Compendio de evidencias acne 1,3,5 by Subdirección de Bachillerato Tecnológico

COMPENDIO DE EVIDENCIAS DE DESEMPEÑO DE LAS MATERIAS DE SEMESTRES IMPARES DE CIENCIAS NATURALES Y EXPERIMENTALES DE BACHILLERATO TECNOLÓGICO Y LECTURAS DE APOYO

Biología General, Física I, Química I y Ciencia Contemporánea

Subdirección de Bachillerato Tecnológico Academia Estatal de Ciencias Naturales, Ciclo escolar 2012- 2013 Agosto 2013

Febrero 2013.

Contenido Presentación .......................................................................................................................... 7 BIOLOGIA GENERAL .......................................................................................................... 8 UNIDAD I ................................................................................................................................ 8 El microscopio óptico........................................................................................................................ 8 El Microscopio Óptico ..................................................................................................................... 12 Protozoos y helmintos patógenos en agua ............................................................................. 16 Aplicando el método científico: La caja negra. ...................................................................... 19 Descubriendo pigmentos 1 ............................................................................................................ 23 La leche y los azucares ................................................................................................................... 25 Plantas trabajando ............................................................................................................................ 27 Descubriendo pigmentos 2 ........................................................................................................... 29 Vida en una gota de agua .............................................................................................................. 31 Aplicación del Método Científico para la Identificación de Biomoléculas en alimentos .............................................................................................................................................. 34 Aplicación del Método Científico en la Identificación de Células ................................... 37 Aplicación del Método Científico en la Identificación de Clorofila. ................................ 39 Componentes Químicos de la Célula ......................................................................................... 41 Identificación de proteínas ............................................................................................................ 44 Células eucariotas ............................................................................................................................. 46 Método Científico en una Investigación Biológica ................................................................ 50 Diferencias entre seres orgánicos e inorgánicos. .................................................................. 52 Componentes Celulares .................................................................................................................. 54 Mitosis en células de raíz de cebolla .......................................................................................... 57 Reproducción sexual y asexual en plantas .............................................................................. 61 Extracción y reconocimiento de pigmentos vegetales ....................................................... 64 Respiración celular ........................................................................................................................... 68 Proceso de fermentación (producción de vinagre de piña) .............................................. 72 Fermentación Alcohólica ............................................................................................................... 75 Observación de Estomas................................................................................................................ 77

UNIDAD II ............................................................................................................................. 79 Mitosis ................................................................................................................................................... 79

Transpiración de las hojas .............................................................................................................. 81 Fotosíntesis ......................................................................................................................................... 83 Metabolismo de levaduras ............................................................................................................. 85 Respiración vegetal .......................................................................................................................... 87

FISICA I ................................................................................................................................. 89 UNIDAD I .............................................................................................................................. 89 Cifras significativas ........................................................................................................................... 89 Teoría de los errores ........................................................................................................................ 92 Mediciones........................................................................................................................................... 95 Mediciones, uso del vernier ........................................................................................................... 97 Sistemas de mediciones ............................................................................................................... 100 Mediciones, Vernier y Palmer ..................................................................................................... 103 Medición de longitudes con vernier. ........................................................................................ 108 Mediciones con Vernier ................................................................................................................ 110 Medición de longitudes ................................................................................................................. 113 Mediciones superficiales ............................................................................................................... 116 Mediciones con flexómetro ......................................................................................................... 118 Unidades de Medición. .................................................................................................................. 122 Errores en la Medición ................................................................................................................... 124 Medición de longitudes y tornillo milimétrico....................................................................... 127

UNIDAD II ............................................................................................................................ 129 Sistema de Vectores. ..................................................................................................................... 129 Álgebra vectorial. ............................................................................................................................ 131 Vectores ............................................................................................................................................. 134 Vector Equilibrante ........................................................................................................................ 136 Magnitudes Vectoriales ................................................................................................................ 139 Métodos gráficos para el cálculo de los vectores ............................................................... 141 Resultantes Vr y equilibrante Ve ............................................................................................... 141 Suma de dos vectores ................................................................................................................... 144 Sistemas de Fuerzas ...................................................................................................................... 146 Equilibrio de Fuerzas Colineales y de Fuerzas Angulares o Concurrentes ................ 150 Equilibrio de los cuerpos .............................................................................................................. 153 2

Equilibrio de fuerzas paralelas. .................................................................................................. 157 Equilibrio de Fuerzas Concurrentes ......................................................................................... 160 Equilibrio de fuerzas paralelas ................................................................................................... 163

UNIDAD III ...........................................................................................................................165 Distancia y desplazamiento......................................................................................................... 165 Velocidad media e instantánea .................................................................................................. 168 Velocidad constante ...................................................................................................................... 172 Movimiento Uniformemente Acelerado .................................................................................. 175 Movimiento Rectilíneo Uniforme. .............................................................................................. 178 Movimiento Rectilíneo Uniforme (MRU) ................................................................................. 181 Movimiento Rectilíneo Uniforme ............................................................................................... 184 Movimiento Rectilíneo Uniformemente Acelerado ............................................................. 187 Caída libre y tiro vertical hacia arriba ...................................................................................... 190 Tiro parabólico ................................................................................................................................. 193 Tiro Parabólico II ............................................................................................................................. 195 Tiro Parabólico y gravedad ......................................................................................................... 198 Gravedad, movimiento uniforme variado y aceleración. .................................................. 201 La caída de los cuerpos. ............................................................................................................... 203 Caída de un imán ............................................................................................................................ 206

UNIDAD IV ........................................................................................................................ 209 Determinación dinámica de la masa ........................................................................................ 209 Aceleración de la gravedad......................................................................................................... 213 Cohete de agua ............................................................................................................................... 216 Conservación de la Energía ......................................................................................................... 218 Leyes de Newton (Inercia, Fricción y Fuerza) ...................................................................... 221 Fricción ............................................................................................................................................... 224 Leyes de Newton ............................................................................................................................ 226 Leyes de Newton II ......................................................................................................................... 229 Segunda ley de Newton ............................................................................................................... 232 Leyes de Newton III ........................................................................................................................ 235 Trabajo y energía ............................................................................................................................ 239

QUIMICA I ...........................................................................................................................243 3

UNIDAD I ............................................................................................................................243 Reglas básicas a observar en el laboratorio .......................................................................... 243

Escriba su propia definición de accidente y consecuencias, posteriormente investigue la definición de accidente, compárela con su definición y compleméntela si es necesario. .................................................................................. 248 De acuerdo con los 3 tipos de accidentes más comunes, dé un ejemplo de cada uno de ellos. ........................................................................................................... 248 b) Laborales: ______

______________________________________________________ 248

c) Domésticos: ___________________________________________________________ .............. 248 Manejo correcto del material más usual de laboratorio .................................................... 252 Técnicas comunes de laboratorio ............................................................................................. 259 ¿Cómo funciona un extintor?...................................................................................................... 264 Ley de la Conservación de la materia ...................................................................................... 266 Ley de la conservación de la materia ...................................................................................... 269 Efectos de la variación de la temperatura en los cuerpos ............................................... 272 TIPO DE PRÁCTICA: Laboratorio ....................................................................................................... 272 ¿Cómo hallar la densidad de una sustancia?......................................................................... 274 Densidad de sólidos y líquidos.................................................................................................. 276 Densidad de un sólido ................................................................................................................... 278 Densidad del dióxido de carbono (CO2) ................................................................................ 282 Sublimación del yodo .................................................................................................................... 284 Espuma Negra .................................................................................................................................. 286 Diferencia entre mezcla y compuesto ..................................................................................... 288 Separación de mezclas. ................................................................................................................ 291 Formación de las disoluciones ................................................................................................... 294 El proceso de filtración ................................................................................................................. 296 Separación de los componentes de una mezcla.................................................................. 298 Obtención de cristales a partir de soluciones saturadas .................................................. 303

UNIDAD II .......................................................................................................................... 307 Espectros de emisión .................................................................................................................... 307 Periodicidad ........................................................................................................................................... 310 4

Clasificación de elementos en la tabla periódica: metal o no-metal ............................. 315 Metales y no metales. .................................................................................................................... 318 Clasificación de elementos en la tabla periódica: identificación de cationes por análisis a la flama ............................................................................................................................ 320 TIPO DE PRÁCTICA: Laboratorio ....................................................................................................... 320 Tabla periódica y sus propiedades: obtención de oxígeno ............................................. 323 Enlace químico ................................................................................................................................. 325 Enlace químico 2 ............................................................................................................................. 331 Enlaces químicos y propiedades de la materia .................................................................... 333 Método para obtener sales en el laboratorio ........................................................................ 337 Diferentes tipos de reacciones químicas ................................................................................ 339 Reacciones Químicas 1 .................................................................................................................. 344 Reacciones Químicas 2 ................................................................................................................. 346 Reacciones de óxido-reducción ................................................................................................ 352 TIPO DE PRÁCTICA: Laboratorio ....................................................................................................... 352 1.

Charola de aluminio .................................................................................................................. 352

Gotero ....................................................................................................................................... 352

Pinza para crisol......................................................................................................................... 352

Paso 2.- Agregar dos o tres gotas de ácido sulfúrico concentrado (Precaución: éste ácido puede producir quemaduras) ....................................................................................................................... 353 Paso 3.- Cubrir con aserrín la mezcla o con pequeños trozos de papel utilizando pinzas para crisol y con precaución ya que se presenta una reacción violenta. Anota tus observaciones y resultados . 353 Experimento 2 ................................................................................................................................... 353 Paso 3.- Encender la mezcla con un cerillo y observar ¡Tenga precaución ya que ocurre una oxidación violenta!. Anote sus observaciones y resultados .............................................................. 353 Experimento 3 .................................................................................................................................. 353 Paso 2.- Agregar tres a cinco gotas de ácido nítrico concentrado y observe la reacción (Tenga Precaución con el manejo del ácido). Anota tus observaciones y resultados ................................... 354 Balanceo de Reacciones Químicas. .......................................................................................... 355

CIENCIA CONTEMPORANEA ....................................................................................... 357 UNIDAD I ............................................................................................................................ 357 Aplicación del método científico en contextos cotidianos. ............................................. 357 Perspectivas de ciencia ................................................................................................................ 360 5

La Ciencia y sus Paradigmas ....................................................................................................... 363 Las TIC en las comunicaciones................................................................................................... 365

UNIDAD II ...........................................................................................................................368 Ciencia y tecnología ....................................................................................................................... 368 Calentamiento de tejidos por campos electromagnéticos de los teléfonos móviles ............................................................................................................................................................... 371 Clonación de plantas ..................................................................................................................... 373 Cultivo hidropónico ........................................................................................................................ 377 Extracción de ADN ......................................................................................................................... 380

UNIDAD III ......................................................................................................................... 384 Atrapando la energía del Sol ...................................................................................................... 384 Uso de energías alternas (Energía solar). ............................................................................... 387 Energía Eólica................................................................................................................................... 390 Cambio climático ............................................................................................................................ 394 Inversión térmica. ............................................................................................................................ 397 Contaminación del agua.............................................................................................................. 401 Catálogo de los principales materiales más comunes usados en nuestra comunidad ............................................................................................................................................................... 403 Materiales de reciclaje ................................................................................................................... 405 Reciclado de Materiales de Embalaje ...................................................................................... 407 Síntesis de Biodiesel y determinación de la densidad del producto ........................... 409

LECTURAS DE APOYO .................................................................................................. 413 ¿CÓMO PROMOVER EL INTERÉS POR LA CULTURA CIENTÍFICA? ............................ 414 ALTERNATIVAS TECNOLOGICAS ............................................................................................ 416 Biotecnología ................................................................................................................................... 418 Un dispositivo permite a un robot leer órdenes mentales ............................................... 420 Músculos artificiales que harán robots mejores que los humanos ................................ 421 Determinan robots sustancias tóxicas con su olfato .......................................................... 422 El planeta está al límite, si queremos salvarlo hay que actuar cuanto antes ............. 430 Divulgar la ciencia es asunto social prioritario. .................................................................... 433 Nuevas alternativas tecnológicas para pacientes con lesiones en columna .............. 437 La química en el siglo XXI ¿ángel o demonio? .................................................................... 441

Atención, pregunta: La realidad de la función de onda cuántica, ¿es un problema para filósofos o para físicos? ...................................................................................................... 444

Una vez que has leído completa la lectura por favor responde a la pregunta principal elaborando de manera sencilla un resumen ....................................................................... 444 Bibliographic: ...................................................................................................................... 444 El cern da un importante paso para desvelar los secretos de la antimateria ............ 445 Robótica: asistentes para el ser humano ................................................................................ 447 Siete mitos sobre la energía alternativa.................................................................................. 451 Tres materiales de construcción innovadores ...................................................................... 458

Presentación El Gobierno del Estado de México en su Plan Estatal de Desarrollo, tiene como una de sus prioridades la de ―Elevar la calidad de la Educación para que los estudiantes mejoren su nivel de logro educativo, cuenten con medios para tener acceso a un mayor bienestar y contribuyan al desarrollo nacional‖,( numerales 1.8 y 1.10) para cumplir este objetivo, de manera específica en el nivel medio superior, se

requiere el

fortalecimiento de las Competencias Docentes con metodologías 7

adecuadas que propicien el desarrollo de Competencias Genéricas y Disciplinarias en los estudiantes. Por ello, en el Modelo Educativo de Transformación Académica (META), se propone un Modelo Didáctico Global con una estrategia de trabajo específica en el aula; sin embargo, es necesario reforzar la estrategia de aprendizaje y enseñanza en el Campo Disciplinario de Ciencias Naturales y Experimentales de forma tal que se solucionen

las problemáticas

históricas de este campo por medio del desarrollo de Competencias Docentes y evidenciado en resultados de procesos de evaluación tanto internos como externos (PISA y ENLACE). En razón de los mismos, la Subdirección de Bachillerato Tecnológico considera necesario y urgente, apoyar a los docentes que integran la academia de este campo con técnicas y/o diversas herramientas teórico- metodológicas que faciliten y resuelvan la problemática educativa de lo que ocurre en el salón de clase al impartir esa disciplina, partiendo de la filosofía estatal de que el conocimiento en ciencias debe construirse de lo más cercano a su propia epistemología, es decir desde la experimentación y practica contrastada con el marco teórico. De ahí el presente compendio las propuestas prácticas emanadas de la academia estatal y las propias de las necesidades del contexto científico sobre una alfabetización mediante la aproximación a la ciencia desde textos de tercera cultura. Academia estatal de Ciencias Naturales y Experimentales, 2012-2013

BIOLOGIA GENERAL UNIDAD I El microscopio óptico TIPO DE PRÁCTICA: Laboratorio MATERIA: Biología General COMPETENCIA DISCIPLINAR

Reconoce e identifica los sistemas que conforman el microscopio y su funcionalidad. INTRODUCCIÓN PARTES DE UN MICROSCOPIO ÓPTICO

Sistema óptico o OCULAR: Lente situada cerca del ojo del observador. Amplía la imagen del objetivo. o OBJETIVO: Lente situada cerca de la preparación. Amplía la imagen de ésta. o CONDENSADOR: Lente que concentra los rayos luminosos sobre la preparación. o DIAFRAGMA: Regula la cantidad de luz que entra en el condensador. o FOCO: Dirige los rayos luminosos hacia el condensador. Sistema mecánico o SOPORTE: Mantiene la parte óptica. Tiene dos partes: el pie o base y el brazo. o PLATINA: Lugar donde se deposita la preparación. o CABEZAL: Contiene los sistemas de lentes oculares. Puede ser monocular, binocular, ….. o REVÓLVER: Contiene los sistemas de lentes objetivos. Permite, al girar, cambiar los objetivos. o TORNILLOS DE ENFOQUE: Macro métrico que aproxima el enfoque y micrométrico que consigue el enfoque correcto. EQUIPO, MATERIAL Y REACTIVOS Microscopio óptico.

CUESTIONARIO PREVIO 1.- ¿Qué es el microscopio? 2.-¿Para qué se utiliza el microscopio? 3.- ¿Has utilizado algún microscopio?

¿Cuál?

4.-¿Cuál es la importancia que representa para ti el uso del microscopio? 5.-¿Por qué utilizar el microscopio en biología general? METODOLOGÍA EXPERIMENTAL 1. Colocar el objetivo de menor aumento en posición de empleo, indicando previamente cual es el objetivo de menor aumento, y bajar la platina completamente. Si el microscopio se recogió correctamente en el uso anterior, ya debería estar en esas condiciones. 2. Colocar la preparación sobre la platina sujetándola con las pinzas metálicas. 3. Comenzar la observación con el objetivo de 4x (ya está en posición) o colocar el de 10 aumentos (10x) si la preparación es de bacterias. 4. Para realizar el enfoque: a. Acercar al máximo la lente del objetivo a la preparación, empleando el tornillo macro métrico. Esto debe hacerse mirando directamente y no a través del ocular, ya que se corre el riesgo de incrustar el objetivo en la preparación pudiéndose dañar alguno de ellos o ambos. b. Mirando, ahora sí, a través del ocular, ir separando lentamente el objetivo de la preparación con el macro métrico y, cuando se observe algo nítida la muestra, girar el micrométrico hasta obtener un enfoque fino. Pasar al siguiente objetivo. La imagen debería estar ya casi enfocada y suele ser suficiente con mover un poco el micrométrico para lograr el enfoque fino. Si al cambiar de objetivo se perdió por completo la imagen, es preferible volver a enfocar con el objetivo anterior y repetir la operación desde el paso

3. El objetivo de 40x enfoca a muy poca distancia de la preparación y por ello es fácil que ocurran dos tipos de percances: incrustarlo en la preparación si se descuidan las precauciones anteriores y mancharlo con aceite de inmersión si se observa una preparación que ya se enfocó con el objetivo de inmersión. Empleo del objetivo de inmersión: a. Bajar totalmente la platina. b. Subir totalmente el condensador para ver claramente el círculo de luz que nos indica la zona que se va a visualizar y donde habrá que echar el aceite. c. Girar el revólver hacia el objetivo de inmersión dejándolo a medio camino entre éste y el de 100x. d. Colocar una gota mínima de aceite de inmersión sobre el círculo de luz. e. Terminar de girar suavemente el revólver hasta la posición del objetivo de inmersión. f. Mirando directamente al objetivo, subir la platina lentamente hasta que la lente toca la gota de aceite. En ese momento se nota como si la gota ascendiera y se adosara a la lente. g. Enfocar cuidadosamente con el micrométrico. La distancia de trabajo entre el objetivo de inmersión y la preparación es mínima, aun menor que con el de 40x por lo que el riesgo de accidente es muy grande. h. Una vez que se haya puesto aceite de inmersión sobre la preparación, ya no se puede volver a usar el objetivo 40x sobre esa zona, pues se mancharía de aceite. Por tanto, si desea enfocar otro campo, hay que bajar la platina y repetir la operación desde el paso 3. i. Una vez finalizada la observación de la preparación se baja la platina y se coloca el objetivo de menor aumento girando el revólver. En este momento ya se puede retirar la preparación de la platina. Nunca se debe retirar con el objetivo de inmersión en posición de observación. 11

j. Limpiar el objetivo de inmersión con cuidado empleando un papel especial para óptica. Comprobar también que el objetivo 40x está perfectamente limpio. RESULTADOS Y OBSERVACIÓN Realiza los esquemas correspondientes a cada uno de los objetivos que utilizaste y describe tus observaciones.

CONCLUSIONES Mediante un diagrama de flujo explica el uso correcto del microscopio, al final agrega una sugerencia personal que mejore el uso del microscopio REFERENCIAS CURTIS, H. y Barnes. S. (2008). Biología. (7ª ed.). Buenos Aires: Médica Panamericana VELÁZQUEZ, O. Marta Patricia. Biología 2 Bachillerato. México: Ed. St. VILLEE, Claude A. (2007). Biología. (8ª ed.). México: McGraw Hill

El Microscopio Óptico TIPO DE PRÁCTICA: Laboratorio MATERIA: Biología General COMPETENCIA DISCIPLINAR EXTENDIDA: Aprende el manejo del microscopio óptico. Utiliza un microscopio compuesto o lumínico, en el que la luz atraviesa la

muestra con el material a observar y a través de un juego de lentes llega al ojo del observador una imagen aumentada.

Identifica

la estructura del microscopio y

aprende a enfocar una preparación así como las normas para el correcto uso del aparato. INTRODUCCIÓN 1.

Estructura y manejo del microscopio óptico

Las partes esenciales que componen un microscopio óptico (ver figura adjunta) son: Parte mecánica -Pie o soporte: sirve como base al microscopio y en él se encuentra la fuente de iluminación. -Platina: superficie sobre la que se colocan las preparaciones. En el centro se encuentra un orificio que permite el paso de la luz. Sobre la platina hay un sistema de pinza o similar, para sujetar el portaobjetos con la preparación, y unas escalas que ayudan a conocer qué parte de la muestra se está observando. La platina presenta 2 tornillos, generalmente situados en la parte inferior de la misma, que permiten desplazar la preparación sobre la platina, en sentido longitudinal y transversal respectivamente. -Tubo: cilindro hueco que forma el cuerpo del microscopio. Constituye el soporte de oculares y objetivos. - Revólver porta objetivos: estructura giratoria que contiene los objetivos. -Brazo o asa: une el tubo a la platina. Lugar por el que se debe tomar el microscopio para trasladarlo de lugar. -Tornillo macro métrico o de enfoque grosero: sirve para obtener un primer enfoque de la muestra al utilizarse el objetivo de menor aumento. Desplaza la platina verticalmente de forma perceptible. -Tornillo micrométrico o de enfoque fino: sirve para un enfoque preciso de la muestra, una vez que se ha realizado el enfoque con el macro métrico. También desplaza verticalmente la platina, pero de forma prácticamente imperceptible. Es el único tornillo de enfoque que se utiliza, una vez realizado el primer enfoque, al ir cambiando a objetivos de mayor aumento. Parte óptica - Oculares: son los sistemas de lentes más cercanos al ojo del observador, situados en la parte superior del microscopio. Son cilindros huecos provistos de lentes convergentes cuyo aumento se reseña en la parte superior de los mismos (normalmente 10X en los microscopios

que se utilizarán en esta práctica). Dependiendo de que exista uno o dos oculares, los microscopios pueden se mono o binoculares. -Objetivos: son sistemas de lentes convergentes que se acoplan en la parte inferior del tubo, mediante el revólver. En esta estructura se pueden acoplar varios objetivos (ordenados de forma creciente según sus aumentos, en el sentido de las agujas el reloj). Un anillo coloreado es distintivo de los aumentos de cada objetivo, que también van reseñados en el lateral del mismo. Algunos objetivos no enfocan bien la preparación al aire, y se deben de utilizar con un aceite de inmersión (normalmente van marcados con un anillo rojo). Estos objetivos de inmersión no se utilizarán normalmente en estas prácticas. -Condensador: sistema de lentes convergentes que capta los rayos de luz y los concentra sobre la preparación, de manera que proporciona mayor o menos contraste. Se regula en altura mediante un tornillo (letra J de la figura). - Fuente de iluminación: en los microscopios a utilizar, el aparato de iluminación está constituido por una lámpara halógena de bajo voltaje (12V) situada en el pie del microscopio. La luz procedente de la bombilla pasa por un reflector que envía los rayos luminosos hacia la platina. -Diafragma o iris: sobre el reflector de la fuente de iluminación. Abriéndolo o cerrándolo permite graduar la intensidad de la luz. -Transformador: ya que el voltaje de la bombilla es menor que el de la red, es necesario para enchufar el microscopio. Algunos modelos ya lo llevan incorporado en el pie del microscopio. Además, el transformador dispone de un potenciómetro para regular la intensidad de la luz. 1.1. Montaje y enfoque de una preparación microscópica Antes de observar la preparación al microscopio, esta debe de ser montada sobre vidrio. Para ello existen dos piezas de vidrio denominadas portaobjetos (porta), que, como su nombre indica, es el soporte sobre el que va la muestra, y cubreobjetos (cubre) que siempre ha de colocarse sobre la muestra.

EQUIPO, MATERIAL Y REACTIVOS 1.

Microscopio Óptico

2. Muestras de tejido a revisar (preparaciones fijas) 3. Cubre bocas

4. Guantes de látex 5. Epidermis de cebolla, jitomate, limón, … CUESTIONARIO PREVIO 1.

¿Qué diferencias se aprecian entre las células animales y vegetales observadas?

2. Enuncia las medidas de seguridad que deben seguirse en el laboratorio de ciencias. 3. Completa el esquema del Microscopio, anotando las partes que se te indican.

METODOLOGÍA EXPERIMENTAL 1. Monta una de las muestras en el portaobjetos como se muestra en el siguiente esquema:

2. Colocar el objetivo de menor aumento (4X) en posición de empleo y bajar la platina completamente. 3. Colocar la preparación sobre la platina sujetándola con las pinzas metálicas.

4. Comenzar la observación con el objetivo de menor aumento e ir aumentado si es necesario. RESULTADOS Y OBSERVACIONES Completa la siguiente tabla colocando las observaciones y los resultados de la práctica. MUESTRA 1.

RESULTADOS

DIBUJO-OBSERVACIONES

2. 3.

CONCLUSIONES Enlista las partes de los sistemas que componen el microscopio óptico y la utilidad de éste para las ciencias biológicas.

REFERENCIAS http://www.miranda.gob.ve/cienciamiranda/images/aulas/3.pdf http://tarwi.lamolina.edu.pe/~fonz/fitonematologia/practicas/pract1.htm http://profesordebiologia.jimdo.com/laboratorio/pr%C3%A1cticas/pr%C3%A1 ctica-1-uso-del-microscopio-%C3%B3ptico/

Protozoos y helmintos patógenos en agua TIPO DE PRÁCTICA: Laboratorio MATERIA: Biología general

COMPETENCIA DISCIPLINAR EXTENDIDA: Identifica y reconoce los microrganismos patógenos presentes en el agua para prevenir enfermedades en el ser humano INTRODUCCIÓN Agentes parasitarios que pueden ser objeto de investigación en aguas de consumo y riego agrícola son algunos Protozoarios como: Entamoeba histolytica, Giardia lamblia, Cryptosporidium spp. y algunos Helmintos como: Ascaris lumbricoides, Trichiuris trichiura, Taenia solium, Enterobius vermicularis, etc. En aguas estancadas (naturales, piscinas, sistemas de calefacción y refrigeración, etc.), pueden vivir facultativamente en forma parásita: Amibas de vida libre como Acanthamoeba sp. y Naegleria sp. que suelen provocar inflamaciones de mucosas.

EQUIPO, MATERIAL Y REACTIVOS - Muestras de agua de diverso origen. (Mínimo 2 L). - Equipo de filtración Millipore estéril. - Tubos para centrífuga. - Microscopio. - Mechero Bunsen - Cerillos ó encendedor. - Gradilla. - Portaobjetos. - Cubreobjetos. - Pipetas Pasteur. - Cajas Petri conteniendo medio BST agar. CUESTIONARIO PREVIO 1.- ¿Qué es un protozoario? 2.- ¿Qué es un helminto?

3.- ¿Cuáles son los medios adecuados para la reproducción de protozoarios? 4.- ¿Qué enfermedades causan los helmintos al ser humano? 5.- ¿Cuáles son los distintos grupos de protozoarios que viven en el agua estancada? METODOLOGÍA EXPERIMENTAL 1. Filtrar la muestra a través de membrana o filtro. Si la muestra es de agua de consumo humano se deben filtrar de 100 a 400 L y si es de agua estancada natural ó para riego agrícola, por lo menos 2 l. Si se trata de estas últimas se recomienda filtrar previamente en condiciones de esterilidad a través de gasa y utilizando un embudo de filtración rápida, con el objeto de eliminar las partes gruesas que pudiera contener el agua y facilitar la filtración. 2. Retirar el filtro y lavar con agua destilada. 3. Filtrar y agregar nuevamente agua destilada con objeto de efectuar otro lavado. 4. Retirar el filtro y lavar con agua destilada. 5. Repetir los pasos 4 y 5 dos o tres veces más hasta que el sobrenadante resulte transparente. 6. Recoger una gota del sobrenadante con una pipeta Pasteur y colocarla sobre un portaobjetos, colocar un cubreobjetos sobre la gota y observar al microscopio primero con el objetivo seco débil (10X) y posteriormente con el seco fuerte (40X) los quistes de Protozoos y huevecillos de Helmintos presentes en la muestra. 9. Otra forma de recoger el sobrenadante es, después de la última centrifugación, colocar sobre el tubo un cubreobjetos tocando el menisco, se retira, se coloca sobre el portaobjetos y se observa al microscopio. 10. Dibujar lo observado

RESULTADOS Y OBSERVACIÓN Esquemas y observaciones.

CONCLUSIONES El alumno argumenta si identificó los diferentes microrganismos platelmintos y helmintos REFERENCIAS: http://www.azc.uam.mx/cbi/quimica/microbiologia/p24.pdf

Aplicando el método científico: La caja negra.

TIPO DE PRÁCTICA: Aula MATERIA: Biología General COMPETENCIA:Valora las pre concepciones personales o comunes sobre diversos fenómenos naturales a partir de evidencias científicas INTRODUCCIÓN El método científico es un proceso destinado a explicar fenómenos, establecer relaciones entre los hechos y enunciar leyes que expliquen los fenómenos físicos del mundo y permitan obtener, con estos conocimientos, aplicaciones útiles al hombre. Los científicos emplean el método científico como una forma planificada de trabajar. Sus logros son acumulativos y han llevado a la humanidad al momento cultural actual. Entre los pasos necesarios que conforman el método científico, se hallan la observación (el investigador debe apelar a sus sentidos para estudiar el fenómeno de la misma manera en que éste se muestra en la realidad), la inducción(partiendo de las observaciones, el científico debe extraer los principios particulares de ellas), el planteo de una hipótesis (surgido de la propia observación), la demostración o refutación de la misma y la presentación de la tesis (la teoría científica). EQUIPO, MATERIAL Y REACTIVOS. 1. Caja de cartón (prismática o cúbica) con tapa abatible y cuya máxima dimensión sea de 10 cm. 2. Papel adhesivo transparente o masking tape. 3. Objeto prismático, esférico o cúbico de dimensión máxima inferior a 4 cm. 4. Agujas 5. Regla 6. Imán

CUESTIONARIO PREVIO 20

1.- ¿Qué es investigar? 2.- Define método 3.- ¿Cuáles son los pasos que conforman al método científico? 4.- ¿Cuáles son los elementos para plantear un problema? 5.- Define hipótesis.

METODOLOGÍA EXPERIMENTAL I. Construcción del simulador de problemas científicos. 1. Durante esta actividad te familiarizarás con tas fases del método científico y aprenderás a valorar en su justa medida, las teorías y modelos científicos, que siendo permanentemente revisables, son los más valiosos artificios que la mente humana ha podido diseñar para avanzar en el difícil y sugestivo camino de la interpretación de los hechos físicos de la naturaleza. Para ello construirás previamente un simulador de un problema científico (caja negra) con una caja de cartón o cartulina, en la que introducirás un objeto (cilíndrico, esférico, prismático, cúbico) de cualquier materia (tiza, madera, cristal, hierro, acero, plástico). Éste simulador (caja negra) será utilizado por otro grupo de compañeros que deben desconocer su contenido, por lo que realizarás estas operaciones sin ser visto por ellos. Cuando hayas introducido el objeto en la ―caja negra‖, la cerrarás y sellarás utilizando cinta adhesiva. II. investigación de una caja negra. 2. Intercambia tu ―caja negra‖ con la de otro compañero e inicia la investigación de su contenido, anotando los resultados obtenidos en el cuadro correspondiente del apartado de resultados. Realiza deducciones sobre la forma del objeto contenido en la caja, observando su patrón de movimientos al manipular las caja en todos los sentidos (los objetos esféricos rodarán en todas direcciones, los cilíndricos se deslizarán sobre sus bases y rodarán sobre su contorno lateral). Anota tus observaciones con todo detalle. Investiga el tamaño del objeto contenido, tratando de apresarlo contra un vértice de la caja mediante las agujas (figura 1) y determinando sus dimensiones lo mejor posible mediante una regla.

FIGURA 1

Trata de deducir alguna característica de la naturaleza del objeto, realizando las observaciones que se te ocurran (atracción magnética, comparación del peso de la caja con el de objetos de naturaleza conocida y de dimensiones iguales o próximas a las del objeto investigado. RESULTADOS Y OBSERVACIÓN

I. Anota los resultados obtenidos en tus investigaciones, describiendo los métodos empleados en cada una de ellas. DESCRIPCIÓN DEL MÉTODO

RESULTADOS SUGERIDOS

2. Teniendo en cuenta los resultados obtenidos en tus investigaciones, emite una hipótesis acerca de la naturaleza, forma y tamaño del objeto encerrado en la ―caja negra‖. Indícala en su apartado correspondiente del siguiente cuadro: HIPÓTESIS

DESCRIPCIÓN REAL DEL OBJETO

TAMAÑO

FORMA

NATURALEZA

CONCLUSIONES

Abre la caja y tras observar y medir el objeto contenido, anota sus características en el cuadro anterior. Compara tu hipótesis con la realidad y realiza una valoración de tus investigaciones, indicando los fallos, falsas interpretaciones e inexactitudes de los métodos de investigación empleados. REFERENCIAS BARAHONA, A., y F. Barahona 2010. Metodología de trabajos científicos. Cuarta Edición. Ed. IPLER.

Descubriendo pigmentos 1 TIPO DE PRÁCTICA: Aula MATERIA: Biología General. 23

COMPETENCIA DISCIPLINAR EXTENDIDA: Distingue la estructura y función de las células Procariontes y Eucariontes. INTRODUCCIÓN La mayoría de las hojas de los vegetales son de color verde, aunque las hay de color rojo y, en otoño, muchas tienen un color amarillento antes de caer. Esto nos indica que en el interior de las hojas de las plantas existen diferentes sustancias que proporcionan el color. Estas sustancias se llaman pigmentos. Los pigmentos son utilizados para teñir pintura, tinta, plástico, textiles, cosméticos, alimentos y otros productos. La mayoría de los pigmentos utilizados en la manufactura y en las artes visuales son colorantes secos, usualmente en forma de polvo

fino. Este polvo es añadido a un vehículo o matriz, un material relativamente neutro o incoloro que actúa como adhesivo. Para aplicaciones industriales, así como artísticas, la permanencia y la estabilidad son propiedades deseadas. Los pigmentos que no son permanentes son llamados fugitivos. Los pigmentos fugitivos se desvanecen con el tiempo, o con la exposición a la luz, mientras que otros terminan por ennegrecer. EQUIPO, MATERIAL Y REACTIVOS. 1. 2 vasos 2. Alcohol etílico (el que se utiliza para desinfectar heridas) 3. Un embudo 4. Papel filtro 5. Una hoja de acelga o espinaca 6. 1 cuchillo 7. 1 cuchara

CUESTIONARIO PREVIO 1. ¿Cómo se llama el pigmento presente en los vegetales verdes? 2. ¿Cómo se le llama al proceso que realizan las plantas? 3. ¿Qué tipo de células son las que están presentes en los vegetales? 24

METODOLOGÍA EXPERIMENTAL. 1. Corta la hoja en pequeños trozos y tritúrala con la parte externa de la cuchara, como en un mortero (molcajete). 2. Agrega 3ml de alcohol. Revuelve. 3. Vierte la mezcla a través de un filtro. Puedes armarlo con un embudo y un filtro para colar café. 4. Repitamos la operación de la experiencia anterior, pero utiliza gasolina, en lugar de alcohol. 5. Repite el procedimiento anterior con hojas que presenten colores que no sean verdes. RESULTADOS Y OBSERVACIÓN ¿Qué color tiene el líquido filtrado en el vaso? ¿Qué crees que es? ¿Qué pasa cuando realizamos la operación con la gasolina? ¿Qué crees que hizo la gasolina? ¿Qué ocurrió con las hojas que no presentan color verde? CONCLUSIONES Los estudiantes realizan un resumen de lo comprendido en la práctica, teniendo que entregar a la siguiente sesión de clases.

REFERENCIAS FUENTES,

A. (2002) A jugar y aprender ciencias. Experimentos para

desarrollar competencias en ciencias (Edición 2008), Ed. Reymo. pp. 11 y 12. La leche y los azucares TIPO DE PRÁCTICA: Laboratorio MATERIA: Biología General.

COMPETENCIA DISCIPLINAR EXTENDIDA: Evalúa la importancia de los componentes químicos en la constitución celular. INTRODUCCIÓN La lactosa es un disacárido formado por la unión de una molécula de glucosa y otra de galactosa. Concretamente intervienen una β-D-galactopiranosa y una Dglucopiranosa unidas por los carbonos 1 y 4 respectivamente. Al formarse el enlace entre los dos monosacáridos se desprende una molécula de agua. Además, este compuesto posee el hidroxilohemiacetálico, por lo que da la reacción de Benedict, es decir es reductor. A la lactosa se le llama también azúcar de la leche, ya que aparece en la leche de las hembras de los mamíferos en una proporción del 4 al 5%. La leche de camella, por ejemplo, es rica en lactosa. En los humanos es necesaria la presencia de la enzima lactasa para la correcta absorción de la lactosa. Cuando el organismo no es capaz de asimilar correctamente la lactosa aparecen diversas molestias cuyo origen se denomina intolerancia a la lactosa. EQUIPO, MATERIAL Y REACTIVOS 1. Leche 2. Vinagre o jugo de limón 3. Tubos de ensayo 4. 1 mechero 5. Reactivo Fehling 6. 1 embudo 7. 1 filtro de café

CUESTIONARIO PREVIO

1. ¿Cómo se llama el azúcar presente en la leche? 2. ¿Qué azucares se unen para formar a la lactosa? 3. ¿Qué es un disacárido? METODOLOGÍA EXPERIMENTAL 1. En primer lugar, debes eliminar la mayor parte posible de crema o grasa. Utiliza preferentemente leche descremada. 2. Para separar la solución azucarada (agua-lactosa), agrégale a la leche unas gotas de vinagre o jugo de limón. 3. Notaras que la leche se corta y las partículas sólidas comienzan a caer al fondo del tubo. 4. Pasa el líquido por el filtro 5. Para completar la experiencia, toma un poco del líquido (suero) filtrado. Probaremos si la lactosa o azúcar de leche es reductora o no. Para ello, incorpórale el reactivo Fehling y pásalo con ayuga de una pinzas pásalo por el mechero. RESULTADOS Y OBSERVACIÓN Dibuja ¿Qué observas? CONCLUSIONES Los estudiantes realizarán un resumen de lo comprendido en la práctica, teniendo que entregarlo a la siguiente sesión de clase. REFERENCIAS FUENTES,

A. (2002) A jugar y aprender ciencias. Experimentos para

desarrollar competencias en ciencias (Edición 2008), Ed. Reymo. pp. 65.

Plantas trabajando TIPO DE PRÁCTICA: Aula MATERIA: Biología General. 27

COMPETENCIA

DISCIPLINAR

EXTENDIDA:

Identifica

distribución

estructural y funcional de las biomoléculas y componentes asociados a los intercambios dinámicos de materia y energía. INTRODUCCIÓN El proceso de fotosíntesis es uno de los más importantes, ya que permite que se desarrolle la vida en todo el planeta. A partir de agua, dióxido de carbono y luz solar, las plantas fabrican glucosa y oxígeno. La fotosíntesis es la conversión de materia inorgánica en materia orgánica gracias a la energía que aporta la luz. En este proceso la energía luminosa se transforma en energía química estable, siendo el adenosíntrifosfato (ATP) la primera molécula en la que queda almacenada esa energía química. Con posterioridad, el ATP se usa para sintetizar moléculas orgánicas de mayor estabilidad. Además, se debe de tener en cuenta que la vida en nuestro planeta se mantiene fundamentalmente gracias a la fotosíntesis que realizan las algas, en el medio acuático, y las plantas, en el medio terrestre, que tienen la capacidad de sintetizar materia orgánica (imprescindible para la constitución de los seres vivos) partiendo de la luz y la materia inorgánica. De hecho, cada año los organismos fotosintetizadores fijan en forma de materia orgánica en torno a 100.000 millones de toneladas de carbono. EQUIPO, MATERIAL Y REACTIVOS 1. Un tubo de ensayo 2. Agua 3. Carbonato de sodio 4. Una rama de elodea 5. Lámpara con un foco de 100W.

CUESTIONARIO PREVIO 1. ¿Qué es la fotosíntesis? 2. ¿Quiénes realizan el proceso de fotosíntesis? 28

3. ¿Qué papel juega el Bicarbonato de sodio en este experimento? METODOLOGÍA EXPERIMENTAL. 1. Toma un tubo de ensayo con agua. Agrégale una pizca de bicarbonato de Sodio y una rama de elodea. 2. Acércale una lámpara (velador) con un foco de 100W y observa. 3. Notarás que de la parte inferior de las hojas se desprende unas burbujas y, según pasa el tiempo, aparecen en forma abundante. 4. Agrégale bicarbonato de sodio para proporcionarle a la planta Dióxido de carbono, para que pueda realizar mejor la fotosíntesis. RESULTADOS Y OBSERVACIÓN Realiza el esquema del proceso que se llevó a cabo en el experimento CONCLUSIONES Los estudiantes realizarán un resumen de lo comprendido en la práctica, teniendo que entregarlo a la siguiente sesión de clase. REFERENCIAS FUENTES,

A. (2002) A jugar y aprender ciencias. Experimentos para

desarrollar competencias en ciencias (Edición 2008), Ed. Reymo. pp. 19 y 20.

Descubriendo pigmentos 2 TIPO DE PRÁCTICA: Aula MATERIA: Biología General. 29

COMPETENCIA DISCIPLINAR EXTENDIDA: Distingue la estructura y función de las células Procariontes y Eucariontes. INTRODUCCIÓN La clorofila es un pigmento verde que se encuentra en todas las hojas. La xantofila es un pigmento naranja, el caroteno es amarillo y el tanino es rojo. Todos estos están ocultos por la clorofila, por eso, en el otoño, cuando ésta se descompone, las hojas toman colores amarillentos anaranjados. EQUIPO, MATERIAL Y REACTIVOS. 1. 1 trozo de zanahoria 2. 2 vasos 3. Agua 4. Alcohol 5. Gasolina 6. 1 licuadora

CUESTIONARIO PREVIO 1. ¿Por qué es importante la clorofila a las plantas? 2. ¿Por qué la Xantofila es de color naranja y no verde? 3. ¿Por qué el caroteno es amarillo y no verde? 4. ¿Qué función realizan los taninos?

METODOLOGÍA EXPERIMENTAL 1. Toma un trozo de zanahoria; si es posible. Licúalo con agua para que se forme una pasta uniforme. Luego, vierte una parte en el vaso y el resto, en otro vaso. 2. Al vaso No. 1 agrégale alcohol. Bate y deja reposar 5 minutos.

3. Al vaso No. 2 agrégale gasolina. Bate y deja reposar 5 minutos. RESULTADOS Y OBSERVACIÓN Observa ambos vasos ¿Qué ocurre? Describe tus observaciones. CONCLUSIONES Los estudiantes realizarán un resumen de lo comprendido en la práctica, teniendo que entregarlo a la siguiente sesión de clase. REFERENCIAS FUENTES,

A. (2002) A jugar y aprender ciencias. Experimentos para

desarrollar competencias en ciencias (Edición 2008), Ed. Reymo. pp. 13.

Vida en una gota de agua TIPO DE PRÁCTICA: Laboratorio MATERIA: Biología General COMPETENCIA DISCIPLINAR EXTENDIDA:

Iidentifica los tipos de células y niveles de organización biológica mediante la observación al microscopio, reafirmando el uso y manejo del microscopio. INTRODUCCIÓN Que queremos decir al hablar de la vida, cuando en realidad no existe una definición sencilla. Los seres vivos están hechos de los mismos componentes: químicos, átomos y moléculas, que los objetos inanimados y cuando estos reaccionan entre si dan origen a la formación de una célula, la cual representa un nuevo nivel de organización. La célula es el nivel donde puede decirse que la vida aparece con una nueva propiedad. Otras propiedades van surgiendo a medida que las células se especializan y organizan en niveles superiores, en tejidos y órganos de los seres pluricelulares, y finalmente los individuos integran grupodiferentes hasta formar la biosfera, ultimo nivel de organización Con gran diversidad de plantas, animales y microrganismos, con interacciones mutuas y con las características físicas de ambiente propio de la tierra. De acuerdo a lo anterior tú puedes distinguir diferentes tipos de organización celular a través de la observación en el microscopio de una gota de agua. EQUIPO, MATERIAL Y REACTIVOS 1. Microscopio 2. 4 cubreobjetos 3. 4 portaobjetos 4. 4 Diferentes muestras de agua estanques de preferencia con lama.

CUESTIONARIO PREVIO 1. ¿Consideras que puede haber vida en una gota de agua? 2. ¿Qué tipo de microrganismos pueden existir en una gota de agua? 3. ¿Por qué consideras que puede existir gran diversidad de microrganismos en una gota de agua? 4. Menciona los niveles de organización biológicos que pueden existir en una gota de agua.

METODOLOGÍA EXPERIMENTAL 1. Coloca una gota de agua en un portaobjetos procurando que la muestra tenga microrganismos, cubre con cubreobjetos, procurando limpiar los excedentes con un papel absorbente. 2. Coloca la muestra en el microscopio y observa, inicia con el objetivo más pequeño al de mayor aumento para que puedas esquematizar lo observado. 3. Prepara las cuatro muestras de agua para poder observar y que puedas diferenciar los diferentes microrganismos de cada nuestra. 4. Esquematiza lo observado. RESULTADOS Y OBSERVACIÓN Realiza los esquemas de los diferentes microrganismos encontrados en cada muestra de agua, resaltando las características de cada uno. Con ayuda del docente titular de la materia identifica el nombre de cada microrganismo. No olvides anotar debajo del esquema el objetivo con el que observaste cada muestra. CONCLUSIONES Con base en las muestras observadas concluye lo siguiente: 1. Diferencias y similitudes entre los microrganismos observados. 2. Presentan estructura compleja y organizada. 3. Nivel de organización de la materia en el que se encuentran. REFERENCIAS GAVIÑO Juárez, Figueroa. (1999).Técnicas biológicas, Selectas de laboratorio y campo. Ed. Limusa Editores, México. SÁNCHEZ,

P. (1986). El Laboratorio de Ciencias Naturales. Ed. Pentatlón.

Madrid España ZÚÑIGA, G. P. (2001).Biología General, Manual de prácticas de laboratorio; UAEM, México. http://www.madrimasd.org/experimentawiki/feria/La_vida_en_una_gota_de_ agua http://www.taringa.net/posts/imagenes/4794612/Vida-en-una-gota-deagua.html http://biblioteca.universia.net/html_bura/ficha/params/title/vida-gotaagua/id/38126271.html

Aplicación del Método Científico para la Identificación de Biomoléculas en alimentos TIPO DE PRÁCTICA: Laboratorio MATERIA: Biología General COMPETENCIA DISCIPLINAR EXTENDIDA: Identifica la contribución estructural y funcional de las Biomoléculas y componentes inorgánicos asociados a los intercambios dinámicos de materia y energía. INTRODUCCIÓN Las Biomoléculas son las moléculas constituyentes de los seres vivos. Los cuatro bioelementos más abundantes en los seres vivos son el carbono, hidrógeno, oxígeno y nitrógeno, representando alrededor del 99 % de la masa de la mayoría de las células. Biomoléculas inorgánicas: Son Biomoléculas no formadas por los seres vivos, pero necesarias para la vida, como el agua, la Biomolécula más abundante, los gases como el oxígeno y las sales inorgánicas. Biomoléculas orgánicas: Son sintetizadas solamente por los seres vivos y tienen una estructura con base en carbono. Están constituidas principalmente por carbono, hidrógeno y oxígeno, y con frecuencia están presentes nitrógeno, fósforo y azufre. Las Biomoléculas orgánicas pueden agruparse en los siguientes tipos: Glúcidos: También llamados carbohidratos, son la fuente de energía primaria que utilizan los seres vivos para realizar sus funciones vitales; la glucosa, lactosa, sacarosa, maltosa, fructosa, almidón, celulosa y quitina son ejemplos de ellos. Lípidos: Son Biomoléculas compuestas principalmente por carbono e hidrógeno y en menor cantidad oxígeno, su característica principal es que son insolubles en agua (hidrófobas) y solubles en disolventes orgánicos. Son llamados comúnmente grasas. En los seres vivos son importantes porque representan una fuente de reserva energética además de ser componentes químicos de las células como los fosfolípidos y desempeñan funciones reguladoras entre otras funciones. Proteínas: Son Biomoléculas formadas por aminoácidos, desempeñan un papel fundamental para los seres vivos. Son imprescindibles para el crecimiento del organismo y realizan muchas funciones para el desarrollo del organismo.

EQUIPO, MATERIAL Y REACTIVOS 1. Gradilla para tubos de ensaye 2. Un vaso de precipitados. 3. Dos mililitros de aceite. 4. Cuatro tubos de ensayo. 5. Doce mililitros de miel (2 ml de agua y 4 de miel). 6. Diez mililitros de agua destilada. 7. Un mechero bunsen. 8. La clara de un huevo. 9. Un tripié. 10. Una tela con asbesto. 11. Una pipeta de 5 mililitros. 12. Diez mililitros de solución preparada de 3 gramos de papa y una cucharada de agua. 13. Reactivo sudan 3. 14. Solución de Viuret. 15. Lugol 16. Reactivo de Beneditt 17. Pinzas para tubo de ensaye. 18. Una franela limpia, detergente para lavar el material. 19. Etiquetas para pegar. 20.Bata de laboratorio, cofía y cuaderno de apuntes. .

CUESTIONARIO PREVIO 1. ¿Qué son las Biomoléculas? 2. ¿Cuáles son las Biomoléculas? 3. ¿Dónde se encuentran las Biomoléculas? 4. ¿Cuál es la importancia de cada una de las Biomoléculas? 5. ¿Cuál es la función de los carbohidratos en el organismo? 6. ¿Cuál es la función de los lípidos en el organismo? 7. Menciona la importancia de las proteínas en los seres vivos. 8. ¿Qué tipo de nutrimento nos da la miel? 9. ¿Qué Biomoléculas proporciona la clara de huevo? 10. ¿Qué Biomoléculas se encuentran en la papa? METODOLOGÍA EXPERIMENTAL 1. Lavar todo el material de vidrio y secarlo. 2. Marcar del uno al cuatro los tubos de ensaye con las etiquetas para pegar, y colocarlos en la gradilla. 35

3. En el tubo número uno se le coloca un mililitro de solución de miel. Colocar en un vaso de precipitados agua de la llave, monta el sistema de calentamiento: el mechero bunsen, tripié y tela con asbesto y calienta el agua del vaso de precipitados. Al tubo número uno le agregas 5 mililitros de reactivo de Benedit agita lentamente e introdúcelo en el baño maría por 2 minutos (utiliza las pinzas para tubo de ensaye), sacarlo y colocarlo en la gradilla. Registra los cambios y dibújalo. 4. En el tubo número dos, se coloca 2 ml de clara de huevo. Colocar 5 gotas de reactivo de Viuret y agita, observa los cambios y dibújalos. 5. En el tubo número 3 se coloca un mililitro de aceite y 3 mililitros de agua. Agregar 2 gotas de reactivo de sudan 3, registra los cambios que ocurren. Dibuja la coloración y desecha el contenido. 6. En el tubo número cuatro se coloca dos mililitros de la solución de papa. Agregar 5 gotas de Lugol, observa los cambios de coloración de la solución y dibújalos. Desecha el contenido del tubo de ensaye. RESULTADOS Y OBSERVACIÓN Tubo de ensaye Tubo 1 Tubo 2 Tubo 3 Tubo 4

Coloración original

Tabla de observaciones Cambios al agregar el reactivo

Biomolécula identificada

CONCLUSIONES Los alumnos aplicarán el método científico para realizar un reporte de resultados de la práctica, en hojas blancas engrapadas y con presentación. REFERENCIAS MENDOZA S.L.A y Mendoza S. E. (2011). Biología I. México. Ed. Trillas.

Aplicación del Método Científico en la Identificación de Células TIPO DE PRÁCTICA: Laboratorio MATERIA: Biología General COMPETENCIA DISCIPLINAR EXTENDIDA: Distingue la estructura y función de las células. INTRODUCCIÓN La célula es la unidad morfológica y funcional de todos los seres vivos, su importancia es tan grande pues se clasifican a los organismos según el número de células que posean, en unicelulares y pluricelulares. Las células suelen tener un tamaño de 10 µm, pero hay otras células con tamaño mayor. La teoría celular, propuesta en 1838, para los vegetales y en 1839 para los animales, por Mathias Jakob Schleiden y Theodor Schwann, postula que todos los organismos están compuestos por células, y su funcionamiento depende de éstas y que todas las células derivan de otras precedentes. Existen dos tipos celulares: las procariontes (que comprenden las células arqueas y bacterias) y las eucariontes (divididas en animales, vegetales, hongos y protistas) En la siguiente práctica identificaremos algunas células eucariontes. EQUIPO, MATERIAL Y REACTIVOS 1. Microscopio 2. Portaobjetos 3. Cubreobjetos 4. Navaja 5. Lugol 6. Azul de metileno 7. Agua 8. Epidermis de cebolla 9. Hojas de acelga o lechuga 10. Alas de mosca 11. Agua estancada 12. Bata de laboratorio, cofia y cuaderno de apuntes, colores. 37

CUESTIONARIO PREVIO 1. ¿Qué es célula? 2. ¿Cuál es la importancia de la célula? 3. ¿Cuáles son las diferencia entre célula animal y vegetal? 4. ¿Cuáles es la diferencia entre células procariontes y eucariontes? 5. Menciona los componentes de la célula vegetal. 6. Menciona los orgánulos de la célula animal. METODOLOGÍA EXPERIMENTAL 1. Tomar dos muestras de epidermis de cebolla, obtenerlas lo más delgada posible, colocarlas en el portaobjetos. Colocar en un portaobjetos una capa delgada un cubreobjetos y observarla en el microscopio en objetivo de 10x y 40x. Repetir el procedimiento con la otra muestra, pero colocarle una gota de Lugol. 2. Obtener dos muestras delgadas de una hoja de acelga o lechuga, colocarla en el portaobjetos y cubrirla con un cubreobjetos, observarla en el microscopio en objetivo de 10x y 40x. Repetir el procedimiento pero colocarle una gota de Lugol. 3. Colocar en el portaobjetos una de las alas de mosca, colocar un cubreobjetos y observar al microscopio en objetivo de 10x y 40x. Repetir el procedimiento con la otra ala de mosca, pero colocarle una gota de Lugol. 4. Colocar una gota de agua estancada en un portaobjetos, cubrir la muestra con un cubreobjetos y observarla en el microscopio en objetivo de 10x y 40x. Repetir el procedimiento con otra gota de agua estancada, pero colocarle una gota de Lugol. RESULTADOS Y OBSERVACIÓN Dibujar a color cada una de las observaciones microscópicas. Realizar un reporte de la práctica. CONCLUSIONES Los alumnos aplicarán el método científico para realizar un reporte de resultados de la práctica, en hojas blancas engrapadas y con presentación. REFERENCIAS NASSON A. (2009). Biología. México. Ed. Limusa.

Aplicación del Método Científico en la Identificación de Clorofila. TIPO DE PRÁCTICA: Laboratorio MATERIA: Biología General COMPETENCIA DISCIPLINAR EXTENDIDA: Identifica a la clorofila en las plantas verdes. INTRODUCCIÓN Las hojas de algunas plantas como el geranio plateado o hiedra tienen hojas variegadas (manchadas), es decir hojas en que los pigmentos verdes ocupan sólo ciertas áreas, así que, éstas hojas son un material excelente para probar si la clorofila es necesaria para la fotosíntesis. La fotosíntesis es la conversión de materia inorgánica en materia orgánica gracias a la energía que aporta la luz, o energía luminosa. En este proceso la energía luminosa se transforma en energía química estable, siendo el adenosín trifosfato (ATP) la primera molécula en la que queda almacenada esa energía química. La clorofila es un pigmento color verde que se encuentra en las plantas, es una Biomoléculas muy importante en la fotosíntesis. EQUIPO, MATERIAL Y REACTIVOS 1. Plantas con hojas variegadas. 2. Parrilla eléctrica 3. Vaso de precipitados de 250 ml 4. Vaso de precipitados de 600 ml 5. Etanol al 95 % 6. Pinzas largas 7. Caja petri 8. Lugol 9. Bata, cofia y cuaderno de apuntes. CUESTIONARIO PREVIO 1. ¿Qué es la fotosíntesis? 39

2. ¿Cuál es la importancia de la fotosíntesis? 3. Escribe las ecuaciones de la fotosíntesis. 4. ¿Cuáles son los factores para la realización de la fotosíntesis? 5. ¿Qué es la florescencia? METODOLOGÍA EXPERIMENTAL 1. Tomar una hoja variegada fresca y hacer un dibujo en la distribución de los pigmentos. Este le será útil para comprobaciones posteriores durante el experimento. 2. Llenar con agua uno de los vasos de precipitados de 600 ml hasta la mitad y colocarlo en la parrilla para calentarla. 3. En otro vaso de precipitados de 250 ml colocar 200 ml de etanol al 95 % y colocarlo en baño maría. 4. Cuando el agua esté hirviendo, introduzca la hoja y dejarla ahí durante uno o dos minutos, con la ayuda de las pinzas transferir la hoja al alcohol caliente, dejarla durante varios minutos, moviendo con las pinzas. 5. Cuando la hoja se haya blanqueado completamente, sacarla del alcohol y colocarla en la caja petri. Cubrirla con la solución de Lugol. Observar lo que sucede. 6. El extracto de clorofila se expone a la luz y después de un rato se podrá notar el fenómeno conocido como fluorescencia. La fluorescencia es el desprendimiento de la energía que fue absorbida durante la exposición a la luz y que al no ser procesada por los cloroplastos es devuelta en forma de luz y calor. RESULTADOS Y OBSERVACIÓN Describir los cambios de color en la hoja en cada uno de los pasos. Elaborar un dibujo de la hoja mostrando los cambios causados por el Lugol. CONCLUSIONES Los alumnos aplicarán el método científico para realizar un reporte de resultados de la práctica, en hojas blancas engrapadas y con presentación.

REFERENCIAS NASSON A. (2009). Biología. México. Ed. Limusa. 40

Componentes Químicos de la Célula TIPO DE PRÁCTICA: Laboratorio MATERIA: Biología General COMPETENCIA DISCIPLINAR EXTENDIDA: Evalúa la importancia de los componentes químicos en la estructura celular. INTRODUCCIÓN De los 92 elementos naturales que se conocen, aproximadamente 25 son los que forman parte de los seres vivos y cumplen en ellos una función; éstos se conocen como elementos biogenésicos y se clasifican en bioelementos primarios y secundarios. Bioelementos primarios: Son indispensables para la formación de las biomoléculas fundamentales, tales como carbohidratos, lípidos, proteínas y ácidos nucleicos. Estos elementos constituyen aproximadamente 97% de la materia viva y son: carbono, hidrógeno, oxígeno, nitrógeno, fósforo y azufre. Bioelementos secundarios: Son todos los elementos biogenésicos restantes. Se pueden distinguir entre ellos los que tienen una abundancia mayor a 0.1%; como el calcio, el sodio, el potasio, el magnesio, el cloro y los llamados oligoelementos, los cuales se encuentran por debajo del 0.1% en los organismos. Esto no significa que sean poco importantes, ya que una pequeña cantidad de ellos es suficiente para que el organismo viva, sin embargo la ausencia

alguno

ellos

puede

determinar

muerte.

Algunos

oligoelementos en el ser humano son: flúor, cobalto, cobre, yodo, hierro, manganeso, silicio, selenio y zinc.

EQUIPO, MATERIAL Y REACTIVOS 1. 300 gr de cereal fortificado, frijoles, lentejas o espinacas 2. Licuadora 41

3. Imán de neodimio (1) 4. Bolsa sellarle (zipplock) de 1kg (1) 5. Vaso de precipitados de 1 lt (1) 6. Polvo de licopodio 7. Soporte universal con anillo (1) 8. Tela de asbesto (1) 9. Plato de porcelana o metal 10. Cheetos 40 gr 11. Termómetro CUESTIONARIO PREVIO 1. Investiga cuál es la función de los bioelementos secundarios en el organismo y que enfermedades pueden originarse por la deficiencia o exceso de cada uno de ellos. 2. ¿Qué características poseen los lípidos los hacen

componentes

esenciales de todas las membranas celulares? 3. ¿Cuáles son las funciones de los lípidos en la célula? METODOLOGÍA EXPERIMENTAL Primera parte: 1. Vierta el cereal en la licuadora y agregue 400 ml de agua, licue hasta obtener una pasta homogénea. 2. Vuelque la mezcla en la bolsa y séllela, posteriormente pase el imán alrededor de esta. 3. Al pasar el imán notara que se comienza agrupar un polvo muy fino, trate de acumularlo en una de las orillas de la bolsa. ¿Cuáles son los elementos que integran el polvo que esta observando? Si el imán es tan poderoso ¿por qué no puede atraer el hierro de la sangre cuando uno lo sostiene? Segunda Parte 1. Agregue 500 ml de agua en el vaso de precipitados, añada el polvo de licopodio. 42

2. Introduzca la mano y observe lo que ocurre. ¿Qué similitudes existen con una membrana celular, porque? 3.- Prenda un cerillo y arroje una pisca de polvo de licopodio, observe lo que ocurre. Tercera parte 1. Coloque los cheetos en el plato, agregue 250 ml de agua en el vaso de precipitados, monte el soporte universal a una corta distancia entre el plato y la tela de asbesto. 2. Registre la temperatura del agua, con ayuda de un encendedor prenda fuego a los cheetos, observe lo que ocurre, registre el tiempo que dura la combustión y la temperatura final del agua. ¿Qué tipo de lípidos contiene este alimento? ¿Cuáles son las características de esos lípidos que permiten una reacción de combustión? ¿Qué relación existe entre el consumo de grasas y el metabolismo de los seres humanos? RESULTADOS Y OBSERVACIÓN Realizar los esquemas correspondientes, registrar las observaciones y contestar las cuestiones que se indican en cada una de las secciones.

CONCLUSIONES A través de la experimentación el aluno comprendió los procesos y reacciones que tienen los bioelementos primarios y secundarios; así como su función en el organismo. REFERENCIAS VELÁZQUEZ-Ocampo, M.P. 2007. Biología I. ST Editorial, México, pp 266.

Identificación de proteínas TIPO DE PRÁCTICA: Laboratorio MATERIA: Biología General COMPETENCIA DISCIPLINAR EXTENDIDA: Observa e identifica la proteína en la clara de huevo y advertir como se desnaturaliza INTRODUCCIÓN

Para comprender funcionamiento celular y la construcción de tejidos, debemos estudiar las proteínas. Las proteínas son moléculas formadas por unidades llamadas aminoácidos, poseen una gran cantidad de funciones en los organismos: coagulación de la sangre, reserva nutritiva y de transporte, son reguladores de actividades celulares, en la defensa natural contra infecciones, entre otras. Las enzimas son proteínas que funcionan como catalizadores biológicos en nuestro organismo. Se les considera específicas porque solo actúan en un sustrato, jamás en otra sustancia. Si se cambia el pH o la temperatura, la proteína se desnaturaliza y deja de funcionar. EQUIPO, MATERIAL Y REACTIVOS 1. 2. 3. 4. 5. 6.

Clara de huevo Una cuchara grande metálica Vidrio reloj Un mechero Ácido clorhídrico Reactivo de Biuret

CUESTIONARIO PREVIO 1.

¿Qué tipo de proteínas tiene la clara y la yema de huevo?

Investiga que es el reactivo de Biuret.

¿La clara y la yema de huevo son fuente importante de proteínas?

¿Cuál es el consumo optimo necesario con que se deben incluir en la dieta

sin excederse? 44

METODOLOGÍA EXPERIMENTAL 1. Coloca una pequeña cantidad de clara de huevo en una cuchara metálica y otra cantidad en el vidrio reloj. Observa su color y consistencia 2. Calienta con el mechero la cuchara que contiene la clara. Observa la diferencia de esta con la que está en el vidrio reloj. 3. Agrega a la clara de huevo que está en el vidrio reloj de ocho a diez gotas de ácido clorhídrico (con mucho cuidado porque te puede quemar). 4. A la clara de huevo cruda, añádele 10 gotas de reactivo de Biuret. La coloración lila resultante nos indica el contenido la de la proteína. RESULTADOS Y OBSERVACIÓN ¿Qué fue lo que observaste al momento de calentar la clara? ¿Qué paso cuando agregaste el ácido clorhídrico a la otra parte de la clara? CONCLUSIONES Elabora un reporte donde esquematices el procedimiento que se realizó en el laboratorio y una reseña de lo aprendido. REFERENCIAS MÉNDEZ, Rosales Ma. Eugenia. (2012) Bilogía General. (1 ed.). México: Book Mart DE LA RIVA, y Pinal Erick. (2011) BiologíaGeneral Aplicada (1 ed.). México: Chicome

Células eucariotas TIPO DE PRÁCTICA: Laboratorio MATERIA: Biología General COMPETENCIA DISCIPLINAR EXTENDIDA: Reconoce a las células eucariontes como estructuras funcionales diversas y complejas mediante la comparación y reconocimiento de distintos tipos de células, animales y vegetales. INTRODUCCIÓN: Es importante para los alumnos de bachillerato, como recurso de enseñanza en la materia de Biología General, el reconocer a través de la siguiente práctica las características principales de las Células eucariotas, identificando las diferencias entre las células animal y vegetal. EQUIPO, MATERIAL Y REACTIVOS: Aguja con jeringa estéril y/o lanceta estéril Alcohol absoluto Bulbos de cebolla Cubeta de tinción Cuentagotas (gotero) con agua Eosina Frasco lavador Hematoxilina Jitomate Mechero de alcohol o de gas Microscopio Navaja de afeitar y bisturí Pinzas Portaobjetos y cubreobjetos Muestra de sangre (una gota) CUESTIONARIO PREVIO: 1. 2. 3. 4. 5.

¿Qué es una célula eucariota? ¿Cuáles son las diferencias entre una célula animal y vegetal? ¿Cuál es el promedio de vida de los leucocitos? ¿Qué son los cloroplastos? ¿Qué es una célula procariota?

6. Menciona las principales diferencias que existen entre las células eucariotas y procariotas

METODOLOGÍA EXPERIMENTAL: En este experimento se trabajará en equipo. Den lectura al procedimiento y organicen su trabajo. Anoten las observaciones conforme se aprecien las distintas preparaciones. Observación. Las células vegetales se diferencian de las células animales por la presencia de dos estructuras intracelulares. A su vez, cada tejido vegetal, o animal, posee características morfológicas, estructurales y funcionales que los distinguen del resto. Planteamiento del problema. ¿Será posible distinguir y caracterizar células vegetales de células animales procedentes de diferentes tejidos e identificar estructuras distintivas entre ellas? Formulen sus hipótesis. Recuerden que son las diferentes soluciones que pretenden resolver un problema. Desarrollo del protocolo. Utilizando la navaja y unas pinzas, aíslen una parte de la epidermis correspondiente a la zona cóncava de la tercera o cuarta escama de la cebolla y colocarla extendida en un portaobjetos; a continuación coloquen el cubreobjetos y se observen al microscopio óptico, comenzando por el aumento menor (4X). Depositen la muestra en el centro de un portaobjetos sin poner agua; coloquen encima un cubreobjetos y compriman suavemente hasta obtener un completo aplastamiento del fragmento de pulpa de jitomate. Lleven la preparación a la platina del microscopio y realicen una observación con pequeños aumentos, seleccionen el mejor grupo de células y observen a mayores aumentos. Identifiquen los distintos orgánulos celulares visibles y dibujen lo que observen. Utilicen el siguiente esquema como guía para identificar las diferentes estructuras subcelulares. Preparación de epidermis Elodea. Coloca en un portaobjetos una hoja de la planta acuática conocida como Elodea, con unas gotas de agua para apreciar cloroplastos. Describe lo que observas. Con la aguja de jeringa estéril realicen una punción en un pulgar, depositen una gota de sangre en la parte central de un portaobjetos y coloquen un portaobjetos como indica el dibujo, deslizándolo sobre toda la superficie del portaobjetos de manera que se pueda obtener una fina película de sangre. El

portaobjetos absorbe la gota y la arrastra, pero sin pasar nunca por encima de ella para no dañar los hematíes. Utilizando la navaja, corten en dos mitades el jitomate. Obtengan ayudándose con las pinzas, un trozo de pulpa de jitomate de la zona indicada en la figura de unos 2 mm de grosor 23.

a. Coloquen el frotis de sangre sobre la cubeta de tinción y añadan unas gotas de alcohol absoluto, dejar que el alcohol se evapore para fijar la preparación. b. Cubran con unas gotas de hematoxilina y dejen actuar durante 15 minutos (evitar la desecación del colorante agregando más líquido). c. Lavar la preparación y añadir unas gotas de eosina dejándola actuar 1 minuto, volver a lavar hasta que no queden restos de colorante. Dejen secar aireando el porta o bien al calor muy lento de la llama del mechero. Observar al microscopio. Observación microscópica del frotis de sangre Al microscopio se verán con un dominio predominante los glóbulos rojos, hematíes o eritrocitos teñidos de color rojo por la eosina. No tienen núcleo y son más delgados por el centro que por los bordes. Los glóbulos blancos o leucocitos se identifican fácilmente por la presencia de núcleo, teñido de morado por la hematoxilina. Tomen en cuenta que hay varias clases de leucocitos: linfocitos, monolitos y polimorfonucleares. Las plaquetas no son visibles ya que precisan una técnica especial de tinción.

RESULTADOS Y OBSERVACIÓN: Desarrollar un marco contextual para el problema de investigación planteado en la práctica.

CONCLUSIONES: Describe cuales son las características más importantes de las células eucariotas

REFERENCIAS NASSON A. (2009). Biología. México. Ed. Limusa.

Método Científico en una Investigación Biológica TIPO DE PRÁCTICA: Campo MATERIA: Biología General COMPETENCIA DISCIPLINAR EXTENDIDA Obtiene, registra, sistematiza la información para responder a preguntas de carácter científico consultando fuentes relevantes y realizando experimentos pertinentes. INTRODUCCIÓN Desde la época de los antiguos griegos, el hombre se ha preguntado sobre el conocimiento. Platón buscaba las respuestas sobre el conocimiento en general: ¿Que es

cómo se adquiere y de dónde viene? En el siglo XVI el

investigador inglés Francis Bacón se interesó por el conocimiento científico y propuso cuatro reglas para adquirirla: Observar, Medir, explicar y verificar. Ya en el siglo XX el método científico se hizo más complejo y se planteó la necesidad de establecer un problema, es decir, una pregunta que se quiere responder

recabar

información

pertinente,

formular

una

hipótesis

corroborarla experimentalmente y deducir conclusiones. EQUIPO MATERIAL Y REACTIVOS 1. Tres recipientes de cartón para leche (tetra pack) vacíos 2. Cincuenta semillas de las siguientes plantas: frijol, lenteja, haba. 3. Algodón 4. Papel celofán azul, amarillo, verde y rojo 5. Papel cartoncillo negro 6. Agua 7. Regla 8. Tijeras CUESTIONARIO PREVIO 1. ¿Que estudia la biología? 2. ¿Porque es necesario seguir el método científico? 50

3. Paso del método científico que se plantea como posible respuesta a un problema 4. Menciona dos ciencias auxiliares de la biología y su aportación a esta 5. Nombre del investigador que descubrió la penicilina 6. ¿Porque te imaginas que el nací se disuelve fácilmente en agua? METODOLOGÍA EXPERIMENTAL 1.

De cada uno de los recipientes para leche, recorta uno de sus cuatro lados y utilízalo como división, de tal manera que queden los tres recipientes divididos en dos partes cada uno.

2. Enumera cada porción de los recipientes de tal manera que queden numerados del uno al seis 3. En la base de cada sección coloca algodón húmedo y, encima de éste, ocho semillas 4. Cubre la sección uno con un pedazo de papel celofán verde; la sección dos, con celofán rojo; la sección tres con celofán amarillo; la sección cuatro con celofán azul; la sección cinco con cartoncillo negro, y sección seis (grupo testigo sin cubrir) 5. Coloca los recipientes en un lugar cálido que reciba luz natural 6. Observa la germinación y desarrollo de la semilla durante diez días, anotando cualquier cambio y midiendo la longitud de las plantas una vez que crezcan. Si el algodón se seca, viertes agua para humedecerlo.

RESULTADOS Y OBSERVACIONES Registra los datos en una tabla, haz una gráfica de los resultados CONCLUSIONES Revisa los trabajos de los demás compañeros y checa si los datos obtenidos en el tuyo y da una conclusión recordando que al iniciar te realizaste una hipótesis. REFERENCIAS ERICK, de la Riva y Pinal (2010) Biología (1ra Ed.) Puebla. Méx. Chicome BLANCA, Baldivia Urdiales. PILAR, Granilla Velázquez. MARÍA DEL SOCORRO, Villareal Domínguez (2003) Biología General (5ta Ed.) Méx. Chicome 51

Diferencias entre seres orgánicos e inorgánicos. TIPO DE PRÁCTICA: Laboratorio MATERIA: Biología General COMPETENCIA DISCIPLINAR EXTENDIDA: identificar las características de seres orgánicos e inorgánicos. INTRODUCCIÓN En la naturaleza existen seres orgánicos e inorgánicos. Los seres orgánicos o vivos presentan las siguientes características: a) Están formados por células. b) Presentan ciclo vital: nacen, crecen, se reproducen y mueren. c) Tienen movimiento propio. d) Poseen irritabilidad, que es la propiedad de todo ser vivo de responder a los estímulos del medio ambiente. Seres inorgánicos o inertes presentan características diferentes y son las siguientes: a) Están formados por moléculas y átomos b) No presentan movimiento propio. c) Crecen por agregación de moléculas. EQUIPO, MATERIAL Y REACTIVOS 1. Epidermis de cebolla. 2. Epidermis de jitomate. 3. Sulfato de cobre. 4. Cristales de ferrocianuro de potasio. 5. Sal de cocina. 6. Microscopio. 7. Navaja. 8. 3 porta y cubreobjetos. 9. Tubo de ensayo. 10. Gradilla. CUESTIONARIO PREVIO 1. ¿Los seres orgánicos están formados por? 52

2. ¿Los seres inorgánicos están formados por? 3. ¿Carecen de ciclo vital los seres? 4. ¿Carecen de agregación de partículas los seres? 5. ¿Las células están limitadas por una?

METODOLOGÍA EXPERIMENTAL 1. Elabora una preparación temporal de epidermis de cebolla. 2. Observa al microscopio. 3. Repite la operación con la epidermis de jitomate. Oprime repetidas veces la preparación. 4. Coloca en un portaobjetos una solución saturada de sal. 5. Déjala secar y observa al microscopio. 6. En un tubo de ensayo coloca ¾ partes de solución de sulfato de cobre. 7. Coloca el tubo en la gradilla y deposita algunos cristales de ferrocianuro de potasio. 8. Observa después de 10 a 15 minutos el experimento. 9. Dibuja lo observado y da una explicación. RESULTADOS Y OBSERVACIÓN Realiza el esquema de las observaciones de los seres orgánicos e inorgánicos y da una explicación CONCLUSIONES El estudiante realiza un resumen de lo comprendido en la práctica, teniendo que entregar a la siguiente sesión de clases. REFERENCIAS SANTOS, U. I. F y Ruiloba, A.R. Manual de Investigaciones de Biología. México HIGACHIDA, Hirose B. (2008). Ciencias de la Salud. (6ª ed.). México: McGraw Hill SCAGEL.R. F., et. Al., (2000) El reino vegetal. (1ª.ed) Ed Omega España

Componentes Celulares TIPO DE PRÁCTICA: Laboratorio MATERIA: Biología General COMPETENCIA DISCIPLINAR EXTENDIDA: Identifica la composición de las células mediante el reconocimiento de las moléculas biológicas más importantes; glúcidos, lípidos y proteínas. Diferenciando los componentes orgánicos de los inorgánicos. INTRODUCCIÓN Como sabemos, podemos agrupar los principios inmediatos que constituyen la materia viva en orgánicos e inorgánicos. A su vez, los orgánicos pueden quedar distribuidos en los siguientes grupos: glúcidos, prótidos, lípidos y ácidos nucleicos. Entre los principios orgánicos, abundan más los tres primeros que hemos citado, ya que los ácidos nucleicos nunca tienen una función de reserva y, cuando la tienen estructural ésta se reduce a pequeñas estructuras celulares (ribosomas). En esta práctica vamos a reconocer -mediante reacciones químicas y de tinción específicas para cada una de estas sustancias- monosacáridos (en nuestro caso, glucosa), sacarosa y almidón, proteínas (caseína de la leche) y lípidos (aceite de oliva). Los monosacáridos y la mayoría de los disacáridos poseen poder reductor, que deben al grupo carbonilo que tienen en su molécula. Este carácter reductor puede ponerse de manifiesto por medio de una reacción redox llevada a cabo entre ellos y el sulfato de Cobre (II). Las soluciones de esta sal tienen color azul. Tras la reacción con el glúcido reductor se forma óxido de Cobre (I) de color rojo. De este modo, el cambio de color indica que se ha producido la citada reacción y que, por lo tanto, el glúcido presente es reductor. HIDRÓLISIS DE LA SACAROSA La sacarosa es un disacárido que no posee carbonos anoméricos libres por lo que carece de poder reductor y la reacción con el licor de Fehling es negativa, tal y como ha quedado demostrado en el experimento 1. Sin embargo, en presencia de ClH y en caliente, la sacarosa se hidroliza, es decir, incorpora una molécula de agua y se descompone en los monosacáridos que la forman, glucosa y fructosa, que sí son reductores. La prueba de que se ha verificado la hidrólisis se realiza con el licor de 54

Fehling y, si el resultado es positivo, aparecerá un precipitado rojo. Si el resultado es negativo, la hidrólisis no se ha realizado correctamente y si en el resultado final aparece una coloración verde en el tubo de ensayo se debe a una hidrólisis parcial de la sacarosa.

EQUIPO, MATERIAL Y REACTIVOS 1.

Tubos de ensayo

2. Gradilla 3. Pinzas 4. Mechero 5. Pipetas 6. Solución de Lugol 7.

Solución de Fehling A y B

8. Solución alcalina (sosa, potasa, bicarbonato, etc.) 9. ClH diluido 10. Soluciones al 5% de glucosa, maltosa, lactosa, fructosa, sacarosa y almidón. CUESTIONARIO PREVIO 4. ¿Qué son los glúcidos? 5. ¿Cuáles son las principales fuentes de carbohidratos que conoces? 6. Describe qué son los aminoácidos.

METODOLOGÍA EXPERIMENTAL

1. Poner en los tubos de ensayo 3ml de la solución de glucosa, maltosa, lactosa fructosa o sacarosa (según indique el profesor). 2. Añadir 1ml de solución de Fehling A (contiene CuSO4) y 1ml de Fehling B (lleva NaOH para alcalinizar el medio y permitir la reacción) 3. Calentar los tubos a la llama del mechero hasta que hiervan.

4. La reacción será positiva si la muestra se vuelve de color rojo y será negativa si queda azul o cambia a un tono azul-verdoso. 5. Observar y anotar los resultados de los diferentes grupos de prácticas con las distintas muestras de glúcidos. HIDRÓLISIS DE LA SACAROSA 1. Tomar 3ml de solución de sacarosa y añadir 10 gotas de ClH diluido. 2. Calentar a la llama del mechero durante unos 5 minutos. 3. Dejar enfriar. 4. Neutralizar añadiendo 3ml de solución alcalina. 5. Realizar la prueba de Fehling como se indica en el experimento 1. 6. Observar y anotar los resultados. RESULTADOS Y OBSERVACIONES Realiza los dibujos que ilustran los resultados obtenidos, explicando los mismos.

CONCLUSIONES

Distingue los componentes orgánicos e inorgánicos

REFERENCIAS

http://tertuliadeamigos.webcindario.com/practicas02.html http://www.joseacortes.com/practicas/glucidos.htm

Mitosis en células de raíz de cebolla TIPO DE PRÁCTICA: Laboratorio MATERIA: Biología General COMPETENCIA DISCIPLINAR Identifica y reconoce las fases del proceso mitótico. INTRODUCCIÓN Dentro de las funciones que realiza la célula eucarionte, dos de las más importantes: la regulación y la reproducción celular descansan en el núcleo. El núcleo contiene la mayor parte de la información hereditaria e la célula, es decir, las instrucciones necesarias para el desarrollo y metabolismo de las especies. Este organelo es el encargado de duplicar su información genética para transmitirla a las nuevas generaciones cuando la célula realice su mitosis. Los procesos que se manifiestan desde la formación de una célula hasta su división en dos células hijas son lo que se denomina ciclo celular. Este ciclo se divide en dos etapas principales: la interfase y la división celular propiamente dicha, de acuerdo con los sucesos que se presentan en la célula. La interfase se caracteriza por procesos que implican la fabricación activa de moléculas como las proteínas y la duplicación del DNA. Mientras que la división celular consta de la mitosis en la que ocurre la condensación y separación de los cromosomas y la citocinesis o división del citoplasma. La mitosis se subdivide según los cambios que presente el núcleo y la morfología que presentan los cromosomas en: profase, metafase, anafase y telofase.

EQUIPO, MATERIAL Y REACTIVOS Microscopio

Frasco lavador

Portaobjetos

Mechero de alcohol

Cubreobjetos

Tijeras

Lanceta estéril

Papel de filtro

Cubeta de tinción

Vaso de

Aguja enmangada

precipitados

Pinzas

Vidrio de reloj

Palillos

Orceína A Orceína B

CUESTIONARIO PREVIO 1.- ¿Qué es la mitosis? 2.- ¿Qué tipos de reproducción celular conoces? 3.- ¿Cómo se lleva a cabo la reproducción de las células eucariontes? 4.- ¿Qué papel tiene la mitosis en la transmisión de la información genética?

METODOLOGÍA EXPERIMENTAL 1. Llenar un vaso de precipitados con agua y colocar un bulbo de cebolla sujeto con dos o tres palillos de manera que la parte inferior quede inmersa en el agua. Al cabo de 3-4 días aparecerán numerosas raicillas en crecimiento de unos 3 o 4 cm de longitud. 2. Cortar con las tijeras unos 2-3 mm del extremos de las raicillas y depositarlo en un vidrio de reloj en el que se han vertido 2-3 ml de orceína A, con la ayuda de la goma de tu lápiz presiona la muestra, previamente coloca entre el porta y cubre objetos.

3. Calentar suavemente el vidrio de reloj a la llama del mechero durante unos 8 minutos, evitando la ebullición, hasta la emisión de vapores tenues. 4. Con las pinzas tomar uno de los ápices o extremos de las raicillas y colocarla sobre un portaobjetos, añadir una gota de orceína B y dejar actuar durante 1 minuto. 5. Colocar el cubreobjetos con mucho cuidado sobre la raíz. Con el mango de una aguja enmangada dar unos golpecitos sobre el cubre sin romperlo de modo que la raíz quede extendida. 6. Sobre la preparación colocar unas tiras de papel de filtro, 5 o 6. Poner el dedo pulgar sobre el papel de filtro en la zona del cubreobjetos y hacer una suave presión, evitando que el cubre resbale. Si la preparación está bien asentada no hay peligro de rotura por mucha presión que se realice. 7. Observar al microscopio.

(foto x150 / x600)

RESULTADOS Y OBSERVACIÓN MICROSCÓPICA Se realizará a fuertes aumentos. La orceína A reblandece las membranas celulares y la B completa el proceso de tinción. Con la presión sobre el porta de la preparación se logra una extensión y difusión de las células del meristemo

cebolla.

La preparación presenta el aspecto de una dispersión de células por todo el campo que abarca el microscopio. Se observan células en diversas fases o estados de división celular. Se ven los cromosomas teñidos de morado por la orceína. El aspecto reticulado así como el mayor tamaño de algunos núcleos

corresponde a las células que se encontraban en los procesos iniciales de la división mitótica. Realiza los esquemas correspondientes a cada observación y descríbelas

CONCLUSIONES Elabora tu conclusión haciendo uso de los siguientes ejes: 1.- ¿Se cumplió la competencia planteada? Sí o No y ¿Por qué? 2.- ¿Qué consideras es lo más relevante de esta actividad?

REFERENCIAS Wallace, R. A., King, J.L. y Sanders, G.P. 1991 La ciencia de la vida: Biología Molecular y Herencia. Trillas. México. Sánchez, R.J. y Suja, S.J. Prácticas de Biología Celular. Departamento de Biología. Unidad de Biología. Universidad Autónoma de Madrid

Reproducción sexual y asexual en plantas TIPO DE PRÁCTICA: Laboratorio MATERIA: Biología General COMPETENCIA DISCIPLINAR EXTENDIDA: Identifica la reproducción sexual y asexual en un vegetal. INTRODUCCIÓN La reproducción se define como la formación de uno o más organismos descendientes a partir de otro u otros prexistentes. La reproducción de los organismos es una característica indispensable para asegurar la perpetuación de la especie y en general de todos los seres vivos. Hay dos tipos fundamentales de reproducción: La asexual y la sexual. En la asexual no intervienen los gametos y da descendientes idénticos a sus progenitores, esta reproducción puede realizarse por cualquiera de las tres formas de división celular que existen: gemación, bipartición y división múltiple. Gemación: Se basa en la formación de yemas sobre la célula o el cuerpo del organismo progenitor; Escisión: Consiste en que el organismo se parte en dos o más fragmentos de forma que cada una de las partes origina un nuevo organismo (bipartición); Esporulación: Estas consiste en la formación por división múltiple de numerosas hijas llamadas esporas. En la sexual se unen los gametos o células sexuales para dar lugar a un cigoto que desarrollará hasta formar un nuevo individuo, este tipo de reproducción origina seres no idénticos a sus progenitores. En los animales los gametos masculinos reciben el nombre de espermatozoides y los femeninos el nombre de óvulos. En los vegetales los anterozoides son los gametos masculinos y la oosfera los femeninos

EQUIPO, MATERIAL Y REACTIVOS 1. Enraizador 2. Sustrato 3. Exacto 4. Charola 5. Planta de malvón 6. Semillas de girasol 7. Agua 8. Marcador de aceite 9. Cinta canela

CUESTIONARIO PREVIO 5. ¿Cuáles son los tipos de reproducción en los seres vivos? 6. ¿Cuáles son las diferencias entre la reproducción sexual y asexual? 7. Menciona los tipos de gametos que hay en las plantas 8. Menciona cinco tipos de reproducción asexual en plantas 9. Escribe cuales son los principales gametos de reproducción en los animales METODOLOGÍA EXPERIMENTAL 1.- Identificar las partes que componen una planta 2.- Identificar la yema axilar y apical en la planta 3.- Coloca el sustrato previamente remojado en la charola 4.- Con el exacto realiza un corte transversal en una rama de la planta 5.- Sumerge la vareta en el enraizador y colócalo en la charola sin tocar la parte donde se realizó el corte para no infectar el esqueje. REPRODUCCIÓN SEXUAL

1.- Selecciona 6 semillas de girasol 2.- Coloca en cada orificio de la charola con el sustrato previamente humedecido dos semillas de girasol. 3.- Escribe tu nombre y número de equipo en la cinta canela con el marcador de aceite y pégala en la charola. 4.- Al terminar las dos reproducciones riega cuidadosamente la charola para no derramar el sustrato. 5.- Dibuja dos pasos de cada una de las reproducciones que realizaste RESULTADOS Y OBSERVACIÓN Describe y esquematiza las fases de la reproducción asexual y sexual CONCLUSIONES Anota lo realizado para cada tipo de reproducción. Menciona para que se utiliza el enraizador REFERENCIAS VÁZQUEZ. R. (2010). Bilogía Bachillerato General 1. (2ª ed.). México. Grupo edit. Patria http://alimentosmanipulacion.blogspot.mx/2009/12/hortalizas-verdurasfrutas-y-granos.html

Extracción y reconocimiento de pigmentos vegetales TIPO DE PRÁCTICA: Laboratorio MATERIA: Biología General COMPETENCIA DISCIPLINAR EXTENDIDA: Reconoce los diferentes tipos de pigmentos vegetales fundamentalmente el funcionamiento de la clorofila en el metabolismo de las células por medio de la técnica de la cromatografía. INTRODUCCIÓN La clorofila es un pigmento de las plantas, que les proporciona su color verde y que absorbe la luz necesaria para la fotosíntesis. La clorofila absorbe principalmente luz violeta roja y azul y refleja luz verde. La abundancia de clorofila en hojas y su ocasional presencia en otros tejidos vegetales es la causa de que esas partes de las plantas aparezcan verdes, pero en algunas hojas la clorofila es enmascarada por otros pigmentos. La extracción y reconocimiento de estos pigmentos es interesante para su estudio y conocimiento de sus propiedades. Los Pigmentos vegetales, que se encuentran en los cloroplastos, son moléculas químicas que reflejan o transmiten la luz visible, o hacen ambas cosas a la vez. El color de un pigmento depende de la absorción selectiva de ciertas longitudes de onda de la luz y de la reflexión de otras. Constituyen el sustrato fisicoquímico donde se asienta el proceso fotosintético. Hay diversas clases de pigmentos: Principales: • Clorofilas (a, b, c, d y bacterioclorofilas) de coloración verde. • Pigmentos Accesorios: Carotenoides (carotenos y xantofilas) de coloración amarilla y roja, Ficobilinas de coloración azul y roja presentes en las algas verdeazuladas, que comprenden el filum de los Cianofitos. La Clorofila, es el pigmento que da el color verde a los vegetales y que se 64

encarga de absorber la luz necesaria para realizar la fotosíntesis, proceso que posibilita la síntesis de sustancias orgánicas a partir de las inorgánicas (CO 2, H2O y sales minerales), mediante la transformación de la energía luminosa en energía química. La clorofila absorbe sobre todo la luz roja, violeta y azul, y refleja la verde. Generalmente la abundancia de clorofila en las hojas y su presencia ocasional en otros tejidos vegetales. Con frecuencia otros pigmentos como la ficobilina (presente también en los rodófitos) enmascaran la clorofila y confieren a estas a las células, un color azulado o rojizo. Su función es captar la luz y transferirla a la clorofila. Los diversos tipos de clorofilas existentes, se diferencian en pequeños detalles de su estructura molecular y que absorben longitudes de onda luminosas algo distinto. Por cromatografía se pueden separar cuatro clorofilas distintas: • La clorofila A constituye de manera aproximada el 75% de toda la clorofila de las plantas verdes, estando presente también en las algas verdeazuladas y en

células

fotosintéticas

más

complejas.

• La clorofila B es un pigmento accesorio presente en vegetales y otras células fotosintéticas complejas; absorbe luz de una longitud de onda diferente y transfiere la energía a la clorofila A, que se encarga de transformarla en energía química. • Las clorofilas C y la D son propias de algas y bacterias. EQUIPO, MATERIAL Y REACTIVOS Equipo

Material y Reactivos

1. 1 mortero

1. Diferentes tipos de hojas sin nervaciones

2. 1 embudo

(hojas de espinacas, acelgas,

3. 1 gradilla 4. 2

2. Arena fina.

vasos

3. Papel filtro.

precipitado

4. Benceno o gasolina.

250 ml 5. 1 caja petri

5. Alcohol etílico (40 ml). 6. Agua destilada. 7. Éter etílico. 8. Hidróxido de sodio al 20%. 9. 1 tijeras.

CUESTIONARIO PREVIO 1. ¿Cuál es el organelo vegetal encargado de realizar la fotosíntesis? 2. ¿Cuáles pigmentos has observado en los vegetales que habitualmente consumes? 3. Anota la principal función de la clorofila. 4. Menciona en qué tipo de vegetales puedes obtener la clorofila. METODOLOGÍA EXPERIMENTAL 1. Quita las nervaciones a las hojas del vegetal que elegiste hasta obtener 100 g aproximadamente. 2. Coloca en el mortero la arena, el alcohol y las hojas sin las nervaciones. Tritura hasta obtener un líquido verdoso. 3. Filtra el líquido obtenido en un vaso de precipitado. 4. Coloca unas gotas en el papel filtro para que puedas realizar la cromatografía de los pigmentos de la clorofila. 5. En el vaso de precipitado coloca el benceno, para que posteriormente coloques el papel filtro con la muestra de clorofila. En forma de V 4. Esquematiza lo observado. RESULTADOS Y OBSERVACIÓN 1. De acuerdo al resultado de tu cromatografía cuantos pigmentos están presentes 2. Anótalos en el siguiente cuadro relacionando el pigmento y la coloración. Pigmento

coloración

1 2 3 4

CONCLUSIONES 1. Relaciona la composición química de la clorofila, su participación en la fotosíntesis y su importancia en el proceso de nutrición de las plantas. 2. Con base en tus resultados explica la función e importancia de este pigmento dentro los cloroplastos. 3. Concluye un análisis sobre las semejanzas y diferencias entre la composición química de la clorofila y la hemoglobina, proteína compuesta que otorga el color rojo característico de la sangre humana y de animales.

REFERENCIAS GAVIÑO, Juárez,

Figueroa. (1999). Técnicas biológicas, Selectas de

laboratorioycampo. Ed. LimusaEditores,México. GUTIÉRREZ R. et al. (1990). Enseñanza de las ciencias en la educación intermedia. SÁNCHEZ,

Ed.

Rialp.

Madrid.

P. (1986). El Laboratorio de Ciencias Naturales. Ed.Pentatlón.

Madrid España ZUÑIGA,

(2001).Biología

General,

Manual

prácticasdelaboratorio;UAEM,México. http://www.madrimasd.org/experimentawiki/feria/La_vida_en_una_gota_de_ agua http://www.taringa.net/posts/imagenes/4794612/Vida-en-una-gota-deagua.html http://biblioteca.universia.net/html_bura/ficha/params/title/vida-gotaagua/id/38126271.html

Respiración celular TIPO DE PRÁCTICA: Laboratorio MATERIA: Biología General COMPETENCIA DISCIPLINAR EXTENDIDA: Observa evidencias indirectas de los procesos de fermentación y respiración celular en las levaduras y en el ser humano.

INTRODUCCIÓN Respiración celular es el conjunto de reacciones bioquímicas por las cuales determinados compuestos orgánicos son degradados completamente, por oxidación, hasta convertirse en sustancias inorgánicas, proceso que rinde energía (en forma de ATP) aprovechable por la célula. Los substratos habitualmente usados en el proceso son la glucosa, otros hidratos de carbono, ácidos grasos, incluso aminoácidos, cuerpos cetónicos u otros compuestos orgánicos. En los animales estos combustibles provienen del alimento, de los que se extraen durante la digestión, o de las reservas corporales. En las plantas su origen pueden ser asimismo las reservas, pero también la glucosa obtenida durante la fotosíntesis. EQUIPO, MATERIAL Y REACTIVOS

Equipo

Reactivos y materiales biológicos

1. 2 Matraz Erlenmeyer de 250 ml 2. 1 Probeta 3. 2 Tubos de ensayo

9. Levadura de pan (5 grs). 10. Glucosa al 5 %. 11. Solución de azul de Bromotimol

4. 1 Gradilla

12. Reactivo de Fehling A

5. 1 Parrilla

13. Reactivo de Fehling B

6. Baño María

14. Jugo de naranja (10 ml).

7. 3 Gotero

15. Globo no. 9.

8. Balanza Granataria

16. 1 popote

CUESTIONARIO PREVIO 1. La prueba con el reactivo de Fehling, como ya se había visto nos indica la presencia de azucares. ¿Qué nos indica la diferencia entre el tubo N°1 y el tubo N°2 en el primer experimento? 2. ¿Qué proceso ocurre al colocar glucosa y levaduras en el experimento 2? 3. ¿Cuál es el gas que se libera en el experimento 2? 4. El azul de Bromotimol cambia de azul a transparente cuando se encuentra en un medio ácido. ¿qué ácido se formó en el agua cuando burbujeaste en ella? 5. Anota la ecuación general de la fermentación. METODOLOGÍA EXPERIMENTAL Experimento 1: 1. Coloca 3 ml de jugo de naranja en un tubo de ensayo (tubo N°1) y 3 ml en otro (tubo N°2). 2. Al tubo N° 1 agrégale 1g de levadura. Deja fermentar por 10 minutos. 3. Agrega a ambos tubos 4 gotas de reactivo de Fehling A y 4 gotas de reactivo de Fehling B. 4. Calienta en baño María y observa si hay cambio de color en los tubos. Experimento 2:

1. Coloca 10 g de levadura de pan en un matraz Erlenmeyer de 250 ml. 2. Agrega 100 ml de solución de glucosa a 5%. 3. Tapa la boca del matraz con un globo. 4. Deja fermentar por 10 minutos. 5. Observa cambios en el globo. Experimento 3: 1. Coloca 100 ml de agua en un matraz Erlenmeyer de 250 ml. 2. Agrega 2 gotas de azul de bromotimol para obtener un color azul tenue en la solución. 3. Con ayuda de un popote, burbujea en el agua hasta observar un cambio de color. 4. Toma el tiempo requerido para obtener el cambio.

RESULTADOS Y OBSERVACIÓN Experimento

Cambios observados Tubo 1

Tubo 2

2 3

CONCLUSIONES 1. En el experimento no.1 relaciona la presencia de azucares en el jugo de naranja, la capacidad de fermentación de la levadura y los iones presentes en las soluciones Fehling Ay B. 2. En el experimento no.2 relaciona fermentación alcohólica, liberación de gas y cambio en el globo.

3. En el experimento 3. Las bacterias del yogurt, llamadas lactobacilos, se nutren mediante un proceso de fermentación láctica, por medio del cual acidifican la leche. ¿Qué relación tiene con lo observado?

REFERENCIAS 1. Alonso, E. (2004) Biología. Un Enfoque integrador. México. Mac Graw. 2. Velázquez, M. (2009). Biología 1. México, ST.

Proceso de fermentación (producción de vinagre de piña) TIPO DE PRÁCTICA: Laboratorio MATERIA: Biología General COMPETENCIA DISCIPLINAR EXTENDIDA: Observa el cambio metabólico mediante el proceso de fermentación. INTRODUCCIÓN FERMENTACIÓN.- Degradación de la glucosa y liberación de ENERGÍAusando sustancias

orgánicas

como

aceptadoras

electrones.

Existe

FERMENTACIÓN ALCOHÓLICA, que es la producida por el alcohol y la FERMENTACIÓN LÁCTICA que es formada por el ácido láctico. Además de la respiración, otra forma anaeróbica de degradar la glucosa y de producir energía utilizable es la fermentación. En la respiración, el aceptador final de electrones es una sustancia inorgánica: por lo general oxígeno. La fermentación es la degradación de glucosa y liberación de energía utilizando sustancias orgánicas como aceptadores finales de electrones. Algunos seres vivientes como ciertas bacterias, obtienen energía solamente de la fermentación; no necesitan oxígeno. De hecho, algunas bacterias, no pueden vivir en la presencia de oxígeno. Algunas células, como las células musculares humanas, pueden producir energía mediante fermentación, pero solo durante un corto periodo de tiempo. Sin embargo, la fermentación es una ―medida de emergencia‖ para producir oxígeno cuando este escasea. La primera parte de la fermentación es la glucolisis. Al igual que en la respiración, se forman 2 moléculas de ácido pirúvico, lo que arroja una ganancia neta de dos moléculas de ATP. En la segunda parte, la fermentación difiere de la respiración en que el ácido pirúvico se convierte en alcohol y CO2 o ácido láctico, dependiendo del tipo de organismo. Las células de LEVADURA llevan a cabo la fermentación que produce alcohol etílico y CO2

la cual se conoce como fermentación alcohólica. El ácido

pirúvico se convierte en alcohol etílico y bióxido de carbono, La reacción se puede ilustrar de la siguiente manera:

C6 H12 O6 ---- 2C2 H50H + 2 CO2 + 2 ATP GLUCOSA

ALCOHOL

BIÓXIDO ETÍLICO

ENERGÍA DE CARBONO

La fermentación de las células de levadura hace que la masa de pan suba (crezca) y este listo para hornearse, las levaduras de Saccharomyces cerevisae provoca la fermentación alcohólica de la cerveza, otra forma de fermentación es la acética, propia del vinagre (Masea vinagre) las moléculas de glucosa son proporcionadas por el piloncillo.

EQUIPO, MATERIAL Y REACTIVOS MATERIALES: 1. Frasco de Cristal. 2. Agua hervida 3. Piloncillo 4. Cascaras de Piña, limpias.

CUESTIONARIO PREVIO 1.- ¿Cómo se transforma el agua, el azúcar (piloncillo) y las cascaras de fruta en Vinagre? 2.-Considerando su gran parecido químico con el Ócielos Acético (COOH), que usos tiene el vinagre? 3.- ¿Que semejanza existe entre la fermentación del pan y la de la cerveza?

METODOLOGÍA EXPERIMENTAL 1.-Se hierve un litro de agua. 2.-Se agrega una fracción de piloncillo (hasta 100 gramos) 3.-Colocar las cascaras de la piña, previamente limpiadas. 4.- Se tapa el frasco herméticamente. 5.-Se deja en reposo, de preferencia expuesto al sol. (Luz).

RESULTADOS Y OBSERVACIÓN Realiza las ilustraciones pertinentes coloreándolas y haciendo las anotaciones que consideres necesarias.

CONCLUSIONES Una vez contestado el cuestionario de la práctica, explica en forma breve y clara tus puntos de vista como conclusiones.

REFERENCIAS Alexander P., Barhret M. Biología.Prentice Hall. New Jersey.2000

Fermentación Alcohólica TIPO DE PRÁCTICA: Laboratorio MATERIA: Biología General COMPETENCIA DISCIPLINAR EXTENDIDA: Obtiene dióxido de carbono (CO2) a través de la fermentación de la levadura. INTRODUCCIÓN La fermentación alcohólica también se aprovecha para obtener pan debido a que el dióxido de carbono que se produce se acumula en la masa y permite que esta se esponje, mientras que el alcohol se evapora durante la cocción. Las células de levaduras llevan a cabo la fermentación que produce alcohol etílico y dióxido de carbono, al ácido pirúvico se convierte en alcohol etílico y dióxido de carbono. EQUIPO MATERIAL Y REACTIVOS 1. 2 recipientes o charolas medianas 2. 500 grs de harina de trigo 3. 20 grs de levadura 4. 100 ml de agua tibia 5. 1 vaso de vidrio 6. 1 cuchara metálica CUESTIONARIO PREVIO 1. ¿Qué tipo de respiración es la fermentación? 2. ¿Cuántos tipos de fermentación existen? 3. ¿Qué significa fermentar? 4. ¿Qué sustancia se degrada durante la fermentación?

METODOLOGÍA EXPERIMENTAL 1. Disuelve la levadura en 50 ml de agua tibia 2. Etiqueta los recipientes ―con levadura‖ y ―sin levadura‖ 3. Coloca 250 grs de harina en cada recipiente. Agrega a uno levadura disuelta y a otro los restantes 50 ml de agua tibia 4. Revuelve cada porción hasta conseguir una masa firme y uniforme (no confundas a la que le pusiste levadura) 5. Deja reposar las masas en un lugar sin luz 6. Después de 2 hrs obsérvalas RESULTADOS Y OBSERVACIONES Esquematiza y explica lo observado 1. ¿Cuál de las 2 masas aumento volumen? 2. ¿Por qué se esponjo más la masa con levadura? CONCLUSIONES Resumen de la práctica que entregara en la clase siguiente REFERENCIAS De la Riva y Pinal, Erick (2011). Biología General Aplicada, México: Chicome Hernández

Rodríguez

Liliana,

(2011).

UNAM

Colegio

Ciencias

Humanidades, practica de fermentación, México.

Observación de Estomas

TIPO DE PRÁCTICA: Laboratorio MATERIA: Biología General COMPETENCIA DISCIPLINAR EXTENDIDA: Observar las estructuras que realizan el intercambio de gases y por donde ocurre el proceso de transpiración presentes en las plantas INTRODUCCIÓN La vida en el planeta tierra depende del proceso de la fotosíntesis realizado por los organismos autótrofos fotosintéticos. Durante este proceso las plantas requieren de la luz solar, el agua y el bióxido de carbono para producir glucosa y oxígeno, ocurre habitualmente en las hojas, pues es ahí donde se encuentran los organelos denominados cloroplastos. Los estomas son las estructuras que generalmente se encuentran en la parte inferior de la hoja, llamada envés. Son indispensables para muchos procesos en las plantas como la fotosíntesis, la respiración y la transpiración. Suelen abrirse cuando se exponen a la luz. EQUIPO, MATERIAL Y REACTIVOS 5. Diferentes tipos de hojas como la de la col morada. 6. Portaobjetos 7. Cubreobjetos 8. Microscopio óptico 9. Barniz de uñas transparente CUESTIONARIO PREVIO 1. ¿Qué son los estomas? 2. ¿Qué son las guardas? 3. ¿Cuáles son los gases que se intercambian en el proceso de la fotosíntesis? 4. ¿Cuáles son las fases de la fotosíntesis? 77

METODOLOGÍA EXPERIMENTAL 1. En el envés de la hoja realiza un raspado muy fino y secciona ese pedazo. Colócalo en un portaobjetos y obsérvalo al microscopio hasta encontrar los estomas. 2. En otra hoja aplica dos o tres capas de barniz de uñas transparente. Desprende la película tratando de no romperla, y colócala en un portaobjetos. 3. Observa las estructuras. Si lograste localizar estomas sin la aplicación de barniz, dibuja las

diferencias en cuanto a su color.

RESULTADOS Y OBSERVACIÓN Si son las doce del día y hay humedad en el ambiente, ¿Cómo están los estomas: abiertos o cerrados? Justifica tu respuesta Realiza el esquema de las observaciones que realizaste al microscopio CONCLUSIONES Realiza un resumen de las reacciones químicas que se llevan a cabo durante las fases de la fotosíntesis REFERENCIAS MÉNDEZ, Rosales Ma.Eugenia. (2012) Bilogía General. (1 ed.). México: Book Mart DE LA RIVA, y Pinal Erick. (2011) BiologíaGeneral Aplicada (1 ed.). México: Chicome

UNIDAD II

Mitosis

TIPO DE PRÁCTICA: Laboratorio MATERIA: Biología General COMPETENCIA DISCIPLINAR EXTENDIDA: Observar la de una cebolla para identificar las fases de la mitosis INTRODUCCIÓN En un tejido meristematico, es decir, en crecimiento, se pueden observar las fases de la mitosis. Sabemos que, antes de que una célula se divida, se encuentra en la interface (etapa con gran actividad bioquímica), en la cual los cromosomas no son perceptibles ni siquiera con el microscopio, sino hasta después de la división celular. Por lo tanto, identificaras las fases de la mitosis observando la colocación de los cromosomas. EQUIPO, MATERIAL Y REACTIVOS 1. Una cebolla con raíces nuevas o tiernas. 2. Navaja u hoja de bisturí 3. Portaobjetos 4. Cubreobjetos 5. Microscopio óptico CUESTIONARIO PREVIO 1

¿Qué es la mitosis?

2 ¿Qué son los cromosomas? 3 ¿Cuáles son las partes de un cromosoma? 4 ¿Qué otro mecanismo de división celular conoces?

METODOLOGÍA EXPERIMENTAL 1. Corta con mucho cuidado una raicilla longitudinalmente, es decir a lo largo. 2. Elige las raíces más tiernitas o las semillas germinadas de cebolla, para poder localizar las fases de la mitosis. 3. Colócala sobre el portaobjetos 4. Añade una gota de azul de metileno. 5. Enjuaga con agua cuidadosamente 6. Coloca el cubreobjetos y observa en el microscopio con bajo aumento. 7. Ubica la parte superior a la punta de la raíz y observa con más aumento. 8. Con paciencia, busca las células que se encuentren en diferentes etapas de la mitosis. 9. Dibuja cada célula identificada e invita a cada compañero de tu equipo a que la observe. RESULTADOS Y OBSERVACIÓN 1. ¿Qué fases de la mitosis pudiste observar? 2. ¿Qué forma tenían las células que observaste? 3. ¿Cuántos cromosomas tiene la cebolla? 4. Dibuja cada célula identificada e invita a cada compañero de tu equipo a que la observe

CONCLUSIONES El alumno presentará un reporte de las fases de la mitosis con los dibujos de las células que observo en el laboratorio REFERENCIAS MÉNDEZ, Rosales Ma.Eugenia. (2012) Bilogía General. (1 ed.). México: Book Mart DE LA RIVA, y Pinal Erick. (2011) BiologíaGeneral Aplicada (1 ed.). México: Chicome

Transpiración de las hojas TIPO DE PRÁCTICA: Aula MATERIA: Biología General. COMPETENCIA DISCIPLINAR EXTENDIDA: Identifica el proceso de transpiración a través de los estomas en las plantas y su importancia. INTRODUCCIÓN Las plantas pierden agua a través de los poros o estomas de las hojas. Ese proceso es necesario, ya que deben abrirlos, tomar el dióxido de carbono y fotosintetizar. Pero, al mismo tiempo, si no obtienen el agua suficiente, pueden morir por marchitez. Los estomas son los pequeños orificios o poros de las plantas, localizados en el envés de sus hojas. Constan de dos grandes células de guarda y oclusivas rodeadas de células acompañantes. La separación que se produce entre las dos células de guarda (que se pueden separar por el centro manteniéndose unidas por los extremos) denominada "ostiolo", regula el tamaño total del poro y por tanto, la capacidad de intercambio de gases y de pérdida de agua de las plantas. Los estomas son los participantes principales en la fotosíntesis, ya que por ellos transcurre el intercambio gaseoso mecánico, es decir que en este lugar sale el oxígeno (O2) y entra dióxido de carbono (CO2). EQUIPO Y MATERIAL 1. 1 planta en una maceta (de preferencia con hojas medianas) 2. 1 bolsa de plástico transparente 3. Hilo CUESTIONARIO PREVIO 1. ¿Qué organismos presentan estomas? 2. ¿Qué función realizan los estomas? 81

3. ¿Por qué son importantes los estomas en el proceso de la fotosíntesis?

METODOLOGÍA EXPERIMENTAL. 1. Envuelve una hoja con la bolsa de plástico y sujétalo al tallo con el hilo 2. Riega la maceta periódicamente y déjala en un lugar iluminado. 3. Al cabo de 2 o 3 días observa la bolsita. RESULTADOS Y OBSERVACIÓN ¿Qué ocurrió con la bolsita? ¿Por qué? ¿En el resto de las hojas habrá ocurrido lo mismo? ¿Por qué no lo notas? Cubre con una bolsa toda la planta. ¿Ahora lo notas? CONCLUSIONES Los estudiantes realizarán un resumen de lo comprendido en la práctica, teniendo que entregarlo a la siguiente sesión de clase. REFERENCIAS FUENTES,

A. (2002) A jugar y aprender ciencias. Experimentos para

desarrollar competencias en ciencias (Edición 2008), Ed. Reymo. pp. 22 y 23

Fotosíntesis TIPO DE PRÁCTICA: Laboratorio MATERIA: Biología General COMPETENCIA DISCIPLINAR EXTENDIDA: Determinar la importancia de la fotosíntesis en los seres autótrofos (vegetales verdes) y cuáles son sus fases. INTRODUCCIÓN La fotosíntesis o clorofiliana es el proceso por el cual los vegetales elaboran su alimento. Para ello está se realiza en dos fases: fase luminosa y fase obscura Fase luminosa.- La clorofila que se encuentra en los cloroplastos capta energía luminosa del sol y la transforma en energía química que se almacena en forma de (ATP) adenosina trifosfato, para liberarse en el momento en que la célula lo necesita. Parte de la energía solar es utilizada para descomponer el agua absorbida por el vegetal en los elementos que la forman: oxígeno e hidrogeno. El oxígeno se libera al medio ambiente y se utiliza para la respiración y el hidrogeno se fija provisionalmente en una sustancia química llamada aceptor o transportador. Fase obscura: La energía necesaria para esta fase la proporciona en ATP almacenado durante la fase luminosa, el hidrogeno contenido en el aceptor o transportador se libera y reacciona con el bióxido de carbono tomado de la atmósfera por el vegetal; como resultado da un compuesto llamado glucosa, lípidos y proteínas. Los materiales necesarios para que se realice la fotosíntesis son: luz solar, agua, dióxido de carbono y clorofila. EQUIPO, MATERIAL Y REACTIVOS 10. Microscopio. 11. Portaobjetos. 12. Cubreobjetos. 13. 4 tubos de ensayo. 14. Solución de bromotimol. 15. Agua 83

16. Elodea. CUESTIONARIO PREVIO 10. ¿Con que otro nombre se conoce a la fotosíntesis? 11. ¿De cuantas fases está constituida la Fotosíntesis?. 12. ¿De dónde procede el oxígeno existente en la atmósfera? 13. ¿Cuál es el primer compuesto elaborado durante la función clorofiliana? 14. ¿Qué importancia tiene la fotosíntesis? METODOLOGÍA EXPERIMENTAL 1. Coloca una hojita tierna de planta de elodea entre un porta y un cubreobjetos con una gota de agua. 2. Observa los cloroplastos en el microscopio con el objetivo de mayor aumento. 3. Llena los tubos de ensayo con solución de bromotinal al 0.1%. 4. En el primer tubo sopla con un tubo de vidrio el aire exhalado; Observa que por la acción del bióxido de carbono cambia de color. 5. En el segundo tubo coloca planta de elodea y exponla a la luz solar. 6. En el tercer tubo coloca planta de elodea y colócalo en la obscuridad. 7. El cuarto tubo de solución de bromotimol exponlo a la luz. RESULTADOS Y OBSERVACIÓN Anota los resultados. CONCLUSIONES El estudiante realiza un resumen de lo comprendido en la práctica, teniendo que entregar a la siguiente sesión de clases.

REFERENCIAS SCAGEL.R. F., et. Al., (2000) El reino vegetal. (1ª.ed) Ed Omega España HIGACHIDA, Hirose B. (2008). Ciencias de la Salud. (6ª ed.). México: McGraw Hill

Metabolismo de levaduras

TIPO DE PRÁCTICA: Laboratorio MATERIA: Biología General COMPETENCIA DISCIPLINAR EXTENDIDA: Detecta los productos finales del catabolismo anaerobio y las diferencias con la vía aerobia. INTRODUCCIÓN Las levaduras son hongos ascomicetes que se caracterizan por que su reproducción sexual se realiza por medio de ascas y ascosporas. Los cuerpos de las levaduras son unicelulares, pero pueden producirse cadenas coloniales al

reproducirse

asexualmente

por

medio

gemación,

llamadas

pseudomicelios. Las levaduras se alimentan y obtienen la energía necesaria por medio de la degradación de azúcares hasta la formación de bióxido de carbono y alcohol. Si se incuba una colonia de levaduras con un buen suministro de azúcar y una temperatura adecuada, se puede comprobar la presencia de CO2 como producto de su metabolismo y detectar la presencia final de alcohol. EQUIPO, MATERIAL Y REACTIVOS 1. Matraz de 500 ml 2. Paquete de levadura seca activa 3. 20 ml de melaza 4. Tubo de vidrio de 50 cm en forma de U 5. Tapón de hule con una perforación 6. Vaso de precipitados de 500 ml 7. Hidróxido de calcio en polvo 8. Cuchara 9. Embudo 10. Papel filtro 11. Microscopio compuesto 12. Portaobjetos y cubre objetos 85

CUESTIONARIO PREVIO 1. ¿Cuál es el proceso que degrada los carbohidratos hasta bióxido de carbono y agua y de qué manera se presenta en los seres vivos? 2. ¿Qué tienen en común las levaduras y las plantas? 3. Diseñe un experimento en el que encuentre la relación entre la cantidad de azucares que consume un organismo anaerobio y la cantidad de CO 2 que puede producir. METODOLOGÍA EXPERIMENTAL 1. Coloque en uno de los vasos de precipitados 350 ml de agua y agregue una cucharada de hidróxido de calcio. Agite la solución y deje que se asiente. Doble un circulo de papel filtro en cuatro partes iguales y sepárelas dejando a un lado tres partes y al otro lado una. Coloque el cono en el embudo e introduzca la salida de éste en un matraz. Vacié la solución de hidróxido de calcio en él. 2. Coloque 120 ml de agua y 20 ml de melaza en otro vaso de precipitados y mézclelas. Añada el contenido del paquete de levadura y mezcle nuevamente. Coloque el agua de cal en un vaso limpio y conéctelo con el matraz con ayuda del tubo. 3. Colóquelo en un lugar cálido y espere 45 minutos, observe lo que sucede en el vaso de precipitados. Repita el procedimiento después de 24 horas. Realice una preparación de la solución de levadura y observe al microscopio. RESULTADOS Y OBSERVACIÓN Realizar los esquemas correspondientes, registrar las observaciones y escriba los productos finales e iniciales. Realice un esquema en el que se comparen las reacciones de la vía aerobia y anaerobia indicando las estructuras celulares involucradas. Si en vez de melaza se agregaran 200 gramos de glucosa ¿cuántas moles de ATP se generarían? CONCLUSIONES A través de la práctica el alumno comprende cual es el metabolismo en las levaduras. REFERENCIAS VELAZQUEZ-Ocampo, M.P. 2007. Biología I. ST Editorial, México, pp 266. 86

Respiración vegetal TIPO DE PRÁCTICA: Aula MATERIA: Biología General COMPETENCIA DISCIPLINAR EXTENDIDA Establece las interacciones estructurales y funcionales de los organismos celulares dentro de los procesos metabólicos. INTRODUCCIÓN Ya en la actualidad los filósofos naturalistas habían llegado a la conclusión de que, tanto como los animales, los vegetales estaban constituidos por diversos elementos comunes. Estos elementos eran las estructuras macroscópicas, como raíces, tallos, hojas y flores en los vegetales y órganos en los animales. Una de las características más sobresalientes de los seres vivos es la capacidad para obtener, almacenar y transformar la energía. La fotosíntesis es un proceso por el cual los organismos autótrofos sintetizan moléculas orgánicas entre ellas, la glucosa. La mayoría de los organismos rompen o degradan los enlaces químicos de compuesto por medio del proceso de respiración celular para producir energía EQUIPO MATERIAL Y REACTIVOS 1. Dos vasos de vidrio 2. Una jarra 3. Dos bolsas de plástico transparente 4. Agua 5. Oxido de cal 6. Papel filtro 7. Embudo o colador de malla fina 8. Una cuchara 9. Ligas 10. Una planta con flores en una maceta 11. Dos cajas de cartón CUESTIONARIO PREVIO 1. Describe las ventajas de la fotosíntesis para los seres vivos 2. ¿Qué es la clorofila? 3. ¿Qué es el proceso de mitosis? 87

4. ¿Qué es el metabolismo celular? 5. ¿Cuál es el componente principal para la producción de glucosa durante la fotosíntesis? 6. ¿Cuál es la fuente de energía que inicia el proceso fotosintético? METODOLOGÍA EXPERIMENTAL 1.

2. 3. 4. 5. 6.

Vierte dos vasos de agua en la jarra. Agrega un poco de óxido de cal para formar una solución de color blanco. Disuelve completamente, y filtra la solución con ayuda del papel filtro y el embudo, o con el colador Llena cada vaso hasta ¾ de su capacidad con el agua de cal Coloca un vaso dentro de la bolsa de plástico y ciérrala herméticamente con la liga Coloca el otro vaso y la maceta dentro de la segunda bolsa de plástico ciérrala herméticamente con la liga Toma nota de las características de los vasos, las bolsas y la planta Cubre cada bolsa de plástico con una caja y deja transcurrir 24 horas

RESULTADOS Y OBSERVACIONES ¿Qué diferencias observaste entre los dos vaso después de las 24 horas? ¿Qué diferencias encontraste en las paredes internas de las bolsas? ¿Qué pasaría si dejaras la planta indefinidamente dentro de la bolsa? CONCLUSIONES Los alumnos de una manera clara y precisa darán las explicaciones del fenómeno presentado en la práctica. REFERENCIAS ERICK, de la Riva y Pinal (2010) Biología (1ra Ed.) Puebla. Méx. Chicome BLANCA, Baldivia Urdiales. PILAR, Granilla Velázquez. MARIA DEL SOCORRO, Villareal Domínguez (2003) Biología General (5ta Ed.) Méx. Chicome, RAUL, Calixto Flores. LUCILA Herrera Reyes. VERONICA de. Hernández Guzmán (2010) Vive la Biología (1ra Ed.) Méx. Progreso

FISICA I UNIDAD I

Cifras significativas TIPO DE PRÁCTICA: Laboratorio. MATERIA:Física I. COMPETENCIA DISCIPLINAR EXTENDIDA:Aplica la metodología apropiada en la

realización

proyectos

interdisciplinarios

atendiendo

problemas

relacionados con las ciencias experimentales. INTRODUCCIÓN Es imposible obtener el valor exacto de una cantidad buscada, excepto cuando los números de una operación son enteros (por ejemplo el número de estudiantes que hay en una clase). Por esta razón es importante indicar el margen de error en las mediciones señalando claramente el número de cifras significativas, que son los dígitos significativos en una cantidad o medida calculada. En el trabajo científico siempre debe tenerse cuidado de anotar el número adecuado de cifras significativas EQUIPO, MATERIAL Y REACTIVOS 1. Diversos objetos de forma cuadrada y rectangular de distintos tamaños (mínimo cinco de cada uno) 2. Flexómetro o metro de madera 3. Regla. 4. Vernier. CUESTIONARIO PREVIO 1. ¿Qué es medir? 2. ¿Qué es una cifra significativa? 89

3. ¿Cuál es la ventaja del uso de las cifras significativas?

4. ¿Qué características tiene el vernier y cuál es su uso principal? 5. Explica en qué casos prácticos de la vida cotidiana será recomendable utilizar diferentes instrumentos de medición de longitud; como una regla, un metro o un vernier; ¿cuál de estos consideras es más preciso? 6. Realiza un cuadro comparativo de estos instrumentos de medición indicando cuántas cifras significativas puede tener cada resultado

METODOLOGÍA EXPERIMENTAL Experimento 1. Determinación de longitud: a) Medir los materiales cuya forma geométrica correspondan a un cuadrado con el flexómetro o un metro de madera y expresa el resultado en cm. (no incluir decimales). b) Medir los mismos materiales pero ahora

con la regla y expresar el

resultado en decimales. c) Medir los materiales anteriores con ayuda del vernier y expresar resultados. Experimento 2. Determinación de área: a) Realiza los mismos procedimientos midiendo las longitudes pero ahora utilizando los materiales de forma rectangular, obtén su área y exprésala en mm2, y en m2. RESULTADOS Y OBSERVACIÓN Escribe los resultados en la siguiente tabla según corresponda para cada uno de los experimentos Longitud

Instrumento de medición utilizado

Material

Flexómetro o metro

regla

vernier

Área Instrumento de medición utilizado Material

Flexómetro o metro 2

regla mm

vernier 2

mm2

Compara cada una de las tablas elaboradas ¿Cuál es la ventaja del uso de diferentes instrumentos de medición?, ¿Cuál instrumento de medición es más preciso? ¿Por qué? CONCLUSIONES El estudiante analiza

los resultados obtenidos en las tablas de datos y

distingue la importancia del uso de diferentes instrumentos de medición en su vida cotidiana expresando en un resumen lo comprendido en la práctica, teniendo que entregar la misma en el tiempo establecido por el profesor. REFERENCIAS AGUILAR, V. E. & Plata V. A. (2002). Física II, (1a ed.) GGTI ALVARENGA, B. & Máximo, A. (2004). Física con experimentos sencillos. (7ªa ed.) Oxford University Press/ Harla, BENNET, C. E., (2001)Física sin matemáticas. CECSA. (1a ed.) IBARRA, V. A. A. & Alcántara G. J. A. (2005) ―La utilización del método científico en el laboratorio de ciencias naturales”, en Investigación: Academia Estatal de Química. TIPPENS, P. (2001). Física, conceptos y aplicaciones. México: Mc Graw Hill.

Teoría de los errores TIPO DE PRÁCTICA: Laboratorio. MATERIA: Física 1. COMPETENCIA DISCIPLINAR EXTENDIDA:Obtiene registra y sistematiza la información para responder a la pregunta de carácter científico, consultando fuentes relevantes y realizando experimentos pertinentes INTRODUCCION El resultado de toda medición siempre tiene cierto grado de incertidumbre. Esto se debe a las limitaciones de los instrumentos de medida, a las condiciones en que se realiza la medición, así como también, a las capacidades del experimentador. Es por ello que para tener una idea correcta de la magnitud con la que se está trabajando, es indispensable establecer los límites entre los cuales se encuentra el valor real de dicha magnitud. La teoría de errores establece estos límites. Tipos De Errores Error de escala (escala):El error de escala corresponde al mínimo valor que puede discriminar el instrumento de medida. Error sistemático (sistemático):Se caracteriza por su reproducibilidad cuando la medición se realiza bajo condiciones iguales, es decir siempre actúa en el mismo sentido y tiene el mismo valor. Error accidental o aleatorio:Se caracteriza por ser de carácter variable, es decir que al repetir un experimento en condiciones idénticas, los resultados obtenidos no son iguales en todos los casos. El error accidental se puede minimizar aumentando el número de mediciones. El error total es igual a la suma de estos tres tipos de errores. EQUIPO, MATERIALES Y REACTIVOS 1. Dos cintas métricas 2. Regla CUESTIONARIO PREVIO 92

1. ¿Qué es un error?

2. ¿Qué tipo de errores conoces?

METODOLOGIA EXPERIMENTAL: Experimento 1: Cada estudiante del grupo tomará la cinta métrica o regla y medirá, la longitud de la mesa de trabajo del LDM y registrará sus datos (deberá aplicar cifras significativas). Intercambie sus instrumentos de medición y vuelve a tomar las mismas medidas. No corrijas tus datos. Intercambien de nuevamente su instrumento de medición y vuelvan a medir Registrar resultados en una tabla de datos como la que se sugiere a continuación. (Exprese todas las medidas en metros). RESULTADOS Y OBSERVACIÓN ¿Tienen que tener todos los resultados el mismo número de decimales? ¿Por qué? ¿Cuál medida de su tabla de datos se repite con más frecuencia? ¿Cuántas medidas diferentes aparecen en su tabla? ¿Qué medida considera usted que representa con mejor aproximación la distancia que quiso medir? Manejar datos Estudiante 1

Estudiante 2

Estudiante 3

Medida 1 Medida 2 Medida 3

CONCLUSIONES Calcula el promedio aritmético de todos los resultados obtenidos. ¿Cuántas cifras significativas deberá tener este resultado? ¿Por qué? Es este promedio la medida más probable de la longitud que quiso medir ¿Por qué? Designe con una X el valor promedio que encontró y por x el valor de cualquier medida consignada en la tabla de datos. ¿Qué tan cerca o tan lejos de X estuvo el primer dato de su tabla y el último? La diferencia que usted obtuvo en el paso anterior se denomina error. ¿Cuál es el error de cada una de las medidas de su tabla? Para calcular el error porcentual utiliza la siguiente ecuación: en = [(X – x) x 100%]/X. El estudiante realiza un reporte con los datos obtenidos y lo entregara a la siguiente clase REFERENCIAS PÉREZ, M. H. (2010),

Física General. (4ª ed). México: Grupo editorial

Patria. GUTIERREZ A. C. Física 1, México: Mc Graw Hill

Mediciones TIPÓ DE PRÁCTICA: Aula. MATERIA:Física I. COMPETENCIA DISCIPLINAR EXTENDIDA: Resuelve problemas establecidos o reales de su entorno, utilizando las ciencias experimentales para la comprensión y mejora del mismo. INTRODUCCION Proceso de medida. Es el procedimiento por el que se obtiene la expresión numérica de la relación que existe entre dos valores de una misma magnitud, uno de los cuales se ha adoptado convencionalmente como unidad. Magnitud. Es todo aquello que puede ser medido. Ejemplo: temperatura, longitud, masa, velocidad, área, etc. El primer sistema de unidades bien definido que hubo en el mundo fue el sistema métrico decimal, implantado en 1795 como resultado de la Convención Mundial de Ciencia celebrado en parís. Las magnitudes pueden ser fundamentales y derivadas. Una fundamental resulta de medir con un instrumento, y una derivada, resulta de una relación entre varias magnitudes fundamentales. Entre las fundamentales podemos mencionar: longitud, tiempo, masa, etc. Y entre las derivadas, el área, el volumen, la velocidad, etc. Los resultados de una medición son números que, por diversas causas que van desde el propio procedimiento hasta fallos del experimento, presentan errores y son, por tanto, números aproximados. Lo importante en una medida es encontrar el número aproximado y estimar el error que se comete. EQUIPO, MATERIAL Y REACTIVOS: Cinco reglas graduadas de 30 cm Un original y 4 copias de una figura de un triángulo escaleno Calculadora CUESTIONARIO PREVIO: 1. ¿Cuáles son los múltiplos y submúltiplos más utilizados en el metro? 2. ¿Cuál es la relación entre una unidad de área y el submúltiplo inmediato inferior? 3. ¿Qué significa micra?

METODOLOGÍA EXPERIMENTAL: Forma grupos de 5 alumnos, asigna un número del 1 al 5 por alumno y entrega una hoja con la figura y una regla. Realiza las mediciones de los lados y la altura de la figura, con la mayor exactitud posible.

Anota las mediciones obtenidas por los alumnos en la siguiente tabla:

RESULTADOS Y OBSERVACIÓN En base a los resultados obtenidos por

los compañeros, determina lo

siguiente: ¿Por qué hubo resultados diferentes?¿quién midió mejor? realiza los siguientes cálculos: Calcula el error absoluto (Ea) Calcula el error relativo (Er) M=Promedio de las mediciones y M=medición Ea=|M- M| Er=Ea/M CONCLUCIÓNES Realizar resumen de lo aprendido y elaborar reporte con evidencias REFERENCIAS PÉREZ, M. H. (2011), Física General. México: Grupo editorial Patria. TIPPENS, P. (2007), Física General, Conceptos y Aplicaciones. México: Mc Graw Hill.

Mediciones, uso del vernier TIPO DE PRÁCTICA: Laboratorio. MATERIA: Física I. COMPETENCIA DISCIPLINAR EXTENDIDA: Aplicar las técnicas referidas a la medición, conocer los tipos de errores y los evitarlos haciendo mediciones correctas con el vernier. INTRODUCCIÓN Magnitud. Es todo aquello que puede ser medido. Ejemplo: temperatura, longitud, masa, velocidad, área, etc. El primer sistema de unidades bien definido que hubo en el mundo fue el sistema métrico decimal, implementado en 1795 como resultado de la Convención Mundial de Ciencia celebrada en París.

Las

magnitudes

pueden

ser

fundamentales

derivadas.

Una

fundamental resulta de medir con un instrumento, y una derivada, resulta de una relación entre varias magnitudes fundamentales. Entre las fundamentales podemos mencionar: longitud, tiempo, masa, etc. y entre las derivadas, el área, el volumen, la velocidad, etc. Los resultados de una medición son números que, por diversas causas van desde el propio procedimiento hasta fallos del experimento, presentan errores y son, por tanto, números aproximados. Lo importante en una medida es encontrar el número aproximado y estimar el error que se comete. La precisión de un instrumento de medida es la mínima de magnitud que se puede determinar sin error. Un instrumento será tanto más preciso cuanto mayor sea el número de cifras significativas que puedan obtenerse de él. El error de una medida también puede estar motivado por los errores sistemáticos del instrumento, que pueden deberse a defectos de fabricación, variaciones de la presión, la temperatura o la humedad. Estos errores no pueden eliminarse totalmente y para que su valor sea lo más pequeño posible se realizan pruebas de control que consisten en cotejar las medidas con las de un objeto patrón. Para obtener el valor de una magnitud lo más cercano posible al valor exacto hay que repetir la medida varias veces, calcular el valor medio y los errores absoluto y de dispersión. El absoluto de una medida 97

cualquiera es la diferencia entre el valor medio obtenido y el hallado en es a medida. El error de dispersión es el error absoluto medio de todas las medidas. El resultado de la medida se expresa como el valor medio +- el error de dispersión. El vernier es un instrumento de medición directa, con el cual se pueden hacer mediciones concierto grado de exactitud (menor error), de acuerdo a la legibilidad del mismo. Este instrumento está compuesto por una regla rígida graduada en cuyo extremo lleva un tope. Sobre esta regla se desliza un cursor al que se le da el nombre de nonio cuyas graduaciones difieren de las de la regla principal; y son las que nos determinan la legibilidad del instrumento. A este cursor va unido otro al que se le conoce como regla móvil.

EQUIPO, MATERIAL Y REACTIVOS: 1. Vernier 2. Calculadora 3. Prismas CUESTIONARIO PREVIO 1. ¿Cuáles son los múltiplos y submúltiplos más utilizados en el metro? 2. ¿Cuál es la relación entre una unidad de área y el submúltiplo inmediato inferior? 3. ¿Qué significa micra? 4. ¿Qué tipo de medición se obtiene al usar un vernier comparado con el uso de una regla graduada o cinta métrica?

METODOLOGÍA EXPERIMENTAL 1. Escuche atentamente la explicación del profesor acerca de las partes y uso del vernier. 2. Mida el largo, ancho y grueso de los prismas con el vernier y regístrelo en laTabla 1de resultados. 3. Calcule el área de la base del prisma, recordando las fórmulas yregistre en la Tabla 2 de resultados. 4. Calcule luego el volumen con el dato del área de la base y de la altura de los prismas. Ponga atención especial en las unidades. Registre en la tabla 2. RESULTADOS Y OBSERVACIÓN TABLA 1. Magnitudes fundamentales (medidas con vernier) OBJETO

LARGO

ANCHO

GRUESO

TABLA 2. Magnitudes derivadas OBJETO

ÁREA

VOLUMEN

FÓRMULA CÁLCULO

CONCLUSIONES Hacer comentarios y reflexiones de los resultados que desarrolló en el apartado anterior. Recuerde las conclusiones deben relacionarse directamente sobre la competencia disciplinar extendida planteada inicialmente. REFERENCIAS A JUGAR Y APRENDER CIENCIAS. A. Fuentes (2002). Experimentos para desarrollar competencias en ciencias (Edición 2008), Ed. Reymo.

Sistemas de mediciones TIPO DE PRÁCTICA: Aula. MATERIA: Física I. COMPETENCIA DISCIPLINAR EXTENDIDA: Aplicar las técnicas referidas a la medición, usando sus propios sistemas de medidas. INTRODUCCION Desde tiempos muy remotos, el hombre ha tenido la necesidad de medir y saber cuál es la magnitud de un objeto comparándolo con otro de la misma especie que le sirva como base o patrón, pero el problema ha sido encontrar el patrón de medida. Se ha hablado de codos, varas, pies, para medir longitud, masa y tiempo. Los países grandes y ricos establecieron nuevas medidas propias para demostrar su poderío y autonomía, dando el resultado un serio obstáculo para el comercio entre los pueblos debido a la diversidad de unidades de medida. EQUIPO MATERIAL Y REACTIVOS: 1. Hojas de papel de colores 2. Plastilina o masas caseras de colores 3. Regla 4. Tijeras 5. Cartulina o cartoncillo de papel CUESTIONARIO PREVIO 1. ¿Qué entiendes por sistema de medición?

2. Para que te sirven los sistemas de medición

100

3. ¿Qué es un patrón de medida?

4. ¿Qué errores son comunes al realizar una medición?

5. De qué depende realizar una medición exitosa

6. ¿Qué tipos métodos de medición de diferentes magnitudes se utilizan?

7. ¿Qué entiendes por precisión?

8. Menciona cuales son los errores relativos

9. ¿Cuál es el error porcentual?

10. ¿Qué es el redondeo de cifras de una medición?

11. ¿Qué entiendes por magnitud?

METODOLOGIA EXPERIMENTAL Con materiales de papelería de que dispones, realiza la replica de alguno de los sistemas de medición que revisaste en el desarrollo de tu contenido programático. Brazada Codo 101

Pie Reloj de arena Palmo o cuarta Paso o milla Metro Realiza la medición en el salón de clases de los siguientes objetos La paleta de tu banca La papelera bajo tu asiento La mesa o escritorio de tu salón El ancho de la puerta de tu salón La base de uno de los cristales de tu salón Anota tus resultados RESULTADOS Y OBSERVACIONES Tu medición ( tu sistema)

El sistema de medición real

Paleta de la banca Papelería bajo tu asiento Mesa o escritorio Ancho de la puerta de tu salón Base de uno de los cristales de tu salón. CONCLUSIONES Elabora un reporte donde abordes la importancia de la utilización de un sistema de medición REFERENCIAS BIBLIOGRÁFICAS PÉREZ, M. H. (2010),

Física General. (4ª ed). México: Grupo editorial

Patria.

102

Mediciones, Vernier y Palmer TIPO DE PRÁCTICA: Laboratorio MATERIA: Física I. COMPETENCIA DISCIPLINAR EXTENDIDA: Que el alumno aplique las técnicas referidas a la medición, conozca los tipos de errores y los evite y haga mediciones correctas con el vernier y con el micrómetro. INTRODUCCION Proceso de medida. Es el procedimiento por el que se obtiene la expresión numérica de la relación que existe entre dos valores de una misma magnitud, uno de los cuales se ha adoptado convencionalmente como unidad. Magnitud. Es todo aquello que puede ser medido. Ejemplo: temperatura, longitud, masa, velocidad, área, etc. El primer sistema de unidades bien definido que hubo en el mundo fue el sistema métrico decimal, implantado en 1795 como resultado de la Convención Mundial de Ciencia celebrada en París. Las magnitudes pueden ser fundamentales y derivadas. Una fundamental resulta de medir con un instrumento, y una derivada, resulta de una relación entre varias magnitudes fundamentales. Entre las fundamentales podemos mencionar: longitud, tiempo, masa, etc.

Y entre las

derivadas, el área, el

volumen, la velocidad, etc. Los resultados de una medición son números que, por diversas causas-que van desde el propio procedimiento hasta fallos del experimento presentan errores y son, números aproximados. Lo importante en una medida es encontrar el número aproximado y estimar el error que se comete. La precisión de un instrumento de medida es la mínima de magnitud que se puede determinar sin error. Un instrumento será tanto más preciso cuanto mayor sea el número de cifras significativas que puedan obtenerse de él. El error de una medida también puede estar motivado por los errores sistemáticos del instrumento, que pueden deberse a defectos de fabricación, 103

variaciones de la presión, la temperatura o la humedad.

Estos errores no

pueden eliminarse totalmente y para que su valor sea lo más pequeño posible se realizan pruebas de control que consisten en cotejar las medidas con las de un objeto patrón. Para obtener el valor de una magnitud lo más cercano posible al valor exacto hay que repetir la medida varias veces, calcular el valor medio y los errores absoluto y de dispersión. El absoluto de una medida cualquiera es la diferencia entre el valor medio obtenido y el hallado en esa medida. El error de dispersión es el error absoluto medio de todas las medidas. El resultado de la medida se expresa como el valor medio más o menos el error de dispersión. El vernier es un instrumento de medición directa, con el cual se pueden hacer mediciones con cierto grado de exactitud, de acuerdo a la legibilidad del mismo. Este instrumento está compuesto por una regla rígida graduada en cuyo extremo lleva un tope o palpado fijo. Sobre esta regla se desliza un cursor al que se le da el nombre de vernier o nonio cuyas graduaciones difieren de las de la regla principal; y son las que nos determinan la legibilidad del instrumento. A este cursor va unido otro al que se le conoce como palpador móvil.

1Escalaexterior 2Verniero Nonio 3Palpadoresde exteriores

4Palpadoresde interiores 5Palpadoresdeprofundidad 6Muelle

7Seguro

104

MICRÓMETRO (O PALMER) Es un instrumento de medición directa, que mide centésimas de milímetro o milésimas de pulgada longitudinales que se hallen dentro su capacidad. Su funcionamiento se basa en que, si un tornillo montado en una tuerca fija se hace girar; el desplazamiento de éste, en el sentido longitudinal, es proporcional al giro dado. Si es tornillo se hace girar dentro de la tuerca fija, al dar una vuelta completa, avanza una longitud igual; si se dandos vueltas, avanza una longitud igual a dos pasos, etc. El manguillo generalmente se divide en 50 o 100 partes iguales. El palmer se considera ajustado, cuando coinciden los ceros de las dos escalas y las dos caras planas en donde se coloca el objeto a medir, están en contacto perfecto sin ninguna presión. La lectura se ve primero en la escala horizontal y la fracción en la escala vertical. Precaución para la medición, Se debe observar que haya coincidencia en los ceros, si no la hay se debe determinar experimentalmente el error, cuando el cero de la graduación vertical queda sobre el cero o línea eje de la graduación horizontal, dicho valor se sumará a las lecturas o puede ser menor que el cero de la graduación horizontal, en cuyo el error se restará a las lecturas.

1.-cuerpoprincipalen forma de ―C‖

4.- escala cilíndrica graduada

2.-palpador fijo

5.- tambor graduado

3.-palpador móvil

6.- botón o fricción (matraca)

EQUIPO, MATERIAL Y REACTIVOS 1. Vernier 2. Figura regular 105

3. Calculadora 4. Palmer 5. Alambres de diferente diámetro CUESTIONARIO PREVIO 1. ¿Cuáles son los múltiplos y submúltiplos más utilizados en el metro? 2. ¿Cuál es la relación entre una unidad de área y el submúltiplo inmediato inferior? 3. ¿Qué significa micra? METODOLOGÍA EXPERIMENTAL 1. Escuche atentamente la explicación del profesor acerca de las partes y uso del vernier. 2. Mida el largo, ancho y grueso de los prismas con el vernier y regístrelo en la tabla No.1 de resultados. 3. Calcule el área de la base del prisma, recordando las fórmulas y registre en la tabla No. 2. 4. Calcule luego el volumen con el dato del área de la base y de la altura de los prismas. Ponga atención especial en las unidades. Registre en la tabla No. 2 5. Mida con el micrómetro el diámetro de los alambres proporcionados en tres lugares distintos, luego calcule el promedio y complete la siguiente tabla no 3. RESULTADOS Y OBSERVACIONES TABLA No. 1: MEDIDAS VERNIER Cuerpo

largo

ancho

Grueso

106

TABLA No. 2 Cuerpo( Fórmula

)

Área

Volumen

Cálculo

TABLA No. 3: PALMER O MICRÓMETRO material Acero

Lectura1

Lectura2

Lectura3

Promedio

cobre

CONCLUSIONES El estudiante realiza un reporte de

práctica, teniendo que entregar a la

siguiente sesión de clases. BIBLIOGRAFÍA PÉREZ, M. H. (2009). Física General, México; Editorial Patria.

107

Medición de longitudes con vernier. TIPO DE PRÁCTICA: Laboratorio MATERIA: Física I COMPETENCIA DISCIPLINAR EXTENDIDA: Ordena información de acuerdo a categorías. Identifica los sistemas de unidades INTRODUCCIÓN La precisión de un aparato de medición es igual a la mitad de la unidad más pequeña que pueda medir (incertidumbre). En muchas ocasiones se requiere de una mayor precisión cuando se necesita conocer las dimensiones pequeñas de algunos cuerpos. Podemos emplear entonces un vernier cuya unidad más pequeña que puede medir es de una décima de mm, por lo que su precisión es de ±0.05 mm EQUIPO, MATERIAL Y REACTIVOS 1. Vernier 2. Moneda 3. Tornillo 4. Tuerca 5. Rondana CUESTIONARIO PREVIO 1. ¿En qué unidades se puede expresar la longitud y cuáles son las equivalentes?

2. ¿Por qué es recomendable repetir varias veces una misma medición?

3. ¿Qué se entiende por valor promedio de una medición? 4. ¿Cuáles son las partes de un vernier y como se utiliza? 108

METODOLOGÍA EXPERIMENTAL Utilizando el vernier determine espesores, diámetro interno, externo y profundidades, repitiendo cada medición cinco veces, para todos los objetos contemplados en la práctica, obtenga el valor promedio RESULTADOS Y OBSERVACIÓN Construya una gráfica de barras para dos de los objetos medidos e intérprete su significado. Convierta el valor medio de las mediciones a pulgadas. CONCLUSIONES El estudiante realiza un reporte de

práctica, teniendo que entregar a la

siguiente sesión de clases. REFERENCIAS PÉREZ, M. H. (2007), Física General. (4ª ed.).México: Grupo editorial Patria.

109

Mediciones con Vernier TIPO DE PRÁCTICA: Laboratorio. MATERIA: Física I. COMPETENCIA DISCIPLINAR EXTENDIDA: Aplica la metodología apropiada en la realización de proyectos interdisciplinarios atendiendo problemas relacionados con las ciencias experimentales. Diseña prototipos o modelos para resolver problemas, satisfacer necesidades o demostrar principios científicos, hechos o fenómenos relacionados con las ciencias experimentales. Confronta las ideas preconcebidas acerca de los fenómenos naturales con el conocimiento científico para explicar y adquirir nuevos conocimientos. INTRODUCCIÓN En ingeniería, ciencia, industria y estadística, se denomina exactitud a la capacidad que tiene un instrumento de medir un valor cercano al valor de la magnitud real. Suponiendo varias mediciones, no estamos midiendo el error de cada una. Sino la distancia a la que se encuentra la medida real de la media de las mediciones. (Es decir cuán calibrado está el aparato de medición). Esta cualidad también se encuentra en instrumentos generadores de magnitudes físicas, siendo en este caso la capacidad del instrumento de acercarse a la magnitud física real. En ingeniería, ciencia, industria y estadística, se denomina precisión a la capacidad de un instrumento de dar el mismo resultado en mediciones diferentes realizadas en las mismas condiciones. Esta cualidad debe evaluarse a corto plazo. No debe confundirse con exactitud ni con reproducibilidad. Es un parámetro relevante, especialmente en la investigación de fenómenos físicos, ámbito en el cual los resultados se expresan como un número más una 110

indicación del error máximo estimado para la magnitud. Es decir, se indica una zona dentro de la cual está comprendido el verdadero valor de la magnitud. EQUIPO, MATERIAL Y REACTIVOS 1. Cinta métrica 2. Vernier o Pie de Rey 3. Paralelepípedo de aluminio 4. Hoja de papel CUESTIONARIO PREVIO 1. ¿Qué es medir?

2. ¿Qué es calibrar?

3. ¿De dónde se deriva el nombre de pie de rey?

4. ¿Es correcto decir que una medida es exacta al 100%?

METODOLOGÍA EXPERIMENTAL Experimento 1: Medimos con la cinta métrica los lados de una hoja y calculamos su superficie. Con la cinta métrica podemos medir con una exactitud de hasta 1 mm . Intentamos determinar con la cinta métrica la altura media del compañero del grupo de trabajo. Medimos la altura de todos los miembros del grupo, sumamos los valores y dividimos entre el número de las medidas tomadas.

111

Experimento 2: Determinamos con el vernier el tamaño del paralelepípedo de aluminio, Con el vernier podemos llevar a cabo mediciones del paralelepípedo de hasta una exactitud de 0.1 mm Con ayuda de los resultados podemos calcular el volumen del paralelepípedo. Indicación: El tornillo micrométrico nos permite llevar a cabo mediciones todavía más exactas. RESULTADOS Y OBSERVACIÓN Con la cinta métrica podemos medir la longitud con una exactitud de hasta 1 mm; con el vernier podemos medir la longitud con una exactitud de hasta 0.1 mm. Podemos calcular la superficie y el volumen de un cuerpo regular cuando hemos llevado a cabo las mediciones correspondientes. Realice una investigación acerca de los conceptos de incertidumbre en las mediciones físicas. CONCLUSIONES El estudiante realiza un esquema del procedimiento llevado a cabo y un resumen de lo comprendido en la práctica considerando los conceptos antes estudiados. REFERENCIAS AGUILAR, V. E. & PLATA, V. (2002). Física II, (1a ed.).México:GGTI ALVARENGA, B & MÁXIMO, A. (2004). Física con experimentos sencillos. (7ª ed.),Oxford University Press: Harla. BENNET, C. E. (2001).Física sin matemáticas. (1ª ed.). México: CECSA. PAREDES,

(2002).Explora.

Valija

Científica.(1ª

ed.).

México:

CONCYTEG. TIPPENS. P. (2004).Física, (5 a ed).México: McGraw Hill

112

Medición de longitudes TIPO DE PRÁCTICA: Laboratorio MATERIA: Física I COMPETENCIA DISCIPLINAR EXTENDIDA:Conoce, comprende y usa los instrumentos de medición, utilizando cuerpos pequeños. INTRODUCCIÓN La precisión de un aparato o instrumento de medición es igual a la mitad de la unidad más pequeña que pueda medir; en muchas ocasiones se requiere de una mayor precisión cuando se necesitan conocer las dimensiones pequeñas de algunos cuerpos, como el espesor de la pared de un cilindro, el diámetro de un alambre, el diámetro interno o externo de un tubo, o la profundidad de una perforación pequeña, y en donde el uso de la regla graduada no satisface nuestras necesidades. Podemos entonces utilizar el calibrador o vernier cuya unidad más pequeña que puede medir es una décima de milímetro (0.1 mm), por lo que su precisión es de

0.05mm, o el calibrador palmer, también llamado tornillo milimétrico,

cuya unidad más pequeña que puede medir es de una centésima de mm (0.01mm), por lo que su precisión es de

0.005mm.

La realización de esta actividad permitirá al alumno aprender a manipular estos instrumentos de medición. EQUIPO, MATERIAL Y REACTIVOS 1. Vernier o Calibrador 2. Palmer o Tornillo milimétrico 3. Algunos cuerpos pequeños para ser medidos (tornillo, alambre, moneda, balín, hoja de papel, trozo de vidrio etc.) CUESTIONARIO PREVIO Definir los siguientes términos: 1. Magnitud 2. Medir 113

3. Unidad de medida. 4. ¿Consideras una ventaja o desventaja la existencia de varios sistemas de unidades?, justifica tu respuesta. 5. ¿Cuáles son las ventajas del Sistema Métrico Decimal?

6. ¿Cuáles son las principales reglas para la escritura de símbolos de las unidades de medida? METODOLOGÍA EXPERIMENTAL Observa el vernier, e identifica el nombre de sus partes, comprueba la existencia de dos escalas, una fija y la otra móvil; la escala fija está dividida en milímetros y la móvil en diez partes iguales. Junta totalmente las dos puntas del vernier y haz coincidir el cero de la escala móvil con el de la escala fija; observa que las 10divisiones de la escala móvil corresponden a nueve milímetros de la escala fija, es decir cada división equivale a 9/10 de milímetro. Determina espesores, diámetros internos, externos, profundidades y anota tus resultados; No olvides repetir cada medición el mayor número de veces posible, si el resultado varia un poco de una medición a otra obtén el valor promedio. Ahora usa el palmer o tornillo milimétrico; para ello identifica el nombre de sus partes; este instrumento consta de un marco en forma de U, en la parte interna de uno de sus extremos tiene un tope fijo y por el otro penetra un tornillo, el cual por cada paso o vuelta completa del tambor avanza generalmente medio milímetro; tiene dos escalas, una escala es paralela al eje del tornillo graduado en milímetros y la otra escala está dividida en varias partes iguales al borde del tambor, es decir en el nonio; gira el tambor hasta que puedas ver los números 5 y 10 en la escala graduada. Gira el tambor hasta que el cero coincida con el número 5 de la escala graduada, dale vuelta al tambor hasta ver el número 6 de la escala graduada. 114

El palmer permite obtener longitudes con una aproximación de milésimas de centímetro (0.001 cm) o centésimas de milímetro (0.01 mm); la parte entera en milímetros se leerá en la escala graduada y las fracciones de milímetros en las divisiones del nonio. Coloca entre los topes del palmer algún objeto, evita apretarlo demasiado para no dañar el instrumento; realiza la lectura y repite la medición varias veces, si el resultado varia un poco de una medición a otra, obtén el valor promedio y anótalo en una tabla de datos, identifica que medida se determina, de que cuerpo se trata y cuánto vale; Practica el uso del palmer midiendo varios objetos y compara los resultados obtenidos con los de tus compañeros. RESULTADOS Y OBSERVACIÓN Medido

Medido

con

vernier

palmer

Cuerpo

Mediciones 1

PROMEDIO

CONCLUSIONES El alumno aprenderá a medir longitudes pequeñas con una mayor precisión mediante el uso del vernier y el palmer o tornillo milimétrico. ¿Qué instrumento de medición es de mayor precisión, el vernier o el palmer?, Justifica tu respuesta. ¿Por qué es recomendable repetir varias veces una misma dimensión? ¿Qué se entiende por valor promedio de una medición? REFERENCIAS PÉREZ M. H. (2011). División Bachillerato, Universitario y Profesional: Física general. México: Grupo Editorial Patria.

115

Mediciones superficiales TIPO DE PRÁCTICA: Laboratorio o Aula MATERIA: Física 1 COMPETENCIA DISCIPLINAR EXTENDIDA: Contrasta los resultados obtenidos en una investigación o experimento con hipótesis previa y comunica sus conclusiones INTRODUCCIÓN En ingeniería, ciencia, industria y estadística, se denomina exactitud a la capacidad que tiene un instrumento de medir un valor cercano al valor de la magnitud real. Suponiendo varias mediciones, no estamos midiendo el error de cada una. Sino la distancia a la que se encuentra la medida real de la media de las mediciones. (Es decir cuán calibrado está el aparato de medición). Esta cualidad también se encuentra en instrumentos generadores de magnitudes físicas, siendo en este caso la capacidad del instrumento de acercarse a la magnitud física real. En ingeniería, ciencia, industria y estadística, se denomina precisión a la capacidad de un instrumento de dar el mismo resultado en mediciones diferentes realizadas en las mismas condiciones. Esta cualidad debe evaluarse a corto plazo. No debe confundirse con exactitud ni con reproducibilidad. Es un parámetro relevante, especialmente en la investigación de fenómenos físicos, ámbito en el cual los resultados se expresan como un número más una indicación del error máximo estimado para la magnitud. Es decir, se indica una zona dentro de la cual está comprendido el verdadero valor de la magnitud.

MATERIAL 1. Cinta métrica 2. Vernier o Pie de Rey 3. Paralelepípedo de aluminio 4. Hoja de papel

116

METODOLOGÍA: Experimento 1: Medimos con la cinta métrica los lados de una hoja y calculamos su superficie. Con la cinta métrica podemos medir con una exactitud de hasta 1 mm. Intentamos determinar con la cinta métrica la altura media del compañero del grupo de trabajo. Medimos la altura de todos los miembros del grupo, sumamos los valores y dividimos entre el número de las medidas tomadas. Experimento 2: Determinamos con el vernier el tamaño del paralelepípedo de aluminio, Con el vernier podemos llevar a cabo mediciones del paralelepípedo de hasta una exactitud de 0,1 mm Con ayuda de los resultados podemos calcular el volumen del paralelepípedo. Indicación: El tornillo micrométrico nos permite llevar a cabo mediciones todavía más exactas.

RESULTADOS Con la cinta métrica podemos medir la longitud con una exactitud de hasta 1 mm; con el vernier podemos medir la longitud con una exactitud de de hasta 0,1 mm. Podemos calcular la superficie y el volumen de un cuerpo regular cuando hemos llevado a cabo las mediciones correspondientes. Realice una investigación acerca de los conceptos de incertidumbre en las mediciones físicas. CONCLUSIONES Elabora tus conclusiones partiendo de los resultados prácticos comparados con los teóricos. REFERENCIAS PÉREZ, M. H. (2010), Física General. (4ª ed.).México: Grupo editorial Patria. TIPPENS, P. (2001). Física, conceptos y aplicaciones. México: Mc Graw Hill.

117

Mediciones con flexómetro TIPO DE PRÁCTICA: Laboratorio MATERIA: Física I COMPETENCIA DISCIPLINAR EXTENDIDA: Aplica las técnicas adecuadas en la medición de magnitudes. INTRODUCCIÓN Se denominan magnitudes a ciertas propiedades o aspectos observables de un sistema físico que pueden ser expresados en forma numérica. En otros términos, las magnitudes son propiedades o atributos medibles. La longitud, la masa, el volumen, la fuerza, la velocidad, la cantidad de sustancia son ejemplos de magnitudes físicas. En el lenguaje de la física la noción de cantidad se refiere al valor que toma una magnitud dada en un cuerpo o sistema concreto; la longitud de esta mesa, la masa de aquella moneda, el volumen de ese lapicero, son ejemplos de cantidades. Una cantidad de referencia se denomina unidad y el sistema físico que encarna la cantidad considerada como una unidad se denomina patrón. La medida de una magnitud física supone, en último extremo, la comparación del objeto que encarna dicha propiedad con otro de la misma naturaleza que se toma como referencia y que constituye el patrón. En las Ciencias Físicas tanto las leyes como las definiciones relacionan matemáticamente entre sí grupos, por lo general amplios, de magnitudes. Por ello es posible seleccionar un conjunto reducido pero completo de ellas de tal modo que cualquier otra magnitud pueda ser expresada en función de dicho conjunto. Esas pocas magnitudes relacionadas se denominan magnitudes fundamentales, mientras que el resto que pueden expresarse en función de las fundamentales reciben el nombre de magnitudes derivadas. Cuando se ha elegido ese conjunto reducido y completo de magnitudes fundamentales

han

definido

correctamente

sus

unidades

correspondientes, se dispone entonces de un sistema de unidades. La definición de unidades dentro de un sistema se atiene a diferentes criterios. Así la unidad ha de ser constante como corresponde a su función de cantidad 118

de referencia equivalente para las diferentes mediciones, pero también ha de ser reproducible con relativa facilidad en un laboratorio. EQUIPO, MATERIAL Y REACTIVOS: 1. Báscula (alimentos) 2. Recipiente graduado en ml 3. Flexómetro 4. Recipiente con capacidad de 1/2 litro 5. Cubeta mediana 6. Recipiente del tamaño de las pinzas 7. Cronómetro 8. Bata 9. Pinzas mecánicas 10. Seis cucharadas de maíz palomero 11. Un litro de aceite comestible 12. Agua 13. Un cuadrado de 10cm x 10cm 14. Un cuadrado de 1m x 1m 15. Un cuadrado de 1in x1in 16. Un cubo de 10cm x 10cm x 10cm hecho de popotes, palitos de madera o unicel 17. Un cubo de 1in x 1in x1in hecho de popotes, palitos o unicel 18. Un cubo de 1m x 1m x 1m CUESTIONARIO PREVIO 1. ¿Cuál es el modelo matemático relaciona la masa y el volumen de un cuerpo? 2. ¿Qué modelo matemático relaciona la masa y el volumen? 3. ¿Qué relación existe entre cm2 y m2; cm2 y in2? 4. ¿Qué relación existe entre cm3 y m3, cm3 y in3? 5. ¿Cómo se determina la precisión y exactitud?

119

METODOLOGÍA EXPERIMENTAL Utilizando la balanza determinar la masa del maíz y pinzas. En un recipiente con agua hasta el tope, que se encuentre en una cubeta, dejar caer las pinzas y medir el volumen del agua desplazada. En un recipiente con agua hasta el tope, que se encuentre dentro de una cubeta, dejar caer las 6 cucharadas y medir el volumen del agua desplazada. Llena tabla 1 de resultados Utilizando la balanza determinar la masa de los 3 líquidos en una taza, y en los recipientes determinar el volumen. Llenar tabla 2 de resultados Con los cuadros de 10cmX10cm. Determinar cuántas veces caben en el cuadro de 1mX1m._____________ Con los cuadros de 1inX1in. Determinar cuántas veces caben en el cuadrado de 1mX1m. _____________ Con el cubo de 10cmX10cmX10cm. Determinar cuántas veces caben en el cubo de 1mX1mX1m. _____________ Con los cuadros de 1inX1in. Determinar cuántas veces caben en el cubo de 10cmX10cmX10cm_______________ Medir

tiempo

que

tarda

llenarse

agua

cubeta

segundos________, minutos________ y horas_______ Medir el ancho y largo de la mesa de trabajo del laboratorio. Y llenar la tabla correspondiente. Llenar tabla 3

RESULTADOS Y OBSERVACIÓN TABLA 1 Cuerpo

masa (kg)

Volumen

desplazado

cuerpo (ml)

del

(ml)

cuerpo

(m )

1 2

120

TABLA 2 Aceite 1

Una taza

Recipiente

Masa (g)

Masa (kg)

Volumen (ml)

Volumen (m3)

½litro Agua 1

Una taza

Recipiente ½litro

TABLA 3 Instrumento

Ancho (cm)

Largo (cm)

Ancho (m)

Largo (m)

Flexo metro Regla de 30 cm Cinta métrica Regla de madera de 1m CONCLUSIONES Realiza un resumen de tus observaciones REFERENCIAS PÉREZ, M. H. (2011), Física General. México: Grupo editorial Patria.

121

Unidades de Medición. TIPO DE PRÁCTICA: Aula y/o Laboratorio. MATERIA: Física I. COMPETENCIA DISCIPLINAR EXTENDIDA: Identifica los diferentes sistemas de unidades. INTRODUCCIÓN El mundo científico buscaba uniformidad en un solo sistema de unidades que resultara práctico, claro y acorde con los avances de la ciencia, en 1960 científicos y técnicos de todo el mundo se reunieron en ginebra, Suiza y acordaron adoptar el llamado Sistema Internacional de Unidades (SI). Este sistema basado en el llamado MKS, cuyas iniciales corresponden al metro, kilogramo y segundo. Establece siete magnitudes fundamentales: longitud (metros), masa (kilogramo), tiempo (segundos), temperatura (grados kelvin), intensidad de corriente (amperes), intensidad luminosa (candela) y cantidad de sustancia (mol). EQUIPO, MATERIAL Y REACTIVOS: 1. 2. 3. 4. 5. 6.

Lápiz nuevo sin punta. Goma para borrar cuadrada. Segmento de listón o cuerda de longitud no mayor a 15 cm. Hoja cuadriculada. Lata vacía de atún y sardina. Balanza convencional y diferentes objetos utilizados como pesas para el uso de la balanza. 7. 300 g de arroz. 8. 300 g de frijol. CUESTIONARIO PREVIO: 1. ¿Antes de la existencia del metro, el kilogramo y el segundo, cuáles eran las principales unidades de medición de la longitud, la masa y el tiempo? 2. ¿Cuál era la problemática de los diferentes pueblos de la antigüedad al comercializar sus productos desde el punto de vista de medición?

122

3. ¿Cuáles fueron las primeras unidades de medición y en que se basaron para obtenerlas? 4. ¿En que se basaron para la obtención del metro, el kilogramo y el segundo como unidades de medición internacional? METODOLOGÍA EXPERIMENTAL: Se agrupara el grupo en equipos de 4 personas. Se seleccionaran 5 objetos a medir, de estos objetos se obtendrá la medida de: La longitud de una de sus aristas. La masa del objeto. Cada integrante del equipo seleccionará un objeto de medición (lápiz, cuerda, goma y hoja cuadriculada). No podrán realizar la medición con ningún instrumento graduado. Del objeto seleccionado de obtendrán mitades, cuartas partes, octavos etc. Los datos obtenidos serán registrados en una tabla de datos. Se procederá a medir 5 tantos de arena, dos alumnos con la lata de atún y los otros dos con la lata de sardina. Registrar los datos en la tabla de datos Se seleccionaran 5 objetos para medir su peso en la báscula, así como seleccionar arroz para realizar el contrapeso, posteriormente realizar el contrapeso con frijol. Registrar observaciones. RESULTADOS Y OBSERVACIONES. ¿Cuáles fueron las medidas de los mismos objetos al ser medidos con diferentes unidades de medición? ¿Al realizar la medición del peso de los objetos, fue el mismo volumen de arroz que de frijol? ¿Cuándo realizamos medidas con diferentes unidades de medición cual es la problemática existente? CONCLUSIONES: En base a las preguntas anteriores, ¿a qué se debió el origen del sistema internacional de medida y cuálesserían sus ventajas? REFERENCIAS: MONTIEL, P. H. (2011). Física general. México: Grupo editorial Patria. TIPPENS. (2007). Física general, conceptos y aplicaciones. México: Mc Graw Hill.

123

Errores en la Medición TIPO DE PRÁCTICA: Aula MATERIA: Física I COMPETENCIA DISCIPLINAR EXTENDIDA: Resuelve problemas establecidos o reales de su entorno, utilizando las ciencias experimentales para la comprensión y mejora del mismo. INTRODUCCIÓN: Al medir y comparar el valor verdadero o exacto de una magnitud y el valor obtenido siempre habrá una diferencia llamada error de medición. Al no existir una medición exacta debemos procurar reducir el mínimo error, empleando técnicas adecuadas y aparatos o instrumentos cuya precisión nos permita obtener resultados satisfactorios. Una forma de reducir la magnitud del error es repetir el mayor número de veces posibles la medición, porque el promedio de las mediciones resultara más confiable que cualquiera de ellas. Las causas de los errores que se cometen al hacer mediciones, permite clasificarlos en errores sistemáticos y errores accidentales. Los errores en la medición se pueden cuantificar y para ello se considera los siguientes tipos de errores: absoluto, relativo, porcentual, desviación media. EQUIPO, MATERIAL Y REACTIVOS: 1. Regla 2. Cuaderno 3. Goma 4. Celular 5. Hoja tamaño carta 6. Hoja tamaño oficio CUESTIONARIO PREVIO 1. ¿Qué es una medición? 2. Menciona por lo menos cinco cosas que se puedan medir: 124

3. ¿Cuáles son las unidades de medida que se usan en México para medir la longitud, peso, volumen, temperatura, velocidad?

4. Escribe ¿en qué consiste el error absoluto?

5. Describe ¿cómo es el error relativo?

METODOLOGÍA EXPERIMENTAL Cada integrante del equipo deberá medir la longitud que le indicara el profesor con la regla y registrara sus resultados en la siguiente tabla. Calcule la media aritmética de las mediciones y regístrelo en la tabla de valores. Calcule el error absoluto y regístrelo en la tabla de datos. Calcule la desviación madia con los datos de las desviaciones absolutas y regístrelo en su tabla de valores. Calcule el error relativo y anótelo en la tabla. Calcule el error porcentual y anótelo en la tabla. Explique cómo presentaría el resultado final de su medición

RESULTADOS Y OBSERVACIÓN El

alumno

anotará

los

resultados

los

cálculos

realizados

sus

observaciones. Medidas con la regla (cuaderno, goma, celular, hoja tamaño carta, hoja tamaño oficio, etc.)

125

Material

Nombre del Alumno

Medidas

Desviación

Error

Absoluto

Relativo

CONCLUSIONES Elabora tus conclusiones partiendo de los resultados anteriores. REFERENCIAS PÉREZ, H. (2004). Física general. México: Publicaciones Culturales.

126

Medición de longitudes y tornillo milimétrico. TIPO DE PRÁCTICA: Aula y/o Laboratorio. MATERIA: Física I. COMPETENCIA DISCIPLINAR EXTENDIDA: Aprender a medir longitudes pequeñas con una mayor precisión mediante el uso del calibrador Vernier y el tornillo milimétrico. INTRODUCCION La precisión de un aparato recibe el nombre de incertidumbre o error del instrumento o aparato de medida. En muchas ocasiones se requiere de mucha precisión cuando se necesita conocer las dimensiones más pequeñas de algunos cuerpos, como el espesor de la pared de un cilindro, el diámetro de un alambre, el diámetro interno o externo de un tubo, o la profundidad de una perforación pequeña, donde el uso de una regla graduada no satisface nuestras necesidades. Podemos emplear entonces un calibrador o Vernier cuya unidad más pequeña puede medir una décima de mm, por lo que su precisión es de ±0.05 mm, o el tornillo milimétrico, que puede medir hasta una centésima de milímetro, por lo que su precisión es de ± 0.005 mm. EQUIPO, MATERIAL Y REACTIVOS: 1. Calibrador Vernier. 2. Tornillo milimétrico (Palmer). 3. Cinco pequeños tubos de diferentes dimensiones y espesores.

CUESTIONARIO PREVIO: 1. ¿Qué diferencia existe entre precisión y exactitud?

2. ¿Qué es un error de medición y como se clasifican?

127

3. ¿Qué es un calibrador Vernier, como funciona, que otros tipos existen y cuáles son sus aplicaciones?

4. ¿Qué es un tornillo milimétrico (Palmer), como funciona, que otros tipos existen y cuales son sus aplicaciones?

METODOLOGÍA EXPERIMENTAL: Se agrupara el grupo en equipos de 4 personas. Los alumnos realizaran la medición de las cinco probetas (previamente numeradas), primeramente con el calibrador. Cada alumno realizara las mediciones de longitud, diámetro interno y diámetro externo, respectivamente de cada probeta. Registrar datos en una tabla de datos. Cada alumno realizara las mediciones de longitud y diámetro externo, ahora con el tornillo milimétrico. Registrar datos en la tabla de datos. Al finalizar las mediciones se compararan valores y se obtendrá un valor promedio de cada probeta por equipos. RESULTADOS Y OBSERVACIONES. ¿Todas las mediciones realizadas por los diferentes integrantes del equipo fueron las mismas si/no, porque? ¿Cuál sería el mejor método de minimizar el error en la lectura de mediciones? CONCLUSIONES: En base a las preguntas anteriores, ¿De que depende el éxito de realizar una medición correcta? REFERENCIAS: MONTIEL, P. H. (2011). Física general. México: Grupo editorial Patria. TIPPENS. (2007). Física general, conceptos y aplicaciones. México: Mc Graw Hill. 128

UNIDAD II Sistema de Vectores. TIPO DE PRÁCTICA: Campo. MATERIA: Física I. COMPETENCIA DISCIPLINAR EXTENDIDA: Establece un análisis vectorial con base a coordenadas geográficas por el método gráfico, en un ejemplo de trazos de desplazamientos. INTRODUCCIÓN Las magnitudes pueden ser escalares o vectoriales. Una magnitud escalar es aquella que queda perfectamente definida con solo indicar su cantidad expresada en números y la unidad de medida. A las vectoriales, es necesario indicar su cantidad expresada en números y la unidad de medida y claramente la dirección y el sentido en que actúan, ejemplos de estas magnitudes son: velocidad, aceleración, impulso mecánico y cantidad de movimiento. Cualquier magnitud vectorial puede ser representada por medio de una flechita llamada vector; la cual es un segmento de recta dirigido. Para simbolizar una magnitud vectorial trazamos una flechita horizontal sobre la letra que la define, si se desea expresar solo la magnitud de vector, la letra se coloca entre barras. Un sistema de vectores es un conjunto formado por dos o más vectores. Los sistemas de vectores pueden ser: Coplanares: Es aquel en el cual los vectores se encuentran en el mismo plano, o sea en dos ejes, si están en diferentes planos o tres ejes, son no coplanares. Colineales: Se presenta cuando dos vectores se localizan en la misma dirección o línea de acción. Concurrente: Cuando la dirección o línea de acción de los vectores se cruza en algún punto. Para sumar magnitudes vectoriales necesitamos utilizar métodos especiales, ya sean gráficos o analíticos, porque los vectores no pueden sumarse aritméticamente por tener dirección y sentido. EQUIPO Y MATERIAL: 1. Gises de colores 2. Flexómetro 3. Transportador CUESTIONARIO PREVIO 129

1. 2. 3. 4.

¿Qué es un vector? ¿Cómo se hace la suma de vectores por el método gráfico? ¿Qué es un plano cartesiano? ¿Cómo nos ubicamos con la rosa de vientos?

METODOLOGÍA EXPERIMENTAL Asignar un punto de origen o de aplicación en la explanada de la escuela. Trazar un plano cartesiano y señalar coordenadas geográficas (N,S,E,O) Trazar los desplazamientos entregados por el docente, con gis de color y con el flexómetro medir los desplazamientos. Determinar la distancia total recorrida por medio del flexómetro. Determinar el valor del desplazamiento resultante midiendo con el flexómetro. Medir el ángulo del desplazamiento resultante. Determinar la dirección del desplazamiento resultante. RESULTADOS Y OBSERVACIÓN Determinar

el desplazamiento,

ángulo

de inclinación

y dirección

del

desplazamiento resultante utilizando el método gráfico en metros. Y llenar la siguiente tabla. Vector

Módulo

Dirección

Sentido

(respecto a x)

Punto

de Dirección

aplicación (x,y)

(N,S,E,O)

CONCLUSIONES De acuerdo a los resultados obtenidos, cómo desarrolló la suma de vectores por el método gráfico y que problemas tuvieron a la hora de trazar los desplazamientos. REFERENCIAS PÉREZ, M. H. (2012), Física II (2° ed.). México: Grupo editorial Patria. VAN, C. J. (1999). Física para niños y jóvenes 101 experimentos superdivertidos. México: Limusa. ALVARENGA, B. & Máximo, A. (2010). Física con experimentos sencillos. (7ªa ed.) Oxford University Press/ Harla, 130

Álgebra vectorial. TIPO DE PRÁCTICA: Laboratorio o Aula. MATERIA: Física 1. COMPETENCIA DISCIPLINAR EXTENDIDA: Contrasta los resultados obtenidos en una investigación o experimento con hipótesis previa y comunica sus conclusiones. INTRODUCCIÓN: La estática es la parte de la mecánica que estudia las condiciones bajo las cuales los cuerpos están en reposo. Según este criterio, la estática es un caso particular de la dinámica, es decir, estudia aquellos cuerpos o sistemas que no están en movimiento continuo. Un sistema de vectores es concurrente cuando la dirección o línea de acción de los vectores se interceptan en algún punto, dicho punto constituye el punto de aplicación de los vectores. La resultante de un sistema de vectores es aquel vector que produce el mismo efecto de los demás vectores integrantes del sistema. El vector encargado de equilibrar un sistema de vectores recibe el nombre de vector equilibrante, tiene la misma magnitud y dirección que la resultante, pero con sentido contrario. Para sumar magnitudes

vectoriales

empleamos

métodos

gráficos,

como

del

paralelogramo o el del polígono, y métodos analíticos, porque los vectores no pueden sumarse aritméticamente por tener dirección y sentido. MATERIAL 1. Tres hojas milimétricas. 2. Lápiz. 3. Calculadora. 4. Dos transportadores. 5. Regla graduada. 6. Tres dinamómetros. 7. Tres trozos de piola o cordón. 8. Argolla metálica 131

EXPERIMIENTO: Sujeta tres cordones a la argolla metálica como se ve en la figura 1, que se muestra a continuación. Con ayuda de otros dos compañeros tire cada uno un extremo de los cordones, de tal manera que la argolla no se mueva. ¿Cuál es tu conclusión acerca de las fuerzas que actúan sobre la argolla? Engancha un dinamómetro a cada extremo de los cordones y registra la lectura de cada dinamómetro cuando el sistema quede en equilibrio. Debajo de las argollas coloca una hoja de papel y traza sobre ella las líneas correspondientes a las posiciones de los cordones. Anota en cada trazo el valor de la lectura de los dinamómetros en la tabla 1, así como el ángulo que forman entre sí, medido con el transportador. Con los trazos hechos en la hoja y mediante una escala conveniente, representa el diagrama vectorial. Considera la fuerza F3, como la equilibrante de las otras dos fuerzas: F1 y F2. Compara el valor de F3, leído en el dinamómetro, con el obtenido gráficamente al sumar F1 y F2 por el método del paralelogramo F2

F1 900

F3 FIGURA No.1 TABLA NO. 1 REGISTRO DE DATOS FUERZA

ANGULO

DINAMÓMETRO

OBSERVACIONES

F1 F2 F3

132

CUESTIONARIO: 1. ¿Qué condición se debe cumplir para que un cuerpo esté en equilibrio? 2. ¿Cómo se determina la resultante de dos fuerzas concurrentes en forma gráfica? 3. ¿Cómo defines a la resultante de un sistema de fuerzas? 4. ¿Qué características tiene la equilibrante de un sistema de fuerzas? 5. ¿Qué método gráfico utilizarías para sumar tres o más fuerzas concurrentes? 6. ¿Por qué decimos que cualquiera de las fuerzas concurrentes puede considerarse como la equilibrante de las fuerzas que forman al sistema? 7. ¿Cómo se clasifican los sistemas de fuerzas?

CONCLUSIONES Elabora tus conclusiones partiendo de los resultados prácticos comparados con los teóricos. REFERENCIAS PÉREZ, M. H. (2011), Física General. México: Grupo editorial Patria. TIPPENS, P. (2001). Física, conceptos y aplicaciones. México: Mc Graw Hill.

133

Vectores TIPO DE PRÁCTICA: Laboratorio. MATERIA: Física I. COMPETENCIA

DISCIPLINAR

EXTENDIDA:

Comprobar

que

fuerza

equilibrante es igual a la resultante pero en sentido contrario, comparando los métodos matemático, gráfico y práctico en la solución de problemas. INTRODUCCIÓN En un conjunto de dos o más vectores que simultáneamente actúan sobre un mismo cuerpo se les denomina sistema de vectores. Los vectores que forman parte de un sistema se llaman componentes los cuales se representan por los símbolos V1, V2, ····, Vn. Cuando varias fuerzas se aplican al mismo tiempo sobre un cuerpo, este no puede moverse sino en una sola dirección y sentido; la fuerza que pudiera producir el mismo resultado que todos los componentes combinados se llaman resultante del sistema. La magnitud es todo aquello que puede ser medido. Ejemplo: temperatura, longitud, masa, velocidad, área, etc. Vector.Segmento de una recta que representa una magnitud física que puede ser medida, teniendo en cuenta un punto determinado en el espacio (punto de aplicación), su módulo (valor), la dirección (el ángulo), y uno de sus sentidos: la fuerza, la velocidad y la aceleración se deben representar con vectores.

Vectores colineales. Se les llama así cuando tienen la misma dirección, es decir que son vectores directores de rectas paralelas. Vectores coplanares. También llamados angulares porque forman un ángulo entre ellos. Vector concurrente. Cuando la dirección de los vectores se cruza en algún punto. EQUIPO, MATERIAL Y REACTIVOS 1. 2. 3. 4. 5.

Dinamómetro de 500g Dos Dinamómetros de 250 g Cuatro nueces dobles Cuatro varillas de soporte Escuadra de madera

6. Regla 7. Hojas de papel milimétrico CUESTIONARIO PREVIO: 134

1. 2. 3. 4. 5.

¿Qué es un vector resultante? ¿Qué es un vector equilibrante? ¿Qué es un sistema de fuerzas colineales? ¿Qué es un sistema de fuerzas concurrentes? ¿Cuál método cree que resulte ser más eficiente y por qué?

METODOLOGÍA EXPERIMENTAL Monte un cuadrado con las cuatro nueces dobles. Con la escuadra rectifique que el ángulo de las varillas sea de 90ºÇ. Coloque el dinamómetro de 500g en la parte superior y del gancho de este los otros dos dinamómetros. Forme un ángulo de 90º jalando los dos dinamómetros de 250g, con una fuerza de 50g. Registre el valor de la fuerza equilibrante medida en el dinamómetro superior. Repita las veces que sea necesario hasta completar los valores de la tabla de resultados. Calcule el valor teórico de las fuerzas resultantes usando el teorema de Pitágoras. Posteriormente calcule la fuerza resultante por el método gráfico del triángulo, con la ayuda del profesor y complete la tabla de resultados. Finalmente calcule el porciento de error. RESULTADOS Y OBSERVACIÓN Tabla de resultados Fuerzas MAGNITUD

MÉTODO

PORCENTAJE

DEL VECTOR

MATEMÁTICO

GRÁFICO

PRÁCTICO

DE ERROR

50 g 100 g 150 g 200 g 250 g REFERENCIAS TIPPENS, P. (2001). Física, conceptos y aplicaciones. México: Mc Graw Hill. Experimentos para desarrollar competencias en ciencias (Edición 2008), Ed. Reymo. 135

Vector Equilibrante TIPO DE PRACTICA: Aula, laboratorio. MATERIA: Física I. COMPETENCIA DISCIPLINAR EXTENDIDA: Desarrolla y propone soluciones a problemas a partir de métodos establecidos para el estudio y descripción de un sistema de fuerzas. INTRODUCCIÓN Todos tenemos una noción de lo que se entiende por fuerza: al levantar un cuerpo, empujar un mueble, desviar la trayectoria de una pelota,

etc., se

efectúan acciones donde intervienen fuerzas, en estos casos evidenciada por el esfuerzo muscular. Desde el punto de vista físico, en cada uno de los ejemplos se está aplicando una fuerza. O sea que podemos definir: fuerza es todo aquello capaz de modificar la forma o velocidad de un cuerpo. Si se ata una cuerda a un automóvil y se tira de ella, se realiza una fuerza que puede desplazarlo y en ella se puede observar los elementos: punto de aplicación (lugar donde se ata la cuerda), dirección (recta por la que se desplaza la fuerza), sentido (según si el automóvil se desplaza hacia la izquierda o la derecha) e intensidad de la fuerza ejercida y constituyen los elementos de una fuerza, que se representan mediante un vector. La fuerza es una magnitud vectorial y por lo tanto, para ella, se establecen unidades, la unidad de fuerza es el Newton (N) Una fuerza es de un Newton cuando al aplicarla a un cuerpo de 1 kg de masa se produce un cambio de velocidad de 1 m/s por cada segundo que se mantenga aplicada la fuerza. Con frecuencia, para indicar la intensidad de una fuerza se emplea el kilogramo fuerza (kgf ) en lugar del Newton, y decimos que: 1Kgf = 9.8 N EQUIPO, MATERIAL Y REACTIVOS 1. Dinamómetro de 500 gr 2. Dos dinamómetros de 250 gr 3. Cuatro nueces dobles 136

4. Escuadra de madera 5. Cuatro varillas de soporte 6. Regla 7. Hoja de papel milimétrico CUESTIONARIO PREVIO 1. ¿Qué es un vector? 2. ¿Qué es un vector resultante? 3. ¿Qué es un vector equilibrante? 4. ¿Qué es un sistema de fuerzas colineales? 5. ¿Qué es un sistema de fuerzas concurrentes? METODOLOGÍA EXPERIMENTAL Monta un cuadrado con las cuatro nueces dobles y las cuatro varillas en forma horizontal Con la escuadra rectifica que el ángulo de las varillas sea de 90° Coloca el dinamómetro de 500gr en la parte superior y del gancho de éste los otros dos Uno de tus compañeros de equipo jalará los dos dinamómetros de 250 gr formando un ángulo de 90° con una fuerza de 50gr y registrará el valor de la fuerza resultante medida en el dinamómetro superior. Repetir el paso anterior hasta completar la tabla de resultados (estos serán los valores prácticos) Usando el teorema de Pitágoras calcula el valor teórico de la fuerza resultante (recuerda que el ángulo es de 90°) Calcula la fuerza resultante por el método gráfico del triángulo y completa la tabla Finalmente calcula el % de error %Error

137

TABLA DE FUERZAS Método Magnitud

del Matemático Gráfico

Práctico

% Error

vector 50 gr 100 gr 150 gr 200 gr 250 gr

RESULTADOS Y OBSERVACIONES Utiliza la hoja de papel milimétrico para hacer el método gráfico y usa una escala de: 50gr = 1cm Compara ambos métodos utilizados y observa si obtuviste los mismos resultados o aproximados. ¿Cuál método resultó más eficiente? CONCLUSIONES Después de realizar esta práctica, ¿Podrías definir lo que es para ti el movimiento vectorial? ¿Cuál es la importancia de estudio e interpretación? Realiza un resumen de lo comprendido en la práctica para establecer tus conclusiones. REFERENCIAS TIPPENS, P. (2004). Física, (5° ed)México: Mc Graw Hill. FUENTES, A. (2005). Jugando con la ciencia. Buenos Aires: Cultural librería Americana. BERNAL, A. A. (2008). Física I. México: Wiltees.

138

Magnitudes Vectoriales TIPÓ DE PRÁCTICA: Campo. MATERIA: Física I. COMPETENCIA DISCIPLINAR EXTENDIDA: Resuelve problemas establecidos o reales de su entorno, utilizando las ciencias experimentales para la comprensión y mejora del mismo. INTRODUCCION: Las magnitudes vectoriales son aquellas en las que para ser definidas, además de las cantidad expresada en números y el nombre de la unidad, necesitan que se señale la dirección y el sentido. Ejemplos desplazamiento, velocidad, aceleración y fuerza. Cualquier magnitud vectorial puede ser representada en forma gráfica por medio de una flecha llamada vector. Para representar un vector de manera gráfica se necesita una escala la cual es convencional porque se establece de acuerdo con la magnitud del vector. Un sistema de vectores es colineal cuando dos o más vectores se encuentran en la misma dirección o línea de acción. EQUIPO, MATERIAL Y REACTIVOS: 1. Cinta métrica 2. Transportador para medir ángulos 3. Gis CUESTIONARIO PREVIO: 1. ¿Qué es distancia? 2. ¿Qué es desplazamiento y qué es dirección? 3. ¿Por qué no es lo mismo distancia que desplazamiento?

139

METODOLOGÍA EXPERIMENTAL: Forma grupos de 3 alumnos. En el patio, traza con el gis los ejes cartesianos como referencia. Selecciona un compañero del grupo y ubícalo en el origen de las coordenadas. Solicita a tu compañero que camine 3 pasos en línea recta en la dirección que él desee. Marca con el número 1 la posición alcanzada, a partir de ese punto solicita que se mueva 2 pasos en línea recta en otra dirección y marca la nueva posición con el número 2. RESULTADOS Y OBSERVACIÓN: Realiza el dibujo de los trazos y ubicaciones de los compañeros y determina lo siguiente: Distancia caminada, desplazamiento y dirección. CONCLUSIONES: Realizar resumen de lo aprendido y elaborar reporte con evidencias.

REFERENCIAS: PÉREZ, M. H. (2007). Física General. México. Ed. Patria. TIPPENS, P. (2007). Física General, conceptos y aplicaciones. México, Ed. McGrawHill.

140

Métodos gráficos para el cálculo de los vectores Resultantes Vr y equilibrante Ve TIPO DE PRÁCTICA: Aula. MATERIA: Física I. COMPETENCIA DISCIPLINAR EXTENDIDA: Resuelve problemas establecidos o reales de su entorno, utilizando el método del paralelogramo para la comprensión y mejora del mismo. INTRODUCCIÓN: Método del paralelogramo. Un paralelogramo es una figura geométrica de cuatro lados paralelos dos a dos lados opuestos. En este método se nos dan dos vectores concurrentes, los cuales después de dibujarse a escala en un sistema de ejes cartesianos se les dibujarán otros vectores auxiliares paralelos con un juego de geometría siendo la resultante del sistema la diagonal que parte del origen y llega al punto donde se interceptan los vectores auxiliares. EQUIPO, MATERIAL Y REACTIVOS: 1. Hojas cuadriculadas 2. Regla graduada 3. Colores 4. Calculadora 5. Lápiz 6. Goma CUESTIONARIO PREVIO 1. ¿Cuáles son los signos que le corresponden a cada cuadrante? 2. Explica en qué consiste el método gráfico y un analítico 3. ¿Cuáles son los puntos cardinales?

141

4. Señala los puntos cardinales en el plano cartesiano 5. ¿Qué entiendes por paralelogramo? 6. Explica lo que entiendes por un vector 7. ¿Cuáles son las partes de un vector? METODOLOGÍA EXPERIMENTAL Encuentre las componentes de "x" y de "y" de los siguientes vectores: a) Una velocidad de 85 Km/h hacia el sur. b) Una aceleración de 4 m/s2, hacia el oeste. c) Una fuerza a 27° NO d) Un desplazamiento de 500 m a 210° Un auto viaja 20 Km hacia el este y 70 Km hacia el sur, ¿cuál es su desplazamiento resultante? Una lancha viaja a 8.5 m/s. Se orienta para cruzar transversalmente un río de 110 m de ancho. a) Si el agua fluye a razón de 3.8 m/s, ¿cuál es la velocidad resultante de la lancha? b) ¿Cuánto tiempo necesita para llegar a la orilla opuesta? c) ¿A qué distancia río abajo se encuentra cuando llega a la otra orilla? Un río fluye en la dirección de 90°. Marcos, un piloto de lancha, orienta el bote a 297°, Y es capaz de atravesar el río perpendicularmente a la corriente a 6 m/s. a) ¿Cuál es la velocidad de la corriente? b) ¿Cuál es la velocidad del bote medida desde la orilla del río? Calcule la velocidad resultante para los siguientes vectores: A = 50 m/s a 15°, B = 85 m/s a 120°, C = 93.5 m/s a 270°. Realice un diagrama donde se muestre la localización de cada vector y el vector resultante. 142

Mario pilotea un bote a 4.2 m/s hacia el oeste. La corriente del río es de 3.1 m/s hacia el sur. Calcule: a) La velocidad resultante del bote. b) Si el río mide 1.26 Km de ancho, ¿cuánto tiempo tarda en atravesar el río? c) ¿A qué distancia, río abajo, llega Mario a la otra orilla? RESULTADOS Y OBSERVACIÓN Resuelva los ejercicios anotando los resultados y observaciones, entréguelos en hojas cuadriculadas a su profesor: CONCLUSIONES Elabora tus conclusiones partiendo de los resultados anteriores. REFERENCIAS PÉREZ, M. H. (2010), Física General. (4ª ed.). México: Grupo editorial Patria.

143

Suma de dos vectores TIPO DE PRÁCTICA: Laboratorio. MATERIA: Física I. COMPETENCIA DISCIPLINAR EXTENDIDA:Compara y analiza el método gráfico y analítico para sumar dos vectores, en un fenómeno cotidiano. INTRODUCCIÓN Todo aquello que puede ser medido, recibe el nombre de magnitud. Estas pueden ser escalares o vectoriales. Las magnitudes escalares quedan definidas únicamente dando cantidad y el nombre de la unidad, sin embargo las magnitudes vectoriales, además de la cantidad y la unidad, se debe especificar dirección y sentido. Para sumar o restar magnitudes escalares se hace de manera aritmética, pero si queremos sumar dos magnitudes vectoriales generalmente ya no se realiza aritméticamente. Tenemos dos procedimientos para sumar dos vectores: usando el método del paralelogramo o ley de senos y cosenos. EQUIPO, MATERIAL Y REACTIVOS 1. Dos dinamómetros 2. Piñata pequeña (para decorar carros) 3. Transportador de ángulos 4. Soportes universales 5. Hilo CUESTIONARIO PREVIO 1. ¿Cómo se representa gráficamente una magnitud vectorial? 2. ¿En qué consiste el método del paralelogramo? 3. ¿Qué es el vector resultante? 4. ¿Qué es el vector equilibrante? 5. ¿Cuál es la expresión algebraica de la ley de senos y cosenos? METODOLOGÍA EXPERIMENTAL 144

Con el dinamómetro obtén el peso de la piñata. Mediante el hilo cuelga la piñata, un extremo del hilo a cada dinamómetro. Sujeta mediante los soportes universales los extremos libres de los dinamómetros. Con ayuda del transportador de ángulo, empieza a separar la base de los soportes hasta que el hilo que sujeta la piñata forme un ángulo de 30o. Registrar la lectura de los dinamómetros. Repetir el paso 4 y 5, para ángulos de 45o y 60o. RESULTADOS Y OBSERVACIÓN 1. Dibuja a escala F1 y F2 para el ángulo de 30o y obtener la suma. 2. Utilizando la ley de cosenos y senos, hallar la suma. 3. Hacer lo mismo para los ángulos de 45o y 60o 4. Llenar la siguiente tabla. Ángulo

R (M.G.)

R (M.A.)

Teniendo en cuenta los datos obtenidos, explica ¿por qué hay diferencia entre la suma gráfica y analítica? Explica, en base en la comparación de la suma gráfica, analítica y el peso real de la piñata. ¿Qué tan confiables son estos métodos para sumar dos vectores? CONCLUSIONES El estudiante realiza un resumen de lo comprendido en la práctica, teniendo que entregar a la siguiente sesión de clases. REFERENCIAS PAUL. E. T. (2004). Física (5° ed), México: McGraw Hill FUENTES, A. (2005). Jugando con la ciencia. Buenos Aires: Cultural librería Americana.

145

Sistemas de Fuerzas TIPO DE PRÁCTICA: Laboratorio. MATERIA: Física I. COMPETENCIA DISCIPLINAR EXTENDIDA: Identifica la influencia de una fuerza en un sistema. INTRODUCCIÓN En la naturaleza existen diferentes tipos de fuerzas, ejemplos de ello es en las acciones de empujar, jalar una cuerda, la tensión de un cable cuando cuelga algo en sus extremos, etcétera. La fuerza es una cantidad vectorial, su unidad es el Newton, y en el laboratorio se mide con el dinamómetro.

1 dina 1X 10 5 N Los cuerpos para manterse en equilibrio requieren de fuerzas que le permitan compensarse unas con otras. Es decir la suma de todas las fuerzas externas que actúan sobre un cuerpo, ha de ser cero.

 å Fext = 0

Además se ha de considerar las fuerzas (F) que hacen rotar un cuerpo respecto a un eje dado, a partir de un brazo de palanca (d) conocido como par torsor (T), que es un vector.

F d

EQUIPO, MATERIAL 1. Kit de fuerzas congruentes 2. Medidor de ángulos 3. Pesas 4. Dinamómetros 5. Poleas

146

CUESTIONARIO PREVIO 1. ¿Qué es una fuerza? 2. Componentes del vector fuerza 3. Representación de un diagrama del cuerpo libre 4. Representación de un Sistema Nulo. 5. Componentes rectangulares de una fuerza F 6. Componentes rectangulares de una fuerza F contenida en el plano x, y 7. Las componentes rectangulares de una fuerza F también pueden hallarse con ayuda de la operación vectorial llamada... METODOLOGÍA EXPERIMENTAL Se forma un sistema de fuerzas como el que se muestra en la Figura 1.Las barras

se colocan como se muestra y los dinamómetros se fijan en una

posición, se colocan cuerdas de donde se sujetan pesas de diferentes tamaños, formando un sistema congruente de fuerzas. FIGURA 1

Medir los ángulos que forman las cuerdas con el eje horizontal y calcular las componentes verticales y horizontales de las tensiones . 147

3. Utilizar las ecuaciones

F cos

Donde

Fsen ,

es el menor ángulo que forman las cuerdas con la horizontal.

Comprobar los valores calculados de las fuerzas o tensiones, con los valores leídos en los dinamómetros colocados en el sistema, aplicando que:

Realizar el mismo procedimiento utilizando poleas sujetas a las barras como se observa en la Figura 2, comprobando nuevamente los valores de las tensiones calculados teóricamente con los valores leídos experimentalmente en los dinamómetros.

FIGURA 2 RESULTADOS Y OBSERVACIÓN PRIMERA POSICIÓN CUERDA

ANGULO

FUERZA

HORIZONTAL

VERTICAL

MEDIDA

CALCULADA

1 2 SEGUNDA POSICIÓN CUERDA

ANGULO HORIZONTAL

ANGULO

FUERZA

VERTICAL

MEDIDA

CALCULADA

1 2

148

CONCLUSIONES Realiza un resumen de tus observaciones REFERENCIAS HEWITT, P. G. (2004), Física conceptual ,9ª Edición, México, Edit. Pearson Education. LEA, M. S. B. J.R. (1999), Física. Vol I.

México. Edit. Ciencias

Internacional Thomson. PÉREZ, M. H. (2000), Física General, 2ª EDICIÓN, México, Edit. Grupo Patria Cultural,

149

Equilibrio de Fuerzas Colineales y de Fuerzas Angulares o Concurrentes TIPO DE PRÁCTICA: Laboratorio. MATERIA: Física I. COMPETENCIA DISCIPLINAR EXTENDIDA: Diseña modelos para comprender y demostrar las fuerzas colineales y angulares o concurrentes. INTRODUCCIÓN Para definir las magnitudes escalares sólo se requiere la cantidad expresada en números y el nombre de la unidad de medición. Las magnitudes vectoriales son las que para definirse, además de la cantidad expresada en números y el nombre de la unidad, necesitan que se señale la dirección y el sentido. Cualquier magnitud vectorial puede ser representada en forma gráfica por medio de una flecha llamada vector. Gráficamente, un vector es un segmento de una recta dirigido. Un vector cualquiera tiene las siguientes características: Punto de aplicación, magnitud, dirección y sentido. Para representar un vector gráficamente se necesita una escala. Un sistema de vectores es colineal cuando dos o más vectores se encuentran en la misma dirección o línea de acción. Un sistema de vectores es angular o concurrente cuando la dirección de los vectores se cruza en algún punto. La resultante de un sistema de vectores es aquel vector que produce el mismo efecto de los demás vectores integrantes del sistema. El vector capaz de equilibrar un sistema de vectores recibe el nombre de vector equilibrante, tiene la misma magnitud y dirección que la resultante, pero con sentido contrario. EQUIPO, MATERIAL Y REACTIVOS 1. Tres dinamómetros 2. Regla graduada 3. Transportador 4. Argolla metálica 5. Tres trozos de cordón 6. Lápiz 150

7. Tres hojas de papel CUESTIONARIO PREVIO 1. ¿Cuál es la unidad de medición con la que opera un dinamómetro?

2. ¿Cómo se determina la resultante de dos fuerzas concurrentes en forma gráfica?

3. ¿Qué método gráfico se utiliza para sumar tres o más fuerzas concurrentes?

METODOLOGÍA EXPERIMENTAL A la mitad de un lápiz ate dos cordones de manera que uno quede a la derecha y el otro a la izquierda, enganche un dinamómetro en cada extremo de los cordones y tire de ellos sin mover el lápiz. Registre sus observaciones. Sujete tres cordones a la argolla metálica, enganche un dinamómetro a cada extremo de los cordones y jale junto con dos compañeros al mismo tiempo. Registre sus observaciones. Coloque debajo de la argolla una hoja de papel y trace sobre ella las líneas correspondientes a las posiciones de los cordones. Anote en cada trazo el valor de la lectura de los dinamómetros, así como el ángulo que forman entre sí. Con los trazos hechos en una hoja y mediante una escala conveniente, represente el diagrama vectorial. Considere la fuerza

la cual se lee en el

dinamómetro C como la equilibrante de las otras dos fuerzas el valor de sumar

Compare

obtenido en el dinamómetro, con el obtenido gráficamente al 2

por el método del paralelogramo. Reproduzca un sistema

similar, pero con ángulos diferente y repita el procedimiento anterior. Registre sus observaciones.

151

RESULTADOS Y OBSERVACIÓN En base a esta práctica y a lo estudiado en clases explique qué condiciones se deben cumplir para que un cuerpo esté en equilibrio y cuáles son sus aplicaciones en la construcción. CONCLUSIONES El estudiante realiza un reporte de

práctica, teniendo que entregar a la

siguiente sesión de clases. REFERENCIAS PÉREZ, M. H. (2007). Física General. Ed. Patria.

152

Equilibrio de los cuerpos TIPO DE PRÁCTICA: Laboratorio. MATERIA: Física I. COMPETENCIA DISCIPLINAR EXTENDIDA: Identifica los conceptos básicos de la estática. INTRODUCCIÓN El equilibrio de los cuerpos se caracteriza por la ausencia de cambios en su movimiento. El reposo es un tipo particular de equilibrio cuya importancia se hace manifiesta, como condición de estabilidad, en un edificio, en un puente o en una torre. Sin embargo, el equilibrio de un sólido no se reduce solamente a la ausencia de movimiento. Un cuerpo se puede estar moviendo en línea recta con velocidad constante o girando uniformemente alrededor de un eje y, sin embargo, hallarse en equilibrio. Es entonces la ausencia de aceleración y no la ausencia de velocidad lo que define en física la noción de equilibrio. Del estudio de las condiciones generales de equilibrio de los cuerpos y de su aplicación en situaciones diversas se ocupa la estática, que puede ser considerada, por tanto como la ciencia del equilibrio. EQUIPO, MATERIAL 1. Soporte universal 2. Tres Ganchos. 3. Balanza 4. Dos copas de plástico 5. Madera de 10cm por 40cm (o un tamaño similar) 6. Palito de madera o cartón rígido de 37.5cm 7. Palito de 20cm 8. Palito de 17.5 cm 9. Plastilina 10. Hilo. CUESTIONARIO PREVIO 153

1. Si la estabilidad de un objeto depende del centro de gravedad, ¿Dónde está el centro de gravedad de una dona? 2. Cuando se carga una cubeta de agua en una mano, ¿Porqué se tiende a extender el otro brazo hacia el costado? 3. ¿Qué es más adecuado para abrir una puerta; colocar una perilla en un extremo o en medio de la puerta? Y porqué? 4. En un sube y baja si te subes en él y un niño de 20 kg en el otro extremo, ¿Cómo se puede subir y bajar alternadamente, con el menor esfuerzo? METODOLOGÍA EXPERIMENTAL Con las copas de plástico, Pon agua en una de las copas. Arma un plano inclinado con la madera y unas libretas de tal manera que suba 5 cm. Esta altura se estará cambiando conforme a lo que indica la tabla de abajo. Coloca ambas copas en el plano inclinado a 10 cm del extremo inferior. Observa cual cae primero y llena la tabla. Altura del plano inclinado

¿Cuál cayó? ( 10 cm) Con agua

Sin agua

5 cm 7cm 9 cm 11 cm 13 cm 15 cm Coloca ambas copas en el plano inclinado a 20 cm del extremo inferior. Observa y llena la tabla.

154

¿Cuál cayó? ( 20 cm) Altura del plano

Con agua

Sin agua

inclinado 5 cm 7cm 9 cm 11 cm 13 cm 15 cm Con los palitos de madera o cartón. Arma un móvil como se muestra en la figura, con bolitas de plastilina. Toma en cuenta que lo puedes colgar desde un soporte universal. Registra las masas con la que se mantiene estable el móvil.

Masa 1:

Masa 3: 80 gramos

Masa 2:

Masa 4:

155

RESULTADOS Y OBSERVACIÓN Actividad de las copas. De las copas en los planos inclinados ¿Qué copa cae primero? ¿Porqué es mas inestable una de las copas? ¿La estabilidad de las copas está relacionado con la inclinación del plano? De la actividad con el movil. Realiza el diagrama de cuerpo libre, solo con la masa 3. Y el resto como incógnitas. Calcula con las condiciones de equilibrio, las masas adecuadas para cada punto. Compara con la tabla: Masas de práctica

Masas calculadas

Masa 1: Masa 2: Masa 3: Masa 4:

CONCLUSIONES Identificas las características generales de la estática y sus implicaciones. Describe una implicación. Construye tu propio concepto de momento y par de fuerzas a partir de lo observado en la práctica. Con tus palabras establece la diferencia y relación entre el concepto de centro de masa, centro de gravedad y centroide. Diseña un diagrama de cuerpos libres de un sistema en equilibrio, que elijas de tu contexto. REFERENCIAS AGUIRRE, C. (2007). Actividades experimentales de FISICA I. México: Trillas. GIANCOLI, D. (2006). Física, Principios con aplicaciones. Volumen 1. México: Pearson. HEWITT, P. (2004). Física conceptual, México, Pearson Education.

156

Equilibrio de fuerzas paralelas. TIPO DE PRÁCTICA: Aula, Laboratorio. MATERIA: Física I. COMPETENCIA DISCIPLINAR EXTENDIDA: Experimenta con el momento de una fuerza y explica las condiciones de equilibrio de las fuerzas paralelas. INTRODUCCIÓN Las fuerzas paralelas son aquellas que actúan sobre un cuerpo rígido con sus líneas de acción en forma paralela. La resultante de dos o más fuerzas paralelas tiene una magnitud igual a la suma de ellas con su línea de acción también paralela a las fuerzas. Cuando dos fuerzas paralelas de la misma magnitud, pero de sentido contrario, actúan sobre un cuerpo, se produce el llamado par de fuerzas en el que la resultante es igual a cero y su punto de aplicación está en el centro de la línea que une a los puntos de aplicación de las fuerzas de las componentes. Un par de fuerzas produce un movimiento de rotación, tal como sucede en el volante de un automóvil. El momento de una fuerza (torca), se define como la capacidad que tiene una fuerza para hacer girar un cuerpo. El momento de una fuerza se obtiene multiplicando la fuerza aplicada por el brazo de palanca (M = Fr). Es una magnitud vectorial cuya dirección es perpendicular al plano en que se realiza la rotación del cuerpo y su sentido depende de cómo se realice ésta. La primera condición de equilibrio dice: para que un cuerpo este en equilibrio de traslación la resultante de todas las fuerzas que actúa sobre él debe ser cero (Fx=0, ΣFy=0). La segunda condición de equilibrio señala que para que un cuerpo este en equilibrio de rotación la suma de los momentos que actúan sobre él respecto a cualquier punto debe ser igual a cero (ΣM=0). Por convención se considera que el momento de una fuerza es positivo cuando su tendencia hace girar un cuerpo en sentido contrario a las manecillas del reloj, será negativo si gira en el sentido de las manecillas del reloj. EQUIPO, MATERIAL Y REACTIVOS: 1. Balanza aritmética. 157

2. Marco de pesas. 3. Hilo. CUESTIONARIO PREVIO: 1. ¿Cómo funciona una balanza? 2. ¿Qué relación tienen una palanca, una balanza y el momento de una fuerza? METODOLOGÍA EXPERIMENTAL: Monte la balanza de manera firme. Verifique que la regla graduada de la balanza en ausencia de los cuerpos se encuentre balanceada al mantener una posición horizontal. Cuelgue una pesa de 50 g en el brazo derecho a una distancia r 1= 30 cm del punto de equilibrio. La pesa provocará que la regla gire en el mismo sentido de las manecillas del reloj. Equilibre dicha fuerza con una pesa de 100 g, la cual deberá ser colocada a la izquierda del punto de equilibrio de la regla. Anote su brazo de palanca r2 en su cuadro de datos. Retire las pesas anteriores y ahora coloque una pesa con una magnitud de 200 g del lado izquierdo a una distancia r2=10 cm del punto de equilibrio. La pesa provocará que la regla gire en sentido contrario a las manecillas del reloj. Equilibre dicha fuerza con una pesa de 50 g que deberá ser colocada a la derecha del punto de equilibrio de la regla. Anote su brazo de palanca r 1 en su cuadro de datos. Retire las pesas anteriores y coloque ahora una pesa de 20 g del lado derecho a una distancia r2=30 cm del punto de equilibrio. Equilibre dicha magnitud con una pesa de 30 g a la izquierda del punto de equilibrio de la regla. Anote su brazo de palanca r2 en el cuadro de datos. RESULTADOS Y OBSERVACIONES. Puesto que la balanza aritmética se encontraba en equilibrio de traslación, ¿Cómo se explica que la resultante de las fuerzas que actuaban sobre ellas era cero? Al dividir F1r1 / F2r2 para cada caso, ¿Qué valor obtuvo y que le representa ese valor obtenido?

CONCLUSIONES: En base a las preguntas anteriores, demuestre que al haber un equilibrio de rotación en cada uno de los casos, la suma de las magnitudes de los momentos es igual a cero. 158

REFERENCIAS: MONTIEL, P. H. (2011). Física general. México: Grupo editorial Patria. TIPPENS. (2007). Física general, conceptos y aplicaciones. México: Mc Graw Hill.

159

Equilibrio de Fuerzas Concurrentes TIPO DE PRÁCTICA: Aula. MATERIA: Física I. COMPETENCIA DISCIPLINAR EXTENDIDA: Determina la resultante y la equilibrante de un sistema de fuerzas concurrentes, mediante el uso de dinamómetros y por el método del paralelogramo. INTRODUCCIÓN Para definir las magnitudes escalares solo se requiere la cantidad expresada en números y la unidad de medida, las vectoriales son las que para definirse además de la cantidad expresada en números y la unidad de medida necesitan que se señale la dirección y el sentido. Cualquier magnitud vectorial puede ser representada en forma grafica por medio de un vector. Un sistema de vectores es concurrente cuando la dirección o línea de acción de los vectores se cruzan en algún punto; la resultante de un sistema de vectores es aquel vector que produce el mismo efecto de los demás vectores integrantes del sistema. Para sumar magnitudes vectoriales empleamos métodos gráficos como el del paralelogramo y métodos analíticos, porque los vectores no pueden sumarse aritméticamente por tener dirección y sentido. EQUIPO, MATERIAL Y REACTIVOS 1. Tres dinamómetros 2. Tres prensas de tornillo 3. Regla graduada 4. Argolla metalice 5. Tres trozos de cordón 6. Tres hojas de papel 7. Transportador

CUESTIONARIO PREVIO 160

1. ¿Qué condición se debe cumplir para que un cuerpo este en equilibrio? 2. ¿Cómo se determina la resultante de dos fuerzas concurrentes en forma gráfica? 3. ¿Cómo define a la resultante de un sistema de fuerzas? 4. ¿Qué método grafico utilizarías para sumar tres o más fuerzas concurrentes? 5. ¿Qué características tiene la equilibrante de un sistema de fuerzas?

METODOLOGÍA EXPERIMENTAL A la mitad de un lápiz amarre dos cordones de tal manera que uno quede a la izquierda y el otro a la derecha. Pídale a uno de sus compañeros que sujete un extremo o jale el otro evitando mover el lápiz. Analice y comente lo sucedido. Sujete tres cordones a la argolla metálica. Con ayuda de otros dos compañeros tiren cada uno un extremo de los cordones. ¿Cuál es su conclusión acerca de las fuerzas que actúan sobre la argolla? Coloque debajo de la argolla una hoja de papel y trace sobre ella las líneas correspondientes a las posiciones de los cordones. Anote en cada trazo el valor de la lectura de los dinamómetros así como el ángulo que forman entre si, medido con su transportador. RESULTADOS Y OBSERVACIÓN Realiza con los trazos hechos y mediante una escala conveniente, el diagrama vectorial. Suma dos vectores cualesquiera por el método del paralelogramo y compara el valor de la resultante obtenida con la tercer fuerza. CONCLUSIONES Realiza una síntesis de lo observado en cada caso y comenta lo sucedido a los demás equipos. Presenta un reporte la siguiente sesión. 161

REFERENCIAS PÉREZ, M. H. (2010),

Física General. (4ª ed). México: Grupo editorial

Patria. TIPPENS, P. (2004). Física, (5ta ed)México: Mc Graw Hill. AGUILAR, V. E. & Plata V. A. (2002). Física II, (1a ed.) GGTI

162

Equilibrio de fuerzas paralelas TIPO DE PRÁCTICA: Laboratorio MATERIA: Física I COMPETENCIA DISCIPLINAR EXTENDIDA:Experimentar con el momento de una fuerza y explicar las condiciones de equilibrio de las fuerzas paralelas. INTRODUCCIÓN Las fuerzas paralelas son aquellas que actúan sobre un cuerpo rígido con sus líneas de acción en forma paralela. La resultante de dos o más fuerzas paralelas tiene un valor igual a la suma de ellas con sus líneas de acción también paralelas a las fuerzas. Cuando dos fuerzas paralelas de la misma magnitud pero de sentido contrario actúan sobre un cuerpo, se produce el llamado par de fuerzas en el que su resultante es igual a cero y su punto de aplicación está en el centro de la línea que une a los puntos de aplicación de las fuerzas componentes. No obstante que la resultante es cero, un par de fuerzas produce siempre un movimiento de rotación, tal como sucede con el volante de un automóvil. EQUIPO, MATERIAL Y REACTIVOS Una balanza aritmética Un marco de pesas Hilo CUESTIONARIO PREVIO Puesto que la balanza aritmética se encontraba en equilibrio de transición, ¿Cómo se puede explicar que la resultante de las fuerzas que actúa sobre ellas era cero? Al dividir f1r1/f2r2 para cada caso, ¿Qué valor obtuvo y que le representa ese valor obtenido? Demuestre que al haber un equilibrio de rotación en cada uno de los casos, la suma de los momentos es igual a cero.

163

METODOLOGÍA EXPERIMENTAL Monte el dispositivo, la regla graduada de la balanza aritmética en ausencia de cuerpos suspendidos se encuentre balanceada al mantener una posición horizontal. Cuelgue una pesa de 50 g en el brazo derecho a una distancia r1 de 30 cm del punto de equilibrio. La pesa provocara que la regla gire en el mismo sentido que las manecillas del reloj, equilibre dicha fuerza con una pese de 100 g, la cual debe ser colocada a la izquierda del punto de equilibrio de la regla, anote su brazo de palanca r2. Retire las pesas anteriores y ahora coloque una pesa de 200 g al lado izquierdo a una distancia r2 de 10 cm. La pesa provocara que la regla gire en sentido contrario de las manecillas del reloj. Equilibre dicha fuerza con una pesa de 50 g, anote su brazo de palanca. RESULTADOS Y OBSERVACIÓN Ilustrar el procedimiento con un diagrama de fuerzas e identificar cuando se presenta un momento negativo y uno positivo, analizar las condiciones de equilibrio para cada uno de los momentos.

CONCLUSIONES El estudiante expresa lo comprendo y precisa la importancia del estudio de par de fuerzas y equilibro, en la vida diaria; integrando lo comprendido en un resumen. REFERENCIAS CUTNELL, J., & W, J. K. (2001). Fïsica. México D.F: Limusa. PÉREZ, H. (2009). Física General. México D.F: Publicaciones Cultural. SLISKO, J. (2011). Física 2. El Gimnasio de la Mente Bachillerato General. México D.F.: Prentice Hall/ Perason.

164

UNIDAD III

Distancia y desplazamiento. TIPO DE PRÁCTICA: Laboratorio, campo. MATERIA: Física I. COMPETENCIA DISCIPLINAR EXTENDIDA: Determina experimentalmente los valores de distancia y la magnitud del desplazamiento de un móvil. INTRODUCCIÓN La distancia recorrida por un móvil es una magnitud escalar, ya que solo interesa saber cuál fue la magnitud de la longitud recorrida por el móvil durante

trayectoria,

sin

importar

qué

dirección

hizo.

desplazamiento de un móvil es una magnitud vectorial que corresponde a una distancia medida en una dirección particular entre dos puntos: el de partida y el de llegada. EQUIPO, MATERIAL Y REACTIVOS: 1. 2. 3. 4. 5.

Regla graduada de un metro. Transportador. Cordón de 5 m. Gis. Un trozo de madera o palo.

CUESTIONARIO PREVIO: 1. ¿Qué es el movimiento y cuantos tipos de movimiento hay? 2. ¿Por qué es necesario un sistema de referencia y cuántos tipos

referencias hay? 3. ¿Qué diferencia hay entre movimiento, desplazamiento y trayectoria? 4. METODOLOGÍA EXPERIMENTAL: Marque en el piso una señal que sirva como punto de partida. Identifique el norte, sur, este y oeste geográficos.

165

Un compañero dará cinco pasos al norte y tres pasos al este, marque en cada caso el punto donde llega. Determine cuál es la distancia total recorrida por su compañero. Para ello, mida con la regla la distancia que recorrió al dar los cinco pasos al norte y la distancia recorrida al dar los tres pasos al este. Sume las dos distancias y encuentre el valor de la distancia total. Determine el desplazamiento efectuado por su compañero. Para lograrlo, mida con la regla la distancia que hay entre el punto de partida y el de llegada. La dirección la determinara al medir con un transportador el ángulo que forma la recta que representa la distancia medida entre el punto de partida y el de llegada respecto al este. Trace en el piso un circulo de radio de 5 m. Utilice el cordón, marque lo que será el centro del circulo y fije con el dedo de un compañero en extremo del cordón, y en el otro extremo de éste, are un gis si el piso es de cemento, o un palo si es de tierra, para que marque el circulo al girar alrededor del centro de éste. Señale sobre el círculo un punto de partida, colóquese en él y dé cinco vueltas completas para que regrese al mismo punto de partida. Calcule la distancia que recorrió. Recuerde que el perímetro = 2¶r RESULTADOS Y OBSERVACIONES. ¿Cuánto vale el desplazamiento que efectuó? ¿Por qué el desplazamiento es cero? ¿Por qué no es lo mismo distancia que desplazamiento? CONCLUSIONES: En base a las preguntas anteriores, ¿Cuáles son los elementos básicos del movimiento

que

consideraciones

deben

tener

medirse

los

movimientos?

166

REFERENCIAS: PÉREZ, M. H. (2011), Física General. México: Grupo editorial Patria. TIPPENS, P. (2007), Física General, Conceptos y Aplicaciones. México: Mc Graw Hill.

167

Velocidad media e instantánea TIPO DE PRÁCTICA: Laboratorio. MATERIA: Física I. COMPETENCIA DISCIPLINAR EXTENDIDA: Obtiene registra y sistematiza la información para responder a la pregunta de carácter científico, consultando fuentes relevantes y realizando experimentos pertinentes. INTRODUCCIÓN: En física, se define correctamente a la velocidad al decir que es "la rapidez con la que cambia de posición un móvil". Esta magnitud expresa la variación de posición de un objeto en función de la distancia recorrida en la unidad de tiempo. Se suele representar por la letra. La velocidad puede distinguirse según el lapso considerado, por lo cual se hace referencia a la velocidad instantánea, la velocidad promedio, etcétera. En el Sistema Internacional de unidades su unidad es el metro por segundo. La velocidad media o velocidad promedio informa sobre la velocidad en un intervalo dado. Se calcula dividiendo el desplazamiento (delta x) por el tiempo transcurrido (delta t). Permite conocer la velocidad de un móvil que se desplaza sobre una trayectoria, cuando el lapso de tiempo es infinitamente pequeño, siendo entonces el espacio recorrido también muy pequeño, representando un punto de la trayectoria. EQUIPO MATERIAL Y REACTIVOS 1. Una pista 2. Varilla 6 cm. 3. Carrito para experimentos 4. Tres pesas ranuradas de 50 g 5. Dos jinetes 6. Generador de marcas de tiempos 7. Cinta métrica 8. Cinta registradora 168

9. Tijeras 10. Dos cables de conexión 11. Fuente de alimentación 12. Etiquetas adhesivas CUESTIONARIO PREVIO 1. ¿Qué es cinemática y qué estudia? 2. ¿Qué es rapidez? 3. ¿Qué es movimiento? 4. ¿Qué entiendes por unidad escalar y vectorial? 5. ¿Podemos calcular la velocidad instantánea como si fuera una velocidad media de un pequeño intervalo de tiempo? 6. Cuando decimos "el coche marcha ahora a 100km/h", ¿Recorre realmente 100km durante la próxima hora? 7. Cuando decimos –―hemos necesitado 1 h para recorrer 100km‖-, ¿Queremos decir que la velocidad ha sido de 100km/h? METODOLOGÍA EXPERIMENTAL Montaje de acuerdo a la ilustración.

Preparación:

169

Coloca la pista sobre la mesa y el carrito para experimentos junto con tres pesos de ranura sobre la pista. Elevamos un poco (unos 3 cm.) un extremo de la pista con ayuda de la varilla de soporte de 6 cm. Sobre el extremo elevado colocamos el generador de marcas de tiempo. Al otro extremo de la pista colocamos el jinete, que evitará que el carrito ruede hacia abajo. Tiramos a través del generador de marcas de tiempo una cinta de papel metalizado de aproximadamente 1 m de longitud y la fijamos al carrito con ayuda de una etiqueta adhesiva. Aseguramos el otro extremo de la cinta a la pinza de cocodrilo del generador de marcas de tiempo. Conectamos el generador de marcas de tiempo a una tensión alterna de 15 V. Deslizamos

carro

completamente

hasta

generador

marcas.

Directamente frente al carro colocamos un jinete sobre la pista para que lo detenga. Experimento 1: Ponemos la tecla en 100 ms. Retirar el jinete que está junto al carrito. Este rueda aceleradamente, debido a que la pista está inclinada, y es detenido al final por el jinete. Poner la tecla en posición central y retiramos la cinta del soporte. Tomamos la cuarta marca de tiempo y la marcamos como punto inicial de las medidas posteriores (marca D). Denominamos a las siguientes marcas 1…8, entonces medimos las distancias previamente indicadas en la tabla y calculamos,

con

ayuda

del

tiempo

necesitado,

velocidad

media

respectivamente. La podemos calcular con la fórmula: v = d/t RESULTADOS Y OBSERVACIONES MARCA

DISTANCIA MARCA (m)

INTERVALO DE TIEMPO

VELOCIDAD MEDIA

(s)

(m/s)

1 8

170

El carrito se mueve aceleradamente y la velocidad aumenta. Por lo tanto, si queremos calcular la velocidad media para intervalos cada vez más pequeños tomamos los valores y los aproximamos gradualmente a la velocidad instantánea del momento de la marca 0. Finalmente medimos el intervalo antes de la marca 0 y después de la marca 0, sumamos los dos intervalos y dividimos entre 0,2 s. obtenemos de esta manera la velocidad instantánea tan exactamente cómo es posible obtenerla con ayuda de los puntos de medida. La velocidad instantánea es de _________m/s. Todavía debemos calcular la velocidad media del vagón durante todo el recorrido. A partir del número de los puntos de medida obtenemos la duración del movimiento (el número multiplicado por 0,1s). Obtenemos la distancia recorrida midiendo el intervalo entre el primero y el último punto de marcación sobre la cinta registradora. Obtenemos la velocidad media por medio de una división:

V= distancia/tiempo. La velocidad media es de m/s.

CONCLUSIONES Calcula la velocidad instantánea como si fuera una velocidad media en un pequeño intervalo de tiempo. Cuando decimos "el coche marcha ahora a 100km/h", ¿Recorre realmente 100 km durante la próxima hora? No, ya que nos referimos a la velocidad instantánea. Cuando decimos, hemos necesitado 1 h para recorrer 100km" tampoco queremos decir que la velocidad ha sido de 100km/h, sino que el valor medio de la velocidad ha sido de 100km/h. Elaborar un reporte y entregar en la siguiente clase. REFERENCIAS AGUILAR, V. E. & Plata V. A. (2002). Física II, 1a ed. GGTI ALVARENGA, B. & Máximo, A. (2004). Física con experimentos sencillos. Oxford University Press/ Harla, (7ªa ed.) Explora Valija Científica, (2002), Experimentos para el maestro. CONCYTEG.

171

Velocidad constante TIPO DE PRÁCTICA: Laboratorio y/o aula. MATERIA: Física I. COMPETENCIA DISCIPLINAR EXTENDIDA: Identifica y analiza a través de una sesión experimental el movimiento con velocidad constante de un objeto. INTRODUCCIÓN: De acuerdo con la Primera Ley de Newton: ―un cuerpo conservará su estado de reposo o de movimiento con rapidez constante, si no existe una fuerza externa que modifique esa condición‖. En la naturaleza y nuestro alrededor, es difícil encontrar objetos que se desplacen con rapidez constante; sin embargo, sí los hay, por ejemplo: las manecillas de un reloj o la tierra al girar alrededor del sol o sobre su propio eje. Un objeto en caída libre alcanzará una rapidez máxima y a partir de ese momento no cambiará. Supón que nos desplazamos en una carretera y el velocímetro indica siempre la misma lectura. No podríamos afirmar que la velocidad es constante ya que, si existen curvas al cambiar de dirección el movimiento no será constante en velocidad, aunque sí en rapidez. Recuerda que la rapidez es la magnitud del vector velocidad. Si nos moviéramos en línea recta y el velocímetro no indicara cambio en su lectura, entonces podríamos afirmar que el movimiento supone una velocidad constante. En realidad el velocímetro no indica la velocidad, sino la rapidez, entonces debería llamarse rapidómetro, suena rarísimo ¿no? EQUIPO Y MATERIAL 1. Una canica 2. Cuatro metros de manguera transparente con diámetro adecuada para que la canica corra libremente dentro de ella 3. Tabla de 1.5 metros de largo por 10 cm de ancho 4. Metro 5. Dos tapones de caucho que ajusten en los extremos de la manguera 6. Cronómetro 7. Cinta adhesiva 8. Aceite de cocina 9. Pegamento de contacto o silicón 172

10. Cinco grapas de electricista CUESTIONARIO PREVIO 1. ¿Cómo se define a la velocidad? 2. ¿Cuándo se le considera a un movimiento constante? 3. El volumen y la masa de un objeto ¿Influyen en la velocidad de un objeto? ¿De qué forma? METODOLOGÍA EXPERIMENTAL Coloca uno de los tapones en un extremo de la manguera y asegúrate de que entre a presión para que no se salga. Puedes utilizar algún pegamento de contacto o silicón. Una vez sellado uno de los extremos, coloca la canica en la manguera y llénala completamente de aceite. Considera la longitud del tapón que utilizaras en el extremo abierto y asegúrate de que quede bien fijo Ahora sujeta la manguera sobre la tabla con las grapas de electricista bien distribuidas; céntrala a lo largo y ancho. Procura que quede bien estirada para que no se curve, ya que podría causar algunos problemas. A 20 cm de uno de los extremos de la manguera traza una línea a lo ancho de la tabla e indica con un cero el punto inicial para la toma de distancia recorrida y realiza marcas cada 20 cm hasta completar un metro. Una vez terminada la construcción del aparato, medirás el tiempo que tarda la canica en recorrer distancias de 20 cm, para lo cual colocarás la tabla verticalmente formando un ángulo de 90° respecto de la superficie horizontal. Debes desplazarte de forma paralela a la tabla para seguir la canica y tomar adecuadamente el tiempo de todo el recorrido (de 20 en 20 cm, hasta completar un metro). Define, además, si detendrás el Cronómetro justo cuando el frente o la parte media de la canica pase por la marca de los 20 cm. Realiza la toma de tiempo por triplicado para cada distancia. RESULTADOS Y OBSERVACIONES El símbolo ∆ es la letra griega delta y significa cambio o variación, y se define como la diferencia entre la condición final y la inicial, en otras palabras: ∆d = df – di y ∆t = tf – ti 173

Con esta información, calcula la rapidez instantánea para cada intervalo. Estos valores te servirán para conocer también la rapidez promedio con los valores de las cinco velocidades instantáneas calculadas. Construye la gráfica de la relación distancia recorrida en función del tiempo promedio. Usa preferentemente una hoja de papel milimétrico. Como puedes observar, los puntos tienden a alinearse sobre una recta, lo cual no significa que el movimiento sea rectilíneo, sino que la razón de cambio se mantiene constante; en otras palabras, recorre distancias iguales en tiempos iguales ¿qué significa esto? Pues que la rapidez es constante y, al no cambiar la dirección, la velocidad también lo es. Observa cual es el valor de la distancia cuando el tiempo es igual a cero y conociendo el valor de la rapidez promedio sustituye estos valores en la siguiente ecuación df = di+ (∆d/∆t)t

Tiempo (s)

Distancia (cm)

CONCLUSIONES Con base a la práctica menciona que características se deben de considerar para determinar que un móvil tiene una velocidad constante. REFERENCIAS PÉREZ, M. H. (2011), Física General. México: Grupo editorial Patria.

174

Movimiento Uniformemente Acelerado TIPO DE PRACTICA: Laboratorio y/o aula. MATERIA: Física I. COMPETENCIA DISCIPLINAR EXTENDIDA: Interpreta los conceptos básicos de velocidad y aceleración gráficamente por medio de la experimentación. INTRODUCCIÓN Elmovimientoesuniformementeaceleradocuandosurapidez cambia(seaqueaumenteo

disminuya)

aintervalosdetiemposregulares.

Estosignificaquesu aceleraciónesconstante. EQUIPO, MATERIAL Y REACTIVOS 1. Cronómetro 2. Planoinclinado 3. Baladeacero 4. Reglagraduadade1m. 5. Reglade30cm CUESTIONARIO PREVIO 1. ¿Cuándosedicequeuncuerpo sehaacelerado? 2. ¿Cuándosetieneunmovimientouniformementeacelerado? 3. Matemáticamente, ¿Cómoestádefinidalaaceleraciónuniforme? 4. ¿Quérepresentaeláreabajolacurvayenquéunidadesseexpresacuandosegr afica velocidadcontratiempoenelmovimientouniformementeacelerado? METODOLOGÍA EXPERIMENTAL Coloqueen elsoportelanuezdoble. Marqueenelriellasdistanciasde150cm,100cm,60cm,40cm,y 20cmcon un poco de cintamasking-tape.

175

Delanuezdoblesujete

elrielde

maneraquela

alturadeéste,

medidadesdelamesaseade25cm. Unosolodetuscompañerossoltaráelbalíndesdelapartesuperiordelrielysemoverá rápidamentehastalamarcaadecuadaparamedireltiempo(enelqueelbalínrecorrec ierta

distancia)

con

elcronómetro.

Esto

lorepetirá5vecesyluego

calcularáelpromedio. Repitan laoperación anteriorhastacompletarla tabla 1 Conlosvaloresanterioresdibujeenpapelmilimétricounagráficadeladistanciacontr a eltiempo. Tambiénconestos valores concentrados enlatablaNo.1yaplicandolaecuación: d=½(vf +vo) t,calculelavelocidadfinaldelabalayescribasus resultados enlatabla No. 2. Conlosvaloresanteriores,dibujeenpapelmilimétricounagráficadevelocidadcontr atiempo. Aplicandolaecuacióna=

(vf

encuentrelaaceleraciónquetienelabalaencada

–vo)/t caso.Useesteespacioparalas

operacionesyregistresus resultados enlatablaNo.2. Anotesus observaciones delagráficadevelocidadcontratiempo. Calculeeláreatotalbajolacurvadeestamismagráfica. RESULTADOS Y OBSERVACIONES TABLANo. 1

TABLANo.2

TIEMPO(seg.)VELOCIDAD YACELERACIÓN Distancia 150 100 60 40 20

Distancia (cm) 150

Evento1

Tiempo

Evento2

Velocidad

Evento3

Aceleración

100

Evento4 Evento5 Promedio

Con los datos obtenidos elabore las gráficas de la relación distancia vs tiempo y velocidad vs tiempo. 176

CONCLUSIONES Elabore dos conclusiones partiendo de la relación distancia vs tiempo y velocidad vs tiempo obtenidos de los resultados anteriores. REFERENCIAS PÉREZ, M. H. (2011), Física General. México: Grupo editorial Patria.

177

Movimiento Rectilíneo Uniforme. TIPO DE PRÁCTICA: Laboratorio. MATERIA: Física I. COMPETENCIA DISCIPLINAR EXTENDIDA: Comprobar que el movimiento de un cuerpo es en línea recta, que los desplazamientos son iguales en tiempos iguales y la relación del incremento d/t es constante. INTRODUCCIÓN La Cinemática estudia las leyes del movimiento (cambios de posición) de los cuerpos, sin tomar en cuenta las causas (fuerzas) que lo producen, limitándose esencialmente, al estudio de la trayectoria en función del tiempo. La aceleración es el ritmo con que cambia su rapidez (módulo de la velocidad). La rapidez y la aceleración son las dos principales cantidades que describen cómo cambia su posición en función del tiempo. La Posición determina el lugar de un cuerpo en el espacio es necesario referir dicha posición en relación con otro cuerpo denominado entonces cuerpo de referencia. Su selección es arbitraria, puede ser un árbol, una casa, el Sol, etc. Esto implica que la posición de un cuerpo es una magnitud relativa, dependiente del objeto tomado como cuerpo de referencia. PALABRAS CLAVE: Desplazamiento, Tiempo,Velocidad. EQUIPO, MATERIAL Y REACTIVOS 1. Regla graduada 2. Masking tape delgado 3. Cronómetro 4. Tubo de vidrio de 1.5 m de largo y de 1 o 1.5 cm de diámetro 5. Dos tapones para el tubo de vidrio 6. Soporte de 8 a 12 cm de alto 7. Agua

178

CUESTIONARIO PREVIO 1. ¿La burbuja recorre desplazamientos iguales en tiempos iguales? 2. ¿El desplazamiento es directamente proporcional al tiempo? 3. ¿El resultado final para cada evento, es constante o distinto? 4. Escriba la definición de velocidad de un móvil, su fórmula y unidades SI 5. ¿La relación incremento d/t tiene una magnitud constante? Explique. METODOLOGÍA EXPERIMENTAL Haga un tubo de burbuja, como el que se usa en la construcción, pero más grande. Coloque un tapón por uno de los extremos del tubo de vidrio, agregue agua hasta casi llenarlo, solo deje un pequeño espacio para formar una burbuja de aire. Con un tapón, cierre totalmente este extremo a fin de evitar la salida del agua. Marque con algunos trozos pequeños de masking-tape el tubo de burbuja, señalando distancias cada 15 cm. Desde uno de los extremos. Seleccione un punto de apoyo para cada uno de los extremos del tubo de burbuja, cuya altura sea de 8 a 12 cm. El otro extremo deberá apoyarlo sobre la mesa. Incline el extremo del tubo de burbuja apoyándolo en el punto o soporte seleccionado. Observe como la burbuja comienza a desplazarse. Con el cronómetro en mano, registre el tiempo utilizado por la burbuja para recorrer cada distancia marcada en el tubo. Repita cuantas veces se requiera sus lecturas y con el promedio llene la tabla de resultados.

179

RESULTADOS Y OBSERVACIÓN Tabla de resultados Movimiento Rectilíneo Uniforme Evento Tiempo (t)

Desplazamiento (d)

Resultado (d/t)

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 CONCLUSIONES Elaborar un reporte con los datos obtenidos y graficar el tiempo y desplazamiento. REFERENCIA FUENTES, A. (2002). Jugar y aprender ciencias.Experimentos para desarrollar competencias en ciencias. México: Reymo. pp. 11 y 12.

180

Movimiento Rectilíneo Uniforme (MRU) TIPO DE PRÁCTICA: Campo. MATERIA: Física I. COMPETENCIA DISCIPLINAR EXTENDIDA: Resuelve problemas establecidos o reales de su entorno, utilizando las ciencias experimentales para la comprensión del mismo. INTRODUCCIÓN La cinemática se ocupa de la descripción del movimiento sin entender las causas que lo provocan. La velocidad se define como la distancia recorrida dividida entre el intervalo de tiempo. La magnitud de la velocidad se denomina rapidez y puede medirse en unidades como cm/s, m/s o km/hr etc. Existen varios tipos especiales de movimiento fáciles de describir. En primer lugar aquel en que la velocidad es constante. Si la velocidad es constante la velocidad media es igual a la velocidad en cualquier instante determinado. Si el tiempo t se mide con un reloj que se pone en marcha con t=0, la distancia d recorrida a velocidad constante v será igual al producto de la velocidad por el tiempo: d = v * t Otro tipo especial de movimiento es aquel en el que se mantiene constante la aceleración. Como la velocidad varía, hay que definir la velocidad instantánea, que es la velocidad en un instante determinado. En el caso de una aceleración a constante, considerando una velocidad inicial nula (v =0 en t = 0), la velocidad instantánea transcurrido el tiempo t será: V = a * t La distancia recorrida durante ese tiempo será: d = ½a * t2 EQUIPO Y MATERIAL: 1. Cronómetro 2. Carrito de Fricción 3. Flexómetro 4. Carril de cartoncillo o cartulina 5. Ligas 6. Calculadora 181

CUESTIONARIO PREVIO 1. ¿Qué es el movimiento rectilíneo uniforme? 2. ¿Qué es la velocidad? 3. ¿Qué es la aceleración? 4. ¿Dónde podemos observar el MRU?

METODOLOGÍA EXPERIMENTAL Arme una pista en línea recta con el cartoncillo o cartulina (más ancha que el carro de fricción) Marque distancias de 20cm, 40 cm, 60 cm, 80 cm y 100cm. Coloque dos soportes en la salida del riel de tal modo que se adapte la liga Inicie los eventos Anote los tiempos registrados en la tabla RESULTADOS Y OBSERVACIÓN Recopilar los resultados en la siguiente tabla, para comprobar el MRU. Evento

20 cm

40 cm

60 cm

80 cm

100 cm

1 2 3 4 5 Suma Tiempo prom.

182

CONCLUSIONES Grafique en una hoja milimétrica los pares de valores de la tabla anterior en un sistema de coordenadas de distancia contra tiempo. Enseguida aplique la fórmula de la velocidad para cada par de valores de la tabla y compruebe el MRU en cada una de las marcas de la pista. MOVIMIENTO RECTILÍNEO UNIFORME Distancia

D1=

D2=

D3=

D4=

D5=

Tiempo Promedio Velocidad (cm/s) Velocidad (m/s)

REFERENCIAS PÉREZ, M. H. (2011), Física General. México: Grupo editorial Patria.

183

Movimiento Rectilíneo Uniforme TIPO DE PRÁCTICA: Laboratorio. MATERIA: Física I. COMPETENCIA DISCIPLINAR EXTENDIDA: Diseña modelos para demostrar principios científicos. INTRODUCCIÓN Cuando

móvil

sigue

una

trayectoria

recta

cual

realiza

desplazamientos iguales se dice que efectúa un movimiento rectilíneo uniforme. Suponiendo que en 1 segundo un móvil se desplaza 2 metros; al trascurrir 2 segundos, se habrá desplazado 4 metros y así sucesivamente; en este tipo de movimiento la velocidad permanece constante, ya que por cada incremento en el tiempo de 1 segundo, tendrá un incremento de 2 metros en su desplazamiento. Por tanto, la fórmula de la velocidad en función de los cambios en el desplazamiento respecto al cambio en el tiempo es la siguiente: v = d2-d1/t2-t1. Galileo Galilei realizo sus experimentos de caída libre, utilizando un plano inclinado con diferentes ángulos, algunos muy pequeños para que la aceleración que experimentara una esfera al caer fuera menor que si la dejara caer sobre la superficie. De esta manera podía lograr que el movimiento de la esfera fuera más lento y pudo medir la distancia que recorría en determinado lapso de tiempo. Así pudo comprobar que la caída libre es un movimiento uniformemente acelerado. EQUIPO, MATERIAL Y REACTIVOS 1. Tubo de cobre de 60 cm de largo y del ancho de una canica 2. Imán de neodimio esférico del tamaño de una canica 3. Una canica 4. Soporte universal con pinza de uso múltiple 5. Probeta de 100ml 6. Flexómetro 7. Cronómetro 184

8. Tubos de ensaye con tapa (dos) 9. Glicerina 200 ml 10. Ladrillos (dos) 11. Tabla de 60 x 30 cm CUESTIONARIO PREVIO 1. ¿Qué es la velocidad media y como se calcula? 2. ¿Cuál es el valor aceptado de la fuerza de gravedad y porque este valor no es igual en todas las regiones del planeta? 3. Investigue la importancia de las gráficas y la relación de la trigonometría con el estudio del movimiento rectilíneo uniforme METODOLOGÍA EXPERIMENTAL Monte el tubo de cobre en el soporte universal de manera vertical, deje caer la canica dentro del tubo y mida el tiempo con el Cronómetro. Repita el procedimiento anterior utilizando ahora el imán. Registre sus observaciones y explique a que se deben las diferencias. ¿Qué longitud tendría el tubo y cuál sería la velocidad si el imán tardara 1 minuto en recorrerlo? Llene con agua la probeta hasta la marca de los 100 ml y deje caer la canica, mida el tiempo que tarda en tocar el fondo. Repita el proceso anterior utilizando esta vez glicerina. Registre sus observaciones. Coloque el extremo de la tabla de madera sobre un ladrillo y marque distancias de 10 cm, Llene uno de los tubos con agua y suéltelo desde el extremo superior midiendo el tiempo que tarda en recorrer cada distancia. Repita el procedimiento anterior elevando la tabla con el segundo ladrillo, registre sus observaciones diseñando una tabla de datos. Repita el procedimiento del punto tres utilizando un tubo con glicerina

185

RESULTADOS Y OBSERVACIÓN En base a esta práctica y a lo estudiado en clases compare los tiempos registrados para ambos tubos con los valores obtenidos para la distancia y el tiempo, elabore las gráficas de distancia en función del tiempo de las tablas correspondientes. CONCLUSIONES El estudiante realiza un reporte de

práctica, teniendo que entregar a la

siguiente sesión de clases. REFERENCIAS PÉREZ, M. H. (2011), Física General. México: Grupo editorial Patria.

186

Movimiento Rectilíneo Uniformemente Acelerado TIPO DE PRÁCTICA: Laboratorio. MATERIA: Física I. COMPETENCIA DISCIPLINAR EXTENDIDA:A partir de un experimento, comprueba y analiza las características

de un movimiento rectilíneo

uniformemente acelerado. INTRODUCCIÓN Es el movimiento de un cuerpo cuya velocidad experimenta aumentos o disminuciones iguales en tiempos iguales.En esta actividad se consideraran las mediciones qué se requieren para calcular la rapidez promedio de un objeto. ¿Cómo es la rapidez que calculas, en comparación con la rapidez máxima? Recuerde que la rapidez es solo la magnitud de la velocidad y que de manera ordinaria lo empleamos como su sustituto. La rapidez es la relación entre la distancia recorrida y el tiempo empleado en recorrerla. Siempre que un objeto cambia su velocidad, decimos que está acelerando. Por ejemplo, un automóvil que parte del reposo hasta llegar a una velocidad de 50 Km/h, ha acelerado. La aceleración es igual a la razón de cambio de velocidad. El intervalo de tiempo durante el cual un objeto cambia su velocidad es importante en el cálculo de la aceleración. Si a un automóvil le toma cuatro segundos para llegar a 50 Km/h, partiendo desde el reposo, tendrá una aceleración mayor que otro automóvil al que le tome seis segundos hacer el mismo cambio de velocidad. El ticometro es un dispositivo que sirve para estudiar el movimiento. Consta de un simple vibrador eléctrico a través del cual puede pasar una cinta de papel. EQUIPO, MATERIAL Y REACTIVOS 1. Ticómetro 2. Carro 3. Regla graduada 4. Soporte metálico con pinzas 187

5. Rampa de madera 6. Cinta adhesiva 7. Disco de papel carbón 8. Tira de papel para el ticómetro CUESTIONARIO PREVIO 1. ¿Qué tipo de movimiento realiza el carro? 2. ¿Cómo varia la distancia que recorre el carro respecto al tiempo transcurrido? 3. ¿Cómo determino el tiempo transcurrido en el experimento? 4. ¿Cuál es el significado físico de la curva obtenida al graficar los datos de la distancia contra el tiempo? 5. ¿Cuál es la característica principal en un MRUA?

METODOLOGÍA EXPERIMENTAL Monte un dispositivo, para ello coloque y sujete la rampa por su extremo superior a una altura de 65 cm de la superficie de la mesa de trabajo. En el extremo superior de la rampa, coloque y sujete con cinta adhesiva el ticómetro. Ponga el carro en el extremo superior de la rampa y adhiérale una de los extremos de la tira de papel, misma que debe pasar por las grapas del ticómetro y correr libremente con el carro. Ponga a funcionar al ticómetro e inmediatamente después suelte el carro por la rampa. Cuando el carro llegue al extremo inferior de la rampa desconecte el ticómetro, retire la tira de papel e inicie el análisis de las distancias entre los puntos marcados. Suponga una frecuencia de 90 vibraciones por s del ticómetro, mida la distancia entre el punto considerado como cero o inicial y la marca o punto 9, 188

entre el cero y el punto 18, entre el punto cero y el punto 27 y así sucesivamente. Registre las mediciones registradas. Con los datos de la tabla construya una gráfica distancia contra tiempo, interpreta el significado físico de la curva obtenida. RESULTADOS Y OBSERVACIÓN Realiza una gráfica distancia contra tiempo e interpreta el significado físico de la curva obtenida, gráfica la velocidad media contra el tiempo e interprete el significado físico de la recta obtenida al unir los puntos. CONCLUSIONES El estudiante realiza una interpretación de las

graficas físicas obtenidas e

identifica las características de un Movimiento Rectilíneo Uniformemente Acelerado. Tabla de resultados Velocidades Medias 0.1 0.2 0.3 0.4 0.5 0.6 0.7 0.8 0.9 1.0 REFERENCIAS PÉREZ, M. H (2010). Física General.(4ª ed).México: Grupo Editorial Patria TIPPENS, P. (2004) Física (5ta ed).México: McGraw Hill AGUILAR, V. E. & Plata V. A. (2002). Física II, 1a ed. GGTI

189

Caída libre y tiro vertical hacia arriba TIPO DE PRÁCTICA: Aula. MATERIA: Física I. COMPETENCIA DISCIPLINAR EXTENDIDA:Resuelve problemas establecidos o reales de su entorno, utilizando las ciencias experimentales para la comprensión y mejora del mismo. INTRODUCCIÓN En estos movimientos el desplazamiento es en una sola dirección que corresponde al eje vertical (eje "Y") Es un movimiento uniformemente acelerado y la aceleración que actúa sobre los cuerpos es la de gravedad representada por la letra g. Lo que diferencia a la caída libre del tiro vertical es que el segundo comprende subida y bajada, mientras que la caída libre únicamente contempla la bajada de los cuerpos. Al igual que la caída libre es un movimiento sujeto a la aceleración de la gravedad, sólo que ahora la aceleración se opone al movimiento inicial del objeto. El tiro vertical comprende subida, bajada de los cuerpos u objetos. EQUIPO, MATERIAL Y REACTIVOS: 1. Piedra 2. Hoja de papel 3. Pelota de esponja 4. Balín 5. Cronómetro 6. Regla graduada CUESTIONARIO PREVIO 1. ¿Cuál es el valor de la gravedad?

2. ¿Qué es el movimiento vertical? 190

3. Escribe cinco características que describan el movimiento vertical 4. ¿Qué entiendes por caída libre? 5. Cuál es la fórmula para calcular la altura METODOLOGÍA EXPERIMENTAL Realiza un esquema representativo de cada experimento Anota la descripción del desarrollo experimental Escribe los procedimientos analíticos para el cálculo de las variables desconocidas en el sistema internacional Grafica en papel milimétrico EXPERIMENTO I: Busque un lugar adecuado y de buena altura. En dicho lugar deja caer un balín de acero y registra el tiempo de caída hasta el suelo, repite 5 veces para obtener un promedio. Haga lo mismo con la esfera hueca y con una hoja de papel extendida. Con los datos calcula: la altura y la velocidad final. EXPERIMENTO II. Con la altura promedio calculada en el experimento I, En el mismo lugar arroja hacia abajo el balín de acero y registra el tiempo de caída hasta el suelo, repita 5 veces para obtener el promedio. Haga lo mismo con la esfera hueca y con la hoja de papel extendida. Con los datos obtenidos calcule: la velocidad inicial del objeto y su velocidad final. EXPERIMENTO III. Con la altura promedio calculada en el experimento I En el mismo lugar, deja caer una pelota de esponja, Registre el tiempo hasta que llega a una altura máxima del 1er. Rebote, repita 5 veces para un promedio. Con los datos obtenidos: el tiempo de caída hasta el suelo, el tiempo de subida en el 1er. Rebote, la velocidad de impacto con el suelo, la velocidad con 191

la cual la pelota se alejo del suelo en ele 1er. Rebote y al altura alcanzada en el 1er. Rebote. RESULTADOS Y OBSERVACIÓN Resuelva los ejercicios anotando los resultados y observaciones, entréguelos en hojas cuadriculadas a su profesor: CONCLUSIONES Elabora tus conclusiones partiendo de los resultados anteriores. Resuelva el ejercicio.

Cae una piedra desde el reposo de lo alto de un acantilado muy elevado. Una segunda piedra se lanza hacia abajo desde la misma altura 2 segundos después con una velocidad de 30 m/s. Si ambas piedras golpean el piso de abajo simultáneamente. Determina la altura.

REFERENCIAS MOSQUEIRA, S. (1992), Nueva Física General. México. Patria. pp. 31−33.

192

Tiro parabólico TIPO DE PRÁCTICA: Laboratorio. MATERIA: Física I. COMPETENCIA

DISCIPLINAR

EXTENDIDA:Comprueba

que

tiro

parabólico, la velocidad horizontal siempre se mantiene constante. INTRODUCCIÓN El tiro parabólico oblicuo es un movimiento que se efectúa en un plano, como resultado del movimiento simultaneo en dos direcciones: horizontal y vertical. En este tipo de movimiento la dirección velocidad inicial es oblicua, es decir tiene un ángulo de inclinación entre 0o y 90o. Esta velocidad tiene una componente horizontal y otra vertical, en la dirección vertical la velocidad varia debido a la aceleración de la gravedad. Mientras que la componente de la velocidad horizontal, no resulta afectada por la aceleración de la gravedad y por lo tanto se mantiene constante durante el desplazamiento. EQUIPO, MATERIAL Y REACTIVOS 1. 2. 3. 4.

Riel metálico de 1.5 m Balín Resorte metálico Tramo de tubo donde quepa el resorte y barrenado de lado a lado al grosor del clavo 5. Carrito con base de metal 6. Clavo de 1.5 pulgadas 7. Trozo de hilo CUESTIONARIO PREVIO 1. ¿Qué es la velocidad? 2. ¿Qué es el tiro parabólico? 3. ¿Qué es el alcance de un proyectil? 4. ¿Con que ecuación se determina la altura máxima? 5. ¿Con que ángulo de inclinación se tiene el mayor alcance 30°, 45° o 60°? Explica por qué.

METODOLOGÍA EXPERIMENTAL 193

1. Fijar en la base metálica del carrito el tramo de tubo y dentro del tubo el resorte. Cuidar que estén verticales. 2. Aproximadamente a la mitad de resorte barrenar perpendicular al tubo con un diámetro adecuado para que entre el clavo. 3. Atar la cabeza del clavo a un extremo de hilo. 4. Atar el otro extremo del hilo al inicio del riel. 5. Ajustar la altura de los extremos del riel, de manera que este horizontal. 6. Comprimir el resorte e introducir el clavo, de manera que el resorte no se dispare. 7. Coloca el balín dentro del tubo. 8. Coloca el carrito sobre el riel. Es importante que la fuerza de fricción entre el riel y las ruedas del carrito, sea despreciable. 9. Empuja el carrito sobre el riel. 10. Observa que pasa. RESULTADOS Y OBSERVACIÓN Realiza los esquemas correspondientes a tus observaciones. CONCLUSIONES El estudiante realiza un resumen de lo comprendido en la práctica, teniendo que entregar a la siguiente sesión de clases. REFERENCIAS FUENTES, A. (2005). Jugando con la ciencia. Buenos Aires: Cultural librería Americana. BERNAL, A. A. (2008). Física I. México: Wiltees. TIPPENS, P. (2001). Física, conceptos y aplicaciones. México: Mc Graw Hill.

194

Tiro Parabólico II TIPO DE PRÁCTICA: Laboratorio. MATERIA: Física I. COMPETENCIA DISCIPLINAR EXTENDIDA: Identifica experimentalmente el tiro parabólico como un movimiento en dos dimensiones. INTRODUCCIÓN Hasta la mitad del siglo XVI se creyó que las balas se movían en línea recta desde el cañón hasta el blanco y que las bombas disparadas por morteros describían una trayectoria compuesta por dos líneas rectas unidas por un arco de círculo. El matemático italiano Niccoló Tartaglia arguyó, en un tratado sobre cañones, que ninguna porción de la trayectoria de un proyectil podía ser una línea recta, y que cuanto mayor fuera la velocidad del proyectil, más tensa sería su trayectoria. Tartaglia inventó el cuadrante de cañones utilizado para determinar la elevación de la boca de fuego. Galileo demostró que, en el vacío, un proyectil describe un arco parabólico. El tiro parabólico es la suma vectorial de un movimiento horizontal uniforme y de un movimiento vertical uniformemente variado. Tal es la trayectoria curva que un proyectil describe cuando es lanzado hacia delante en el vacío. El tiro parabólico puede ser de dos clases: tiro horizontal y tiro oblicuo. EQUIPO, MATERIAL Y REACTIVOS 1. Riel metálico 2. Regla graduada 3. Tabla de madera 4. Hojas de papel blanco 5. Soporte metálico con pinzas de sujeción 6. Hojas de papel carbón 7. Esfera de acero 8. Cinta adhesiva 195

CUESTIONARIO PREVIO 1. ¿Existe evidencia de que la esfera sufre una aceleración constante durante su caída? 2. ¿Qué interpretación física le da a la gráfica obtenida? 3. ¿Cómo se interpreta el principio de independencia de los movimientos horizontal y vertical seguidos por la esfera? 4. Describa el comportamiento de dos esferas que caen libremente desde la misma altura y al mismo tiempo, pero una se suelta y la otra recibe un impulso horizontal. 5. Explique lo que representa un tiro parabólico. METODOLOGÍA EXPERIMENTAL Monte un dispositivo donde el riel se encuentre sujeto al soporte metálico, con el extremo inferior del riel sobre la mesa, de frente a una distancia de 20 cm debe estar la tabla cubierta con papel blanco y encima el papel carbón. Deje rodar la esfera de acero por el riel desde el punto elegido de antemano. Marque dicho punto, púes este deberá ser el mismo que utilice para soltar la esfera metálica en los siguientes impactos. Una vez que se impacte la esfera metálica en la madera, repita nuevamente el experimento pero ahora aleje la tabla de madera a 40 cm, después a 60 cm, 80 cm y finalmente a 100 cm del borde de la mesa. En todos los casos recuerde que debe soltar la esfera metálica desde el punto que eligió desde el principio. Retire el papel carbón y mida las alturas verticales descendidas por la esfera metálica, a partir del punto marcado como posición vertical inicial al momento de iniciar su caída libre. Escriba en la tabla de resultados los valores de la altura vertical que descendió. No olvide que el cuerpo está cayendo y por tanto el valor de Y es negativo.

196

Con los datos de la tabla de resultados, construya una gráfica de Y contra X y una los puntos obtenidos.

RESULTADOS Y OBSERVACIONES Tabla de resultados Distancias Verticales Distancias verticales (experimentales) Distancia horizontal

Distancia vertical medida desde el

X (cm)

punto inicial de descenso Y (cm)

0 20 40 60 80 100

CONCLUSIONES El alumno identificara experimentalmente el tiro parabólico como un movimiento en dos dimensiones. ¿Existe evidencia de que la esfera de acero sufre una aceleración constante durante su caída? ¿Qué interpretación física le das a la gráfica obtenida de Y contra X? Describe el comportamiento de dos esferas que caen libremente desde la misma altura y al mismo tiempo, pero una se suelta y la otra recibe un impulso horizontal. REFERENCIAS PÉREZ, M. H. (2011),

División Bachillerato, Universitario y Profesional:

Física general. México: Grupo Editorial Patria.

197

Tiro Parabólico y gravedad TIPO DE PRÁCTICA: Campo. MATERIA: Física I. COMPETENCIA DISCIPLINAR EXTENDIDA:Resuelve problemas establecidos o reales de su entorno, utilizando las ciencias experimentales para la comprensión del mismo. INTRODUCCIÓN El movimiento de vuelo libre de un proyectil se estudia en términos de sus componentes rectangulares, dado que la aceleración del proyectil siempre actúa en dirección vertical. Para el análisis del movimiento se hacen dos suposiciones: La aceleración de caída libre (aceleración de la gravedad: g = 9.8 m/s2) es constante en todo el intervalo de movimiento y está dirigida hacia abajo, El efecto de la resistencia del aire puede ignorarse, la única fuerza que actúa es el propio peso del proyectil. Con estas suposiciones, encontramos que la curva que describe un proyectil, que se denomina trayectoria, siempre es una parábola. La trayectoria se define en el plano x-y de manera que la velocidad inicial: v0 tenga componentes v0x y v0y en los respectivos ejes. Además, las componentes de la aceleración: ax= 0 y ay = -g.

Figura 1. Movimiento de un proyectil 198

Aplicando las ecuaciones cinemáticas en cada eje: Movimiento horizontal.- Debido a que ax= 0, se tiene: vx0 = constante x = x0 + vx0t

(1)

La componente horizontal de la velocidad permanece constante durante el movimiento. Movimiento vertical.- debido a que el eje y positivo tiene dirección vertical hacia arriba, entonces ay = -g, esto nos conduce a las siguientes ecuaciones: vy = vy0 – g t

(2) (3) (4)

La última ecuación se puede formular eliminando el tiempo t en las dos primeras ecuaciones; por lo tanto, sólo dos de las tres ecuaciones anteriores son independientes entre sí EQUIPO Y MATERIAL: 1. Botella de plástico de 3 lts 2. Tapón de goma 3. Bomba de aire 4. Válvula para inflar balón 5. Cronómetro 6. Cinta métrica 7. Transportador 8. 2 litros de agua 9. Rampa con un ángulo variable CUESTIONARIO PREVIO 1. ¿Qué es el tiro parabólico? 2. ¿Dónde podemos observar el tiro parabólico? 3. ¿Qué es la gravedad? 199

METODOLOGÍA EXPERIMENTAL 1. Llena la botella de 2l a la mitad 2. Coloca el tapón de goma a la botella de plástico 3. Hacerle un orificio a la goma de tal manera que solo entre la válvula 4. Introduce la válvula (previamente adaptada a la bomba de aire) 5. Coloca una rampa con un cierto ángulo de inclinación 6. Coloca la botella sobre la rampa 7. Empieza a bombear de tal manera que la botella salga disparada 8. En cuanto salga lanzada la botella activar el cronómetro y pararlo cuando caiga al piso 9. Medir con el flexómetro el desplazamiento horizontal 10. Hacer cálculos de altura máxima, velocidad inicial etc. RESULTADOS Y OBSERVACIÓN Recopilar los resultados en la siguiente tabla, para comprobar el Tiro Parabólico. Cálculos: Lanzamiento

Ángulo

Formulas:

CONCLUSIONES Cuál es la diferencia entre un ángulo menor a 45° a un ángulo mayor de 45° y porque hay cierta diferencia. REFERENCIAS PÉREZ, M. H. (2011), Física General. México: Grupo editorial Patria.

200

Gravedad, movimiento uniforme variado y aceleración. TIPÓ DE PRÁCTICA: Aula. MATERIA: Física I. COMPETENCIA DISCIPLINAR EXTENDIDA: Resuelve problemas establecidos o reales de su entorno, utilizando las ciencias experimentales para la comprensión y mejora del mismo. INTRODUCCIÓN La cinemática se ocupa de la descripción del movimiento sin tener en cuenta sus causas. La velocidad (la tasa de variación de la posición) se define como la distancia recorrida dividida entre el intervalo de tiempo. La magnitud de la velocidad se denomina rapidez y pueden medirse en unidades como kilómetro/hora. Existen varios tipos especiales de movimiento fáciles de describir. En primer lugar, aquel en el que la velocidad es constante. en el caso más sencillo, la velocidad podría ser nula y la posición no cambiaría en el intervalo de tiempo considerado. Si la velocidad es constante, la velocidad media (o promedio) es igual a la velocidad en cualquier instante determinado. Si el tiempo t se mide con un reloj que se pone en marcha con t = 0, la distancia d recorrida a velocidad constante v será igual al producto de la velocidad por el tiempo t: d = vt. Otro tipo especial de movimiento es aquél en el que se mantiene constante la aceleración. Como la velocidad varía, hay que definir la velocidad instantánea, que es la velocidad en un instante determinado. En el caso de una aceleración a constante, considerando una velocidad inicial nula (v=0 en t=0), la velocidad instantánea transcurrido el tiempo t será v = at EQUIPO, MATERIAL, REACTIVOS: 1. Metro 2. Tabla de madera lisa de 60 cm 3. Cuatro libros 4. Una canica 201

5. Reloj o celular con cronómetro CUESTIONARIO PREVIO: 1. ¿Qué es movimiento? 2. Menciona tres tipos de movimiento que conozcas 3. ¿Qué es una trayectoria? 4. ¿Qué es el desplazamiento? 5. ¿Qué es el movimiento rectilíneo uniforme? METODOLOGÍA EXPERIMENTAL: 1. Traza dos marcas sobre la tabla, cerca de los extremos y mide la distancia entre ambos puntos. 2. Coloca un libro sobre otro y mide la altura que tienen. 3. Coloca la tabla sobre los libros y sitúa la canica sobre la marca superior de la tabla, suéltala desde ahí, y mide el tiempo que tarda al pasar por la marca inferior. 4. Repite el experimento agregando dos libros más para aumentar la altura.

RESULTADOS Y OBSERVACIÓN: ¿Encontraste diferencia en el tiempo medido en el segundo experimento? CONCLUSIONES: Realizar resumen de lo aprendido y elaborar reporte con evidencias REFERENCIAS: PÉREZ, M. H. (2007), Física General. México: Grupo editorial Patria. TIPPENS, P. (2007), Física General, Conceptos y Aplicaciones. México: Mc Graw Hill.

202

La caída de los cuerpos. TIPO DE PRÁCTICA: Laboratorio, campo. MATERIA: Física I. COMPETENCIA DISCIPLINAR EXTENDIDA: Observa y cuantifica el valor de la variable tiempo para los cuerpos por el plano inclinado. INTRODUCCIÓN Galileo Galilei realizó sus experimentos de caída libre, utilizando un plano inclinado con diferentes ángulos, algunos muy pequeños para que la aceleración que experimentara una esfera al caer fuera menor que si la dejara caer sobre la superficie de la Tierra. De esta manera podía lograr que el movimiento de la esfera fuera más lento y pudo medir las distancias que recorría en determinados lapsos de tiempo. Así pudo comprobar que la caída libre es un movimiento uniformemente acelerado. EQUIPO, MATERIAL Y REACTIVOS: 1. Riel metálico de un metro. 2. Canica chica. 3. Canica grande. 4. Regla graduada. 5. Marcador. 6. Cronómetro. 7. Tres ladrillos. CUESTIONARIO PREVIO: 1. ¿Por qué caen los cuerpos? 2. ¿Todos los cuerpos caen con la misma velocidad, si/no? explique por qué? 3. ¿Cuál es el valor de la aceleración de la gravedad?

203

4. ¿Por qué a la aceleración de la gravedad se le da un valor negativo? METODOLOGÍA EXPERIMENTAL: 1. En lugares visibles del riel metálico, marque distancias cada 20 cm. 2. Coloque un extremo del riel metálico sobre uno de los ladrillos. 3. Suelte la canica pequeña desde el extremo superior del riel y mida el tiempo que tarda en recorrer cada distancia de 20 cm. 4. Registre en un cuadro de datos el tiempo transcurrido para que la canica recorra cada una de las distancias marcadas (20, 40, 60, 80 y 100 cm). 5. Después eleve al cuadrado cada uno de los datos experimentales del tiempo transcurrido y anote el resultado en la tabla de datos. 6. Repita el experimento las veces que sean necesarias para que los datos sean confiables. 7. Repita el paso anterior, pero ahora suelte la canica más grande desde el extremo superior del riel y registre nuevamente el tiempo transcurrido para que la canica recorra una de las distancias marcadas. 8. Con los valores obtenidos para la distancia recorrida por la canica y el tiempo transcurrido para recorrerla, elevado al cuadrado, construya una grafica de distancia en función del tiempo al cuadrado. 9. Repita los pasos 3, 4 y 5, pero ahora coloque un ladrillo más para que aumente la inclinación del plano. 10. Finalmente, aumente la inclinación del plano, colocando el tercer ladrillo y repita los pasos 3, 4 y 5. RESULTADOS Y OBSERVACIONES. ¿Fue diferente el tiempo de caída de la canica pequeña para cada una de las distancias marcadas, comparado con el tiempo que transcurre para que la canica grande recorra dichas distancias manteniendo la misma altura del plano inclinado? ¿Sí o no, porque? ¿Cómo varia el tiempo de caída de las canicas al ser mayor la inclinación del plano inclinado?

204

CONCLUSIONES: En base a las preguntas anteriores, ¿Qué sucederá en el caso de que el riel se coloque en posición vertical? REFERENCIAS: PÉREZ, M. H. (2011), Física General. México: Grupo editorial Patria. TIPPENS, P. (2007), Física General, Conceptos y Aplicaciones. México: Mc Graw Hill.

205

Caída de un imán TIPO DE PRACTICA: Laboratorio y/o aula. MATERIA: Física I. COMPETENCIA DISCIPLINAR EXTENDIDA: Contrasta los resultados obtenidos en una investigación o experimento con hipótesis previa y comunica sus conclusiones INTRODUCCIÓN El movimiento rectilíneo es aquel que ocurre en línea recta. Un objeto está en movimiento si su posición cambia. La distancia y desplazamiento nos ayudan a determinar la cantidad movida. Si te mueves más rápidamente o lentamente tu rapidez y velocidad cambian, de forma que la rapidez y la velocidad describen el cambio en posición a través del tiempo.

La razón a la cual

cambia la velocidad en un intervalo de tiempo dado se llama aceleración. La aceleración describe el cambio de velocidad a través del tiempo.

En esta

unidad de cinemática nos concentraremos en el movimiento que ocurre en línea recta. La cinemática es la parte de la mecánica en física que estudia y describe el movimiento de los objetos.

La cinemática se basa en la

descripción del movimiento usando explicaciones, números y ecuaciones que incluyen la distancia, desplazamiento, rapidez, velocidad y aceleración. MATERIAL 1. Cronómetro. 2. Tubo de cobre de 1’ 2m de largo y 2’ 8cm de diámetro con ranuras cada 20cm, excepto la primera que estará a 15cm del borde superior. Esta 1ª ranura se tomará como origen de posiciones. 3. Imán de niobio de 2’2cm de diámetro. METODOLOGÍA Se coloca el tubo de cobre vertical y sujeto por un soporte y dos pinzas, de modo que se vean bien las ranuras. Encima del tubo debe de haber una fuente de luz para que se vea bien el imán cuando pase por las ranuras. 206

Se deja caer el imán por la parte superior del tubo y se pone en marcha el cronómetro cuando pase el imán por la 1ª ranura, que se tomará como origen. Se para el cronómetro cuando el imán haya recorrido 20cm (pase por la 2ª ranura). Se anota este tiempo en una tabla como la indicada abajo. Esta operación se repite hasta tener tres valores de tiempo con la distancia de 20cm. Se saca la media aritmética de los tres tiempos (tiempo medio) y se anota en la tabla. Estas operaciones se repiten hasta tener valores de tiempo medio con las distancias de 20cm, 40cm, 60cm, 80cm y 100cm. Datos Completa la siguiente tabla: Distancia (m)

Tiempos (s)

20cm

t1 =

Velocidades (m/s)

t2 =

t3 =

v1 =

t2 =

t3 =

v2 =

t2 =

t3 =

v3 =

t2 =

t3 =

v4 =

t2 =

t3 =

v5 =

tmedio = 40cm

t1 = tmedio =

60cm

t1 = tmedio =

80cm

t1 = tmedio =

100cm

t1 = tmedio =

Cálculos y representaciones gráficas Calcula la velocidad de imán para cada distancia: 20cm, 40cm, etc. y anótala en la tabla anterior. Haz la representación gráfica de las distancias recorridas por el imán (eje Y) frente a los tiempos (eje X). Calcula la pendiente de dicha representación e interpreta el resultado. ¿A qué equivale dicha pendiente? Haz la representación gráfica de las velocidades del imán v1, v2, etc. (eje Y) frente al tiempo (eje X). 207

ANÁLISIS Interpreta las gráficas del apartado anterior e indica el tipo de movimiento que lleva el imán en su caída. CUESTIONES Si el tubo tuviera 2m de largo, ¿cuánto tardaría el imán en recorrer 180cm

CONCLUSIONES Elabora tus conclusiones partiendo de los resultados prácticos comparados con los teóricos. REFERENCIAS PÉREZ, M. H. (2010),

Física General. (4ª ed). México: Grupo editorial

Patria. TIPPENS, P. (2004). Física, (5° ed)México: Mc Graw Hill.

208

UNIDAD IV

Determinación dinámica de la masa TIPO DE PRÁCTICA: Laboratorio MATERIA: Física 1 COMPETENCIA DISCIPLINAR EXTENDIDA:Obtiene registra y sistematiza la información para responder a la pregunta de carácter científico, consultando fuentes relevantes y realizando experimentos pertinentes INTRODUCCIÓN La Primera ley de Newton nos dice que para que un cuerpo altere su movimiento es necesario que exista algo que provoque dicho cambio. Ese algo es lo que conocemos como fuerzas. Estas son el resultado de la acción de unos cuerpos sobre otros. La Segunda ley de Newton se encarga de cuantificar el concepto de fuerza. Nos dice que la fuerza neta aplicada sobre un cuerpo es proporcional a la aceleración que adquiere dicho cuerpo. La constante de proporcionalidad es la masa del cuerpo, de manera que podemos expresar la relación de la siguiente manera: F=ma Tanto la fuerza como la aceleración son magnitudes vectoriales, es decir, tienen, además de un valor, una dirección y un sentido. De esta manera, la Segunda ley de Newton debe expresarse como: F=ma La unidad de fuerza en el Sistema Internacional es el Newton y se representa por N. Un Newton es la fuerza que hay que ejercer sobre un cuerpo de un kilogramo de masa para que adquiera una aceleración de 1 m/s2, o sea: 1 N = 1 Kg. · 1 m/s2 La expresión de la Segunda ley de Newton que hemos dado es válida para cuerpos cuya masa sea constante. Si la masa varia, como por ejemplo un cohete que va quemando combustible, no es válida la relación F = m · a.

209

Vamos a generalizar la Segunda ley de Newton para que incluya el caso de sistemas en los que pueda variar la masa. Para ello primero vamos a definir una magnitud física nueva. Esta magnitud física es la cantidad de movimiento que se representa por la letra p y que se define como el producto de la masa de un cuerpo por su velocidad, es decir: p=m·v La cantidad de movimiento también se conoce como momento lineal. Es una magnitud vectorial y, en el Sistema Internacional se mide en Kg·m/s. En términos de esta nueva magnitud física, la Segunda ley de Newton se expresa de la siguiente manera: La Fuerza que actúa sobre un cuerpo es igual a la variación temporal de la cantidad de movimiento de dicho cuerpo, es decir; F = dp/dt De esta forma incluimos también el caso de cuerpos cuya masa no sea constante. Para el caso de que la masa sea constante, recordando la definición de cantidad de movimiento y que como se deriva un producto tenemos: F = d(m·v)/dt = m·dv/dt + dm/dt ·v Como la masa es constante dm/dt = 0 y recordando la definición de aceleración, nos queda F=ma

…….tal y como habíamos visto anteriormente.

EQUIPO, MATERIAL Y REACTIVOS 1. Pista 2. Dos jinetes 3. Dos carritos de experimentación 4. Muelle para carritos 5. Cuatro pesas 50 g 6. Tijeras 7. Cordón 8. Cerillos CUESTIONARIO PREVIO 1. ¿Quién fue Isaac Newton? 210

2. ¿Qué teorías desarrollo?

3. Define fuerza

4. ¿Qué dice la primera y segunda ley de Newton?

METODOLOGIA EXPERIMENTAL Preparación Montaje de acuerdo a la ilustración.

Para todas las mediciones preparamos una laza, cuya longitud total estando extendida sea de 25- 30 cm. Colocamos esta laza sobre los extremos del muelle del vagón para experimentos. Acercamos ambos vagones para experimentos hasta que el muelle (con la laza) se sostenga con sus muescas entre ambos vagones. Ambos vagones para experimentos se encuentran en el centro de la pista. Experimento: Quemamos completamente la laza con ayuda de un fósforo, con lo que comienza el movimiento de ambas masas. Medimos la velocidad ajustando previamente la relación entre las velocidades dada por el teorema del impulso, es decir, la relación entre las distancias

211

recorridas en tiempos iguales. Proporcionamos continuamente la posición de los lados exteriores de ambos vagones (posición inicial) y colocamos un jinete al final de la distancia previamente ajustada (posición final). Los dos vagones deben chocar simultáneamente contra los jinetes. Ajustamos sucesivamente el peso dados por la tabla colocando pesos de ranura y llevamos a cabo el experimento. RESULTADOS Y OBSERVACIONES Masas

Relación

Izquierda Derecha

Entre

Posición

Relación

inicial

final

entre las

Izquierda Derecha

Distancias

las masa

100g

200g

100g

150g

100g

150g

50g

200g

50g

CONCLUSIONES Si dos cuerpos actúan uno sobre el otro, es posible calcular la masa de un cuerpo a partir de la relación entre las velocidades después de la interacción y a partir del conocimiento de la masa del otro cuerpo. Para el caso de que dos masas que se encuentren en reposo se pongan en movimiento repeliéndose mutuamente por medio de una acción opuesta de fuerzas, el teorema del impulso nos dice que las velocidades se comportan inversamente proporcionales a las masas. Esto posibilita la determinación dinámica de la masa. REFERENCIAS GUTIERREZ A. C.Física 1, México. Mc Graw Hill PEREZ, M. H. (2002), Física I, México, Edit. Grupo Patria Cultural,

212

Aceleración de la gravedad TIPO DE PRÁCTICA: Laboratorio. MATERIA:Física I. COMPETENCIA DISCIPLINAR EXTENDIDA: Aplica

metodología

interdisciplinarios

apropiada

atendiendo

problemas

realización

relacionados

con

proyectos

las

ciencias

experimentales. Diseña prototipos o modelos necesidades

demostrar

para

principios

resolver científicos,

problemas, satisfacer hechos

fenómenos

relacionados con las ciencias experimentales. Confronta las ideas preconcebidas acerca de los fenómenos naturales con el conocimiento científico para explicar y adquirir nuevos conocimientos. INTRODUCCIÓN Cuando un cuerpo cae libremente sobre la superficie de la tierra, su velocidad instantánea va aumentando. Estudiando la manera en la cual aumenta esta velocidad se ha encontrado una aceleración constante cuyo valor es de 9.8 m/s2. El valor varía ligeramente de acuerdo a la latitud y altura de cada lugar. EQUIPO, MATERIAL Y REACTIVOS 1. Un riel 50 cm. 2. Un platillo porta pesas 3. Una cinta métrica 4. Un marcador 5. Unas tijeras 6. Un rollo papel metálico 7. Dos cables de conexión 8. Una fuente de alimentación 9. Etiquetas adhesivas

213

CUESTIONARIO PREVIO 1. ¿Por qué la gravedad depende de la zona en la que se encuentra el fenómeno? 2. ¿Por qué la aceleraciones negativa en un frenado? 3. ¿Es correcto decir que el incremento en la velocidad es la aceleración? 4. ¿Puede un objeto ir contrario a la vector gravedad? METODOLOGÍA EXPERIMENTAL Sujetar el marcador de tiempos sobre el riel de movimientos, se fija un extremo de una cinta de papel

metálico de 1 m de largo en la pinza de

cocodrilo del marcador de tiempos, y el otro extremo se desliza por dentro de éste hasta que sobresalgan unos 10 cm. Se conecta el marcador a la fuente de alimentación. La llave del marcador debe estar en la posición central. En el extremo libre de la cinta de papel se sujeta, pegando una etiqueta adhesiva, la porta pesas. Se sujeta la cinta de papel y se tensa con la mano. El porta pesas debe encontrarse fuera del borde de la mesa, de manera que pueda caer al suelo al comenzar el experimento. Experimento: Ponemos la llave del marcador en la posición

10 ms y al mismo tiempo

liberamos la cinta. El porta pesas cae al suelo y arrastra la cinta a través del marcador. Entonces volvemos a desconectar el marcador (posición central) y quitamos la cinta de su sujeción. Sobre la cinta, partiendo de una marca de las primeras, contamos y señalamos tres series de 10 marcas de manera que tengamos tres caminos recorridos cada uno en una décima de segundo (10x10 ms).

214

RESULTADOS Y OBSERVACIÓN Los tres caminos miden: s1= _____ mm,

s2= _____mm,

s3= _____mm

Y ¿Cuánto han aumentado los caminos en esas décimas de segundo? s2 -s1 = _____mm = _____m s3 -s2 = _____mm = _____m Las distancias deben expresarse en metros. Para la aceleración g, apelación de la gravedad, es válido:

El aumento de la distancia debe por tanto dividirse entre 0.01 (0.12) o lo que es lo mismo, multiplicarse por 100. El valor de la aceleración de la gravedad es g = _____m/s2 Con ayuda del marcador de tiempos se puede calcular la aceleración de la gravedad. El valor teórico es: g = 9.81 m/s2 CONCLUSIONES El estudiante realiza un resumen de lo comprendido en la práctica, teniendo que entregar a la siguiente sesión de clases. REFERENCIAS AGUILAR, V. E. & PLATA, V. (2002). Física II, (1a ed).México:GGTI ALVARENGA, B & MÁXIMO, A. (2004). Física con experimentos sencillos. (7ªa ed.),Oxford University Press: Harla. BENNET, C. E. (2001).Física sin matemáticas. (1ª ed.). México: CECSA. PAREDES,

(2002)

Explora.

Valija

Científica.(1ª

ed.).

México:

CONCYTEG. 215

Cohete de agua TIPO DE PRÁCTICA: Laboratorio MATERIA: Física I COMPETENCIA DISCIPLINAR EXTENDIDA: Demuestra que la fuerza de reacción es de la misma magnitud y dirección, pero de sentido contrario. INTRODUCCIÓN La tercera ley de Newton, conocida como ley de acción y reacción, dice: Cuando un cuerpo A ejerce una fuerza sobre un cuerpo B, éste reacciona sobre A ejerciendo una fuerza de la misma intensidad y dirección, pero en sentido contrario. Esta ley tiene su aplicación en la construcción de naves espaciales, ya que debido al escape de los gases por la abertura inferior de la cámara de combustión de un cohete (acción) se produce el empuje necesario para su ascenso (reacción) EQUIPO, MATERIAL Y REACTIVOS 1. Dos botellas de plástico de 2 litros 2. Tijeras 3. Silicón 4. Tapón de corcho 5. Válvula para inflar balones 6. Bomba de aire 7. Cartón y agua CUESTIONARIO PREVIO 1. ¿Qué es una fuerza? 2. ¿Cuántos tipos de fuerzas existen? 3. ¿Qué aparato me permite medir la fuerza?

216

4. ¿Por qué cuando golpeo un balón siento dolor? 5. ¿Qué fuerza empuja a los cohetes de las ferias? METODOLOGÍA EXPERIMENTAL Cortar la parte cónica de una de las botellas. Pegar la parte cónica a la base de la otra botella. En la botella entera, quitar la tapa y colocar el tapón de corcho. Debe entrar a presión e introducir la válvula en el corcho. Con el cartón, hacer una base para el cohete, alas y decorarlo. Llenar la botella con agua, aproximadamente tres cuartas partes, colocar el tapón, conectar la válvula a la bomba de aire. Coloca el cohete en su base. Mediante la bomba, empieza a introducir presión dentro de la botella. Hasta que la presión empuje al tapón de corcho y lo saque, Observa que pasa con el cohete. RESULTADOS Y OBSERVACIÓN Realiza los esquemas correspondientes a tus observaciones. Explica el fenómeno aplicando la tercera ley de Newton. CONCLUSIONES Elaborar un diagrama de flujo sobre el proceso de elaboración y ejecución del experimento. Realizar un resumen incluyendo la aplicación de la tercera Ley de Newton en el experimento. REFERENCIAS FUENTES, A. (2006). Jugando con la ciencia. (1a ed.). Buenos Aires: Cultural librera americana. BERNAL, A. A. (2008). Física I.( 1ª ed.), México: Wiltees. PAUL E. Tippens. (2004) Física (5a ed),México: McGraw Hill

217

Conservación de la Energía TIPO DE PRÁCTICA: Laboratorio. MATERIA: Física I. COMPETENCIA DISCIPLINAR EXTENDIDA: Aplica

metodología

interdisciplinarios

apropiada

atendiendo

problemas

realización

relacionados

con

proyectos

las

ciencias

experimentales. Diseña prototipos o modelos para resolver problemas, satisfacer necesidades o demostrar principios científicos, hechos o fenómenos relacionados con las ciencias experimentales. Confronta las ideas preconcebidas acerca de los fenómenos naturales con el conocimiento científico para explicar y adquirir nuevos conocimientos. INTRODUCCIÓN Un péndulo que oscila hacia adelante y

atrás ilustra el principio de la

conservación de la energía. Cuando se eleva la esfera del péndulo lo que se hace es impartirle energía potencial, que se convierte en energía cinética cuando se suelta la esfera. En el momento en que ésta vuelve a ascender, la energía cinética se transforma de nuevo en energía potencial. Las formas de energía cambian de una a otra, pero su suma es constante: la energía se conserva. ¿Qué pasará si la longitud del péndulo cambia repentinamente? EQUIPO, MATERIAL Y REACTIVOS 1. Soporte rectangular 2. Dos nueces con gancho 3. Cordel 4. Esfera de acero CUESTIONARIO PREVIO 1. Investiga la Ley de Conservación de la Materia

218

2. ¿Cómo enunciarías la Ley de Conservación de la Energía? 3. ¿Qué es un péndulo? Descríbelo: 4. Existen dos tipos de energía que se conocen como cinética y potencial; Explica cada una de ellas. METODOLOGÍA EXPERIMENTAL Experimento 1 Medir longitud: Coloca una nuez con gancho en la parte superior del soporte rectangular, como se aprecia en la figura. Une una esfera de acero a un trozo de cordel delgado cuya longitud sea un poco menor que la altura del soporte. En la varilla horizontal del soporte (que está a dos tercios de la altura de donde se sostiene el péndulo), coloca una nuez con gancho. Ésta deberá tocar el cordel del péndulo cuando se encuentre en posición vertical. Intenta pronosticar qué sucederá en cada uno de los siguientes casos. Registra tus predicciones y observaciones en la tabla correspondiente Deja caer la esfera desde la altura de la varilla horizontal. El cordel del péndulo se detendrá con la nuez con gancho. Coloca la nuez más arriba que la varilla horizontal (si es necesario puedes agregar un soporte), y deja caer la esfera desde la altura de ésta. Ahora coloca la nuez más abajo que el cordel horizontal (si es necesario puedes agregar un soporte), y vuelve a dejar caer la esfera desde la altura de éste.

219

RESULTADOS Y OBSERVACIÓN Explica tus observaciones en términos de energía potencial y cinética y de conservación de la energía. ¿Hay un límite superior para la altura a la cual puede colocarse la barra? Si es así, explica por qué crees que existe tal límite. ¿Hay algún límite inferior para la colocación de la barra? Si es así, explica por qué crees que hay un límite. No. Predicción acerca de la altura que Observación alcanzará la esfera 1 2 3 4 CONCLUSIONES El estudiante realiza un resumen de lo comprendido en la práctica, teniendo que entregar a la siguiente sesión de clases. Diseña el diagrama de flujo de la práctica trabajada REFERENCIAS 1. AGUILAR, V. E. & PLATA, V. (2002). Física II,( 1a ed.).México: GGTI 2. ALVARENGA, B & MÁXIMO, A. (2004). Física con experimentos sencillos. (7ªa ed.),Oxford University Press: Harla. 3. BENNET, C., E. (2001).Física sin matemáticas. (1ª ed.). México: CECSA. 4. PAREDES,

(2002)

Explora.

Valija

Científica.(1ª

ed.).

México:

CONCYTEG. 5. PAUL E. Tippens. (2004) Física (5ta ed).México: McGraw Hill

220

Leyes de Newton (Inercia, Fricción y Fuerza) TIPO DE PRÁCTICA: Aula. MATERIA: Física I COMPETENCIA DISCIPLINAR EXTENDIDA: Resuelve problemas establecidos o reales de su entorno, utilizando las ciencias experimentales para la comprensión y mejora del mismo. INTRODUCCIÓN:

221

EQUIPO, MATERIAL, REACTIVOS: 1. Una mesa 2. Cinco monedas 3. Una regla de 30 cm CUESTIONARIO PREVIO: 1. ¿Qué es inercia? 2. ¿Qué es fricción? 3. ¿Qué es fuerza? 4. ¿A qué Leyes de Newton corresponden? 5. METODOLOGÍA EXPERIMENTAL: 1. Construye sobre la mesa una torre con las monedas. 2. Alinea la regla con la moneda debajo de la torre. 3. Deja un extremo de la regla fuera del borde de la mesa, y empuja la regla

hacia

torre

con

golpe

fuerte.

RESULTADOS Y OBSERVACIÓN: ¿Qué sucedió con la torre? Analiza lo sucedido CONCLUSIONES: Realizar resumen de lo aprendido y elaborar reporte con evidencias

222

REFERENCIAS: PÉREZ M, H. (2007), Física General. Ed. Patria. TIPPENS. (2007), Física General, conceptos y aplicaciones.Ed. Mc Graw Hill. México.

223

Fricción TIPO DE PRÁCTICA: Laboratorio MATERIA: Física I COMPETENCIA DISCIPLINAR EXTENDIDA: Diseña modelos para demostrar principios científicos. INTRODUCCIÓN Siempre que se quiere desplazar un cuerpo que está en contacto con otro se produce una fuerza llamada fricción que se opone a su desplazamiento. La fuerza de fricción sobre un cuerpo es opuesta a su movimiento respecto de la superficie La fricción es una fuerza tangencial, paralela a las superficies que están en contacto. Existen dos tipos de fuerzas de fricción la estática y la dinámica. La fuerza de fricción se manifiesta en nuestra vida diaria en todo momento. EQUIPO, MATERIAL Y REACTIVOS 1. Dos libros de iguales dimensiones 2. Dos Pinzas grandes para prensar papel 3. Dos metros de jareta 4. Dos dinamómetros CUESTIONARIO PREVIO 1. ¿Cuál es la diferencia entre fricción dinámica y estática y como se calculan? 2. ¿De qué forma se puede reducir la fricción entre dos cuerpos y cuáles son las aplicaciones industriales de este concepto físico?

METODOLOGÍA EXPERIMENTAL Pese cada uno de los libros por separado y posteriormente intercale las páginas de los libros una por una.

224

Coloque las pinzas en el centro de cada lomo de los libros dejando un pequeño espacio por donde introducir la mitad de la jareta y amarre el opuesto extremo al dinamómetro. Tire de la jareta lentamente hasta que las pinzas se separen de los libros. Registre sus observaciones. RESULTADOS Y OBSERVACIÓN En base a esta práctica y a lo estudiado en clases Determine qué tipo de fuerza de fricción es la que representa este procedimiento y calcule el coeficiente de fricción resultante. CONCLUSIONES El estudiante realiza un reporte de

práctica, teniendo que entregar a la

siguiente sesión de clases. REFERENCIAS PÉREZ M, H. (2007). Física General. México, Ed. Patria.

225

Leyes de Newton TIPO DE PRÁCTICA: Aula-laboratorio MATERIA: Física 1 COMPETENCIA DISCIPLINAR EXTENDIDA: Desarrolla innovaciones y propone soluciones a problemas a partir de métodos establecidos para comprobar las Leyes de Newton. INTRODUCCIÓN Las Leyes de Newton, también conocidas como Leyes del movimiento de Newton, son tres principios a partir de los cuales se explican la mayor parte de los problemas planteados por la dinámica, en particular aquellos relativos al movimiento de los cuerpos. Las Leyes de Newton permiten explicar tanto el movimiento de los astros como los movimientos de los proyectiles artificiales creados por el ser humano, así como toda la mecánica de funcionamiento de las máquinas. El primer concepto que maneja Newton es el de masa, que identifica con "cantidad de materia". Newton asume a continuación que la cantidad de movimiento es el resultado del producto de la masa por la velocidad. En tercer lugar, precisa la importancia de distinguir entre lo absoluto y relativo siempre que se hable de tiempo, espacio, lugar o movimiento. Estas leyes enunciadas por Newton y consideradas como las más importantes de la mecánica clásica son tres: la ley de inercia, relación entre fuerza y aceleración, y ley de acción y reacción. EQUIPO, MATERIAL Y REACTIVOS 1. Carro de juguete 2. Moneda de un peso 3. Un mero de hilo cáñamo 4. Una barra grande de plastilina 5. Balanza

226

CUESTIONARIO PREVIO ¿Qué relación tiene la primera ley de Newton con lo que sucede a los pasajeros de un microbús si éste frena bruscamente? ¿Qué establece la Segunda Ley de Newton? Escribe un ejemplo de la vida cotidiana en done se pueda observar la aplicación de esta ley ¿Qué establece la tercera ley de Newton y el fenómeno en el que un cañón retrocede al momento de disparar un proyectil METODOLOGÍA EXPERIMENTAL Coloca el carro sobre la mesa de trabajo, pon encima la moneda y con el dedo aplícale un pequeño golpe. Elabora con la plastilina una pesa de 50g y otra de 100g Amarra un extremo del hilo cáñamo a la parte delantera del carro. En el otro extremo delo hilo amara la pesa de 50g Coloca el carro sobre la mesa de tal forma que la pesa quede suspendida, suéltala rápidamente y observa lo que sucede y descríbelo Amarra la pesa de 100g al hilo cáñamo, coloca nuevamente el carro sobre la mesa y vuelve a dejar caer la pesa. Impulsa el carro y haz que choque contra la pared, observa detenidamente lo que sucedió, describe lo que observaste, RESULTADOS Y OBSERVACIÓN 1. ¿Qué le sucedió a la moneda en el momento de

golpear al carro?

¿Cómo explicarías esto? 2. ¿Cuál de las tres leyes de Newton comprobaste con este experimento?, ¿por qué? 3. ¿Qué fue lo que sucedió?, ¿de qué manera crees que influyeron las pesas en estos experimentos? 4. ¿Qué ley o leyes de Newton comprobaste con estos experimentos? ¿Por qué? 5. ¿Por qué crees que el carro recibió un impulso hacia atrás?

227

CONCLUSIONES Realiza las conclusiones considerando las siguientes cuestiones como guía, ¿Qué relación tiene este experimento con las leyes de Newton? Elabora un cuadro comparativo con lo que ya sabías de este tema y lo aprendido en esta práctica. REFERENCIAS ALVARENGA, B &MÁXIMO, A. (2004). Física con experimentos sencillos. (7ªed.),Oxford University Press: Harla. BENNET, Clarence E. (2001). Física sin matemáticas. (1ª ed.). México: CECSA. TIPPENS. P (2004), Física (5a ed).México: McGraw Hill

228

Leyes de Newton II TIPO DE PRÁCTICA: Laboratorio. MATERIA: Física I. COMPETENCIA DISCIPLINAR EXTENDIDA: Diseña modelos o prototipos para resolver problemas, satisfacer necesidades o demostrar principios científicos. INTRODUCCIÓN Primeraley deNewton.Desdeque elhombretuvola posibilidadde reflexionar acercadelporquédel

movimientodeloscuerpos,seobtuvieron

conclusiones,

algunasequivocadas comolasdelfilósofogriegoAristóteles (384-322a.c.)quien deacuerdoconloquepodía

observarseñalaba

queuncuerposólosepuedemoverdemaneraconstantesiexisteuna fuerzaactuandosobreél. Fuequemuchos

siglosdespuésqueGalileoGalilei

(1564-1642),conbaseensus

experimentos,concluyóloqueahorasabemos,yesquelamesasedetieneporqueexis te

unafuerzadefricción

entrelamesayelpisoqueseoponeasumovimiento.Sinembargo, silafuerzadefriccióndejaradeexistir,altenerseunasuperficietotalmentelisaysinla resistenciadelaire(querecibeelnombredefuerza mesa,éstacontinuaría

viscosa),aldarleunempujónala demaneraindefinida

enmovimientoavelocidadconstante.Galileo enunció suprincipiodelas inerciasen lossiguientestérminos: ―Enausenciadelaaccióndefuerzas,uncuerpoenreposocontinuaríaenreposoy unoen movimientosemoveráenlínearectaavelocidadconstante‖. IsaacNewton(16431727)aprovechólosestudiospreviosrealizadosyenunciósuprimera Ley

delamecánicaoLeydela

Inerciaen

lossiguientestérminos:―Todocuerposemantieneensuestadodereposoodemovimi entorectilíneouniforme, si la resultantede lasfuerzasque actúansobreéles cero‖.

229

Segunda

Ley

Newton.Estaleyserefierealoscambiosenlavelocidadquesufreuncuerpocuandore cibeuna

fuerza.Elefectode

unafuerzadesequilibradasobreuncuerpoproduceunaaceleración. ―Todafuerzaresultantediferentedeceroalseraplicada aceleración

auncuerpoleproduceuna

enlamismadirecciónenqueactúa.Elvalordedichaaceleraciónes

directamenteproporcionalalamagnituddelafuerzaaplicadaeinversamente proporcional alamasadelcuerpo‖. F=m. a Tercera Ley de Newton. TambiénconocidacomoLeydelaAcción yla Reacción.―Cuando un cuerpo A ejerce

una

fuerza

sobre

cuerpo

éste

reacciona

sobre

AEjerciendounafuerzadelamismaintensidadydirecciónperoensentidocontrario‖. EQUIPO, MATERIAL Y REACTIVOS 1. Una botelladevidrio 2. Dos dinamómetros 3. Un cartónde4 x 4 cm 4. 4.-Nuez congancho 5. Monedade10 centavos 6. 6- Una reglade30 cm. 7. 7.-Cuatro monedasgruesas 8. 8.- Un soporte CUESTIONARIO PREVIO 1.- ¿Cuál es el modelo matemático de la segunda ley de Newton

2.- ¿Describe la primera ley de Newton utilizando un ejemplo de tu vida cotidiana?

230

3.- ¿Describe la segunda ley de Newton utilizando un ejemplo de tu vida cotidiana?

4.- ¿Describe la tercera ley de Newton utilizando un ejemplo de tu vida cotidiana? METODOLOGÍA EXPERIMENTAL Coloquelabotelladevidriosobrelamesadetrabajo ysobre éstaeltrozode cartón. Sobreelcartón yen lapartecentrallamonedade10 centavos. Sostengaconlamanoizquierdalabotellayconeldedoíndicedelamanoderecha golpea en formahorizontalydecididael cartón. Dejeque todostuscompañerosprueben yanotatusobservaciones: Desocupelamesadetrabajo ycoloquelas4 monedasgruesasen formadetorre. Conlareglagolpeelamonedadeabajoenformahorizontalydecididadeslizandolare gla en lamesa, repitacon lasotrasmonedas. Contestelassiguientespreguntas: a) ¿Cuál es la ley que se comprueba con estos dos experimentos? b) ¿ Qué establece esta ley?

c) Tambiénseleconoce como leydela

Coloque dos dinamómetros enganchados y con ambas manos jale en sentidos contrarios. Completelassiguientesfrases: ¿Cuál

valor

registrado

derecha?____________________ izquierda?_____________

en ¿en

Las

el el

fuerzas

mano

son

_____________________________ REFERENCIAS ALVARENGA,

Beatriz

Máximo

Antonio

(2010).

Física

con

experimentos sencillos. (4 ed). México. Oxford University Press/ Harla. VAN Cleave Janice (1999). Física para niños y jóvenes 101 experimentos superdivertidos. ( 1a ed.) . México. Limusa.

231

Segunda ley de Newton TIPO DE PRÁCTICA: Laboratorio MATERIA: Física I COMPETENCIA

DISCIPLINAR

EXTENDIDA:

Aplica

comprueba

experimentalmente los efectos de la fuerza y la masa sobre la aceleración de los cuerpos. INTRODUCCIÓN Un cambio en la velocidad de un cuerpo efectuado en la unidad de tiempo recibe el nombre de aceleración. Así, el efecto de una fuerza desequilibrada sobre un cuerpo produce una aceleración. Cuanto mayor sea la magnitud de la fuerza aplicada mayor será la aceleración; por tanto, podemos decir que la aceleración de un cuerpo es directamente proporcional a la fuerza aplicada. La relación F/a es un valor constante para cada cuerpo en particular y recibe el nombre de masa inercial, ya que es una medida cuantitativa de la inercia. Cuando una fuerza constante se aplica a un cuerpo se observa que la aceleración experimentada por dicho cuerpo es inversamente proporcional a su masa. EQUIPO, MATERIAL Y REACTIVOS 1. Un carrito de 50gr 2. Una balanza 3. Pesas de diferente tamaño 4. Una polea con su soporte 5. Un platillo hecho de cartón 6. Una regla graduada 7. Un cronómetro 8. Arena fina CUESTIONARIO PREVIO 1. ¿Qué dice la segunda Ley de Newton?

232

2. ¿Cómo se expresa? 3. ¿Existe una relación de proporcionalidad directa entre la fuerza neta aplicada y la aceleración que adquiere un cuerpo cuando su masa permanece constante? METODOLOGÍA EXPERIMENTAL Utilizando la balanza determina la masa del carro y expresa su valor en kilogramos. Construya un dispositivo, utilizando el platillo de cartón unido a uno de los extremos del hilo que pasa por la polea, debe ser del tamaño y resistencia apropiados para poderle colocar distintas pesas de valor conocido. Agregue poco a poco arena al platillo hasta que al empujar levemente el carro, este se desplace sobre la mesa a velocidad constante. El peso de la arena será el contrapeso de las fuerzas de rozamiento. Mida con la regla graduada la distancia en metros que recorre el carro desde su posición inicial a su posición final. Ahora soltaran el carro y medirán con el Cronómetro el tiempo que tarda en recorrer dicha distancia. Determine en m/s el valor del cambio de velocidad del carro. Determine ahora la aceleración en m/s2. Agregue otra pesa al carro para que la fuerza neta aplicada sea de 60 gr, repita lo realizado y determine el cambio de velocidad y aceleración del carro. RESULTADOS Y OBSERVACIÓN Identificar la relación entre masa y aceleración en los cambios de velocidad y aceleración del carro. ¿Afecta considerablemente en los resultados si se redondea la equivalencia de 1kg= 9.8 N a 1kg= 10 N? ¿Puede afirmar con base a sus resultados que cuando se divide la fuerza neta que recibe un cuerpo entre la aceleración que experimenta, el resultado del cociente corresponde a la masa del cuerpo?

233

CONCLUSIONES El estudiante realiza una interpretación de sus datos obtenidos de la relación F/a y la proporcionalidad entre masa y aceleración contrastando

sus

resultados con los de sus compañeros. REFERENCIAS CUTNELL, J., & W, J. K. (2001). Fïsica. México D.F: Limusa. PÉREZ, H. (2009). Física General. México D.F: Publicaciones Cultural. SLISKO, J. (2011). Física 2. El Gimnasio de la Mente Bachillerato General. México D.F.: Prentice Hall/ Perason.

234

Leyes de Newton III TIPO DE PRACTICA: Aula MATERIA: Física I COMPETENCIA DISCIPLINAR EXTENDIDA: Diseña modelos o prototipos para resolver problemas, satisface necesidades o demuestra principios científicos. INTRODUCCION: PRIMERA LEY DE NEWTON: Desde que el hombre tuvo la posibilidad de reflexionar acerca del porque del movimiento d3e los cuerpos, se obtuvieron conclusiones, algunas equivocadas como las del filosofo griego Aristóteles (384-322 a. c.) quien de acuerdo con lo que podía observar señalaba que un cuerpo solo se puede mover de manera constante si existe una fuerza actuando sobre él. Fue que muchos siglos después que Galileo Galilei (1564-1642), con base en sus experimentos, concluyo lo que ahora sabemos, y es que la mesa se detiene por que existe una fuerza de fricción entre la mesa y el piso que se opone en su movimiento.

Sin embargo, si la fuerza de fricción dejara de existir al

tenerse una superficie totalmente lisa y sin la resistencia del aire (que recibe el nombre de fuerza viscosa), al darle un empujón a la mesa, esto continuaría de manera indefinida en movimiento a velocidad constante. Galileo enuncio su principio de la inercia en los siguientes términos: ―En ausencia de la acción de las fuerzas, un cuerpo en reposo continuara en reposo y uno en movimiento se moverá en línea recta a velocidad constante‖ ―Todo cuerpo se mantiene en su estado de reposo o de movimiento rectilíneo uniforme, si la resultante de las fuerzas que actúan sobre él es cero‖ SEGUNDA LEY DE NEWTON: Esta ley se refiere a los cambios en la velocidad que sufre un cuerpo cuando recibe una fuerza. El efecto de una fuerza desequilibrada sobre un cuerpo produce una aceleración. ―Toda fuerza resultante diferente de cero al ser aplicada a un cuerpo le produce una aceleración en la misma dirección en que actúa. El valor de dicha aceleración es directamente proporcional a la magnitud de la fuerza aplicada e inversamente proporcional a la masa del cuerpo‖ 235

F=m∙a TERCERA LEY DE NEWTON: También conocida como la ley de la acción y la reacción. ―Cuando un cuerpo A ejerce una fuerza sobre un cuerpo B, esta reacciona sobre A ejerciendo una fuerza de la misma intensidad y dirección pero en sentido contrario. MATERIAL PARA DEMOSTRAR LA PRIMERA LEY DE NEWTON 1. Vaso de plástico transparente 2. Credencial de lector 3. Moneda de 50 centavos 4. Regla de plástico de 30 cm 5. inco monedas de $10 MATERIAL PARA DEMOSTRAR LA SEGUNDA LEY DE NEWTON 1. Una carretilla 2. Caja de cartón 3. Objetos pesados 4. Globos de colores CUESTIONARIO PREVIO 1. ¿Cuáles son las leyes de Newton y como se definen? 2. ¿Cómo se explica la aplicación de las leyes de Newton al frenar bruscamente o al acelerar un objeto? 3. ¿Qué sucede si frena un auto de carreras bruscamente en una vuelta? 4. ¿Qué es lo que hace que un cohete se eleve al espacio? 5. Al aplicarle una fuerza a dos objetos de diferentes masas, ¿Cuál se desplazara más? ¿El de menor masa o el de mayor masa?

236

METODOLOGÍA EXPERIMENTAL Primera ley de Newton Para demostrar la ley de la inercia o primera ley de Newton se coloca la credencial sobre el vaso y sobre de esta se coloca la moneda de cincuenta centavos. Se golpea bruscamente la credencial con un dedo para que se deslice Segunda ley de Newton Para demostrar la segunda ley de Newton se coloca un objeto liviano sobre una carretilla y se le aplica una fuerza de tal forma que tenga una aceleración Posteriormente se colocan en la carretilla objetos más pesados y también se le aplica una fuerza a la carretilla la cual presentará una aceleración diferente Tercera ley de Newton Para demostrar la tercera ley de Newton se inflan globos de colores y de diferentes tamaños Se sujeta con los dedos por la boca del globo cuando esté totalmente inflado y se suelta repentinamente RESULTADOS Y OBSERVACIONES En la 1ª ley se observa que a la credencial que se le aplico la fuerza tiene un desplazamiento en dirección en que se le aplico la fuerza y proporcional a ésta y la moneda permanece en reposo porque no se le aplico fuerza alguna. En la 2ª ley

se aprecia que al colocar algunos objetos livianos sobre la

carretilla puede ser movida con facilidad aplicándole una fuerza mínima, pero si se colocan cuerpos de mayor masa sobre la carretilla a ésta se le deberá aplicar una mucho mayor fuerza para que pueda tener un desplazamiento. En la 3ª ley se puede observar que la acción del aire encerrado a presión en el interior del globo al liberarlo produce una reacción en sentido contrario y en proporción a la intensidad del aire desalojado CONCLUSIONES El estudiante realiza en su libreta la práctica detallándola por pasos; realizando los dibujos según los pasos a seguir y anotando sus observaciones en cada uno de ellos.

237

El alumno concluye y anota lo visto y experimentado además del conocimiento previo obtenido en investigación documental. REFERENCIAS PÉREZ M. H. (2008) Física General. 3ª edición México. Edit. Patria,

238

Trabajo y energía TIPO DE PRÁCTICA: Laboratorio. MATERIA: Física I. COMPETENCIA DISCIPLINAR EXTENDIDA: Emplea diseños tecnológicos experimentales que le permitan estudiar el teorema de la variación del trabajo y la energía. INTRODUCCIÓN El trabajo realizado sobre un objeto por un agente que ejerce una fuerza constante, está dado por el producto de la componente de la fuerza en la dirección del movimiento multiplicada por la magnitud del desplazamiento; esto es:W=Fdcosα Cuando Fcosα apunta en la dirección del desplazamiento, el trabajo es positivo y cuando apunta en dirección contraria, el trabajo se considera negativo. En el caso de un objeto que se desliza hacia abajo sobre un plano inclinado sin fricción, la fuerza de gravedad, que es la causante del movimiento, realiza un trabajo dado por: W= mgsenθ (Xf-Xi) Donde Xf-Xi representa el desplazamiento del objeto a lo largo del plano inclinado y mgsenθes la componente de la fuerza de gravedad en la dirección del desplazamiento (véase la siguiente figura).

Durante el desplazamiento hacia abajo, se observa además que la velocidad del objeto aumenta gradualmente y su energía cinética dada por: K= 1/2mv2 También aumenta la variación de la energía cinética conforme el objeto se desplaza sin fricción es igual al trabajo realizado sobre el objeto, esto es: W=ΔK A este hecho se le conoce como el teorema de la variación de la energía, o como el teorema del trabajo y la energía (cinética). Esto es, el trabajo realizado por una fuerza constante para mover un objeto en ausencia de fricción es igual al cambio en la energía cinética del objeto.

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EQUIPO, MATERIAL Y REACTIVOS 1. Plano inclinado largo 2. Cinta de papel registro o papel milimétrico 3. Cinta adherente 4. Cronómetro 5. Tira elástica (liga) 6. Carrito Hot Wheels 7. Una balanza 8. Dinamómetro. 9. Lápiz graso carrmin CUESTIONARIO PREVIO 1. ¿Qué tipo de curva muestra la gráfica de cambio de energía cinética contra trabajo? 2. ¿Cuál es el valor de la pendiente de la recta que se ajusta a la gráfica de cambio de energía cinética contra trabajo? 3. ¿Cuál es el valor donde cruza la recta con el eje vertical? 4. ¿Qué significado tiene que pase por el origen? 5. ¿A partir de la gráfica de cambio de energía cinética contra trabajo, qué relación existe entre ambas variables? 6. ¿Tomando en cuenta los resultados obtenidos en este experimento, es decir a partir de la gráfica de cambio de energía cinética contra trabajo, considera usted que el teorema de la variación de la energía se cumple? METODOLOGÍA EXPERIMENTAL 1. Utilizando la balanza, medir la masa del carrito hot wheels y anotar su valor en la tabla I. 2. Utilizando el dinamómetro, medir la componente de la fuerza de gravedad que actúa en la dirección del movimiento. Anotar su resultado en la tabla I. 3. Cortar una tira de papel registro de 110 cm de longitud y adherirla en la barra del plano a todo lo largo del mismo. 4. Inclinar el plano inclinado un ángulo cercano a 40°. 5. Realizar sobre el papel milimétrico la marcación de las distancias X i y Xf para el desarrollo de la experiencia de una en una.

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6. En la parte superior del plano, donde inicia y la Xi=0 (o la experiencia que corresponda en la tabla III), colocar de forma perpendicular al plano la cinta elástica para dar impulso de lanzamiento al carrito. 7. Registrar los datos obtenidos en la tabla II y continuar con las experiencias marcadas en la tabla III. 8. Realizar las operaciones correspondientes a la complementación de las tablas II y III. 9. Utilizando una hoja electrónica, copiar en la hoja los valores de la posición y la velocidad en todos los puntos del papel registro 10. En la hoja electrónica, con el valor de la masa del móvil, medida inicialmente, y los valores de la velocidad, obtener la energía cinética del móvil (K=1/2mv2) en todos los puntos y anotar sus resultados en la tabla II. 11. En la hoja electrónica, para las diferentes parejas de puntos que aparecen en la tabla III, calcular el cambio de energía cinética y el trabajo realizado por la fuerza gravitacional sobre el objeto y anotar sus resultados en la misma tabla III. 12. Graficar el cambio de energía cinética contra el trabajo realizado por la fuerza de gravedad para determinar la pendiente y la incertidumbre asociada. RESULTADOS Y OBSERVACIONES Realiza las anotaciones en las tablas que a continuación se presentan observando las variaciones de la energía Tabla I Masa del móvil (KG) Magnitud de la fuerza Tabla II Tiempo (s)

Posición (m)

Velocidad (m/s)

Energía cinética (J)

Trabajo (J)

Cambio de energía

Tabla III Punto

inicial

y Desplazamiento

punto final

(m)

X i, X f

Xf- Xi

cinética (J) mgsenθ (Xf-Xi)

ΔK=Kf-Ki

0, 36 241

13, 50 15,78 3, 63 15, 86 2, 80 33, 88 15, 76 10, 68 15, 49 1, 38 CONCLUSIONES El estudiante realiza un resumen de lo comprendido en la práctica, teniendo que entregar un reporte de la misma en la siguiente clase. REFERENCIAS ALVARENGA, A. B. & Máximo, R. A. (2003). Física general con experimentos sencillos. Ed. Harla. Pág. 279-322. LOZANO, G. R. & López C. J. (2009). Física 1. Ed. Nueva Imagen. Pág. 193-212. ALVAREZ, R. M. E. et. al. (2010). Manual de laboratorio de Física general. Editado por la Universidad de Sonora. Pág. 19-23.

242

QUIMICA I UNIDAD I Reglas básicas a observar en el laboratorio

TIPO DE PRÁCTICA: Laboratorio o Aula MATERIA: Química I COMPETENCIA DISCIPLINAR EXTENDIDA: Identificar las reglas básicas que se deben seguir durante el desarrollo de una práctica de laboratorio. INTRODUCCIÓN: El laboratorio de química es el lugar donde se comprueba la validez de los principios químicos. Es fundamental para ello contar con el material adecuado y realizar análisis químicos confiables. Este último aspecto implica, entre otras cosas, conocer las características de los reactivos utilizados en el experimento. Un laboratorio de química no es un sitio peligroso si el experimentador es prudente y sigue todas las instrucciones con el mayor cuidado posible. Es importante no tratar de realizar experimentos por sí solos, sin tener la aprobación del instructor. La mayor parte de las sustancias químicas con las que se trabaja en el laboratorio son tóxicas, debido a ello, nunca deberá ingerirse alguna de ellas. En ocasiones, es necesario reconocer una sustancia por su olor. La manera adecuada de hacerlo consiste en ventilar, con la mano, hacia la nariz un poco del vapor de la sustancia y aspirar indirectamente (nunca Inhalar directamente del recipiente). Muchas sustancias producen vapores nocivos para la salud o son explosivas. Esta información se puede conocer a partir de la etiqueta que acompaña al recipiente que contiene a la sustancia. Es por ello fundamental leer la etiqueta antes de utilizar el reactivo.

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En caso de heridas, quemaduras con llama o salpicaduras de sustancias cáusticas, se debe acudir inmediatamente con el profesor y, si el caso lo amerita, se debe consultar al médico. Se debe tener cuidado con los bordes agudos del material de vidrio, si se detectan algunos, se deberán redondear con la flama del mechero o con una lima. Se recomienda el uso de bata cuando se trabaje en el laboratorio. Debido a la alta peligrosidad de los reactivos, está prohibido estrictamente introducir alimentos al laboratorio. Cuando la sesión experimental haya finalizado, el alumno deberá limpiar su lugar de trabajo y cerciorarse de que las llaves del gas y del agua queden cerradas. Antes de salir del laboratorio, lavarse las manos. NORMAS DE SEGURIDAD: I. Normas generales de seguridad. Con la finalidad de evitar accidentes: a) Los alumnos utilizan bata de laboratorio, toalla o lienzo para limpieza y en caso de requerirse, guantes y anteojos de protección, durante el tiempo de permanencia en el laboratorio. b) El botiquín de primeros auxilios se localizará en un lugar accesible y contará con material de curación y sustancias medicinales, tales como: gasa, algodón, alcohol, curitas, aspirina, merthiolate, cinta adhesiva o micro poro, picrato, agua oxigenada, etc. c) Verificar el funcionamiento adecuado de la campana extractora de gases y que exista una ventilación adecuada en el laboratorio. d) Localizar los extintores de incendio y comprobar que se encuentren siempre con la carga adecuada y en buen estado de funcionamiento.

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e) Que la regadera de seguridad funcione correctamente con la presión y flujo de agua suficientes. f) Nunca fume o ingiera alimentos en el laboratorio, porque es frecuente trabajar con sustancias inflamables o tóxicas; además, cualquier distracción produce errores o accidentes. g) Durante la realización de las prácticas, la puerta del laboratorio deberá mantenerse abierta. h) Cuando se realicen las prácticas, se prohibirá el ingreso de personas ajenas y la salida de alumnos. II. Medidas de seguridad durante el desarrollo de la práctica. a) Informe inmediatamente al profesor de laboratorio de cualquier accidente y memorice la ubicación en el laboratorio de los dispositivos de seguridad, como regaderas, botiquín, frazadas y extinguidores, para una rápida intervención. b) Nunca pruebe ni huela las sustancias químicas, a menos que el proceso lo señale. c) La manipulación de ácidos concentrados debe efectuarse dentro de la campana de extracción, para evitar salpicaduras que puedan afectar a uno mismo o a sus compañeros; cuando trabaje con sustancias orgánicas, evite el uso de ácido perclórico. Para medir volúmenes de ácidos o bases concentrados, use probetas o buretas, nunca pipetas. d) Nunca mezcle las sustancias químicas a menos que el procedimiento lo señale. e) Cuando prepare soluciones de sustancias químicas, no altere la técnica establecida para ello. Una vez preparada la solución, etiquétela indicando composición, concentración, fecha, nombres y número de equipo.

245

f) Antes de usar un reactivo químico o una solución lea cuidadosamente la etiqueta para identificar el contenido y tome exactamente la cantidad necesaria y tape el recipiente. g) En caso de salpicadura de un ácido o una base en la piel o en la bata, enjuáguelo inmediatamente, Excepto en el caso de ácido sulfúrico, deberá enjuagarse con una solución de bicarbonato de sodio. h) Al dejar de usar los reactivos o soluciones, regréselos a su lugar de almacenamiento; esto facilitará su trabajo experimental y el de sus compañeros; tenga siempre su mesa de trabajo con el mínimo de riesgos potenciales; en caso de ensuciarse la mesa, límpiela inmediatamente con la toalla húmeda. i) Cuando utilice materiales y aparatos especiales y de uso general, entréguelos limpios al instructor; la balanza, por ningún motivo, se debe mover de posición o lugar. j) Deseche todas las sustancias siguiendo las indicaciones del instructor k) Cuando se calientan soluciones o sustancias que desprenden gases corrosivos o tóxicos, debe usarse la campana de extracción; el calentamiento de tubos de ensaye se efectúa inclinando el tubo 45 º, en dirección opuesta a la que se encuentren los compañeros de trabajo. l) Use las pinzas para manejar objetos y recipientes que hayan sido calentados. m) No se debe cambiar por iniciativa propia el sistema que se indica en los experimentos para el calentamiento. n) Al encender la flama de un mechero, encienda primero el cerillo y acérquelo a la parte superior del mechero y abra lentamente la válvula del gas. Al iniciar el calentamiento de una sustancia, principie con el mínimo de calor y auméntelo lentamente hasta obtener la temperatura adecuada. o) Al terminar la práctica, lávese las manos. 246

III. Recomendaciones para la realización de las prácticas. a) El alumno deberá estudiar previamente el experimento a efectuar, con el propósito de comprender su objetivo, los principios en que se fundamenta y el procedimiento a seguir. b) Observará con atención la demostración del experimento que efectúe el profesor, así como las instrucciones especiales que le sean dadas. c) En caso de dañar material y/o equipo, deberá ser reemplazado en un plazo máximo de una semana. IV. Registro de los datos del experimento. a) Registre inmediatamente después de efectuar la medida, los resultados o datos obtenidos; nunca trate de memorizarlos; use tinta para anotarlos. b) Realice los cálculos en los espacios destinados para ello en el folleto de prácticas; en caso de cometer errores en el registro de datos, cálculos o resultados, nunca borre, sino tache, y al lado escriba los valores correctos. c) En caso de que se le soliciten gráficas, figuras o dibujos, hágalos correctamente en el mismo texto de experimentos, usando las escalas apropiadas. d) Para evitar errores en las medidas de peso y volumen de las sustancias, procure efectuar esas operaciones siempre a temperatura ambiente. V. Evaluación de la práctica. a) Los alumnos deberán realizar un reporte con las observaciones y resultados de la práctica, según sea solicitado por el profesor. b) Según sea el tipo de práctica realizada, el reporte en cuestión será presentado en forma individual o por equipo, en el formato que le sea indicado.

247

VI. Limpieza del material. a) Si el material se encuentra aparentemente limpio, lávelo primero con agua de la llave, luego con agua destilada y colóquelo sobre un papel absorbente o en el escurridor. b) Si el material no queda perfectamente limpio, use un escobillón y detergente, tallando varias veces sobre las superficies externa e interna del material, lave luego con agua de la llave y posteriormente con agua destilada. c) Cuando la suciedad persista, utilice soluciones diluidas de ácido clorhídrico, hidróxido de sodio o de un solvente orgánico como la acetona o el etanol, luego proceda como se indicó antes. CUESTIONARIO PREVIO: Escriba su propia definición de accidente y consecuencias, posteriormente investigue la definición de accidente, compárela con su definición y compleméntela si es necesario. De acuerdo con los 3 tipos de accidentes más comunes, dé un ejemplo de cada uno de ellos. a) Transporte: ____________________________________________________________ b) Laborales: ____________________________________________________________ c) Domésticos: ___________________________________________________________ 3. De acuerdo con las preguntas anteriores, mencione 5 formas de prevenir riesgos y accidentes a) _________________________________________________________________

248

b) _________________________________________________________________ c) _________________________________________________________________ d) _________________________________________________________________ e) _________________________________________________________________ 4. ¿Qué tipos de fuego existen, según el agente que lo provoca? dé ejemplos a)_______________________________________________________________ b)_______________________________________________________________ c)_______________________________________________________________ d)_______________________________________________________________ 5. Mencione 4 formas de extinguir un incendio.

a ¿Qué instrucciones deben seguirse en caso de incendio?

6. De acuerdo con sus características de peligrosidad (CRETIB), mencione dos ejemplos de cada una: Corrosivas:________________________________________________________ __________ Reactivas: _________________________________________________________________ __

249

Explosivas: _________________________________________________________________ _ Tóxicas: _________________________________________________________________ ____ Inflamables: _________________________________________________________________ Biológico-infecciosas: ___________________________________________________________ 8. ¿Cuáles son los organismos responsables de la vigilancia y control de la contaminación ambiental en tu comunidad a niveles federal, estatal y municipal? a)______________________________________________________________ b)______________________________________________________________ c)______________________________________________________________ d)______________________________________________________________ 9.

Indique el equipo de protección personal que debe usarse en el

laboratorio. a)_______________________________________________________________ __ b)_______________________________________________________________ __ c)_______________________________________________________________ __ d)_______________________________________________________________ __

250

10. ¿Con qué equipo de reducción de riesgos de trabajo debe contar el laboratorio? (Mencione al menos 4, preferentemente presentes en tu escuela)

11. ¿Cuáles son las normas de conducta al interior del laboratorio?

12. Mencione las medidas de seguridad que deben observarse durante el trabajo en el laboratorio.

13. Antes y durante la realización de una práctica, ¿qué debe hacer el alumno?

14. ¿Por qué es necesario realizar un registro de los datos manejados y obtenidos de un experimento?

15. Sugerencias para el mejoramiento de la realización de las prácticas de laboratorio.

REFERENCIAS GARZÓN, G.G. (1986) Fundamentos de Química General. (2 Ed.) México: McGraw-Hill. BROWN, T.L., Lemay, H.E. y Bursten, B.E. (1991). Química. La Ciencia Central, México: Prentice Hall. OCAMPO, G.A. et al. (1983) Prácticas de Química 1-2. México: Publicaciones Cultural.

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Manejo correcto del material más usual de laboratorio TIPO DE PRÁCTICA: Laboratorio MATERIA: Química 1 COMPETENCIA DISCIPLINAR EXTENDIDA: Utiliza y adquiere la habilidad en el manejo adecuado de los materiales y equipos de laboratorio de Química (Mechero, Bureta, Pipetas, Probetas, Tubos de Ensaye y Balanza). INTRODUCCION A.- El Mechero Uno de los materiales que más usan en los experimentos de química para proporcionar calor es el mechero de Bunsen, por lo que es conveniente familiarizarse con su funcionamiento. En el mechero de Bunsen (Figura 1) el gas entra por la parte inferior y al ascender por su tubo arrastra el aire que entra por las aberturas inferiores. Es posible regular los flujos gaseosos para variar la composición de la mezcla de gases con objeto de obtener la temperatura deseada. Si la combustión del gas es incompleta debido a insuficiencia de aire, no se obtiene una temperatura óptima; en este caso la llama que se forma se denomina luminosa. La aplicación del calor mediante el mechero puede efectuarse en diferentes formas, dependiendo de la temperatura que se desee; por ejemplo, se puede usar directamente, cuando se trata de calentar una sustancia en tubo de ensaye, o indirectamente cuando se interpone una tela de asbesto, como en el caso de calentamiento de substancias en vasos de precipitados o por intermedio de baños de agua como el baño maría o por baño de aceite, arena o vapor de agua. El mechero es un instrumento de laboratorio de gran utilidad. Fue diseñado con el propósito de obtener una llama que proporcione máximo calor y no produzca depósitos de hollín al calentar los objetos. La llama del mechero es producida por la reacción química de dos gases: un gas combustible (propano, butano, gas natural) y un gas comburente (oxígeno, proporcionado por el aire). El gas que penetra en un mechero pasa a través de una boquilla cercana a la base del tubo de mezcla gas-aire. El gas se mezcla con el aire y el conjunto arde en la parte superior del mechero. La reacción química que ocurre, en el caso de 252

que el combustible sea el propano (C3H8) y que la combustión sea completa, es la siguiente: C3H8(g) + 5 O2(g) ---> 3 CO2(g) + 4 H2O(g) + calor.

B.- Probetas, Buretas, Pipetas y el Tubo de Ensaye. La superficie de un líquido o una solución, generalmente se curva hacia arriba cuando hace contacto con las paredes del recipiente; debido a la forma semilunar que adopta se llama menisco (del griego meni que significa luna). Para lograr mayor exactitud y reproducibilidad, las probetas, buretas y pipetas se deben leer en la parte interior del menisco, como se ilustra en la figura No. 2.

AFORAR: Es la acción de agregar a un líquido o un utensilio volumétrico hasta que su menisco coincida con el aforo. En líquidos transparentes las línea o marca del aforo debe quedar tangente al menisco en la parte inferior, en los líquidos obscuros se toma en la medida en la parte superior del menisco. Al aforar la vista del operador debe estar perpendicular y en la misma altura del aforo para evitar error de paralaje. EQUIPO, MATERIAL Y REACTIVOS

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CUESTIONARIO PREVIO 1. ¿Para qué se utiliza el mechero? 2. ¿Que necesitas para instalar una bureta? METODOLOGÍA EXPERIMENTAL Realiza la práctica con tus compañeros de equipo anotando las observaciones sobre la línea de tu práctica de laboratorio. ACTIVIDAD 1: El mechero de Bunsen 1. Partes del mechero: Desarma el mechero, observa las partes que lo conforman y escribe el nombre de cada una en tu cuaderno. Al terminar, vuelve a armar el mechero. Figura 3.

Procedimiento para encender el Mechero: a) Antes de encenderlo, cierra la entrada del aire. b) Encienda un cerillo y abra lentamente la llave de gas. c) Acerca la llama del cerillo lateralmente, no por arriba, para evitar que el gas apague la llama, y obtendrá una llama amarillenta. Regule la llave del gas para obtener la altura deseada de la llama. d) Gradualmente abra la entrada del aire regulando hasta que la llama sea de color azul. No la abra repentinamente porque se puede apagar el mechero. e) Para obtener una temperatura mayor, aumente el flujo del gas y abra más la entrada del aire, de tal forma que aparezcan zonas diferenciadas en la llama. f) El mechero se apaga al cerrar la llave de gas. g) Recuerde que cada vez que enciendas el mechero, primero debe cerrar la entrada de aire. h) Al observar cualquier anormalidad, cierre la llave del gas y consulte al instructor.

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ACTIVIDAD 1.1. Uso del Mechero: a) Con el mechero encendido cierre completamente la entrada de aire y sujeta una cápsula de porcelana con unas pinzas en la parte superior de la llama. Anote sus observaciones en tu cuaderno. b) Abra gradualmente la entrada de aire hasta que se diferencien las zonas de la llama (Figura 1). Para determinar las zonas de temperatura mayor, mediana y menor, coloca un alambre de hierro en sus diferentes zonas, hasta que se ponga rojo. c) Dependiendo del enrojecimiento observado en el alambre, dibuja y colorea el esquema de la llama, indicando el color de las zonas de temperatura mayor, mediana y menor. d) Sujeta una cápsula de porcelana con unas pinzas en la parte superior de la llama, regulada a su temperatura mayor. Anote las diferencias observadas en este caso. e) Coloca una astilla de madera en la zona más cercana a la parte superior del mechero. f) Anota tus observaciones. ACTIVIDAD 2: La bureta. a) Instala la bureta como se muestra en la Figura Núm.4. b) Llena con agua la bureta por encima del cero. c) Abre totalmente la llave de la bureta hasta llenar de agua la punta, evitando que se formen burbujas de aire. d) Cierra cuidadosamente la llave de la bureta hasta que el agua gotee lentamente. e) Afora el nivel del agua a ―cero‖ de manera que la parte inferior del menisco quede tangente con el trazo y cierra inmediatamente la llave de la bureta por completo. f) Para realizar una extracción de 10ml: g) Coloca un vaso de precipitado debajo de la bureta. h) Abre

completamente

llave

bureta,

hasta

dejar

pasar

aproximadamente 9ml de agua. i) Cierra casi por completo la llave y deja gotear lentamente el agua hasta que el menisco marque los 10ml. 255

j) Cierra la llave completamente. k) Tomando en cuenta los pasos anteriores, realiza extracciones de los siguientes volúmenes.

ACTIVIDAD 3: La pipeta a) Para llenar la pipeta, introduce la punta en el líquido, sosteniéndola con la mano derecha. b) Con ayuda de una perilla, extrae el líquido cuidadosamente y observa como asciende a lo largo de la pipeta. c) Cuando el líquido ha rebasado el cero, deja de succionar y rápidamente obtura con el dedo índice de la mano derecha el extremo de la pipeta (procurando que el dedo no esté húmedo para poder sellar la entrada) d) Disminuye la presión en el cierre, deja descender poco a poco el menisco hasta aforar la división a cero e) Retira la pipeta tocando con la punta la pared interior del recipiente de donde se extrajo el líquido, para evitar que la pipeta gotee. f) Para transferir el líquido de la pipeta al vaso, disminuye la presión que ejerce el dedo en la pipeta, con lo cual el líquido goteará según se lo permitas. Si se trata de verter el contenido total de la pipeta, apoya su extremo en la pared interior del vaso. ¡Atención! Recuerda nunca manipular la pipeta con la boca ACTIVIDAD 4: La probeta. a) Realiza las mediciones de volúmenes que indique el profesor usando una probeta graduada. ACTIVIDAD 5: Matraz aforado. a) Para llenar el matraz aforado primero se procede a disolver la sustancia en un vaso de precipitado. b) Se transfiere al matraz, procurando lavar el vaso con agua destilada e incorporando esa agua al matraz.

256

c) Una vez que se tenga toda la sustancia en el matraz se procede a aforar, en caso de ser necesario, utilizar una pipeta para lograr un aforo adecuado. ACTIVIDAD 6 .BALANZA GRANATARIA 1. Lo primero que se tiene que cuidar antes de pesar, es que la balanza esté calibrada. 2. Medir la tara del objeto donde realizarás la medición 3. Luego procede a pesar diversas cantidades de sustancia (Sal de mesa o azúcar). Utiliza un vidrio de reloj o papel. 4. El peso es el correcto cuando la marca del brazo coincide con la marca de la base. RESULTADOS Y OBSERVACIÓN Registra tus observaciones: 1. Explica lo que observaste en la cápsula de porcelana cuando se cierra la entrada de aire al mechero. 2. Dependiendo del enrojecimiento observado en el alambre de cobre ¿Cuál es la zona de mayor temperatura en la llama del mechero? 3. Explica las diferencias observadas en la cápsula de porcelana del punto 3 en la Actividad 1 4. Explica lo que observaste al realizar la Actividad 6 5. ¿Qué importancia tiene tarar el material donde se colocará la sustancia? 6. ¿Cómo se realiza la tara cuando se utilizan balanzas granatarias? 7. Si se reduce el volumen de aire en el mechero, ¿de qué color se produce la llama? 8. Cuando el mechero funciona con la proporción adecuada de combustible y comburente, la llama presenta dos zonas (o conos) diferentes. El cono interno (es la zona más caliente de la llama) está constituido por gas parcialmente quemado, el cual es una mezcla; mencione los compuestos que conforman esta mezcla: 9. ¿Qué color se presenta la llama en el mechero, al tener un bajo poder calorífico y humeante?:

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CONCLUSIONES El estudiante realiza un resumen de lo comprendido en la práctica, teniendo que entregar a la siguiente sesión de clases. BRESCIA, Frank. Et. Al. ―Fundamentos de Química. Métodos de laboratorio químico‖. CECSA. BURNS Ralph A. Fundamentos de Química. Segunda edición. Prentice Hall Hispanoamericana. CHANG Raymond, COLLEGE Williams. Química. Séptima edición. McGraw-Hill. DAUB William G, SEESE William S. Química. Octava edición. Pearson Prentice Hall. FRITZ G. H. Jr. Quantitative Analytical Chemistry. 2da. Ed. Allyn and Bacon. Boston.1969. IBARGÜENGOITIA Cervantes Martha E. Ibáñez Cornejo J.G., García Pintor E. Química en

Microescala.

1ª

Reimpresión.

2005.

Derechos

Reservados.

Universidad Iberoamericana. LAGUNA Martínez M. A. Desarrollo Organizacional. Cuarta Reimpresión 2004. Editorial Nueva Imagen. LÓPEZ Ramirez & Villarm et Framery (2010). Química I con enfoque de competencias. Editorial Book Mart. MATTSON,

Bruce.

(2001).Microescale

Gas

Chemistry.

2da.

Edición.

EducationalInnovations, Norwalk, Connecticut. OBENDRAUF, V. (Mayo 2002). Taller de Química Instantánea. Centro Mexicano de Química en micro-escala. Universidad Iberoamericana. PAULING, L. (1977) Química General. Aguilar S.A. de Ediciones España. PHILLIPS John S. Química, conceptos y aplicaciones. McGraw-Hill. RAMIREZ Regalado Víctor M. (2006) Química I. Editorial Publicaciones Cultural, COBAO. TROTTER Mónica. (2000). Estrategias de Superaprendizaje. Alfa Omega GRUPO Editor, S.A de C.V. ZÁRRAGA Sarmiento Juan Carlos. Química. McGraw-Hill.

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Técnicas comunes de laboratorio

TIPO DE PRACTICA: Laboratorio MATERIA: Química I

COMPETENCIA DISCIPLINARIA EXTENDIDA: Desarrollar algunas técnicas usuales en el laboratorio de química, tales como la filtración, destilación, sublimación y preparación de soluciones. INTRODUCCIÓN: En el estudio experimental de las propiedades químicas de las sustancias y de sus reacciones, se usan diferentes técnicas, entre las cuales destacan la filtración, evaporación, destilación, y sublimación. La filtración es una técnica que consiste en separar sólidos de líquidos por medio de una membrana semipermeable. La evaporación nos permite separar un líquido de un sólido al aplicar calor. La sublimación es una técnica de separación de sólidos, uno de los cuales no se funde sino pasa del estado sólido al gaseoso. La destilación es una técnica de separación de líquidos a diferentes puntos de ebullición. MATERIAL, EQUIPO Y SUSTANCIAS 1. Balanza 2. 2 vasos de precipitados. de 100 ml 3. 1 vaso de precipitados. de 250 ml 4. Embudo de vidrio 5. Soporte con anillo 6. Tela de asbesto 7. Varilla de vidrio 8. 2 cápsulas de porcelana de 90 ml 259

9. Mechero de Bunsen 10. Tubo de ensaye de 29 x 200 mm 11. Papel filtro 12. Piseta 13. Perlas de vidrio 14. Refrigerante recto de 600 mm 15. Manguera de hule 16. Matraz de destilación 17. Tapón de hule con termómetro 18. 2 matraces volumétricos de 100 ml 19. Probeta de 25 ml 20.

Espátula

21. Permanganato de Potasio (KMnO4) 22. Arena comercial 23. Yodo (I2) 24.

Cloruro de Sodio (NaCl)

25. Ácido Clorhídrico Concentrado (HCl)

METODOLOGÍA EXPERIMENTAL 1. FILTRACIÓN: a. Pese exactamente 5 g. de arena comercial en un vaso de precipitado seco de 100 ml y agregar 30 ml de agua destilada. b. Coloque un embudo de vidrio en un soporte con anillo, y un vaso de precipitados de 100 ml en su parte inferior. c. Prepare un papel filtro de acuerdo a las siguientes indicaciones: i. Doble el círculo de papel filtro por la mitad ii. Vuélvalo a doblar por la mitad iii. Ábralo y colóquelo en el embudo d. Humedezca el papel filtro con agua destilada, utilizando una piseta y presiónelo contra las paredes del embudo. e. El papel debe quedar completamente adherido a la superficie interior del embudo sin que se observen burbujas de aire.

260

f. Pese una cápsula de porcelana de 90 mL seca y limpia y colóquela en la parte inferior del embudo. g. Agite el vaso de precipitados que contiene arena, utilizando una varilla de vidrio. Vierta el contenido en el embudo, teniendo cuidado de colocar la varilla en el pico del vaso. Vea la figura.

h. Con una piseta, lave cuidadosamente el vaso de precipitados con agua destilada hasta que no quede residuo. i. Con la piseta lave varias veces el residuo que se encuentra en el papel filtro. 2. EVAPORACIÓN a. Coloque la cápsula de porcelana en un soporte con tela de asbesto y caliente suavemente con un mechero de Bunsen hasta que se evapore toda el agua. b. Enfríe la cápsula y pésela. c. Repita la operación anterior hasta que obtenga peso constante. 3. DESTILACIÓN: a. En un matraz de destilación agregue 50 mL de agua de la llave, unos cuantos cristales de permanganato de potasio y algunas perlas de vidrio. b. Monte el aparato de destilación como se muestra en la figura.

261

c. Caliente el matraz hasta obtener una ebullición moderada del agua coloreada por el permanganato de potasio y colecte en un tubo de ensaye aproximadamente 10 mL de agua destilada. Suspenda el calentamiento. Anote y explique sus observaciones en la sección de resultados.

RESULTADOS Y OBSERVACIONES: REGISTRO DE DATOS EVAPORACIÓN: Peso del vaso de precipitados, P1___________ gramos, Peso del vaso de precipitados con arena, P2___________ gramos, Peso de la arena = P2 1 ___________ gramos - P Peso de la cápsula, P3 ___________ gramos Peso de la cápsula más el residuo, P4 ___________ gramos Peso del residuo, = P4 - P___________ gramos 3 CONCLUSIONES: 1. Basándose en sus observaciones y resultados, explique si en el vaso con arena, contenía: ¿SUSTANCIAS SOLUBLES EN AGUA? _______________________________________________________________ ¿COLOR? _________________________________________________________________ ¿TURBIDEZ? ________________________________________________________________ ¿RESIDUO? _________________________________________________________________ 262

CALCULARLO EN FORMA DE SÓLIDOS DISUELTOS _________________________________________________________________ 2. Calcule el porcentaje de sólidos solubles en agua.

PESO ARENA -

% SÓLIDOS SOLUBLES

5 gr. de arena-

_______________________

100 gr. de arena -

REFERENCIAS: CHANG, R. (2010). Química. (10ª. ed.). México: McGraw-Hill

263

¿Cómo funciona un extintor? TIPO DE PRÁCTICA: Laboratorio MATERIA: Química I COMPETENCIA DISCIPLINAR EXTENDIDA: Describe la diversidad material de la naturaleza, así como la diferencia entre los cambios físicos y químicos. INTRODUCCIÓN En toda combustión existe un elemento que arde (combustible) y otro que produce la combustión (comburente), generalmente oxígeno en forma de O2 gaseoso, además de CALOR (Δ): E calorífica la cual será el agente ignitor en la combustión. Los tipos más frecuentes de combustible son los materiales orgánicos que contienen carbono e hidrógeno. Los productos que se forman son el dióxido de carbono (CO2) o (CO) monóxido de carbono, y el agua, el dióxido de azufre (SO2) (si el combustible contiene azufre) y pueden aparecer óxidos de nitrógeno (NOx), dependiendo de la temperatura y la cantidad de oxígeno en la reacción. Un extintor es un artefacto que sirve para apagar fuegos. Consiste en un recipiente metálico (bombona o cilindro de acero) que contiene un agente extintor de incendios a presión, de modo que al abrir una válvula el agente sale por una manguera que se debe dirigir a la base del fuego. Generalmente tienen un dispositivo para prevención de activado accidental, el cual debe ser deshabilitado antes de emplear el artefacto. Al realizar esta práctica, se observa que al agitar la botella, el bicarbonato y el vinagre dan lugar a una reacción química produciendo un gas llamado dióxido de carbono además una sal (acetato de sodio y agua) mediante una reacción de neutralización.

EQUIPO, MATERIAL Y REACTIVOS 1.

Bicarbonato de sodio colocado en una servilleta de papel.

2. Un tapón de corcho perforado o plastilina. 3. Un popote para beber. 4. Una botella para agua pequeña (totalmente seca). 5. Vinagre. 6. Un poco de hilo de coser.

CUESTIONARIO PREVIO 1.

¿cómo se le denomina a la reacción química presente al encender la vela? 264

2. Menciona y define los componentes necesarios en dicha reacción 3. ¿¿Cómo se le denomina a la reacción química entre el ácido acético y el bicarbonato de sodio? 4. Menciona los reactivos y los productos de la reacción que se llevó acabo en la botella 5. Define que es un extintor 6. ¿Cómo se clasifica el extintor que acabamos de realizar? 7. Explica ¿por qué se apaga la vela? METODOLOGÍA EXPERIMENTAL 1. Agregue 4 cucharaditas de bicarbonato en la servilleta, cierre y amarre con un hilo en forma de bolsita (tiene que quedar bien sujeto). 2. Vierta 5 cucharadas de vinagre en la botella. 3. Acomode la bolsita de bicarbonato dentro de la botella de forma que cuelgue (con una parte del hilo fuera) cuidando que la mismo no toque el vinagre. 4. Tome el corcho o plastilina y coloque el popote en la boca de la botella. 5. Agite la botella, tapando con el dedo el popote, sujetando la botella al mismo tiempo, para mezclar el bicarbonato con el vinagre (sin destapar el popote). 6. Quite el dedo y proyecte el gas que sale de la botella sobre una vela encendida. RESULTADOS Y OBSERVACIÓN Realiza un dibujo de lo sucedido anexando una breve explicación CONCLUSIONES El estudiante realiza un resumen de lo aprendido en la práctica y el funcionamiento que tiene el extintor en caso de incendio real. Lo presenta en su cuaderno o reporte de laboratorio. REFERENCIAS MULLER, G (2008). Laboratorio de química general. México: Reverte Editores.

265

Ley de la Conservación de la materia TIPO DE PRÁCTICA: Laboratorio y/o Aula MATERIA: Química I COMPETENCIA

DISCIPLINAR

EXTENDIDA:

Interpreta

que

Ley

Conservación de la energía se cumple durante cualquier cambio físico o químico. INTRODUCCIÓN Los primeros experimentos cuantitativos que demostraron la ley de la conservación de la materia se atribuyen al famoso científico francés Joseph Antoine Laurent Lavoisier (1743 -1794). Sus más célebres experimentos fueron en la esfera de la combustión. En sus tiempos se explicaba la combustión con base en la teoría del flogisto, según la cual todas las sustancias inflamables contenían una sustancia llamada flogisto, la cual se desprendía durante el procesode la combustión. EQUIPO, MATERIAL Y REACTIVOS 15. Dos sobres de sal de uvas. 16. Dos globos. 17. Una balanza analítica. 18. Dos matraces Erlenmeyer de 250 ml. 19. Una probeta de 100 ml. 20. Un vaso de precipitados de 25 ml. 21. Bicarbonato de sodio 1.700g. 22. Ácido acético (vinagre)

CUESTIONARIO PREVIO 1. ¿Qué experimentos permitieron a Lavoisier enunciar la ley de la conservación de la materia? 2. Investiga en qué consiste la teoría del flogisto y anótala en tu cuaderno o reporte de laboratorio 266

3. ¿Qué son las sustancias inflamables? 4. Explica en qué consiste el proceso de la combustión.

METODOLOGÍA EXPERIMENTAL Actividad 1: 1. Coloque en un matraz Erlenmeyer de 250 ml, 20 ml de agua destilada y 20 ml de ácido clorhídrico, empleando la probeta. 2. A continuación vierta el polvo de sal de uvas en el interior de un globo, teniendo cuidado de que no quede en las paredes exteriores del mismo. 3. Embone la boca del globo con la del matraz Erlenmeyer, asegurándose de que no caiga sal de uvas dentro del matraz. 4. Determine la masa de todo el sistema. 5. Levante el globo para que la sal de uvas caiga dentro del matraz y espere a que la reacción que se produce finalice. 6. Determine nuevamente la masa de todo el sistema. 7. Determine el diámetro del globo inflado.

Actividad 2: 8. Coloque en un matraz Erlenmeyer de 250 ml, 20 ml de HCI, empleando la probeta. 9. Coloque en el interior del globo 1,5 g aproximadamente de NaHCO3, teniendo cuidado de que no quede en las paredes exteriores del mismo.

267

10. Embone la boca del globo con la del matraz Erlenmeyer, asegurándose de que no caiga NaHCO3 dentro del matraz. 11. Determine la masa de todo el sistema. 12. Levante el globo para que el NaHCO3 caiga dentro del matraz y espere a que la reacción que se produce finalice. 13. Determine nuevamente la masa de todo el sistema. 14. Determine el diámetro del globo inflado.

RESULTADOS Y OBSERVACIÓN Representa las reacciones que se llevaron a cabo en el experimento. Presenta tus resultados en una tabla. CONCLUSIONES Elaborar la conclusión incluyendo los conceptos importantes que se trabajaron en la práctica. Argumenta los resultados con la teoría. ¿Se cumple la ley de la conservación de la materia en ambas actividades? Explique ¿Por qué? REFERENCIAS MORTIMER,

(1992).

Química.

(6ª

ed.).

México:

Grupo

editorial

Iberoaméricana. CHANG, R. (2008). Química general para bachillerato. (7ma.ed.). México: Mc.Graw Hill AZUARA, U. (2011). Química I. México: Ed. Esfinge. pp. 42

268

Ley de la conservación de la materia TIPO DE PRÁCTICA: Laboratorio MATERIA: Química I COMPETENCIA: Explica el postulado de la Ley de la Conservación de la Materia y lo demuestra experimentalmente. INTRODUCCIÓN En toda reacción química, la masa se conserva, esto es, la masa total de los reactivos es igual a la masa total de los productos". En otras palabras, la materia no se crea ni se destruye

sólo se transforma durante un proceso

químico es decir, se reorganiza. Este principio es el corazón de la Ley de Lavoisier y uno de los pilares del surgimiento de la ecuación química junto con la nomenclatura moderna de los compuestos químicos. Pero no eran solo los químicos el interés de este hombre de ciencias que también se mostraba muy activo en asuntos públicos. Fue así que, combinando ambas pasiones, dio origen a la ley que lleva su nombre en ocasión de estudiar el proceso de combustión, uno de los grandes enigmas científicos de su época, para mejorar el mecanismo de alumbrado de las calles parisinas. A través de sus experiencias Lavoisier, llegó a la conclusión de que el peso no variaba al pesar metales como el estaño y el plomo antes y después de ser calentados en recipientes cerrados con una cantidad limitada de aire. El peso que el material había ganado se debía al oxígeno que contribuía a su calcinación. Su teoría dio pie a la ley de conservación de la masa y terminó con la explicación tradicional sobre el proceso de combustión que contaba con el consenso de los químicos del momento. En su aporte al conocimiento científico Lavoisier, diferenció compuestos químicos de elementos químicos y además contribuyó a la formulación de un tratado sobre nomenclatura química.

269

EQUIPO, MATERIAL Y REACTIVOS 1. Una balanza granataria o analítica 2. Un matraz Erlenmeyer de 250 ml 3. Un globo del No. 9 4. 75 ml de ácido acético diluido (vinagre blanco) 5. Una probeta de 100 ml 6. Una tableta de alka seltzer 7. Una liga CUESTIONARIO PREVIO 1. ¿Quién escribió el postulado de la ley de la conservación de la materia? 2. ¿Qué experimento llevó a cabo para hacer esa demostración? 3. ¿Qué aportación hizo a la ciencia dicho postulado? METODOLOGÍA EXPERIMENTAL 1. Toma el matraz Erlenmeyer limpio y seco 2. Con la probeta mide 75 ml del ácido acético diluido o vinagre y viértelos en el matraz 3. Introduce en el globo la tableta de Alka seltzer 4. Con precaución embona la boquilla del globo en la boca del matraz, evitando que se mezclen de las dos sustancias 5. Sujeta la boquilla del globo con la liga al matraz 6. Pesa el dispositivo ya montado en la balanza y registra su masa 7. Retira el matraz de la balanza y vierte el contenido del globo en el matraz 8. Observa lo que sucede y espera a que termine la reacción química 9. Pesa nuevamente el matraz y registra el nuevo peso RESULTADOS Y OBSERVACIÓN Elabora un esquema del dispositivo antes y después de la reacción. Peso del dispositivo antes de la ___________________ gramos reacción Peso del dispositivo después de la ___________________ gramos

270

reacción Diferencia de pesadas

___________________ gramos

CONCLUSIONES Escribe tus conclusiones dando respuesta a las siguientes preguntas y justificándolas 1. Si la diferencia de pesadas es CERO ¿A qué se debe? 2. Si la diferencia de pesadas es diferente de CERO ¿a qué se debe? 3. ¿Qué valor se espera obtener en la diferencia de pesadas al cumplirse la Ley de la Conservación de la Materia y por qué? REFERENCIAS Chang, R. (2002). Química General. México: Mc Graw Hill. Garritz, A. (2001). Tú y la Química. México: Pearson Educación. Kotz, J. (2003). Química y reactividad química . México: Thomson Internacional.

271

Efectos de la variación de la temperatura en los cuerpos TIPO DE PRÁCTICA: Laboratorio MATERIA: Química I COMPETENCIA

DISCIPLINAR

EXTENDIDA:

Identificar

través

experimentación cómo afecta la temperatura en los cuerpos. INTRODUCCIÓN La temperatura es una magnitud referida a las nociones comunes de caliente, tibio o frío que puede ser medida con un termómetro. En física, se define como una magnitud escalar relacionada con la energía interna de un sistema termodinámico, definida por el principio cero de la termodinámica. Más específicamente, está relacionada directamente con la parte de la energía interna conocida como «energía cinética», que es la energía asociada a los movimientos de las partículas del sistema, sea en un sentido translacional, rotacional, o en forma de vibraciones. A medida de que sea mayor la energía cinética de un sistema, se observa que éste se encuentra más «caliente»; es decir, que su temperatura es mayor. La temperatura es energía cinética promedio de las moléculas.

EQUIPO, MATERIAL Y REACTIVOS 1. Un globo 2. Un matraz Erlenmeyer o recipiente con agua 3. Un vaso de precipitado de 250 ml 4. Un mechero 5. Un soporte universal 6. Un baño María 7. 100 ml de agua CUESTIONARIO PREVIO 272

1. ¿Qué es la temperatura? 2. ¿Qué es la dilatación? 3. ¿Cuáles son los tipos de dilatación? 4. ¿En qué tipo de actividades cotidianas utilizarías el proceso de dilatación? METODOLOGÍA EXPERIMENTAL 1. Coloca agua hasta la mitad del matraz Erlenmeyer. 2. Ajusta el globo a la boca del matraz Erlenmeyer o del recipiente de agua. 3. Ahora ponlo al baño María. 4. Registra tus observaciones. RESULTADOS Y OBSERVACIÓN Registra en tu libreta la práctica observada. CONCLUSIONES El estudiante realiza el análisis del efecto observado que es la dilatación. REFERENCIAS Hernández, R., & Mejía, C.R. (2012). Química I. México: Gafra editores. Azuara, U. (2012). Química I Para bachillerato. México: Esfinge.

273

¿Cómo hallar la densidad de una sustancia? TIPO DE PRÁCTICA: En aula / laboratorio MATERIA: Química I COMPETENCIA DISCIPLINAR EXTENDIDA: Argumenta la importancia de la materia y la energía en el desarrollo científico y tecnológico, mencionando sus ventajas y desventajas en el medio ambiente. INTRODUCCIÓN Masa: Definimos la masa de un cuerpo como la cantidad de materia que hay en él. La masa de un objeto es una cantidad invariable, independiente de la posición del objeto. La masa de un objeto se puede medir en una balanza al compararla, con otras masas conocidas. Volumen: Cantidad de espacio que ocupa la materia. Densidad: Es la relación de la masa de una sustancia con el volumen ocupado por esa masa; es la masa por unidad de volumen y se expresa con la ecuación: Densidad = masa /volumen La densidad es una característica física de una sustancia que puede ayudar para su identificación. Cuando se da la densidad de un sólido o un líquido la masa se expresa usualmente en gramos y el volumen en mililitros o centímetros cúbicos. EQUIPO, MATERIAL Y REACTIVOS 1. Probeta de 250 y 500 ml 2. Densímetro o picnómetro 3. Cuerpos solidos no porosos (aluminio, cobre, hierro) 4. Balanza analítica 5. Alcohol, agua, aceite, leche 6. piedra CUESTIONARIO PREVIO 1.- ¿Qué es la densidad? 2.- ¿Cuál es la fórmula utilizada para encontrar la densidad de una sustancia? 3.- ¿Cuáles son las unidades en que se puede reportar la densidad? 274

METODOLOGIA EXPERIMENTAL 1.- Lleva a la balanza el cuerpo sólido y establece su masa. 2.- Agrega agua a la probeta hasta la mitad y registra el volumen del líquido. 3.- Introduce con cuidado el sólido dentro de la probeta, de manera que quede sumergido por completo. Registra el nuevo volumen. La diferencia entre el volumen final del agua con el sólido y el volumen inicial te da el volumen del sólido. 4.- Para hallar la densidad, divide la masa del cuerpo entre el volumen: Densidad= masa / volumen 5.- Repite el procedimiento con los demás cuerpos y registra los datos. 6.- Numera cuatro probetas. Coloca en cada una de ellas 200cm3 de las siguientes sustancias: aceite, alcohol, agua y leche. Introduce en cada una de ellas el densímetro y registra las lecturas. RESULTADOS Y OBSERVACIÓN ¿Cuáles son las densidades de los sólidos irregulares? Ordena en forma descendente las densidades de los líquidos analizados CONCLUSIONES Plantea una explicación en cuanto a que la densidad es una de las propiedades que permiten diferenciar a los cuerpos. REFERENCIAS BURNS, R.A. (1996). Fundamentos de química. (2ª Ed). México: Prentice Hall

275

Densidad de sólidos y líquidos TIPO DE PRÁCTICA: Laboratorio MATERIA: Química I COMPETENCIA DISCIPLINAR EXTENDIDA: Identificar la densidad de los sólidos y líquidos de varios materiales, para destacar la importancia que tienen los diferentes estados de agregación. INTRODUCCIÓN Los estados de agregación de la materia se distinguen entre sí por la disposición interna de los átomos, iones o moléculas. Una propiedad de la materia es la densidad, la cual es una magnitud escalar referida a la cantidad de masa contenida en un determinado volumen de una sustancia. EQUIPO, MATERIAL Y REACTIVOS 17. Probetas de 250 ml y 500 ml 18. Densímetro o picnómetro 19. Cuerpos sólidos no porosos (aluminio, cobre, hierro) 20.

Balanza analítica

21. Agua, alcohol, aceite, leche 22. Piedra CUESTIONARIO PREVIO 23. ¿Cuáles son las densidades de los sólidos irregulares? 24.

¿Cómo se calibra un densímetro?

25. Investiga la densidad del agua y del etanol. METODOLOGÍA EXPERIMENTAL 1. Lleva a la balanza el cuerpo sólido (cobre, aluminio y fierro) y establece masa 2. Coloca agua en la probeta hasta la mitad y registra el volumen del agua 3. Introduce con cuidado el sólido dentro de la probeta, de manera que quede sumergido por completo. 276

4. Registra el nuevo volumen. La diferencia entre el volumen final del agua con el sólido y el volumen inicial te da el volumen del sólido. 5. Para encontrar la densidad, divide la masa del cuerpo entre el volumen

6. Repite el procedimiento con los demás cuerpos y registra los datos en la siguiente tabla: Cuerpo

Masa

Volumen

Densidad

7. Numera cuatro probetas. Coloca en cada una de ellas 200 ml de las siguientes sustancias: aceite, agua, alcohol y leche. Introduce en cada una de ellas el densímetro y registra las lecturas en la siguiente tabla: Probeta

Agua

Alcohol

Aceite

Leche

RESULTADOS Y OBSERVACIÓN Completa las 2 tablas de la parte superior y ordena de manera descendente las densidades de los líquidos analizados. CONCLUSIONES El estudiante realiza el análisis de los datos obtenidos de las diferentes muestras REFERENCIAS ESPIRELLA, A. y RAMIRÉZ Leopoldo. Química Básica. ―Un enfoque natural y significativo‖. Química I.-México: Editorial Espriella Magdaleno

277

Densidad de un sólido TIPO DE PRÁCTICA: Laboratorio MATERIA: Química I COMPETENCIA DISCIPLINAR EXTENDIDA: Identifica,

con base a la

experimentación, la masa y el volumen de una sustancia y determina su densidad. INTRODUCCIÓN Aunque

toda

la materia posee masa y volumen,

misma masa de sustancias diferentes tienen ocupan distintos volúmenes, así notamos que el hierro o el hormigón son pesados, mientras que la misma cantidad de goma de borrar o plástico son ligeras. La propiedad que nos permite medir la ligereza o pesadez de una sustancia recibe el nombre de densidad. Cuanto mayor sea la densidad de un cuerpo, más pesado nos parecerá. La densidad se define como el cociente entre la masa de un cuerpo y el volumen que ocupa.

La densidad de

cuerpo

está

relacionada

con

su flotabilidad,

una

sustancia flotará sobre otra si su densidad es menor. Por eso la madera flota sobre

el agua y

el plomo se

hunde

ella,

porque

el plomo posee

mayor densidad que el agua mientras que la densidad de la madera es menor, pero ambas sustancias se hundirán en la gasolina de densidad más baja. EQUIPO, MATERIAL Y REACTIVOS 1. Sustancias sólida, en 5 tamaños distintos (incluir un prisma rectangular y una esfera) 2. Balanza 3. Probetas de 100 ml y 200 ml. 4. Regla 5. Calibrador vernier 278

CUESTIONARIO PREVIO 26.Definición de: masa, volumen y densidad. 27. Unidades de medida en el SI de masa, volumen y densidad. 28.Calcula la densidad de las siguientes sustancias a. Granito, si una pieza rectangular de 0.05 m x 0.1 m x 23 cm, tiene una masa de 3.2 Kg b. leche, si 2 litros tienen una masa de 2.06 kg. c. Cemento, si una pieza rectangular de 2 cm x 2 cm x 9 cm, tiene una masa de 108 g. d. Marfil, si una pieza rectangular de 23 cm x 15 cm x 15.5 cm, tienen una masa de 10.22 kg METODOLOGÍA EXPERIMENTAL 1. Cada grupo debe disponer de cinco sólidos, todos de la misma sustancia, pero con formas, tamaños y masas distintas. 2. Se mide la masa de cada sólido en la balanza. 3. Se mide el volumen de cada sólido utilizando la probeta adecuada a su tamaño. Debemos tener en cuenta que la lectura correcta coincide con la base del menisco.

4. Por último, se miden las dimensiones de dos sólidos. Uno que tenga forma esférica y otro que tenga forma de prisma rectangular. Para ello utilizar la regla y el calibrador vernier. RESULTADOS Y OBSERVACIÓN Elabora una tabla con los datos de masa y volumen de los cinco sólidos. 279

Elabora una tabla con los datos de las dimensiones de los dos sólidos regulares.

Elabora una gráfica masa-volumen con los datos de los cinco sólidos.

CONCLUSIONES 1. ¿La densidad es una medida directa o indirecta? Razona la respuesta. 2. Comenta la forma que tiene la gráfica elaborada y qué conclusiones se puede extraer de ello. 3. ¿Depende la densidad de una sustancia de la cantidad que haya? ¿Por qué? 4. ¿Cuál es la densidad de la sustancia sólida? 5. Expresa la densidad anterior en unidades del Sistema Internacional de Unidades. 6. ¿Cuál es la precisión de los instrumentos de medida utilizados: balanza, probeta, regla, calibrador? 7. Compara los valores de la densidad obtenidos mediante medidas directas del volumen y medida indirecta. Comenta las ventajas y desventajas que tiene cada método.

280

REFERENCIAS CHANG, R. (2010). Química (10ª. ed.). México: McGraw-Hill GARRITZ, A. y Chamizo, J.A. (1998). Química. México: Pearson Educación.

281

Densidad del dióxido de carbono (CO2) TIPO DE PRÁCTICA: Laboratorio MATERIA: Química I COMPETENCIA DISCIPLINAR EXTENDIDA: Establecer la densidad del dióxido de carbono a través de un método establecido INTRODUCCIÓN El dióxido de carbono es un anhídrido y es una molécula lineal y no polar, a pesar de tener enlaces Esto se debe a que, dada la hibridación del carbono, la molécula posee una geometría lineal y simétrica. La densidad de los gases varía notablemente con los cambios de presión y de temperatura. Por esto es indispensable que el valor de la densidad este acompañado de las condiciones de presión y temperatura en que se toma la medida. EQUIPO, MATERIAL Y REACTIVOS 1. Balanza 2. Tubo de ensayo con tapón o con desprendimiento lateral 3. Manguera aplicada al tapón o al desprendimiento lateral 4. Soporte universal 5. Varilla 6. Agua 7. Tableta efervescente 8. Probeta graduada de 500 ml 9. Pinza y nuez 10. Recipiente transparente con agua CUESTIONARIO PREVIO 1. Menciona 4 características del CO2 2. ¿Consideras que el CO2 es un compuesto tóxico? 3. ¿Qué es densidad?

282

4. Investiga el equipo mínimo de seguridad que debes utilizar en la práctica . METODOLOGÍA EXPERIMENTAL 1. En la balanza, encuentra la masa del tubo de ensayo con agua hasta la mitad y coloca el tapón. 2. Llena completamente la probeta de agua e inviértela en el recipiente con agua casi hasta el borde. El agua de la probeta debe estar hasta el tope. 3. Introduce la manguera por debajo de la probeta. 4. Por el tubo de ensayo en el soporte universal, adiciona media pastilla efervescente y tapa de inmediato el tubo. Observa hasta que termine el proceso

efervescencia.

Esto

indicará

que

concluyó

desprendimiento del gas. Registra tus observaciones y los datos. 5. Toma el tubo de ensayo con el agua que aún queda

en disolución,

tápalo y vuelve a pesarlo en la balanza. 6. Determina el volumen de gas que ha desalojado el agua en la probeta. 7. Con los datos obtenidos determina la densidad del gas, en este caso el CO2 RESULTADOS Y OBSERVACION Registra en una tabla los resultados obtenidos Elabora el diagrama de flujo de la metodología aplicada. CONCLUSIONES Elaborar un cuadro sinóptico con la información de la práctica, enfatizando sobre los resultados obtenidos de la densidad del CO2 REFERENCIAS Hernández, R., & Mejía, C.R. (2012). Química I. México: Gafra editores. Azuara, U. (2012). Química I Para bachillerato. México: Esfinge. Dingrando, L., Greg, K, Nainen, N. & Wistrom, CH. (2003). Química: materia y Cambio. México: Mc Graw Hill

283

Sublimación del yodo

TIPO DE PRÁCTICA: Laboratorio MATERIA: Química I COMPETENCIA DISCIPLINAR EXTENDIDA: Identifica en forma teórica y experimental algunos aspectos que rigen el comportamiento de la materia y la energía. INTRODUCCIÓN La sublimación (del latínsublimāre) o volatilización, es el proceso que consiste en el cambio de estado del estado sólido al estado gaseoso, sin pasar por el estado líquido. Al proceso inverso se le denomina deposición o sublimación regresiva; es decir, el paso directo del estado gaseoso al estado sólido. Un ejemplo clásico de sustancia capaz de sublimarse a presión y temperatura ambiente es el hielo seco. Este método se emplea para la purificación del iodo, que suele ser comercializado con distintos grados de pureza. Haciendo referencia al método de purificación utilizado, algunas veces se comercializa como "iodo bisublimado" lo que indica que el reactivo ha pasado por dos procesos de volatilización–sublimación. La sublimación también se usa para imprimir camisetas. Ese proceso, aplicado a la impresión de textos y de gráficos, permite obtener una extraordinaria nitidez, resolución, colorido, permanencia y calidad en general. A tal fin, empleamos impresoras del mercado adaptadas al efecto (Epson), y tintas especiales para sublimación. Las tintas de sublimación, con las cuales, en primer lugar, imprimimos sobre un papel especial. Luego, en una plancha térmica, colocamos el papel así impreso sobre el objeto al cual se transferirá definitivamente la imagen o texto (tela, cerámica, plástico, vidrio, metal, etc.). El calor de la plancha (aproximadamente unos 200° C.) hace que los sólidos de las tintas de la impresión hecha sobre el papel, sin pasar por el estado líquido, se transformen en gases, que penetran directa e inmediatamente a la superficie del polímero o poliéster. EQUIPO, MATERIAL Y REACTIVOS 1. Mechero Bunsen, cerillas y butano 2. Cápsula de porcelana 3. Papel filtro 4. Yodo sólido

284

CUESTIONARIO PREVIO 1. Menciona las propiedades físicas y químicas del Yodo 2. Explica qué es la sublimación 3. ¿Por qué el Yodo puede sublimarse? 4. ¿Cuáles son las utilidades en la industria de la sublimación del Yodo? 5. ¿A qué temperatura empieza a sublimar el Yodo? METODOLOGÍA EXPERIMENTAL 1. Imprime tu huella digital en el papel filtro. 2. Agrega una pequeña porción de Yodo sólido en la cápsula y calienta hasta alcanzar el grado de sublimación. 3. Cuando se observa que surgen del Yodo unos vapores violetas ya se puede apagar el fuego. 4. Seguidamente, se coloca el papel por el lado de la huella digital, sobre esos vapores. RESULTADOS Y OBSERVACIÓN Realiza un dibujo de lo sucedido, anexando una breve explicación CONCLUSIONES Los estudiantes dan sus propios puntos de vista y de manera colaborativa, se fomenta el trabajo en equipo. A todos los miembros del grupo les queda claro la importancia de la ciencia desde dos perspectivas diferentes. REFERENCIAS RODRÍGUEZ, Ana, (2007) Experimentos científicos, Química cotidiana. Ed. Everest,. pp. 25 y 35

285

Espuma Negra TIPO DE PRÁCTICA: Laboratorio MATERIA: Química I COMPETENCIA DISCIPLINAR EXTENDIDA: Conoce la aplicación de los elementos químicos. Analiza y valora el uso de la química como parte de su entorno químico social. INTRODUCCIÓN Un elemento químico es un tipo de materia constituida por átomos de la misma clase. En su forma más simple posee un número determinado de protones en su núcleo, haciéndolo pertenecer a una categoría única clasificada con el número atómico, aun cuando este pueda desplegar distintas masas atómicas. Es un átomo con características físicas únicas, aquella sustancia que no puede ser descompuesta mediante una reacción química, en otras más simples. No existen dos átomos de un mismo elemento con características distintas y, en el caso de que estos posean número másico distinto, pertenecen al mismo elemento pero en lo que se conoce como uno de sus isótopos. También es importante diferenciar entre un «elemento químico» de una sustancia simple. Los elementos se encuentran en la tabla periódica de los elementos. EQUIPO, MATERIAL Y REACTIVOS 1. Un vaso de precipitados de 250 ml 2. Un agitador de vidrio 3. Azúcar de caña (sacarosa) 4. 10 ml de ácido sulfúrico concentrado CUESTIONARIO PREVIO 1. ¿Qué función tiene el ácido sulfúrico? 2. ¿Qué le sucede al azúcar cuando entra en contacto con el ácido sulfúrico? 3. ¿El cambio observado es físico o químico? Argumenta 286

4. ¿Cuáles son tus variables dependientes e independientes? 5. Si se disuelve previamente el azúcar en agua ¿el efecto es el mismo? Argumenta

METODOLOGÍA EXPERIMENTAL 1. En el vaso de precipitados coloca dos cucharadas de azúcar. 2. Agrega lentamente el ácido sulfúrico y al término agita lentamente. 3. Disuelve en agua otras dos cucharadas de azúcar y agrega el ácido lentamente. 4. Observa lo que sucede a las sustancias que participan en el experimento. RESULTADOS Y OBSERVACIÓN Registra tus observaciones Sustancias

Observaciones

Azúcar + ácido sulfúrico Disolución acuosa de azúcar y ácido sulfúrico

CONCLUSIONES Elabora un mapa mental abarcando los conceptos, desarrollo y observaciones vistos en la práctica. REFERENCIAS GARZON, Guillermo, (2007). Fundamentos de Química General con manual de laboratorio ( 2ª. Ed) México: Mc Graw Hill.

287

Diferencia entre mezcla y compuesto TIPO DE PRÁCTICA: Laboratorio MATERIA: Química I COMPETENCIA DISCIPLINAR EXTENDIDA: Analiza la composición, cambios e interdependencia entre la materia y la energía en los fenómenos naturales, para el uso racional de los recursos de su entorno. INTRODUCCIÓN La química está en todas partes. Hoy día se conocen más de 25 millones de sustancias químicas, lo que representa un aumento de 5 millones en un solo año. Las sustancias químicas están presentes en los alimentos, medicinas, vitaminas, pinturas, pegamentos, productos de limpieza, materiales de construcción, automóviles, equipo electrónico y deportivo, y cualquier otra cosa que podemos comprar. Las sustancias químicas se encuentran en toda clase de fibras naturales o sintéticas, pero las sustancias que constituyen un tipo de fibra son diferentes de las presentes en otras fibras. Los compuestos químicos que se emplean en los fertilizantes difieren mucho de los que se utilizan en los herbicidas. EQUIPO, MATERIAL Y REACTIVOS 23. Un vidrio de reloj 24.

Un mechero Bunsen

25. Un tubo de ensayo grande 26. Una pinza para tubo de ensayo 27. Un vaso de precipitados de 500 ml 28.Un mortero con pistilo 29. Una espátula 30.

Un imán

31. Un agitador de vidrio 32. Una balanza analítica 33. Una Lupa 34.

Azufre en polvo 5 g 288

35. Limadura de hierro 5 g 36.

Jabón y franela

37. Escobillón para tubos de ensayo CUESTIONARIO PREVIO 29.¿Qué es una sustancia pura? 30.

¿Qué es una mezcla?

31. ¿Cuál es la relación entre ambos? 32. ¿Qué es un elemento? METODOLOGÍA EXPERIMENTAL Hacer una mezcla y separarla 1. En la balanza analítica se pesan 2 g de azufre y 2 g de limadura de hierro. Ambas sustancias se mezclan en el interior de un vidrio de reloj, obteniéndose una mezcla. El color de la mezcla depende de la proporción de los componentes. Si se observan con una lupa se pueden apreciar las partículas de azufre al lado de las de hierro, pero cada una con su aspecto característico. Si se acerca un imán se adhieren a él fácilmente las partículas de hierro, pero no las de azufre; por este medio se pueden separar los componentes de la mezcla. Hacer una combinación química 2. Con la mezcla anterior (azufre-hierro) se llenan dos tercios de un tubo de ensayo, tomar el tubo con las pinzas y calentarlo hasta que la masa se ponga incandescente y entonces retirar el mechero. A pesar de haberlo retirado de la llama, la reacción prosigue y toda la masa se pone incandescente. 3. Cuando la reacción haya terminado, es decir, cuando deje de estar incandescente, se deja enfriar desprendiendo el sólido con ayuda de un agitador. Se ha obtenido una barra de una sustancia negra, que una vez fría, se tritura en el mortero. Esta sustancia no atraída por el imán es uniforme (no se distingue con la lupa el hierro del azufre). En un vaso de precipitados se coloca la barra de azufre-hierro) y se trata con ácido clorhídrico. Observar que el desprendimiento de gas huele a huevo podrido. 4. Se obtiene entonces una sustancia nueva, una combinación de hierro y azufre que se llama sulfuro ferroso. 289

RESULTADOS Y OBSERVACION Describe tus observaciones y dibújalas. CONCLUSIONES El estudiante realiza un resumen de lo comprendido en la práctica, teniendo que entregar a la siguiente sesión de clases. REFERENCIAS VILCHIS, Bernal P. (2002). Cuaderno de ejercicios y prácticas de laboratorio de química I (4ª ed.). México: Ed. Librería universitaria. BURNS, R. (2003). Fundamentos de química (4ª Ed): México: Ed. Pearson Prentice Hall. MORRIS, H (2005). Fundamentos de química. (11 a Ed). México: Ed. Thomson.

290

Separación de mezclas. TIPO DE PRÁCTICA: Laboratorio MATERIA: Química I COMPETENCIA DISCIPLINAR EXTENDIDA: Explica los estados de agregación, la clasificación de la materia, elementos, compuestos, mezclas y sus cambios. INTRODUCCIÓN Las mezclas se generan mediante la unión de dos o más elementos o compuestos, unidos en proporciones fijas o variables. Cada sustancia conserva sus características ya que se tiene una unión física y no se lleva a cabo reacción alguna. De acuerdo al estado de agregación de las sustancias, las mezclas pueden ser: gas-gas, líquido-líquido, sólido-sólido, líquido-gas, sólidolíquido, sólido-sólido y gas-sólido. Las mezclas formadas con estos estados de agregación, pueden ser homogéneas o heterogéneas y se clasifican como disoluciones, suspensiones y coloides. Las disoluciones son homogéneas, las suspensiones heterogéneas y los coloides dependen de otros factores. Para separar una mezcla se aprovechan las propiedades físicas de las sustancias que la integran. Los métodos empleados en dichas separaciones pueden ser mecánicos o físicos y se pueden clasificar según el estado de agregación de los componentes. EQUIPO, MATERIAL Y REACTIVOS 1. Vaso de precipitados de 1 L 2. Cápsula 3. Mechero bunsen 4. Tubo de ensayo 5. Pinzas para tubo 6. Mortero con pistilo 7. Imán 8. Agitador 9. Botella de plástico de 1 L 291

10. Papel filtro 11. Azufre en polvo 12. Limadura de hierro 13. Ácido muriático (clorhídrico al 15%) 14. Sulfato de aluminio 15. Carbón activado 16. Hipoclorito de sodio CUESTIONARIO PREVIO 1. Investigue

como

clasifican

las

disoluciones

base

concentración y sus características 2. ¿Cuáles son las diferencias entre suspensión y coloide? } Investigue tres ejemplos de cada uno 3. Realice un cuadro comparativo de los métodos para separar mezclas con ejemplos de su aplicación. METODOLOGÍA EXPERIMENTAL 1. Corte la base de la botella de plástico, de tal forma que parezca un embudo. Realice una perforación a la tapa. Ponga una cucharadita de carbón activado en el papel filtro, enróllelo y ubíquelo en la boca de la botella y coloque la tapa. 2. Vierta 500 ml de agua en el vaso de precipitados y agregue un puñado de tierra, agite y deje reposar por un minuto. Agregue dos cucharadas soperas de sulfato de aluminio y agite durante dos minutos, adicione 4 gotas de hipoclorito de sodio. Registre sus observaciones. 3. Deposite el agua en la botella, teniendo cuidado de que el precipitado se quede en el fondo del vaso. Registre sus observaciones. ¿Qué tipo de mezclas acaba de separar y cuáles fueron los métodos que empleó? Investigue las aplicaciones de los procedimientos anteriormente realizados. 4. En la cápsula mezcle una cucharadita de azufre y una de limadura de hierro, observe con una lupa. Acerque un imán y registre sus observaciones. ¿Qué tipo de mezcla se realizó y por qué métodos se puede separar? 5. Vuelva a mezclar los componentes anteriores y llene con la mezcla resultante dos tercios de un tubo de ensayo. Tome el tubo con las pinzas y 292

caliéntelo hasta que la masa se ponga incandescente, retire del mechero y registre sus observaciones. 6. Cuando la reacción termine, deje enfriar y desprenda el sólido que se formó, acerque el imán a éste. Registre sus observaciones y las características del sólido resultante. Posteriormente, colóquelo en un vaso de precipitados y adicione una cucharada de ácido clorhídrico. Registre sus observaciones ¿Cuál es el nombre y fórmula del compuesto que se generó? RESULTADOS Y OBSERVACIÓN Elabora los esquemas correspondientes, registra las observaciones y escribe las fórmulas de todas las sustancias utilizadas. CONCLUSIONES El estudiante realiza un reporte de

práctica, teniendo que entregar a la

siguiente sesión de clases. REFERENCIAS MORA, V. M., (2005.). Química I Bachillerato México: Ed. ST.

293

Formación de las disoluciones TIPO DE PRÁCTICA: Laboratorio MATERIA: Química I COMPETENCIA DISCIPLINAR EXTENDIDA: Argumenta la importancia de la materia y la energía en el desarrollo científico y tecnológico, mencionando sus ventajas y desventajas en el medio ambiente. INTRODUCCIÓN: Las disoluciones son mezclas homogéneas de dos o más sustancias. El soluto es el componente que se encuentra en distinto estado físico que la disolución; y el disolvente es la sustancia que está en igual estado físico que la disolución. Cuando hay una ruptura de enlaces hay una reacción química y un cambio energético. El soluto puede ser un gas, un líquido o un sólido, y el disolvente puede ser también un gas, un líquido o un sólido. El agua con gas es un ejemplo de un gas (dióxido de carbono) disuelto en un líquido (agua). Las mezclas de gases, como

ocurre

atmósfera,

son

disoluciones.

Las disoluciones verdaderas se diferencian de las disoluciones coloidales y de las suspensiones, en que las partículas del soluto son de tamaño molecular y se encuentran dispersas entre las moléculas del disolvente. Observadas a través del microscopio, las disoluciones aparecen homogéneas y el soluto no puede separarse por filtración. Las sales, ácidos y bases se ionizan al disolverse en agua. Algunos metales son solubles en otros en estado líquido y solidifican manteniendo la mezcla de átomos. Si en dicha mezcla, los dos metales pueden solidificar en cualquier proporción, se trata de una disolución sólida

llamada

aleación.

EQUIPO, MATERIAL Y REACTIVOS 1. Cuatro tubos de ensayo 2. Gradilla 3. Agua 4. Aceite 5. Vinagre 294

6. Gasolina 7. Alcohol 8. Pipeta CUESTIONARIO PREVIO 1.- ¿Qué es una mezcla? 2.- ¿Qué es una mezcla homogénea? 3.- ¿Qué es una mezcla heterogénea? 4.- ¿Cuáles y cuántos tipos de mezclas existen? METODOLOGÍA EXPERIMENTAL 1.- Numera los cuatro tubos de ensayo y agrega agua hasta la mitad de cada uno. 2.- Al tubo uno, agrégale 15 gotas de alcohol; al tubo dos quince gotas de aceite, al tubo tres 15 gotas de vinagre y finalmente al tubo 4 agrega quince gotas de gasolina. 3.- Agita cada uno de los tubos y déjalos reposar 5 minutos en la gradilla. RESULTADOS Y OBSERVACIÓN Teniendo en cuenta los datos del experimento, ¿Qué sustancias formas disoluciones con el agua? ¿Cuáles son insolubles o no miscibles? Establece las características de las sustancias solubles y las insolubles en agua. CONCLUSIONES El estudiante realiza un cuadro sinóptico en el que clasifica las diferentes disoluciones que existen, mencionando las principales características de cada una de ellas. REFERENCIAS BURNS, R.A. (1996). Fundamentos de Química. (2ª Ed). México: Prentice Hall

295

El proceso de filtración TIPO DE PRÁCTICA: Laboratorio MATERIA: Química I COMPETENCIA DISCIPLINAR EXTENDIDA: Identifica el proceso de filtración como un método de separación de mezclas. INTRODUCCIÓN La filtración es un proceso para separar mezclas. Se trata de separar sólidos no solubles en líquidos. El papel filtro es un medio poroso que retiene las partículas sólidas y deja pasar el líquido. También son materiales porosos el fieltro, la porcelana porosa, el algodón, la lana de vidrio, la arena, el carbón. Se utiliza el material según la mezcla que se desee filtrar. Este es uno de los procesos más utilizados en el laboratorio y también puede aplicarse en la vida cotidiana. EQUIPO, MATERIAL Y REACTIVOS 1. Óxido de calcio 2. Papel filtro 3. Embudo de vidrio 4. Matraz Erlenmeyer 5. Agua 6. Vaso de precipitado de 250 ml CUESTIONARIO PREVIO 1. ¿Qué entiendes por filtración? 2. ¿Qué es una mezcla? 3. ¿Cuántos tipos de mezcla conoces? 4. ¿En qué tipo de actividades cotidianas utilizarías el proceso de filtración? 5. Investiga de cuántas micras es el papel filtro .

296

METODOLOGÍA EXPERIMENTAL 1. En un vaso de precipitado de 250 ml, prepara una mezcla de calcio y agua 2. Con el papel filtro, elabora un cono que se ajuste al embudo de vidrio. 3. Ajusta el papel filtro al embudo de manera que no queden espacios entre el embudo y el papel. Coloca el embudo en el matraz Erlenmeyer 4. Pasa por el embudo la mezcla que tienes en el vaso de precipitado 5. Registra tus observaciones en tu cuaderno RESULTADOS Y OBSERVACIÓN Registra en tu libreta los datos obtenidos durante la práctica observada. Realiza el esquema del método de separación de mezclas, utilizado en la práctica. CONCLUSIONES El estudiante realiza el análisis de los datos obtenidos del óxido de Calcio y los presenta en un resumen. REFERENCIAS CHANG, R. (1999). Química. México: Ed. McGraw Hill USUARA, U. (2011). Química I. México: Ed. Esfinge HERNÁNDEZ, R. y Mejía Sánchez, C. R. Química I. México: Gafra Editores

297

Separación de los componentes de una mezcla TIPO DE PRÁCTICA: Laboratorio MATERIA: Química I COMPETENCIA DISCIPLINAR EXTENDIDA: Identifica los tipos de mezclas y separa los componentes de una mezcla determinada. INTRODUCCIÓN Cuando se unen dos o más sustancias que no reaccionan químicamente, el resultado es una mezcla. En las mezclas cada una de las sustancias componentes conserva su identidad y sus propiedades. Las mezclas se clasifican

en:

Homogéneas

(están

formadas

por

una

sola

fase,

los

componentes no se pueden observar ni distinguir a simple vista) y Heterogéneas (formadas por más de una fase y se pueden observar y distinguir a simple vista). Si uno de los componentes de la mezcla está en una proporción mayor que los otros componentes, la mezcla se puede considerar como una sustancia impura y los componentes en pequeñas cantidades son impurezas del componente principal. La separación de mezclas es un problema que se confronta constantemente en un laboratorio químico. Para su resolución se ha desarrollado una amplia variedad de técnicas. MÉTODOS DE SEPARACIÓN Los procedimientos que se utilizan para separar los componentes de una mezcla heterogénea u homogénea son variados y dependen de sus propiedades. Algunos de estos son: DECANTACIÓN: Consiste en separar dos líquidos inmiscibles o una mezcla constituida por un sólido insoluble en un líquido. El material más denso cae al fondo del envase, mientras que el más liviano permanece en la superficie

298

FILTRACIÓN: Consiste en separar los componentes de una mezcla que existe en dos fases, una sólida y otra liquida. La filtración puede ser por gravedad y al vacío. EVAPORACIÓN: Es un procedimiento utilizado para separar una sustancia disuelta en un líquido. El líquido se evapora, concentrando la disolución hasta que cristalice la sustancia disuelta. PRECIPITACIÓN: Consiste en la formación de un compuesto insoluble (precipitado) en el seno de un líquido como producto de una reacción química, consecuencia de la adición de una sustancia que recibe el nombre de agente precipitante. DESTILACIÓN: Consiste en separar dos líquidos con diferentes puntos de ebullición que luego se condensan al pasar por un serpentín. El líquido con menor punto de ebullición, (el más volátil) se evapora y se separa primero. Mediante la destilación se pueden separar también una mezcla de varios líquidos con diferentes puntos de ebullición. CENTRIFUGACIÓN: Consiste en la separación de los componentes de una mezcla que tienen diferentes densidades. Se usa un aparato llamado centrifuga, que realiza un movimiento rotatorio y hace que los materiales más densos se depositen en el fondo del envase. Mientras que los más livianos permanecen en la superficie. CROMATOGRAFÍA: Consiste en separar mezclas cuyos componentes difieren en el grado de absorción a la superficie de un material inerte (con el que no reaccionan) EQUIPO, MATERIAL Y REACTIVOS 1. Tubos de ensayo 2. Cilindro graduado de 25 y 10 ml 3. Embudos de vidrio 4. Vaso de precipitado de 250 ml 5. Vidrio Reloj 6. Papel filtro No 42 7. Gradillas 8. Piseta 299

9. Acetona 10. Agua 11. Arena 12. Aceite 13. Sal 14. Equipo de filtración 15. Equipo de destilación 16. Balanza 17. Plancha de calentamiento 18. Estufa 19. Mechero CUESTIONARIO PREVIO 33. Enuncia la clasificación de la materia y en qué consiste cada rubro. 34.

Ejemplifica mediante un dibujo cada uno de los métodos

enlistados

introducción;

el dibujo

debe

tener

las

partes

constituyentes del equipo usado. METODOLOGÍA EXPERIMENTAL 1. Filtración a) Tome el tubo de ensayo con la muestra problema ( Arena, sal y aceite) b) Pese la muestra, el tubo de ensayo vacío, el vaso de precipitado, el papel filtro y el vidrio reloj (reporte en una tabla) c) Separe la fase liquida de la sólida por gravedad, pasándola a una probeta, Prepare el equipo de filtración colocando la probeta como colector debajo del embudo. d) Lave la fase sólida y vacié al papel de filtro. Para ello agregue acetona como solvente. Agite y deje caer todo el contenido al papel filtro. Repita esta operación hasta vaciar completamente la fase sólida y el residuo aceitoso. No debe gastar más de 10 ml de solvente. Anote el volumen gastado en la tabla. e) Lave la fase sólida contenida en el papel con 4 o 5 porciones de agua destilada (2mL de agua en cada porción) 300

f) Recoja el filtrado en un vaso de precipitado previamente pesado g) En un vidrio reloj lleve a la estufa el papel de filtro con el residuo y déjelo 30 minutos a 80° C. Retire, deje enfriar y pese. Reporte en la tabla. 2. Evaporación a) Caliente lentamente en una plancha de calentamiento el filtrado evitando salpicaduras, para ello tape con un vidrio reloj b) Lleve a la estufa el vaso de precipitado con la solución concentrada y deje evaporar completamente. Retire, deje enfriar y pese. Reporte en la tabla. 3. Decantación a) Observar la cantidad de aceite y solvente recuperado en la probeta. Anote el volumen en la tabla. 4. Destilación a) Vacíe la mezcla de aceite y solvente recuperado de la probeta a un matraz de destilación. Añada piedras de ebullición, coloque una probeta como colector (tenga la precaución de colocar la probeta junto a la salida del tubo refrigerante). b) Proceda a destilar el líquido asegurándose que el agua circule por el refrigerante. Recoja el destilado en una probeta de 25 ml. Anote la temperatura de destilación y el volumen recuperado en la tabla. c) Deje enfriar el matraz y transfiera el líquido residual a una probeta graduada y determine su volumen. Anótelo la tabla. 5. Calcular los porcentajes de arena, sal y aceite

RESULTADOS Y OBSERVACIÓN Recolección de datos

301

Cálculos para determinar los porcentajes de sal, aceite y arena

CONCLUSIONES El estudiante realiza un resumen de lo comprendido en la práctica, teniendo que entregar a la siguiente sesión de clases. REFERENCIAS CHANG, R. (2010). Química. (10ª. ed.). México: McGraw-Hill GARRITZ, A. y Chamizo, J.A. (1998). Química. México: Pearson Educación.

302

Obtención de cristales a partir de soluciones saturadas TIPO DE PRÁCTICA: Laboratorio MATERIA: QuímicaI COMPETENCIA DISCIPLINAR EXTENDIDA: Preparar soluciones saturadas en las cuales se logre obtener la cristalización de algunas sustancias iónicas.

INTRODUCCIÓN: En una disolución saturada se observa que parte del soluto permanece en estado sólido en este caso se establece un equilibrio en el que el soluto constantemente se está disolviendo y precipitando, de la misma forma que en la evaporación las moléculas pasan del estado gaseoso al líquido continuamente. El efecto de la temperatura sobre una solución saturada es el de favorecer la disolución de un sólido. De esta forma el calentar la solución del soluto en exceso tendremos una solución saturada. Posteriormente se enfría rápidamente, logrando la cristalización. Otra forma de lograr una cristalización es cuando la mezcla solido-liquido contiene un disolvente o líquido volátil. Cuando el líquido se evapora el sólido se separa formando cristales. La operación se lleva a cabo con un cristalizador. Por este método se obtienen productos farmacéuticos, azúcar, reactivos sólidos para el laboratorio (sales), etc.

CUESTIONARIO PREVIO: ¿Qué es un cristal? ¿Cuáles son los diferentes tipos de cristalización que pueden darse? ¿Cuál es la razón por la que se forman cristales?

303

¿Qué hubiera sucedido si hubiéramos añadido una cantidad menor de la sal en cada caso? ¿Cómo podrían obtenerse cristales de mayor tamaño? ¿A qué se le llama ―solución saturada‖?

MATERIALES Y SUSTANCIAS: 1.

80 gr de sulfato cúprico

60 gr de alumbre

Agua destilada

2 vasos de precipitados de 150 Ml

Equipo para calentar en baño maría

Soporte universal completo

Mechero de Bunsen

Agitador de vidrio

Balanza granataria

METODOLOGÍA EXPERIMENTAL: 1.

Cristalización del sulfato cúprico

En un vaso de precipitados de 150 ml coloca 100 ml de agua y añade

aproximadamente 70 u 80 gr de sulfato cúprico (8 cucharadas soperas rasas). Agita para lograr la mayor disolución posible. Coloca a baño maría durante 15 minutos el vaso de precipitados con la solución, revolviendo el contenido a intervalos regulares. b.

Filtrar la solución obtenida en un frasco de boca ancha limpio y seco.

Coloca el frasco en un lugar sin movimientos, deja reposar y anota las observaciones. c.

Revisa cada 2 o 3 días el proceso de formación de los cristales,

elaborando dibujos o tomando fotografías para llevar a cabo un registro de observación. Al cabo de dos semanas, termina la observación del experimento y preséntalo en clase al grupo y al profesor. 304

Cristalización del alumbre (disulfato de aluminio y potasio)

En un vaso de precipitados limpio y seco coloca 100 mL de agua y

añade aproximadamente 50 o 60 gr de alumbre. Revuelve hasta lograr la mayor disolución, colocándola luego a baño maría. b.

Repite los pasos 2 y 3 del experimento anterior

RESULTADOS Y OBSERVACIÓN: A.

Dibuja los pasos principales del experimento.

Llena el siguiente cuadro de observaciones.

Experimento 1 Cristalización del sulfato cúprico Observación no.

Fecha de observación

Observaciones/comentarios

1 2 3 4 5 6 7

Experimento 2 Cristalización del alumbre 305

Observación no.

Fecha de observación

Observaciones/comentarios

1 2 3 4 5 6 7

CONCLUSIONES: Escribe en tu cuaderno una conclusión de lo que observaste en el desarrollo de la práctica.

REFERENCIAS: BROWN, T. y Lemay, H. (1998). Química la ciencia central. México: Prentice Hall. ZUMNDAHL, Steven (2007). Fundamentos de química. (5ª. Ed). México: Mc Graw-Hill.

306

UNIDAD II Espectros de emisión TIPO DE PRÁCTICA: Laboratorio MATERIA: Química I COMPETENCIA DISCIPLINAR EXTENDIDA: Relaciona las partes del átomo con la emisión de energía de un elemento debido a que es necesario conocer las aplicaciones de este fenómeno en la ciencia y la tecnología. INTRODUCCIÓN Nadie sabe cómo es exactamente un átomo, porque ninguna persona ha podido verlo. Las evidencias experimentales parecen indicar que el átomo tiene un núcleo y electrones que de alguna manera están alrededor de ese núcleo. El primer modelo que explicaría cómo giraban los electrones alrededor del núcleo estuvo influenciado por el sistema planetario, en el que al igual que los planetas giraban alrededor de un sol, en el átomo los electrones girarían alrededor de un núcleo en órbitas bien definidas. Este modelo lo propuso Niels Bohr en 1913 y aún es útil para entender el fenómeno de la emisión de luz. La materia puede emitir y absorber radiación, con lo cual se pueden obtener espectros de emisión y absorción. El espectro de emisión es el conjunto de radiaciones que emiten las sustancias, y puede ser continuo o presentar sólo líneas. Para que una sustancia emita radiación, antes es necesario darle energía. Cuando se calienta una barra de hierro y se pone al ―rojo vivo‖, el color característico es una emisión de radiación en la zona visible del espectro electromagnético, así cada elemento tendrá un patrón diferente y se presentarán coloraciones diferentes. Al átomo sólo podemos investigarlo de manera indirecta, porque no hay forma de verlo ni tocarlo. La luz y los espectros

de emisión

nos

permiten

investigar

al átomo

por

dentro

indirectamente y ―sacarle‖ información. Los astrónomos emplean los espectros de emisión para conocer la composición de una estrella: observan el arco iris de su luz cuando atraviesa el

307

lente del telescopio, y por la presencia o ausencia de las líneas espectrales saben qué elementos químicos están presentes en la estrella. EQUIPO, MATERIAL Y REACTIVOS 1. Bata 2. Franela 3. Guantes de látex de uso doméstico (obligatorios) 4. Goggles o lentes de seguridad (obligatorios) 5. Bitácora de trabajo (libreta de laboratorio) 6. Cubreboca 7. Cerillos o encendedor 8. Jabón 9. Estropajo o fibra 10. Mechero bunsen 11. 2 Cucharillas de combustión o 2 cucharas cafeteras viejas 12. Pinzas para crisol 13. Tira de magnesio de 5 cm 14. Alambre de cobre de 5 cm 15. Limaduras o polvo de hierro 16. Cristales de yodo CUESTIONARIO PREVIO 1. ¿Alguna vez has visto un átomo de algún elemento? 2. ¿Será posible observar alguna evidencia de que los electrones existen? METODOLOGÍA EXPERIMENTAL 1. Encender el mechero bunsen y ajustar el collarín para que la flama sea uniforme y de color azul 2. Tomar con las pinzas la tira de magnesio, someterla al fuego en la parte superior de la llama y observar lo que sucede con la flama 3. Tomar con las pinzas el alambre de cobre, someterlo al fuego en la parte superior de la llama y observar lo que sucede con la flama 4. Tomar con la cucharilla un poco de las limaduras o polvo de hierro y calcinar por completo, observando lo que sucede con la flama

308

5. Tomar con la cucharilla un poco de cristales de yodo y calcinar por completo, observando lo que sucede con la flama RESULTADOS Y OBSERVACION Una vez realizado el procedimiento anterior se procede al llenado del siguiente cuadro de resultados ELEMENTOS

SÍMBOLO

CONFIGURACIÓN

UTILIZADOS

QUÍMICO

ELECTRÓNICA

OBSERVACIONES (coloración de la flama)

1. Magnesio 2. Cobre 3. Hierro 4. Iodo

CONCLUSIONES El estudiante realiza una breve descripción acerca del cumplimiento de la competencia, acerca del por qué según el tipo de compuesto la flama se presenta en diferentes coloraciones y cuál es la razón de ser de este fenómeno REFERENCIAS Garritz, A., Gasque, L. y Martínez, A. (2005). Química Universitaria (p.p. 455 – 459). México: Pearson Prentice Hall. Chang, R. (2002). Química (P.p. 252-257).Colombia: McGraw-Hill.

309

Periodicidad

TIPO DE PRÁCTICA: Laboratorio MATERIA: Química I

COMPETENCIA DISCIPLINAR EXTENDIDA: Distinguir el carácter oxidante y reductor de los elementos en función de su posición en la Tabla Periódica.

INTRODUCCIÓN Todas las aplicaciones de los elementos químicos y de sus compuestos dependen de sus propiedades físicas y químicas y estas tienen variaciones periódicas según sea la localización de los elementos en la Tabla Periódica. Los tamaños atómicos disminuyen al aumentar el número atómico a través de los períodos de los elementos representativos y esto da lugar a que hacia la derecha de la Tabla Periódica disminuya el carácter metálico, en consecuencia aumentan los potenciales de ionización y aumenta la afinidad electrónica, de tal forma que se puede generalizar que los elementos metálicos están en la región izquierda y se comportan como agentes reductores, mientras que los elementos a la derecha son cada vez menos metálicos; más no metales y se comportan como agentes oxidantes.

EQUIPO, MATERIAL Y REACTIVOS 1.

Cuaderno de ejercicios y prácticas del módulo.

Cuaderno de notas.

Lápiz o pluma.

10 Tubos de ensaye de 18 x 150

10 Tubos de ensaye de 13 x 100

1 Gradilla para tubos de ensaye

1 Varilla de vidrio

Sodio metálico.

Cinta de magnesio.

10. Lámina de aluminio. 310

11. Solución de sulfato de cobre al 0.5 N. 12. Solución de ácido clorhídrico al 6N. 13. Agua Saturada de bromo. 14. Agua Saturada de cloro. 15. Agua Saturada de yodo. 16. Tetracloruro de carbono. 17. Solución de cromato de sodio al 1%. 18. Solución de dicromato de potasio al 1%. 19. Solución de permanganato de potasio al 1%. 20. Azufre elemental. 21. Solución de sulfato de manganeso al 1%. 22. Solución de cloruro férrico al 1%. 23. Solución de sulfato cérico al 1%. 24. Solución de sulfato cúprico al 1%. 25. Solución de cloruro de zinc al 1%. 26. Solución de yoduro de potasio al 5%.

CUESTIONARIO PREVIO 1.

Explique los siguientes conceptos: Tabla Periódica Periodicidad Grupo o familia Período Propiedades periódicas.

2. Enliste cuatro propiedades de los elementos que varíen periódicamente.

METODOLOGÍA EXPERIMENTAL Propiedades Reductoras de Sodio, Magnesio y Aluminio. CuSO4

En cuatro tubos de ensaye de 18 x 150 colocar 2 ml de solución de sulfato de cobre al 0.5N.

311

2. Añadir al primer tubo un trozo de sodio, al segundo un trozo de cinta de magnesio, al tercero un trozo de aluminio previamente lavado con ácido clorhídrico al 6 N y al cuarto un poco de polvo de azufre. 3. Comparar la actividad de los tres metales entre sí y comparar con la del azufre.

Poder oxidante de los halógenos. 4. Coloque en 2 tubos de ensayo 1 ml de agua de bromo y 1 ml de tetracloruro de carbono y agite cada tubo.

Agua de bromo + Tetracloruro de carbono

5. Enseguida añada a uno de ellos 1ml de solución de cloruro de sodio y al otro tubo 1ml de yoduro de sodio.

Cloruro de sodio + Yoduro de sodio

6. Anote todas sus observaciones. 7. Coloque en dos tubos de ensaye 1 ml de agua de cloro y 1 ml de tetracloruro de carbono. Agua de cloro 8. Tape y agite cada tubo.

9. Enseguida añada a uno de ellos 1 ml de solución de bromuro de sodio y al otro Tetracloruro de carbono 1 ml de solución de yoduro de sodio. 10. Anote todas sus observaciones.

312

11. Coloque en 2 tubos de ensaye 1 ml de agua de yodo y 1 ml de tetracloruro de carbono. 12. Tape y agite cada tubo. 13. Enseguida añada a uno de ellos 1 ml de solución de cloruro de sodio y 1 ml de bromuro de sodio. 14. Anote todas sus observaciones. 15. Escriba cada una de las reacciones llevadas a cabo en este experimento.

Carácter oxidante de compuestos de metales de transición: 1.

En tubos de ensaye colocar 1ml de cada una de las siguientes soluciones:

2. Cromato de Sodio, Dicromato de Potasio, Permanganato de Potasio, Sulfato de Manganeso, Cloruro Férrico, Sulfato de Cerio, Sulfato Cúprico, Cloruro de Zinc.

3. Agregar 1 ml de solución de yoduro de potasio a cada uno de los tubos. 4. Anote sus observaciones. 5. A cada uno de los tubos conteniendo ambas soluciones agregar 0.5 ml de ácido clorhídrico 6N. 6. Anote sus observaciones. 7. Agregar 1 ml de tetracloruro de carbono a cada uno de los tubos. 8. Agitar vigorosamente. 9. Anotar cualquier cambio de color que se observe en la capa de cloroformo. 10. Escriba las ecuaciones de cada una de las reacciones involucradas en este experimento y ordene cada una de los compuestos ensayados en orden creciente de su poder oxidante. 11. Elabora un reporte de la práctica integrando la siguiente información: 12. Conclusiones, indicando tus ideas y experiencias obtenidas, así como la importancia que tuvo esta práctica para tu aprendizaje.

RESULTADOS Y OBSERVACIÓN 313

Reporta tus resultados en una tabla. Realiza un diagrama de flujo de los diversos experimentos

CONCLUSIONES Elaborar un resumen de la práctica, argumentando sus resultados con la teoría.

REFERENCIAS MORA, G. (2005). Química I Bachillerato. (6° ed.). México: Ed. ST CHANG, R. (2008). Química General para bachillerato. (7ª. ed.). México: Ed. Mc Graw Hill BROWN, E. (2007). Química: La ciencia central. (5ª. ed.). México: Ed. Mc Graw-Hill.

314

Clasificación de elementos en la tabla periódica: metal o no-metal

TIPO DE PRÁCTICA: Laboratorio MATERIA: Química I COMPETENCIA DISCIPLINAR EXTENDIDA: Identificar experimentalmente las propiedades físicas que permiten distinguir a los elementos metales de los nometales.

INTRODUCCIÓN: La clasificación y arreglo de los elementos en una tabla periódica son función de sus propiedades físicas y químicas. El descubrimiento de la periodicidad en las propiedades de los elementos se da, como mucho de nuestro conocimiento, a partir de la confianza de que la naturaleza presenta un alto grado de orden y regularidad. En 1860 se celebró el Primer Congreso de Química (en Karlsruhe, Alemania) y, aunque no se llegó a acuerdos, Stanislao Cannizzaro logró filtrar una idea importante: “Aprovechemos las propiedades físicas en la determinación de los pesos atómicos” Poco tiempo después se aceptaron los valores de los pesos atómicos que propuso, con los que se pudo hacer un primer ordenamiento de los elementos. Varias de las propuestas incompletas, que habías surgido y surgieron entonces, con respecto a la existencia de comportamientos similares para los diversos elementos (como las triadas de J. W. Döbereiner o las octavas de Newlands) dieron entonces paso a la contribución definitiva de Dimitri I. Mendeleiev y J. Lothar Meyer quienes, de manera independiente y casi simultánea, dieron con la respuesta: la Ley Periódica Ley Periódica: las propiedades de los elementos, lo mismo que las formas y propiedades de sus compuestos, dependen periódicamente o son función periódica, de los pesos atómicos de los elementos.

315

CUESTIONARIO PREVIO 1.- Si alguno de los elementos flota en el agua, ¿qué valor se debe asignar? Justifique su respuesta. 2.- ¿Qué criterio empleó para decidir si el material conduce o no la electricidad? Explique. 3.- Intentar clasificar estos elementos como metales o no-metales, justificando su elección. 4.- Comentar si dicha asignación es inequívoca o si existen algunos datos atípicos que complican la clasificación. 5.- Diseñar algún experimento extra que permita realizar la clasificación con mayor certeza.

MATERIAL Y SUSTANCIAS 1.

6 tubos de ensayo

2. 1 gradilla 3. Probeta graduada de 25 ml 4. 1 balanza 5. 1 foco de la menor potencia posible 6. 50 cm de cable eléctrico 7. 1 socket de plástico 8. 1 pila alcalina de 9 volts 9. Agua destilada 10. Muestras de los siguientes elementos: hierro, cobre, aluminio, yodo, carbono y plata.

METODOLOGÍA EXPERIMENTAL: 1. Conectar en circuito eléctrico el socket a la pila de modo que un extremo proveniente del foco quede suelto, lo mismo que el extremo que proviene de la pila, de tal suerte que pueda cerrarse el circuito. 2. Colocar el foco en el socket. 316

3. El profesor le entregará una muestra de cada elemento. 4. Realizar observación de las propiedades físicas: color, lustre ó brillo, forma, maleabilidad y fragilidad. 5. Determinar la conductividad eléctrica de cada sustancia mediante el dispositivo construido en los pasos 1 y 2; tocar la muestra con las puntas de los cables sin que éstas se toquen entre sí. 6. Medir la masa de cada muestra 7. Verter 20 ml de agua en la probeta. 8. Introducir la muestra de cada elemento, de manera que quede totalmente sumergida en el agua. 9. Medir la variación en el volumen de agua. 10. Calcular la densidad como el cociente de masa por densidad.

RESULTADOS Y OBSERVACIONES: Construir una tabla que contenga: elemento, color, lustre, maleabilidad, fragilidad, conducción de la corriente y densidad

CONCLUSIONES: Escribe brevemente lo que aprendiste de la práctica.

REFERENCIAS: GARRITZ, A. et al (2005).Química universitaria. (p.p. 60-67). México: Pearson Educación

317

Metales y no metales. TIPO DE PRÁCTICA: Laboratorio MATERIA: Química I

COMPETENCIA DISCIPLINAR EXTENDIDA: Infiere los componentes de la tabla periódica. Analiza y valora el uso de la química como parte de su entorno.

INTRODUCCIÓN Un elemento metálico es aquel elemento de la tabla periódica que presenta todas o la mayoría de las propiedades metálicas, de todas estas propiedades la más representativa es la conducción de electricidad que los distingue más claramente de los elementos no metálicos y por otro lado permite la clasificación de conductores, no conductores y semiconductores. Existe un pequeño grupo de elementos que presentan un carácter intermedio; su apariencia física es la de un metal pero su comportamiento químico en la mayoría de sus compuestos es la de un no metal. A estos elementos se les llama metaloides conforme a la IUPAC.

EQUIPO, MATERIAL Y REACTIVOS 1. Un clavo grande 2. Un trozo de aluminio 3. Un trozo de alambre de cobre 4. Un trozo de alambre de estaño 5. Una llave para cerradura 6. Una moneda 7. Un trozo de vidrio 8. Un trozo de madera 9. Un tozo de grafito 10. La tira de una caja de cerillos 11. Azufre en polvo 12. Una goma 13. Un circuito eléctrico 318

CUESTIONARIO PREVIO 1. ¿Cuáles son las propiedades de los elementos de la tabla periódica que permiten diferenciar entre metales y no metales y en qué consiste cada una de esas propiedades? 2. ¿Cuáles son las diferencias entre un metal y un no metal?

METODOLOGÍA EXPERIMENTAL 1. Coloque los cables en los extremos de cada material para determinar si conducen la corriente eléctrica. Registre sus observaciones 2. Con un martillo golpee varias veces los diferentes materiales. Registre sus observaciones. 3. Con un pedazo de lija raspe cada uno de los materiales y observe si presentan lustre metálico.

RESULTADOS Y OBSERVACION Realice un cuadro comparativo marcando las propiedades que presento cada uno de los materiales examinados y concluya cuales son metales y cuáles no metales, ejemplo: Material

Clavo

Conductividad eléctrica X

Maleabilidad

Brillo

CONCLUSIONES Con base a la experimentación y al análisis de los resultados mencionar que características diferencian a un metal de un no metal.

REFERENCIAS 1. MORA, V. M. (2005). Química I Bachillerato. México: Ed. ST.

319

Clasificación de elementos en la tabla periódica: identificación de cationes por análisis a la flama TIPO DE PRÁCTICA: Laboratorio MATERIA: Química I COMPETENCIA DISCIPLINAR EXTENDIDA: Identificar cual es el catión presente en una muestra de sal desconocida por la vía experimental y demostrar que las propiedades periódicas de los elementos permiten clasificarlos. INTRODUCCIÓN Un ensayo a la llama es un procedimiento usado en química analítica para detectar la presencia de ciertos iones metálicos, con base en el espectro de emisión característico de cada elemento. El color de la flama en general también depende de la temperatura. El ensayo involucra introducir una muestra del elemento o compuesto en una llama caliente no luminosa, y observar el color que resulta. Las muestras suelen sostenerse en un alambre de platino limpiado repetidamente con ácido clorhídrico para eliminar trazas de muestras anteriores. El fenómeno de presentar una coloración particular al exponer las sales al fuego ha sido empleado para identificar los elementos químicos desde mediados del siglo XIX. Kirchhoff y Bunsen [1] (el inventor del mechero que lleva su nombre) descubrieron varios elementos mediante este procedimiento y los nombraron haciendo alusión al color que producen. Así el Rubidio obtuvo ese nombre del rojo rubí y el Cesio (del latín caesium, cielo), del azul [1]. MATERIAL Y REACTIVOS Charolas de papel 1 mechero de Bunsen ó lámpara de alcohol 1 tripié metálico 1 tubo de ensayo para el ácido 1 vidrio de reloj 1 asa bacteriológica 320

4 sales de cualquiera de los siguientes cationes: Na, K, Ca, Ba, Sr, Cu, Pb, Zn. Ácido clorhídrico concentrado 1 sal desconocida (que el docente tenga perfectamente identificada) CUESTIONARIO PREVIO 1. ¿Qué es un catión? 2. ¿Cómo se identifican los iones metálicos? 3.- Explica a fondo el porqué de la coloración de la sal a la flama. 4.- ¿Qué criterio debe emplearse para determinar el catión que posee la sal desconocida? 5.- ¿Existe la posibilidad de equivocarse al efectuar el análisis? Explique. METODOLOGÍA EXPERIMENTAL 1. Colocar una pequeña cantidad (aproximadamente 0.05 g) de cada sal en cada una de las charolas de papel. Anota su identidad. 2. Introducir la punta del asa bacteriológica en el ácido clorhídrico. 3. Tomar con la punta un poco de la muestra de la primera sal y llevarla a la base de la parte no luminosa de la llama del mechero. 4. Observar y anotar en una tabla la coloración que se produce en cada caso. 5. Si no es muy apreciable el color de la llama, la sal se disuelve en unas pocas gotas de agua y se coloca lateralmente sobre un vidrio de reloj, justo a la entrada de aire del mechero o a la base de la flama de la lámpara de alcohol sin tocarla. 6. El asa bacteriológica se calienta al rojo vivo en la llama hasta que no muestre emisión colorida (lavarlo con ácido clorhídrico varias veces) y con él se toca la disolución de la sal, la cual hierve de inmediato, con lo que entra mezclada con el aire de la flama y produce una llama completa con intenso color. 7. Lavar perfectamente el asa con ácido, después de terminar con cada sal. La más difícil de limpiar es la sal de sodio, por lo que se recomienda que sea la última que utilice. 8. Realizar la prueba con la sal desconocida. 9. Comparar el color que ésta presenta a la llama con los obtenidos para las muestras conocidas. 321

RESULTADOS Y OBSERVACIÓN Realizar un cuadro comparativo de los diferentes colores de las sales a la flama vs. Los colores reportados en la bibliografía. Anotar observaciones y efectuar dibujos. CONCLUSIONES El estudiante realiza un reporte de lo comprendido en la práctica, teniendo que entregar a la siguiente sesión de clases. REFERENCIAS 1. Garritz, L. Gasque Y A. Martínez (2005), Química universitaria, México: Pearson Educación. 2. Chang, Raymond, (1992). Química. México: Mc Graw Hill. 3. Day Jr, Y Uunderwood, A.L (1989) Química analítica Cuantitativa. (5ª ed). México: Prentice Hall Hispanoamericana S.A. 4. Garritz A, Chamizo J.A (1994). Química. Wilmington, Detware, EUA: Addison Wesley Iberoamericana.

322

Tabla periódica y sus propiedades: obtención de oxígeno TIPO DE PRÁCTICA: Laboratorio MATERIA: Química I

COMPETENCIA DISCIPLINAR EXTENDIDA: Obtiene gas oxígeno

a través de la

experimentación.

INTRODUCCIÓN: La proporción de átomos de oxígeno que se combinan para formar óxidos e variable. Precisamente esta propiedad sirvió de base para su clasificación. Mendeleiev agrupo los óxidos de acuerdo con la proporción en la que se combinaban con el oxígeno. Por lo tanto la fórmula de los óxidos es la misma para los elementos de la misma familia. El oxígeno forma parte del grupo 16, que tiene seis electrones de valencia. Estos elementos son divalentes porque basta que obtengan dos electrones para que adquieran la configuración estable de un gas noble; al hacerlo, forman los iones óxido, O2- y S2- . Las reacciones de oxidación son una fuente de energía que el hombre ha sabido aprovechar desde los más remotos tiempos. La combustión está controlada por la cantidad de oxígeno presente.

EQUIPO, MATERIAL Y REACTIVOS 1. 1Tubo de ensayo de 20 x 200 mm 2. 1 Pinzas para matraz 3. 1 Soporte universal 4. 1Tapón con tubo de desprendimiento 5. 1Tubo de 15x150 mm 6. 1Cuba hidroneumática 7. 1 g de clorato de potasio (KClO3) 8. 0.5 g de dióxido de manganeso (MnO2) 9. 1 Mechero 10. Espátula

323

CUESTIONARIO PREVIO 1. ¿Qué características tiene un gas? 2. ¿De dónde se obtiene el oxígeno? 3. ¿Cuáles son las propiedades que caracterizan al oxígeno? 4. ¿Por qué el oxígeno es vital para la vida?

METODOLOGÍA EXPERIMENTAL: 1. Coloque en el tubo de ensaye grande 1 g de clorato de potasio (KClO3) y mézclelo con 0.5 g de dióxido de manganeso (MnO2); 2. Coloque al tubo de ensayo el tapón con el tubo de desprendimiento 3. Adapte el tubo al soporte universal con la ayuda de las pinzas caliéntelo con cuidado. 4. Recoja el gas que se desprende por desplazamiento de agua en un tubo de ensayo, previamente preparado en la cuba hidroneumática. 5. Una vez que el tubo esté lleno de gas, obsérvelo e introduzca en el tubo una pajuela con un punto de ignición.

RESULTADOS Y OBSERVACIÓN: El alumno observará lo ocurrido y anotará sus observaciones.

CONCLUSIONES: Investigue la reacción que ocurrió y complete la ecuación KClO3

MnO2

¿Quégas se desprendió? ¿Cómo lo comprobó? El estudiante explicará porque en la reacción efectuada se obtuvo en desprendimiento de oxígeno.

REFERENCIAS: 1. OCAMPO/FABILA/JUÁREZ/ MONSALVO/ RAMIREZ (2008) Prácticas de Química 12 Publicaciones Cultural.

324

UNIDAD III Enlace químico TIPO DE PRÁCTICA: Laboratorio MATERIA: Química I COMPETENCIA DISCIPLINAR EXTENDIDA: Demostrar la relación que existe entre el tipo de enlace y las propiedades de las sustancias. INTRODUCCIÓN Enlaces químicos Es la fuerza con que están unidos los átomos. Cuando dos o más átomos se acercan lo suficiente, se produce una fuerza de atracción entre los electrones y estos electrones son los que intervienen en los enlaces químicos, los cuales son los del último nivel energético de cada uno de ellos. Estos electrones pueden perderse, ganarse o compartirse. El comportamiento químico de los sólidos, líquidos y gases que nos rodea está determinado por las formas en que los átomos se unen entre sí, lo que a su vez depende de las interacciones entre sus electrones más externos. Los electrones pueden transferirse de un átomo a otro, compartirse entre átomos vecinos o moverse libremente de átomos en átomos. Para el estudio del enlace químico se considera la existencia de tres modelos de enlace: Cada uno de ellos puede explicar las características de las uniones entre los átomos para diferentes sustancias. EQUIPO, MATERIAL Y REACTIVOS 1. 1 gradilla. 2. 1 circuito eléctrico con foco e interruptor (ya armado) o multímetro. 3. 12 tubos de ensaye13x100mm. 4. 2 pipetas de 5ml o probeta de 10ml. 5. 1 espátula. 6. 1 mechero. 325

7. 1 pinzas para tubo. 8. 6 pocillos de tinción o vaso de p.p. de 20ml. 9. 1 pizeta con agua. 10. 1 cucharilla de combustión 11. Toallas de papel de cocina. cinta masking-tape. 12. Sulfato de cobre al 2% (CuSO4)10ml. 13. Cloruro de sodio (NaCl) 3g. 14. Sulfato de cobre (CuSO4) 2g. 15. Benceno (C6H6) 6ml. 16. Agua destilada (H2O) 25ml. 17. Ácido clorhídrico concentrado (HCl) 4 ml 18. Ácido clorhídrico a l2% (HCl)10ml 19. Almidón (C6H10O5) l2% 10ml 20.

Azúcar 3g.

21. Jugo de naranja o leche 10 ml 22. Agua de mar filtrada 10 ml CUESTIONARIO PREVIO Investiga los diferentes tipos de enlace: a) Enlace iónico b) Enlace covalente c) Enlace metálico d) Electronegatividad e) Conductividad eléctrica f) Soluciones electrolíticas METODOLOGIA EXPERIMENTAL Experimento1. Solubilidad A. Usando cinta masking-tape rotula los tubos de ensaye con el nombre de la sustancia que contendrán; después prepara series de dos tubos con 1ml de cada una de las sustancias líquidas y 1g de las sólidas como se indica a continuación:

326

2 tubos con agua destilada: tubo A y tubo B 2 tubos con cloruro de sodio: tubo A y tubo B 2 tubos de sulfato de cobre: tubo A y tubo B 2 tubos de almidón o azúcar: tubo A y tubo B 2 tubos de ácido clorhídrico: tubo A y tubo B 2 tubos con jugo de naranja o leche: tubo A y tubo B B. Enseguida agrega a los tubos A, 1 ml de agua destilada y a los tubos B, 1 ml de benceno (C6H6). C. Observa lo ocurrido en cada tubo y reporta en la Tabla de Resultados 1 Nota Importante: Antes de realizar el experimento B, desecha todos los contenidos de los tubos del experimento anterior. Experimento 2. Conductividad eléctrica.

A. Comprueba el buen funcionamiento del circuito haciendo pasar corriente eléctrica. Para ello abre el interruptor y une las barras de cobre (electrodos). Preparación de las soluciones de prueba. 1. Con cinta masking-tape, rotula cada uno de los pocillos de tinción con el nombre de la solución de prueba que contendrán, como se enlista enseguida. Soluciones de prueba:

327

Agua destilada. Solución de sulfato de cobre al 2 %. Solución salina (NaCl) o agua de mar. Solución de azúcar o de almidón. Solución de ácido clorhídrico al 2 %. Jugo de naranja o leche. 2. Coloca 10 ml de las soluciones ya preparadas en los pocillos. 3. Introduce los electrodos de cobre en el seno de cada una de las soluciones teniendo cuidado de no unirlos. 4. Después de cada prueba deberás enjuagar perfectamente con agua destilada los electrodos del circuito y secarlos con una toalla de papel. 5. Observa lo que ocurre al introducir los electrodos del circuito en cada una de las soluciones y posteriormente completa la Tabla de Resultados 2. 6. Desconecta la clavija de la corriente eléctrica en cuanto termines las pruebas. Experimento C. Reacción al calor. A. Coloca la cantidad de sustancia que se indica en cada caso: 1 g de sulfato de cobre en una cuchara de combustión, calienta y observa 1g de cloruro de sodio en una cuchara de combustión, calienta y observa 1 g de almidón o azúcar en una cuchara de combustión, calienta y observa B. Reporta tus observaciones en la Tabla de Resultados 3. RESULTADOS Y OBSERVACIONES

328

329

CONCLUSIONES

REFERENTE 1. http://www.institutomardecortes.edu.mx/apuntes/quimicaI.pdf

330

Enlace químico 2

TIPO DE PRÁCTICA: Laboratorio MATERIA: Química I COMPETENCIA DISCIPLINAR EXTENDIDA: Conoce la relación entre el tipo de enlace químico y las propiedades de los compuestos INTRODUCCION Los compuestos pueden clasificarse en función del enlace químico que se encuentre presente; estos pueden ser iónicos o covalentes. Los compuestos que contienen enlaces iónicos están formados por iones positivos y negativos dispuestos unos con respecto a los otros en forma regular en un enrejado cristalino, cuando los compuestos son sólidos. La atracción entre los iones es de naturaleza electrostática y se extiende igualmente en todas direcciones. Los compuestos con enlace covalente están formados generalmente por moléculas discretas, los enlaces son direccionales y existen fuerzas de enlace covalente entre los átomos de esa molécula y otra. EQUIPO, MATERIAL Y REACTIVOS 1. Una pipeta graduada de 5ml. 2. Una espátula. 3. Un embudo de filtración rápida. 4. Papel filtro. 5. Tres vasos de precipitados de 100 ml. 6. Un vaso de precipitados de 200ml. 7. 100 ml de solución de dicromato de potasio al 0.5 N. 8. Carbón activado. 9. 100 ml de agua destilada. CUESTIONARIO PREVIO 1.

¿Qué es enlace químico?

Explique cada uno de los siguientes tipos de enlace (dé 3 ejemplos de cada uno) Iónico 331

Covalente puro Covalente polar Covalente no polar Covalente Coordinado METODOLOGÍA EXPERIMENTAL Carbono amorfo como adsorbente. El carbón activado "purificará" el agua adsorbiendo el dicromato de potasio K2CrO4 Tomar 2ml de la solución de dicromato de potasio K2CrO4 y diluirla con 5ml de agua. 1.

Agregar con la punta de espátula carbón activado.

Agitar y filtrar.

Observar el líquido obtenido.

Repetir la adición de carbón activado.

Agitar y volver a filtrar.

Comparar con una muestra testigo para observar el cambio de coloración.

RESULTADOS Y OBSERVACION Elabora el diagrama de flujo del procedimiento que realizaste en la práctica. Realiza un resumen utilizando los conceptos primordiales involucrados en la práctica. Explicar el poder decolorante del carbón. CONCLUSIONES Conclusiones, indicando tus ideas y experiencias obtenidas, así como la importancia que tuvo esta práctica para tu aprendizaje. REFERENCIAS Chang, R. (2008). Química general para bachillerato. (7ma.ed.). México: Mc.Graw Hill Brown, E, (2007) Química: La ciencia central. México: Ed. Mc Graw-Hill.

332

Enlaces químicos y propiedades de la materia TIPO DE PRÁCTICA: Laboratorio MATERIA: Química I COMPETENCIA DISCIPLINAR EXTENDIDA: Reconoce las propiedades físicas y químicas determinadas por el tipo de enlace que constituye la materia. INTRODUCCIÓN Los enlaces químicos son las fuerzas que mantienen a los átomos unidos para formar moléculas y cristales. Los elementos conocidos tienen diferentes estructuras electrónicas, diferentes cantidades de energía y, por lo tanto, la variedad de uniones químicas que pueden formarse es enorme. Hay cuatro tipos de enlaces químicos en estas sustancias, por lo que cada una de ellas presentara diversas características así que cada uno de los enlaces presentara lo siguiente. Enlace covalente polar: Fundamentalmente líquidos y gases, puntos de ebullición bajos, puntos de fusión bajos, insolubles en agua, no conducen corriente eléctrica, los enlaces covalentes polares pueden existir en los 3 estados de agregación debido a la atracción entre sus moléculas, son solubles en sustancias con el mismo tipo de enlace. Enlace covalente no polar: Tiene gran cantidad de actividad química, son solubles en solventes no polares, no son conductores de electricidad, sus puntos de fusión y ebullición son bajos (un poco más bajos que las sustancias polares), se observan cuando dos átomos de un elemento se unen para formar moléculas asimétricas y cuya diferencia de electronegatividad es igual de cero a uno punto cinco. Enlace covalente puro: Presentan uniones con átomos iguales (o elementos iguales), en estos su diferencia de electronegatividad es igual a cero, por su composición forman moléculas visibles, son solubles en otras sustancias con el mismo tipo de enlace, no conducen electricidad. Enlace iónico: Suelen presentarse en sólidos cristalinos los cuales tiene puntos de fusión altos, puntos de ebullición altos, los cuales son solubles en agua,

333

conducen electricidad en estado sólido, la dureza de estos enlaces es alta, presenta diferencia de electronegatividad. Las propiedades físicas y químicas específicas que presentan los compuestos químicos

tales como punto de ebullición, punto de fusión, solubilidad,

conductividad eléctrica y estructura molecular dependen en gran parte de los enlaces químicos que mantienen unidos a sus átomos EQUIPO, MATERIAL Y REACTIVOS 4 agitadores de vidrio 2 probetas de 100 ml. 4 matraces erlenmeyer de 250 ml 1 pizeta 1 mechero de bunsen 1 espátula 1 cucharilla de combustión 3gr de azúcar común 3 gr de sal común (NaCl) 3 gr de Bicarbonato de sodio 11 ml de aceite 11 ml de alcohol etílico 400 ml de agua destilada CUESTIONARIO PREVIO 1. ¿Qué son los enlaces químicos? 2. ¿Cómo se clasifican los enlaces químicos? 3. ¿Qué relación tiene el tipo de enlace químicos con la forma del sólido? 4. ¿Qué relación existe entre la electronegatividad y la solubilidad en agua de las sustancias? 5.-Investiga la formula estructural de la Glucosa, ya que la utilizaras más adelante METODOLOGIA EXPERIMENTAL Objetivo: Realizar pruebas de solubilidad en agua I.- Prueba de Solubilidad

334

1. Demostrar la solubilidad de las sustancias y en base a esto deducir el tipo de enlaces que mantienen unidas a sus átomos (enlaces interatómicos) y de las soluciones que se forman (enlaces intermoleculares). 2. Numerar cuatro matraces Erlenmeyer de 250 ml y colocar con la probeta 100 ml de agua destilada. 3. Agregar a cada vaso, cada una de las sustancias que se van a utilizar en esta práctica. 4. Agitar vigorosamente, observar y anotar los cambios ocurridos en cada matraz. Repetir los pasos del 2 al 4 usando como disolvente 20 mL de alcohol etílico. II.- Prueba a la Llama 1. En una cucharilla de combustión coloque 0.2 gr de azúcar y mantenga la cucharilla en contacto a la llama mediana en un mechero de bunsen. Anote sus observaciones. 2. Limpie bien la cucharilla y repita la operación con las demás sustancias (aceite, sal común y alcohol). Anote sus observaciones .RESULTADOS Y OBSERVACION Redacta e ilustra los resultados y observaciones, obtenidos a partir del desarrollo de la metodología experimental. 1.- Clasifique los siguientes enlaces como iónicos o covalentes. En el caso de los covalentes, indica si son polares o no polares. Use tabla de electronegatividades de Pauling. 1.- KF_________________________ 6.- Br2______________________ 2.- MgO _____________________ 7.- HCl______________________ 3.- NO _______________________ 8.- PCl______________________ 4.- CaO _______________________9.- HN ______________________ 5.- NaBr ______________________ 10.- BeF ____________________ 2.- La siguiente estructura es la Glucosa, un azúcar simple. Determine cuál es la parte polar y cuál es la no polar de esa molécula: 3.-Al mezclar aceite con agua, no se disuelve ¿Por qué? NOTA:

Use

las

electronegatividades

que

proporcionan

continuación: 335

Na 0.9; Cl 3.0;

K 0.8;

Ca 1.0;

Mg 1.2; C 2.5;

H 2.1;

N 3.0;

O 3.5;

F 4.0;

Br 2,8; Be 1.5; Al 1.5

Elabora mediante un diagrama de flujo las operaciones que se realizaron.

CONCLUSION Realiza una redacción breve de lo comprendido en la práctica. (Es un punto determinante para considerar si la competencia fue lograda o se encuentra en proceso) REFERENCIAS http://www.itch.edu.mx/academic/quimica/manual_lab_inorganica_version_2 9_sep_2011.pdf Alcantara M. de C. (1995), Prácticas de Química: México: Mc Graw Hill.

336

Método para obtener sales en el laboratorio TIPO DE PRÁCTICA: laboratorio MATERIA: Química I COMPETENCIA DISCIPLINAR EXTENDIDA: Argumenta la importancia de la materia y la energía en el desarrollo científico y tecnológico, mencionando sus ventajas y desventajas en el medio ambiente. INTRODUCCIÓN Cuando los ácidos entran en reacción con las bases o hidróxidos se obtienen compuestos que se conocen como sales un ejemplo es: HCL

NaOH

________________________________ClNa

ácido clorhídrico + hidróxido de sodio produce

Cloruro de Sodio + Agua

EQUIPO, MATERIAL Y REACTIVOS 1. Pipeta 2. Tubos de ensayo 3. Embudo 4. Papel filtro 5. Vidrio de reloj 6. Vaso de precipitado 7. Mechero 8. Soporte universal 9. Fenolftaleína 10. Oxido de calcio 11. Solución de hidróxido de sodio 0.1M 12. Ácido clorhídrico diluido 0.1M 13. Magnesio

CUESTIONARIO PREVIO ¿Qué es y cómo se forma una sal?

337

METODOLOGIA EXPERIMENTAL 1.- Prepara una solución saturada de óxido de calcio en un vaso de precipitado. 2.- Filtra la solución y en un tubo de ensayo agrega aprox. 10 ml de la sustancia filtrada en agua de cal 3.- Con una pipeta sopla con cuidado hasta observar un cambio en la solución. Compárala con el agua de cal filtrada y registra tus observaciones. 4.- En un tubo de ensayo agrega 5 ml de ácido clorhídrico diluido. Agrega un trocito de cinta de magnesio. Registra tus observaciones. 5.-En un matraz Erlenmeyer agrega 5 ml de solución de hidróxido de sodio 0.1 M. agrega fenolftaleína gota a gota

y deja caer lentamente 5 ml de ácido

clorhídrico 0.1 M sobre el hidróxido hasta que desaparezca el color fucsia. 6.- Agrega 2 ml de la solución resultante en un vidrio de reloj y evapora el solvente. RESULTADOS Y OBSERVACIÓN ¿Qué reacción ocurre al agregar el óxido de calcio al agua? ¿Qué cambio se observa al soplar sobre el agua de cal filtrada? ¿Qué compuestos se obtienen en la reacción del ácido clorhídrico con el magnesio? ¿Por qué desaparece el color fucsia al agregar el ácido al hidróxido? CONCLUSIONES El alumno plantea las ecuaciones de las reacciones que se llevan a cabo. REFERENCIAS VILLAREAL, G. Fidel. (2003). Experimentos de química parte 1: Química general e inorgánica. (2ª ed.). Trillas: México.

338

Diferentes tipos de reacciones químicas

TIPO DE PRÁCTICA: Laboratorio MATERIA: Química I COMPETENCIA DISCIPLINAR EXTENDIDA: Identificar las reacciones de combinación, descomposición, sustitución simple y metátesis a través de la experimentación y relacionarlo con el entorno de la vida diaria.

INTRODUCCIÓN

Una reacción química es un proceso por el cual una o más sustancias, llamados reactivos, se transforman en otra u otras sustancias con propiedades diferentes, llamadas productos. En una reacción química, los enlaces entre los átomos que forman los reactivos se rompen. Entonces, los átomos se reorganizan de otro modo, formando nuevos enlaces y dando lugar a una o más sustancias diferentes a las iníciales. Una reacción química se representa mediante una ecuación química. Para leer o escribir una ecuación química, se deben seguir las siguientes reglas: Las fórmulas de los reactivos se escriben a la izquierda, y las de los productos a la derecha, separadas ambas por una flecha que indica el sentido de la reacción. REACTIVOS

PRODUCTOS

A cada lado de la reacción, es decir, a derecha y a izquierda de la flecha, debe existir el mismo número de átomos de cada elemento. Las reacciones se clasifican en: 1.

Reacciones de combinación o de síntesis

2. Reacciones de descomposición 3. Reacciones de sustitución simple o desplazamiento sencillo 4. Reacciones de sustitución doble o metátesis

EQUIPO, MATERIAL Y REACTIVOS 339

38.Clavo 39.

Pinzas

40.

Mechero de Bunsen

41. 4 Tubos de ensayo 42.

Vaso de precipitado de 500 ml

43.

2 Cables de luz calibre 16 de 2 metros

44.

Agitador

45.

Bicarbonato de Sodio

46.

Fuente de poder: puede usar un cargador de celular de 12 volts, o

una pila común de 9 volts 47.

Yoduro de Potasio (KI) al 2%

48.

Hipoclorito de Sodio (NaClO)

49.

Nitrato de Plomo Pb(NO3)2 al 2%

CUESTIONARIO PREVIO

35. ¿Qué es una reacción química? 36.

¿Cuáles son los elementos de una reacción química?

37. ¿Qué ley se cumple al llevarse a cabo una reacción química? 38. En tu alrededor ¿En dónde observas reacciones químicas? 39.

Mencione los tipos de reacciones químicas, dando un ejemplo de

cada una de ellas

METODOLOGÍA EXPERIMENTAL Experimento 1.- Reacción de combinación; formación de un oxido Paso 1.- Tome un clavo con pinzas para crisol y caliéntelo en la llama del mechero hasta que se ponga al rojo vivo, cuando esto suceda retírelo y déjelo enfriar. Paso 2.- Observe si sufrió algún cambio y haga sus anotaciones

Experimento 2.- Reacción de descomposición; electrolisis del agua.

340

Paso1.- Llene con agua dos tubos de ensayo del mismo tamaño, tápelos con el dedo índice y sumérjalos boca abajo cuidando que no tenga burbujas de aire en un vaso de precipitados de 500 ml que contenga aprox. 300 ml de agua y 5g de bicarbonato de sodio disuelto en el agua.

Paso 2.- En este paso se puede utilizar una batería de 9 V o de preferencia un eliminador de voltaje como un cargador de teléfono celular que ya no utilice para proporcionar la energía eléctrica al proceso de electrolisis en cualquiera de los dos casos debe de pelar uno de los extremos de cable (+ y -) y sumergirlos e introducirlos dentro de cada tubo. Observe y registre que le sucede a cada tubo deduce en cuál de los tubos se ésta obteniendo el Hidrogeno y el Oxígeno.

Paso 3.- Finalmente después de obtener el H2 y el O2 en cada tubo. Para comprobar la presencia de cada uno, se debe sacar cada tubo tapándolo para evitar que escape el gas contenido en él y colocando un fosforo encendido en la boca del tubo de H 2 y observar un ligero estallido indicando la presencia de dicho gas. Repetir lo anterior con el tubo de O2; observe y registre

Fig. 1 Esquema de la electrolisis del agua

Experimento 3.- Reacción de desplazamiento sencillo de un Halógeno por su diferencia de electronegatividad

341

Paso 1.-En un tubo de ensayo coloque 1 ml o 5 gotas de yoduro de potasio (KI) y agregue unas gotas de Hipoclorito de sodio (NaClO) Paso 2.- Observe el cambio de color de la solución primitiva, perciba el olor de la solución resultante, razone lo que sucedió y haga sus anotaciones Experimento 4.- Reacción de doble desplazamiento Paso 1.- En un tubo de ensayo coloque 1 mililitro de solución de Pb(NO3)2 al 2% Paso 2.- Coloque al tubo del paso anterior mililitro de solución de KI al 2%. Observe lo que sucede y regístrelo. RESULTADOS Y OBSERVACIÓN Experimento

Observaciones reacción

tipo

Reacción general balanceada

CONCLUSIONES El estudiante realiza un cuadro comparativo entre los diferentes tipos de reacciones realizadas en la práctica dando un ejemplo de este tipo de reacciones en su alrededor.

342

REFERENCIAS DORIA, M. (2009). Experimentos de Química en Microescala. (1ª ed.) México: Trillas MUÑOZ, M. (2012). Química I Bajo en Enfoque de Competencias (1ª ed) México: Gafra Editores.

343

Reacciones Químicas 1 TIPO DE PRÁCTICA: Laboratorio MATERIA: Química I COMPETENCIA DISCIPLINAR EXTENDIDA: Determinar la reacción química que se lleva a cabo entre un elemento y un compuesto representándola a través de una ecuación química. INTRODUCCIÓN Una reacción química consiste en el cambio de una o más sustancias en otra(s). Los reactantes son las sustancias involucradas al inicio de la reacción y los productos son las sustancias que resultan de la transformación. En una ecuación química que describe una reacción, los reactantes, representados por sus fórmulas o símbolos, se ubican a la izquierda de una flecha; y posterior a la flecha,

se escriben los productos, igualmente simbolizados. En una

ecuación se puede indicar los estados físicos de las sustancias involucradas de la manera siguiente: (s) para sólido, (l) para líquido, (g) para gaseoso y (ac) para soluciones acuosas.

Los catalizadores, temperaturas o condiciones

especiales deben especificarse encima de la flecha. Las reacciones químicas pueden clasificarse de manera sencilla en cinco grandes grupos.

Existen otras clasificaciones, pero para predicción de los

productos de una reacción, esta clasificación es la más útil. Reacciones de Síntesis o Composición Reacciones de Descomposición o Análisis Reacciones de Desplazamiento o Sustitución Sencilla Reacciones de Doble Desplazamiento o Intercambio Reacciones de combustión

EQUIPO, MATERIAL Y REACTIVOS 50.

Alambre de cobre (trozos pequeños)

51. Ácido nítrico concentrado 52. Matraz Erlenmeyer o un frasco de vidrio pequeño 344

CUESTIONARIO PREVIO 40.

¿Cuál es la diferencia entre un elemento y un compuesto?

41. ¿Qué características tienen los elementos metálicos y no metálicos? 42.

¿Qué moléculas son monoatómicas y diatómicas?

43.

Describe que información está contenida en una ecuación química

44.

Qué es Molaridad, Normalidad, Peso molecular, Equilibrio químico,

Reactivo limitante y en exceso? METODOLOGÍA EXPERIMENTAL 1. Coloca en el matraz o frasco de vidrio aproximadamente 5ml de ácido nítrico concentrado 2. Agregar un trozo pequeño de cobre al frasco. Toma precaución porque los vapores que se desprenden son peligrosos, no hagas el experimento en un cuarto cerrado. Sigue las recomendaciones del profesor. RESULTADOS Y OBSERVACIÓN Investiga cuál es la ecuación

química de este experimento y toda la

información qué está contenida en ella. CONCLUSIONES El estudiante realiza un resumen de lo comprendido en la práctica, teniendo que entregar a la siguiente sesión de clases. REFERENCIAS ESPRIELLA A. y Ramírez L, (2008) De la vida cotidiana a los conceptos básicos sin editorial pp.190 MARÍN R. H.H.,Tamez D.V.V.,Vargas T.I.V,(2012) Introducción a la Física y a la Química Ed. Castillo. pp. 21 VÁZQUEZ M.M.A.,Posada V. R., (2012) Química en Acción Ed. Santillana pp.64

345

Reacciones Químicas 2 TEMA: Reacciones Químicas Inorgánicas. TIPO DE PRÁCTICA: Laboratorio. MATERIA: Química I COMPETENCIA: Reproduce reacciones químicas en el laboratorio para identificar sus características, reactivos y productos y relacionar la teoría de las reacciones químicas con los resultados obtenidos en la experiencia práctica. INTRODUCCIÓN Una reacción química consiste en el cambio de una o más sustancias en otra(s). Los reactantes son las sustancias involucradas al inicio de la reacción y los productos son las sustancias que resultan de la transformación. En una ecuación química que describe una reacción, los reactantes, representados por sus fórmulas o símbolos, se ubican a la izquierda de una flecha; y posterior a la flecha,

se escriben los productos, igualmente simbolizados. En una

ecuación se puede indicar los estados físicos de las sustancias involucradas de la manera siguiente: (s) para sólido, (l) para líquido, (g) para gaseoso y (ac) para soluciones acuosas.

Los catalizadores, temperaturas o condiciones

especiales deben especificarse encima de la flecha. EQUIPO, MATERIAL Y REACTIVOS Gradilla. 6 tubos de ensaye Mechero bunsen Pinzas para tubo de ensaye 6 Pipetas Serológicas de 10 ml. 1 perilla. 1 pinzas para crisol. 1 pizeta con agua destilada. Indicador de Fenolftaleína o anaranjado de metilo en solución.

346

Soluciones 0.1N de las siguientes sustancias: HCl, NaOH, NaCl, AgNO3, KClO3. Sustancias en estado sólido un aproximado de 0.5 gr por tubo de ensaye: cinta de Mg, granalla de Zinc, CaO, CUESTIONARIO PREVIO 4. ¿Cuál es la diferencia entre un cambio físico y un cambio químico? 5. ¿Cómo se clasifican las reacciones químicas? 6. ¿En qué situaciones cotidianas se observa que se está llevando a cabo una reacción química? METODOLOGÍA EXPERIMENTAL 1. Etiquetar los tubos del 1 al 6 2. Colocarlos en la gradilla en el orden de la numeración y agregar a cada tubo lo que se te indica en la tabla. 3. Sirve los reactivos, usando pipeta con perilla en caso de líquidos, embudo y espátula en caso de sólidos, evita contaminar los contenidos, utilizando un instrumento para cada reactivo. 4. De ninguna manera huelas los tubos de ensaye. 5. Para calentar el tubo indicado usa las pinzas para tubo de ensaye y coloca el tubo de manera inclinada en un ángulo de 45º con respecto a la superficie de la mesa, evita que en el extremo de la boca del tubo haya alguna persona. 6. El calentamiento es gradual, acercando de vez en vez el tubo a la flama del mechero, hasta que se logren las condiciones marcadas. Indicadores o Reactivo B catalizadores

Tubo

Reactivo A

2 ml de HCl

0.5 gr granalla Zinc

de de

3 ml AgNO3

0.5 grs KClO3

Información adicional Agregar lentamente 1 gota de el NaOH, hasta 2 ml de NaOH fenolftaleína cambio de coloración. Agregar lentamente 3 ml de HCl el HCl, resbalándolo ninguno concentrado por las paredes del recipiente. Agregar lentamente el NaCl resbalándolo ninguno 3 ml de NaCl por las paredes del tubo. Calentar el Agregar una tubo hasta bolita de Ninguna. 347

que se haga papel liquido No. de tubo

Reactivo A

Con las pinzas para crisol, 3 ml de H2O 2 gotas de incinerar 1 cm destilada fenolftaleína de cinta de Magnesio

Indicadores o Reactivo B catalizadores

Información adicional Cuando la cinta se halla quemado, agregarla al tubo de ensaye

Tomar la temperatura del 3 ml de Agua 2 gotas de 0.5 grs de proceso de ser 6 destilada fenolftaleína CaO posible o tocar el tubo con el dorso de la mano 7. Toma fotografías de los procesos o elabora los dibujos. RESULTADOS Y OBSERVACIONES Completa la siguiente tabla, escribe las reacciones en limpio y balancéalas por el método de tanteo. Tubo

React. A

React. B

Prod. A

Prod. B

REACCION

1 2 3 4 5 6

CONCLUSIONES Escribe tus conclusiones dando respuesta a las siguientes preguntas y justificándolas 1. ¿Qué tipos de reacciones se llevaron a cabo? 2. ¿Qué productos podrías separar para utilizarlos en otras reacciones? 3. ¿Qué otras reacciones sugieres que se puedan reproducir?, ¿por qué?

348

REFERENCIAS Chang, R. (2002). Química General. México: Mc Graw Hill. Garritz, A. (2001). Tú y la Química. México: Pearson Educación. Kotz, J. (2003). Química y reactividad química . México: Thomson Internacional.

349

Reacción de combinación

TIPO DE PRÁCTICA: Laboratorio MATERIA: Química I

COMPETENCIA DISCIPLINAR EXTENDIDA: Que el alumno experimente con una reacción de química del tipo combinación.

INTRODUCCIÓN: Una reacción química es un proceso en el cual un sistema caracterizado por la propiedades físicas y químicas de las sustancias que lo constituyen, experimentan un cambio. Por tanto, cuando ocurre un cambio químico, los átomos de los compuestos se reacomodan para formar otros compuestos. Las reacciones químicas suponen una reorganización de los átomos a nivel microscópico para formar nuevas moléculas: los encales se rompen y las uniones atómicas se reacomodan de otra manera. Reacción de combinación: Las reacciones de combinación tienen que ver con la síntesis de un compuesto a partir de los elementos o a partir de la unión de otros compuestos. En ambos casos, se forma un producto.

EQUIPO, MATERIAL Y REACTIVOS 1. 2 Tubos de ensayo de 15x150 mm 2. 1 Popote 3. 0.1 g de óxido de calcio (CaO) 4. 5 ml de agua destilada (H2O)

CUESTIONARIO PREVIO: Explique lo que ocurre al poner en contacto el óxido de calcio y el agua ¿Quégas se pone en contacto con el agua al de cal al soplar en ésta? Investigue las reacciones que ocurren y complete las ecuaciones: CaO + H2O Ca(OH)2 + CO2 ¿Quégas se tipo de reacciones ocurrieron? 350

En función de sus propiedades químicas, ¿qué tipo de compuestos son los reactantes y los productos de las reacciones anteriores?

METODOLOGÍA EXPERIMENTAL: 1. Coloque en un tubo de ensayo 0.1 g de óxido de calcio (CaO) y agregue 5ml. de agua, agite con fuerza y observe. 2. Decante el líquido pasándolo a otro tubo de ensayo. 3. En ese tubo introduzca hasta el seno del líquido un popote y proceda a soplar, observe lo que ocurre.

RESULTADOS Y OBSERVACIÓN: El estudiante observará lo ocurrido y anotará sus observaciones así mismo como mencionará los productos formados en las reacciones anteriores.

CONCLUSIONES: El estudiante explicará que tipo de reacciones se efectuaron en el desarrollo de la práctica.

REFERENCIAS: OCAMPO/FABILA/JUÁREZ/ MONSALVO/ RAMIREZ (2008) Prácticas de Química 1-2 Publicaciones Cultural.

351

Reacciones de óxido-reducción TIPO DE PRÁCTICA: Laboratorio MATERIA: Química I COMPETENCIA DISCIPLINAR EXTENDIDA: Identificar a través de la experimentación el tipo de reacciones óxido-reducción y balancear cada una de las ecuaciones obtenidas.

INTRODUCCIÓN Al hablar de reacciones redox, se tiene que considerar un proceso en el cual existe una perdida y ganancia de electrones entre dos especies; donde una especie los cede (agente reductor), el cual se oxida, y otra los recibe (agente oxidante), el cual se reduce.

Por

este

motivo

las

reacciones

redox

pueden

dividir

dos

semirreacciones (la suma nos da la reacción global) una de oxidación y otra de reducción. No existen electrones libres en los sistemas químicos ordinarios y la pérdida de electrones de alguna especie química siempre está acompañada por una ganancia de electrones de otra especie. La oxidación-reducción también llamada redox para abreviar, también se le puede utilizar con el término ―reacción de transferencia de electrones‖.

EQUIPO, MATERIAL Y REACTIVOS

1. Charola de aluminio 2. Balanza granataria 3. 2 Espátulas

4. Gotero 5. Pinza para crisol 6. Gradilla 7. Tubo de ensayo 8. Hoja de papel o aserrín 9. Cerillos 10. Ácido sulfúrico (H2SO4) concentrado 11. Permanganato de potasio (KMnO4) 352

12. Dicromato de potasio (K2Cr2O7) 13. Etanol al 96%(frasco gotero) (C2H5OH) 14. Alambre de cobre 15. Ácido nítrico (HNO3)

CUESTIONARIO PREVIO 45. ¿Qué le ocurre a un clavo que se expone algún tiempo a la intemperie? 46. ¿Qué es un agente oxidante? 47. ¿Qué es un agente reductor? 48. ¿Menciona tres reacciones de redox que ocurran a tu alrededor?

METODOLOGÍA EXPERIMENTAL Experimento 1 Paso 1.-Colocar en una charola de aluminio 0.5 g de permanganato de potasio.

Paso 2.- Agregar dos o tres gotas de ácido sulfúrico concentrado (Precaución: éste ácido puede producir quemaduras) Paso 3.- Cubrir con aserrín la mezcla o con pequeños trozos de papel utilizando pinzas para crisol y con precaución ya que se presenta una reacción violenta. Anota tus observaciones y resultados Experimento 2 Paso 1.- Colocar en una charola de aluminio 0.1 g de dicromato de potasio, dándole forma de un cráter de volcán Paso 2.- Agregar en el cráter del volcán ocho gotas de etanol.

Paso 3.- Encender la mezcla con un cerillo y observar ¡Tenga precaución ya que ocurre una oxidación violenta!. Anote sus observaciones y resultados Experimento 3 Paso 1.- En un tubo de ensayo introduzca un trozo de alambre de cobre

353

Paso 2.- Agregar tres a cinco gotas de ácido nítrico concentrado y observe la reacción (Tenga Precaución con el manejo del ácido). Anota tus observaciones y resultados

RESULTADOS Y OBSERVACIÓN

Experimento

Observaciones

Reacción (es) general balanceada utilizando el método redox

CONCLUSIONES Explica como identificas que especies se oxidan y cuales se reducen para cada experimento REFERENCIAS 1.

DOUGLAS A. et al. (2005) Fundamentos de Química Analítica. México: Ed Thomson.

2. http://prepa8.unam.mx/academia/colegios/quimica/infocab/unidad121.html

354

Balanceo de Reacciones Químicas. TIPO DE PRÁCTICA: Laboratorio MATERIA: Química I COMPETENCIA DISCIPLINAR EXTENDIDA: Compara diversos ejercicios de balanceo de ecuaciones con las leyes ponderales INTRODUCCIÓN Así como las fórmulas expresan una forma simbólica, abreviada, la composición de las sustancias, las ecuaciones químicas son una expresión semejante de las reacciones químicas. Una ecuación química debe tener tanto en los reactivos como en los productos el mismo número de átomos de los mismos elementos para que se cumpla con el principio fundamental de la naturaleza que es la ley de la conservación de la materia. Para que se cumpla con la ley anterior, la ecuación química debe ser balanceada. Los métodos más comunes de balanceo son: A) Por tanteo

B) Oxido reducción

Algebraico EQUIPO, MATERIAL Y REACTIVOS 1. Tubo de ensaye 2. Permanganato de potasio (1g) 3. Ácido muriático (2 ml) 4. El pétalo de una flor que no sea de color blanco 5. Vaso de precipitados 6. Ácido sulfúrico (3 ml) 7. Agua oxigenada (5 ml) CUESTIONARIO PREVIO 1. ¿Qué es una reacción química? 2. ¿Cuántos métodos de balanceo de ecuaciones conoces? 3. ¿Cuál es la fórmula del ácido muriático?

355

METODOLOGÍA EXPERIMENTAL 1. Coloque el permanganato de potasio en el tubo de ensaye, agregue 1 ml de agua, 2 ml de ácido muriático e inmediatamente coloque el pétalo sin que toque el líquido. Registre sus observaciones. 2. Vierta agua hasta la mitad del vaso de precipitados, agregue 1g de permanganato, posteriormente agregue el ácido y después el agua oxigenada, agite con cuidado. Registre sus observaciones. RESULTADOS Y OBSERVACIÓN Responda las siguientes preguntas: ¿Qué gas se desprende del tubo? ¿Qué le paso al pétalo y por qué? ¿Qué gas se desprende del vaso de precipitados? Escriba las ecuaciones correspondientes para cada una de las reacciones y balancéelas por los tres métodos estudiados en clases. CONCLUSIONES El estudiante realiza un reporte de

práctica, teniendo que entregar a la

siguiente sesión de clases. REFERENCIAS MORA, V. M. (2005). Química I Bachillerato. México: Ed. ST.

356

CIENCIA CONTEMPORANEA UNIDAD I Aplicación del método científico en contextos cotidianos. TIPO DE PRÁCTICA: Laboratorio MATERIA: Ciencia Contemporánea COMPETENCIA DISCIPLINAR EXTENDIDA: Reconoce la forma en que se emplea el método científico para resolver problemas del mundo que nos rodea, desarrollando una experiencia de aplicación sobre la solubilidad y la temperatura de una sustancia. INTRODUCCION: La observación, la experimentación y la investigación son las bases del método científico ¿Piensas que sólo los grandes científicos emplean este método en sus trabajos de laboratorio? ¿Crees que se pueda aplicar el método científico en algunas de las actividades que realizas en tu vida cotidiana? Actualmente toda persona que se dedica a actividades científicas, o cualquiera que se cuestione el por qué de las cosas o los fenómenos, utiliza el método científico como herramienta indispensable. El método científico se compone de varios pasos que siguen un orden lógico y que a través de la experiencia han demostrado su validez para alcanzar resultados confiables. EQUIPO, MATERIAL Y REACTIVOS 1. Dos refractarios de vidrio 2. Parrilla eléctrica 3. Agitador 4. Espátula o cucharilla 5. Sal de mesa 6. Agua potable CUESTIONARIO PREVIO 357

49.

¿Qué es el método científico?

50.

¿Cuáles son los pasos del método científico?

51. Elaborar un mapa mental indicando los pasos con la secuencia lógica del método científico. 52. Investigar si existe información sobre la solubilidad del cloruro de sodio y su relación con la temperatura. METODOLOGÍA EXPERIMENTAL 1. En el refractario, agregar 250 ml de agua. 2. Añadir al agua, una cucharada pequeña de sal de mesa y agitar hasta completar la solución. 3. Continuar con este proceso hasta llegar al punto de la saturación, lo cual se nota fácilmente porque ya no se puede disolver más sal. 4. Una vez preparada la solución saturada, preparar una segunda solución pero calentando el agua a punto de ebullición. RESULTADOS Y OBSERVACION 1. Aplicar la primera parte del método científico para ambas soluciones saturadas y registrar en la bitácora, respondiendo lo siguiente: a. ¿Cuál es la apariencia de las soluciones saturadas? b. ¿Cómo es su sabor? c. ¿En cuál de las soluciones saturadas se logro disolver más sal? 2. Formular una hipótesis sencilla, referente al grado de solución de la sal en un medio a temperatura ambiente y otro a temperatura elevada. 3. Para el desarrollo del experimento, explicar cómo registrar los datos obtenidos y cómo analizar los resultados para comprobar la hipótesis. 4. ¿Desecharon o comprobaron su hipótesis? Considerar la información indagada y contrastarla con los resultados del experimento.

CONCLUSIONES El estudiante realiza un análisis de los resultados obtenidos, tomando en cuenta la hipótesis estructurada. 358

PRODUCTO El alumno redacta su informe que incluya: a. Título del experimento b. Objetivo c. Consideraciones teóricas d. Hipótesis e. Materiales, reactivos y equipo f. Pasos para desarrollar el experimento g. Análisis de los resultados y elaboración de conclusiones donde muestren si se comprueba o se desecha la hipótesis, y los ajustes que deberían realizar para que su experimento funcione mejor. REFERENCIAS MORA, V., (2010). Química I (2ª ed.). México: Ed. ST Editorial.

359

Perspectivas de ciencia TIPO DE PRÁCTICA: Aula MATERIA: Ciencias Contemporánea COMPETENCIA DISCIPLINAR EXTENDIDA: Demuestra comprensión de los conceptos científicos. INTRODUCCION Ya han pasado más de treinta años desde la publicación de La estructura de las revoluciones científicas, de T. S. Kuhn. Fue y sigue siendo una obra fundamental para la historiografía de la ciencia. Pero, además, fue la que causó mayor impacto en la filosofía de la ciencia vigente entonces. Desde 1962 hasta hoy, Kuhn ha conseguido mantener el interés de sus críticos y de sus renovados enfoques. Lo cual pone de manifiesto dos cosas. La primera es la centralidad de las cuestiones que propone, incluso para sus componentes y cualquiera que sea la perspectiva que éstos usen. La segunda, que supuestos esenciales que, al margen de otros personales, subyacían al rechazo de Popper en 1965 a la propuesta de Kuhn respecto al tipo de investigación a desarrollar, siguen condicionando el diálogo en la filosofía de la ciencia. A lo largo de esta dilatada polémica, Kuhn parece haber ido transformando lo que se presentaba como problemas distintos en distintos aspectos de un mismo problema. Mientras que previamente nos hablaba de proyectos de sociología de un progresivo desplazamiento hacia cuestiones centradas en el lenguaje. (ITAM, 1985), (Lorenzano, 1999), (Popper) EQUIPO, MATERIAL Y REACTIVOS 7. Laptop con internet por equipo 8. Hojas blancas 9. Bolígrafos, tinta negra y azul CUESTIONARIO PREVIO 53. ¿Quién fue Karl Popper? 360

54.

¿Quién fue Thomas Kuhn?

55. ¿Qué es ciencia según Kuhn? 56.

¿Qué es ciencia según Popper?

METODOLOGÍA EXPERIMENTAL 1.- Acceder a las páginas:

http://biblioteca.itam.mx/estudios/estudio/estudio02/sec_11.html http://sisbib.unmsm.edu.pe/BibVirtualdata/publicaciones/umbral/v04_n07/a10.pdfhttp://sisbi b.unmsm.edu.pe/BibVirtualdata/publicaciones/umbral/v04_n07/a10.pdf 2. Leer la estructura de las Revoluciones científicas de Thomas Kuhn 3. Leer tesis del Falsacionismo de Karl Popper. 4. Identificas principales ideas 5. Identifica teorías. 6. Identifica paradigma.

RESULTADOS Y OBSERVACION Realiza cuadro comparativo de las lecturas anteriores. Filósofos

Karl Popper

Thomas Kuhn

Teoría Paradigma Aportaciones a la ciencia Utilidad a la ciencia CONCLUSIONES El estudiante realiza un resumen de lo comprendido en las lecturas, teniendo que entregar a la siguiente sesión de clases. Contestando lo siguiente ¿Qué diferencias hay en la perspectiva de Kuhn y la de Popper? _________________________

361

¿Qué semejanzas encontraste entre la teoría y el paradigma entre Popper y Kuhn? ___________ ¿A

qué

conclusión

llegaste

acerca

que

ciencia?

______________________________ PRODUCTO El alumno redacta su informe que incluya: h. Título del experimento i. Objetivo j. Consideraciones teóricas k. Hipótesis l. Materiales, reactivos y equipo m. Pasos para desarrollar el experimento n. Análisis de los resultados y elaboración de conclusiones donde muestren si se comprueba o se desecha la hipótesis, y los ajustes que deberían realizar para que su experimento funcione mejor. REFERENCIAS Gor, Al. (julio de 2011). Arnentinawares. Recuperado el 20 de marzo de 2013, de http://www.argentinawarez.com/peliculas-gratis/1492684-inconvenient-truth-2006-dvdripsubtitulada.html ITAM. (1985). BIBLIOTECA ITAM. Recuperado el 02 de Mayo de 2013, de http://biblioteca.itam.mx/estudios/estudio/estudio02/sec_11.html Lorenzano, C. (1999). Recuperado el 02 de Mayo de 2013, de http://www.clorenzano.com.ar/epistemologia/keconomicas.pdf Popper, K. (s.f.). Recuperado el 02 de mayo de 2013, de http://fluidos.eia.edu.co/fluidos/principios/Tolerancia_y_responsabilidad%20intelectual_Karl_P opper.pdf

362

La Ciencia y sus Paradigmas TIPO DE PRÁCTICA: Aula MATERIA: Ciencia Contemporánea COMPETENCIA DISCIPLINAR EXTENDIDA: Demuestra la comprensión de los conceptos científicos. INTRODUCCIÓN La palabra paradigma proviene del griego paradigma formada del prefijo para (junto) y de deigma(modelo, ejemplo) el cual proviene de deiknynai (mostrar). Esta palabra se usa para denominar elementos que siguen algún diseño o modelo. Otro uso más moderno para la palabra paradigma es referirse a los filtros que impone nuestro cerebro. Es decir a las suposiciones, conceptos, valores y previa experiencia con los que miramos las cosas. El físico y filósofo estadounidense, Thomas Kuhn (1922-1996) acunó esta nueva interpretación de la palabra y el término ―cambio de paradigma‖ en su libro ―La estructura de las revoluciones científicas‖. Su obra La estructura de las revoluciones científicas(1962) y el concepto de paradigma que introduce han supuesto un replanteamiento y critica de la filosofía de la ciencia desarrollada hasta entonces (Carnap, Hempel), al mostrar que no es suficiente para la caracterización de la ciencia y la exclusiva atención al contexto de justificación, y la imposibilidad de un lenguaje observacional neutro. EQUIPO, MATERIAL Y REACTIVOS Para esta práctica el alumno deberá contar con: 1. Una cartulina. 2. Plumones de diferentes colores. 3. Regla. 4. Resistol. 5. Imágenes o figuras de la historia de los paradigmas y los avances con relación a la ciencia. 363

CUESTIONARIO PREVIO 1. Investigar la historia de los paradigmas y resaltar los avances científicos, así como los personajes involucrados. 2. ¿Cuál es la raíz etimológica de PARADIGMA? 3. ¿En qué consiste el uso moderno de la palabra paradigma? 4. Thomas

Kuhn,

obra

―La

estructura

las

revoluciones

científicas‖replantea las filosofías dos destacados científicos, ¿Quiénes son? 5. METODOLOGÍA EXPERIMENTAL 1. Primeramente, durante 15 minutos los expondrán sus ideas en el aula de clase, donde deben resaltar los principales avances científicos y la historia de los paradigmas. 2. De manera individual realizarán una línea del tiempo en la cartulina (haciendo uso de las imágenes, colores, etc.) que contenga: Fechas, descubrimientos, personajes, etc. 3. Expondrán su trabajo tres alumnos del grupo de manera voluntaria o por elección del maestro. 4. Comparar la línea del tiempo entre los integrantes del grupo. 5. Cada alumno debe completar su trabajo, en caso de ser necesario, resaltando las características del paso 2. RESULTADOS Y OBSERVACIÓN El tema analizado y discutido a lo largo de la clase queda claro y será de bastante utilidad para las clases posteriores. Los estudiantes muestran interés por dar a conocer sus ideas con respeto a la evolución de la ciencia. CONCLUSIONES El estudiante aprende de manera práctica la importancia de conocer la historia de la ciencia y su relación con los paradigmas. También se percata de los principales personajes que dieron pauta a la generación de nuevos avances científicos y de los problemas que tuvieron que enfrentar para cambiar la manera de pensar al momento de emprender su innovación.

REFERENCIAS Galeazzi Alvarado, J. (2010). En J. Galeazzi Alvarado, Ciencia Contemporánea Por Competencias (pág. 20). Sierna Editores.

364

Las TIC en las comunicaciones TIPO DE PRÁCTICA: Aula MATERIA: Ciencia Contemporánea COMPETENCIA DISCIPLINAR EXTENDIDA: Valora la interrelación entre ciencia y tecnología, ubicándola en un contexto histórico y social. INTRODUCCIÓN Las tecnologías de la información y la comunicación (TIC) son un conjunto de técnicas, desarrollos y dispositivos avanzados que integran funcionalidades de almacenamiento, procesamiento y transmisión de datos. Es común presentar las TIC en relación a su principal implementación (internet). La formulación académica del concepto TIC tiene por objeto aportar claridad para dotar de sentido a los conceptos aun más abstractos y difusos como sociedad del conocimiento (la cual se asume que fue acuñada por Peter Drucker). Las TIC tienen como fin la mejora de la calidad de vida de las personas dentro de un entorno, y que se integran a un sistema de información interconectado y complementario. Las TIC, entonces, serian un solo concepto en dos vertientes diferentes desde el punto de vista de las ciencias sociales donde tales tecnologías afectan la forma de vivir de las sociedades. Su uso y abuso exhaustivo para denotar modernidad ha llevado a visiones totalmente erróneas del origen del término. Sin embargo desde el punto de vista técnico se trata de un amplio espectro de disciplinas interrelacionadas. (Galeazzi Alvarado, 2010) EQUIPO, MATERIAL Y REACTIVOS Para esta práctica el alumno deberá contar con: 1. Dos celulares. De preferencia que sean modelos diferentes, uno lo más antiguo posible y el otro todo lo contrario, lo mas modero posible. 2. No

necesariamente

puede

ser

celular,

cualquier

dispositivo

electrónico (lap top, reloj, CPU, etc.). 3. Desarmadores de cruz y/o planos según sea el caso. 365

4. Franela. CUESTIONARIO PREVIO 1. ¿Qué son las TIC? 2. ¿Cuál es el objetivo principal de las TIC? 3. Menciona algunos países que han sido los precursores de las TIC. 4. En tu localidad, ¿Qué desarrollo tecnológico existe? 5. ¿Qué sucedería si no existieran las TIC? 6. METODOLOGÍA EXPERIMENTAL 1. Usando el o los desarmadores, abrir los CPU, celulares, lap top, etc. Dependiendo de lo que los alumnos hayan llevado. 2. Analizar las características y los avances tecnológicos que cada uno presentan. 3. Debatir sobre los logros alcanzados de la tecnología en la última década en México. 4. Realizar un breve mantenimiento del equipo utilizado (limpieza con la franela). 5. Realizar un cuadro comparativo con las experiencias obtenidas con el equipo de mayor antigüedad y el equipo más nuevo. RESULTADOS Y OBSERVACIÓN Al momento de observar (comparar) la forma técnica y los diferentes modelos, los alumnos se pueden dar cuenta de los avances tecnológicos y científicos a través de la historia. CONCLUSIONES Las TIC son una herramienta que ayudan a los estudiantes a mejorar su rendimiento académico, el conocerlas a profundidad y el trabajar con ellas hace que desarrollen competencias significativas y puedan valorar la importancia que éstas tienen. México es un país que no ha mostrado gran competitividad en la generación de tecnología, más bien, somos una nación consumidora de tecnología. Por tal motivo el transmitir en los jóvenes esta imagen, al momento de desarrollar un 366

cuadro comparativo, pueden por si solos dar inicio a la generación de nuevas ideas tecnológicas. PRODUCTO El alumno redacta su informe que incluya: o. Título del experimento p. Objetivo q. Consideraciones teóricas r. Hipótesis s. Materiales, reactivos y equipo t. Pasos para desarrollar el experimento u. Análisis de los resultados y elaboración de conclusiones donde muestren si se comprueba o se desecha la hipótesis, y los ajustes que deberían realizar para que su experimento funcione mejor. REFERENCIAS Galeazzi Alvarado, J. (2010). En J. Galeazzi Alvarado, Ciencia Contemporánea Por Competencias (pág. 77 y 89). Sierna Editores.

367

UNIDAD II Ciencia y tecnología TIPO DE PRÁCTICA: Aula MATERIA: Ciencias Contemporánea COMPETENCIA DISCIPLINAR BÁSICA: Valora la interrelación entre ciencia y tecnología, ubicándola en un contexto histórico y social. INTRODUCCIÓN En los medios de comunicación es habitual escuchar hablar de células madre, alimentos mejorados genéticamente o ingeniería genética. Todos estos conceptos están relacionados con la biotecnología. La Biotecnología es el estudio de las células vivas y sus interacciones con otras sustancias y microrganismos, con el fin de crear o mejorar productos útiles como los alimentos o los medicamentos. La Biotecnología no es una ciencia tan nueva como algunos puedan imaginar. Ya hace mucho tiempo que los hombres utilizamos los procesos biológicos para mejorar productos destinados al consumo humano, como por ejemplo cuando hace 21 siglos los chinos utilizaban polvo de crisantemo como insecticida. Ellos ya estaban usando procesos biotecnológicos.

EQUIPO, MATERIAL Y REACTIVOS 1.- Laptop con internet por equipo 2.- Hojas blancas 3.- Bolígrafos, tinta negra y azul CUESTIONARIO PREVIO 1.- Define el concepto de Biotecnología 2.- Menciona las ventajas de la Biotecnología aplicada a la agricultura. 3.- ¿Cuáles son los cultivos transgénicos que más se utilizan en la actualidad? 4- ¿Cuáles son los principales países cultivadores de transgénicos? 368

5.- ¿Cuál es la finalidad de que el hombre produzca transgénicos? 9.- Menciona un ejemplo de algún vegetal transgénico y que insecto o plaga funciona como control Biológico. 10.-Menciona 3 desventajas en general de la Biotecnología en la actualidad? METODOLOGÍA EXPERIMENTAL 1.- Busca en la web el video http://www.agro20.com/video/biotecnolog-a-la-revoluci-ninvisible-1 2.- Observar y oír con atención. RESULTADOS Y OBSERVACION Realiza cuadro comparativo del video anterior. Ventajas

Desventajas

Aplicaciones

Agricultura

Ganadería

Medicina

Industria

CONCLUSIONES El estudiante realiza un resumen de lo comprendido en las lecturas, teniendo que entregar a la siguiente sesión de clases. Contestando lo siguiente ¿Qué ventajas hay en la biotecnología en los alimentos? ¿Qué semejanzas encontraste entre las aplicaciones?

369

¿A qué conclusión llegaste sirve o no sirve la biotecnología en tu vida cotidiana? REFERENCIAS http://www.agro20.com/video/biotecnolog-a-la-revoluci-n-invisible-1

370

Calentamiento de tejidos por campos electromagnéticos de los teléfonos móviles TIPO DE PRÁCTICA: Aula MATERIA: Ciencia Contemporánea COMPETENCIA DISCIPLINAR EXTENDIDA: Elabora argumentos sólidos para fundamentar sus opiniones sobre los impactos de la tecnología en la vida cotidiana, como el uso de los teléfonos móviles. INTRODUCCION: El teléfono móvil, el cual es un medio de comunicación muy común en la actualidad y, en ocasiones, hasta indispensable, empezó por realizar solo funciones para hacer llamadas telefónicas, después fue posible enviar mensajes, pero ahora, son infinidad de acciones las que se pueden realizar con ellos,

como:

escuchar

música,

conectarse

Internet,

revisar

correos

electrónicos y acceder a las redes sociales, entre otras, y actualmente son parte integrante del moderno sistema de telecomunicaciones. Dado el gran número de usuarios de teléfonos móviles, es importante investigar, comprender y seguir de cerca las repercusiones que podrían tener en la salud pública. EQUIPO, MATERIAL Y REACTIVOS 10. 10 granos de maíz palomero 11. 8 teléfonos móviles 12. Mesa de superficie metálica

CUESTIONARIO PREVIO 57. ¿Qué ondas transmiten los teléfonos móviles? 58.¿Qué riesgos en la salud por el uso de teléfonos móviles se han comprobado?

371

59. las

¿Qué aspectos podrían considerar como recomendaciones para personas

que

usan

manera

constante

este

medio

comunicación? 60.

Elabora un esquema de un teléfono móvil, indicando las ondas que

transmiten METODOLOGÍA EXPERIMENTAL 1. Coloca sobre la mesa de metal, limpia y libre de residuos, los 10 granos de maíz palomero seco. 2. En una periferia de aproximadamente 5 cm. alrededor de los granos de maíz, colocar 4 teléfonos móviles, apuntando hacia los granos de maíz. 3. Con precaución, con los 4 teléfonos móviles restantes, activar las ondas electromagnéticas mediante una llamada sostenida a los 4 teléfonos que rodean a los granos de maíz. 4. Mantén los teléfonos activados, hasta que los granos de maíz exploten tras la generación del calor. RESULTADOS Y OBSERVACION Realiza un esquema de diagrama de flujo de cada paso realizado. Observa lo que pasa con los granos de maíz. CONCLUSIONES El estudiante realiza un resumen de lo comprendido en la práctica, teniendo que entregar a la siguiente sesión de clases. Elabora una tabla indicando los riesgos y beneficios de los avances tecnológicos en materia de telefonía celular. REFERENCIAS ALMEIDA, L., et al., (2011). Ciencia Contemporánea, ¿Para qué? (1ª ed.). México: Ed. Esfinge. pp. 73

372

Clonación de plantas TIPO DE PRÁCTICA: Laboratorio MATERIA: Ciencia Contemporánea COMPETENCIA DISCIPLINAR EXTENDIDA: Evalúa las implicaciones del uso de la ciencia y la tecnología, así como los fenómenos relacionados con el origen, continuidad y transformación de la naturaleza para establecer acciones a fin de preservarla en todas sus manifestaciones. INTRODUCCIÓN El mejoramiento de los cultivos por la mano del hombre no es una práctica nueva. De hecho, desde los comienzos de la agricultura el hombre aprendió que podía obtener nuevas plantas con características que les resultaban más útiles y beneficiosas. Se estima que la agricultura tuvo sus comienzos hace unos 12.000 años, cuando los antepasados del ser humano comenzaron a domesticar las especies vegetales y se convirtieron de recolectores nómadas a campesinos sedentarios. La actividad agrícola continúo su desarrollo a medida que el hombre comenzó a mejorar las características de las plantas para su beneficio, y las adaptó a las condiciones climáticas y a las características del suelo. Así aprendió que podía obtener plantas mejoradas a partir del cruzamiento de dos tipos de progenitores de buenas características, o a partir de segmentos de una única planta. La formación de nuevas plantas a partir de dos progenitores constituye el proceso de reproducción sexual. Cada progenitor aporta sus gametos (células sexuales) que se unen y forman el cigoto, la primera célula del nuevo individuo que

contará

con

una

combinación

progenitores. De este modo, los

material

descendientes

genético

ambos

pueden heredar una

combinación de rasgos que le ofrecen ciertas ventajas adaptativas en diferentes condiciones ambientales A diferencia de la reproducción sexual, que aporta gran diversidad a la descendencia, la reproducción asexual se caracteriza por la presencia de un único progenitor que divide, y da origen a individuos genéticamente idénticos 373

al progenitor y entre sí. Este tipo de reproducción se utiliza para obtener plantas que son copias (clones) de la planta original seleccionada por sus buenas características agronómicas. EQUIPO, MATERIAL Y REACTIVOS 1. Plantas: Begonia, Hiedra, lazos de amor. Bulbos y Tubérculos: Tulipanes, cebollas o papas. 2. Tierra con sustrato de perlita o similar 3. Recipientes (vasos, macetas) 4. Hormona enraizante (se consigue en viveros) 5. Agua 6. Estaca de madera u horquilla de alambre 7. Herramienta de jardinería 8. Termómetro CUESTIONARIO PREVIO 1. ¿Qué significa el concepto de clonación? 2. Investigar al menos tres usos y aplicaciones de la clonación METODOLOGÍA EXPERIMENTAL Se recomienda realizar réplicas del experimento para prever posibles dificultades que surjan y compara los resultados para probar diferentes variables. Multiplicación de Begonia: se puede realizar fácilmente por esquejes de hojas. 1. Cortar trozos de hojas (cada trozo debe llevar como mínimo un nervio principal) o emplear hojas enteras a las cuales se les da unos pequeños cortes en los nervios principales. 2. Colocar encima de un sustrato compuesto por perlita. 3. Para el enraizamiento la temperatura debe ser de 25-28 ºC. Un esqueje puede dar de 1 a 4 brotes adventicios, y enraízan a 25 ºC en unas semanas. 4. Requiere abundante luz, pero no la insolación directa. Multiplicación de la Hiedra: Para la propagación de esta planta 374

1. Cortar el segmento terminal de una rama (de entre 7 y 15 cm.) por debajo de un nudo. 2. Retirar las hojas de la rama excepto una o dos en el ápice. 3. Colocar en un recipiente con agua. 4. Cuando aparecen raíces pasar la planta a maceta o a tierra directamente. Multiplicación de Lazo de amor: Esta planta se reproduce naturalmente por estolones, y da origen a una planta nueva que está unida a la planta madre. 1. Elegir una rama nueva, larga, flexible, que soporte el arqueo. 2. Doblar en U el sector del tallo que se entierra, raspar o hacer una pequeña incisión y colocar hormona enraizante. 3. Mantener en su lugar sujetando con una horquilla de alambre o con una estaca de madera, o simplemente, poniendo una piedra sobre ella. 4. La nueva planta enraizará. 5. Una vez que se desarrolla, cortar el lado de la rama que se conecta con la planta madre y trasladar a maceta o tierra. Multiplicación de Bulbos y Tubérculos: Los tulipanes, cebollas (bulbos), papas (tubérculos) pueden reproducirse a partir de estas estructuras de reserva. 1.

Antes de plantar los bulbos lo mejor es colocarlos en el sitio deseado según la separación de plantación que se quiera.

2. Después de haber hecho un hoyo con una palita se pueden plantar los bulbos a la profundidad debida (que la base del bulbo quede a una profundidad que sea el doble del tamaño del bulbo) con el punto de crecimiento hacia arriba. 3. A continuación se echa tierra encima y se presiona ligeramente. Las

papas

cebollas

también

echan

raíces

tallos

colocarlas

semisumergidas en un recipiente con agua, para luego poder trasplantarlas a tierra.

375

RESULTADOS Y OBSERVACION Realizar un cuadro como el que se muestra a continuación para el registro ordenado de los resultados Tipo de planta

Características de la planta

Mecanismo de reproducción asexual

Órgano vegetativo de origen

Condiciones (medio de cultivo, luz, temperatura, etc.)

Observaciones (Fechas, cambios observados, plantas sobrevivientes, etc.) Día 1

Día 2

Día 3

Día 4

Día 5

Día 6

CONCLUSIONES Por equipos analizar lo siguiente: a) En qué casos se logró la multiplicación de la planta y cuántas plantas sobrevivieron b) Cómo fue el proceso de desarrollo de la nueva planta (estructuras que se desarrollaron) c) Cuáles fueron las dificultades en la realización de la experiencia d) Cuáles son las condiciones más adecuadas para el crecimiento de cada tipo de planta (comparar entre los diferentes tipos de plantas) e) Qué características presenta la nueva planta respecto de la planta original f) ¿Cómo se explica la respuesta a la pregunta anterior? Cada equipo deberá de presentar un informe para explicar la experiencia realizada, mostrar los registros de datos, los resultados y las conclusiones a las que llegaron REFERENCIAS MUSEOS CIENTIFICOS CORUÑESES (s.d). Clonación humana. Ayuntamiento de la Coruña. España. Clonación de plantas en la escuela (s.d). Obtenida el 30 de marzo de 2013, de http:// www.porquebiotecnología.com.

376

Cultivo hidropónico TIPO DE PRÁCTICA: Laboratorio MATERIA: Biología General COMPETENCIA DISCIPLINAR EXTENDIDA: Analiza las nuevas técnicas de cultivo para el cuidado y conservación del medio ambiente. INTRODUCCION La hidroponía es definida con la ciencia del cultivo de las plantas sin uso de tierra, esto es en un medio inerte como es; grava, tezontle o perlita al cual se le agrega solución nutritiva (nutrientes que son disueltos en agua, misma que la planta requiere para su adecuado crecimiento). La hidroponia ayuda a la alimentación de personas que habitan en lugares donde la agricultura es adversa y en zonas de gran crecimiento urbanístico. También es utilizada para plantas de ornato. EQUIPO, MATERIAL Y REACTIVOS 1. Kit de siembra 2. Charola de material de rehusó (botella de refresco de 2 litros) 3. 12 vasitos perforados 4. Semillas de lechuga 5. Semillas de acelga 6. Sustrato de siembra (fibra de coco molida) 7. Tela magitel en tiras pequeñas. CUESTIONARIO PREVIO 1. ¿A que se le llama cultivo hidropónico? 2. ¿Qué ventajas tiene un cultivo hidropónico? 3. ¿Qué semillas son adecuadas para iniciar un cultivo hidropónico? 4. ¿Cuáles son las partes que forman una planta? 5. ¿Cuáles son los nutrientes que necesita una planta para tener un adecuado crecimiento? 6. ¿A qué se le llama sustrato? 377

7. ¿Qué es una plántula? 8. ¿Qué es necesario para que se realice la fotosíntesis en la planta? METODOLOGÍA EXPERIMENTAL 1. Humedece el sustrato hasta que cuando lo aprietes con la mano escurra agua. 2. Coloca la telita magitel en el vaso de modo que salga hacia abajo la telita y arriba quede al ras de la boca del recipiente. 3. Llena el vasito con el sustrato a un cuarto de su capacidad. 4. Compacta ligeramente. 5. Entierra la semilla hasta que la capa que la cubra sea más o menos un espesor igual al tamaño de la semilla en el caso de la semilla de acelga. 6. Para el sembrado de la lechuga se coloca la semilla sobre el sustrato junto a la telita a esta no se debe cubrir la semilla de lechuga es mejor si le da la luz. 7. La telita servirá de guía para la raíz de las plántulas. 8. Coloca los vasitos en el almácigo (charola). 9. Agrega agua a la charola (NO en los vasitos) 10. El almácigo debes colocarlo donde no reciba la luz directa del sol debido a que puede calentar el almácigo. 11. Y la temperatura puede inhibir la germinación. 12. Alejarlo del agua de lluvia (puede sacar las plántulas). 13. Al emerger la plántula debes colocar el almácigo en un lugar iluminado de preferencia una resolana. 14. Después de la germinación la primera semana no agregar minerales pues el cotiledón alimenta a la plántula. 15. Es hasta que salen las hojas verdaderas (las dos primeras son cotiledones) se agrega los minerales. 16. Al presentar la plántula 5 hojas verdaderas se pasa a hidrocultivo cuidando de no romper las raíces. Se utiliza un recipiente con 4 litros de agua de capacidad con el sustrato adecuado. 17. En tres meses obtendrás cosecha para autoconsumo o para la venta.

378

RESULTADOS Y OBSERVACION Dibuja e ilumina las partes de una planta. Esquematiza el proceso de la siembra. Elaborar una bitácora de observación. CONCLUSIONES El estudiante realiza un resumen de lo comprendido en la práctica, teniendo que entregar a la siguiente sesión de clases. REFERENCIAS Santos, O. M. (2000). La hidroponía una opción rentable ante la crisis económica. México: Ed. Invernaderos. Márquez, M. L., & Ponce, M. (2009). Biología uno: La naturaleza de la vida y su diversidad. México: Esfinge. Carbajal, H., & Estrada, A.C. (2011). Biología uno. México: UIRE editores. Cervantes, M., & Hernández, M. (2009). Biología general. México: Patria.

379

Extracción de ADN TIPO DE PRÁCTICA: Laboratorio MATERIA: Ciencia Contemporánea

COMPETENCIA DISCIPLINAR EXTENDIDA: Identifica las características de los diferentes materiales desarrollados con tecnología.

INTRODUCCION El conocimiento del ADN (ácido desoxirribonucleico), su estructura y función, fue determinante para el desarrollo de la biotecnología moderna. La estructura de doble hélice del ADN, que los investigadores James Watson y Francis Crick propusieran en 1953 proporcionó respuestas a muchas preguntas que se tenían sobre la herencia. Predijo la autorreplicación del material genético y la idea de que la información genética estaba contenida en la secuencia de las bases que conforman el ADN. Más aún, con el correr de los años y de las investigaciones, se pudo determinar que todos los seres vivos contienen un ADN similar, formado a partir de las mismas unidades: los nucleótidos. Este código genético mediante el cual se ―escriben‖ las instrucciones celulares es común a todos los organismos. Es decir que el ADN de un ser humano puede ser ―leído‖ dentro de una bacteria, y una planta puede interpretar la información genética de otra planta diferente.

A esta

propiedad de la información genética se la conoce como ―universalidad del código genético‖. El código genético universal es uno de los conceptos básicos para comprender los procesos de la biotecnología moderna. Por ejemplo, la posibilidad de generar organismos transgénicos, y que las instrucciones del ADN de un

organismo

puedan

determinar

nuevas características

organismos totalmente diferentes.

380

EQUIPO, MATERIAL Y REACTIVOS 1.- 1 tazas o vaso de plástico (por grupo) 2.- Licuadora 3.- Una cuchara plástica para medir y mezclar 4.- 2 filtros de papel de café Nº 2 (conos) 5.-20 ml de agua destilada 6.- Shampoo de color claro 7.- 1 banana 8.- Sal de mesa, con o sin Iodo 9.-1 pipeta de transferencia plástica o un gotero médico 10.- 1 tubo de ensayo sellado que contenga 95% de etanol o 91% de alcohol isopropílico 11.- conservadora con hielo para enfriar los tubos con alcohol 12.- varilla de vidrio o 1 pipeta Pasteur

CUESTIONARIO PREVIO 1. Investigue cual es la estructura del ADN, sus componentes químicos, ubicación celular y como regula la síntesis de proteínas.

METODOLOGÍA EXPERIMENTAL En una licuadora, mezclar una banana por taza de agua destilada (250ml). Licuar por 15-20 segundos, hasta que la solución se mezcle. 381

En una taza, preparar una solución consistente en una cucharadita de té de shampoo y dos pizcas de sal. Agregar 20 ml (4 cucharaditas) de agua destilada. Disolver la sal y el shampoo revolviendo lentamente con la cuchara de plástico evitando formar espuma. A la solución preparada en el paso 3, agregar tres cucharaditas de té de la mezcla de banana del paso 1. Mezclar la solución con la cuchara por 5-10 minutos. Mientras uno de los miembros del grupo mezcla la solución de banana, otro miembro pondrá el filtro Nº 2 de café dentro de otra taza de plástico. Doblar el borde del filtro alrededor de la taza para que el filtro no toque el fondo de la taza. Filtrar la mezcla vertiéndola dentro del filtro y dejar que la solución drene por algunos minutos hasta que sean 5 ml aproximadamente de filtrado para testear. Tomar un tubo de ensayo con alcohol frío. Para mejores resultados el alcohol debe estar tan frío como sea posible. Llenar la pipeta plástica con la solución de banana y agregarla al alcohol. El ADN no es soluble en alcohol. Cuando el alcohol se agrega a la mezcla, los componentes, excepto el ADN, permanecen en la solución mientras el ADN precipita en la capa de alcohol. Dejar la solución reposar por 2 a 3 minutos sin mover. Es importante no batir el tubo de ensayo. Se puede observar el ADN blanco el cual precipita en la capa de alcohol. Cuando se obtienen buenos resultados, habrá suficiente ADN para levantar con una varilla de vidrio (el ADN se enrolla a la varilla). O usando una pipeta de Pasteur que haya sido calentada en la punta para formar un gancho, se

382

puede recuperar (tomar) algo de ADN. El ADN tiene la apariencia de mucus blanco y fibroso.

RESULTADOS Y OBSERVACION Incluya en su reporte de práctica la explicación sobre la función del alcohol, la sal y el detergente en este experimento.

CONCLUSIONES El estudiante realiza un reporte de

práctica, teniendo que entregar a la

siguiente sesión de clases.

REFERENCIAS Francisco Bolívar Zapata, Biotecnología moderna para el desarrollo de México en el siglo XXI: retos y oportunidades. Consejo Nacional de Ciencia y Tecnología. México. 2002

383

UNIDAD III Atrapando la energía del Sol TIPO DE PRÁCTICA: Laboratorio MATERIA: Ciencia Contemporánea COMPETENCIA DISCIPLINAR EXTENDIDA: Valora el papel fundamental del ser humano como agente modificador de su medio natural proponiendo alternativas que respondan a las necesidades del hombre y la sociedad, cuidando el entorno. INTRODUCCION Mucho se habla sobre las energías limpias y renovables, las que minimizan el daño al ambiente y se consideran inagotables como el Sol. Si se pudiera aprovechar al máximo este recurso, se reduciría el uso de combustibles fósiles como el petróleo y el carbón, reduciendo con ello las emisiones de CO2. EQUIPO, MATERIAL Y REACTIVOS 13. 60 cm de alambre de cobre 14. 1 Frasco de boca ancha 15. 1 celda fotovoltaica 16. 2 tubos de ensayo 17. 1 clavo 18. Agua 19. Perlas de hidróxido de sodio CUESTIONARIO PREVIO 61. ¿Qué significa el concepto de energías limpias? 62.¿Cómo se transforma la energía solar en energía química? 63.

¿Qué es y cómo funcionan las fotoceldas?

64.

¿Actualmente cuales son las aplicaciones de las energías limpias

en tu comunidad? METODOLOGÍA EXPERIMENTAL 384

1. En el frasco adiciona 500 mL de agua y disuelve dos cucharadas de hidróxido de sodio (NOTA: Se cuidadoso, la solución es corrosiva. Si estuviera en contacto con ella, enjuaga rápidamente con agua). 2. Deposita en los tubos de ensayo la solución asegúrate que queden al ras, luego tápalos con plástico e introdúcelos en el líquido. Retire el plástico y asegúrate de que no quede aire dentro de ellos, como se muestra en la siguiente ilustración.

3. Parte en dos el alambre de cobre y retire el aislante de 3 cm en las puntas. Haz un amarre sujetando el clavo en una de ellas. 4. Conecta los alambres a las terminales de la fotocelda e introduce en los tubos, con mucho cuidado, la punta de cobre y el clavo, sin que entre aire

5. Expón la fotocelda al Sol. Observa que pasa en las terminales dentro de los tubos. Presta atención a cuál es la proporción de gas obtenido en cada uno de ellos. 6. Cuando se hayan llenado los tubos de gas, retíralos uno a la vez y coloca inmediatamente en la boca de ellos un cerillo encendido, ¿qué sucede? ¡Con mucho cuidado! En uno de los tubos habrá una pequeña explosión, no es peligrosa y en el otro veras como la llama se aviva y cambia su color. RESULTADOS Y OBSERVACION Anota tus observaciones y contesta las siguientes interrogantes 385

1. ¿Cuál es la relación aproximada de la proporción entre los volúmenes de gas para cada tubo? ¿Qué gases se obtuvieron? 2. ¿Por qué es un caso hay una explosión al acercar el cerillo y en otro la llama se aviva? 3. ¿Cuáles son los productos de la combustión de hidrógeno? 4. ¿Cómo es la capacidad calorífica del carbón y la gasolina comparada con la del hidrógeno? CONCLUSIONES

REFERENCIAS SECRETARÍA

ENERGÍA

ARGENTINA

(2008).

Energía

Solar.

Coordinación de Energías Renovables de la Secretaría de energía. Argentina. pp 1-13. OCAMPO, Cervantes O. (2008). Cuaderno de experimentos. Una Tierra para todos y todos para una Tierra. México. Ed. CONACYT. pp 8-9.

386

Uso de energías alternas (Energía solar). TIPO DE PRÁCTICA: Campo MATERIA: Ciencia Contemporánea COMPETENCIA DISCIPLINAR EXTENDIDA: Evalúa los beneficios y las consecuencias que el uso de la tecnología genera sobre la naturaleza para establecer acciones personales que contribuyan a preservarla. INTRODUCCION: El ser humano ha intentado siempre aprovechar la energía disponible en la naturaleza, sin embargo se ha utilizado en gran escala los recursos no renovables como el carbón, petróleo y uranio. En la actualidad estos recursos se siguen utilizando para generar una gran parte de la electricidad que recibimos en nuestros hogares, escuelas y centros de trabajo, pero la quema de los también conocidos combustibles fósiles, daña el ambiente, y de continuar su uso inevitablemente se agotarán. Al igual que los alimentos, la electricidad podría ser insuficiente en el futuro debido a que la población mundial crece más rápido que los medios productivos. Se calcula que para el año 2040 el planeta albergará a 9 mil millones de personas, lo que implicaría una demanda de corriente eléctrica 80% mayor respecto a los últimos tres años. Ante esta preocupación se ha impulsado el desarrollo de nuevas formas de energía renovable, pues su fuente de obtención es inagotable, son las únicas fuerzas que podrán solventar a la humanidad en el largo plazo, no humea y es amigable con el ambiente. Las energías renovables poseen el potencial para satisfacer las necesidades de energía presentes y futuras. Una de estas energías es la solar, el sol es fuente de vida y de energía; si el ser humano aprovechara la luz que continuamente derrama sobre el planeta, podría satisfacer todas sus necesidades energéticas. Beneficiarse por todos los medios posibles de esta fuente de energía gratuita, limpia y renovable liberaría al planeta de energías poco seguras, contaminantes y no renovables.

387

EQUIPO, MATERIAL Y REACTIVOS 20.

Pliego de papel América o base de papel para periódico mural

21. Revistas, propagandas, libros, periódicos para reciclaje 22. Tijeras 23. Pegamento de barra 24.

Cuaderno

25. Lápiz 26.Laptop CUESTIONARIO PREVIO 65.

¿Qué tipos de energía solar hay?

66.

¿Qué aplicación tecnológica se emplea para cada tipo de energía

solar? 67.¿Qué es una celda solar y cómo funciona? 68.

Elaborar un esquema de una celda solar y explicar cómo funciona.

METODOLOGÍA EXPERIMENTAL 1.

equipos,

realizar

recorrido

por

escuela

cada

aula,

aproximadamente a las 11:00 a.m. ó 15:00 p.m., en un día soleado y registrar en una tabla qué aulas aún tienen las lámparas encendidas. 2. Realizar el recorrido durante 3 días. 3. Con la información recopilada, realizar una tabulación y graficar la información en excel. 4. Realizar un collage, con ayuda de los periódicos, revistas, propagandas para reciclar, las tijeras y el pegamento, en donde ejemplifiques los daños ambientales que causa el uso de energía eléctrica. 5. Anexar el estadístico, representado en el grafico, del uso de energía eléctrica en horas no requeridas en términos generales, concientizando a la comunidad

estudiantil

invitarlo

que

contribuya

utilizar

innecesariamente la energía eléctrica.

388

RESULTADOS Y OBSERVACION Publicar el collage para concientizar a la comunidad estudiantil. CONCLUSIONES El estudiante realiza un resumen de lo comprendido en la práctica, teniendo que entregar a la siguiente sesión de clases. REFERENCIAS VILLASEÑOR, F. (2012). Muy interesante (No. 7). México: Ed. GyJ Televisa S.A. de C.V. ALMEIDA, L. et al., (2011). Ciencia Contemporánea, ¿Para qué? (1ª ed.). México: Ed. Esfinge.

389

Energía Eólica TIPO DE PRÁCTICA: Aula MATERIA: Ciencia Contemporánea COMPETENCIA

DISCIPLINAR

EXTENDIDA:

Evalúa

los

beneficios

consecuencias de las diferentes alternativas de energía. INTRODUCCIÓN Las energías renovables son aquellas que se renuevan de forma continua. El hombre tiene a su disposición éstas energías, y a él le corresponde aprovecharla y transformarla en útil. Constituyen una alternativa para reducir las emisiones de gases de efecto invernadero, y una de las vías para cumplir con el protocolo de Kioto y enfrentarnos al cambio climático. La energía eólica es una de ellas. Ésta es producida por el viento. El viento es energía en movimiento, y este movimiento es posible trasladarlo a otros elementos que interesen al hombre para sus utilizaciones. Tiene un gran potencial muchas aplicaciones. Es considerada una energía limpia con respecto al medio ambiente, ya que no requiere de una combustión que produzca residuos contaminantes ni destrucción de los recursos naturales. Su utilización ofrece una serie de ventajas: No produce ningún tipo de alteración en los acuíferos ni por consumo, ni por contaminación por residuos o vertidos. No origina emisiones a la atmosfera. Requiere de un tiempo de construcción inferior al medio año. Las instalaciones son móviles, lo que permite recuperar totalmente la zona. EQUIPO, MATERIAL Y REACTIVOS Para esta práctica el alumno deberá contar con: 1. Un paquete de palillos de madera para manualidades 390

2. Pegamento para madera. 3. Un rollo de toallas de papel. 4. 1 clavo de 8 cm de largo o más. 5. 1 círculo de madera. 6. Una pistola para pegamento. 7. Un ventilador pequeño para crear el viento. 8. 4 bloques imantados de cerámica pequeños. 9. Alambre magnético. 10. Cinta adhesiva. 11. Tijeras. 12. Una bombilla en miniatura. CUESTIONARIO PREVIO 1. ¿Cuál es la importancia de la energía eólica? 2. ¿Cuáles son los beneficios de utilizar la energía eólica? 3. ¿En qué partes del país existen zonas que hacen uso de esta energía? 4. ¿Cuáles son los principales innovadores de esta energía? 5. ¿Qué países son los que hacen mayor uso de este recurso? METODOLOGÍA EXPERIMENTAL 1. Construye la base del molino pegando 10 palillos de madera, uno al lado del otro, con pegamento para madera. Repite con otros 10 palillos, pegándolos de la misma forma. Pega las dos bases una encima de la otra, de forma que los palitos queden en direcciones opuestas, para hacer el pie en dos capas. 2. Crea la torre del molino pegando la parte inferior del tubo de cartón de las toallas de papel al centro de la base usando pegamento para madera. Asegúrate de que esté bien pegado agregando varias capas de pegamento alrededor de los bordes del tubo. 3. Empuja el clavo a través de la parte superior del tubo dejando una pulgada por debajo del borde. Gira el clavo varias veces para hacer un agujero amplio para que el molino pueda girar con facilidad. 4. Pega un círculo grande en la cabeza del clavo usando la pistola de pegamento. 391

5. Pega

seis

palitos

parte

posterior

del

círculo

repartidos

uniformemente para crear las aspas. 6. Prueba la capacidad de giro del molino colocando el ventilador frente al molino y encendiéndolo.

Para generar energía: 1. Pega dos imanes a cada lado del clavo dentro del tubo de cartón. Enrolla todo el alambre magnético alrededor de la parte de arriba del mismo, rodeando el agujero del clavo sin cubrirlo. Pega con cinta adhesiva el alambre dejando 3 pulgadas libres en cada extremo. 2. Corta el plástico que cubre los extremos del alambre al menos 1 pulgada. Asegúrate de retirar toda la cubierta, dejando expuesto el alambre color cobre. 3. Enrolla fuertemente cada punta del alambre alrededor de los extremos de la bombilla. 4. Prueba el molino de viento encendiendo el ventilador, el cual debería hacer girar las aspas y encender la bombilla. RESULTADOS Y OBSERVACIÓN El poder generar un molino de viento crea en los alumnos el interés de buscar de manera más profunda la importancia y la necesidad de invertir en proyectos de esta naturaleza. CONCLUSIONES Definitivamente este trabajo resulta de gran importancia para los estudiantes ya que por ellos mismos, pueden ver las grandiosas ventajas que presentan las energías renovables. Principalmente la energía eólica que se obtiene de una manera muy sencilla, solo aprovechando el aire como recurso natural. El que no presente daños al medio ambiente es una de las principales ventajas que tiene este valioso recursos. REFERENCIAS

392

Galeazzi

Alvarado,

(1ÂŞ.

Ed).

(2010).

Ciencia

ContemporĂĄnea

Por

Competencias. Sierna Editores. pp. 104.

393

Cambio climático TIPO DE PRÁCTICA: Aula MATERIA: Ciencia Contemporánea COMPETENCIA DISCIPLINAR BÁSICA: Valora el papel fundamental del ser humano como agente modificador de su medio natural proponiendo alternativas que respondan a las necesidades del hombre y la sociedad, cuidando del entorno. INTRODUCCIÓN La actividad humana está generando año a año un incremento de las emisiones de gases de efecto invernadero, que provocan el progresivo e imparable aumento de las temperaturas del planeta. Intentar mitigar sus efectos está en nuestra mano, pero aún queda mucho por hacer, y los efectos del calentamiento global son ya inequívocos e imparables. Pero si la situación es mala ahora, el futuro no se nos depara agradable. Los informes científicos son incuestionables: la Tierra se ha calentado durante los últimos 100 años 0,74 grados centígrados, y lo seguirá haciendo a un ritmo de 0,2 grados por década. Y aunque en la atmósfera la concentración de dióxido de carbono ha disminuido a causa de la crisis económica —en España, en el primer semestre de 2009, se registró un descenso del 17% respecto al mismo periodo de 2008— las perspectivas de futuro no son buenas. El cambio climático ya está provocando la muerte de unas 315.000 personas cada año como consecuencia del hambre, las enfermedades y los desastres naturales vinculados a su impacto en la Tierra. Según un informe presentado por el Foro Humanitario Global en Ginebra en junio de 2009, afecta de forma grave al bienestar de aproximadamente 325 millones de personas, y se espera que este número se duplique en 20 años, hasta alcanzar a un 10% de la población mundial (aproximadamente 6.700 millones). De acuerdo con este informe, las pérdidas económicas vinculadas al cambio climático superan los 125.000 millones de dólares cada año (unos 90.000 394

millones de euros), y es probable que esta cifre aumente hasta 300.000 millones para el año 2030 (unos 215.000 millones de euros). Los países en vías de desarrollo soportan este impacto en un 90%, aunque contribuyen menos del 1% de las emisiones contaminantes que están calentando el planeta. Desastres como estos está en manos de la comunidad internacional que, poco a poco, va tomando conciencia del problema. En octubre de 2009 los ministros europeos de Medio Ambiente acordaron que la Unión Europea reduzca sus emisiones de dióxido de carbono (CO2) en 2050 entre el 80 y el 95% respecto a los niveles de 1990, siempre que otros países hagan el mismo esfuerzo. Pero para que el esfuerzo comience a ser fructífero, es necesario que las promesas se concreten y, sobre todo, la implicación de un gigante, EEUU, que emite él solo el 25% de los gases contaminantes del mundo. Con la llegada de Obama a la Presidencia del país parecen haberse escalado puestos respecto a la intransigencia de su antecesor, George W. Bush, pero están por verse las iniciativas concretas.

EQUIPO, MATERIAL Y REACTIVOS 1.- Laptop con internet 2.- Cañón o grabadora 3.- Colores CUESTIONARIO PREVIO 1. ¿Qué es cambio climático? 2. ¿Qué es el calentamiento global? 3. ¿Qué es el efecto invernadero? 4. ¿Cuáles son los gases de efecto invernadero? ¿Quiénes o qué son los generadores principales de estos? ¿Qué daños y efectos causan? 5. ¿Cuáles son los antecedentes del protocolo de Kioto? 6. ¿Qué estrategias ambientales se intentan realizar para concientizar en esta problemática? ¿Qué acciones se están realizando actualmente en México? 395

METODOLOGÍA EXPERIMENTAL 1.- Buscar en la web el video http://www.argentinawarez.com/peliculas-gratis/1492684inconvenient-truth-2006-dvdrip-subtitulada.html

(La

verdad

Incómoda

Inconvenient Truth) 2.- Observar y oír con atención.

RESULTADOS Y OBSERVACIÓN Realiza un listado de 15 ideas centrales desarrolladas en el video. Por ejemplo: los efectos de los gases de efecto invernadero, la importancia que tiene el monitoreo ambiental de la acumulación de CO2 los efectos ambientales, etc. CONCLUSIONES El estudiante realiza un mapa mental de lo comprendido en el video, enlazando las ideas centrales tratadas en el video teniendo que entregarlo a la siguiente sesión de clases. REFERENCIAS Gor, Al. (julio de 2011). Arnentinawares. Recuperado el 20 de marzo de 2013, de

http://www.argentinawarez.com/peliculas-gratis/1492684-inconvenient-

truth-2006-dvdrip-subtitulada.html

396

Inversión térmica. TIPO DE LA PRÁCTICA: Laboratorio o aula MATERIA: Ciencia Contemporánea INTRODUCCIÓN La atmósfera de la Tierra está compuesta de muchos gases. Los más abundantes son el nitrógeno y el oxígeno (este último es el que necesitamos para respirar). El resto, menos de una centésima parte, son gases llamados "de invernadero". No los podemos ver ni oler, pero están allí. Algunos de ellos son el dióxido de carbono, el metano y el dióxido de nitrógeno. En pequeñas concentraciones,

los

gases

invernadero

son

vitales

para

nuestra

supervivencia. Cuando la luz solar llega a la Tierra, un poco de esta energía se refleja en las nubes; el resto atraviesa la atmósfera y llega al suelo. Gracias a esta energía, por ejemplo, las plantas pueden crecer y desarrollarse. Los gases de invernadero tienen gran capacidad calorífica, calentando así la superficie de la Tierra y el aire que la rodea. Si no existieran los gases de invernadero, el planeta sería ¡cerca de 30 grados centígrados más frío de lo que es ahora! Esto es lo que sucede en Marte. En la inversión térmica, el aire frío queda atrapado por el aire caliente cerca de la superficie del suelo, junto con los contaminantes que permanecen en la atmósfera, lo que genera mayor concentración de éstos, impidiendo su dispersión. EQUIPO, MATERIAL Y REACTIVOS  Dos frascos de vidrio  Hielo  Mechero  Agua  Recipiente para calentar agua  Cartón  Platos 397

 Cerillos CUESTIONARIO PREVIO 1. ¿Cómo crees que sería la temperatura de la Tierra durante el día si no existieran la atmósfera y los gases de invernadero? 2. ¿Cómo crees que sería la temperatura de la Tierra durante la noche si no existieran la atmósfera y los gases de invernadero? 3. ¿Hay alguna relación entre las temperaturas frías y el aumento en la contaminación? METODOLOGÍA EXPERIMENTAL -Vas a sumergir por unos 30 segundos uno de los frascos en agua muy fría, si es

posible

agua

con

hielos.

Inmediatamente,

sacarlo,

sécalo

perfectamente lo más rápido posible. Enciende algunos cerillos y colócalos en el plato. Con el frasco boca abajo captura el humo que se desprende hasta llenarlo como se muestra en la figura.

Tápalo con el cartoncillo y voltéalo boca arriba. -Sumerge en agua bien caliente el segundo frasco y sécalo -Coloca el frasco caliente encima del cartoncillo que tapa al frasco frío como se muestra a continuación:

398

-Retira el cartoncillo y toca los frascos para verificar que el de arriba está más caliente que el de abajo, y observa con atención cómo se mezclan. Describe lo que observaste. Es muy importante que te fijes en los tiempos en los que el humo se mezcla CASO 1.El humo en el frasco frío: Ahora el frasco caliente con humo va abajo. Sumerge el primer vaso en agua caliente, captura el humo, tápalo, y coloca el segundo frasco (después de sumergirlo en agua fría) arriba. Retira el cartoncillo. Describe lo que observaste. Es muy importante que te fijes en los tiempos en los que el humo se mezcla. CASO 2.El humo en el frasco caliente: RESULTADO Y OBSERVACIÓN El experimento que hiciste es un ejemplo de inversión térmica. Trata de explicar con tus palabras lo que ocurrió, y que en tu explicación, se respondan las siguientes preguntas. Las ideas de calor, temperatura y equilibrio térmico te ayudarán a explicar más claramente. ¿En cuál de los dos casos el humo está más frío? ¿Por qué?, ¿Qué le pasa al humo al estar en contacto con el frasco frío?, ¿En cuál de los dos casos se mezcla más fácilmente el humo? Imagínate que el frasco con humo es el aire de la Ciudad de México. En la inversión térmica, el aire frío queda atrapado por el aire caliente cerca de la superficie del suelo, junto con los contaminantes que permanecen en la atmósfera, lo que genera mayor concentración de estos, impidiendo su dispersión. ¿A cuál de los dos casos que observaste experimentalmente se parece esta situación? ¿Por qué? CONCLUSIONES En la Ciudad de México, las inversiones térmicas son comunes debido a las condiciones geográficas. Está amurallada por montañas, lo que impide las rachas de viento. La inversión térmica es un fenómeno peligroso para la vida cuando hay contaminación, porque cuando la capa de aire frío comprime los contaminantes contra el suelo la concentración de los gases tóxicos puede llegar a equivaler hasta 14 veces más.

399

REFERENCIAS STERLING, P. Bessy Elvia. (2011) Geografía y medioambiente (ciencias geoambientales, desarrollo sustentable). México: Editorial Esfinge

400

Contaminación del agua TIPO DE PRÁCTICA: Laboratorio MATERIA: Ciencia Contemporánea

COMPETENCIA

DISCIPLINAR

EXTENDIDA:

Analizar

problemática

contaminación del agua y aplicar una técnica sencilla para obtener agua potable

INTRODUCCION La contaminación del agua es uno de los problemas más graves que existen en nuestro país. Los desechos del hombre, desde hace mucho tiempo han sido arrojados a las corrientes de agua de las cuales proviene gran parte del agua potable, con que se cuenta. Los ríos tienen condiciones naturales de auto limpieza pero cuando la acción del hombre es excesiva este mecanismo de purificación se satura y el rio se convierte paulatinamente en un cuerpo de aguas negras. Existe una gran diversidad de desechos industriales (termoeléctricas, químicas, de papel, petroleras, nucleares, etc.) de comunidades habitacionales, etc. Uno de los problemas a resolver es la obtención de agua potable a partir de agua contaminada. ¿Te has preguntado que pasara si se consideran medidas preventivas rígidas para el control de la contaminación del agua en nuestros días? EQUIPO, MATERIAL Y REACTIVOS 1. 2. 3. 4. 5. 6. 7. 8.

Pinzas de sujeción Matraz Soporte Agua de charco Lámpara de alcohol Tubos de ensayo Papel PH Termómetro

CUESTIONARIO PREVIO 1. ¿Cuál es el tipo de norma que establece el reglamento de la SARH para el control de la contaminación del agua? _______________________________________________ 2. ¿Cuáles son los problemas de la contaminación del agua que existen en tu comunidad?__________________________________________________________ 3. ¿Cuáles son las posibles medidas de prevención que puedes sujerir?_______________________________________________________________

401

4. ¿Cuál es el grado de contaminación que observas en tu comunidad? _____________________________________________________________________

METODOLOGÍA EXPERIMENTAL 1. Recolecta una muestra de aproximadamente 500 ml de agua estancada. 2. Pon un poco en un tubo de ensaye y toma una pequeña muestra para analizarla a microscopio. 3. Dibuja los organismos que observas. 4. Mide el PH de la muestra 5. Observa su turbiedad, olor y anota si tiene grasas o aceites. 6. Toma un tubo y dóblalo en forma de zigzag 7. Insértalo en el tapón horadado y colócalo en el matraz en el que agregaras la muestra de agua de charco 8. Caliéntalo gradualmente hasta que hierva 9. Cada 10° C retira una pequeña muestra y mide el PH. Observa a microscopio los organismos presentes, también observa la turbidez del agua en el matraz, su olor ¿hay aun grasas o aceites pre4sentes? 10. Una vez que el agua haya, hervido déjala enfriar y se sedimenta RESULTADOS Y OBSERVACION Después de varios días analiza el agua del matraz y explica la razón por la cual continua siendo pura. CONCLUSIONES Las conclusiones se llevaran a cabo entre el alumno y el docente mediante una redacción breve de la práctica y así considerar si la competencia fue lograda

REFERENCIAS CLARK, J., (2010) Therrnal pollution and aquatic life, Scientific America, Ed 9ª, 185-199 Edt. W.H. Freeman and Co., USA. MORENO, E., MORENO, M., PARDO, F., (2009), Ciencias Naturales, Ed 7ª, Edt. Progreso, México.

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Catálogo de los principales materiales más comunes usados en nuestra comunidad TIPO DE PRÁCTICA: Aula MATERIA: Ciencia Contemporánea COMPETENCIA DISCIPLINAR EXTENDIDA: Analiza las diferentes problemáticas en el abuso de nuestros recursos que generan cambios climáticos INTRODUCCIÓN Todo lo que sucede en el planeta nos afecta a todos porque cada traslado en coche, cada envoltura que desechamos, la casa donde vivimos, las acciones y decisiones que tomamos tienen un impacto en el planeta. Al inicio de la vida se emplearon materiales naturales, pero después fueron sustituidos por sintéticos ya que éstos garantizan propiedades de dureza, durabilidad, resistencia térmica, aislamiento, maleabilidad, etc., pero hoy en día éstos materiales representan potenciales contaminantes al medio ambiente, por lo que en el último tercio de siglo pasado la preocupación por el deterioro ambiental y la necesidad de reconstrucción y re uso iniciando una nueva etapa, la de materiales alternativos que son de origen natural o de desechos industriales o domésticos. Por lo tanto sería bueno revisar los materiales que empleamos para nuestras actividades diarias y de los efectos ecológicos que los distintos materiales y tecnologías involucradas en estos procesos han provocado y las preocupaciones que han surgido y las medidas que se están llevando a cabo en las sociedades para encontrar una solución. EQUIPO, MATERIAL Y REACTIVOS 1. Recolectar muestras pequeñas de diferentes tipos de materiales más comunes (madera, fibras vegetales, metal, plástico, papel, cartón, piel, concreto, vidrio y cerámica) 2. Block de cartón de tamaño carta con hojas resistentes 3. Marcador y lápices de colores, pegamento y tijeras 4. Información de fuentes confiables con información de descripción, principales usos, costo por unidad, ventajas y desventajas de uso, durabilidad, tiempo de degradación y posible reciclaje. CUESTIONARIO PREVIO 1. ¿Qué es un material?

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2. ¿Cuáles son los componentes de cada uno de los principales materiales? 3. Menciona 5 ventajas que ofrecen los materiales 4. Menciona 5 desventajas o posibles daños a la ecología y al hombre que pueden generar el uso de los principales materiales 4. ¿Cuáles son las principales acciones que la humanidad está tomando en cuenta para disminuir los daños ecológicos? 5.¿Cuál es la legislación o normatividad mexicana para regular el uso de los principales materiales? METODOLOGÍA EXPERIMENTAL 1. Formar equipos de trabajo 2. Concentrar la información de cada uno de los materiales 3. Elaborar un catálogo, pegando de un lado del block la muestra de los materiales y del otro

un cuadro descriptivo brevemente de ese material:

principales usos, costo por unidad, ventajas y desventajas de uso, durabilidad, tiempo de degradación y posible reciclaje. RESULTADOS Y OBSERVACIÓN Entregar el catálogo de materiales con su respectiva información Realizar una tabla comparativa de los materiales trabajados CONCLUSIONES Exponer sus resultados obtenidos al grupo y explicar si los resultados son útiles en la vida cotidiana para decidir qué comprar en caso de necesitar utilizar materiales, tomando en cuenta las alternativas ecológicas en que podemos contribuir, reflexionando y valorando el futuro de la Tierra, a través de un resumen escrito de forma personal.

REFERENCIAS Almeida, L (2011).Ciencia Contemporánea. México. Ed. Esfinge. pp 84-93 http://www.ecofueguina.com.ar/contaminacion.htm http./www.semarnat.gob.mx/.../materialesactividades/Paginas/ResPel.aspx 404

Materiales de reciclaje TIPO DE PRÁCTICA: Diferentes áreas de la institución. MATERIA: Ciencia Contemporánea COMPETENCIA DISCIPLINAR EXTENDIDA: Identifica las características de los diferentes materiales desarrollados con tecnología. INTRODUCCIÓN El embalaje trata de proteger el producto o conjunto de productos que se exporten, durante todas las operaciones de traslado, transporte y manejo; de manera que dichos productos lleguen a manos del consignatario sin que se haya deteriorado o haya sufrido merma desde que salieron de las instalaciones en que se realizó la producción o acondicionamiento. Materiales son los productos útiles para la actividad tecnológica que se obtienen de la transformación de las materias primas. Los recursos de la tierra son ilimitados y, si no se usan correctamente, pueden agotarse sin encontrar otros que lo sustituyan. Las formas de prolongar la vida de estos recursos son dos: 1. Reciclar. Recuperar lo que se tira, para después de darle el tratamiento adecuado, poder volver a ser utilizado. 2. Reutilizar. No tirar lo que ya hemos usado y volverlo a utilizar. EQUIPO, MATERIAL Y REACTIVOS Para esta práctica el alumno deberá contar con: 1. Guantes de látex. 2. Cubre bocas. 3. Una bolsa tamaño jumbo. 4. De preferencia blusa y/o camiseta de manga larga. CUESTIONARIO PREVIO 1. ¿Qué importancia tiene el reciclar la basura en nuestros hogares y salones de clases? 2. ¿Qué medidas podrías implementar para llevar a cabo la acción de reciclar en tu comunidad? 405

3. ¿Cuáles son algunos daños ambientales que provoca la falta de reciclado de basura? 4. ¿En qué consiste la recuperación de materiales? 5. No tirar lo que ya hemos usado y volverlo a usar se llama: 6. Realiza una lista de los materiales que comúnmente utilizas una sola vez y que se pueden volver a utilizar. METODOLOGÍA EXPERIMENTAL 1. Salir por toda la institución, incluyendo los salones de clases y áreas directivas, y recolectar todo aquel material que pueda ser utilizado nuevamente. Es importante que utilicen los guantes y cubre bocas para no sufrir algún daño o problema de intoxicación. 2. De igual forma seleccionar y clasificar los productos orgánicos e inorgánicos para iniciar el reciclaje. Estos productos deberán ir en una bolsa diferente a la anterior. 3. Una vez recolectados los materiales juntarlos de manera que podemos observar las características que presentan para determinar ¿dónde? Y ¿Cómo? Pueden ser nuevamente utilizados4. Finalmente comentar y hacer conciencia de la necesidad que presenta nuestra institución de llevar a cabo las dos acciones mencionadas en la introducción, así como la implementación en nuestros hogares. RESULTADOS Y OBSERVACIÓN Llegar a la ejecución de este tipo de actividades genera en los estudiantes la concientización y la importancia que tiene el realizar acciones de reciclaje y de reutilización de materiales. CONCLUSIONES Las dos estrategias de aprovechamiento al máximo de los recursos materiales, son un ejemplo muy claro de la necesidad que presenta nuestra comunidad de tomar medidas lo más pronto posible para evitar la contaminación ambiental. Es importante reconocer que estos factores deben tratarse con urgencia. El que los estudiantes lo emprendan en nuestra responsabilidad. REFERENCIAS Galeazzi

Alvarado,

(1ª.

Ed.).

(2010).

Ciencia

Contemporánea

Por

Competencias. Sierna Editores. pp. 93 y 125.

406

Reciclado de Materiales de Embalaje

TIPO DE PRÁCTICA: Laboratorio MATERIA: Ciencia Contemporánea

COMPETENCIA DISCIPLINAR EXTENDIDA: Identifica las características de los diferentes materiales desarrollados con tecnología.

INTRODUCCION El embalaje es un recipiente o envoltura que contiene productos de manera temporal y sirve principalmente para agrupar unidades de éstos para su manipulación transporte y almacenamiento. Entre las diferentes formas de embalaje se encuentra cualquier recipiente donde el producto pueda colocarse para quedar contenido. Los más comunes son: Cajas plegables o rígidas de cartón o plástico; Latas metálicas; Botellas y frascos de vidrio o plástico; Barriles de metal o madera; Sacos de yute; Bolsas de papel o pastico Los embalajes se pueden clasificar en primarios, secundarios y terciarios o de transporte.

EQUIPO, MATERIAL Y REACTIVOS 1. Unicel (4Kg) 2. Gasolina (2 Litro) 3. Acetona industrial (1 Litro) 4. Cubeta 5. Brocha 6. Probeta de 1 litro 7. Embase de plástico de 1 litro (2) 8. Embudo de plastico

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CUESTIONARIO PREVIO 1. Investigue cuales son las funciones del embalaje, cuales son las principales materias primas de las que están constituidos los materiales de embalaje y cuales son los daños al ambiente que se ocasionan por la producción y desecho de embalajes principalmente el unicel METODOLOGÍA EXPERIMENTAL 1. Vierte en la cubeta 900 ml de gasolina y 100 ml de acetona, posteriormente agrega dos kilos de unicel en pedazos pequeños, con ayuda del embudo vacía el contenido de la cubeta en una botella y etiquétela con la leyenda ―Pegamento‖. Vierte en la cubeta 400 ml de gasolina y 600 ml de acetona, posteriormente agrega dos kilos de unicel en pedazos pequeños, con ayuda del embudo vacía el contenido de la cubeta en una botella y etiquétela con la leyenda ―Impermeabilizante‖. Aplique cada uno de los polímeros obtenidos sobre diversas superficies y deje secar durante 24 horas. Registre sus observaciones. RESULTADOS Y OBSERVACION Incluya en su reporte de práctica la explicación sobre las reacciones químicas que experimento el unicel. Analice las ventajas y desventajas ambientales al reciclar este material de embalase por medio de esta técnica. CONCLUSIONES El estudiante realiza un reporte de

práctica, teniendo que entregar a la

siguiente sesión de clases. REFERENCIAS Semarnat, ¿y el medio ambiente?, SEP, México, 2008

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Síntesis de Biodiesel y determinación de la densidad del producto TIPO DE PRÁCTICA: Laboratorio MATERIA: Ciencia Contemporánea COMPETENCIA DISCIPLINAR EXTENDIDA: Aplica los avances científicos y tecnológicos en el mejoramiento de su entorno social. INTRODUCCION El biodiesel produce una cantidad de energía similar al diesel de petróleo pero es un combustible más limpio que el diesel regular y puede ser utilizado por cualquier tipo de vehículo diesel (vehículos de transporte, embarcaciones, naves turísticas y lanchas), solo o en solución con aditivos para mejorar la lubricidad del motor. Actualmente en varios países el biodiesel es utilizado en mezclas con porcentajes diversos. Existe interés en utilizar biodiesel donde los trabajadores son expuestos a gases de escape de diesel, en aeronaves, para controlar la polución en el área de los aeropuertos y en locomotoras que enfrentan restricciones en su uso debido a sus emisiones. El uso de biodiesel presenta ciertas ventajas: -

No contiene azufre y, por ende, no genera emanaciones de este elemento, las cuales son responsables de las lluvias ácidas.

Mejor combustión, que reduce el humo visible en el arranque en un 30%.

Reduce las emanaciones de CO2, CO, partículas e hidrocarburos aromáticos.

Los derrames de este combustible en las aguas de ríos y mares resultan menos contaminantes y letales para la flora y fauna marina que los combustibles fósiles.

Su combustión genera menos elementos nocivos que los combustibles tradicionales.

Es menos irritante para la piel humana.

Actúa como lubricante de los motores prolongando su vida útil.

Su transporte y almacenamiento resulta más seguro que el de los petroderivados ya que posee un punto de ignición más elevado. El

409

biodiesel puro posee un punto de ignición de 148°C contra los escasos 51°C del gasoil. EQUIPO, MATERIAL Y REACTIVOS 1. Diferentes alcoholes para la transesterificación 2. Aceite de girasol sin usar y usado en la cocina de la escuela 3. Dos catalizadores: NaOH y lipasas provenientes de jabón en polvo 4. Balón y tubo refrigerante 5. Agitador magnético 6. Ampolla de decantación 7. Probetas 8. Pipetas 9. Balanza analítica y granataria 10. Vasos de precipitados CUESTIONARIO PREVIO 1. Menciona algunos sustitutos del Petróleo. 2. ¿Qué es el biodiesel? 3. Menciona las características físicas, químicas y bilógicas del biodiesel. METODOLOGÍA EXPERIMENTAL 1. Colocar 130 ml de aceite de girasol en un balón de destilación de 250 cm3 2. Colocar 37,5 ml. de metanol y 1,3 ml. de hidróxido de sodio sólido en un vaso de precipitados, mezclar con un agitador magnético hasta obtener una solución. 3. Agregar la solución al aceite de girasol en el balón. 4. Calentar a reflujo en baño de agua a 65 °C y agitando continuamente durante 1 hora. 5. Luego de este intervalo de tiempo se retira el glicerol formado utilizando una pipeta y se calienta durante una hora más. 6. Transferir la mezcla de reacción a una ampolla de decantación donde se deja por un día. 7. Separar la capa de glicerol de la de Biodiesel, midiendo el volumen de ambas con una probeta. 410

8. Colocar la capa de Biodiesel en la ampolla de decantación y lavar con agua destilada hasta que el agua de lavado esté neutra (se controla esta etapa utilizando papel pH universal). 9. Romper la emulsión formada agregando a la ampolla de decantación 75 cm3 de solución saturada de cloruro de sodio y dejando la mezcla por 5 días. 10. Separar ambas capas y lavar la capa de Biodiesel con pequeñas porciones de agua (se puede utilizar nitrato de plata para comprobar que no quedó nada de cloruro de sodio). 11. Guardar la muestra de Biodiesel en una botella oscura tapada. 12. Determinar la densidad de las muestras, midiendo 5 cm3 de Biodiesel en una probeta del mismo volumen previamente pesada. Pesar nuevamente la probeta con Biodiesel y calcular la densidad. 13. Medir la densidad de todos los reactivos utilizados. 14. Repetir el experimento en iguales condiciones pero utilizando aceite de girasol usado. RESULTADOS Y OBSERVACION Completa la siguiente tabla de acuerdo al experimento realizado con aceite de girasol sin usar y usado con metanol e hidróxido de sodio como catalizador Compuesto

Masa (g) Balanza +/-

Volumen (cm3, 3

+/- 0,1 cm )

Densidad (g/ cm3)

0,01g Glicerina pura Glicerina con

obtenida aceite

sin

usar Glicerina

obtenida

con el aceite usado Metanol puro Aceite de girasol sin usar Aceite

girasol

usado

411

Biodiesel 1 (aceite sin usar) Biodiesel 2 (aceite usado) Biodiesel 2 (aceite usado) Biodiesel (bibliografía) Diesel (bibliografía) Diesel de la escuela CONCLUSIONES El alumno determinará si es conveniente la utilización del biodiesel en la vida cotidiana para su beneficio. REFERENCIAS El hombre y la energía los biocombustibleshttp://www.biodieseluruguay.com/noticias_de_biodiesel/el-hombre-y-la-energia--los-biocombustibles792.php

SCRAGG, Alan.

Environmental Biotechnology, 2ndEdition,Oxford University

Press, New York, USA, 2005.

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LECTURAS DE APOYO Estas lecturas tienen como propósito desarrollar las competencias como lectores de textos científicos, prioritariamente: Fundamenta opiniones sobre los impactos de la ciencia y la tecnología en su vida cotidiana, asumiendo consideraciones éticas, y Obtiene, registra y sistematiza la información para responder a preguntas de carácter científico, consultando fuentes relevantes y realizando experimentos pertinentes. Para desarrollar dichas competencias, se proponen lecturas de textos de ciencia, que mediante la aplicación de estrategias de lectura les permitan adquirir de forma significativa el efecto de conocimiento e formación que sobre el campo científico comunica el texto; desarrollando en el alumno un espíritu crítico y reflexivo sobre su entorno, para así formar alumnos reflexivos y proactivos. Entre las muchas acciones que los docentes pueden organizar se sugiere: 1. Realizar la lectura por parte de los alumnos 2. Formar equipos de 4 a 6 integrantes. 3. Elaboración de un mapa conceptual por parte del equipo. 4. Realizar una mesa redonda por parte de los equipos en la que se discutan los puntos divergentes, fungiendo un alumno como moderador y otro como relator, realizando este último una relatoría. Cada uno de los textos se acompaña de actividades de comprensión.

413

¿CÓMO PROMOVER EL INTERÉS POR LA CULTURA CIENTÍFICA? La falta de interés e incluso el rechazo al estudio de las ciencias, asociados al fracaso escolar de un elevado porcentaje de estudiantes en estas materias constituye un problema que reviste una especial gravedad, tanto en los países del tercer mundo como en los países desarrollados. Por ello, las Ciencias para el Mundo Contemporáneo tratan de revertir el escaso interés que las materias científicas generan en los adolescentes durante su educación secundaria y la consecuente falta de candidatos para estudios científicos superiores. Todo esto se desarrolla desde la perspectiva de la Década de la Educación para el Desarrollo Sostenible (2005- 2014), promovida por Naciones Unidas. Por todo ello, se propone utilizar un enfoque que contribuya a potenciar una ciencia: Cultural y humanística para todos. Que ayude a superar el rechazo que ciertos estudiantes sienten hacia la ciencia. Que muestre la utilidad que para ellos y sus vidas futuras puede tener el conocimiento científico. Que proporcione un nivel de acercamiento a las cuestiones científicas asequible para los no especialistas. En la actualidad es notoria la presencia de la tecno-ciencia en los medios de comunicación que, además de difundir información, contribuyen de manera notable a la formación de opinión pública y a la transmisión ideológica de actitudes, ideas, creencias y valores, cuya influencia educativa no conviene desestimar. La cultura científica ¡No puede haber cultura sin conocimiento científico! El filósofo de la ciencia Mario Bunge, Premio Príncipe de Asturias en 1982, explica que la cultura es un sistema complejo formado por personas y objetos culturales (libros, pinturas, discos, teorías científicas, partituras musicales, Internet, etc.) que se mantienen unidos gracias a la información. Así, un piano es un objeto cultural, como también lo es una partitura musical o la teoría de la gravitación universal, pero todas ellas no tendrían valor ni significado alguno si las personas no tuviéramos la información que relacionalos trazos de tinta de la partitura (las notas musicales) con los sonidos que pueden extraerse del piano, o el contenido de la teoría con los interrogantes o problemas que pretende explicar. Una actividad culturalpuede ser la creación de un poema o de una teoría científica. Las actividades culturales generan objetos culturales que influyen en el modo en que las personas piensan, sienten o actúan. La ciencia es también un objeto cultural creado por la humanidad. La ciencia moderna surge en las sociedades europeas hacia el siglo XVI y se ha convertido en el modo de pensamiento más generalizado de la sociedad actual más avanzada. Cuando la ciencia, el conocimiento científico, avanza, la superstición retrocede y obtenemos un conocimiento más racional de las cosas A partir de la segunda mitad del siglo XIX y a lo largo del siglo XX, la humanidad ha adquirido más conocimientos científicos y tecnológicos que en toda su historia anterior. La mayor parte de estos conocimientos han dado lugar a numerosas aplicaciones que se han integrado en la vida de los ciudadanos, quienes las utilizan sin cuestionar, en muchos casos, su base científica, la incidencia en su vida personal o los cambios sociales o medioambientales que se derivan de ellas. La ciencia es una actividad humana, creativa, que busca la comprensión de la naturaleza de la que formamos parte, y cuyo producto es el conocimiento científico, obtenido 414

mediante la observación rigurosa, el razonamiento y la contrastación experimental. Su objetivo es el estudio del Universo, de la materia, esto es, de todo aquello que tiene propiedades y cambios. 1. Explica las diferencias entre las teorías científicas y las opiniones. 2. Indica algunas aplicaciones científicas cotidianas que se han integrado en nuestras vidas. 3. Indica algún descubrimiento, invento o teoría científica de gran influencia social.

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ALTERNATIVAS TECNOLOGICAS En la actualidad una gran parte de la humanidad depende para subsistir de servicios que requieren de alguna forma de energía. Así, poder vivir sin calor o frío en un espacio cerrado, moverse entre ciudades, tener actividades de noche en espacios iluminados o conservar y preparar alimentos, son actividades sólo posibles si se dispone de un dispositivo que transforma alguna forma de energía en luz, movimiento, calor o frío. Sin embargo, una de las principales fuentes de emisiones de gases de efecto invernadero es la que resulta de aprovechar los energéticos que hacen posibles esos servicios. El carbón, el petróleo y el gas natural, (energéticos primarios que terminan convirtiéndose en lo que mueve los autos, enfría los refrigeradores o calienta las estufas) son formas de energía que, para aprovecharse, tienen que quemarse y al hacerlo emiten inevitablemente gases de efecto invernadero, en particular bióxido de carbono. En la actualidad, a nivel mundial, los combustibles fósiles carbón, petróleo y gas- contribuyen con un 63 % de la producción eléctrica, la hidroeléctrica representa alrededor del 19 %, la nuclear 17 %, la geotérmica 0,3 % mientras que la solar, eólica y biomasa contribuyen en conjunto con menos del 1 %. En nuestro país las proporciones fueron aproximadamente, para el año 1996/97, 52 % de origen térmico, 36 % hidráulica, 12 % nuclear y 1,4% de otras fuentes dentro de las cuales el 0,01% es de origen eólico. Los combustibles fósiles tienen muchas ventajas, la principal su bajo costo y facilidad de transporte, pero también grandes desventajas en términos de contaminación y efectos ambientales. El Dióxido de Carbono (CO2), que inevitablemente se genera al quemar combustibles fósiles, es actualmente considerado como una de las fuentes que contribuyen mayoritariamente al calentamiento global del planeta (efecto invernadero), el cual puede tener consecuencias desastrosas para ciertas regiones produciendo sequías e inundaciones. Otro de los factores que contribuye ampliamente a la contaminación del aire que todos respiramos es el transporte de personas. Se habla mucho sobre la necesidad de reducir las emisiones de CO2, pero la Convención de Clima que fue adoptada en la Conferencia sobre Desarrollo y Medio Ambiente en 1992 en Río de Janeiro no pudo determinar cómo debían lograrse esas reducciones. En la Conferencia Internacional llevada a cabo en 1997 en Kyoto se avanzó fijando límites a la emisión por debajo de los valores de gases emitidos en 1990. Un informe reciente de la OECD predice que para el 2010 las emisiones de CO2 derivadas de la producción energética aumentarán casi un 50%. Una solución propuesta es optimizar el uso de la energía, disminuyendo el consumo de combustibles fósiles, utilizando fuentes de energía que no emitan Dióxido de Carbono como pueden ser la nuclear, hidroeléctrica o las llamadas " fuentes de energía renovables " (eólica, solar, geotérmica, biomasa) para generar electricidad y motores eléctricos o a hidrogeno como propelente para el transporte. ACTIVIDADES a) Elabora un mapa mental acerca de la lectura b) Extrae las palabras que no conozcas, investiga y redacta su significado. c) ¿Cuál es la consecuencia de aprovechar las fuentes de energía que hacen posible la actual forma de vida en el mundo? d) ¿Qué energéticos se mencionan en el texto y forman parte de los llamados combustibles fósiles? e) ¿Cuáles son las ventajas y desventajas del uso de combustibles fósiles? Explica ampliamente mediante un ejemplo. f) Representa en un esquema la producción energética a nivel mundial y en nuestro país (Gráficas, tablas, etc.) 416

g) ¿Para qué se efectúo la conferencia internacional de Kyoto? h) ¿Se está cumpliendo con los puntos del mencionado pacto? Sí, no y ¿por qué? i) ¿Cuál es el tema central del texto? Referencia: www.cnea.gov.ar/xxi/temas-nucleares/alternativas-energeticas/alternativasenergeticas.asp

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Biotecnología La palabra biotecnología se deriva de la unión de las palabras Biología (latín bios) y Tecnología, lo cual quiere decir la obtención de tecnología con ayuda de sistemas biológicos, como bacterias, hongos, plantas etc. Cuando el hombre aplicaba prácticas empíricas de cruza de plantas y animales, así como en la fermentación para optimizar la producción de vinos, pan, quesos, cerveza y otros productos, estaba aplicando la biotecnología, estas técnicas comunes son la base de lo que hoy en día es llamada la biotecnología moderna. Con el avance en varios campos de la ciencia como la genética, y el creciente conocimiento científico, la biotecnología antigua evolucionó hasta llegar a la ―biotecnología moderna‖, y que ahora es aplicada en distintas áreas como la medicina, la agricultura o la industria de alimentos. Llevamos 15 años consumiendo alimentos que provienen de cultivos transgénicos o GM, algunos cálculos hablan de cerca de 350 millones de toneladas de alimentos transgénicos consumidas, sin que se haya reportado algún caso documentado de impacto negativo en la salud humana o animal, o efectos nocivos para el medio ambiente. Otro aspecto que debemos de tomar en cuenta es que los cultivos transgénicos son los más evaluados en la historia de la humanidad, tanto por organismos internacionales así como por la propia normatividad de cada país. Los cultivos transgénicos además de ser estudiados para probar su inocuidad o seguridad al consumidor, también han sido evaluados para garantizar que no se dañe el medio ambiente Algunas de las transgénicos son:

ventajas

medioambientales

que

brindan

los

cultivos

Los cultivos transgénicos que son resistentes a herbicidas facilitan la adopción de sistemas de producción con labranza mínima. Esto contribuye a la reducción tanto de la erosión como de la emisión de gases de efecto invernadero, mejora la humedad del suelo y aumenta el almacenamiento de carbono. Según datos del ISAAA (2008), gracias a la biotecnología agrícola se incrementó la producción en poco más de 141 millones de toneladas entre 1996 y 2007, cantidad que habría requerido 43 millones de hectáreas adicionales de tierra de labranza, si no se hubieran utilizado los cultivos biotecnológicos. 418

A partir de 1996, el área mundial dedicada a estos cultivos se ha multiplicado más de 80 veces, hasta llegar en 2010 a los 148 millones de hectáreas en 29 países. Los agricultores de escasos recursos en los países en desarrollo, (como Sudáfrica o Filipinas), representan el 90% de los 14 millones de agricultores que se benefician de la biotecnología a nivel mundial. Los productores han adoptado esta tecnología con mayor rapidez que ninguna otra: ellos saben medir su valor y las ganancias que reciben por su compra. El Banco Mundial y el Instituto Interamericano de Cooperación para la Agricultura (IICA) coinciden en que el acceso a nuevas tecnologías por parte de los agricultores, es una condición para aumentar la productividad y mejorar la calidad de vida rural. Ya se ha probado que los cultivos biotecnológicos extensivos como el maíz, el algodón, soya y la canola han incrementado la productividad agrícola y los ingresos de los agricultores. Según el reporte de ISAAA del año 2008, entre 1996 y 2007 el uso de la biotecnología representó 44 mil mdd de beneficio económico, el 44% de estas ganancias fueron generados por los incrementos de rendimiento y el 56% por reducción de costos de producción Los cultivos transgénicos en general han reducido la huella ecológica que produce la agricultura, por la disminución en la aplicación de plaguicidas, por una mayor eficiencia en el uso del agua y los mejores rendimientos de las cosechas. Los investigadores Mexicanos Beatriz Xoconostle Cázares, del Departamento de Biotecnología y Bioingeniería del CINVESTAV (Ciudad de México), y José Luis Cabrera Ponce, del CINVESTAV (Irapuato), entre otros investigadores, han desarrollado mediante modificación génica un maíz resistente a la sequía y capaz de soportar temperaturas superiores a 40 grados, su desarrollo biotecnológico se encuentra en la primera fase de experimentación, y esperan que durante 2011 puedan realizar los ensayos de liberación a cielo abierto, para que en un futuro los agricultores mexicanos se vean beneficiados con esta tecnología. Por esta razón la biotecnología no es exclusiva de las empresas transnacionales, como muchas personas lo creen, más bien “La biotecnología es fruto de la investigación científica”, y esta inversión a pesar de ser muy grande, puede ser hecha por instituciones públicas o bien privadas. La biotecnología agrícola es una herramienta que puede ser usada para contribuir a producir suficientes cantidades de alimentos, para una población en aumento, disminuir las tasas de desnutrición y permitir que los alimentos mantengan un precio bajo. Organizaciones como la FAO, 419

el IICA y el Banco Mundial resaltan la importancia agrobiotecnología para contribuir al desafío alimentario. a) ¿Cuál es el tema central del texto?

b) ¿Qué otra aplicaciones crees que se le puede dar a esta herramienta? Fuente: www.syngenta.com Un dispositivo permite a un robot leer órdenes mentales Carlos Martin Un robot que lee el pensamiento de los humanos sin necesidad de ningún implante cerebral, eso es lo que demuestra el último avance tecnológico presentado por las empresas japonesas Honda yShimadzu: el Interfaz Cerebro-Máquina (Brain-Machine Interface o BMI), con la que por primera vez el usuario puede dar órdenes a un robot sólo con el pensamiento… y un casco. De momento, el robot sólo es capaz de leer cuatro órdenes emitidas por la mente humana, relativas a cuatro movimientos diferentes: mover la mano izquierda, la derecha, los dos pies o la boca. Pero los promotores esperan que en el futuro puedan ampliarse las aplicaciones. Los ingenieros responsables de esta revolucionaria tecnología aseguraron que las órdenes cerebrales eran interpretadas en el 90.6% de los casos con precisión por Asimo, el robot humanoide más avanzado del mundo. La tecnología tiene dos puntos clave: un dispositivo de extracción de la información del cerebro y, lo que según los ingenieros es la parte más complicada, la identificación de las diferentes órdenes cerebrales, utilizando por primera vez una combinación de la tecnología del EEG (Electroencefalograma), que mide las variaciones de los impulsos eléctricos del cerebro, y la NIRS (Espectroscopia Cercana de Infrarrojo), con la que calibra los cambios en el flujo sanguíneo. ―Esto puede revolucionar el mundo de la neurociencia‖, dijo Yasuhisa Arai, director de Investigación y Desarrollo (I+D) de Honda. PREGUNTAS DE REFLEXIÓN:

420

¿Consideras que este avance tecnológico, puede perjudicar o beneficiar a la humanidad? ¿La similitud de este dispositivo y software iguala o rebasa el poder sobrenatural que tiene Dios? ¿De qué manera podría revolucionar el mundo? Si en tus manos estuviera el poder lograr el avance con mayor cantidad de funciones, ¿de qué manera usarías ese avance revolucionario? REFERENCIA ELECTRÓNICA:http://www.novaciencia.com/category/tecnologia/ Músculos artificiales que harán robots mejores que los humanos La creación de músculos artificiales está a un pasito más cerca, pero no hablamos sólo de músculos artificiales que imiten exactamente a los músculos humanos, si no que además los superaran con creces. El avance ha sido realizado por científicos de la Universidad de Texas, y serán capaces de expandirse y contraerse hasta en un 220% en cuestión de milisegundos con tan solo aplicarle un simple voltaje, son más fuertes que el acero y más duros que el diamante. Como no podía ser de otra forma, esto se logra gracias a la nanotecnología, concretamente millones de nano-fibras trenzadas unas con otras creando así un material flexible y a la vez extremadamente fuerte y resistente. También será ligero, con apenas 1.5 miligramos del material es suficiente para cubrir un área de 30 metros cuadrados. Dada su altísima resistencia a la temperatura (pueden operar desde los -196°C hasta los 1538°C), podrán ser utilizados en operaciones extremas terrestres pero también en futuras operaciones espaciales. PREGUNTAS DE REFLEXIÓN: ¿Estos adelantos científicos han desplazado para bien al ser humano? ¿Qué otra aplicaciones crees que se le puede dar a este invento? Comparado con la película del Capitán América, en donde científicamente se ayuda a un hombre a crecer la musculatura, para combatir el mal y elegido previamente por un científico por su nobleza de corazón ¿De qué manera crees que resultaría este avance para la sociedad actual? REFERENCIA ELECTRÓNICA: http://www.novaciencia.com/category/tecnologia/ 421

Determinan robots sustancias tóxicas con su olfato El robot móvil del IPN podrá inspeccionar dentro de las tuberías del drenaje para reconocer vapores tóxicos El robot cuenta con una red neuronal artificial que engloba las percepciones con una respuesta al estímulo del medio exterior Científicos mexicanos han logrado implementar en una máquina industrial cuatro de los cinco sentidos humanos Dicho proyecto se llevó a cabo de manera conjunta con la Universidad de Texas ―A la edad de 20 años, Susan Calvin presentó el primer robot móvil equipado con voz. Era un robot grande, basto, sin la menor belleza, que olía a aceite y destinado a las proyectadas minas de mercurio. Pero podía hablar y razonar‖. El fragmento es de Yo robot, de Issac Asimov, y aunque la historia es ciencia ficción, en la actualidad científicos mexicanos han logrado implementar en una máquina industrial cuatro de los cinco sentidos humanos. Visión, audición, tacto y olfato son los sentidos que de manera artificial especialistas en robótica del Centro de Investigación y de Estudios Avanzados (Cinvestav), Unidad Saltillo, del IPN, integraron a un robot industrial en el proyecto titulado Arquitectura cognitiva multimodal inspirada biológicamente para percepción sensorial. Este equipo de expertos logró que un robot industrial reconozca (vea) objetos tridimensionales, perciba aromas, identifique la voz, y lograron implementarle el sentido del tacto por medio de una mano artificial con un sensor colocado en la muñeca. Estas características las obtuvieron por medio de una red neuronal artificial que engloba las percepciones con una respuesta al estímulo del medio exterior, explicó el doctor Ismael López Juárez, líder de la investigación. En 2004 los investigadores del Cinvestav realizaron un trabajo para la iniciativa privada que requería un equipo con el sentido del olfato, debido a 422

que era necesario percibir e identificar la cantidad de hidrógeno disuelto contenido en una mezcla de aluminio de un proceso de solidificación. Dicho proyecto se llevó a cabo de manera conjunta con la Universidad de Texas. López Juárez indicó que de manera reciente trabajaron con una empresa que da mantenimiento a drenajes en el país, cuyo interés es contar con una herramienta que pueda reconocer los aromas que son dañinos en los desagües durante labores de mantenimiento. ―Estamos en el desarrollo de un robot móvil que haría la inspección dentro de las tuberías del drenaje. Hemos comenzado con aromas para reconocer vapores tóxicos, un área en la cual no se han hecho desarrollos en el país, pues podrían presentase casos, como el de una persona que baje al drenaje para hacer mediciones colapse por una alta concentración de metano u otros elementos en los ductos‖, expuso. Este robot será un carro con ruedas que se desplazará en el interior de los tubos de drenaje, contará con un sistema de visión y herramientas de corte, ya que a su paso puede encontrar raíces u obstrucciones y debe tener la capacidad de removerlas. El equipo de investigación del Cinvestav puede implementar diversas características en los robots industriales, incluso en términos de dimensiones y resistencia, pues los hay de uno hasta tres metros de longitud de alcance, y pueden soportar peso de entre 500 gramos hasta una tonelada, característica que va a depender de la necesidad de la empresa que lo solicite. Cabe señalar que los robots industriales no son diseñados por el Cinvestav, sino sólo generan valor agregado al implementarles habilidades, como en este caso cuatro de los cinco sentidos humanos. Hasta la fecha, con la Arquitectura cognitiva multimodal desarrollada por los investigadores mexicanos se ha logrado que el robot sea capaz de aprender de forma gradual. Por ejemplo, una vez que se le muestra un objeto o varios, obtiene las características principales, de manera posterior las puede reconocer y manipular (por ejemplo) en labores de ensamble o soldadura. Por el momento, la mayor capacidad para el desarrollo de robots industriales autoadaptables del Cinvestav, Unidad Saltillo se encuentra en la integración de capacidad de un sensor de fuerza y reconocimiento de objetos en múltiples labores de manufactura. En esta investigación participan los doctores Mario Peña, Reyes Ríos, Keny Ordaz, Ricardo Chaparro, Mario Castelán y alumnos de maestría de la Unidad Saltillo del Cinvestav, además de contar con el apoyo del Conacyt. Fuente: Con información de Agencia ID ACTIVIDADES a) Elabora una paráfrasis acerca del texto. b) Extrae las palabras que no entiendas, investiga y redacta su significado c) ¿Qué es un robot autoadaptable? 423

d) ¿Cuál es la importancia de los robots diseñados con inteligencia artificial? e) ¿Cuáles son las aplicaciones prácticas de robots con ―olfato‖? f) ¿Qué es la Arquitectura Cognitiva Multimodal? g) ¿Cuál es el tema central del texto? EL GENOMA HUMANO. El Genoma debe ser entendido como la totalidad de la información genética almacenada en el ADN de las células. Cada persona tiene su propio genoma, el cual guarda una gran similitud (99,8%) con todos los de su propia especie y tan solo se diferencia de la del chimpancé en algo más del 1%. Esa información, que se encuentra almacenada en todas y cada una de sus células y que le define e identifica como ser único e independiente, es lo que conocemos como su patrimonio genético o genoma. El genoma humano, ese gran libro de la vida que contiene las instrucciones que determinan las características físicas y en parte psicológicas e intelectuales del individuo, ha sido recientemente descifrado en más del 99% de su totalidad, gracias al esfuerzo de un consorcio público internacional (Proyecto Genoma Humano) y una empresa privada (Celera). Pero, habrá que esperar algunos años más, hasta disponer de la información completa del genoma. Una vez conocida la secuencia de letras contenidas en el ADN que simbólicamente podemos considerar que forman las palabras y frases de este gran libro de la vida, queda todavía un importante camino que recorrer, y es conseguir interpretar y comprender dicha información, saber la localización y relevancia de cada uno de los genes así como sus implicaciones en el diagnóstico de las enfermedades y en la terapéutica personalizada de cada individuo. En este sentido, la secuenciación del genoma abre una nueva avenida en el conocimiento y fundadas expectativas de interés en el área socio-sanitaria. Pero quedan todavía importantes cuestiones por resolver antes de que estas

424

expectativas sean una realidad.

ORGANIZACIÓN DEL GENOMA Las personas estamos formadas por un ingente número de células y, aunque las que constituyen la piel, el hígado, el músculo, la sangre, el sistema

nervioso,

etc.,

muestran

características

morfológicas

funcionales diferentes, todas ellas encierran, en compartimentos específicos, una información genética idéntica, la cual no se expresa de forma simultánea en una misma célula sino que a lo largo del desarrollo se seleccionan grupos de genes que determinan su futuro estructural y funcional. En este sentido, todas las células de nuestro organismo proceden, por divisiones sucesivas, de una célula precursora común que comparte una información materna y paterna para constituir su propio genoma, y las características morfo-funcionales propias de cada tipo celular dependen básicamente del particular grupo de genes que han sido seleccionados para manifestarse. El ADN es la molécula responsable del soporte de la información genética, la cual está basada en una secuencia específica de otras moléculas muchísimo menores denominadas nucleótidos. El orden de estos nucleótidos en el ADN es de cruciaI importancia porque define la secuencia específica de aminoácidos que tendrá la futura proteína. Sólo participan 4 nucleótidos diferentes que, combinados en grupos de tres, establecen un código específico que define el significado de esta información. Cada nucleótido dispone de tres elementos: una base nitrogenada, un azúcar (la desoxirribosa) y un grupo fosfato. La base es la verdaderamente responsable de la especificidad de la información y existen cuatro diferentes, que se identifican con las letras A (Adenina), G (Guanina), C (Citosina) y T (Timina) y representan las cuatro letras con las que se escribirá el libro de la vida; los otros componentes

del

nucleótido

(el

azúcar

grupo

fosfato)

425

desempeñan una función estructural y facilitadora de la polimerización mediante el engarce consecutivo de los diferentes nucleótidos. Estructuralmente, el ADN es una molécula de doble cadena, cada una de las cuales está dirigida en sentido antiparalelo (considerando la dirección de su polimerización o crecimiento) y ambas cadenas forman una estructura en espiral (a modo de escalera de caracol) en donde los grupos azúcar-fosfato constituyen el esqueleto o armazón que representan los laterales paralelos de la escalera de caracol, mientras que las bases nitrogenadas están orientadas hacia el eje central de la espiral y representan los peldaños de la escalera. El apareamiento de las bases entre ambas cadenas se realiza con una extraordinaria selectividad, de acuerdo con la siguiente regla: Adenina con Timina (AT) y Citosina con Guanina (C-G) y cada 10 pares de bases (peldaños) da lugar a una vuelta completa de la hélice. La información contenida en el ADN es decodificada en dos etapas consecutivas denominadas transcripción y traducción. La transcripción supone la síntesis de ARN (ácido ribonucleico) constituido por una secuencia de cuatro nucleótidos (ribo nucleótidos) conteniendo las mismas bases que los nucleótidos que forman parte del ADN (desoxirribonucleótidos) con la salvedad que la Timina es sustituida por Uracilo. El orden de los nucleótidos en el ARN viene definido por la secuencia de los mismos en una de las cadenas del ADN que sirve de molde. Por último, la traducción supone el cambio del código basado en una secuencia de nucleótidos en otro basado en una secuencia de aminoácidos (proteína), merced a unas moléculas de ARN especiales denominadas ARNt (ARN de transferencia). LOCALIZACIÓN DEL GENOMA El genoma humano está constituido por un genoma nuclear y otro mitocondrial. La parte más importante del genoma se localiza en el núcleo de la célula (genoma nuclear) el cual está separado del resto

426

por una envoltura nuclear que limita y regula el intercambio que se establece entre el interior del núcleo (en donde se encuentra el ADN) y el exterior del mismo (citoplasma celular) donde se encuentra la maquinaria relacionada con la decodificación de la información genética, responsable en última instancia de la síntesis de proteínas. El genoma nuclear, que está dispuesto en forma lineal y representa el genoma al que habitualmente nos referimos al hablar del genoma humano, está constituido por algo más de tres mil millones de pares de bases (o nucleótidos) conteniendo aproximadamente unos mil genes. Cada cromosoma nuclear está constituido por una sola hebra de doble cadena de ADN (lógicamente asociada a proteínas) con una longitud de 1,7 a 8,5 cm, conteniendo entre 50 y 250 millones de pares de bases de

nucleótidos.

Sin

embargo,

esta

molécula

habitualmente

encuentra en grados de mayor o menor empaquetamiento y esta especial forma de replegamiento de los cromosomas permite que todo el genoma pueda ser almacenado en el espacio nuclear de la célula, que viene a representar una esfera con un diámetro de unas cinco milésimas de milímetro, en donde se almacena una información equivalente al contenido de 800 Biblias. El otro genoma es el genoma mitocondrial,

ubicado

matriz

orgánulo

celular

(mitocondria). La organización del genoma mitocondrial humano es radicalmente diferente del genoma nuclear, pero tiene grandes similitudes con la mayoría de los genomas de las bacterias (células procariotas): es más simple, está constituido por unos dieciséis mil seiscientos pares de bases, conteniendo 37 genes y con una disposición

circular.

cree

que

célula

eucariótica

actual,

conteniendo ambos genomas nuclear y mitocondrial, procede de la simbiosis entre dos células diferentes, una nucleada (eucariota) y otra sin núcleo diferenciado (procariota). Esta simbiosis debe ser entendida en los orígenes de la vida. Ésta surgió en un ambiente con una atmósfera reductora y las células liberaban oxígeno al medio como residuo de su metabolismo. En esta época, el oxígeno resultaba ser altamente tóxico para la inmensa mayoría de células eucariotas,

427

aunque surgieron algunas células procariotas con capacidad para utilizar el oxígeno con fines metabólicos. La masiva liberación de oxígeno al medio (hace unos 1500 millones de años), provocó un enriquecimiento de oxígeno en la atmósfera de la tierra, incompatible con la vida. Sin embargo, gracias a la simbiosis de algunas células eucariotas primitivas con las células procariotas (con capacidad para consumir el oxígeno), las primeras pudieron adaptarse y sobrevivir en las nuevas condiciones oxidantes de la atmósfera. HERENCIA DEL GENOMA En nuestro organismo podemos diferenciar dos grandes grupos celulares, en función de la carga genómica disponible. Unas son las células somáticas las cuales participan estructural y funcionalmente en la actividad de nuestro organismo y son la mayoría de las que forman parte de nuestro ser. Se caracterizan por disponer de una información genética

nuclear

duplicada

(numero

diploide

cromosomas)

dispuesta en 22 pares de cromosomas homólogos (autosomas) y dos tipos de cromosomas sexuales X e Y, de cuya combinación depende el sexo femenino (XX) o masculino (XY) de la persona. Las otras células, presentes en menor proporción, son aquellas cuya función está relacionada con la fecundación y son las células germinales o gametos, denominadas óvulo (en el caso de la mujer) o espermatozoide (en el hombre). Todas ellas disponen de una dotación simple de cromosomas (número haploide) constituido por 22 autosomas más un cromosoma sexual. Durante la fecundación, cada una de las células germinales, aportará una dotación haploide de cromosomas, de cuya combinación dependerá el sexo masculino o femenino del nuevo ser, con una dotación final diploide de cromosomas. De ahí que el genoma nuclear del nuevo ser esté constituido al 50% por la información genética derivada del padre y el otro 50% derivado de la madre. Esta información paterna y materna permanecerá almacenada en las células somáticas

siempre

forma

físicamente

independiente

(son

cromosomas homólogos pero diferentes) mientras que en las células 428

germinales homólogos,

produce

generando

una

recombinación

cromosomas

entre

singulares

cromosomas

basados

recombinación del ADN materno y paterno. Además, cada célula germinal esta constituida por una de las 223 posibles combinaciones haploides de cromosomas matemos y paternos. En este sentido, el mecanismo de reproducción sexual garantiza la diversidad evolutiva de la especie, ya que asegura que el genoma nuclear del nuevo individuo es el resultado de una recombinación particular (en las células germinales) de los respectivos genomas de sus progenitores. Sin embargo,

debemos

destacar

que

herencia

mitocondrial

exclusivamente materna puesto que durante la fecundación el espermatozoide sólo aporta su núcleo al óvulo, mientras que en el óvulo se encuentran ambos genomas, el nuclear y el mitocondrial, ubicado este último en los orgánulos mitocondriales citoplasmáticos. En este sentido, el genoma mitocondrial es un instrumento de gran utilidad para seguir el linaje materno en el proceso de la herencia. 1. ¿Qué es el genoma Humano? 2. ¿En dónde se encuentra el Genoma? 3. ¿Cuál es la utilidad del Genoma en la Herencia?

Salvador Aliño y Santiago Grisolia http://www.cfnavarra.es/salud/anales/textos/vol24/n2/colab.html

429

El planeta está al límite, si queremos salvarlo hay que actuar cuanto antes Estamos sobrepasando, en algunos casos, o acercándonos peligrosamente, en otros, a los «límites planetarios» que delimitan la capacidad de los sistemas humanos para utilizar los recursos naturales, siempre necesarios para el desarrollo y el bienestar de las sociedades. Según los datos recogidos en la monografía del OSE "Retos para la Sostenibilidad: Camino a Río+20. Economía verde y refuerzo institucional para el desarrollo sostenible" el 60% de los recursos naturales mundiales se utiliza ya de forma insostenible o está al límite de sus posibilidades. Actualmente la economía mundial consume alrededor de un 50% más de recursos naturales que hace 30 años. Una media de 60.000 millones de toneladas de materias primas al año, que podría aumentar hasta 100.000 millones de toneladas en 2030. Hay una clara desigualdad a nivel mundial, las personas de los países más ricos consumen hasta diez veces más recursos naturales que las que viven en los países más pobres. Alrededor de 1.800 millones de personas vivirán en países o regiones con una escasez de agua absoluta en 2025 y dos tercios de las personas del mundo podrían verse afectadas por el estrés hídrico. Para 2025 se prevé que el uso del agua haya aumentado en un 50% en los países en desarrollo y en un 18% en el mundo desarrollado.

Para alimentar a la población mundial sin degradar ni contaminar más los suelos se debería invertir en el sector agrícola entre 100.000 y 300.000 millones de dólares anuales hasta 2050. La agricultura ecológica es clave, destacando en España, primer país dentro de la UE en superficie destinada a la agricultura ecológica con más de millón y medio de hectáreas, más del doble respecto al 2005.

430

Los evidentes progresos económicos y sociales de la humanidad en los dos últimos siglos han tenido como contrapartida un enorme coste ambiental para el planeta. Serán necesarios mayores esfuerzos para superar la lacra de la pobreza y facilitar un desarrollo sostenible para todos. El aumento en la generación de residuos, tanto en cantidad (cada año se estima que se recogen 11.200 millones de toneladas de residuos urbanos en todo el mundo) como en peligrosidad, está generando una agresión contra el medio ambiente y la salud pública por lo que la gestión de los residuos, es y tiene que ser necesariamente una de las prioridades de las políticas ambientales y debe completarse con medidas adoptadas por los sectores productivos. En 2050 es probable que se generen en el mundo más de 13.000 millones de toneladas de residuos municipales y de otro tipo: actualmente sólo se recupera o recicla el 25% de los residuos. La transición hacia una economía verde podría hacer crecer la superficie forestal, que en la actualidad ocupa cerca de 4.000 millones de hectáreas, en más del 3% en 2020, 8% en 2030 y en más del 20% en 2050. España tiene un papel destacado, ya que es el país europeo donde más ha aumentado la superficie de bosques en las dos últimas décadas, en concreto 4,4 millones de hectáreas entre 1990 y 2005, casi 300.000 hectáreas por año. Las diferencias son claras. Los países más avanzados disponen de mayores recursos tecnológicos y financieros, y mayores capacidades para plantear su estrategia de transición hacia una economía verde, y además, hacerlo con un coste relativamente bajo. Sin embargo, las economías en desarrollo estarán sometidas a mayores costos de transición y mayores dificultades de acoplamiento. Por eso se reclama una transición justa un buen argumento para justificar una inversión importante para ayudar a los países en desarrollo y así lograr un mayor grado de desarrollo sostenible a nivel mundial.

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Más información en la monografía: OSE (2011) Retos para la Sostenibilidad: Camino a Río+20. Economía verde y refuerzo institucional para el desarrollo sostenible PREGUNTAS DE REFLEXIÓN: 1.

Si en tus manos estuviera tomar una decisión en cuanto al reparto de los

recursos naturales del planeta ¿Cuál sería? 2.

¿Qué beneficios tiene tu sociedad, pese a todas las catástrofes

naturales? 3.

Si en el aspecto político-religioso se hace patente el apoyo a los más

necesitados y hablando sobre la economía mundial, ¿qué pasaría con los países tercermundistas o menos desarrollados? 4.

¿Qué beneficios tendría para la sociedad actual una economía basada en

el desarrollo sostenible o en el consumo de la energía solar? REFERENCIA ELECTRÓNICA: http://www.sostenibilidad-es.org/es/prensa/el-planeta-esta-al-limite-siqueremos-salvarlo-hay-que-actuar-cuanto-antes

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Divulgar la ciencia es asunto social prioritario.

Elizabeth Marincola, editora de la revista Sciences news y Presidente mundial de la Sociedad para la Ciencia y el Público, organización sin ánimo de lucro con sede en Washington, visitó Colombia invitada por la Universidad del Rosario donde habló sobre la importancia de promover la ciencia y su divulgación. ¿Cuál es la labor de la Sociedad para la Ciencia y el Público? Nuestra misión es lograr un mayor compromiso del público con la ciencia, sensibilizar a las diversas instancias de los países para que fomenten ese conocimiento. En E.U. publicamos la revista Science News impresa y digital; tenemos formas en red de comunicar temas científicos que actualizamos cada 2 horas; damos conferencias y promovemos programas educativos que buscan talentos científicos de todo el mundo, casi todos con el patrocinio de Intel; hacemos la Feria Internacional de Ingeniería, el Programa de Escuela Media patrocinado por Broadcom Foundation para edades entre 9 y 13 años; damos becas para profesores de bachillerato y estudiantes de menos recursos para que puedan participar en nuestras ferias científicas; y en general propendemos que el público en general se entere de los temas de ciencia y para que padres y profesores la fomenten en niños y jóvenes. La idea es presentar los temas científicos en un lenguaje que todo el mundo pueda entender, mostrando los diversos lados de un argumento y cubriendo toda clase de ciencias, sociales, exactas, puras y aplicadas. ¿Cuál es el programa más importante? Uno de los programas de educación más famosos que promovemos es el dirigido a estudiantes de último año de bachillerato que hacen investigación competitiva, tanto que muchos han sido contratados por laboratorios o son autores de artículos de gran importancia. El programa ha logrado excelentes resultados en competencias. Los estudiantes que sacan las mejores notas son invitados a Washington donde en una ceremonia con el Presidente de E.U. se entrega más de un millón de dólares en premios a estudiantes de todo el mundo. También tenemos la feria Intel Internacional de Ciencia y Tecnología que este año se hará en Pittsburg-Pensilvania. Asistirán los 1500 estudiantes con mayor talento de todo el mundo, seleccionados de más de 70 países. Vienen de ferias nacionales de su país o, como en el caso de Colombia, de 433

ferias regionales. Estos 1500 estudiantes competirán por un total de US4 millones en premios, lo que muestra el nivel de sofisticación de la investigación que hacen. Una quinta parte de los estudiantes tiene patentes que están pendientes de aprobación y su jurado va estar compuesto por personas de nivel doctoral. Incluso estudiantes que han competido en nuestros programas han obtenido después Premios Nobel, Medallas Feels, y Medallas Nacionales de Sciences, entre otras distinciones. ¿Cómo le ha ido a Colombia en estas ferias? ¿Asisten muchos jóvenes del país a esos eventos? A Colombia le fue muy bien el año pasado, por ejemplo, cuando se hizo en Los Ángeles. Obtuvieron varios premios. Creo que fueron 9 colombianos y todos tuvieron un magnífico desempeño. Desde 1996 el país ha tenido 23 finalistas que han participado en la feria de Intel. ¿Qué cifras manejan ustedes en cuanto al desarrollo de la ciencia en Suramérica y en Colombia? La investigación en Latinoamérica no es tan alta con respecto al promedio global pero en los últimos años ese registro viene cambiando muy positivamente. Las cifras de 2010 muestran que Colombia ocupa actualmente el cuarto lugar en producción científica en América Latina (Brasil es el primero), es un país que está adquiriendo gran dinámica y muestra un gran crecimiento, genera el 4% de la producción científica total, es la segunda de mayor crecimiento después de Asia. De hecho, es uno de los 8 países latinoamericanos que ya tiene satélite en órbita, la medicina que ustedes tienen es envidiada por el mundo entero, tienen la mayor biodiversidad del planeta y eso es un verdadero privilegio y una gran responsabilidad. ¿Cómo enfatizar aún más la importancia de comprometer al público en general en los temas relacionados con la ciencia? No hay país que pueda lograr avances en su sociedad de manera sofisticada sin la ciencia. Es necesario que se involucre en las decisiones de nación, en la infraestructura, en todos los ámbitos que exigen una base científica. La existencia de un proceso democrático es necesaria pero no suficiente para que una sociedad participe plenamente en la toma de decisiones. Esa toma depende de tener una información plena de las cosas, lo que exige entender qué es ciencia y qué no. En eso ustedes son incluso más sofisticados que nosotros.

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¿En qué observa eso? En E.U., por ejemplo, aún persiste una discusión muy ensañada entre 'creacionismo' y 'teoría de la evolución'. Sobre si los seres humanos provenimos o llegamos a ser lo que somos a través del proceso de evolución. Hay mucha gente que quiere insistir en que somos creación de un Dios pero quieren que eso se enseñe como una teoría igualmente válida a la evolución. Uno de nuestros desafíos es mostrarles que una cosa es la religión y otra la ciencia. Todo el mundo tiene derecho a creer en lo que quiera, pero en una clase de biología hay que aprender evolución y no al mismo nivel que el creacionismo. ¿Cuál es el papel los científicos en la divulgación de la ciencia? Es fundamental estimularlos para que ayuden a explicar y a comprometer a la gente en sus temas. No sólo son ejemplo y estímulo para que los jóvenes se inclinen por la ciencia, sino que al crear más conciencia generan más respaldo y mayores fondos porque la ciencia depende del apoyo público y del aporte privado y estatal. Por eso es esencial explicar y reexplicar constantemente por qué la ciencia es importante. Además las contribuciones de la ciencia les aportan a nuestras vidas en tecnología, salud, genética, medio ambiente, calentamiento global, nutrición, células madre; en fin toda innovación es importante. Debemos mostrar y divulgar la ciencia a todos los niveles demográficos. Es fundamental lograr el compromiso de los líderes a los niveles más altos de cada país hasta la gente común. Hay temas que se consideran menos comerciales en términos de contárselos al gran público ¿cómo crear conciencia de la importancia no sólo de la ciencia aplicada sino de la pura? Tanto la investigación pura como la aplicada son importantes, pero sin duda al público se le facilita más comprender la aplicada, porque de la pura le cuesta más ver la relevancia que puede tener en su vida. De ahí que hay más interés en medicina, salud, medio ambiente. Recomiendo enfocarse primero en esos temas y luego pasar a otros más complejos. A muchos medios les preocupa que estos temas no 'vendan', pero el reto es contar todo en un lenguaje comprensible para todos. Cuando logramos trasmitir esa importancia la gente pide más y se interesa por buscar los medios que sí difunden esa información. Finalmente todo es interesante y debe poder explicarse. Como dijo Einstein, "si usted no puede explicar algo de manera simple significa que no lo entiende bien". Es importante que los medios cubran también la ciencia pura. 435

A veces es más fácil sensibilizar al público en general que a quienes manejan las políticas de un país. ¿Cómo cambiar eso? Es verdad. Pienso que a los que han sido elegidos les interesa la opinión de sus electores, así que si los electores están informados pueden presionar para que ciertos temas sean tenidos en cuenta. De ahí la importancia de que la gente esté informada sobre estas cuestiones. ¿Cómo dotar al público de los conocimientos científicos suficientes para que creen opinión al respecto y participen en los debates sobre estos temas? Debe fomentarse en niños y jóvenes el interés por la ciencia, el conocimiento, la experimentación del método científico, inquietud por saber qué ocurre en los ámbitos científicos. Que diferencien datos de especulación, formular preguntas, plantear problemas críticos etc. Los gobiernos deben invertir en desarrollo científico y participación del público en la ciencia porque lo que un país invierte en ciencia depende también de qué tan informada está la gente sobre esos temas. Los científicos, educadores y medios deben tener un compromiso como 'comunicadores' de ciencia. Los medios deben abrir o ampliar sus secciones de ciencia, entender la importancia de difundirla. La ciencia es algo que nos concierne a todos, algo que puede afectar nuestras vidas, así que no es un tema sólo de minorías porque esa sería una visión muy reducida. ¿Cómo lograr que la investigación pase de la mera comunicación científica al compromiso público? La ciencia es un terreno común que debe agrupar gentes de diversas políticas. Así que la invitación es a que todos: gobierno, científicos, medios, colegios, academia, público en general, se interesen por la ciencia. Ningún país puede desarrollarse plenamente sin la participación informada de su ciudadanía. La toma de decisiones depende de tener una información completa de lo que ocurre. Y el público en general, los nocientíficos están cada vez más en una posición de desventaja por carecer de la información necesaria para participar en estos problemas tan importantes de la vida nacional y mundial. Sophia Rodríguez Pouget

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Nuevas alternativas tecnológicas para pacientes con lesiones en columna

Problemas al caminar, falta de fuerza, hormigueo en las extremidades, o dolores que impiden llevar una vida normal, son señales de alerta de algún daño en la columna vertebral; lesión que cada vez se presenta con mayor frecuencia convirtiéndose en una de las principales causas de ausentismo laboral. Las fracturas de columna, así como las hernias de disco a nivel lumbar, están entre las lesiones más frecuentes, y someterse a una operación de la columna continua siendo un procedimiento muy temido por los pacientes quienes temen quedar discapacitados después de la cirugía; afortunadamente los avances tecnológicos ofrecen nuevas alternativas quirúrgicas y la esperanza de una mejor calidad de vida. Factores de predisposición Alfonso Cao Romero, Médico Especialista en Ortopedia, adscrito al Hospital Universitario de Puebla, dio a conocer que entre los factores de predisposición a a sufrir lesiones de columna, se encuentran la edad, la degeneración 437

articular, obesidad y falta de ejercicio, y se manifiestan mediante dolores de espalda, pérdida de fuerza en las piernas, adormecimiento de las mismas y menor rendimiento en el trabajo, daño que aumenta de manera paulatina. ―Normalmente el paciente cuando llega a la consulta, ya tiene antecedentes de cinco años previos con dolor de espalda, después dice que se le duermen las piernas, que se cansa, hasta que llega a tener una calidad de vida muy deteriorada, en ocasiones no puede caminar ni una cuadra y tiene necesidad de pararse continuamente‖, comentó. Hernias de disco, principal motivo de consulta En el Servicio de Ortopedia del Hospital Universitario de Puebla, las hernias de disco en la columna lumbar, en pacientes de entre 30 y 50 años, a causa de caídas, golpes o esfuerzo al cargar algún objeto pesado, son el principal motivo de consulta, asentó el Doctor Cao Romero, quien realiza, exitosamente, un importante número de cirugías de columna al año. Métodos y técnicas para atender lesiones de columna Respecto al uso de métodos no invasivos, el especialista en columna vertebral, mencionó que, si bien el continuo desarrollo de nuevas técnicas permite emplear procedimientos más eficientes que implican menor tiempo de hospitalización, una recuperación más rápida, con un menor nivel de complicaciones y su aplicación depende de determinadas circunstancias. Disectomía por radiofrecuencias De acuerdo con el Ortopedista, actualmente existen nuevas técnicas para la atención exitosa de este tipo de lesiones; en el caso del Hospital Universitario de Puebla, para la atención de hernias discales se aplica una disectomía por radiofrecuencias, un método no invasivo. ―Cuando desarrollamos este método no realizamos ninguna herida en la espalda y sólo una punción con anestesia local, el paciente está despierto, sin dolor, además de que el mismo día que se interna se va a su casa; no hay ninguna contraindicación para este tipo de cirugía‖. Cirugía de columna Cao Romero afirmó que en algunos pacientes se necesita fijar la columna con tornillos, cuando hay datos de desviación de la columna como las listesis o grados avanzados de desgaste articular. Abundó que las cirugías a pesar de ser un método invasivo, permiten al paciente mejorar su calidad de vida hasta en un 80 o 90 por ciento. ―El proceso que desarrolla, consiste en descomprimir la médula, retirar las hernias, aplicar material de osteo-síntesis, rehabilitar y de no presentarse ninguna complicación, regresar al paciente a su casa en tres días‖. 438

Láser de columna lumbar El especialista explicó que la técnica de láser, es una práctica quirúrgica poco invasiva, en la que se utiliza un endoscopio para el tratamiento de hernia de disco lumbar; y a través de una pequeña incisión, los músculos y tejidos blandos son separados, sin ser cortados, para llegar al disco, lo que permite menor destrucción de tejido y dolor postoperatorio, una recuperación y rehabilitación más rápida, además de evitar aplicar anestesia general al paciente. ―El endoscopio, proporciona al cirujano una excelente visualización, que permite remover el disco herniado, eliminando la causa de los síntomas en estos pacientes, y mediante el uso de láser, se ajustan y estrechan fibras colágenas rotas del anillo fibroso, además de eliminar los receptores de dolor, en un tiempo de aproximadamente 30 minutos para cada disco, se trata de una cirugía ambulatoria‖. Tratamiento con ozonoterapia De acuerdo con el Dr. Cao Romero, este tratamiento que se ofrece en el centro policlínico de Valencia desde hace aproximadamente siete años, ofrece una alternativa menos agresiva que genera resultados satisfactorios en más del 90 por ciento de los pacientes, esta intervención es realizada en un tiempo de media hora, se lleva a cabo con anestesia local o sedación, y su técnica se puede aplicar en la mayoría de los pacientes ya sea en la cervical, dorsal o lumbar. ―Esta técnica también tiene contraindicaciones, pues no puede ser utilizada en casos de hernias discales calcificadas, por lo que su eficacia se ve limitada en casos de hernias con ruptura generalizada del anillo discal, y el costo de traslado, por supuesto‖. Medidas de prevención El especialista en columna, indicó que las medidas preventivas para este tipo de lesiones consisten en tener una educación alimenticia para no subir de peso, mantener una actividad física cotidiana, como caminar, nadar, trotar o practicar bicicleta fija, es decir desarrollar actividades donde la columna no cargue, para que no se lastime. Destacó la importancia de prevenir cualquier afección, sobre todo a nivel lumbar, cervical y de las extremidades, pues podría llegar a provocar cuadriplejia, además de que una operación de columna requiere de rehabilitación, conlleva riesgos y es sumamente costosa, pues su precio generalmente supera los 90 mil pesos.

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a) Elabora una parรกfrasis acerca del texto. b) Extrae las palabras que no entiendas, investiga y redacta su significado

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La química en el siglo XXI ¿ángel o demonio?

Antes de comenzar debo hacer una confesión: yo con la química llevo una relación pasional, una de esas relaciones que oscilan entre el amor y el odio. La quiero porque me ha enseñado a maravillarme con los secretos de la transformación de las sustancias, pero la detesto cuando me habla en clave, cuando me llena la memoria de símbolos y fórmulas. Me la comería a besos cada vez que me sorprende con la síntesis de un nuevo material y me fascina su persistencia por develar la identidad de las cosas, pero me saca de quicio su obsesión por los detalles y me atormentan las catástrofes que se producen cuando alguien abusa de ella o la trata de manera poco cuidadosa. Creo que a la mayoría de la gente también la inundan sentimientos contradictorios cuando escucha las palabras química o producto químico. Por una parte, ya sea de manera consciente o inconsciente, los productos de la química nos encantan. Por ejemplo, todos saltaríamos de gusto y de emoción si mañana nos anunciaran que ya se sintetizó un fármaco para curar el cáncer o que se desarrolló un medicamento que controla definitivamente el desarrollo del virus que provoca el sida. ¿Quién se atrevería a negar que la síntesis de antibióticos, analgésicos, tranquilizantes, y hasta del famoso Viagra, nos ha cambiado la vida? También es cierto que millones de personas se benefician cada día con el incremento en la producción de alimentos debido al uso de fertilizantes y plaguicidas desarrollados por los químicos. ¿Y qué decir de los plásticos, los colorantes, las pinturas, los cosméticos, los aditivos alimenticios, las cerámicas? A ver, ¿quién sería la o el valiente que estaría dispuesto a deshacerse de toda la ropa que esté fabricada con alguna fibra sintética o que ha sido sujeta a algún proceso químico? "Desde mañana, nada de poliéster, nailon, rayón o acrilán; nada de pantalones de mezclilla ni otras prendas coloridas de lana, seda o algodón". Sin embargo, también es cierto que el adjetivo "químico" o "química" nos asusta; para muchas personas es sinónimo de contaminante, dañino o perjudicial. Es también sinónimo de artificial, y hoy en día lo artificial está bastante desacreditado frente a lo natural. ¿Qué prefieres, una camiseta de poliéster o una de algodón? ¿Qué te tomas, un vaso con jugo de naranja o una CocaCola? De alguna manera lo

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químico se asocia con lo artificial y lo tóxico, como si las sustancias naturales no fueran sustancias químicas y como si todo lo natural fuera inofensivo.

ENTRE LA REALIDAD Y LA IGNORANCIA

Los odios y terrores hacia lo que suena a química surgen principalmente de dos fuentes, sólo una de las cuales me parece justificada. Por un lado, hay que reconocer que durante muchos años la industria química mundial ha desarrollado su labor sin preocuparse demasiado por el impacto ecológico de sus actividades. En algunos casos se han privilegiado las ganancias económicas sobre la salud de la población vecina a una planta química; a veces se ha ocultado información sobre la posible toxicidad de un producto o sobre sus efectos secundarios. También ha sucedido que la prisa por poner a la venta un nuevo producto impida que se realicen todas las pruebas necesarias para determinar en qué condiciones es apropiado hacer uso de la sustancia. Sea como sea, cuando se trata de sustancias químicas las consecuencias del abuso, la negligencia y la avaricia son siempre desastrosas.

Pero tampoco puede negarse que parte del miedo nace de la ignorancia. De la falta de una "cultura química" de la población en general que le ayude a evaluar las ventajas y las desventajas de usar tal o cual producto químico, que le permita distinguir razonadamente lo dañino de lo inofensivo y reconocer los alcances y las limitaciones del trabajo de los químicos. También es cierto que si todos reconociéramos la importancia de tener conocimientos básicos de química, estaríamos mejor preparados para impedir las acciones de aquellos que quieran abusar de los productos de la química o defendernos de ellas. LA IMAGEN PÚBLICA DE LA QUÍMICA. Preocupados por esta situación, en la que la química se nos presenta como un ángel o como un demonio, y en la que la visión satánica lleva la ventaja, los profesionales de la química en todo el mundo —investigadores, maestros, técnicos, industriales— han desarrollado en los últimos años un gran esfuerzo 442

por mejorar la imagen pública de esta ciencia. Así, se han realizado múltiples congresos, seminarios y pláticas informales para discutir el tema; en las escuelas se han modificado los programas de química para hacerlos más atractivos y hacer evidente la importancia de los productos y fenómenos químicos en la vida cotidiana; también se ha buscado comprometer a las grandes industrias químicas en la protección del ambiente. Como parte importante de estas acciones, a finales de 1998 se inició la "Celebración Internacional de la Química": una gran fiesta mundial con un año de duración (de noviembre de 1998 a noviembre de 1999), en la que se realizaron cientos de eventos y actividades en todo el mundo con el fin de motivar el interés de la gente por esta ciencia, así como establecer y fortalecer los vínculos y la comunicación entre todas las personas interesadas en la química alrededor del mundo. En esta celebración participaron diversas organizaciones de más de 115 países, las cuales hicieron un esfuerzo extraordinario por hacer patentes las contribuciones de la química a la sociedad. En nuestro país, por ejemplo, la UNAM organizó dos eventos, la "Expo-Química 2000" y el "Tianguis de la Química", en los que los asistentes pudieron mancharse las manos realizando experimentos, participar en seminarios y conferencias, y acercarse a platicar con los científicos y los industriales expertos en esta disciplina. En otros lugares se publicaron libros y revistas especiales, se emitieron estampillas postales conmemorativas, se realizaron concursos populares sobre química y se rindió homenaje a muchos científicos cuyas contribuciones fueron fundamentales para el desarrollo de esta ciencia. REFERENCIAS (TALANQUER, 2012) http://ebookbrowse.com/quimica-en-el-siglo-xxi-angel-o-demonio-vtalanquer-21031-pdf-d396442383 a) ¿Cuál es el tema central del texto? b) Extrae las palabras que no entiendas, investiga y redacta su significado c) Elabora un mapa mental acerca de la lectura

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Atención, pregunta: La realidad de la función de onda cuántica, ¿es un problema para filósofos o para físicos? Puede parecer increíble, pero el problema del colapso de la función de onda cuántica fue discutido por Albert Einstein y Paul Ehrenfest en un artículo conjunto que se envió en 1922, poco después de la publicación del famoso experimento de Stern y Gerlach. Durante una visita de Einstein a Ehrenfest en Leiden (Países Bajos), entre el 29 de abril y el 13 de mayo de 1922, discutieron el famoso experimento de Stern-Gerlach (enviado a publicación el 1 marzo) y escribieron un artículo conjunto que enviaron a publicación el 21 de agosto. El artículo de Einstein-Ehrenfest discute el problema de la medida en mecánica cuántica y la importancia del colapso de la función de onda si lo leemos desde un punto de vista moderno (ya que el concepto de función de onda aún no había sido introducido por Erwin Schrödinger). “¿Cómo saben los átomos qué dirección tomar en el experimento?” Si el proceso fuera clásico, Einstein y Ehrenfest calculan que la desviación de los átomos requeriría miles de millones de segundos, cuando según el experimento el proceso tarda menos de 100 microsegundos. Por ello, afirman que el experimento muestra una transición brusca entre estados cuánticos (hoy diríamos que muestra el colapso de la función de onda) y que se trata de un experimento ideal para ilustrar las diferencias entre la medida en física clásica y en física cuántica. Realmente sorprendente, sobre todo, porque el problema de la medida en mecánica cuántica no se empezó a discutir hasta un lustro más tarde. Nos lo cuenta Issachar Unna, Tilman Sauer, “Einstein, Ehrenfest, and the quantum measurement problem,” Una vez que has leído completa la lectura por favor responde a la pregunta principal elaborando de manera sencilla un resumen Bibliographic: Ann. Phys. 525: A15–A19 (2013). El article technical original as A. Einstein, P. Ehrenfest, “Quantum Theoretical Comments on the Experiment of Stern and Gerlach,” Zeitschrift fur Physik 11: 31-34, 1922. Publicado en Ciencia

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El cern da un importante paso para desvelar los secretos de la antimateria Miércoles 17 de noviembre, 09:54 AM Ginebra, 17 nov (EFE).- El Laboratorio Europeo de Física de Partículas (CERN) ha logrado por primera vez en el mundo producir durante una décima de segundo treinta y ocho átomos de antihidrógeno, el tiempo suficiente para estudiarlos, abriendo así la puerta a la comprensión de las diferencias entre la materia y la antimateria. El hito se ha logrado en el experimento ALPHA del CERN, y abre el camino para dar respuesta a una de las preguntas abiertas del Universo: hay una diferencia entre materia y antimateria? Los resultados de la investigación se publican hoy en un artículo en la revista Nature, firmado por 42 científicos distintos. Ha sido la primera vez que se ha logrado con éxito producir y atrapar átomos de antihidrógeno durante un tiempo suficiente; éstos se estudiarán y gracias a ellos se podrán comparar la materia y la antimateria. La antimateria, o la inexistencia de ella, es una de las grandes incógnitas del Universo, dado que en el momento del Big Bang, el inicio de nuestro mundo, la materia y la antimateria se produjeron por igual. Sin embargo, en nuestro mundo la antimateria parece haber desaparecido, y uno de los retos de los científicos es lograr entender qué pasó hace 14.000 millones de años, en el momento de la creación del Universo. Los científicos pretenden comparar la materia y la antimateria para determinar si hay alguna pequeña diferencia entre ellas y si ésta es la causante de la supuesta desaparición de la segunda. La materia y la antimateria son idénticas excepto en que tienen carga eléctrica opuesta y se aniquilan cuando se encuentran. El método utilizado en el CERN será el de comparar el átomo de hidrógeno -compuesto por un protón y un electrón- y ver si su equivalente de la antimateria, el antihidrógeno -formado por un antiprotón y un positrón- se comporta de la misma forma. El hidrógeno es el elemento químico más abundante y más ligero. En el experimento ALPHA, en un espacio al vacío se crearon átomos de antihidrógeno y se logró, gracias un potente sistema de campos magnéticos, que no se encontraran con los átomos de hidrógeno durante una décima de segundo. En el caso de que se hubieran encontrado, se hubieran aniquilado. La décima de segundo en que fueron atrapados es tiempo suficiente para que los científicos puedan ahora estudiar la estructura y la composición de los átomos de antihidrógeno y ver las diferencias con los átomos de hidrógeno. "El hidrógeno es el átomo más simple, y el antihidrógeno es el tipo de antimateria más fácil de producir en el laboratorio. Entender cómo funcionan ambos nos ayudará a comprender por qué casi todo en el Universo conocido está hecho de materia, en lugar de antimateria", explicó el profesor Mike Charlton, de la Universidad de Swansea, uno de los centros que participó del experimento. El CERN tiene una larga trayectoria en este tipo de estudios -la primera producción de átomos de antihidrógeno se remonta a 1995- y es el único en el mundo que tiene un laboratorio que puede recrear este tipo de experimentos. EFE

ACTIVIDADES

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a) b) c) d) e)

Elabora un resumen Extrae las palabras que no entiendas, investiga y redacta su significado ¿Cuál es el elemento que se emplea en el estudio y por qué? Explica ¿en qué consistió el experimento y cómo se llama? ¿Tendría alguna aplicación práctica este nuevo conocimiento en algún aspecto de la biotecnología? f) ¿El elemento que se menciona es una posible fuente energética para ya no utilizar combustibles fósiles? g) ¿Cuál es el tema central del texto? h) ¿El conocimiento de la antimateria es un paradigma? Si o No y ¿Por qué?

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Revista Digital Universitaria 18 de enero 2005 • Volumen 6 Número 1 • ISSN: 1067-6079 Robótica: asistentes para el ser humano Desde épocas muy remotas el hombre ha deseado construir máquinas que tengan forma de seres humanos y le ayuden a realizar las operaciones que no le gustan, las que le resultan aburridas o peligrosas. A diferencia de un empleado humano, una máquina nunca se cansaría ni se enfermaría y siempre estaría dispuesta a trabajar. Los elementos que pueden funcionar automáticamente se utilizan desde épocas tan remotas como la antigua Grecia, sin embargo, es hasta mediados del siglo veinte cuando se lograron materializar los primeros robots industriales. Estos robots industriales distaban mucho de los sueños de poder contar con una máquina con forma de ser humano. Casi cincuenta años después de la aparición de los primeros robots se sigue trabajando en el diseño y fabricación de estas máquinas similares al ser humano. LA ROBÓTICA APLICADA AL SER HUMANO: BIÓNICA En la década de los años 1970 se popularizaron las series de televisión ―El hombre nuclear‖ y ―La mujer biónica‖, en las que los protagonistas habían perdido algunos de sus miembros y éstos fueron sustituidos por elementos artificiales que les permitían tener poderes sobrehumanos, tales como una gran fuerza y velocidad, visión y oído con mucho mayor alcance que el de cualquier ser humano. Sin embargo, las prótesis reales para las personas que han sufrido la pérdida de una extremidad aún no han alcanzado los sueños manifestados en dichas series televisivas. La biónica es, de acuerdo a una definición dada en 1960 por Jack Steele, de la U.S. Air Force, el análisis del funcionamiento real de los sistemas vivos y, una vez descubiertos sus secretos, materializarlos en los aparatos. Esta definición nos podría indicar que el primer ingeniero biónico fue Leonardo Da Vinci, quien estudió los principios de funcionamiento de los seres vivos para aplicarlos en el diseño de máquinas. Dado que las prótesis se utilizan para sustituir la extremidad pérdida de una persona, los principios de funcionamiento que se deben estudiar para reproducirlos son precisamente los que tiene dicha extremidad, por lo que el diseño de prótesis es inherentemente una actividad de la ingeniería biónica. Existen varias configuraciones de robots, de acuerdo al tipo de movimientos que pueden realizar. Los robots pueden ser ―cartesianos‖, es decir que se mueven en línea recta y su volumen de trabajo es un prisma rectangular, los robots ―cilíndricos‖ que se utilizan principalmente para ensamble y su volumen de trabajo es un cilindro. Los robots ―esféricos‖ tienen un volumen de trabajo en forma de una sección una esfera. Los robots industriales más atractivos y que más se conocen son los que simulan los movimientos de un brazo humano, por lo que se les conoce como ―brazos articulados‖, y sus 447

aplicaciones son muy amplias debido a la facilidad que tienen para realizar movimientos complicados. El brazo mecánico constituye la parte física que vemos del robot, es decir, el conjunto de mecanismos y motores que forman el brazo. El brazo está controlado por medio de una computadora que mueve cada una de las articulaciones para llevar la mano del robot a los lugares deseados. El robot cuenta con sensores que le indican a la computadora el estado del brazo mecánico, de manera que estas señales le indican la posición de las articulaciones. La unidad de potencia externa suministra de energía a los actuadores del robot. El órgano terminal es la herramienta que se fija al brazo para desarrollar una tarea específica.© Coordinación de Publicaciones Digitales. DGSCA-UNAM Se autoriza la reproducción total o parcial de este artículo, siempre y cuando se cite la fuente completa y su dirección electrónica. 4 -15 Robótica y prótesis inteligentes. El trasladar un manipulador industrial al uso directo por una persona para sustituir un miembro que le ha sido amputado no es sencillo. Aunque los principios de funcionamiento sean muy parecidos, hay que considerar aspectos adicionales, tales como el peso, el suministro de energía y la apariencia. El avance en el diseño las de prótesis ha estado ligado directamente con el avance en el manejo de los materiales empleados por el hombre, así como el desarrollo tecnológico y el entendimiento de la biomecánica del cuerpo humano. Una prótesis es un elemento desarrollado con el fin de mejorar o reemplazar una función, una parte o un miembro completo del cuerpo humano afectado, por lo tanto, una prótesis para el paciente y en particular para el amputado, también colabora con el desarrollo psicológico del mismo, creando una percepción de totalidad al recobrar movilidad y aspecto. La primera prótesis de miembro superior registrada data del año 2000 a. C., fue encontrada en una momia egipcia; la prótesis estaba sujeta al antebrazo por medio de un cartucho adaptado al mismo. Con el manejo del hierro, el hombre pudo construir manos más resistentes y que pudieran ser empleadas para portar objetos pesados, tal es el caso del general romano Marcus Sergius, que durante la Segunda Guerra Púnica (218202 a. C.) fabricó una mano de hierro para él, con la cual portaba su espada, ésta es la primera mano de hierro registrada. En la búsqueda de mejoras en el año de 1400 se fabricó la mano de alt-Ruppin construida también en hierro, constaba de un pulgar rígido en oposición y dedos flexibles, los cuales eran flexionados pasivamente, éstos se podían fijar mediante un mecanismo de trinquete y además tenía una muñeca movible. El empleo del hierro para la fabricación de manos era tan recurrente, que hasta

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Goethe da nombre a una de sus obras inspirado en el caballero germano Götz von Berlichingen, por su mano de hierro. No es sino hasta el siglo XVI, que el diseño del mecanismo de las prótesis de miembro superior se ve mejorado considerablemente, gracias al médico militar francés Ambroise Paré, quien desarrolló el primer brazo artificial móvil al nivel de codo, llamado ―Le petit Loraine‖ el mecanismo era relativamente sencillo tomando en cuenta la época, los dedos podían abrirse o cerrarse presionando o traccionando, además de que constaba de una palanca, por medio de la cual, el brazo podía realizar la flexión o extensión a nivel de codo. Esta prótesis fue realizada para un desarticulado de codo. Paré también lanzó la primera mano estética de cuero, con lo que da un nuevo giro a la utilización de materiales para el diseño de prótesis de miembro superior. En el siglo XIX se emplean el cuero, los polímeros naturales y la madera en la fabricación de prótesis; los resortes contribuyen también al desarrollo de nuevos mecanismos para la fabricación de elementos de transmisión de la fuerza, para la sujeción, entre las innovaciones más importantes al diseño de las prótesis de miembro superior, se encuentra la del alemán Peter Beil. El diseño de la mano cumple con el cierre y la apertura de los dedos pero, es controlada por los movimientos del tronco y hombro contra lateral, dando origen a las prótesis autopropulsadas. Más tarde el Conde Beafort da a conocer un brazo con flexión del codo activado al presionar una palanca contra el tórax, aprovechando también el hombro contra lateral como fuente de energía para los movimientos activos del codo y la mano. La mano constaba de un pulgar móvil utilizando un gancho dividido sagitalmente, parecido a los actuales ganchos Hook. La mano realiza principalmente dos funciones; la prensión y el tacto, las cuales permiten al hombre convertir ideas en formas, la mano otorga además expresión a las palabras, tal es el caso del escultor o el sordomudo. El sentido del tacto desarrolla totalmente la capacidad de la mano, sin éste nos sería imposible medir la fuerza prensora. Es importante mencionar que el dedo pulgar representa el miembro más importante de la mano, sin éste la capacidad de la mano se reduce hasta en un 40 por ciento. Los principales tipos de prensión de la mano son de suma importancia, ya que la prótesis deberá ser diseñada para cumplirlos. Hoy en día, el término ―inteligente‖ se ha adoptado como un modo válido de calificar y describir una clase de materiales que presentan la capacidad de cambiar sus propiedades físicas (rigidez, viscosidad, forma, color, etc.) en presencia de un estímulo concreto. Para controlar la respuesta de una forma predeterminada presentan mecanismos de control y selección de la respuesta. El tiempo de respuesta es corto. El sistema comienza a regresar a su estado original tan pronto como el estímulo cesa.La adecuada selección de los actuadores durante el diseño de una prótesis, es una parte esencial para el éxito de ésta. 449

PREGUNTAS DE REFLEXIÓN: a) b) c) d)

¿Cuál es el tema central del texto? Elabora una paráfrasis acerca del texto. Extrae las palabras que no entiendas, investiga y redacta su significado ¿Consideras que este avance tecnológico, puede perjudicar o beneficiar a la humanidad? e) ¿La similitud de este dispositivo y software iguala o rebasa el poder sobrenatural que tiene Dios?

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Siete mitos sobre la energía alternativa 24 de septiembre de 2009 Michael Grunwald Mientras el mundo busca con urgencia un sustitutivo del petróleo, las otras fuentes de energía, como los biocombustibles, la energía solar y la nuclear, pueden parecer la solución mágica. No lo son.

―Necesitamos hacer todo lo posible para fomentar la energía alternativa‖ No exactamente. Está claro que los combustibles fósiles están deteriorando el clima y que la situación actual es insostenible. Existe un amplio consenso científico de que el mundo debe reducir las emisiones de gases de efecto invernadero en más de un 25% de aquí a 2020, y en un 80% de aquí a 2050. Aunque el planeta no dependiera de ello, si nos librásemos de nuestra adicción al petróleo y el carbón, reduciríamos la dependencia mundial de los matones del crudo y la vulnerabilidad ante las subidas de los precios energéticos. Pero, aunque el mundo debe hacer todo lo que sea sensato para fomentar la energía alternativa, no tiene sentido hacer todo lo posible. Existen presiones financieras, políticas y técnicas, además de limitaciones temporales, que obligarán a tomar decisiones difíciles; las soluciones tendrán que lograr las mayores reducciones de emisiones con el mínimo gasto en el menor tiempo. Los coches de hidrógeno, la fusión fría y otras tecnologías que son pura especulación pueden parecer soluciones fantásticas, pero quizá desviarían valiosos recursos de ideas que ya son posibles y rentables. Está bien que alguien haga funcionar su coche con restos de una liposucción, pero eso no significa que haya que subvencionarle. La gente puede no estar de acuerdo en si los gobiernos deben tratar de escoger con qué soluciones energéticas quedarse. ¿Pero por qué no estar de acuerdo, al menos, en que los gobiernos no deben quedarse con las peores? Por desgracia, eso es exactamente lo que está sucediendo. El mundo está apresurándose a promover fuentes alternativas de energía que en realidad van a acelerar el calentamiento global. Todavía podemos escoger un camino verdaderamente alternativo. Pero más vale que nos demos prisa. ―Los combustibles renovables son la cura para nuestra adicción al petróleo‖ Por desgracia, no. Los combustibles renovables suenan estupendos en teoría, y los representantes de los lobbies agrarios han convencido a los países europeos y a Estados Unidos de que lleven a cabo políticas ambiciosas para promover alternativas de origen agrícola a la gasolina. Sin embargo, hasta 451

ahora, las curas –principalmente el etanol derivado del maíz en EE UU y el biogasóleo de aceites vegetales en Europa– han sido mucho peor que la enfermedad. Antes, los investigadores estaban de acuerdo en que los combustibles de origen agrícola reducirían las emisiones, pero cometían un error básico. Atribuían a las cosechas para combustible la cualidad de absorber el carbono durante su crecimiento, pero nunca se les ocurrió que podían desplazar otra vegetación que absorbía aún más. Era como si creyeran que los biocombustibles iban a crecer en explanadas de aparcamientos. Como es natural, no ha sido así. Indonesia destruyó tanta proporción de sus bosques para cultivar aceite de palma destinado al biogasóleo europeo, que ocupa el tercer lugar entre los principales emisores de carbono del mundo, en lugar del número 21. En 2007, los científicos empezaron a tener en cuenta la deforestación y otros cambios del uso de la tierra producidos por los biocombustibles. Un estudio descubrió que harían falta más de 400 años de biocombustible para ―recuperar el dinero‖ que suponía el carbono emitido directamente al limpiar la turba para el aceite de palma. El daño indirecto también puede ser devastador, porque, en un planeta hambriento, las cosechas alimenticias que se dedican a combustible acaban siendo sustituidas en otro lugar. Como ejemplo, los beneficios del etanol están haciendo que los cultivadores de soja en Estados Unidos se pasen al maíz, así que, para compensar esa deficiencia, los cultivadores de soja en Brasil están invadiendo tierras de pastos para el ganado y los rancheros están invadiendo la selva amazónica. Es simple cuestión de economía: las normativas aumentan la demanda de cereal, lo cual impulsa los precios, lo que hace que sea lucrativo destrozar la naturaleza. La deforestación representa el 20% de las emisiones globales, de modo que, si el mundo no puede eliminar las emisiones de todas las demás fuentes, necesita retirarse de los bosques. Eso significa limitar la huella de la agricultura, un esfuerzo formidable teniendo en cuenta que la población mundial crece sin cesar, y una tarea imposible si vastas superficies de cultivo se transforman para producir pequeñas cantidades de combustible. Aunque EE UU dedicara toda su cosecha de cereal a la obtención de etanol, no serviría más que para sustituir la quinta parte del consumo de gasolina del país. No se trata sólo de un desastre climático. El cereal necesario para llenar el depósito de un todoterreno con etanol podría alimentar a una persona hambrienta durante un año. Pese a ello, EE UU ha quintuplicado su producción de etanol en un decenio y tiene previsto volver a quintuplicarla en la próxima década. Eso significará más dinero para los cultivadores de cereal, que ya cuentan con buenas subvenciones, pero también más desnutrición, más deforestación y más emisiones. Los dirigentes europeos han prestado un poco más de atención a las alarmantes críticas contra los biocombustibles, pero tampoco se han mostrado muy inclinados a enfriar este sector, que representa 100.000 millones de dólares (unos 69.000 millones de euros) en todo el mundo.

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―Si los biocombustibles de hoy no son la respuesta, los del mañana sí lo serán‖ Es dudoso. Las últimas normas estadounidenses, que mantienen su apoyo al etanol procedente del maíz, incluyen nuevas directrices para desarrollar los biocombustibles de segunda generación, como el derivado de la hierba varilla. En teoría, serían menos destructivos que el etanol de maíz, que necesita tractores, fertilizantes a base de petróleo y destilerías que emiten carbono. Incluso el etanol de caña de azúcar –que proporciona ya la mitad del combustible para transporte de Brasil– es mucho más verde que el etanol de maíz. Pero estudios recientes sugieren que cualquier biocombustible que necesite una buena tierra agrícola seguiría siendo peor que la gasolina para el calentamiento global. Menos desastroso que el etanol de maíz, pero desastroso. De vuelta al mundo teórico, los biocombustibles derivados de las algas, la basura, los residuos agrarios y otras fuentes podrían ser útiles porque no necesitan tierra, o al menos utilizan unas tierras degradadas sin especificar, pero siempre parecen faltar varios años para su desarrollo comercial a gran escala. Y algunos científicos siguen teniendo esperanzas de que, algún día, plantas de crecimiento rápido, como la hierba elefante, puedan ser utilizadas para convertir la luz solar en energía. Ahora bien, por ahora, las tierras de cultivo están muy bien para producir las materias que necesitamos para alimentarnos y almacenar el carbono que necesitamos para no morir, y no tan bien para generar combustible. De hecho, algunos nuevos estudios indican que, si queremos convertir la biomasa en energía, lo mejor es que la transformemos en electricidad. Entonces, ¿qué debemos usar en nuestros coches y camiones? A corto plazo... gasolina. Sólo que debemos usar menos. En vez de directrices y subsidios al etanol, los gobiernos necesitan normativas que ayuden a los 1.000 millones de conductores de todo el mundo a gastar menos gasolina, además de subvenciones al transporte colectivo, los carriles-bici, las líneas de ferrocarril o el teletrabajo. Las autoridades deben fomentar un desarrollo denso en las zonas urbanas y limitar las políticas que propician la extensión en una gran área. Nada de esto es tan atractivo como inventar un nuevo combustible mágico, pero son cosas factibles, y reducirían las emisiones. A medio plazo, el mundo necesita coches eléctricos recargables, pero harán falta decenios. La electricidad produce ya más emisiones incluso que el petróleo. De modo que necesitaremos también una respuesta a la adicción de la humanidad al carbón. ―La energía nuclear es el remedio para nuestra dependencia del carbón‖ Ni hablar. La energía atómica no produce emisiones, de ahí que muchos políticos e incluso algunos ecologistas la defiendan como una alternativa limpia al carbón y al gas natural. En Estados Unidos –que obtiene ya casi el 20% de su electricidad de plantas nucleares–, se está pensando en construir nuevos reactores por primera vez desde la fusión accidental del Three Mile 453

Island hace 30 años, a pesar de las preocupaciones mundiales por la proliferación nuclear, el temor a los accidentes o a los atentados terroristas y la falta de un lugar en el que eliminar los residuos radiactivos. Francia obtiene casi el 80% de su electricidad de las nucleares, y Rusia, India y China están preparándose para disfrutar de sus propios renacimientos nucleares. Pero la energía nuclear no puede arreglar la crisis climática. En primer lugar, por motivos de tiempo: Occidente necesita recortar enormemente sus emisiones antes de 10 años, y el primer reactor nuevo en EE UU no estará listo hasta 2017. En otros países desarrollados, se ha hablado mucho de un renacimiento nuclear, pero se ha quedado sobre todo en palabras; no hay ningún país occidental que tenga más de una central nuclear en construcción, y en las próximas décadas dejarán de funcionar decenas de las existentes, así que no es posible que la energía nuclear pueda hacer la menor mella en las emisiones de la electricidad antes de 2020. Otro problema más grave es el coste. Se supone que las centrales nucleares son caras de construir pero baratas a la hora de funcionar. Por desgracia, resulta que son increíblemente caras de construir y su coste se ha cuadruplicado en menos de un decenio. El experto en energía Amory Lovins ha calculado que las nuevas centrales costarán casi el triple que la energía eólica, y eso fue antes de que los costes de construcción se disparasen por la crisis crediticia mundial, la atrofia de la mano de obra nuclear y las presiones de los proveedores simbolizadas en el monopolio mundial de la forja de acero para reactores, en manos de una compañía japonesa. Un nuevo reactor en Finlandia que debía ser el modelo de ese renacimiento mundial va muy atrasado y ha superado con creces el presupuesto previsto. Por eso se han aparcado hace poco los planes para construir nuevas plantas en Canadá y varios estados de Estados Unidos –donde Moody’s acaba de advertir a las compañías eléctricas que, si pretenden construir nuevos reactores, se arriesgan a ver rebajada su calificación–. Por esto las energías renovables atrajeron en 2007 71.000 millones de dólares (49.000 millones de euros) de capital privado en todo el mundo, mientras que las nucleares no atrajeron nada. Ésa es asimismo la razón de que las compañías nucleares estadounidenses estén recurriendo a los políticos para incrementar sus garantías de préstamo, incentivos fiscales, subsidios y otras ventajas ofrecidas por el Gobierno con la nueva generosidad pública. No tiene mucho sentido construir reactores si no los paga algún otro; por eso los países que más presionan en favor de las centrales nucleares son aquellos en los que la energía se financia con fondos públicos. Dejémonos de tanto hablar de sanciones; si el mundo quiere verdaderamente perjudicar la economía iraní, quizá habría que dejar a los mulás que obtengan la energía nuclear. Sí hay un argumento poderoso con el que cuentan los lobbies nucleares: si el carbón es demasiado sucio y las nucleares demasiado caras, ¿cómo vamos a obtener nuestro combustible? La energía eólica es estupenda, y cada vez se emplea más; el año pasado aportó casi la mitad de la electricidad nueva en EE UU y en 2007 amplió su capacidad mundial en un tercio. Sin embargo, 454

después de haber multiplicado su potencia mundial por 10 en un decenio, todavía produce apenas el 2% de la electricidad del globo. La energía solar y la geotérmica también son tecnologías fantásticas e inagotables, pero siguen representando unas cantidades equivalentes a márgenes de error a escala mundial. El típico hogar estadounidense tiene 26 aparatos que se enchufan, y el resto del mundo está poniéndose rápidamente a su altura; el Departamento de Energía de dicho país calcula que el consumo mundial de electricidad aumentará un 77% de aquí a 2030. ¿Cómo podemos hacer frente a esa demanda sin un inmenso renacimiento nuclear? No podemos. Así que tendremos que demostrar al Departamento de Energía que se equivoca. ―No existe una solución mágica a la crisis de la energía‖ Probablemente no. Pero algunas soluciones son mucho mejores que otras; deberíamos intentarlas antes de comprometernos con las que son claramente inferiores. Y hay un recurso energético renovable que es el más limpio, el más barato y el más abundante de todos. No provoca la deforestación ni necesita unas medidas de seguridad complejas. No depende del tiempo, ni va a tardar años en construirse ni en llegar al mercado; está ya a disposición de todos. Se llama ―eficacia energética‖. Significa malgastar menos energía, o, para ser más exactos, usar menos energía para tener la cerveza igual de fría, la ducha igual de caliente y la fábrica igual de productiva. No se trata de dar lecciones de austeridad y de cambiar toda nuestra conducta para ahorrar energía. La eficacia energética consiste en hacer lo mismo o más con menos; no requiere un gran esfuerzo ni un gran sacrificio. Y, sin embargo, su aplicación en los electrodomésticos, la iluminación, las fábricas, los edificios y los vehículos podría reducir entre un quinto y un tercio del consumo mundial de energía sin verdaderas privaciones. La eficacia energética no es sexy, y la idea de que podemos usar menos energía sin muchos inconvenientes encaja mal en nuestra cultura actual. Pero la mejor forma de garantizar que las nuevas centrales eléctricas no nos arruinen, llenen de poder a los petrodictadores ni pongan en peligro el planeta es no construirlas. Los negavatios que ahorran las iniciativas de eficacia energética suelen costar entre 1 y 5 centavos por kilovatio/hora, en contraste con las proyecciones que hablan de entre 12 y 30 centavos por kilovatio/hora para las nuevas centrales nucleares. El motivo es que los seres humanos en general, y los estadounidenses en particular, malgastan volúmenes de energía asombrosos. Las centrales eléctricas norteamericanas derrochan suficiente energía como para abastecer a Japón, y los calentadores de agua, los motores industriales y los edificios estadounidenses son tan poco eficaces como los coches americanos. Se prevé que China construya más metros cuadrados de inmuebles en los próximos 15 años que Estados Unidos en toda su historia, y no dispone de códigos verdes de edificación ni de experiencia en construcción ecológica.

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Sabemos que los mandatos sobre eficacia energética pueden lograr maravillas porque ya han reducido los niveles de consumo en EE UU, que han pasado de ser astronómicos a ser meramente elevados. Por ejemplo, gracias a las normas federales, los frigoríficos estadounidenses modernos emplean tres veces menos energía que los modelos de los 70. Los mayores obstáculos para aplicar la eficacia energética son los incentivos perversos de las compañías eléctricas; ganan más dinero cuando venden más electricidad y tienen que construir nuevas plantas. Pero en California y en el noroeste de Estados Unidos se han desligado los beneficios de las compañías de las ventas de electricidad, de forma que las empresas pueden ayudar a sus clientes a ahorrar energía sin perjudicar a los accionistas. Como consecuencia, en esa parte del país, el uso de energía per cápita no ha crecido desde hace tres décadas, al tiempo que se disparaba un 50% en el resto del país. ―Necesitamos una revolución tecnológica para salvar el mundo‖ Tal vez. A largo plazo, es difícil imaginar cómo, sin grandes avances, podemos reducir las emisiones en un 80% de aquí a 2050 mientras la población mundial aumenta y los países en vías de desarrollo se desarrollan. Por tanto, tiene sentido crear un programa Apolo de tecnologías limpias copiado del modelo del Proyecto Manhattan. Y necesitamos que el precio del carbono induzca a los innovadores a fomentar las actividades con bajas emisiones; el programa europeo de compra de derechos de emisión parece estar funcionando bien. En algún momento, cuando hayamos obtenido todos los negavatios y negabarriles posibles gracias a la eficacia energética, quizá necesitemos algo nuevo. Ahora bien, ya disponemos de toda la tecnología que necesitamos para empezar a reducir las emisiones mediante la reducción del consumo. Sólo con que mantengamos la demanda de electricidad al mismo nivel que está ahora, podemos restar un megavatio alimentado por carbón cada vez que añadimos un megavatio alimentado por energía eólica. Y con una red más inteligente, códigos verdes de edificación y normas estrictas de eficacia energética podemos hacer algo más que mantenerla en el mismo nivel. Al Gore tiene un plan bastante convincente para lograr una energía sin emisiones antes de 2020; prevé una disminución del 28% en la demanda gracias a la eficacia energética y al incremento del suministro procedente de la energía eólica, la solar y la geotérmica. Pero ni siquiera tenemos que reducir nuestro uso de combustibles fósiles a cero. Sólo tenemos que usar menos. Si a alguien se le ocurre una idea mejor de aquí a 2020, ¡estupendo! Por ahora, debemos centrarnos en las soluciones que nos proporcionen la mejor ratio entre dinero y emisiones. ―Al final, tendremos que cambiar de conducta para defender el planeta‖ Probablemente. Hoy en día es políticamente incorrecto sugerir que, para defender el medio ambiente, haya que hacer el menor ajuste en nuestra forma de vida, pero dejémoslo claro: Jimmy Carter tenía razón. No pasa nada por bajar un poco la calefacción y ponerse un jersey. La eficacia energética es un 456

fármaco milagroso, pero la conservación es todavía mejor; un Prius ahorra gasolina, pero aparcado en casa porque nos hemos ido en bici no gasta nada. Hasta las secadoras más eficaces gastan más que la cuerda de tender la ropa. Hacer cosas con menos será un buen principio, pero, para reducir un 80% las emisiones, los países desarrollados tendrán que hacer menos cosas con menos. Quizá tengamos que desenchufar unos cuantos marcos digitales de fotos, hacer teleconferencias en vez de viajes de negocios y no emplear tanto el aire acondicionado. Si esa es una verdad incómoda, pues es menos incómoda que los billones de euros que cuestan los nuevos reactores, la dependencia perpetua de petroEstados hostiles o un planeta recalentado. Al fin y al cabo, los países en vías de desarrollo tienen derecho a desarrollarse. Sus habitantes están, como es comprensible, deseosos de comer más carne, tener más coches y vivir en mejores casas. No parece justo que los países desarrollados digan: haced lo que decimos, no lo que hicimos nosotros. Pero si los países en vías de desarrollo siguen el mismo camino que los países desarrollados hacia la prosperidad, en la Tierra que compartimos no podrá haber sitio para todos. Así que no tenemos más remedio que cambiar nuestra conducta. Entonces, al menos, podremos decir: haced lo que hacemos ahora, no lo que hacíamos antes. 1. ¿Cuáles son los mitos sobre la energía relativa? 2. ¿Qué es la energía nuclear? 3. ¿Qué son los combustibles renovables? REFERENCIAS (Grunwald,

2009),

www.esglobal.org/siete-mitos-sobre-la-energia-

alternativa

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Tres materiales de construcción innovadores En la Actualidad, los Constructores pueden elegir Entre Creciente Una Variedad de Materiales de Construcción Innovadores y Económicos. En ALGUNAS áreas, el Aislamiento con espuma pulverizada, La Madera Ecológica y Las Alternativas de Construcción Sintéticas están comenzando a reemplazar a los Materiales Tradicionales, Tanto párr Que los ángeles Propietarios ahorren DINERO COMO, párr Conservar El Medio Ambiente. Infórmese Sobre ALGUNAS DE LAS OPCIONES más Las recientes Que Florerías incorporar en Su Próxima Construcción: 1. Aislamiento con espuma pulverizada El Aislamiento con espuma pulverizada expansible, fabricado con resina de isocianato y poliol, ES UNA MANERA CADA VEZ MÁS populares de Aislamiento dar un Eléctricas y las perforaciones de plomería, tubos párr comparación y orificios en las Cubiertas de los Edificios. "La espuma pulverizada y sella AISLA en Un Paso, DE MODO QUE SU HOGAR MÁS ahorre energía", Afirma Michael McCutcheon, Presidente de Berkeley, Una constructora de McCutcheon con Sede en California. Debido a Que es permeable Menos Que el aislante de fibra de Vidrio celulosa o un pressure, los Beneficios de la espuma pulverizada su Son Capacidad Única de llenar Completamente Cualquier rincón y ranura existente a Medida Que Se Expande, Lo Que crea sin sello hermético. Also proporciona el doble del valor R Que el Aislamiento tradicional en El Mismo volumen de Espacio. Michael Lenahen, el presidente de Aurora y Aurora Custom Homes Remodeling personalizada, con Sede en Ponte Vedra Beach, Florida, decla Que SÓLO utiliza Aislamiento de espuma pulverizada expansible en la instancia de parte inferior del párrafo Techos Revestimiento en el ático. Calcula el Costo Entre $ 1,80 y $ 1,90 POR 0,09 m2 instalados, en COMPARACION con aproximadamente $ 0,60 POR 0,09 m2 de Los Bloques de Fibra de Vidrio instalados, Pero El Efecto de Una Cuenta Por Menor CALEFACCIÓN y acondicionamiento de aire debería contrapesar los dichos Costos en el Largo Plazo. Existencial kits de espuma pulverizada de Un Solo USO DISPONIBLES Por cientos de Dólares, Pero El Proceso de Aplicación del Aislamiento en Una Casa O Instalación Completa no es Una tarea Menor. Se necesita Una Plataforma móvil del Tamaño de la ONU remolque, consistente en la ONU generador, Compresores, Tanques, Mangueras, Boquillas y herramientas párrafo Dirigir los Químicos Dentro de la casa a Través de Mangueras Largas y calientes. Los Aisladores Deben USAR ROPA PROTECTORA De la Cabeza a los Pies, además de Una mascarilla de Protección, los antes de aplicar los Químicos, los Que Se expanden inmediatamente y SE endurece en Minutos. El Equipo USAR sí debe mantener y de Manera adecuada párrafo Evitar Que la sustancia en sí endurezca Dentro de la pistola de Aplicación o de las Mangueras. Aunque ALGUNAS Empresas optan Por Invertir en Plataformas Móviles, Que pueden Alcanzar las Naciones Unidas Costo de Más de 50.000 dólares, OTRAS Alquilar Eligen La Plataforma Por Alrededor de $ 500 Al Día, o subcontratar Simplemente El Trabajo.

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A diferencia del Aislamiento tradicional, la espuma pulverizada impide Que el aire o Entre SALGA Por El ático u OTRAS brechas en La Cubierta del edificio. Como Resultado, el Sistema de Calefacción, Ventilación y Aire Acondicionado (HVAC, Por SUS Siglas en Ingles) Florerías CALENTAR o enfriar eficazmente la casa el consumo menor de Energía. También los ángeles eliminación Posibles Riesgos de Incendio Del Aislante de celulosa apilada Sobre el Cableado de lata y empotrada en El Ático, Afirma McCutcheon. Los instaladores De Aislamiento de espuma pulverizada Deben Dominar UNA CANTIDAD IMPORTANTE de habilidades nuevas."Se debe trepar Por El ático, Estar de pie en cerchas, Muchas Veces en la oscuridad", comenta Lenahen. Se debe sable con Precisión Cuánto sí expandirá la espuma párrafo Rellenar la ONU Espacio determinado, párr Lo Que es necesario Tener Práctica. Recomienda Solicitar un su contratista local de De Aislamiento Que Se Ponga en contacto con la ONU Fabricante locales de espuma pulverizada párrafo averiguar QUÉ pisos de espumas sí ofrecen párr Aprender a Instalar Aislamiento de espuma expansible pulverizada. Madera ecológica opciones Las Alternativas de madera hijo Cada Vez MÁS POPULARES debido a Razones Prácticas Ambientales y. McCutcheon, y Presidente de la Junta Directiva de Budil ir Green, Una Organización locales Que Fomenta las Prácticas de Construcción Ecológicas, declaración de Me madera cultivada de forma Sostenible Se vende una cola debido los Clientes locales están Preocupados Por El Medio Ambiente. ALGUNAS ALTERNATIVAS un la madera convencional Que no dañan el Medio Ambiente: FSC: Madera certificada Por El Foresta Stewardship Council (FSC), Que es tratada Con Una CANTIDAD MINIMA de Químicos y Asegura Que ningun bosque natural, FUE arrasado en el Proceso de Fabricación. Aunque Florerías coprotagonista más de 15 POR UN MÁS Ciento Que las opciones madera estándar, Es Mejor desde el punto de vista de la Construcción: "Generalmente es de Mejor Calidad, CON MENOS Nudos y Mas vetas RECTAS, Lo Que proporciona Una Mejor Estructura párrafo la casa ", Opina McCutcheon. Fibra de densidad media: Las tablas de fibra de densidad media (MDF, Por SUS Siglas en Ingles) Se fabrican à partir de aserrín Comprimido con resina, Lo Que Es Mejor Para El Medio Ambiente PORQUE reutiliza los Desechos .Volviendo populares de Se ESTA párrafo limitados usos y, Como molduras pisos Gabinetes corona y. Recomienda Lenahen Las Puertas Interiores párrafo de MDF, YA QUE LA RESINA QUE SE USA EN EL PROCESO Fabricación de reducir en Gran Medida la Formación de ondulaciones o deformaciones. El formaldehído Que Se EE.UU. generalmente en los Paneles de MDF Es Un elemento disuasivo párr algunos Clientes, pero también sé encuentran Disponibles formaldehidos pecado OPCIONES. Tablas con Hilos orientados: Las tablas con Hilos orientados (OSB, Por SUS Siglas en Inglés) pueden sin servicio sustituto Económico Para La madera contrachapada. Además no daña el Medio Ambiente, debido a Que Se fabrica à partir de astillas restantes del Proceso de 459

Fabricación. MIENTRAS QUE la Madera contrachapada Tiende a deformarse, las OSB no lo Hacen, Lo Que Brinda más Las Medidas Uniformes. Tienen propensión a expandirse CUANDO ESTAN húmedas, Pero ciertos Productos de OSB cuentan con Tratamientos párrafo soportar y La Humedad, Por lo Tanto, hijo adecuados párr las USO COMO párrafo Materiales techar, pisos y tablas de Revestimiento. MAS sólidas, RECTAS y Ligeras de Me madera aserrada, las vigas en forma de I de son los OSB Soportes para pisos MÁS POPULARES Usados en la Construcción de casas nuevas. 3. Alternativas Sintéticas "Existe Una Fuerte Demanda Por Que duren Materiales y Mas necesiten Poco mantenimiento", dados Lenahen, explicando la Tendencia en el USO de Materiales Sintéticos, especialmente en el exterior de las casas. Observar dos opciones POPULARES en reborde exterior: PVC: De acuerdo con el Centro de Investigación de la Asociación Nacional de Constructores de Viviendas (NAHB, Por SUS Siglas en Inglés), la madera de PVC (Cloruro de polivinilo) celular mantiene Su forma y no necesita pintarse Jamás. "Son Un poco costosos MÁS Que sin Producto de madera forestal de semejante Tamaño, pero Mas Duran y requiere Menos Mantenimiento, ya Que No Se expanden y contraen Como la madera, tampoco sí curvan, DIVIDEN ni pudren Como los Productos de madera", comenta Lenahen. Las Variaciones que están aumentando, ya Que los rebordes de Fabricantes de PVC Han Lanzado Líneas de molduras con Perfiles Decorativos un Juego con SUS tablas de reborde. fibrocemento: En el Caso de los Paneles de Revestimiento y las tablas de reborde, Lenahen que recomienda esta Opción Sintética. El fibrocemento ofrece Beneficios Similares a Otros Productos Sintéticos, a la Vez Que Una Amplia Variedad ofrece de acabados. "Tener Florerías UNA apariencia estafadores vetas de madera, MIENTRAS QUE los Productos de PVC tienden a Tener Una apariencia suave y manufacturada", AFIRMA. Debido al surgimiento de Mas Alternativas de Materiales de Construcción, es Importante mantener informados a Los Propietarios Sobre las opciones. Ya mar párrafo ahorrar dinero, el Preservar Los Árboles o Reducir los esfuerzos de Mantenimiento, cuenta Con Una Amplia Variedad MÁS Que Nunca de Materiales. Elabora un mapa mental acerca de la lectura ¿Consideras que estos inventos pueden perjudicar o beneficiar a la humanidad? ¿En qué condiciones?

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DIRECTORIO

Gobernador Constitucional del Estado de México Dr. Eruviel Ávila Villegas

Secretario de Educación Lic. Raymundo E. Martínez Carbajal

Subsecretario de Educación Media Superior Lic. Bernardo Olvera Enciso

Director General de Educación Media Superior Dr. Cuitláhuac Anda Mendoza

Subdirector de Bachillerato Tecnológico Lic. José Francisco Cobos Barreiro

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Elaborado por:

Academia Estatal de Ciencia Naturales y Experimentales de Bachillerato Tecnol贸gico 2012- 2013

El presente documento fue elaborado con fines did谩ctico-educativos, como apoyo a los docentes y estudiantes, proporcionando herramientas que reafirmen las competencias disciplinares extendidas de las Materias del campo Disciplinar de las Ciencias Naturales y Experimentales, enmarcadas en el perfil de egreso del Sistema Nacional de Bachillerato. Agosto 2013

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