1. Fsica 1 S-Fis-CNT-B0-001-011_PDF_alta_alumno 1 1/29/13 10:25
AM
2. Direccin De conteniDos y servicios eDucativos Elisa Bonilla
Rius Gerencia De publicaciones escolares Felipe Ricardo Valdez
Gonzlez autores Julia Tagea Parga, Mariano Lpez de Haro, Sergio
Cuevas Garca coorDinacin eJecutiva De ciencias Hilda Victoria
Infante Coso eDicin Diana Tzilvia Segura Zamorano correccin
Alejandrina Gonzlez, Ana Lidia Yescas, Laura Martnez Garca Direccin
De arte Quetzatl Len Calixto Diseo De portaDa Brenda Lpez Romero y
Segundo Prez Diseo De la serie Brenda Lpez Romero DiaGramacin
Martha A. Ramos G. y Nancy Martnez Morales coorDinacin De
iconoGraFa e imaGen Ricardo Tapia iconoGraFa Alberto Padrn Garavito
FotoGraFa Thinkstock, 2012; Carlos Vargas, 2012 ; Archivo SM
Ciencias II. Fsica. Secundaria. Conect@ Entornos Primera edicin,
2012 D. R. SM de Ediciones, S. A. de C. V., 2012 Magdalena 211,
Colonia del Valle, 03100, Mxico, D. F. Tel.: (55) 1087 8400
www.ediciones-sm.com.mx ISBN en trmite Miembro de la Cmara Nacional
de la Industria Editorial Mexicana Registro nmero 2830 No est
permitida la reproduccin total o parcial de este libro ni su
tratamiento informtico ni la transmisin de ninguna forma o por
cualquier medio, ya sea electrnico, mecnico, por fotocopia, por
registro u otros mtodos, sin el permiso previo y por escrito de los
titulares del copyright. Las marcas Ediciones SM y Conect@ Entornos
es propiedad de SM de Ediciones, S. A. de C. V. Prohibida su
reproduccin total o parcial DiGitaliZacin e imaGen Carlos A. Lpez,
Donovan Popoca Jimnez Impreso en Mxico/Printed in Mexico ilustracin
Hugo Miranda, Francisco Mrquez, Martha A. Ramos G. Ciencias II.
Fsica. Secundaria. Conect@ Entornos proDuccin Vctor Canto, Carlos
Olvera se termin de imprimir en enero de 2013, en Editorial
Impresora Apolo, S.A. de C.V., Centeno 150 local 6, Col. Granjas
Esmeralda, C. P. 09810, Mxico D.F. 2
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3. Presentacin general A diario convivimos con una multitud de
productos tecnolgicos que han cambiado de manera radical nuestra
forma de vida. Vivimos inmersos en una revolucin cuyos alcances han
afectado la manera en que nos comunicamos, en que accedemos a
fuentes de informacin e incluso nuestras formas de esparcimiento.
Somos testigos de nuevas tecnologas que han permitido mejorar los
medios de transporte, las formas de producir energa y de combatir
enfermedades. La base de este desarrollo tecnolgico es el
conocimiento cada vez ms profundo de la naturaleza y, en
particular, de las interacciones fundamentales del mundo fsico. Los
nuevos descubrimientos e inventos no cesarn en los aos por venir,
sino al contrario, nuevos desafos se vislumbran en el horizonte.
Este libro pretende despertar el inters de los alumnos en los
fenmenos del mundo fsico, como medio para democratizar el
conocimiento y herramienta para participar en la construccin de la
sociedad, conduciendo la curiosidad, la creatividad y la imaginacin
caractersticas del quehacer cientfico de tal manera que
proporcionen elementos tanto para resolver problemas cotidianos
como para comprender los fundamentos de algunos de los desarrollos
tecnolgicos recientes y contar con elementos bsicos que hagan
posible interpretar el mundo natural. Como toda ciencia, la fsica
es una disciplina dinmica y en constante desarrollo; acercarnos a
ella nos permite acceder a una parte fundamental de la cultura
universal. Esperamos que este libro ayude a cumplir este objetivo.
Presentacin para el alumno E s muy importante para tu futuro que
sepas que el conocimiento se ha convertido en la base del
desarrollo econmico, poltico y cultural. Vivimos en una sociedad
que valora el conocimiento y la habilidad para aplicarlo y resolver
situaciones problemticas. Se dice que el conocimiento es poder.
Pero a qu conocimiento se hace referencia? En primer lugar, est el
conocimiento personal. El que te enriquece y te permite sentir el
gozo intelectual, disfrutar de la ciencia y del arte. En ese
sentido, y en primer lugar, este libro pretende desechar la
percepcin pblica respecto a la fsica al brindarte temas
interesantes relacionados con el entorno, que te ayudarn a
considerar la utilidad de esta ciencia. Los razonamientos que hagas
te servirn en muchos momentos de tu vida cuando tengas que tomar
alguna decisin relativa a la naturaleza y la tecnologa. En segundo
lugar, est el conocimiento de la sociedad. La ciencia y la
tecnologa son una responsabilidad social, que implica un compromiso
con la igualdad de oportunidades de las personas y el cuidado de
los recursos naturales y del medio ambiente. Tu generacin requerir
crear, desarrollar y compartir el conocimiento, y aplicar
tecnologas adecuadas para buscar un desarrollo sustentable con
rostro humano. T eres un ciudadano del siglo xxi, un siglo que es
una encrucijada para la humanidad. Eso te da muchas oportunidades,
pero tambin implica muchos retos. Tienes la oportunidad de entender
y apreciar el mundo y la sociedad en que vives. Pero prcticamente
nadie puede hacerlo solo, sin apoyos como este libro y sin
educacin. Esperamos que la fsica se vuelva parte del bagaje que har
ms exitoso, interesante, productivo y placentero tu viaje por la
vida. La editorial y los autores 3
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4. e Presentacin para el profesor En la secundaria se pretende
que los estudiantes continen desarrollando la competencia cientfica
(conocimientos, habilidades, actitudes y valores) que caracteriza a
las ciencias. Nos referimos a la lectura analtica, al planteamiento
de preguntas pertinentes, a la observacin con precisin creciente,
al dilogo y a compartir ideas para comparar, enriquecer,
sistematizar, analizar e interpretar los hechos. Su prctica
constante puede propiciar la formulacin de explicaciones
congruentes y activar la toma de decisiones responsables e
informadas a favor de su salud y del medio ambiente. Este curso de
Ciencias II tiene el propsito de seguir fomentando en los alumnos
la visin cientfica del mundo, de manera que sean capaces de
explicar los fenmenos fsicos y los procesos naturales que los
rodean. El reto no es sencillo, requiere de aproximaciones que van
de lo macroscpico y perceptible, a lo microscpico y abstracto, con
el fin de representar, describir, identificar y reconocer los
fenmenos naturales y los procesos en trminos causales. El
aprendizaje de la asignatura Ciencias, con nfasis en Fsica,
requiere que los alumnos reconozcan lo que saben y lo expliciten;
lo usen para pensar y comprueben con fuentes fidedignas su
veracidad; comuniquen a otros sus avances, dudas y aprendizajes.
Para apoyarlo en esta tarea, las lecciones que integran este
material se organizan en secuencias didcticas y en tres momentos de
construccin del conocimiento cientfico: COMENZAMOS. A partir de una
situacin problemtica que favorece la recuperacin y el
reconocimiento de lo que saben. APRENDEMOS. Se incluye el contenido
cientfico acompaado de sugerencias para promover la comprensin
lectora, siempre despus de la reflexin sobre el tema. INTEGRAMOS.
Espacio para contrastar lo identificado en la primera seccin con la
comprensin alcanzada 4 S-Fis-CNT-B0-001-011_PDF_alta_alumno 4 en la
segunda, lo cual es fundamental para evaluar el aprendizaje. El
libro incluye diversas actividades y cpsulas, cuyo propsito central
es que el conocimiento alcanzado por los estudiantes sea
significativo y aplicable en la vida diaria. Secciones como
Desarrolla tu pensamiento cientfico que promueven la curiosidad y
favorecen la capacidad de preguntar y de emplear la evidencia
cientfica y Aproximacin al pensamiento cientfico tienen este
propsito. Asimismo, cpsulas como Para saber ms, Conect@mos o Una
pista actividades de profundizacin del contenido estudiado,
pensadas para alumnos que se interesan en el tema conforman la
propuesta de aprendizaje del libro. El libro le proporciona
actividades de evaluacin contextualizada, a la manera de las
situaciones de evaluacin tipo PISA (siglas en ingls del Programa
Internacional para la Evaluacin de Estudiantes). Es un instrumento
de evaluacin para monitorear el desarrollo del aprendizaje de las
ciencias en su perspectiva ms amplia. Finalmente, el logro de la
competencia cientfica requiere de espacios para el trabajo
crecientemente autnomo de los alumnos, aplicando los conocimientos
alcanzados y resolviendo situaciones problemticas cercanas. Se
trata de consolidar el aprendizaje aprovechando sus intereses en
temas del mundo vivo, guiados por el docente, quien los impulsa a
aprender a hacer y a aprender a ser. Son los proyectos
estudiantiles de fin de bloque. El libro no compite con usted. Es
una herramienta que potencia su capacidad para guiar a los
estudiantes durante este ciclo escolar. Gracias por permitirnos ser
su compaero en la aventura de promover la formacin cientfica bsica
entre los jvenes de la secundaria. La editorial y los autores 4
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5. Gua de uso Esta seccin te indica el ttulo de bloque. Tambin
incluye un problema cercano a tus intereses, que podrs resolver
mediante el anlisis de imgenes y actividades que involucran
diferentes habilidades del pensamiento. 2 BLOQUE Entrada de bloque
m m m m m m m m m m m m m La descripcin del movimiento y la fuerza
En esta seccin se enuncian los proyectos que puedes trabajar en el
bloque. Competencias que se favorecen: Comprensin de fenmenos y
procesos naturales desde la perspectiva cientfica. Comprensin de
los alcances de la ciencia y del desarrollo tecnolgico en diversos
contextos. Toma de decisiones informadas para el cuidado del
ambiente y la promocin de la salud orientadas a la cultura de la
prevencin. Aprendizajes esperados Contenidos Interpreta y aplica
las leyes de Newton como un conjunto de reglas para describir y
predecir los efectos de las fuerzas en experimentos y/o situaciones
cotidianas. Valora la importancia de las leyes de Newton en la
explicacin de las causas del movimiento de los objetos. La
explicacin del movimiento en el entorno. Leccin 1. Primera Ley de
Newton: el estado de reposo o movimiento rectilneo uniforme. La
inercia y su relacin con la masa. Leccin 2. Segunda Ley de Newton:
relacin fuerza, masa y aceleracin. El newton como unidad de fuerza.
Leccin 3. Tercera Ley de Newton: la accin y la reaccin; magnitud y
sentido de las fuerzas. Establece relaciones entre la gravitacin,
la cada libre y el peso de los objetos, a partir de situaciones
cotidianas. Describe la relacin entre distancia y fuerza de
atraccin gravitacional y la representa por medio de una grfica
fuerzadistancia. Identifica el movimiento de los cuerpos del
Sistema Solar como efecto de la fuerza de atraccin gravitacional.
Argumenta la importancia de la aportacin de Newton para el
desarrollo de la ciencia. Efectos de las fuerzas en la tierra y en
el universo Leccin 1. Gravitacin. Representacin grfica de la
atraccin gravitacional. Relacin con cada libre y peso. Leccin 2.
Aportacin de Newton a la ciencia: explicacin del movimiento en la
Tierra y en el Universo. Describe la energa mecnica a partir de las
relaciones entre el movimiento: la posicin y la velocidad.
Interpreta esquemas del cambio de la energa cintica y potencial en
movimientos de cada libre del entorno. Utiliza las expresiones
algebraicas de la energa potencial y cintica para describir algunos
movimientos que identifiquen el entorno y /o en situaciones
experimentales La energa y el movimiento Leccin 1. Energa mecnica:
cintica y potencial. Leccin 2. Transformaciones de la energa
cintica y potencial. Leccin 3. Principio de la conservacin de la
energa. Plantea preguntas o hiptesis para responder a la situacin
de su inters, relacionada con el movimiento, las fuerzas o la
energa. Selecciona y sistematiza la informacin relevante para
realizar su proyecto. Elabora objetos tcnicos o experimentos que le
permita describir, explicar y predecir algunos fenmenos fsicos
relacionados con el movimiento, las fuerzas o la energa. Organiza
la informacin resultante de su proyecto y la comunica al grupo o a
la comunidad, mediante diversos medios: orales, escritos, grficos o
con ayuda de las tecnologas de la informacin y la comunicacin.
Proyecto: imaginar, disear y experimentar para explicar o innovar
(opciones) Cmo se relaciona el movimiento y la fuerza con la
importancia del uso del cinturn de seguridad para quienes viajan en
algunos transportes? Cmo intervienen las fuerzas en la construccin
de un puente colgante? El cinturn de seguridad Observa la imagen:
Qu elementos de seguridad distingues? Est demostrado que el uso del
cinturn de seguridad aumenta 50 % la probabilidad de sobrevivir
tras una colisin y reduce las lesiones a casi 60 % en los heridos
de accidente de trfico. Qu sensacin tienes cuando un automvil en
movimiento circula por una curva? A qu crees que se debe? Enumera
todas las fuerzas que crees actan en ese momento. Cuando un coche
acelera bruscamente, hacia dnde se dirige tu cuerpo?, a qu crees
que se debe? Y cuando frena? Sueles ponerte el cinturn de
seguridad? Explica a tus compaeros las razones por las que crees
que es importante el uso del cinturn. La ONU proclam el periodo
2011-2020, como el Decenio de Accin para la Seguridad Vial, en un
esfuerzo por reducir las cifras de vctimas de accidentes. Mxico se
ha sumado a esta iniciativa firmando un acuerdo para la Estrategia
Nacional de Seguridad Vial 2011-2020. Puedes informarte en:
http://dof.gob.
mx/nota_detalle.php?codigo=5193284&fecha=06/06/2011 74 Cuando
se circula en coche estamos sometidos a un gran nmero de fuerzas;
describir y conocer estas fuerzas, nos permitir predecir sus
efectos y tomar las medidas adecuadas para circular con seguridad.
Al finalizar este bloque conocers las fuerzas que nos rodean y cmo
influyen en el movimiento de los objetos. Propuestas de proyectos
Cmo se relaciona el movimiento y la fuerza con la importancia del
uso del cinturn de seguridad para quienes viajan en algunos
transportes? Cmo intervienen las fuerzas en la construccin de un
puente colgante? 75 Proyectos propuestos para este bloque Se
presenta la propuesta de proyecto de integracin y aplicacin, que se
ha desarrollado para ti. Organizacin de las lecciones Ttulo del
tema Integramos Ttulo de la leccin B LO 1 La d escri pci nd e las
Fuerz fuerz a res as e ultan apre n el te, m ndiz ento fuer tod za
re aje espe rno os g rado sulta nte rco . Ap que lica act s de lo a
so s mtod sum bre un ob os gr a vect Co m cos jeto orial del po , y
de e nza Aprendizajes esperados Aprendemos Continuacin de la
leccin. Aqu encontrars nuevos contenidos y actividades para el
logro de tus aprendizajes. QUE Lecc Inicio de leccin, en la que
recuperars los conocimientos previos que tienes sobre los
contenidos que estudiars. in 2 Comenzamos 58 mo Cierre de la
leccin. Podrs integrar lo aprendido mediante el planteamiento de
textos y actividades. scrib lgon e el mov o y pa rale s En el imie
logr nto ed prod amo pa del cu ificio d ucid ra la o o en ob situac
tenci de la arto piso. nde vive n ione cara s co de la con super
Como u Esteban tidia na d unas est nas. e la n cuer ior y han Figu
das colg s cajas llevand ra y met est o ado 1. R esqu 1.88 Re s muy
a cabo dos erla espo emt pres ber m pole una al dep pesad dos Con n
enta ica de as po Para sa m cin base de en tu arta las susp leas co
men en una p a le han udanza en el tu cu n la endi fi a to a ar
esque cuadern caja ader da. etro travs ed exte jado un un dep amm
o. no m a ar arta Un din trumento rior p de u P en el qu a de la fi
ara su golla en mento un ins na ve dir e ind g es or q fi co rmite
me el ntan birla iques ura 1.8 ci en t que pe gura y un u cree 8, q
a. desd centro la ie nt o s (fi e la ca Su a sola cu s que dec s
fuerza ue repre fuerza nsta de un de 5 N pe ns am Co s qu o. sent
pn lle erd idiero fuerza o, de 1.97). l cuadern ol la tu calibrad n
utili e actan a la situ rce una se en ahora qu a? iento de ta en tu
resorte que cada Ella eje aci De sa rr zar d sobre cuen e de rozam
y contes carrito. os p neta tra en la caja ya tal forman del
resorte la ca n anterio ca del uacin la fuerza olea er que la sit
palan ja m r, syd extensi nde a una ra venc act reposo, la han su
1. Lee e jala la os cu ientras haz un d po ontal pa a sob ante nia
qu corres da. La ib la es erdas la horiz s de bido hast . re la so
de la conoci Apr tn su ujo en que en lu 45 con o a la derecha a la
al caja fuerza entre fuerza sa al ca end la m bie gar d Regre en es
gulo de r el carrit ao tu relacin miento rrito. emo su tam o un n e
un ndo. ve e esta etan al ra de la ira bre el ca lgono. Mide a pol
vent formand depar 2 N, y mo s do d y el est sin del En el tan so
ana y ea e es de e rep pre ta o del po jueg s que ac ita por o com
qu su piso, qu oso? mento. ms o de es descr s fuerza el mtod . Mide
Cu e de mom resorte Hooke. s las do d la gramo mediante nto va ento
fuer e una fu soga vi separada ultante l paralelo la ley de le la
zas. ste q erza Dibuja tra la fuerza res todo de fuerza Simp u una
en nte el m . lifica a la vez. e sobre fuer Encu linacin. te media
s resultados n za m u El re resultan ara ambo sultad n mism ayor do
lo qu y su inc En el fuerza o ob e su qu dan Figu entra la linacin.
Comp je cede, o final ra 1. en u ejemplo e el equ Encu del ju to
(en es 89 carr se p na ip d y su inc una ito de Nia uede e ego simp
sola dim el juego o de la tamao jugu jaland dep caso la afi izqu
fuerza le re de la o un ensi ete. en cu ir una ierda rmar q sta, n
so H ue si de de la erda) pu produc al tira bargo, la fig ay situac
ya que espacia ga, las n para ed el com Sin em fuer u l. amb zas so
r de la so equipo combine efecto neto. binac e actuar muev ra 1.89
iones en as es Por eso debiste rzas se d i b g pu es p t am os q
fuerzas, a so n en un las fue osib re esta y a, el de e la derec n
de la Des bre u ede ob ue la co n en la para de otras In te gr se
rena ral que le im s tu la serv m m a r ro logra n fuerzas cto de
la suma la er na agin el movim derech ha ejerce r ven piso rug arse
qu binacin isma dir s de las ll a t sta con du te parec ar el a cto
pro ecci oso, e cu cer la de la s, no ba la mente efec iento de
ganar. los efe u pe n, p ultante, an lo s go de to de fuer piedade
Intuitiva es decir, que la m rza res er nsa za d hace co do una n
fuerzas en el jue r las pro te, esa fue e roza no es o son de las
fuer isma se m ie n porque i antifica e intervienen resultan r
determinar zas se fuerzas dir y cu ta mien cierto n a jala la n to
de ctores. que me r las fuerzas qu itudes de las fuerzas palan n
direc ntido co como gulo to q c ie n para po mar ve ia hay ral, las
ta ue el gn za nc ne n ca d resp r a su t f ic las ma rcter , en ge
e un . Por ejem trario. e en cie dos. Para anali ecto piso aprende
resta de Sin embargo nsiderar su ca a ides qu carrit o ejerce a la
plo, ple s senti No olv ev en sobre trayecto o para r una sim do
contrario. s hay que co nuestro e se mu 1. C qu in de nti ite hace
ri rla el ca para qu on b ro en se y para suma percepc uacin perm
rrito. a del jug e se carrito cin, pe s, sit ca del uete, y co ase
en lo os, soga, la la misma direc es direccione jala la palan ntest
expu menzam nt en que es ccin Co fuerzas Si a en tu actan en difere
de la nia Figu de la se cuad to anteri en el actuar so las ra 1.90,
a de orm erno. jueg pueden como en el ca en la 1.90 En figura dere
erdas cada un ente o de l, mism el ch lo de la d que dos cu , lee
la so oso. a dire juego de vectoria el ejemp yor magnitu dos poleas
y de la a y otra las si ga piso rug cci n ello aste en ma n, co la
soga tuac que co etro. Q accin de 3 N ha una fuer plear sobre un la
n se amm comprob ultante es de iones de em ificio, es za d de d u p
cia ntid s fuerza d que 1.97 Din Como res la razn o piso del ed o
op Figura magnitu er igua asara si ichas fu la izquierd e 10 N ac
fuerza uest s actan origen, nor en les? o. erza al cuart que la nc
ta ha a, cu las m dieron me S e ve en el e le be subir agnitu s?
(figu erda es cia l es el e te e hay qu ales qu e se de cada cu ra
rza qu resulta la des individu de la caja qu la ni ocurre c licar
en e la caja, fue de am 1.90) do a sob mo p uiere ap br el caso so
bas req en mient od re fuerza e acta que se o que el carrito ras
com edad qu s fuer la fuerza par ejerce de de grav an la fuerza r
subir la caja. el pis juguete ar la fuer za , con o en de el ca
para po la fu que ejer rrito erza ce ? de ro zaobjeto co mismo en t
fi as a un n en rent o ci s cuerd ntenga ns am ie eros para atar
tre rzas que lo ma intensidad, sin la tu pe mpa los y la s de fue
sa rrol n dos co mbinacione ndo los ngu De uipo co mbinalas co
(varia a un eq ntes co buscar cuerdas 1. Form riormente, hay difere
o. en de las ta que y, poste do los tres tir sos? No de repos esta.
an esos ca ). Cont o efecto poso cu ecisin ante en el mism con pr
rza result e producen qu medirlos nto vale la fue los s y ngu Cu de
fuerza ciones 61 5 S-Fis-CNT-B0-001-011_PDF_alta_alumno 5 1/29/13
10:25 AM
6. ibran equil las tes y ultan todas rzas res iones y de ar fue
contr des, acelerac da de s y en ida mbina veloc r fuerza cin co te
es nula, suma amientos, ac para que la la resultan splaz un vector.
dido s claro de de do apren su como resulta m ello, cuan suma e has
pero r ortan lo qu e a la itud, licars e se comp las fuerzas o
neta. Po Todo suma magn ede ap al en ante que la icas qu el caso de
tes pu result al es igu tal manera des fs en fuerza acion cantida
embargo, io. tidos a una gravit rero, de Sin de sen tan lisis
alente en equilibr atraccin sobre el flo uiv El an rzas n, pero pu
sa, la ecen 1.104 s es eq mesa fue ecci que se dis Figura ilibrio
de fuerza os perman bre una me ejerce la un d y dir s itu lce e
para equ so erp magn rzas. de du s, del damental ea una los cu un
florero la fuerza qu igual e dis a la bolsa ibrio de fue dos fuerza
es fun En rzas de ero qu e lo de uil uesto se mueve. ro. ingeni es
op in. tan fue en el ejemp epto de eq nicament ante sea ce strucc
ntido rero no en que ac n o nc se ult con y el flo nes la soga y
claro el co los involucra ando su res es cero las situacio juego de
y cu mp n mu el bi En s eje mpre mo en , es tam n estos do sentes
sie stos, co una fiesta e si bie fuerzas pre opue co ar qu os en as
en t fi eo dos ni y que resalt io con much el dis nt o ci Ha ibr a.
En rzas r equil enier ci m ie de fue ). e habe la ing co no ibrio
04 pued lica en equil a 1.1 i n al Para n se ap alizan el (figur ci
de la sabe xi m ac r ms a en pie y el peso esta lec civiles an sAp
ro te en os nteng ad dis ier ma ed e la so Lafu ingen e apren in se
rza de grav la base qu er en erz Lo qu cturas, los construcc Para
de on acta adegrav rce fue mp a sobre tru una rep ed es la scribi
que eje ede desco parte toda ad de es ibrar que un r icin sd se pu
Las reg resentac el equilibr lograr n que equil de opos Unco
eunobjeslas ra in para io de ncep rza to. las b tructu ayud to
fuerza e tiene la fue sicas grfica. A mm a la es aaen que Lo qu ra,
contra s que tod Hace para este lasfu tende d. actan rmd ela n que
tip erz ctu les. mm tivida interv asque r estru asume y vertica
sobr Dado ibujosmgran borar este o de rep esta ac mqu es de . Ellos
tipo de resentac e objetos quel ienenpara mm a cabo tiene
horizontal 20) os Aunq emsemtratamd smymclaros. in se en rep llevar
diagr forma objetos (unos ue emv para rzas os amas le de ilares
haymq menmlosmdiag ectores,mus sema scomple rantes son las llama
dia o es til em fue s sim ue jas ramasm armflech mm sione s integ
gram siguie plear repos ntenganen Lasmflec mtenermcuid demfu de tre
asmpa a de dimen ntes. o, erzasm adome ramind hasmd fuerza equipo
os de degr eselcen nomse nmman eben unamc aved s. os? a un tro
musamu icarmlamdirec cuadern mtocarme tenerm am aja ad.Es unpu o
Form mm 05). names cinmy te unamp lmo Amcad mesquemti necesit a,
libros e cada ra 1.1 elqu ntoterico es melmsenti amflec 1.105
ca,mymlas bjetomomsiste roporcion calamprecisa (figu esea la qu Qu
o una baraj en l: n en ha do Figura Pued fuerza plicar domi peso, e
parec msemlemdebe mflechasmde ma.mSempu alidadmen mparamindica
mdemlasmfu ateria domin situa M result degravedala mlasmfu erzas.
de has de tamao y edemrep metiqu cio benmp ir el rmlamm erte m an
erz os? s o fic o etar,my nstru agnit TFichas ). ejem nes en la
fuerza tedelas ad uy rar ud,ms msimsem artirmdelmmi resentarmalm
as. plo na hacem do naipe del mism 1.106 z de co o m smomp quea
sdegrav objet fuerza , en los m turaleza en que un ob sabemsumv :
Qu ificio usan cuadernos terior (figura cul es capa edad ctan r
omcon unto. alormh s, una ov jeto se ed parte rrollo que la munmpu
an so explica strar sque sobrelas vez qu imientos repres
aymquemescr ntomomDesa truyan un de libro form o del nte a demo
elob comp Co ra ro ns lazad al fre jet ibirlo. sobre nsidera ah e
esta situa tacionale a del objet ente con 1. Co n una torre nte
desp equipos pa enes o.Conb onen pasar le. un te o es rel la ase s,
pero cin ora un ga me uipo tre seco concep se llama lmpara y estab
da eq 2. Ha est ligera ncurso en evan punto. Cie to, ns a trav a
lmpara ha lograd a veces, s alta ten de ca te pa objet ideraalo co
uno a. co ra su rtamente, tante lmpa sin. Ad rre m s de ca o no
suspen os en un descrip ms alt represen truir la to punto comosi s
em hay es im mo en el ra, lo ganic ipes o torre ca porta ns un que
ha s, hay ot da una de dida por de fu 3. Or de na mante s,ypara
fueran io o la concurso, a para co nte la so del eq cin, por do
erza. qu ificio edific Empie bitualmen ra fuerza, las cuerdas s
cuerd basta nganenre ese su ed enier zar el ? as. El forma de
uilibrio de la atr cona za po sin . Este te lla Ahor poso finali
rzas en de ing los ob imos acci enel techo plicar mam a, sig r ia
ernos 1.106 ngu los 4. Al n grav tipo de fu jetos ejerce os pe ue
los hacer un conclu ibrio de fue trateg los Figura o cuad deig
unafue . ita er so. Us dib su es pa ua uil Qu rza libros una es ) y
el sent a este cional qu za, como una fuerza ydire lmagnit dos:
ieron el eq ido de sos antes ujo de la de los qu cala pa ud cci e
eje ya se eje sulta sit de iento tan a el pe to sentid n,pero dijo,
so. Re ra el dibujo das las fue scritos y uacin (fi mplo para rce
la Tie lazam s de re mo consigu , discu ocon de se on dela desp rra
so gura us pr rzas. , solo Anlisi quen c fuerza trario,ala e hicier
rse el br 1.102 ilustrar los . Como a flechas Con ell esenta es 65
ponle deto resu es qu ). ede da Expli para min diagr e la quem da
no co 1.103 s nom o, ela 1. ccion e pu ind amas de do degr
slasfuerzltante ti bo noce ). bres nstru dnd av fichas s la ma icar
la dir a las constru Nota que ra el diagr camente dos co cond
edad.Un as n hasta torre. ecci flech la lm gnitu am ici es a alice
do las as: T n caDe sa neces nadicion d de para men cciones arq te
tipo de a de fue 2. An se caiga la estas (sabes los med 1 y T pa
hayan cio rza rrol la uit queu ariapara al que que se pirm nar que
la ectnicas anlisis es s, el cual te iante un 2 ra las ten , no
emple no tu pe mante bjetose so de punt 1. Le sione ides, la ns am
En ca o. ngae e la sit se fac construcc de la huma base de ayudar a
s y w es se sig 3. esqu ie nt o nrep para uaci visua ilit bi. toda
in uen em nid ee n y co lizar la se de grave lcentrod oso ci en t
plean con el us de grande ad. Es impo s las ntesta dadq situaci o
de do en fi co s obra rtant suin Una caj en tu uede e las n (figu
ter e la vid cuadern a dela ior.Enel en ra a cotid mquinas s, como
las le aplica se encuentra o. b simple iana. ladist vedam caso 50
sobre 50 o ay s, que aume una fuerza una me centro ribucinde a, de
10 nta po sa rug 0N co a po delo degraved l T1 Figura sladri co la
fue hacia la izq osa, como se ad 40 seco llosq uierda Cuerda muest
40 o rza y al Para de fue 1.102 Dia loc 1 . Con gra saber elotr
anunos ue llegar rzas mesa esta fue ra en la fig lmpa de un ma
oesla spera a 150 ob ms T2 ura 1.8 Cuerda a rza, perm ra que re N
la caj caja 2 dos cue sujetada ite 6, y se a empie la caja no se
Laraz ylafo elequil por rdas. fuerza forma eq ibrio mueve gr za a
mo Figura aplica ci bve rmacinde io eslaq iegakine . Se verse. 1.1
da daov n dela ma ue Po de fue 03 Diagra oide. la alcine ledanom r
qu Figura ma rzas D es ar matg bre Qu en este en el 1.86 Esq
signifi se qu caso no ro ll a muest caim rafo,que signifi uema peso
aprecia qu e ra movim genes se Haci ca 1. Le W de tu pe e fuerza la
aplicaci que iento. en las ten la lmpa el e la sit a dnd que la
caja mueve la caj sobre n ns am ra y un cue de una sione empie a
aunq e se mo uaci cuerda s rpo. ce a ie nt ue n y ha ver la s son
de las o ci en z lo qu fuerza caja m moverse res se le empu Unmbu
In te gr s. je? pecto e se pid s fcilm t fi co rromja a las fue
ente? am os lamun carre e. amcarr rzas inv tamyme eta lmburrom
olucra El est das? forma mconmunamfu ud munmn erzamd cinem io del
movim Tra gulom ti zamun dem30 em400mNmha Cuando ca. Esta pa iento
que mdiag mcon ciamla suelo no ramamd lab mlamca se inc mderec
rreta, las cau orpora ra proviene considera eml Me mcompen ha.mLamc
mperom las ca samamlam asmfuerzas sas de el conc ncion del gri
uerdame nomlo usas po l fue amh mquema Ex gramm Proba movimiento,
epto de fue ego kinem ntremlam r las qu plicamc aciamdnd rzamdemgr
ctan overl a bleme rza en avedad los ob la discip e se pro msobr
ema momes a. nte, una de y significa jet emlamc . mlamfuerz
puntamlamf lina se duce trata scripc arreta una pe os que intera
las fuerzas se uerza llama do de amresult in, .mNomo que te mdemro
lota de l movim llama ccion ante. lvide son m dinmica. es decir, cu
zamien an se ien smque ando Sin em bisbol co to. melm se consi to.
n un ba tocan. En los s familiares bargo magn deran son las te eje
, mu deporte ti de co s, cuan tempra ca y la electr chas fuerza
rces una ntacto fuerza do pa na ed osttica s de la de co teas un ,
en cuyo ad es camina natur . La ntacto cas precis baln r es, de . o
apren ms conocid aleza no o golpe o algun der a a de est son de co
a mane as ntacto as fue ra, venc moverse rza , como bajo la erla.
De sa accin s es la de la fue rrol la gra rza de dic tu pe ha fue
vedad. De Para qu sde rza, y ns am apren e ie nt o der a depend
entiendas ci en t me e de la comp fi co direcc jor el carc aero ter
ve in y el s cada ctoria sentid uno, pa l de un o en 1. Co ra jug
nsiga ar a tira que se aplica a fuerza y ve r de la as cmo , raya
qu n una cuerd soga (fig organiza do a gruesa e divida s equip su
efecto ura 1.8 derec y te Figura el re os, de 7). ha y el 1.87 El
varios otro ha a corresp nle un listn soga de su juego es ondie
lado. cia la en el juego prcticam de la 2. An nte a izquie centro.
ent de fue tes de cada rda. Ga En el rzas. e un equip nar el piso
dib que int empezar a o. Un equip uje jugar, equip en o que o jalar
n una hagan cuando ten repres logre en su entar hacia cada que el
3. Lu cu las fue equip la ego de listn rzas qu aderno un o jala
quede habe diagra e acta pregu r jugad para su lad ma ntas. n a tra
o. o, anote Otram vs de de cuerpo Si los n en su libre en la soga
llamaraanerade equip cuadern el sobre os son fricci lafuerza suced
el listn o las de equiv ne respu rozam sfuerza alente Qu e? de
estas ien s en n superfi to.Cada a las mero Si los conviene ha
siguie y tam fricci cietieneun cer pa equip ntes ao de nc ra ga os
son Siquie aracterst a los co muy de nar el jue ica. mpeti go?
detalle resconocer sbalan dores m ceado , qu consul salrespecto s
s, qu tahttp ocurre? recurs :// ostic.e am In te gr Actividades os
Tambin encontrars actividades experimentales o de campo, que te
aproximarn al conocimiento cientfico. En las lecciones encontrars
actividades que te ayudarn a desarrollar tu pensamiento cientfico.
o o 64 es/bu ducac ena apls/M spractica ion. s20 php/F ediaWiki/ind
/ uerza_ ex. rozam de_ iento 57 Al nal de cada bloque encontrars...
Cada bloque propone un proyecto en el que podrs aplicar lo que
estudiaste y en el que tendrs la oportunidad de reflexionar e
interactuar con tus compaeros. Evaluacin (TIPO PISA) BLOQUE 1
Comprueba tus competencias Al principio del bloque se te invit a
conocer las caractersticas de los movimientos que ocurren a tu
alrededor. Comprueba que lo has conseguido. Son inevitables las
catstrofes? El tsunami de la isla de Sumatra (Indonesia), ocurrido
el 26 de diciembre de 2004, provoc una de las mayores catstrofes
naturales de la historia de la humanidad. Los organismos ociales
hablan de 230 000 muertos (si bien otras fuentes elevan esta cifra
hasta 280 000) y ms de dos millones de desplazados. Las
circunstancias que concurrieron en este suceso ayudaron a mostrar
algo que los expertos venan sealando: fenmenos naturales como
erupciones volcnicas, terremotos o tsunamis son inevitables, sin
embargo, puede evitarse que se conviertan en catstrofes con cientos
de miles de vctimas mortales. As, con los conocimientos actuales,
no pudo predecirse que el 26 de diciembre ocurrira en la costa de
Sumatra el terremoto de 9 grados en la escala Richter que generara
ese terrible tsunami. Pero se saba que en esa zona se haban
producido sismos de esa magnitud, y los cientcos no tenan ninguna
duda acerca de que volveran a suceder (y se repetirn en el futuro).
Tambin se saba que esos terremotos podan generar tsunamis. Siendo
as, resulta obligado preguntarse: Entonces, por qu no se adoptaron
las medidas de prevencin necesarias? Con todo, lo que ms cuesta
entender es que, dos horas y media despus de arrasar la costa de
Sumatra, el tsunami llegara a Sri Lanka y encontrara a la poblacin
tan desprevenida como Proy ecto QUE 1 4 B LO FASE 4: Fa s e COM Es
el UN m plane omento de ICACI acin N com opta rn po y, conside
unicar los rando re r segu ida de el mismo ci n lo qu sultados e ca
del pr cienc ot ia y te ras activ mino o si pensaron oyec to. Pa
ida re ha cnolo ra ga, un des (com rn una pr specto a En la cmo
ello, regr pr equip o una esen peri esen ha ta o dirij esentaci ob
dico mural, ra de te cin gene cer el proy al cuad adec n ge a unas
ne ua ro ral (a una vid atro, un maner ecto, decid de quin do, que
pr palabras ral de un pr eoco de bi proy a de lo ha esen nferen
ograma ec expo an si en r? Q te de rad Obse u dir las difer venida
a to es reco cia, entre io, un sicin) rven ente la au men otras a
feria s activ el cu ? dabl dien ). de adro cia y, e idad m1.4 qu en
ca que un int es o etap Palab e hiz egra Cuad as de so de qu Activ
ras int o un e lo co nte del l proy ro 1.4 idad equip proy rodu
ecto ecto. ctoria ns o de Guio s a la Ya de ideren estudia n para
Presen presen cidier ntes. tacin pres tacin on Riesg so en co mu ni
ca del tar el os y pro bre el cen Resp apr proy tecci onsa Presen
Manu ecto n civil ed, el Atlas ble tac el de la Nacio y ubica in de
ma locali nal de cin de pas dad la comu del Atlas Presen Loren
Nacio tacin a nidad Dura De 1 nal de de ale en en dic a 2 mi cin
Riesg rta tem la que se hos ma nuto os explica prana s pas Presen
Ferm para qu es n tacin 2 minu sismo un sis de un Presen s. tos
tema sism tacin metro de rie Todo de me sgos s didas 5 minu ante de
pre Agrad sismo tos vencin ecimien s y red Luca tos y Repa ucci
cierre y Juan rtici 5 minu n n de co preve Loren tos pias de ncin a
para las fam l manual de 10 mi ilias de me nuto Manu los co didas
de s el 10 mi mpa nuto eros Todo s s P ro pu 70 es ta 1 minu to 5
minu tos s de ac ti 1. Pr vi da es de s 2. Co enten los pa ra n ba
resu la fa as co se en los ltados de se 4 resulta su pr mo las oyec
desa do cosa to en rrollo s que s, expliq mm el med ue ap Si parti
del proy io de ecto. rendieron n los prob cip divulg lem observa
aron en . Desta un pr cione quen as o dific acin qu oyecto cmo e
eligie s ultade los be cient hicier y avance s ro nefic s. Si el on
un fico, de mien ios qu que tuvie n. to. pr dis staqu ro e les este
be En un proy positivo y oyecto fue en los apor n, los dato tec
ecto nefici t el a la co ciudada resultados nolgico pu s que ob tu
no, se munid ra mu que obtuvie eden, por vieron, su ad. s eje y
buen ro o que n al pone mplo, expli rlo explica ca ran la en
funciona r mane ra en que en Sumatra. A las islas Maldivas lleg
cuatro horas ms tarde, y siete horas despus de haberse originado
alcanz Somalia, ya en la costa africana. Pues bien, para deshonra
de la humanidad, el tsunami caus 40 000 muertos en Sri Lanka, 91 en
Maldivas y 298 en Somalia. Si ya se saba que se haba producido el
tsunami, se conoca la velocidad a la que viajaba y se poda calcular
el momento en que llegara a estas costas situadas a miles de
kilmetros de Sumatra, cmo se permiti que ocurriera? Pregunta 1. Si
la distancia que hay del epicentro del terremoto a la costa de
Somalia es de 4 500 km aproximadamente, a qu velocidad viaj la ola?
Pregunta 2. La gran ola de un tsunami al romper contra la costa,
aumenta su altura pudiendo alcanzar ms de quince metros.
Considerando la ola como un frente de ondas, a qu se hace
referencia al hablar de altura: a la amplitud o a la longitud de
onda? Razona la respuesta. Pregunta 3. A la derecha puedes ver un
sistema de deteccin de tsunamis. Consideras que esta medida es
suficiente para evitar catstrofes similares? Propn, junto con tus
compaeros, dos acciones ms para hacer frente a una catstrofe
natural. Pregunta 4. En qu lugar de la costa mexicana situaras un
dispositivo de deteccin de tsunamis? Justifica tu respuesta.
Cpsulas Para acompaar tu aprendizaje, el libro contiene diferentes
cpsulas que amplan la informacin del tema que ests estudiando:
Glosario, Para saber ms, Una pista para reflexionar, Una pista para
medir y Conect@mos . Evaluacin Comprueba tus competencias Los
bloques cierran con una doble pgina en la que, mediante reactivos
tipo PISA, pondrs a prueba tus competencias cientficas. 72 6
S-Fis-CNT-B0-001-011_PDF_alta_alumno 6 1/29/13 10:25 AM
7. ndice Ciencia paso a paso. Los proyectos en Ciencias II
Bloque I. La descripcin del movimiento y la fuerza 9 12 Leccin 1.
Marco de referencia y trayectoria; diferencia entre desplazamiento
y distancia recorrida. Velocidad: desplazamiento, direccin y tiempo
Leccin 3. Movimiento ondulatorio 24 32 37 Leccin 2. Aportacin de
Galileo a la construccin del conocimiento cientfico 41 Leccin 3. La
aceleracin; diferencia con la velocidad 45 Leccin 4. Interpretacin
y representacin de grficas: velocidad-tiempo y aceleracin-tiempo 50
Leccin 1. La fuerza; resultado de las interacciones por contacto
(mecnicas) y a distancia (magnticas y electrostticas), y
representacin con vectores 54 Leccin 2. Fuerza resultante, mtodos
grficos de suma vectorial 58 Leccin 3. Equilibrio de fuerzas; uso
de diagramas La descripcin de las fuerzas en el entorno 20 Leccin
1. Explicaciones de Aristteles y Galileo acerca de la cada libre El
trabajo de Galileo Leccin 2. Interpretacin y representacin de
grficas posicin-tiempo Leccin 4. Modelo de ondas y explicacin de
las caractersticas del sonido El movimiento de los objetos 14 62
Proyecto: Imaginar, disear y experimentar para explicar o innovar
66 Evaluacin 72 Bloque II. Las leyes del movimiento 74 Efectos de
las fuerzas en la Tierra y en el Universo La energa y el movimiento
76 Leccin 2. Segunda ley de Newton: relacin fuerza, masa y
aceleracin. El newton como unidad de fuerza 80 Leccin 3. Tercera
ley de Newton: la accin y la reaccin; magnitud y sentido de las
fuerzas La explicacin del movimiento en el entorno Leccin 1.
Primera ley de Newton: el estado de reposo o movimiento rectilneo
uniforme. La inercia y su relacin con la masa 84 Leccin 1.
Gravitacin. Representacin grfica de la atraccin gravitacional.
Relacin con cada libre y peso 88 Leccin 2. Aportacin de Newton a la
ciencia: explicacin del movimiento en la Tierra y en el Universo 92
Leccin 1. Energa mecnica: cintica y potencial 96 Leccin 2.
Transformaciones de la energa cintica y potencial 100 Leccin 3.
Principio de la conservacin de la energa 104 Proyecto: Imaginar,
disear y experimentar para explicar o innovar 108 Evaluacin 114
Bloque III. Un modelo para describir la estructura de la materia
116 Leccin 1. Caractersticas e importancia de los modelos en la
ciencia Los modelos en la ciencia 118 Leccin 2. Ideas en la
historia acerca de la naturaleza continua y discontinua de la
materia: Demcrito, Aristteles y Newton; aportaciones de Clausius,
Maxwell y Boltzmann 122 Leccin 3. Aspectos bsicos del modelo
cintico de partculas: partculas microscpicas indivisibles, con
masa, movimiento, interacciones y vaco entre ellas 126 7
S-Fis-CNT-B0-001-011_PDF_alta_alumno 7 1/29/13 10:25 AM
8. Leccin 1. Las propiedades de la materia: masa, volumen,
densidad y estados de agregacin Leccin 2. Presin: relacin fuerza y
rea; presin en fluidos. Principio de Pascal (I) 138 Leccin 4.
Temperatura y sus escalas de medicin 142 Leccin 5. Calor,
transferencia de calor y procesos trmicos: dilatacin y formas de
propagacin. Cambios de estado; interpretacin de grfica de
presin-temperatura Energa calorfica y sus transformaciones 134
Leccin 3. Presin: relacin fuerza y rea; presin en fluidos.
Principio de Pascal (II) La estructura de la materia a partir del
modelo cintico de partculas 129 146 Leccin 1. Transformacin de la
energa calorfica. Equilibrio trmico. Transferencia del calor: del
cuerpo de mayor al de menor temperatura. 150 Leccin 2. Principio de
la conservacin de la energa 154 Leccin 3. Implicaciones de la
obtencin y aprovechamiento de la energa en las actividades humanas
158 Proyecto: Imaginar, disear y experimentar para explicar o
innovar 162 Evaluacin 168 Bloque IV. Manifestaciones de la
estructura interna de la materia 170 177 Leccin 3. Efectos de
atraccin y repulsin electrostticas 181 187 192 Leccin 2. El
electroimn y aplicaciones del electromagnetismo 197 Leccin 3.
Composicin y descomposicin de la luz blanca 202 Leccin 4.
Caractersticas del espectro electromagntico y espectro visible:
velocidad, frecuencia, longitud de onda y su relacin con la energa
204 Leccin 5. La luz como onda y partcula 208 Leccin 1.
Manifestaciones de energa: electricidad y radiacin electromagntica
210 Leccin 2. Obtencin y aprovechamiento de la energa. Beneficios y
riesgos en la naturaleza y en la sociedad 212 Leccin 3. Importancia
del aprovechamiento de la energa orientado al consumo sustentable
La energa y su aprovechamiento Leccin 2. Caractersticas bsicas del
modelo atmico: ncleo con protones y neutrones, y electrones en
rbitas. Carga elctrica del electrn Leccin 1. Descubrimiento de la
induccin electromagntica: experimentos de Oersted y de Faraday Los
fenmenos electromagnticos y su importancia 172 Leccin 4. Corriente
y resistencia elctrica. Materiales aislantes y conductores
Explicacin de los fenmenos elctricos: el modelo atmico Leccin 1.
Proceso histrico del desarrollo del modelo atmico: aportaciones de
Thomson, Rutherford y Bohr; alcances y limitaciones de los modelos
217 Proyecto: Imaginar, disear y experimentar para explicar o
innovar 221 Evaluacin 226 Bloque V. Conocimiento, sociedad y
tecnologa 228 Leccin 1. Teora de La gran explosin; evidencias que
la sustentan, alcances y limitaciones Leccin 2. Caractersticas de
los cuerpos csmicos: dimensiones, tipos; radiacin electromagntica
que emiten, evolucin de las estrellas; componentes de las galaxias,
entre otras. La Va Lctea y el Sol 236 Leccin 3. Astronoma y sus
procedimientos de investigacin: observacin, sistematizacin de
datos, uso de evidencia 241 Leccin 4. Interaccin de la tecnologa y
la ciencia en el conocimiento del Universo El Universo 230 246
Proyectos: Imaginar, disear y experimentar para explicar o innovar
250 Evaluacin 266 Anexo 268 Bibliografa 270 8
S-Fis-CNT-B0-001-011_PDF_alta_alumno 8 1/29/13 10:26 AM
9. Ciencia paso a paso Los proyectos en la asignatura Ciencias
Durante tu educacin primaria participaste en diversas labores
escolares. Tal vez te gustaron los experimentos, las encuestas o
los trabajos que tus profesores te propusieron cuando estudiabas
Ciencias Naturales. En esta asignatura tendrs la oportunidad de
involucrarte en un proyecto y participar en mltiples tareas
escolares, tal y como lo hiciste el ao pasado con Ciencias I. En
este proyecto aplicars tus conocimientos para responder una o
varias preguntas; para ello, ser necesario que dediques tiempo de
clase a trabajar de manera individual o en equipo. Qu es un
proyecto? Un proyecto es una serie de actividades planificadas y
organizadas cuyo propsito es responder una pregunta o resolver una
situacin problemtica relacionada con lo que estudiaste en cada
bloque, la cual sea interesante para ti y tus compaeros. Esto
significa que el proyecto se construir conforme avanza el bloque y
favorecer la integracin de los conocimientos, habilidades,
actitudes y valores. El siguiente esquema brinda un panorama
general de la importancia del trabajo por proyectos. promueve el
trabajo en equipo ayuda a la adquisicin de competencias moviliza
conocimientos, habilidades, actitudes y valores El trabajo por
proyectos contribuye al mejoramiento personal y social promueve la
reflexin fomenta la toma de decisiones responsables Los tipos de
proyectos En la asignatura Ciencias se promueven tres tipos de
proyectos, los cuales se pueden desarrollar de manera independiente
o combinando dos tipos o los tres. Cientficos Tecnolgicos
Ciudadanos Investigaciones semejantes a las de los cientficos para
describir, explicar y predecir los fenmenos naturales; la
observacin, comparacin y experimentacin son muy importantes en este
tipo de proyectos. Investigaciones semejantes a las que hacen los
tecnlogos para desarrollar o evaluar un bien con el fin de disear,
construir o evaluar un producto. La investigacin, el diseo y la
elaboracin de un proceso o producto caracterizan a estos proyectos.
Investigar, elaborar propuestas y poner en marcha algunas
estrategias para solucionar problemas sociales; como ciudadanos
activos y crticos preocupados por el mejoramiento de su vida en
sociedad. Cmo se trabaja en un proyecto? Un proyecto est dividido
en etapas generales, las cuales describiremos a continuacin para
que te sea ms sencillo organizarlo, segn tus intereses y recursos.
La orientacin de tu profesor ser valiosa en todas las fases para
que desarrolles tu proyecto de manera eficiente. 9
S-Fis-CNT-B0-001-011_PDF_alta_alumno 9 1/29/13 10:26 AM
10. Fase 1 Inicio. Partirs de una pregunta, inquietud o reto
planteado de manera individual o en equipo. Esto constituir el
problema o el producto del proyecto. Decidir el tema del proyecto
es muy importante, pues constituye la base del trabajo. En todos
los bloques encontrars opciones de temas que estarn planteados en
forma de pregunta. Sin embargo, t y el equipo con el que trabajes
podrn plantearse otras interrogantes de su inters, de manera que
siempre tendrn opciones. Comunicar y discutir las propuestas con
tolerancia y respeto les facilitar la seleccin de la pregunta o
situacin problemtica para el proyecto. inicio Qu es una bitcora? Es
un espacio en tu cuaderno que servir como diario; ah registrars los
comentarios, ideas, opiniones, observaciones y datos curiosos que
se generen en cada fase del proyecto, as como los resultados de tus
investigaciones, entrevistas, encuestas o experimentos. Fase 2
Planeacin. Generalmente, el proyecto requerir una investigacin para
resolver el problema o elaborar el producto, por lo que ser
necesario planificar las actividades las fuentes que consultars:
libros, revistas, Internet, peridicos, videos; las personas que
entrevistars; etc.. En esta fase decidirs cul ser la manera ptima
para desarrollar el proyecto. Una vez que se determine el problema
que trabajarn en el proyecto, es necesario delimitarlo para tener
claro qu se quiere hacer y qu resultados se esperan. Recordar qu se
sabe del tema, investigar, proponer estrategias, hacer
investigaciones y experimentar son algunas de las actividades en
las que tu equipo participar. La planeacin y organizacin de las
actividades les permitir terminar el proyecto en el tiempo sugerido
en el libro o por tu profesor. Un planificador, como el que
presentamos, les ayudar a tener una idea clara del tiempo, los
recursos y las personas involucradas en las actividades para
solucionar el problema. planeacin Cuadro 1 Tema del proyecto Fase
Actividades o tareas Planeacin Difundir los resultados, el
producto, el proceso o los logros Evaluacin Responsable Obtener,
registrar y analizar la informacin para resolver el problema
Comunicacin Tiempo Definir el tema, los propsitos y las preguntas
del proyecto Desarrollo Recursos Autoevaluar y coevaluar las
actividades, los productos y los resultados para replantear la
metodologa y proponer nuevas maneras de afrontar el problema 10
S-Fis-CNT-B0-001-011_PDF_alta_alumno 10 1/29/13 10:26 AM
11. Las actividades que planeen contribuirn a su formacin
cientfica bsica, ya que estas promueven el desarrollo de
habilidades, valores y actitudes. Algunas de estas tareas se
describen en el siguiente cuadro. Actividades Habilidades,
actitudes y valores que se promueven Consulta de libros, revistas,
enciclopedias, artculos de divulgacin, fotografas, peridicos,
boletines, Internet Entrevistas, encuestas Uso del diccionario
Representacin de informacin mediante esquemas y dibujos Diseo y
construccin de maquetas y artefactos Participacin en actividades
experimentales Elaboracin y anlisis de cuadros y grficas Visita a
museos, zoolgicos, parques nacionales, viveros, fbricas, talleres,
empresas, hospitales Cuadro 2 Bsqueda, seleccin y comunicacin de
informacin Anlisis e interpretacin de datos Disposicin para el
trabajo colaborativo Honestidad al manejar y comunicar informacin
respecto a fenmenos y procesos naturales estudiados Uso y
construccin de modelos Capacidad para identificar situaciones en
las que se aplica el conocimiento cientfico y tecnolgico.
Formulacin de preguntas e hiptesis Observacin, medicin y registro
Comparacin, confirmacin y clasificacin Manejo de materiales y
realizacin de montajes Establecimiento de relacin entre datos,
causas, efectos y variables Anlisis e interpretacin de datos
Curiosidad e inters por conocer y explicar el mundo Observacin,
descripcin, identificacin y comparacin Apertura a nuevas ideas y
aplicacin del escepticismo informado Desarrollo. Hars las
actividades necesarias para resolver el problema que planteaste, o
bien, para elaborar el producto. Es importante que registres en una
bitcora tus resultados, que describas qu hiciste, cmo lo lograste,
la fecha, los problemas que encontraste, cmo los resolviste, etc.
Esta informacin te servir cuando analices y concluyas tu proyecto.
desarrollo Fase 3 En esta fase llevarn a cabo todas las actividades
propuestas en la planeacin para solucionar su problema. Registrarn
todos los resultados en la bitcora de proyectos. El xito de esta
fase depende del cumplimiento de las tareas por parte de todos los
integrantes, en el tiempo asignado. Comunicacin y evaluacin. En
esta fase podrs ver los resultados de tu trabajo, pues tendrs la
oportunidad de dar a conocer tu producto (o solucin al problema del
proyecto), ya sea a tus compaeros de grupo, a la comunidad escolar,
a tus familiares y amigos, o bien, a la comunidad donde vives.
comunicacin Fase 4 La publicacin de los resultados de una
investigacin representa uno de los principales objetivos de la
ciencia, por lo que esta fase es relevante. El objetivo principal
es dar a conocer cmo solucionaron el problema, as como los
resultados obtenidos; la forma tradicional de exponer estos datos
es mediante un escrito o una exposicin oral. Piensen en
alternativas creativas: guiones de radio, obras de teatro,
exposicin de carteles, murales, feria de ciencias, etctera. Evalen
su trabajo en cada fase. Los enriquecer mucho escuchar las
sugerencias de otras personas: su profesor y compaeros de otros
equipos. Recuerden que al final de cada proyecto encontrarn un
cuadro que les permitir evaluarse. 11
S-Fis-CNT-B0-001-011_PDF_alta_alumno 11 1/29/13 10:26 AM
12. BLOQUE 1 La descripcin del movimiento y la fuerza
Competencias que se favorecen:
Comprensindefenmenosyprocesosnaturalesdesdelaperspectivacientfica.
Comprensindelosalcancesdelacienciaydeldesarrollotecnolgicoendiversoscontextos.
Tomadedecisionesinformadasparaelcuidadodelambienteylapromocindelasalud
orientadasalaculturadelaprevencin. Aprendizajes esperados mm mm mm
mm mm mm mm mm mm mm mm mm mm mm mm Contenidos
Interpretamlamvelocidadmcomomlamrelacinmentremdesplazamientomym
tiempo,mymlamdiferenciamdemlamrapidez,mampartirmdemdatosmobtenidosmdem
situacionesmcotidianas.m
Interpretamtablasmdemdatosmymgrficasmdemposicintiempo,menmlasmquem
describemympredicemdiferentesmmovimientosmampartirmdemdatosmquem
obtienemenmexperimentosmy/omdemsituacionesmdelmentorno.
Describemcaractersticasmdelmmovimientomondulatoriomconmbasemenmelm
modelomdemondas:mcresta,mvalle,mnodo,mamplitud,mlongitud,mfrecuenciam
ymperiodo,mymdiferenciamelmmovimientomondulatoriomtransversalmdelm
longitudinal,menmtrminosmdemlamdireccinmdempropagacin.
Describemelmcomportamientomondulatoriomdelmsonido:mtono,mtimbre,m
intensidadmymrapidez,mampartirmdelmmodelomdemondas.m El movimiento
de los objetos Leccin
1.mMarcomdemreferenciamymtrayectoria;mdiferenciam
entremdesplazamientomymdistanciamrecorrida.mVelocidad:m
desplazamiento,mdireccinmymtiempo. Leccin
2.mInterpretacinmymrepresentacinmdemgrficasm posicintiempo. Leccin
3. Movimientomondulatorio. Leccin
4.mModelomdemondasmymexplicacinmdemlasm caractersticasmdelmsonido.
IdentificamlasmexplicacionesmdemAristtelesmymlasmdemGalileomrespectom
almmovimientomdemcadamlibre,masmcomomelmcontextomymlasmformasmdem
procedermquemlasmsustentaron.
ArgumentamlamimportanciamdemlamaportacinmdemGalileomenmlamciencia,m
comomunamnuevamformamdemconstruirmymvalidarmelmconocimientomcientficombasadomenmlamexperimentacinmymelmanlisismdemlosmresultados.
Relacionamlamaceleracinmconmlamvariacinmdemlamvelocidadmenmsituacionesmdelmentornomy/omactividadesmexperimentales.m
Elaborameminterpretamtablasmdemdatosmymgrficasmdemvelocidadtiempomym
aceleracintiempomparamdescribirmympredecirmcaractersticasmdemdiferentesmmovimientos,mampartirmdemdatosmquemobtienemenmexperimentosm
y/omsituacionesmdelmentorno. El trabajo de Galileo Leccin
1.mExplicacionesmdemAristtelesmymGalileomacerca demlamcadamlibre.
Leccin 2.mAportacinmdemGalileomenmlamconstruccinm
delconocimientomcientfico. Leccin
3.mLamaceleracin;mdiferenciamconmlamvelocidad. Leccin
4.mInterpretacinmymrepresentacinmdemgrficas:
velocidadtiempomymaceleracintiempo.
Describemlamfuerzamcomomefectomdemlaminteraccinmentremlosmobjetosmymlam
representamconmvectores.m
Aplicamlosmmtodosmgrficosmdelmpolgonomymparalelogramomparamlamobtencinmdemlamfuerzamresultantemquemactamsobremunmobjeto,mymdescribem
elmmovimientomproducidomenmsituacionesmcotidianas.m
Argumentamlamrelacinmdelmestadomdemreposomdemunmobjetomconmelm
equilibriomdemfuerzasmactuantes,mconmelmusomdemvectores,menmsituacionesm
cotidianas. La descripcin de las fuerzas en el entorno Leccin
1.mLamfuerza;mresultadomdemlasminteraccionesm
pormcontactom(mecnicas)mymamdistanciam(magnticasmym
electrostticas),mymrepresentacinmconmvectores.m Leccin
2.mFuerzamresultante,mmtodosmgrficosmdem sumamvectorial. Leccin
3.mEquilibriomdemfuerzas;musomdemdiagramas.
Trabajamcolaborativamentemconmresponsabilidad,msolidaridadmymrespetom
enmlamorganizacinmymdesarrollomdelmproyecto.
Seleccionamymsistematizamlaminformacinmquemesmrelevantemparamlaminvestigacinmplanteadamenmsumproyecto.
Describemalgunosmfenmenosmymprocesosmnaturalesmrelacionadosmconm
elmmovimiento,mlasmondasmomlamfuerza,mampartirmdemgrficas,mexperimentosm
ymmodelosmfsicos.m
Compartemlosmresultadosmdemsumproyectommediantemdiversosmmediosm
(textos,mmodelos,mgrficos,minteractivos,mentremotros).
Proyecto:mImaginar,mdisearmymexperimentarmparamexplicarmominnovarm(opciones)
Cmomesmelmmovimientomdemlosmterremotosmom
tsunamis,mymdemqummaneramsemaprovechamestam
informacinmparamprevenirmymreducirmriesgosmantem
estosmdesastresmnaturales?
Cmomsempuedemmedirmlamrapidezmdempersonasm
ymobjetosmenmalgunosmdeportes,mpormejemplo,m
bisbol,matletismomymnatacin? 12
S-Fis-CNT-B1-012-023_PDF_alta_alumno 12 1/14/13 11:06 AM
13. La llegada de la gran ola
Lasdosfotosareassondelamismazona;compralas,qucrees
quehapasado?Qufenmenocreesquesehaproducido?Sabes quesuntsunami?
El26dediciembrede2004,TillySmith,unajovenbritnica
de11aos,seencontrabaenunaplayadePhuket(Tailandia)
cuandovioretirarseelmarcientosdemetros.Elextraofenmeno
animaquemuchagenteseacercaseparaverelfondomarino.
Sinembargo,Tilly,quehacaunosdashabaestudiadolos
tsunamisensucolegio,recordqueantesdelallegadadelagran
olaelmarsueleretirarse.Diolavozdealarmayconsiguisalvar
lavidadesuspadresydecienpersonasmsqueatendierona sullamada.
Qumtipomdemmovimientomtienenmlasmolas?mCulesmsonmlasm
principalesmcaractersticasmdemunamonda?
Simvivierasmenmunamzonampropensamamtsunamis,mcmom
avisarasmamlamgentemdemtumcomunidadmdemlamllegadamdem
unmsupuestomtsunami?mCreesmquemtendrasmtiempomsuficiente?mElaboramunmplanmdememergencia.
ParaconoceraTillyyorsuexplicacinpuedesentrarenestaweb:
http://www.eird.org/videos/index.html,ydarclicenlapestaa
Leccionesquesalvanvidas. S-Fis-CNT-B1-012-023_PDF_alta_alumno 13
Saber interpretar los fenmenos de la naturaleza y la velocidad a la
que suceden puede salvar tu vida y la de otras personas. Al
finalizar este bloque habrs aprendido a analizar los distintos
tipos de movimientos que tienen lugar a tu alrededor y sus
caractersticas. Propuestas de proyectos
Cmoeselmovimientodelosterremotoso
tsunamis,ydequmaneraseaprovechaesta
informacinparapreveniryreducirriesgosante estosdesastresnaturales?
Cmosepuedemedirlarapidezdepersonasy
objetosenalgunosdeportes,porejemplo,bisbol, atletismoynatacin? 13
1/14/13 11:06 AM
14. Leccin1 El movimiento de los objetos BLOQUE 1 Marco de
referencia y trayectoria; diferencia entre desplazamiento y
distancia recorrida. Velocidad: desplazamiento, direccin y tiempo
aprendizaje esperado.
Interpretalavelocidadcomolarelacinentredesplazamientoytiempo,yla
diferenciadelarapidez,apartirdedatosobtenidosdesituacionescotidianas.
Comenzamos Auditorio C Ca m ino de Ma ric arm en Entrada de la
escuela Camino de Jorge B EnlaescueladeMaricarmenyJorgesecelebra
unaceremoniaenelauditorio.Ambossonlos
encargadosdeconduciralosinvitadosdesde
laentradadelaescuelaAhastaelaccesoal
auditorioC.Maricarmenlosguacruzandoel
patioenlnearecta(AC),mientrasqueJorge
lohacesiguiendoelcaminosombreadoque pasaporByrodeaelpatio(figura
1.1). A Figura 1.1 Croquis de la escuela de Maricarmen y Jorge con
las diferentes trayectorias para llegar al auditorio. Una pista 1.
Respondeentucuaderno.
ConsideramlasmrutasmseguidasmpormMaricarmenmymJorge.mCulmesmlammsmcorta?
Supnmquemtienesmunmprimomquemvisitamtumciudadmymtempreguntamcmomllegarmamunamdireccinmdesdemtumcasa.mQumharasmparamexplicarlemcmomllegarmamsumdestinomsinmtenermquem
acompaarlo? 2.
Haymuchasmanerasdemedirdistancias.Propnunmododehacerloquecualquier
personapuedaemplear. Para medir Lamedicinesunaspectofundamentalde
laciencia.Paramedir hayqueponersede
acuerdoencmocuantificarlasmediciones. Deesteacuerdosurgen
lasunidadesypatrones demedida.Existeun sistemainternacional
deunidadesbasado enelSistemaMtrico Decimal. Siquieressaberms
acercadelSistema InternacionaldeUnidades,visita
http://www.sc.ehu.es/ sbweb/fisica/unidades/ unidades/unidades.htm
Aprendemos
Ennuestroentornoobservamosquemuchosobjetosyseressemueven.Unobjetosemueve
sisuposicin
cambiaaltranscurrireltiempo.Paraconocersuposicinycmocambiaenun
intervalodetiempodeterminadosedebeelegirunlugarespecficoytomarlocomoreferencia.
Sedenominadesplazamientoalcambio de
posicinrespectoalpuntodereferencia.
Eldesplazamientonodependedelcaminoquesigueunobjetoalmoverse,sinoexclusivamentedesuposicin
finalydesuposicin inicial;as,esunamedidadelcambiode
posicindelobjeto.
Porotraparte,enunmovimiento,ladistanciaindicalalongituddelcaminorecorrido.
Porejemplo,sivivesacuatrocallesdelaescuelayvasdetucasaaestayregresas,siguiendoel
mismocamino,habrsrecorridounadistanciadeochocalles,perotudesplazamientohabr
sidocero,porquelaposicininicial(tucasa)ylaposicinfinal(tambintucasa)sonlasmismas.
Notaqueenlasituacindescritaarriba,MaricarmenyJorgerecorrierondistintas
distanciasporquesiguierondiferentesrutas,perollegaronalmismopunto,porloquesu
desplazamientototalfueelmismo.
Paradescribircuantitativamenteloscambiosqueocurrenenelmovimientodeunobjetodeterminadoesprecisohacermediciones.Porejemplo,siparallegardeunlugaraotro
diste20pasos,esaesunamedidaenpasosquerepresentaladistanciaentreamboslugares.
14 S-Fis-CNT-B1-012-023_PDF_alta_alumno 14 1/14/13 11:06 AM
15.
Comosehasealado,hablardelaposicindeunobjetonotienesentidoamenos
quesehagarespectoaunpuntofijodenominadopunto de
referencia,elcualseescoge
arbitrariamente.EnelcasodeMaricarmenyJorge,estepuntofuelapuertadelaescuela.
Sinembargo,paradescribirlaposicindeunobjetonobastaindicarsudistanciarespecto
alpuntodereferencia.Tambinhayquedecirsielobjetoestaladerecha,alaizquierda,
delante,detrs,arribaoabajodedichopunto,esdecir,hayqueespecificarladireccinen
laqueseubicaelobjeto.Aspues,siyasehaescogidocomopuntodereferencialaentrada
delaescuela,habrvariossalonesubicadosalamismadistanciarespectoalaentrada,pero
algunosestarnaladerechayotrosalaizquierda. Unmarco de
referenciaestconstituidoporunpunto de referencia,unconjunto de
direccionesyunidades de
medidaencadaunadelasdirecciones.Comosabes,vivimos
enunmundoquetienetresdimensionesespaciales(largo,anchoyalto),debesconsiderar
estehechoalelegirelconjuntodedireccionesdelmarcodereferenciaqueemplearsen
ladescripcindemovimientos.Noobstante,haymuchassituacionesquepuedesdescribir
usandonicamenteunaodosdimensionesespaciales.Porejemplo,sitemuevesenlnea
rectadelaescuelaatucasa,elcaminorecorridocorrespondeaunasoladimensinespacial.
Encambio,cuandoconsultasunmapaparasabercmollegaraunacalle,lainformacinse
presentaendosdimensionesespaciales.
Elmarcodereferenciasiempretieneunorigen,queeselpuntodereferencia;paradefinir
lasdireccionessesuelenusarejesperpendicularesquesecruzanendichoorigen.Comoen
ladescripcindemovimientos,ademsdeladireccinesprecisoconocerelsentido,estese
indicaencadaejemediantealgntipodeconvencin.Porejemplo,enelcasodeunobjeto
quesemueveenlnearecta,elmarcodereferenciaadecuadoparadescribirsumovimiento
esunorigenyunalnearectahorizontalconunaunidaddemedida,dondeporconvencin
seconsideranpositivaslasposicionesaladerechadelorigenynegativaslasqueestnala
izquierdadeeste(figura 1.2).
Lasdireccionesprincipalessehanestablecidodesdelasprimerascivilizacionesconsiderandoloscuatropuntos
cardinales:norte,sur,esteyoeste,debidoaqueestassedieron
cuentadequeelSolsalaporunlado(este)yseocultabaporelopuesto(oeste)(figura
1.3).
Unatrayectoriaesunalneaimaginariadescritaporuncuerpoquesemueve.Regularmente,seempleaestapalabracuandosehabladelcaminoquesigueunproyectiloun
vehculo.Enlafigura 1.4
semuestranlastrayectoriasdeunavin,deuncocheydeunapelota
detenis.Notaqueenlostrescasosestastrayectoriassonvistasdesdemarcosdereferencia
distintos,aunquetodoscolocadossobrelasuperficieterrestre.
Supongamosqueunapersonaavanza20pasoshacialaderechaenlnearectayluego
regresasobrelamismalnearectadandodiezpasos.Enestecaso,ladistanciatotalrecorrida
pordichapersonaesde30pasos,perosudesplazamientototal,esdecir,elcambiodesu
posicin,esdesolodiezpasosaladerecha.
Ladistanciayeldesplazamientotienenunadiferenciafundamental:ladistanciaes
unamagnitudconunidades,porejemplo:45m;mientrasqueeldesplazamientoinvolucra,
adems,unadireccinyunsentido,porejemplo:45maladerechaapartirdelorigen.La
distanciaesunacantidad fsica
escalar,mientrasqueeldesplazamientoesunacantidad
vectorial(consultaelApndiceenlapgina268). a) b) c) d(m) 0 1 Figura
1.2 Marco de referencia para describir la posicin de un objeto que
puede moverse en lnea recta respecto al origen elegido (marcado con
el 0). El punto rojo indica que el objeto se encuentra a 2 m del
origen en el sentido escogido como positivo (en este caso a su
derecha), ya que la unidad elegida representa 1 m. Figura 1.3 Mapa
antiguo (de 1678) del mar Caribe. Observa la rosa de los vientos,
la cual constituye un marco de referencia. Figura 1.4 Las
trayectorias de un avin (a), de un coche (b) y de una pelota de
tenis (c), marcadas con lneas punteadas. 15
S-Fis-CNT-B1-012-023_PDF_alta_alumno 15 1/14/13 11:06 AM
16. Desarrolla tu pensamiento cientfico 1.
Leelassituacionesyresponde.Representacadasituacinentucuaderno. a)
Imaginamunamfilamperfectamentemalineadamdem21mestudiantesmcolocadosmconsecutivamentemdemizquierdamamderem
cha,mnumeradosmdem1mam21.mSupnmquemelmorigenmestmenmelmestudiantemnmerom11.
Cuntosmestudiantesmtienenmposicionesmpositivas?
Cuntosmtienenmposicionesmnegativas?
Qumpasaramsimmuevesmelmorigenmhastamelmestudiantemnmerom1? b)
Cincomcasas,mA,mB,mC,mDmymE,mestnmsituadasmenmunamcallemquemsiguemunamlneamrecta,mymlosmcentrosmdemsusmtechosm
estnmseparadosmporm20mm,mcomomsemmuestramenmlamfigura
1.5.mSimcolocasmelmorigenmdelmmarcomdemreferenciamenm
elmcentromdelmtechomdemlamcasamA,melmcentromdelmtechomdemlamcasamBmestarmam20mmmdelmdemlamcasamA.m
Amqumdistanciamestnmlosmcentrosmdemlosmtechosmdemlasmdemsmcasasmrespectomalmmarcomdemreferenciamescogido?
20m 20m 20m 20m Figura 1.5 Esquema que muestra la distribucin de
las cinco casas. A B C D E De sp la za m ie nt o c)
Juanmvivemenmunamcasamcuyampuertamdementradamestmam10mmmdelmbuznmdelmcorreo.mSalemdemsumcasamenmlneamrectam
amrecogermlamcorrespondenciamymregresamsiguiendomunamtrayectoriaminversa.mLuegomentramamlamcasamymcontinamenm
lneamrectamhaciamlampuertamdemlamcocina,mcuyomcentromestmam5mmmdelmdemlampuertamdementrada.m
Considerandomestemltimompuntomcomomorigen,mymcomomdireccinmpositivamlamquemsemsiguemparamllegarmdesdem
lampuertamdemlamcasamalmbuzn,mculmesmlamdistanciamquemrecorrimJuanmdesdemquem
salimdemlamcasamhastamquemllegmamlampuertamdemlamcocina?mCulmfuemsumdesplazaFinal
mientomtotal? (panadera) d)
Maramsalemdemlamescuelamymsemdirigemamlamtiendamamcomprarmpan.mSumtrayectoriamestm
representadampormlamlneampunteadamenmlamfigura
1.6.mPodramtambinmhabermseguidomlamtrayectoriamquemindicanmlasm
mechasmpunteadas.mEnmcualquieramdemlosmcasos,m
elmdesplazamientom(marcadompormlam
mechamcontinua)mesmelmmismo,malmigualmquemlam
diferenciamentremlamposicinmfinalmymlaminicial.mSimlamescalamdemlam
m mechamesm1mcmm=m20mm,m cuntomvalemlammagnitudmdelmdesplazamiento?
Culmesmlamdistanciamquemhabramrecorridomsimhubieramseguidomlasm
mechasmpunteadas?
QumharasmparamobtenermunamestimacinmdemlamdistanciamrecorridamenmlamtrayecInicio
toriamquemsiguimMara? (escuela) Figura 1.6 La trayectoria de Mara.
Enmuchassituacionescotidianasnosolamenteesimportanteconocerladistancia
recorridaporunmviloloquesedesplazrespectodelorigen,sinotambineltiempoempleadoenello.Piensa,porejemplo,enunacarrerade100metrosplanosenlaquetodoslos
atletassemuevenenlnearectayganaelquellegaprimero,yenotroseventosdeportivos
enlosquelosdesplazamientosdebenhacerseenelmenortiempoposible.
Paraincorporarestenuevoelementoenladescripcindelmovimientoesconveniente
introducirdosconceptos.As,definiremoslavelocidaddeunobjetoquesemuevecomo
laraznentresudesplazamientoyeltiempoqueempleparallevaracabodichodesplazamiento.Porsuparte,alaraznentreladistancia
recorridaenesedesplazamientoyel
tiempotranscurridoseledenominarapidez.Lavelocidadesunamagnitud
vectorialyla rapidezesunamagnitud
escalar(consultaelApndiceenlapgina268). 16
S-Fis-CNT-B1-012-023_PDF_alta_alumno 16 1/14/13 11:06 AM
17.
Consideraahoralasiguientesituacin.Doscorredorescompitenenunapruebade100
metrosplanos.Elganadorllegaen10salametamientrasqueelsiguientelohaceen12s.
Notaquelainformacinanteriornoessuficienteparasaberqusucedeconloscorredores
encadainstante.Esdecir,esinformacinsobreelpromediodelmovimientocompleto,
nicamentealgunosdatosenunlapsodetiempo.Larapidez
media(v)enunintervalode
tiempo(t)sedefinecomoladistanciatotalrecorrida(d)entreellapsodetiempotranscurrido
ysecalculadelasiguientemanera. v= d t
Siladistanciaseexpresaenmetrosyeltiempoensegundos,lasunidadesdelarapidez
sernm/scomoconsecuencia,porquelasunidadesseconstruyensiguiendolasrelaciones
quelasmagnitudesobedecen.Paralavelocidadvseusalamismaletra,peroennegritas,
indicandoquesetratadeunvector.
Enelcasodeloscorredoresdelejemploanterior,comopuedescomprobarfcilmente,
larapidezmediaesde10m/sparaelprimeroyparaelotroesde8.5m/s.Ahorabien,siel
origendelmarcodereferenciaempleadoparadescribirsumovimientosesitasobrelalnea
desalidayseconsideraelsentidopositivodeldesplazamientoaquelenelquesedesarrolla
lacarrera,lavelocidaddeamboscorredoresserpositiva,mientrasquesielorigenseubica
enlalneademetaysetomacomopositivoelsentidoopuestoaldeldesplazamiento,la
velocidadsernegativa,aunquelarapidezmediadecadaunosernuevamentede10m/s
yde8.5m/s,respectivamente.
Supnahoraqueunobjetoquesemueveenlnearectalohacedetalmaneraquerecorredistanciasigualesenlapsosdetiempoiguales.Aestetipodemovimientoseleconoce
comomovimiento rectilneo
uniformeyesseguramenteeltipodemovimientomsfcil
dedescribir.Deacuerdoconloque hemossealado,larapidezdeun 20 30 40 0
10 objetoenmovimientorectilneouniformeserconstante.Enparticular,si
estarapidezconstantefuera0m/sel d (km)
objetoseencontraraenreposo,por 20 30 40 0 10
loqueelreposoesuncasoparticular demovimientorectilneouniforme.
Cabesealarquenohaydiferencia d (km) entreloqueveunobservadorque
semueveconunarapidezconstante 20 30 40 0 10
enlnearectayloqueveraelmismo observadorenreposo,cuandotodo
loquelorodeara,comolosrboles d (km) ylosedificios,semovieratambin
enlnearectaconlamismarapidez, 20 30 40 0 10 perohacial(figura 1.8).
d (km) 0 10 20 30 40 d (km) Para saber ms Cuandoviajasen
automvil,elmarcador velocmetro(figura 1.7), teindicalarapidezque
llevas,porejemplo,60 km/hCabemencionar quecotidianamente
usamoskilmetros (km),queequivalena 1000metros,yhoras (h),queson3600
segundos. Paradefinirla velocidadnecesitas saber,adems,siel
vehculovaalnorte, alsuroacualquier otradireccin. Figura 1.7 El mal
llamado velocmetro de un automvil tan solo da informacin sobre la
rapidez; con verlo no se sabe adnde se dirige el vehculo. Figura
1.8 La secuencia muestra el movimiento rectilneo uniforme de un
motorista que se mueve de izquierda a derecha desde el origen
(marcado con 0), durante una hora, con una rapidez constante de 40
km/h. Nota que en esta secuencia, el motorista recorre distancias
iguales (10 km) en intervalos de tiempo iguales (15 min) y que el
sentido positivo del desplazamiento se ha tomado hacia la derecha.
17 S-Fis-CNT-B1-012-023_PDF_alta_alumno 17 1/14/13 11:07 AM
18. Desarrolla tu pensamiento cientfico 1.
Organzatecontugrupoendosequiposyhaganlosiguiente.
Cadamequipomelegirmunamdemlasmsiguientesmsituaciones,mlamanalizarmymrespondermenm
elmcuadernomlomquemcorresponda.
Elmequipomrepresentarmlamsituacinmquemeligi,myamseamenmcartulinasmumhojasmdemrotafolio.m
Tambinmpodrmdramatizarla,mconmelmfinmdemquemsemcomprendammejor. m
Despus,mvariosmvoluntariosmdemcadamequipomexpondrnmlamsituacinmalmequipomcontrariomymlemharnmlosmplanteamientosmymlasmpreguntasmcorrespondientes.
Cadamequipomtendrm15mminutosmparamresolvermlamsituacinmexpuestampormelmequipom
contrario. Figura 1.9 Los radares de velocidad toman fotografas en
las que se distingue la placa del automvil que rebasa el lmite de
velocidad permitido. Situacin 1 Situacin 2
Dospolicasdecaminosestnseparadospor
unadistanciade70km.Pasauncochepor
laposicindelprimeroyesteleavisaasu
compaeroporradio.Mediahoradespus,
elcochepasafrentealsegundopolica.Si
ellmitederapidezparatransitarporesa
carreteraesde110km/h,elvehculoha superadodicholmite?Notenquesolohay
informacinparacalcularlarapidezmedia
duranteesos30minynosesabeculesla
rapidezencadainstantedelmovimiento. Cmosuponenquefuncionanlascmaras
quetomanfotografasquesirvendeevidencia
paramultaraquienesconducenaexcesode velocidad?(figura 1.9).
Imaginenqueestnenuntrenqueviajaen
movimientorectilneoconrapidezconstantey
venporlaventanarbolesparalelosalava.Si
eltrenavanzahacialaizquierda,quocurre
conlosrbolesdesdesuperspectiva? Suponganquehayunapersonaparada
juntoaunodelosrboles.Quobservaran respectoaustedesyalosrboles?
Piensenahoraquveransieltren estuvieraenreposoenlaestacinyfueranlos
rboleslosquesemovierandeformaparalela
alavahaciasuderecha.Habraalguna
diferenciarespectoalaprimerasituacin?
Almfinal,mambosmequiposmexplicarnmantemelmprofesormcmomresolvieronmlasmsituaciones.
m Para saber ms Figura 1.10 Ilustracin de Don Quote y Sancho Panza,
su escudero. ComonoscuentaYakovPerelmanensulibroMecnica para
todos:aunqueMigueldeCervantes
Saavedranoerafsicoyseguramentenoestabafamiliarizadoconelestudiodelmovimiento,en
unodelospasajesdeDon Quijote de la
Manchaexplicaperfectamentecmolarapidezdependedel marcodereferencia.
EnunadelasescenasmsdivertidasdelaobradeCervantes,enlacualsedescribeelviajeaccidentadodelcaballeroydesuescudero(figura
1.10)enuncaballodemadera,seafirmaqueparamontarlo
nohaymsquetorcerestaclavijaquesobreelcuellotraepuesta,quellosllevarporlosairesa
dondeatiendeMalambruno;peroporquelaaltezaysublimidaddelcaminonolescausevaguidos,
sehandecubrirlosojoshastaqueelcaballorelinche,quesersealdehaberdadofinasuviaje.
[...]yas,sinmsaltercar,subisobreClavileoyletentlaclavija.Losquelerodeabanleaseguraronalhidalgoquelestabacabalgandoconlarapidezdeuna
echa:[...]yenverdad,que
nosdequteturbas,niteespantas,queosarjurarqueentodoslosdasdemividanohe
subidoencabalgaduradepasomsllano:noparecesinoquenonosmovemosdeunlugar.
Destierraamigoelmiedo,queenefectolacosavacomohadeir,yelvientollevamosenpopa.
Comopodrssuponer,elcaballodemaderasobreelqueestabandonQuijoteysuescudero
nuncasemovi.Sinembargo,conlosojosvendadosesimposiblediferenciarelreposodeun
movimientorectilneouniforme. 18
S-Fis-CNT-B1-012-023_PDF_alta_alumno 18 1/14/13 11:07 AM
20. BLOQUE 1 Leccin2 El movimiento de los objetos Interpretacin
y representacin de grficas posicin-tiempo aprendizaje esperado.
Interpretatablasdedatosygrficasdeposicin-tiempo,enlasquedescribeypredice
diferentesmovimientosapartirdedatosqueobtieneenexperimentosy/osituacionesdelentorno.
Comenzamos Berenicerecibicomoregalodesuabuelaunpequeorbolplantado
enunamaceta.Comotenacuriosidadporsabercmoiracreciendo
elarbolito,decidillevarunregistrodesucrecimientocadasemana.
Paraello,enunalibretahizodoscolumnas;enlaprimeraanotla
semanaenquehizolamedicin,mientrasqueenlasegundaescribilaaltura,medidadesdelatierradelamacetahastalapuntadel
rbol(figura 1.11).Eldaenqueinicilasmedicionesanotuncero
enlaprimeracolumna;yenlasegunda,laalturainicialdelrbol.
Unasemanadespusescribielnmero1enlaprimeracolumnay
laalturacorrespondienteenlasegunda.Deestamaneracontinu
haciendolosregistroscadasemana. Figura 1.11 El registro de datos de
manera organizada es el principio para poder representarlos y
analizar su comportamiento. Cuandoleasun peridico,seguro
encontrarsalguna informacingraficada. Enlasiguientepgina
delaredpuedes encontrarvarios ejemplosquete enseenagraficar.
http://recursostic. educacion.es/newton/ web/materiales_
didacticos/mru/rect12. htm?0&1 1.
Enparejas,leanlasiguientesituacin.Despus,haganloquesepide.
Marianamtienemunmboletomparamunmconcierto.mCuandomllegamamlamentradamdelmlugarmdondemsem
llevarmamcabomencuentramamvariasmpersonasmformadasmenmunamfilamrecta.mTomemosmcomomorigenm
elmlugarmdondeminicialmentemsemformamMarianam(posicinmcero),mquemestmam24mmmdemlamtaquilla,m
ymconsideremosmquemelminstantemenmquemellamsemformamesmelmtiempomcero.mSupnmquemregistrasm
lamdistanciamquemcadamdosmminutosmrecorremMariana.mLamtaquillamtardamenmabrirmcuatromminutos,m
durantemlosmcualesmMarianamnomcambiamdemlugar.mLosmsiguientesmdosmminutosmlamfilamavanzamym
Marianamrecorrem12mm.mLuego,mlamfilamsemdetienemdurantemdosmminutos.mFinalmente,mlamfilamavanzam
ymalmcabomdemdosmminutosmMarianamrecorrem12mmmymllegamamlamentrada.
Pormsumparte,malmmismomtiempomquemMariana,mJuliomsemformamenmunamfilamrectamparalelamamlamdem
Mariana,mcorrespondientemamotramentradamjustomalmlado;mlmsemencuentramtambinmam24mmmdemlam
taquilla.mTomemosmahoramelmorigenmcomomelmlugarmdondeminicialmentemsemencuentramformadom
Julio.mLamtaquillamtambinmtardamenmabrirmcuatromminutos.mLosmdosmminutosmsiguientes,mlamfilam
avanzamymJuliomrecorrem14mm.mLuego,mlamfilamsemdetienemdurantemcuatromminutos,mdespusmavanzam
ymalmcabomdemdosmminutosmrecorrem10mmmymJuliomllegamamlamentrada.
Elaborenmlasmtablasmdemdatosmquemdescribanmlamsituacin;mparamello,mponganmenmunamcolumnam
elmtiempomymenmotramlamposicinmdemcadamjoven.
Determinenmquinmllegamprimeromamlamentrada:mMarianamomJulio.
Aprendemos
Aunquesepuedeutilizarellenguajecotidianoparadescribirciertosmovimientos,enfsica
esnecesarioexpresarlassituacionesconprecisin.Unamaneradelograrloconsisteenel
usodetablasdedatosparadescribirelmovimiento,comoenlosejemplosanteriores.Sin
embargo,noeslanicaformadehacerlo,tambinsepuedenutilizarlosdatosparaelaborar
grficas,comoveremosmsadelante,locualpermitevisualizarlasituacinfsicadeuna
maneramsclarayconcisa. 20 S-Fis-CNT-B1-012-023_PDF_alta_alumno 20
1/14/13 11:07 AM
21. 30 25 (10,m24) Distanciam(m) Distanciam(m)
Lasgrficasnosoloseutilizanenfsica;dehecho,grancantidad 20
dedisciplinasutilizangrficasdedistintostiposparailustrarsituaciones
determinadas.Porejemplo,escomnquealleerperidicosyrevistas 15
(6,m12) encuentresinformacineconmicarepresentadagrficamente,ya
(8,m12) seaenlneasoenbarraseinclusoenformadeunpasteldividido 10
enporciones.Esimportantequeaprendasaleereinterpretarese
lenguajesimblico. 5
Paraanalizarelmovimientodeunobjeto,sesueleempezarcon (0,m0) (4,m0)
0 unatabladelasposicionesqueocupaendiferenteslapsos.Usualmen0 2 4 6
8 10 12 te,losdatosexperimentalesseorganizandemaneraquelasmedidas
Tiempom(min) deunamismacantidadquedenalineadasysiguiendounorden.Se
reportantodoslosresultadosenlasmismasunidades,porejemplo,el Figura
1.12 Puntos
tiempoenminutosyladistanciaenmetros.Comoeltiempotranscurreindependientemente
de la tabla de datos correspondiente a la
decualquierproceso,convienerepresentarloenlatablaenformaprogresiva.
ComohabrsnotadoalresponderlaspreguntasdelaseccinComenzamos,pasardela
posicin de Mariana en distintos tiempos,
descripcinconpalabrasacolocarlosdatosenunatablaesungranavance.Sinembargo,se
representados en un plano
puedemejoraraunmslapresentacinderesultadossiserepresentanlosdatosgrficamente.
cartesiano.
AnalicemosahoralassituacionesdeMarianayJuliodescritasenelinicioypresentemos
losdatosenformagrfica.Delamismamaneraenquesesiguenconvencionesuniversales
delasunidadesdelasmedidas,paragraficardosvariables,enestecasoposicinytiempo,
esnecesarioestablecerunaconvencin.
AscomosemarcanlasdireccionesdelospuntoscardinalesmediantelneasperpenVariable.
Propiedad o atributo de un objeto o
dicularesquesecruzanenelorigen,sepuedenrepresentarenunejelaposicinyenotroel
fenmeno que puede
tiempo.Estosejesperpendicularesquesecortanentresenelorigenseconocencomoejes
variar, y cuya variacin es cartesianos.Usualmentealeje horizontal
seledenominadelasabscisas,yaleje vertical, posible observar y
medir. delasordenadas.
Parahacerunagrficaposicin-tiempoesconvenienterepresentareltiempoeneleje
horizontalylaposicinenelejevertical.Porconvencin,lasposicionesqueestnhaciaarriba
delorigenseconsideranpositivas,ylasqueestnhaciaabajoseconsiderannegativas.Sise
asignaeltiempoceroaliniciodelmovimiento,eltiemposolopuede
serpositivoyseincrementahacialaderechadelorigen. 30
Ahorasepuedeasignaracadapardevaloresdelatablaunpuntoenlagrfica.Elprimernmeroindicaeltiempoyelsegundo,la
25 posicin.EnelcasodeMariana,suposicininicial(esdecir,altiempo
(10,m24) 20
cero)escero,porloquelaparejadenmeros(0,0)eselprimerpunto
delagrfica.Yaquepermaneceenlamismaposicindurantecuatro 15
minutos,elsiguientepuntoes(4,0).Dosminutosdespusharecorrido (6,m12)
12m,porloqueelpuntocorrespondientees(6,12). (8,m12) 10
Comosuposicinnocambiadurantedosminutos,elsiguiente
puntoes(8,12).Finalmente,alcabodedosminutosrecorre12myllega 5
alaentrada,demodoqueelltimopuntoes(10,24).Todoslospuntos (0,m0)
(4,m0) estnmostradosenla figura 1.12.Ahorasepuedenunirmediantelneas
0 lospuntosconsecutivosyobtenerlagrficadistanciarecorrida-tiempo 0
2 4 6 8 10 12 mostradaenlafigura 1.13. Tiempom(min)
ObservaqueenellapsodeceroacuatrominutoseldesplazamientodeMarianafuenulo,porloquesurapidezfuecero.Notaquelalneaqueunelospuntos
Figura 1.13 Grca de
(0,0)y(4,0)eshorizontal.Enellapsodecuatroaseisminutos,Marianarecorriunadistancia
distancia recorrida-tiempo de Mariana mientras est
de12m,porloquesurapidezfueconstanteeiguala6m/min,yestrepresentadaporuna
formada en la la para
lnearectainclinadaentrelospuntoscorrespondientes. entrar al
concierto. 21 S-Fis-CNT-B1-012-023_PDF_alta_alumno 21 1/14/13 11:07
AM
