargas eléctricas. Bloque III

Práctica No. 11 Campo eléctrico. Bloque III

Práctica No. 12 Ley de Ohm. Bloque III

Práctica No. 13 Circuitos eléctricos. Bloque III

Práctica No. 14 Campo magnético. Bloque IV

Práctica No. 15 Electromagnetismo. Bloque IV

Práctica No. 16 El motor eléctrico Bloque IV

Fuentes Bibliográficas.

Anexo

2

A partir del Ciclo Escolar 2009-2010 la Dirección General del Colegio de Bachilleres incorporó en

su plan de estudios los principios básicos de la Reforma Integral de la Educación Media Superior (RIEMS),

proporcionándoles así a los jóvenes una educación pertinente y relevante que les permita establecer una relación

entre la escuela y su entorno.

La estructura curricular del Nivel Medio Superior está integrado por tres componentes de formación:

Básico, Propedéutico y Profesional.

Dentro del componente de formación básica, se ubica la asignatura de Física II,

correspondiente al campo de las Ciencias Naturales, que están relacionadas con ciertas

metodologías y estructuras mentales para comprender fenómenos del mundo natural.

Por lo que por su propia naturaleza requiere que los jóvenes conozcan y apliquen los

métodos y procedimientos de dicha ciencia para la resolución de problemas cotidianos.

Por ello, un enfoque de competencias conlleva a planteamientos pertinentes de los procesos

de enseñanza y aprendizaje, actividad que compete al docente, quien promoverá la creación de

ambientes de aprendizaje y situaciones educativas apropiadas al enfoque en competencias,

favoreciendo las actividades de investigación, así como del trabajo colaborativo a través de las prácticas

de laboratorio, que tienen como objetivo fundamental fomentar una enseñanza más activa, participativa,

donde se impulse el método científico, el espíritu crítico, así como el desarrollo de habilidades.

3

La enseñanza de la Física puede considerarse desde dos puntos de vista

diferentes: el de informar y el de formar. El primero consiste en comunicar en el aula de clases

los conceptos, principio y leyes que la Física maneja, y el segundo tiene como objetivo fundamental

disciplinar a los jóvenes en las técnicas de la investigación, que le permitan comprender el

fascinante mundo que lo rodea.

El presente contempla cuatro bloques que conforman el programa oficial de la

Dirección General de Bachillerato.

El bloque I, contempla la hidráulica y su división, que incluye la hidrostática y la

hidrodinámica, las propiedades de los líquidos, así como los principios de Pascal,

Arquímedes y el teorema de Bernoulli y sus aplicaciones.

En el bloque II, se aborda el tema del Calor y la Temperatura, en el cual se estudia

la temperatura y la influencia del Calor en la dilatación de los cuerpos, su transmisión y los

cambios de estado de agregación.

En el bloque III, se estudia el tema de la electricidad y su división que

contempla la electrostática y la electrodinámica así como las leyes que las rigen.

En el bloque IV, se analiza la conjunción entre la electricidad y el magnetismo. El

presente está integrado por 16 actividades experimentales organizadas en

diversas secciones: nombre de la práctica está expresa la idea del tema que se está

tratando; el objeto de aprendizaje satisface las propiedades del contenido expresado en el

programa de la asignatura, desempeño del estudiante en este se describe lo que se espera que

el alumno logre al concluir la actividad experimental, las competencias genéricas y sus

atributos se enlistan al final del manual y son las que todo bachiller debe adquirir al concluir

sus estudios del Nivel Medio Superior, las competencias disciplinares están orientadas a

que los alumnos conozcan y apliquen los métodos y procedimientos de esta ciencia para la

resolución de problemas cotidianos, así como la comprensión de su entorno, las cuales se

enlistan al final.

4

En el fundamento aparece el sustento de la actividad que se realizará como

antecedente del experimento; en el apartado de material y equipo se señala lo mínimo

indispensable para realizar la actividad; en el procedimiento se describe paso a paso el

desarrollo de la práctica; de igual manera aparece al final un cuestionario con una serie de

cuestionamientos que le permitirán al alumno consolidar lo aprendido; en el apartado de

conclusión y socialización, el joven intercambiará diferentes punto de vista con sus

compañeros con respecto a la actividad realizada y por último, se hará referencia a las

bibliografías que puede consultar.

En el apartado de anexos, se describe la forma de usar algunos instrumentos de

medición, así como la deducción de expresiones matemáticas utilizadas en las

prácticas, en el apéndice se describe sugerencias de guías de observación.

5

SE AUTODETERMINA Y CUIDA DE SI

Competencia Atributo

1. Se conoce y valora a sí mismo y aborda problemas y retos

teniendo en cuenta los objetivos que

persigue.

Enfrenta las dificultades que se le presentan y es consciente de sus valores, fortalezas y debilidades.

Identifica sus emociones, las maneja de manera constructiva y reconoce la necesidad de solicitar apoyo ante una situación que lo rebase.

Elige alternativas y cursos de acción con base en criterios sustentados y en el marco de un proyecto de vida.

Analiza críticamente los factores que influyen en su toma de decisiones. Asume las consecuencias de sus comportamientos y decisiones. Administra los recursos disponibles teniendo en cuenta las restricciones para el logro de sus

metas.

2. Es sensible al arte y participa en la apreciación e

interpretación de sus expresiones en

distintos géneros.

Valora el arte como manifestación de la belleza y expresión de ideas, sensaciones y emociones.

Experimenta el arte como un hecho histórico compartido que permite la comunicación entre individuos y culturas en el tiempo y el espacio, a la vez que desarrolla un sentido de identidad.

Participa en prácticas relacionadas con el arte.

3. Elige y practica estilos de vida

saludables.

Reconoce la actividad física como un medio para su desarrollo físico, mental y social. Toma decisiones a partir de la valoración de las consecuencias de distintos hábitos de

consumo y conductas de riesgo. Cultiva relaciones interpersonales que contribuyen a su desarrollo humano y el de quienes

lo rodean.

SE EXPRESA Y COMUNICA


4. Escucha, interpreta y emite mensajes

pertinentes en distintos contextos

mediante la utilización de medios, códigos y

herramientas apropiados.

Expresa ideas y conceptos mediante representaciones lingüísticas, matemáticas o gráficas. Aplica distintas estrategias comunicativas según quienes sean sus interlocutores, el

contexto en el que se encuentra y los objetivos que persigue. Identifica las ideas clave en un texto o discurso oral e infiere conclusiones a partir de ellas. Se comunica en una segunda lengua en situaciones cotidianas. Maneja las tecnologías de la información y la comunicación para obtener información y

expresar ideas.

PIENSA CRÍTICA Y REFLEXIVAMENTE


5. Desarrolla innovaciones y

propone soluciones a problemas a partir de métodos establecidos.

Sigue instrucciones y procedimientos de manera reflexiva, comprendiendo como cada uno de sus pasos contribuye al alcance de un objetivo.

Ordena información de acuerdo a categorías, jerarquías y relaciones. Identifica los sistemas y reglas o principios medulares que subyacen a una serie de

fenómenos. Construye hipótesis y diseña y aplica modelos para probar su validez. Sintetiza evidencias obtenidas mediante la experimentación para producir conclusiones y

formular nuevas preguntas. Utiliza las tecnologías de la información y comunicación para procesar e interpretar

información.

6. Sustenta una postura personal sobre

temas de interés y relevancia general, considerando otros puntos de vista de manera crítica y

reflexiva.

Elige las fuentes de información más relevantes para un propósito específico y discrimina

entre ellas de acuerdo a su relevancia y confiabilidad. Evalúa argumentos y opiniones e identifica prejuicios y falacias. Reconoce los propios prejuicios, modifica sus puntos de vista al conocer nuevas evidencias,

e integra nuevos conocimientos y perspectivas al acervo con el que cuenta. Estructura ideas y argumentos de manera clara, coherente y sintética.

APRENDE DE FORMA AUTÓNOMA


7. Aprende por iniciativa e interés

propio a lo largo de la vida.

Define metas y da seguimiento a sus procesos de construcción de conocimiento. Identifica las actividades que le resultan de menor y mayor interés y dificultad, reconociendo

y controlando sus reacciones frente a retos y obstáculos. Articula saberes de diversos campos y establece relaciones entre ellos y su vida cotidiana.

6

TRABAJA EN FORMA COLABORATIVA


8. Participa y colabora de manera efectiva en

equipos diversos.

Propone maneras de solucionar un problema o desarrollar un proyecto en equipo, definiendo un curso de acción con pasos específicos.

Aporta puntos de vista con apertura y considera los de otras personas de manera reflexiva. Asume una actitud constructiva, congruente con los conocimientos y habilidades con los que

cuenta dentro de distintos equipos de trabajo. PARTICIPA CON RESPONSABILIDAD EN LA SOCIEDAD


9. Participa con una conciencia cívica y

ética en la vida de su comunidad, región, México y el mundo.

Privilegia el diálogo como mecanismo para la solución de conflictos. Toma decisiones a fin de contribuir a la equidad, bienestar y desarrollo democrático de la

sociedad. Conoce sus derechos y obligaciones como mexicano y miembro de distintas comunidades e

instituciones, y reconoce el valor de la participación como herramienta para ejercerlos. Contribuye a alcanzar un equilibrio entre el interés y bienestar individual y el interés general

de la sociedad. Actúa de manera propositiva frente a fenómenos de la sociedad y se mantiene informado. Advierte que los fenómenos que se desarrollan en los ámbitos local, nacional e internacional

ocurren dentro de un contexto global interdependiente.

10. Mantiene una actitud respetuosa

hacia la interculturalidad y la

diversidad de creencias, valores, ideas y prácticas

sociales.

Reconoce que la diversidad tiene lugar en un espacio democrático de igualdad de dignidad y derechos de todas las personas, y rechaza toda forma de discriminación.

Dialoga y aprende de personas con distintos puntos de vista y tradiciones culturales mediante la ubicación de sus propias circunstancias en un contexto más amplio.

Asume que el respeto de las diferencias es el principio de integración y convivencia en los contextos local, nacional e internacional.

11. Contribuye al desarrollo sustentable de manera crítica, con

acciones responsables.

Asume una actitud que favorece la solución de problemas ambientales en los ámbitos local, nacional e internacional.

Reconoce y comprende las implicaciones biológicas, económicas, políticas y sociales del daño ambiental en un contexto global interdependiente.

Contribuye al alcance de un equilibrio entre los intereses de corto y largo plazo con relación al ambiente.

7

1. Establece la interrelación entre la ciencia, la tecnología, la sociedad y el ambiente en contextos históricos y

sociales específicos.

2. Fundamenta opiniones sobre los impactos de la ciencia y la tecnología en su vida cotidiana, asumiendo

consideraciones éticas.

3. Identifica problemas, formula preguntas de carácter científico y plantea las hipótesis necesarias para

responderlas.

4. Obtiene, registra y sistematiza la información para responder a preguntas de carácter científico, consultando

fuentes relevantes y realizando experimentos pertinentes.

5. Contrasta los resultados obtenidos en una investigación o experimento con hipótesis previas y comunica sus

conclusiones.

6. Valora las preconcepciones personales o comunes sobre diversos fenómenos naturales a partir de evidencias

científicas.

7. Hace explícitas las nociones científicas que sustentan los procesos para la solución de problemas cotidianos.

8. Explica el funcionamiento de máquinas de uso común a partir de nociones científicas.

9. Diseña modelos o prototipos para resolver problemas, satisfacer necesidades o demostrar principios

científicos.

10. Relaciona las expresiones simbólicas de un fenómeno de la naturaleza y los rasgos observables a simple vista

o mediante instrumentos o modelos científicos.

11. Analiza las leyes generales que rigen el funcionamiento del medio físico y valora las acciones humanas de

impacto ambiental.

12. Decide sobre el cuidado de su salud a partir del conocimiento de su cuerpo, sus procesos vitales y el entorno al

que pertenece.

13. Relaciona los niveles de organización química, biológica, física y ecológica de los sistemas vivos.

14. Aplica normas de seguridad en el manejo de sustancias, instrumentos y equipo en la realización de actividades

de su vida cotidiana.

8

Viscosidad Capilaridad Tensión superficial

Adhesión Cohesión

Placa de vidrio

Gotero Regla

graduada Cronómetro Agua,

aceite,

miel

Frasco con tapa

Mecha Alcohol Cerillos

Frasco Jabón Popote Cigarro

Tabla Pintura Lapicero Aceite Hoja de

papel

Vaso de

precipitado

Agua Pintura Aceite

Objeto de Aprendizaje: Describe las propiedades físicas que caracterizan el comportamiento de los fluidos:

Viscosidad, Capilaridad, Tensión Superficial, Cohesión, Adhesión.

Desempeño del estudiante

al concluir la práctica:

Aplica los diferentes conceptos de los fluidos en situaciones de su vida cotidiana.

Competencias Genéricas:

5.5., 7.1.

Competencias Disciplinares:

4, 16.

FUNDAMENTO: Tiempo: 50 min.

Las moléculas de los líquidos se unen debido a fuerzas entre ellas, dando como resultado algunas

propiedades características, las cuales analizaremos para comprender los fenómenos físicos que ocurren en

este estado de la materia.

CARACTERÍSTICAS DE LOS LIQUIDOS

Bloque: I Práctica No. 1

MATERIALES Y EQUIPOS

9

PROCEDIMIENTO:

Parte I

1.- Armar el arreglo de la figura

2.- Deposita en el vidrio, cuatro gotas de

agua y mide la distancia que alcanza al fluir

por la acción gravitatoria, en 0.5,

1 y 1.5 s.

3.- Repite el paso dos, con los demás

fluidos.

4.- Registre los datos obtenidos en la siguiente tabla.

Sustancia Tiempo (s) Distancia (cm)

Agua

0.5

1.0

1.5

Miel

0.5

1.0

1.5

Aceite

0.5

1.0

1.5

5.- Elabore la gráfica (d - sust), para t = 1 s

6.- Efectuar la gráfica (d - t)

10

Tomando como referencia la gráfica del punto (5), ¿Cuáles sustancias son las de mayor viscosidad y por qué? En base a la gráfica del punto (6) enlistar las sustancias de las más viscosas a la de menor viscosidad: Explique cómo lo dedujo usted.

¿Qué representa físicamente la pendiente de la gráfica (d vs t)?

Por lo que se concluye que los líquidos que fluyen con mayor facilidad presentan _______

viscosidad.

Parte II

1.- En un frasco, haz una solución jabonosa

2.- Humedece una parte de la masa de trabajo

3.- Introduce el popote en el agua jabonosa y sopla para hacer una pompa sobre la parte

mojada de la mesa.

4.- Después de hacer la media esfera jabonosa, aspira un poco del humo del cigarro

y viértelo dentro de la pompa jabonosa usando el popote.

5.- Observa y escribe lo que sucede.

¿Qué nombre reciben las fuerzas intermoleculares de la pompa de jabón que no permite

que el humo se escape? Parte III

1.- Vierte alcohol en un frasco

2.- En la tapa coloca una mecha de tal suerte que quede remojada en el alcohol

3.- Enciende y observa

Te has preguntado ¿por qué en un mechero el alcohol va ascendiendo al estar

encendido? ¿Cómo se le

llama a esta propiedad? Parte IV

1.- Pintar una pared o tabla

2.- Raya con tu lapicero una hoja

3.- Impregna un papel con aceite.

¿Qué observas? A la fuerza de atracción entre las moléculas de un sólido y un líquido cuando hacen contacto se le llama: _________________________________________________________________

11

Parte V

1.- Vierte unas gotas de agua en el vaso de precipitado que ya contenía agua

previamente.

2.- Repite el procedimiento anterior con pintura y luego con aceite.

¿Te has preguntado por qué dos gotas de la misma sustancia, al hacer contacto, forman una sola? , a esta propiedad se le llama:

CUESTIONARIO:

1.- ¿Cómo se define a la hidrostática?

En los paréntesis de la derecha, escriba las letras que relacionen correctamente ambas columnas tomándolas de la lista de la izquierda.

1.- Es la fuerza de atracción entre las moléculas de un sólido y un líquido,

cuando hacen contacto …………….......................…….………… ( )

2.- Es la fuerza que mantiene unidas a las moléculas de una sustancia

..................................................................................................... ( )

A. Cohesión

B. Adhesión

C. Capilaridad

D. Tensión

Superficial

E. Viscosidad

3.- En virtud de esta propiedad asciende la savia de las plantas… ( ) 4.- En virtud de esta propiedad un mosquito puede caminar sobre el agua

………………………………………………………………………… ( )

5.- Es la dificultad que presentan las capas de un líquido al deslizarse

respeto a los demás ….................................................................( )

6.- Es la resistencia que presenta la superficie libre de un líquido a ser

penetrado.................................................................................… ( )

7.- En virtud de esta propiedad es difícil romper una piedra o un ladrillo

………………………………………………………………………….( ) 8.- En virtud de esta propiedad las gotas de agua se quedan en las paredes

de un vaso de vidrio.….................................................................( )

Anexo A

12

CONCLUSIÓN Y SOCIALIZACIÓN:

Discuta y razone con los integrantes de su equipo, el desarrollo y resultados del experimento e informe sus conclusiones.

13

“PRESIÓN HIDROSTÁTICA”

MATERIAL

Botella de plástico

Cinta masking tape

Un clavo

Agua



Argumenta como un líquido ejerce presión sobre el fondo y las paredes del recipiente que lo contiene.


5.1; 8.2


5


Todo líquido contenido en un recipiente, origina una presión sobre el fondo y las paredes del mismo. Esto

se debe a la fuerza que el peso de las moléculas ejerce sobre un área determinada. Esta presión recibe el

nombre de presión hidrostática, la cual aumenta conforme es mayor la profundidad, matemáticamente se expresa

como:

Objeto de Aprendizaje: Describe las propiedades físicas que caracterizan el comportamiento de los fluidos: Presión Hidrostática.


14

PROCEDIMIENTO:

1.- Hacer con el clavo cuatro orificios a la botella a diferentes alturas.

2.- Tapar con una cinta masking tape los orificios y llenar totalmente la botella.

3.- Retire primero la cinta del primer orificio y observe como es la salida del agua por el

orificio.

4.- El paso anterior se repite para cada orificio volviendo a llenar previamente la botella.

5.- Anotar de acuerdo a lo observado en qué punto sale con mayor rapidez el agua y cuál es

la causa.

6.- Determinar la presión hidrostática en cada punto y regístrelas en la tabla.

Gráfico g h Ph

1

2

3

4

CUESTIONARIO:

Cambiarían las presiones calculadas en la tabla anterior, si en lugar de agua se empleara aceite: __ Justifique: En un recipiente que contiene cierto líquido. ¿De qué depende la presión hidrostática? Como se relaciona el alcance del chorro de agua con la presión hidrostática Para determinar la presión hidrostática, la altura se mide de la base del recipiente hacia arriba o de la superficie libre hacia abajo. Justifique_ Si se tienen dos líquidos diferentes, con densidades r1 y r2, respectivamente, contenidos

en recipientes idénticos, si en ambos recipientes se mide la presión a la misma profundidad y si r1 > r2, la expresión que relaciona las presiones a esa profundidad en ambos líquidos es:

Justifique su respuesta:

15

Si tapamos herméticamente el recipiente ¿qué ocurre con la presión hidrostática?

Justifique:



16

Objeto de Aprendizaje: Describe las propiedades físicas que caracterizan el comportamiento de los fluidos: Principio de Pascal



Explica el principio de Pascal a partir de experimentos sencillos.


5.1., 7.1.


5, 8.


Uno de los principios fundamentales de la hidrostática es el de Blaise Pascal, el cual establece que la

presión aplicada a un fluido encerrado se transmite con la misma intensidad a cada punto de éste y de las

paredes del recipiente que lo contiene, teniendo una gama de aplicaciones (gato hidráulico, máquinas

hidráulicas, etc).

En esta actividad analizaremos el funcionamiento de la prensa hidráulica que está basada en este principio.

PRINCIPIO DE PASCAL


MATERIALES

1 Caja de Madera 1 Jeringa grande 1 Jeringa chica Manguera transparente

SUSTANCIAS

Aceite hidráulico.

17

PROCEDIMIENTO:

Parte I

1.- Realizar dos perforaciones en la tapa de la caja de tal suerte que quepan las jeringas

en cada uno.

2.- Sujetar bien las jeringas a la tapa.

3.- Llenar con el aceite hidráulico la manguera así como las jeringas hasta cierta altura.

4.- Con la manguera conectar las jeringas

5.- Colocar nuevamente la tapa en la caja.

Parte II

Empleando el dispositivo que armaste, determina la fuerza aplicada para

levantar un objeto.

1.- Medir los diámetros de las jeringas

d1 =

d2 =

2.- Coloca un objeto de masa (m) sobre el pistón mayor.

3.- Determine la fuerza aplicada con la expresión:

Datos Fórmula Sustitución Resultado

Anexo B

¿Cuál es el objetivo principal del funcionamiento de la prensa hidráulica?

De acuerdo al resultado de su experimento que puedes concluir_

Mencione al menos cuatro aplicaciones prácticas de la prensa hidráulica.

CUESTIONARIO:

18

La aplicada a un fluido encerrado se transmite con la misma intensidad a cada punto de éste y de las paredes del recipiente que lo contiene, expresa el principio de

¿En que se basa el funcionamiento de los gatos hidráulicos?



16

Objeto de Aprendizaje: Describe las propiedades físicas que caracterizan el comportamiento de los fluidos: Principio de Arquímedes.



Explica el principio de Arquímedes a partir de experimentos sencillos.


7.3; 8.2


5


Cualquier persona familiarizada con algún deporte acuático, ha observado que los objetos parecen

perder peso cuando se sumergen en el agua. En efecto, un objeto puede incluso flotar en la superficie debido al

empuje que recibe.

El principio que explica este fenómeno fue descubierto por Arquímedes de Siracusa, por lo que

lleva su nombre; el cual establece que un cuerpo sumergido en el seno de un fluido, sufre un empuje

ascendente igual en magnitud al peso del fluido desalojado.

PRINCIPIO DE ARQUIMIDES


MATERIALES

Vaso de precipitado Pedazo de metal ó una pesa

de 100 g. Hilera

EQUIPO

Dinamómetro

17

PROCEDIMIENTO:

1. Determine el peso del metal en el aire con el dinamómetro en Newton.

2. En el vaso de precipitado vierta cierta cantidad de agua y tome la lectura de

Vo en ml.

3. Introduzca el metal totalmente en el agua y obsérvese si el dinamómetro detecta

una pérdida de peso, escriba el nuevo peso.

4. Escriba el nuevo volumen V que se obtiene con el metal sumergido.

NOTA: 1 ml = 1 * 10-6 m3

5. Determine la magnitud del empuje hidrostático.

. Compare su resultado con el del peso del líquido desalojado, tenemos:

Anexo C

1. Al comparar la magnitud del empuje hidrostático con el peso del líquido

desalojado ¿Se cumplió el principio de Arquímedes? Justifique:

2. ¿Qué ocurriría si el peso del metal es mayor que el empuje que recibe?

3. ¿A qué es igual la fuerza de flotación?

4. El peso del agua desplazada por la parte sumergida de un objeto flotante es igual a:

5. ¿Qué establece el principio de Arquímedes?


Discuta y razone con los integrantes de su equipo, el desarrollo y resultados del

experimento e informe sus conclusiones.

18

Objeto de Aprendizaje: Describe las características de los fluidos en movimiento



Aplica las diferentes ecuaciones y modelos matemáticos en la solución práctica de problemas de fluidos en movimiento.


5.1., 8.3


10


Cotidianamente el agua llega a nuestra casa por medio de tuberías, ¿has pensado como podría calcularse la cantidad de

agua que pasa por ella?

Con esta actividad podrás comprenderlo, pues cuando el agua fluye a través de ella, es común hablar de su gasto, que

por definición es la relación existente entre el volumen del líquido que fluye y el tiempo que tarda en fluir, pero ten presente

que también puede determinarse empleando la velocidad, sus expresiones matemáticas son:

GASTO


MATERIALES

EQUIPO

Probeta graduada Regla graduada Cinta Masking tape

Vernier Cronómetro

SUSTANCIA

Agua

19

PROCEDIMIENTO:

1.- Llenar con agua el recipiente. Destapar únicamente el orificio con menor

profundidad y recibir en la probeta graduada el líquido desalojado durante 7 s.

2.- Medir el volumen desalojado en (ml) y convertirlos a m3.

3.- Determinar el gasto, con la expresión

4.- Llenar nuevamente el recipiente y tapando la perforación (1) destape la (2) y

realice los pasos anteriores, así sucesivamente con los puntos restantes.

5.- Escriba los datos obtenidos en la tabla

Orificio Volumen

(m3) Tiempo

(s)

m3/s

1

2

3

4

Parte II Determinación del Gasto teórico, para cada punto.

1.- Comparar el gasto teórico obtenido con el experimental. Escriba sus

observaciones

2.- Que le ocurriría al gasto si se aumenta el diámetro del orificio del recipiente _ y la rapidez .

3.- Si el diámetro del orificio se duplica. ¿Cuántas veces aumenta el gasto? y si

se triplica veces.

4.- Para determinar el gasto que fluye por una tubería, ¿influye el tiempo de salida del agua

por la sección transversal? justifique


Discuta y razone con los integrantes de su equipo, el desarrollo y resultados del experimento e informe

sus conclusiones.

CUESTIONARIO:

20

Objeto de Aprendizaje: Reconoce las siguientes escalas de temperaturas y sus unidades: Fahrenheit, Celsius,

Kelvin y Réaumer.



Comprende la relación que existe entre las diferentes escalas termométricas.


5.1., 7.1.


8,9.


En la vida cotidiana es común usar como sinónimos los conceptos de temperatura y calor,

aunque ambos son una manifestación de energía, físicamente difiere uno del otro, pues la temperatura

está asociada a la energía cinética promedio de las moléculas de un cuerpo, mientras que el calor es la

energía que se transmite de un cuerpo de temperatura elevada a otro de temperatura inferior.

Si se desea determinar la temperatura de un objeto o sustancia se recurre al uso de los termómetros,

los cuales están diseñados con diferentes escalas (Celsius, Fahrenheit, Kelvin y Réaumer).

ESCALAS TERMOMETRICAS

Bloque: Il Práctica No. 6

MATERIALES

Marcadores de diferentes colores.

4 Reglas de madera

aproximadamente de 1 m

21

PROCEDIMIENTO:

1. Tomando como referencia la escala centígrada marcar en una de las reglas el punto de

fusión y ebullición del agua, es decir, el 0 y 100 °C.

2. En las reglas restantes marcas sus puntos iniciales y finales considerados en los dibujos.

3. Establecer una escala de 5° y llenar el siguiente cuadro

°C °F K °Re

100 212 373 80

20

15

10

5

0 32 273 0 Anexo D

4. Con base en los resultados obtenidos, elaborar las fórmulas que nos permitan realizar

las conversiones analíticamente. Anexo E

5. Con los valores de la tabla y las fórmulas, realizar la transformación de temperaturas de una

escala a otra.

Ejemplo: Un objeto se encuentra a una temperatura de 25 ° C ¿Cuál es su equivalencia en las otras

escalas?, realizarlo gráfica y analíticamente.

Anexo F

CUESTIONARIO:

Teóricamente la menor temperatura posible es _ y equivale a _°C determinada

por

De acuerdo a los resultados de la tabla cada grado Fahrenheit a cuanto equivale en la

centígrada

Tomando como referencia su información cada grado en la escala Réaumer a cuantos equivale en la

centígrada

Al realizar la transformación de temperatura, gráfica y analíticamente, ¿obtuvo los mismos

resultados?, comente_

¿Qué consideraciones hizo Andrés Celsius para proponer la escala termométrica que lleva su nombre?


Discuta y razone con los integrantes de su equipo, el desarrollo y resultados del experimento e

informe sus conclusiones.

22

Objeto de Aprendizaje: Magnitudes físicas y su medición.



Explica la transmisión del calor de los cuerpos que ocurren en su entorno.


5.6, 6.3


7


El calor se transmite en los sólidos, líquidos, gases y en el vacío por tres formas diferentes. En

los sólidos por conducción en los líquidos y gases por convección; en los gases y en el vacío por radiación:

a) conducción: se caracteriza por la agitación que el calor produce entre las moléculas de un cuerpo y que

se transfiere en forma sucesiva de una a otra molécula. b) convección: es el proceso por el cual se transmite

calor, debido al movimiento de las masas calientes de un fluido, cuando existe una diferencia de temperatura.

c) radiación: es el proceso por el cual se transmite calor, debido a la emisión continua de energía desde la

superficie de los cuerpos. Ésta se realiza por medio de ondas electromagnéticas, a una

velocidad aproximada de 300,000 km/s

MÉCANISMO DE TRANSFERENCIA DE CALOR

Bloque: ll Práctica No. 7

MATERIALES EQUIPO

Mechero de Bunsen Varilla de aluminio Varilla de hierro Una vela Pinza Soporte universal

completo Vaso de precipitado Circuito Simple (foco,

soquet y clavija) Aserrín

Cronómetro

SUSTANCIAS

Agua

23

PROCEDIMIENTO:

Parte I 1. Arme el dispositivo de la figura (a)

2. Sobre la varilla de hierro coloque a 10 cm de distancia un pedacito de cera de la vela.

3. Encienda el mechero y observe que ocurre con la cera que colocó sobre la varilla.

4. Tome el tiempo que tardó en derretirse la cera.

5. Repita el procedimiento empleando una varilla de aluminio

Parte II

1. Arme el arreglo de la figura (b)

2. Vierta agua en vaso de precipitado y eche el

aserrín

3. Encienda el mechero

4. Observe el movimiento de las partículas del

aserrín al irse calentando el agua.

Parte III 1. Armar un circuito simple como el de la figura (c)

2. Con mucho cuidado conecte el circuito en la toma

de corriente.

3. Coloque su mano cerca del foco, sin tocarlo.

CUESTIONARIO:

1. En la primera parte de su práctica ¿en cuál de las dos varillas se derritió primero la cera?

_Justifique:

2. ¿A qué se debe que el calor se transmita a los largo de los materiales? ; ¿Qué nombre recibe este proceso?

3. Escribe que ocurrió con las partículas del aserrín al irse calentando el agua ¿A qué se debe? ¿Qué nombre recibe este

proceso?

4. De acuerdo a la parte III, ¿qué sintieron al acercar su mano sin tocar el foco? ¿Cómo se llama a este mecanismo de transferencia de

calor?

5. Una chimenea calienta una habitación transmitiendo calor por:


Discuta y razone con los integrantes de su equipo, el desarrollo y resultados del experimento e informe

sus conclusiones.

24

Bloque: II Práctica No. 8

“DILATACIÓN DE SÓLIDOS, LÍQUIDOS Y GASES”

Objeto de Aprendizaje: Reconocer la dilatación de los cuerpos: Lineal, Superficial y Volumétrica.


al concluir la práctica: Identifica a través de experiencias cotidiana la dilatación térmica de los cuerpos. Competencias Genéricas: 5.5

Competencias Disciplinares: 4

FUNDAMENTO:

El efecto que produce un cambio de temperatura sobre los cuerpos es una modificación en su

tamaño.

Con pocas excepciones (agua, hule), todas las sustancias o materiales aumentan su tamaño cuando la

temperatura aumenta

Los cuerpos que más se dilatan son los gases, siguen a éstos los líquidos, y los menos dilatables son los

sólidos.

Los sólidos pueden presentarse en forma de hilos, de láminas o con las tres dimensiones

apreciables. De ahí que existe la dilatación lineal, superficial y la volumétrica.

MATERIALES

Construir un péndulo como se muestra en la figura si se cuenta con (Anillo de Gravensande) puede ser empleado.

Mechero de bunsen. Matraz Soporte universal con anillo

metálico. Tela de asbesto y pinzas de

sujeción Un tapón perforado de hule Tubo delgado de vidrio Circuito simple(clavija, cable,

soquet, foco de 100W) Globo

SUSTANCIAS

Agua coloreada

EQUIPO

Termómetro Vernier o pie de rey (metálico)

25

Parte I 1. Introduce la bolita en el anillo y observa que pasa

a través de él.

2. Con el vernier mida el diámetro exterior de la bolita

y tome nota (Li)

3. Tome la temperatura inicial de la bolita y registre

su resultado (ti)

4. Con el mechero de bunsen suministre calor a la bolita por un tiempo razonable,

posteriormente trate de repetir el paso 1. Si no pasa ha ocurrido el fenómeno de no ser así,

continúe calentando.

5. En el momento que no atraviese el aro, con mucho cuidado mida el nuevo diámetro de la bolita.

6. Realice la lectura de la temperatura en ese momento (tf)

7. Compare la lectura del punto (6) con el de la ecuación:

Anexo G

Parte II 1. Arme un dispositivo como el de la figura

2. Coloque en el tapón una varilla delgada y el

termómetro

3. Vierta agua en el matraz

4. registre la lectura del termómetro y haga una marca

en el tubo delgado hasta donde está el agua

inicialmente.

5. Encienda el mechero, registre en la tabla la dilatación por cada grado centígrado de

temperatura

Temperatura (inicial) Dilatación (cm)

1 °C

2 °C

3 °C

6. Con los datos de la tabla, realizar el diagrama (d vs t).

26

Parte III

1. Infla levemente un globo 2. Activa el circuito que armaste previamente

3. Acerca el globo al foco y observa

CUESTIONARIO:

1. Al suministrarle calor a un cuerpo, incrementa su temperatura y se dilata, de acuerdo a lo anterior

cual afirmación es correcta y justifique:

a) Aumenta el volumen de su partícula

b) Se debe al aumento del espacio que las separa:

2. De acuerdo a la parte I, explica por qué la bola de metal no pasó por el anillo de

Gravensande.

3. De acuerdo con la gráfica del punto dos de la actividad la dilatación del agua en el tubo

es la misma por cada grado centígrado de temperatura; justifique.

4. Explica por qué varió el nivel del agua en el tubo delgado después de cierto tiempo de aplicar el Calor.

5. De la parte tres, ¿varía el volumen del globo?, si su respuesta es afirmativa a que se debe, justifique:



27

Objeto de Aprendizaje: Calor latente de fusión y vaporización



Resuelve problemas relacionados con el calor y la temperatura.


5.1., 7.1., 8.1


3

FUNDAMENTO:

Tiempo: 50 min.

Es fácil comprender que para aumentar la temperatura de una sustancia es necesario aumentar la

energía cinética de sus moléculas. Esto se logra aplicando calor.

Debemos tener presente dos situaciones en que la temperatura permanece constante, la primera es el

cambio de hielo a agua y la segunda de agua a vapor; el calor suministrado en estas situaciones se le llama

calor latente.

EL CALOR Y LAS TRANSFORMACIONES DEL ESTADO FÍSICO DE LA MATERIA

Bloque: Il Práctica No. 9

MATERIALES EQUIPO

Mechero Trípode Parrilla metálica Vaso de precipitado Hielo

Termómetro Balanza granataria

28

PROCEDIMIENTO:

1. Arma el dispositivo que se le indica

2. Determine la masa (m) del hielo (se sugiere un cubito)

3. Registre la temperatura cuando solo haya hielo en el recipiente.

4. Tomando como referencia la masa del hielo y la temperatura inicial de éste, determine la cantidad

de calor para elevar la temperatura del hielo hasta su punto de fusión, con

la ec.

Anexo H

5. Teniendo presente el valor del calor latente para la fusión del agua, y con la ec.

, determine el cambio de fase.

Anexo I

6. De nuevo se determina el calor para elevar la temperatura del agua de 0 °C hasta la

temperatura deseada, en nuestro caso 30 °C.

7. Por último se encuentra la cantidad de calor requerida para convertir el hielo a su fase liquida.

Anexo J

Nota: Resuelva usted, el ejemplo

1. Del esquema escriba usted la ecuación de “Q” que corresponde de acuerdo al punto

señalado. Y escriba su valor en la tabla.

2. Es el calor que se requiere aplicar al hielo para cambiar su fase a agua:

3. Cuando una sustancia pasa del estado líquido a gaseoso, o viceversa, se le llama:

4. Expresión que se emplea para determinar los cambios de fase:

5. Basados en los datos obtenidos, realizar la gráfica (T - Q) Anexo K




CUESTIONARIO:

29

FUNDAMENTO:

Bloque: Ill Práctica No. 10

CARGAS ELECTRICAS

Objeto de Aprendizaje: Identifica conceptos básicos de la electrostática: Carga eléctrica, Conservación de la

carga.



Reconoce el concepto de carga eléctrica y establece la ley que les rige.


5.1., 8.1


4

Al filósofo griego Tales de Mileto, se le atribuye el haber sido el primero en dejar constancia de que

al frotar el ámbar con una piel, producía chispas y atraía hojas secas, pelusas, etc., por lo que este poder

“mágico” de atracción fue considerado sencillamente como un interesante suceso natural.

Fue hasta el siglo XVII que el inglés Sir William Gilbert quien retoma los trabajos de Tales de Mileto

y realiza observaciones con diferentes materiales al frotarlos, atribuyéndosele haber inventado la palabra

electricidad. Posteriormente Benjamín Franklin, dedujo a partir de sus experimentos, que al frotar a los

materiales eléctricos, éstos se cargaban con dos tipos de cargas, a las que llamo positiva y negativa.

Tengamos presente que la carga eléctrica, es una de las propiedades básicas de ciertas partículas

elementales de las cuales se compone toda la materia. La electrostática tiene dos leyes fundamentales. La

primera de ellas es la referente a las cargas y la segunda conocida como la ley de coulomb.

MATERIALES

Globos Hilo nylon o de seda Tela de lana o piel de conejo Trocitos de papel Soporte universal Hilera Regla de plástico

30

PROCEDIMIENTO:

Parte I “Como Enemistar Dos Globos”

1. Infla dos globos y átalos como indica la figura

(1), sin que estos se junten.

2. Carga los globos, frótalos con lana o con un

trozo de piel.

3. Déjalos colgando y anota tus observaciones.

4. Interpón tu mano entre ambos globos sin

tocarlos y observa

Parte II

1. Colocar sobre una mesa varios pedacitos de

papel o ceniza de cigarro.

2. Infla un globo (fig. 2) y frótalo enérgicamente

en el cabello seco de uno de tus compañeros,

puede usted usar un peine si lo desea.

3. Acércalos a los pedacitos de papel y/o ceniza

y observa.

Parte III

1. Arma el arreglo de la figura (3) 2. Frota la regla vigorosamente con la tela de

lana y acércala a la hilera en forma paralela.

3. Observe y escriba su comentario.

CUESTIONARIO:

Parte I

Al cargar ambos globos, ¿Qué observamos al tratar de juntarlos por medio de los hilos?:

¿Porque al interponer la mano los globos se atraen?

Parte II ¿Qué tipo de carga Adquiere el globo al cargarlo?

¿Qué ocurrió al acercarle el globo a los trocitos de papel?

¿Por qué después de cierto tiempo los pedacitos de papel salen disparados del globo?:

31

¿Qué ocurre cuando acercas el peine a tu cabeza?

Parte III ¿Qué observaste al acercar la regla a la hilera?

En base a la pregunta anterior, ¿a qué atribuyes que ocurre?




32

Objeto de Aprendizaje: Identifica el concepto de campo eléctrico.



Explica de manera oral y escrita el concepto de campo eléctrico.


7.3, 8.1


7

FUNDAMENTO:

Tiempo: 50 min.

Sabido Una carga eléctrica se encuentra siempre rodeada por una región denominada campo

eléctrico. El campo eléctrico es invisible, pero su fuerza ejerce acciones sobre los cuerpos cargados y

por ello puede detectarse su presencia, así como medir su intensidad.

El inglés Michael Faraday introdujo, el concepto de líneas de fuerza para representarlo gráficamente.

CAMPO ELÉCTRICO


MATERIALES EQUIPO

Caja de Petri Papel milimétrico Cinta adhesiva Clavo de acero (2 o 3

pulgadas) Pinza aislada

Fuentes de poder (alto voltaje)

SUSTANCIA

Aceite Alpiste

33

PROCEDIMIENTO:

Parte I

1. Conecta la fuente de alto voltaje a la toma de corriente.

2. Con mucho cuidado fija el papel milimétrico en la mesa con la cinta adhesiva.

3. Ahora coloca sobre el papel milimétrico uno de los cables también apoyándote de la

cinta.

4. Mueve la perilla de la fuente para que éste funcione y con mucho cuidado, acerca el

otro cable que contiene el “caimán” procura tomar dicho cable con un trozo de hule o en

su defecto usa la pinza aislada.

5. Acerca lentamente el caimán movible al que está fijo aproximadamente 2 cm y

muévelo hasta acercarlo lo suficiente para que salte una chispa eléctrica.

6. Cuenta o marca la distancia en el papel milimétrico donde se formó el arco eléctrico.

7. Escriba sus comentarios:

Parte II: 1. En una caja de petri vierte cierta cantidad de aceite.

2. Espolvorea un poco de alpiste.

3. Con uno de los “caimanes” sujeta el borde de la caja de petri y con mucho cuidado

introduce el clavo que sujeta el otro caimán dentro del aceite.

4. Haz funcionar la fuente de alto voltaje y observa la orientación de dichas semillas.

5. Escriba sus comentarios:

CUESTIONARIO:

1. ¿Qué es el campo eléctrico?

2.- Dibuje la configuración del campo eléctrico producido por una carga puntual negativa

3.- Dibuje la configuración del campo eléctrico producido por una carga puntual positiva

4.- Dibuje la configuración del campo eléctrico producido por dos cargas de diferentes signos

34

5.- Dibuje la configuración del campo eléctrico producido por dos cargas positivas




35

Cabe hacer mención que dicha ley presenta algunas limitaciones.

Anexo L


LEY DE OHM

Objeto de Aprendizaje: Establece la relación de corriente eléctrica y la Ley de Ohm.



Aplica modelos matemáticos para resolver problemas relacionados a la Ley Ohm.


5.5; 8.1


3; 11


Un circuito eléctrico es un sistema en el cual, la corriente fluye por un conductor en una trayectoria

completa debido a una diferencia de potencial, existiendo en él tres elementos fundamentales, la diferencia de

potencial o voltaje, corriente y la resistencia.

Se le atribuye al físico alemán George Simón Ohm, el haber demostrado mediante sus experimentos que

al aumentar el voltaje en un circuito, la intensidad de la corriente es mayor, lo contrario ocurre al aumentar la

resistencia. Lo anterior lo condujo a enunciar la Ley que lleva su nombre. Su expresión matemática es:

MATERIALES EQUIPO

4 Pilas de 1.5 V Alambre Cinta adhesiva

Multímetro Interruptor Resistencia eléctrica (300 y

400 Ω)

36

PROCEDIMIENTO:

1. Armar el circuito eléctrico como el de la figura

2. Realiza la lectura del voltaje real suministrado

por la pila, así como la de la corriente.

3. Realice el mismo paso (2) pero con dos pilas

en serie, es decir, con 3 V.

4. Repita el paso anterior pero con tres pilas y luego con cuatro pilas, respectivamente.

Para cada caso escriba los valores del voltaje real y de la intensidad de la corriente en

amperes.

5. Determine el valor de la resistencia con la expresión

Pilas

Voltaje e intensidades (datos experimentales) R (ohm)

V ( Volts)

I (Ampere)

V R

I

1.5 V

3.0 V

4.5 V

6.0 V

CUESTIONARIO:

1. Con los datos del cuadro anterior, graficar el voltaje en función de la intensidad de la corriente.

2. ¿Qué significado físico tiene el valor de la pendiente de la gráfica?:

3. Se comprobó la ley de Ohm en el experimento?, Explica.

4. De acuerdo a lo observado en el experimento, escriba lo que se le solicita. “La intensidad de la corriente eléctrica que pasa por un conductor será si aumenta el voltaje que recibe y será si aumenta su resistencia”.

37

5. Dispositivo que se emplea para medir la corriente, el voltaje y la resistencia en un circuito?:




38

Objeto de

Aprendizaje:

Identifica las características de los circuitos con resistencias conectadas en: serie,

paralelo y mixto.



Determina la resistencia total, el voltaje y la corriente en una conexión de resistencia.


5.5, 5.3


8, 9


Una conexión de resistores en serie es aquella en donde sus elementos están unidos uno a

continuación del otro por medio de un conductor, formando una sola rama; la intensidad de la

corriente eléctrica sólo tiene un camino para pasar a través de ellos, lo que quiere decir que si se desconecta

uno, se interrumpe en los demás.

Por otro lado, el voltaje se reparte proporcionalmente al valor de cada uno de los resistores, es decir, el

voltaje total es igual a la suma de los voltajes en cada resistor.

La combinación de resistencias se puede sustituir por una equivalente, que se obtiene con la suma de

todas ellas.

CIRCUITOS ELÉCTRICOS


MATERIALES

Foco de 6V Pila de 9V Cable #18 Pinzas Cinta aislante

39

PROCEDIMIENTO:

Parte I. Circuitos en Serie 1. Arme usted, el arreglo mostrado en la

figura. 2. Elimine uno de los focos con

delicadeza 3. Suelte por cualquiera de los amarres

el circuito y observe

Parte II. Circuitos en Paralelo

1. Arme usted, el arreglo mostrado en la figura.

2. Elimine uno de los focos con delicadeza

3. Suelte por cualquiera de los amarres el circuito y observe

CUESTIONARIO:

Parte I. Circuitos en Serie

1.- Dibuje usted el diagrama de la conexión

2.- ¿Cuáles son los elementos básicos que constituyen un circuito eléctrico por muy simple que este sea?

3.- ¿Qué ocurrió con la iluminación de los focos al eliminar uno de ellos, es decir, dejar la

conexión con dos?

4.- ¿Cómo es la corriente eléctrica en un circuito en serie?

5.- ¿Qué sucede si se interrumpe el paso de la corriente en cualquier punto del circuito?

6.- Escriba dos aplicaciones de este tipo de conexión, empleadas comúnmente

40

Parte II. Circuitos en Paralelo 1. Dibuje usted el diagrama de la conexión.

2. ¿Qué observa con respecto a la intensidad luminosa de cada foco comparada con la práctica anterior?

3. ¿Qué ocurrió al eliminar uno de los focos del arreglo?

4. ¿Cómo es el voltaje en una conexión en paralelo?

5. ¿Cuál es la ventaja de utilizar este tipo de conexiones en nuestras casas?




41

Imanes permanentes Limadura de hierro Hoja de papel

Objeto de Aprendizaje: Explica el concepto de campo magnético y lo representa gráficamente por medio de

líneas de fuerza.



Demuestra mediante experimentos la existencia de los polos magnéticos en un imán.


5.5, 6.1


5

FUNDAMENTO:

Tiempo: 50 min.

Entre los polos de los imanes existen fuerzas de atracción o de rechazo; su dirección sigue

determinadas líneas, llamadas de fuerza de campo. Como un imán aislado posee ambos polos, también

aparecen en torno a él, las líneas de fuerza mencionadas yendo de uno a otro. Se conviene en asignar al

Polo Norte el carácter de fuente de las líneas, es decir, se supone que de él salen; y el Sur es el sumidero o

lugar por donde entran. De acuerdo a lo anterior, las líneas van de Norte a Sur por el exterior.

CAMPO MAGNÉTICO

Bloque: IV Práctica No. 14

MATERIALES

42

PROCEDIMIENTO:

Parte I 1. Ponga un imán de barra sobre la mesa de trabajo

2. Coloca la hoja de papel sobre él

3. Suavemente rocía las limaduras de hierro sobre el papel.

4. Observa la imagen que forma las limaduras de hierro.

5. Marca sobre el papel la forma de la figura.

Parte II

1. Colocar dos imanes de barra sobre la mesa teniendo cuidado de colocar el Polo Norte

de uno con el Polo Sur del otro.

2. Repita el procedimiento de la parte I

Parte III

1. De nueva cuenta ponga los dos imanes sobre la mesa con los dos Polos Nortes

encontrados.

2. Repita el procedimiento de la parte I

1. De lo observado en la parte I, II y III dibuje las líneas de fuerza y señale, con una flecha, su

dirección de acuerdo con la convención establecida.

2. ¿Todos los metales son atraídos por un imán? Justifique

3. ¿Cómo se clasifican los materiales de acuerdo a la propiedad que tienen de imantarse?

4. ¿Cuáles son los tipos de imanes que existen?

5. A las parejas de polos magnéticos se les llama




CUESTIONARIO:

43

Alambre de cobre delgado

Limadura de fierro, alfileres, clavos, etc.

Tornillos de hierro (2, 3 y 4 pulg)

3 pilas de 1.5 V

Pila de 9 V

Cinta con pegamento

Brújula

Lija

Objeto de Aprendizaje: Inducción electromagnética



Explica el experimento de Oesterd como demostración de la relación entre la electricidad y el magnetismo.


5.1., 7.1.


4

FUNDAMENTO:

Tiempo: 50 min.

El físico danés Hans Cristian Oersted, al realizar un experimento descubrió por casualidad, uno de

los principios más importantes del siglo XIX; el electromagnetismo.

Al conectar los bordes de una pila eléctrica con un alambre, vio cómo se movía una aguja imantada que se

encontraba muy cerca.

Se habían estudiado hasta ese momento la electricidad y el magnetismo como campos diferentes, ello lo

condujo a demostrar que entre ambos había una estrecha relación.

ELECTROMAGNETISMO


MATERIALES

44

TAMAÑO FUERZA DEL IMÁN

Tornillo grande

Tornillo mediano

Tornillo pequeño

1. Enrolle el alambre alrededor de los tornillos dejando en cada extremo unos 10 cm. Ver

figura.

2. Lije las puntas de los extremos del alambre de cobre.

3. Sujeta los solenoides con una cinta en los extremos.

4. Une las terminales del solenoide a los polos de la pila.

5. Trata de levantar los alfileres, la limadura de fierro, los clavos y clips con cada uno de

los dispositivos que armaste.

6. Registra por medio del código de referencias, que diferencia encuentras en cuanto a la

fuerza del imán con la del grosor de los tornillos.

Referencia

Mucha

Media

Poca

7. Repite la operación anterior utilizando únicamente el electroimán pequeño, pero con

1, 2 y 3 pilas conectadas en serie. Registra la fuerza del imán, utiliza para ello el código anterior.

VOLTAJE FUERZA DEL IMAN

1.5 V

3.0 V

4.5 V

8. En este paso tomaremos tres tornillos del mismo tamaño y al primero le daremos 20

vueltas con el alambre de cobre; al segundo 60 vueltas, y al tercero 120 vueltas. Comprueba la fuerza de estos tres electroimanes acercándolas a la brújula y registra. (Utiliza el mismo código).

SOLENOIDE FUERZA DEL IMAN

20 Vueltas

60 Vueltas

120 Vueltas

1. En el punto (6) ¿encuentra usted relación entre el grosor de los tornillos y la fuerza del

electroimán? Justifique su respuesta.

2. Para el punto (7) ¿con que tiene relación la fuerza del imán? Justifique.

PROCEDIMIENTO:

CUESTIONARIO:

45

3. ¿Cuáles son los tres elementos que influyen sobre la fuerza de un electroimán?

4. Los dispositivos que armaste se conocen como electroimán con núcleo de hierro. ¿Por

qué se convierten en imán?

5. Mencione algunos dispositivos de usos prácticos en los que se encuentre presente el

electromagnetismo.




46

MATERIAL

6 m Alambre de cobre 40 cm Alambre del grueso 50 cm Cable # 16 Tabla de 12 X 20 cm 1 Imán circular 1 Pila de 9 V Tachuelas

Objeto de Aprendizaje: Diferencia entre los campos magnéticos producidos por una espira, un solenoide y un

electroimán.



Diseña y construye aparatos basados en los conceptos del electromagnetismo.


4.5, 8.3


8, 9

EL MOTOR ELÉCTRICO


Tiempo: 50 min.

FUNDAMENTO:

Fue inventado por el científico inglés Michael Faraday, básicamente funciona como un electroimán

donde la corriente circula por cables enrollados (bobina) dentro de un campo magnético, y genera

movimiento, nos sirve para convertir energía eléctrica en mecánica.

Su utilidad es muy variada tanto en la industria, en los transportes y en forma especial en los

electrodomésticos (licuadora, batidora, lavadora, secadora de cabello, etc.) haciendo nuestra vida más

cómoda.

47

PROCEDIMIENTO:

1. Bobina el alambre de cobre formando un círculo, como se indica en la figura, los extremos deben ser lijados.

2. Con el alambre grueso de cobre,

realiza dos soportes terminando sus extremos en dos trinches, las puntas deben ser lijadas para eliminar el barniz aislante.

3. Clava en la tabla lo realizado en el punto (2), ver figura

4. Coloca sobre los soportes el bobinado y en la parte de abajo el imán, tal como indica la figura.

5. Conecta los extremos libres de los cables a la pila.

CUESTIONARIO:

1. ¿Qué observas cuando se conectan los cables de la pila?

2. Explica por qué gira la bobina.

3. ¿Qué ocurre si varías el voltaje quitando una de las pilas y volviéndolas a conectar?

48

4. ¿Qué sucede si la bobina se forma con el doble de espiras?

5. Escriba al menos cinco dispositivos en los que se encuentra presente un motor

eléctrico en nuestra vida diaria.




49

BIBLIOGRAFÍA

Valdivia Pérez Fabián, (2009). Física ll. Ed. BookMart.

Cuéllar Carvajal Juan Antonio, (2009). Física ll. Ed. Mc Graw – Hill

50

ANEXO

ANEXO A

51

ANEXO B

De acuerdo con el principio de Pascal, la presión sobre el pistón pequeño se

transmite al pistón de mayor tamaño, lo cual puede expresarse como:

Sustituyendo en la ecuación

P F

A

P1 = P2

se tiene

F1

F2

A1 A2

F1 A2 F2 A1

De donde se obtiene que:

A1

F1 F2

A2

NOTA: teniendo presente que d

2

A 4

ANEXO C

Cuando el metal está suspendido en el aire, el dinamómetro indica el peso (P)

(desprecie el empuje del aire) entonces:

T1 = P

52

Cuando está sumergido en el agua, el empuje hidrostático (E) reduce la tensión de la cuerda (T2), y se obtiene que:

De donde:

T2 + E = P

E = P - T2

Ecuación que determina la magnitud del empuje hidrostático sobre el metal, que será comparada con el peso del fluido desalojado que se obtiene con la expresión:

W = g V Donde:

ANEXO D Cuadro comparativo de las diferentes escalas termométricas

°C °F K °R

100 212 373 80

…. …. …. ….

30 86 303 24

25 77 298 20

20 68 293 16

15 59 288 12

10 50 283 8

5 41 278 4

0 32 273 0

53

ANEXO E

F 9 C 32

5

C 5

(F 32) 9

K (C 273)

F 9

(R 32) 4

Re 4 C

5

Re 4

(F 32) 9

R F 460

F R 460

ANEXO F

De acuerdo a la tabla del anexo (D) para 25 °C equivale a 77 °F, 298 °K y

20 °R lo cual se puede comprobar empleando las formulas.

ANEXO G Coeficientes de dilatación lineal de algunos sólidos

Sustancia Unidad x 10-6 /°C

Acero 12

Aluminio 24

Cobre 17

Hierro 12

Ladrillo 10

Plomo 29

Vidrio 3.0 – 9.0

54

ANEXO H

Calor especifico de algunas sustancias

Sustancia Cal/ g °C Sustancia Cal/ g °C

Agua 1 Aluminio 0.21

Parafina 0.51 Hierro 0.11

Hielo 0.50 Cobre 0.093

Vapor 0.46 Plomo 0.031

ANEXO I

Punto de Fusión, ebullición, calor latente de fusión y vaporización.

Punto de fusión °C

Calor Latente de fusión cal/g

Punto de ebullición °C

Calor latente de vaporización cal/g Sustancia

Plomo 327 585 1750 208

Agua 0 80.0 100 540

Mercurio - 39 2.80 357 65

Oxígeno - 219 3.30 - 183 51

55

ANEXO J

Una masa de 200 g de hielo se encuentra a -15 °C ¿Qué cantidad de calor se requiere para

convertir el hielo a su fase liquida a 25 °C? realizar su diagrama.

Q= c m T

Ebullición 100 °C Q = m L

Q= c m T

T (°C)

ANEXO K

Fusión 0 °C Q = m L

Q= c m T

D 100

A

- 30

B

Hielo +

agua

C

agua

Agua + vapor

Q (Energía agregada)

56

ANEXO L

USO DEL MULTIMETRO

Conocido también como (tester, polímetro), es un aparato de medida universal, es decir,

capaz de medir diferentes magnitudes físicas como la intensidad de la corriente

(tanto continua como alterna), voltaje y resistencia, por lo que puede

convertirse en voltímetro, amperímetro y óhmetro de acuerdo a lo que se requiera medir.

Existen dos tipos de multímetros:

a) Analógico.- En el cual es necesario realizar las lecturas por medio de

factores establecidos de acuerdo a lo que se pretende medir.

b) Digital.- Es más preciso con respecto al anterior pues emite los resultados

directamente a través de una pantalla

MEDICION DE RESISTENCIAS

1.- Inserte los extremos de los

cables de prueba en las

terminales V - - A y COM del

multímetro.

2.- Ponga en corto las puntas de los cables de

prueba, para ello una las dos puntas entre sí.

3.- Ajuste la aguja indicadora a

cero, moviendo la perilla

establecida para ello.

4.- Coloque el selector en el rango de .

5.- Ponga las puntas en los

extremos de la resistencia que desea

medir, como se indica en la figura.

6.- Efectúe la lectura en la escala

correspondiente y multiplíquese por el

factor marcado en la posición en la que

se colocó el selector.

57

Otra forma de medir las resistencias de este tipo puede realizarse utilizando el

código de colores

La resistencia es uno de los componentes imprescindibles en la construcción de

cualquier equipo electrónico, ya que permite distribuir adecuadamente la tensión y

corriente eléctrica a todos los puntos necesarios.

Para definir el valor de la resistencia o dificultad que opone a la corriente, se

utiliza la unidad de medida denominada ohmio que se representa por el símbolo griego

omega.

Nota: Consulte la página

http://www.gestialba.com/public/examenes/examenescast07.htm

http://www.gestialba.com/public/examenes/examenescast07.htm

58

MEDICION DE VOLTAJE EN CORRIENTE DIRECTA

1.- Inserte los extremos de los



multímetro.

2.- Coloque el selector en el rango

deseado para medir DCV.

3.- Ponga las puntas de prueba en los

polos de la pila a la cual se le desea

medir el voltaje, tal como se indica en

la figura.

4.- Conecte dos o tres pilas en serie y

luego en paralelo (siempre y cuando

sean del mismo valor), en cada caso

determine el voltaje.

5.- Compárelo con el especificado en

las pilas.

Nota: Para medir voltajes el multímetro debe conectarse en paralelo.

59

MEDICION DE LA INTENSIDAD DE LA CORRIENTE DIRECTA 1.- Inserte los extremos de los



multímetro.

2.- Coloque el selector en el rango deseado

para medir DCmA.

3.- Monte un circuito simple con una

pila, una resistencia un interruptor

y el multímetro como se indica en la

figura.

4.- En el multímetro haga la

lectura de la intensidad de la

corriente que circula por el

circuito.

Nota: Observe que para medir la corriente la conexión del multímetro es en serie con el circuito.

60

INSTRUMENTOS DE EVALUACIÓN

61

62

Documents

Corriente...Bloque III Práctica No. 14 Campo magnético. Bloque IV Práctica No. 15 Electromagnetismo. Bloque IV Práctica No. 16 El motor eléctrico Bloque IV Fuentes Bibliográficas