Cuaderno de Prácticas de laboratorio II secundaria by Juan Manuel Tirso Meneses Cordero

CUADERNO DE PRÁCTICAS DE LABORATORIO DE CIENCIAS II ÍNDICE INSTRUCTIVO

BLOQUE I LA DESCRIPCIÓN DEL MOVIMIENTO Y LA FUERZA • Distancia, desplazamiento, rapidez y velocidad. • Posición y velocidad. • Posición y velocidad (Segunda parte). • Características del movimiento ondulatorio. • Comprobación de la caída libre.

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BLOQUE II LEYES DEL MOVIMIENTO • Primera Ley del Movimiento, de Newton. • Segunda Ley del Movimiento, de Newton. • Transferencia de energía • Cómo intervienen las fuerzas en la construcción de un puente colgante. • Energía potencial. • Transformación de la energía cinética y potencial.

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BLOQUE III UN MODELO PARA DESCRIBIR LA ESTRUCTURA DE LA MATERIA • Mi café con leche. • Calor y temperatura. • Qué lata con la presión atmosférica. • Comprobación del equilibrio térmico. • Comprobación del Principio de Pascal. • ¿Cómo funciona un manómetro y que función tiene? • Las jeringas hidrostáticas, una aplicación del Principio de Pascal. • Temperatura y su escala de medición. • Experimenta con equilibrio térmico • Observa la dilatación de los sólidos y los fluidos.

31 33 36 38 42 44 46 47 48 49

BLOQUE IV MANIFESTACIONES DE LA ESTRUCTURA INTERNA DE LA MATERIA • Inducción eléctrica. • El electrón. • Conductores. • Medición de la resistencia eléctrica. • No conductores.

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BLOQUE V CONOCIMIENTO, SOCIEDAD Y TECNOLOGÍA • Proyecto: Satélites naturales y artificiales de nuestro planeta. • Curiosidades de las estrellas • Protocolo para el desarrollo del proyecto.

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CUADERNO DE PRÁCTICAS DE LABORATORIO DE CIENCIAS II

INSTRUCTIVO El presente cuaderno de prácticas de Laboratorio es el resultado de un trabajo de investigación. Consideramos que es importante que la ciencia no se enseñe a los alumnos de secundaria únicamente con lecturas. Tampoco la realización de prácticas de laboratorio es suficiente. La enseñanza y aprendizaje de la ciencia requiere de un proceso de reflexión teórica, de consulta de textos impresos y electrónicos, de discusión fundamentada, de experimentación, de contrastación de la teoría con la realidad. El presente cuadernillo persigue este enfoque. En cada actividad se escriben los aprendizajes esperados al término de la misma, estos aprendizajes esperados corresponden al programa de Ciencias II. Para la realización de cada una de las actividades te proponemos lo siguiente: • Formar equipos de tres alumnos • Antes de cada actividad pedir a los integrantes de cada equipo los materiales para, estos son de bajo costo y fáciles de manejar. • Si las actividades requieren computadora o programas de laboratorios virtuales la escuela los debe proporcionar. Estos se consiguen en el CD que acompaña al libro La Enseñanza de la Física en la Escuela Secundaria mediante Simulaciones en Computadora y en la dirección: http://coleccion.siaeducacion.org/taxonomy/term/3103 • Es importante que cada equipo forme una estación de trabajo y desarrolle su actividad con entera libertad por lo que el maestro deberá proporcionar el espacio y el tiempo necesarios así como la asesoría en cada estación de trabajo. • Al final de la actividad, el profesor pedirá a un integrante de cada equipo que exponga el resultado del trabajo para brindar el espacio a la socialización, la retroalimentación grupal, la discusión fundamentada y la construcción de los conceptos científicos.

ATENTAMENTE Academia de Ciencias II (Física)

BLOQUE I

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BLOQUE I

1. Distancia, desplazamiento, rapidez y velocidad AE Aprendizajes esperados:

Interpreta la velocidad como la relación entre desplazamiento y tiempo, y la diferencia de la rapidez, a partir de datos obtenidos de situaciones cotidianas.

Reflexiona y contesta, puedes comentar con tus compañeros de equipo: Cuando lleguen a una conclusión contesten lo que se pregunta. 1. Observa a tu alrededor y registra en el espacio los nombres de cinco cosas que te rodean (pueden ser objetos o animales). 2. Escribe dos cosas o animales que te rodeen y estén en reposo y dos que estén en movimiento. (Si nada de lo que observes está en movimiento entonces ponlas tú mismo en movimiento). En Movimiento

En reposo

3. Investiga en tu libro y/o comenta con tus compañeros de equipo para que contestes lo siguiente: a) ¿Cuándo decimos que un cuerpo está en reposo? b) ¿Cuándo decimos que un cuerpo está en movimiento? 4. Coloca un libro encima de tu mesa de trabajo o pupitre, obsérvalo y contesta lo siguiente: a) ¿El libro se encuentra en reposo o en movimiento? b. Si un astronauta que se encuentra en la Estación Espacial Internacional observara tu libro, ¿lo vería en reposo o en movimiento? Explica tu respuesta. Consulta el recuadro al final de esta hoja o visita la dirección http://www.elsiglodetorreon.com.mx/noticia/546693.html Debes saber que:

El camino que sigue un cuerpo al moverse se le llama trayectoria.

La distancia en línea recta de un punto a otro se le llama magnitud de su desplazamiento. Es decir, la magnitud de un desplazamiento es la distancia en línea recta que separa dos puntos en el plano o en el espacio y la dirección y sentido de tal desplazamiento. Cantidades como tiempo, temperatura y masa se llaman escalares. Cantidades como fuerza, desplazamiento, velocidad se llaman vectores y se representan gráficamente con una flecha cuya punta indica el sentido del vector y cuyo tamaño indica la magnitud.

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BLOQUE I

Los vectores además de expresarse con una magnitud se deben indicar la dirección y el sentido. Por ejemplo una masa de 50 kg es un escalar porque sólo basta la magnitud (50 kg). En cambio un desplazamiento de 300 km al Este es un vector que indica una magnitud (300 km) y una dirección (al Este). Todo se mueve, aun lo que parece entrar en reposo se mueve, los aviones, los autos, los animales, las hojas y las ramas de los árboles, la gente y los cuerpos celestes. En esta actividad vamos a estudiar dos conceptos básicos de mecánica: la posición y el desplazamiento. Reflexiona y contesta: 1. ¿Qué indicaciones le darías a alguien que visitará tu escuela? a. ¿Cuál es la posición de tu salón de clases? b. ¿Cuál es la posición de la tierra dentro del sistema solar? 2. De todos los alumnos de tu grupo investiga ¿Quién efectuará un mayor desplazamiento al ir de su casa a la escuela? Debes saber que: La distancia y desplazamiento a menudo se confunden. Sin embargo, estos términos son diferentes: el desplazamiento es el cambio de posición mientras que la distancia sólo es una longitud. Veamos un ejemplo: Manos a la obra Santiago y Andrés son dos hermanos que se dirigen de su casa hacia la puerta de la escuela siguiendo distintos caminos. (Ver figura). Casa de Santiago y Andrés

1. Santiago sigue el camino A y Andrés toma el camino B. 2. En ambos casos, el desplazamiento de los hermanos es el mismo, los dos se desplazan de su casa a la puerta de la escuela, es decir, parten de la misma posición y llegan a la misma posición. (Fíjate que el desplazamiento está marcado con una flecha roja). 3. Sin embargo ¿Quién recorre mayor distancia?

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BLOQUE I

Manos a la obra. 1. Con un lápiz de color rojo marca en el mapa la Trayectoria que sigue un automovilista al ir de Monterrey a Torreón. La carretera está marcada en el mapa como una línea que sale de Monterrey, pasa por Santa Catarina, después por Saltillo y de ahí sigue hacia Torreón. 2. Remarca con color azul el vector que representa el desplazamiento del automovilista que va de Monterrey a Torreón. 3. Comenta con tus compañeros la diferencia entre la distancia recorrida por el automovilista y el desplazamiento efectuado. Escribe en el recuadro tus conclusiones.

Debes saber que: Cuando un cuerpo se mueve en línea recta entonces la trayectoria mide lo mismo que el desplazamiento. Un cuerpo que se mueve en línea recta tiene movimiento rectilíneo. Cuando un cuerpo se mueve en línea recta y recorre distancias iguales en tiempos iguales se dice que tiene movimiento rectilíneouniforme. La rapidez media de un cuerpo se calcula midiendo la distancia que recorre y dividiéndola entre el tiempo que tardó en recorrerla.

Rapidez media =

distancia tiempo

1) r=

d t

La velocidad media de un cuerpo se calcula dividiendo la magnitud del desplazamiento entre el tiempo y expresando la dirección en que se desplazó. Velocidad media=

desplazamiento tiempo

2) v=

d t

Manos a la obra. • Calcula lo siguiente, hazlo en equipo: Jacinto sale en su auto desde Monterrey a las 5 AM y llega a Torreón a las a las 10 AM. a. ¿Cuál es su rapidez media? b. ¿Cuál es su velocidad media?

Debes saber que: Cuando se calcula la velocidad media se expresa la magnitud de la velocidad que se calcula con la fórmula 2, la dirección se expresa indicando el punto cardinal hacia el que se realiza el desplazamiento. (Si se quiere ser más precisos se puede decir tantos grados al norte del Este, al sur del Oeste, etc.).

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BLOQUE I

2A. Posición y velocidad AE

Aprendizajes esperados: • Interpreta la velocidad como la relación entre desplazamiento y tiempo, y la diferencia de la rapidez, a partir de datos obtenidos de situaciones cotidianas. • Interpreta tablas de datos y gráficas de posición-tiempo, en las que describe y predice diferentes movimientos a partir de datos que obtiene en experimentos y/o de situaciones del entorno. Indicaciones: En esta actividad estudiaremos los conceptos de posición y velocidad y los relacionaremos entre sí. Imagina un objeto moviéndose en línea recta de acuerdo a los valores de la tabla siguiente: Tiempo: 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10

Posición: 0 2 4 10 16 16 16 8 0 0 0

Velocidad: 2 2 6 6 0 0 -8 -8 0 0

Describe el movimiento de este objeto: ¿Qué hace el objeto del tiempo 4 al 6? ¿Cuál es la posición de objeto en el tiempo 4? Basándote en tus dos últimos resultados, explica por qué la velocidad del objeto en el intervalo de tiempo de 3 a 4 es de 6 unidades: ¿Cuál es la posición de objeto en el tiempo 7? ¿Cuál es la posición de objeto en el tiempo 8? Basándote en tus dos últimos resultados, explica por qué la velocidad del objeto en el intervalo de tiempo de 7 a 8 es de –8 unidades: ¿Por qué es negativa esta velocidad?

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BLOQUE I

2B. Posición y velocidad (Segunda parte) (Archivo EXCEL: “ConceptoPosVel.xls”) En esta actividad continuaremos el estudio de los conceptos de posición y velocidad y relacionaremos a la velocidad con la inclinación de la gráfica de posición contra tiempo. Abre el archivo de Excel “ConceptoPosVel.xls”. (Este archivo lo podrás descargar de la dirección siguiente: http://coleccion.siaeducacion.org/node/49 Verás en la mitad izquierda de la pantalla una tabla como la que analizaste en la primera parte de esta serie de actividades. En la mitad derecha está la gráfica correspondiente de la posición contra el tiempo.

La gráfica en este caso consta de 5 secciones rectas. A continuación describiremos cada una de ellas (completa tú las descripciones que faltan): Del tiempo 0 al 2: El objeto avanza hasta la posición 4. Del tiempo 2 al 4: ________________________________________________. Del tiempo 4 al 6: El objeto queda en reposo en la posición 16. Del tiempo 6 al 8: El objeto regresa rápidamente a su posición original. Del tiempo 8 al 10: ________________________________________________. Haz un ´clic´ en el botón “Borrar valores posición” para que el programa haga esto.

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BLOQUE I

Introduce los datos de la posición dados en la tabla siguiente (los de la velocidad se calculan automáticamente):

Tiempo: 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9

Posición: 0 1 2 3 5 7 9 13 17 21

Velocidad:

Escribe en la tabla de arriba las velocidades obtenidas. Explica por qué obtuviste cada uno de estos valores: Relaciona los valores de la velocidad obtenidos con la inclinación de los segmentos rectos de la gráfica: Haz un ´clic´ en el botón “Borrar valores posición”. Introduce los datos de la posición dados en la tabla siguiente:

Tiempo: 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10

Posición: 20 19 18 12 6 0 6 12 12 12 12

Velocidad:

Escribe en la tabla de arriba las velocidades obtenidas. Explica por qué obtuviste cada uno de estos valores:

Relaciona los valores de la velocidad obtenidos con la inclinación de los segmentos rectos de la gráfica:

Borra otra vez los valores de la posición e introduce los datos que tú quieras. En una hoja aparte, escribe la lista de los datos que escogiste, las velocidades y la gráfica obtenidas. También analiza estos resultados para que los presentes a toda la clase.

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BLOQUE I

3. Características del movimiento ondulatorio AE

Aprendizaje esperado: Describe características del movimiento ondulatorio con base en el modelo de ondas: cresta, valle, nodo, amplitud, longitud, frecuencia y periodo, y diferencia el movimiento ondulatorio transversal del longitudinal, en términos de la dirección de propagación. Una reflexión previa Las olas del mar, las ondas en un temblor, los sonidos de los distintos instrumentos viajan, respectivamente, por el agua, por las rocas en el interior de la Tierra y por el aire. ¿Cómo podemos describir su movimiento? ¿Podemos medir su velocidad? ¿Viajan con velocidad uniforme? Péndulo -Construye con un compañero un péndulo con un hilo de unos 50 cm de largo y una tuerca, rondana de metal o esfera metálica de 2 o 3 cm de diámetro. -Aten la tuerca a un extremo del hilo y amarren el otro extremo a un soporte universal, un lápiz o barra que puedan sostener con libros sobre una mesa. -Con un cronómetro midan el tiempo que tarda el péndulo en dar una oscilación completa, es decir, el tiempo que tarda en ir hacia el otro extremo y regresar a donde lo soltaron. -Ahora calculen qué tan rápido late su corazón; es fácil si miden con un cronómetro el tiempo que tarda en latir 100 veces y después dividen esa cantidad entre el tiempo resultante. - ¿Qué pasaría si obtuvieran la rapidez de los latidos de su corazón después de subir corriendo una escalera? -Describan en su cuaderno, lo más precisamente posible, el movimiento del péndulo y del latido del corazón. Discutan en su descripción las semejanzas y diferencias entre estos movimientos. El movimiento de vaivén de un péndulo, el latido de tu corazón, la vibración de una bocina de audio y todos los ejemplos en los que hay vibración, son ejemplos de movimientos ondulatorios; en ellos, los cuerpos que se mueven repiten su trayectoria una y otra vez. En el caso del latido del corazón, el movimiento de vaivén es el de los músculos que lo forman, pues un latido consiste en el estiramiento y encogimiento de esos músculos Ahora identifiquemos los movimientos Material: . Un recipiente hondo y transparente. . Una piedra pequeña. . Un diapasón o algún objeto que vibre fácilmente. . Agua. . Un reloj con segundero. . Un trozo de franela. . Un tramo de manguera delgada y transparente. -Cinta adhesiva.

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BLOQUE I

Procedimiento: Prueba 1 1. Coloca agua en el recipiente hasta 3/4 partes de su capacidad. 2. Golpea ligeramente el diapasón con el dorso de la mano y de inmediato mete las puntas en el agua. 3. Saca el diapasón del agua y sécalo con la franela. Prueba 2 1. En el mismo recipiente deja caer la piedra o una hoja de árbol y observa en la superficie del agua el movimiento que se produce. Material: . Un recipiente hondo y transparente. . Una piedra pequeña. . Un diapasón o algún objeto que vibre fácilmente. . Agua. . Un reloj con segundero. . Un trozo de franela. . Un tramo de manguera delgada y transparente. -Cinta adhesiva. Prueba 3 1. Cubre con cinta adhesiva uno de los extremos de la manguera, llénala con agua dejando un centímetro entre el agua y el otro extremo de la manguera. Una vez llena, tapa con tu dedo la manguera y ténsala verticalmente. Observa y toma el tiempo que tarda la burbuja de aire en realizar su recorrido.

Prueba

Movimiento (lento-rápido)

1 2 3 4

Prueba 4 1. Registra tus observaciones en el cuadro y después esquematízalas. Material: Una cuerda larga Un resorte grande de colores. Un palo de 25 cm.

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BLOQUE I

Procedimiento: 1. Describe dos maneras de cómo podrías producir ondas que se propaguen a lo largo de la cuerda. Ensaya tus propuestas y comprueba cuáles son más efectivas. 2. Ata un extremo de la cuerda a un objeto fijo (mesa o banco), tira del otro extremo de manera que no toque el suelo. 3. Mueve la cuerda de arriba abajo rítmicamente para que se produzcan ondas verticales. 4. Ahora muévela de izquierda a derecha para producir ondas horizontales. 5. Pide a otro compañero que golpee la cuerda con un palo, en forma rítmica, mientras la estás moviendo. 6. Entre dos compañeros, sobre una superficie lisa, estiren el resorte de colores, y que uno de ellos lo mueva de izquierda a derecha. 7. Contesta: ¿por qué se originan las ondas en la cuerda y en el resorte?, ¿qué sucedió cuando tu compañero golpeó la cuerda mientras la movías? 8. Anota y esquematiza tus observaciones.

Ondas longitudinales y transversales Investiga ¿Qué nombre reciben las ondas en las que el movimiento vibratorio de cada parte del medio es perpendicular a la dirección en la que viaja la onda? ¿Qué nombre reciben, las ondas donde la vibración del medio tiene la misma dirección que la de propagación? ¿Qué semejanzas y qué diferencias observas? En la actividad generaste varias ondas, una tras otra; investiga ¿qué nombre recibe éste fenómeno?

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BLOQUE I

4. Comprobación de la caída libre AE

Aprendizajes esperados: Identifica las explicaciones de Aristóteles y las de Galileo respecto al movimiento de caída libre, así como el contexto y las formas de proceder que las sustentaron. Conocimientos previo: -Los movimientos más comunes son los relacionados con la atracción que ejerce la Tierra sobre los objetos y los hace caer ¿Qué nombre recibe esa fuerza? -En el siglo IV antes de nuestra era, Aristóteles se preocupaba por este problema, según él al caer un objeto pesado y otro liviano ¿cuál debía caer primero? ¿Qué usaba Aristóteles para comprobarlo? Si dividimos en partes iguales una hoja de papel y una de las mitades la comprimimos, al dejar de caer el objeto comprimido y la mitad al mismo tiempo ¿quién llegó primero? ¿Por qué? Investiga ¿quién es considerado el Padre del Método Experimental y por qué? Simulemos que usamos el método experimental para comprobar el fenómeno de la caída libre. Materiales · Botella de refresco más o menos de 0.25 L con tapón · Soporte · Pinza · Cordón o hilaza de 0.25 m · Aguja o clavo · Cinta métrica o regla · Cronómetro o reloj · Recipiente de 0.25 L cortado a 10 cm de altura Procedimiento · Organízate en binas o tríos y oriéntate de acuerdo al diseño que se propone: · Introduce agua aproximadamente la mitad del volumen del envase de plástico · Perfora un agujero pequeño en la tapa del envase · Cierra la botella y sujétala al soporte con el hilo aproximadamente a 1m de altura · Invierte la botella por el lado del tapón perforado y deja caer de forma lenta varias gotas de agua, regula su velocidad bloqueando un poco la salida con un palillo de dientes. · Ahora organízate en tríos y calculen el número de gotas que caen por minuto o por dos minutos variando la altura y completa la tabla

Altura Tiempo Número de gotas Promedio 1) 1 m 5 minutos 2) 0.75 m 5 minutos 2) 0.5 m 5 minutos Calcula la velocidad con que cae cada gota dividiendo la altura entre el tiempo

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BLOQUE I

Desarrolla tu pensamiento científico Lee la situación y contesta en tu cuaderno. Supón que los datos de la siguiente tabla corresponden a una piedra que se mueve en caída libre desde una altura de 125 metros.,

Tiempo (m) 1 2 3 4 5

Distancia (segundos) 5 20 45 80 125

Representa los datos en una gráfica de distancia tiempo:,

Describe tu resultado y compártelo con los demás. Fuerza resultante, métodos gráficos de suma vectorial Aprendizaje esperado: Aplica el método gráfico del polígono para la obtención de la fuerza resultante que actúa sobre un objeto, y describe el movimiento producido en situaciones cotidianas. Observa la siguiente ilustración:

Conocimientos previos: Si las dos personas tratan de mover un objeto ejerciendo fuerzas ¿qué forman entre sí? Consulta ¿qué nombre recibe éste sistema?

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BLOQUE I

Estas fuerzas reciben ese nombre debido a que coinciden en un punto que se llama: ¿Qué es fuerza resultante? ¿Qué es fuerza equilibrante? Lee detenidamente la forma de obtener la fuerza resultante utilizando el método del paralelogramo. Para encontrar la resultante, supongamos las fuerzas F1 y F2 que ya están trazadas con la escala y que tienen definidas sus direcciones y sus sentidos respectivos. Para ello trazamos, por el extremo de la fuerza F1, una paralela a la fuerzaT1, que será la línea AB; luego trazamos, por el extremo de la fuerza F2, una paralela a la fuerza F1, o sea la línea BC, obteniéndose el paralelogramo, la intersección de estas dos paralelas, esto es, el punto B; es el extremo de la resultante, siendo el origen de la misma el punto 0 o sea el mismo que el de las otras dos fuerzas.

Recursos para realizar la práctica Recomendación: Prepara papel milimétrico, trasportador y juego de regla y escuadras. 1) Realiza el montaje de fuerzas angulares y mide fuerzas (componentes F1 F2 y la fuerza resultante Fr con un

dinamómetro.)

2) Traza a escala las fuerzas y el ángulo que las separa midiendo previamente el ángulo que mantiene en equilibrio las fuerzas.

Completa el paralelogramo y encuentra la fuerza resultante Datos obtenidos de forma práctica Datos obtenidos de forma teórica F1_____g F2_____g FR____ g Ángulo entre F1 y F2

Porciento de error: VT – VE/ VT X 100

VT (Valor Teórico): es el valor o resultado que dice en los libros o en teoría que debías obtener. VE (Valor Experimental): es el que obtuviste midiendo directamente.

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BLOQUE BLOQUEII

LEYES DEL MOVIMIENTO

1. Primera Ley de Newton del Movimiento. AE

Aprendizajes esperados: • Interpreta y aplica las Leyes de Newton como un conjunto de reglas para describir y predecir los efectos de las fuerzas en experimentos y/o situaciones cotidianas. • Valora la importancia de las Leyes de Newton en la explicación de las causas del movimiento de los objetos. Contesta lo siguiente: 1. Si te encuentras sentado en un automóvil que se desplaza por la calle a velocidad constante y de repente el conductor frena el auto. ¿qué sucede contigo? 2. ¿Sabes por qué es importante que los asientos de los automóviles posean un respaldo alto que llegue hasta la cabeza del pasajero? Debes saber que: Los griegos como Aristóteles consideraban que la materia estaba formada por cuatro elementos principales: agua, aire, tierra y fuego. Consideraban que la tierra estaba en el fondo y el fuego en la parte superior. Es así como explicaban el “movimiento natural” de los objetos al caer y el movimiento del aire y el fuego hacia arriba. Dos milenios después de los griegos en Europa surge una nueva forma de concebir el movimiento de los cuerpos. Galileo Galilei, en la primera mitad del siglo XVII realizó experimentos que lo llevaron a sentar las bases para que más tarde el inglés Isaac Newton estableciera las causas de movimiento de los cuerpos.

Manos a la obra: I. Necesitarás Una moneda 1Un trozo de papel Un vaso de vidrio de borde ancho 1. Coloca la moneda al borde del vaso y sobre la tira de papel como indica la ilustración. A. Da un tirón brusco sobre la tira de papel. ¿qué sucede?, ¿se mueve la moneda?, ¿queda en el mismo lugar? B. Explica lo sucedido. II. Necesitarás. Una pelota de futbol. Una pelota de tenis (también puede ser una pelota de hule del tamaño de la de tenis). 2. Coloca sobre el suelo las dos pelotas.3, dales una patada y registra lo siguiente: A. Cuál fue más fácil de mover. B. Explica lo sucedido.

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BLOQUE BLOQUEIIII

3. Repite los pasos 2 y 3 pero ahora pide a alguien que detenga las dos pelotas. Registren lo observado. A. ¿Cuál fue más fácil de detener? B. Explica lo sucedido.

Debes saber que: La inercia es la propiedad de un objeto a permanecer en reposo si se encuentra en reposo, y a permanecer en movimiento si está en movimiento. La inercia tiene que ver con la cantidad de masa. Si un objeto posee más masa que otro, entonces posee más inercia, es decir se resiste más a cambiar su estado de reposo o de movimiento. También la Inercia tiene que ver con la velocidad de un objeto ya que es más difícil provocar un cambio grande en su velocidad que si fuera un cambio pequeño. Por ejemplo, es más fácil detener un auto que se mueve a 20 km/h que si mueve a 100 km/h

4. Regresa a las actividades 1, 2 y 3 y revisa tus explicaciones de acuerdo a lo que leíste en el recuadro anterior. ·Recuerda que: Isaac Newton retoma el Principio de Inercia establecido por Galileo en 1638 en Diálogos sobre dos nuevas ciencias y lo incluye en sus leyes de la mecánica como La Primera Ley del Movimiento. Revisa lo realizado hasta ahora en esta actividad y escribe con tus palabras la Primera Ley de Newton.

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BLOQUE BLOQUEII II

2. Segunda Ley del Movimiento, de Newton Para la realización de la presente actividad entra en la dirección de Internet siguiente: http://coleccion.siaeducacion.org/node/1206 y descarga la simulación Leyes de Newton Aprendizajes esperados: • Interpreta y aplica las Leyes de Newton como un conjunto de reglas para describir y predecir los efectos de las fuerzas en experimentos y/o situaciones cotidianas. • Valora la importancia de las Leyes de Newton en la explicación de las causas del movimiento de los objetos. Antes de comenzar formalmente la actividad, contesta las preguntas que se te formulan a continuación, recuerda que las respuestas las debes discutir con tus compañeros de equipo.

1. Si una persona conduce su auto por la carretera a una velocidad constante de 36 kilómetros por hora (10 metros por segundo) y necesita acelerarlo, es decir, aumentar su velocidad a 72 kilómetros por hora (20 metros por segundo) en un tiempo determinado, ¿qué necesita hacer?

2. Abre el programa Leyes de Newton y entra al tema: Segunda Ley del Movimiento, de Newton. a.

Qué observas: escríbelo en el siguiente espacio:

3. Explora la página tratando de utilizar todos los controles (sobre la camioneta se pueden colocar de 1 a 6 masas de 1 kg. cada una y se pueden activar de 1 a 6 cohetes que le proporcionarán una fuerza de 1 newton cada uno; los cohetes aplican una fuerza hacia delante (positiva) si se colocan detrás de la camioneta y una fuerza hacia atrás (negativa) si se colocan delante de la camioneta). Nota importante: Como la camioneta es de juguete y de un material muy duro y a la vez muy liviano, su masa no se toma en cuenta.

4. Coloca una masa de 1 kg sobre la caja de la camioneta y 6 cohetes en la parte trasera. a.

¿Cuál es el valor de la fuerza aplicada?

Pulsa el botón

Da inicio a la simulación pulsando

En el siguiente espacio dibuja la gráfica

Observa la gráfica y responde a lo siguiente: • ¿Qué velocidad tiene el carrito cuando t = 1?, v = • ¿Qué velocidad tiene el carrito cuando t = 2?, v = • ¿Qué velocidad tiene el carrito cuando t = 3?, v = • ¿Qué velocidad tiene el carrito cuando t = 4?, v = • ¿Qué velocidad tiene el carrito cuando t = 5?, v =

, esto te permitirá graficar la velocidad en función del tiempo. f=___________N que se forma.

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5. Pulsa el botón

BLOQUE BLOQUEIIII

y comprueba tus respuestas con la tabla de velocidad contra tiempo que se muestra. 6. Recuerda que la aceleración la habíamos definido como el cambio de velocidad en el tiempo. De acuerdo a tus resultados contesta lo siguiente: a. ¿Cuánto cambia la velocidad del carrito de t = 0 a t = 1 segundo? La velocidad cambia _________m/s por cada segundo b.

¿Cuánto cambia la velocidad del carrito de t = 1 a t = 2 segundos? La velocidad cambia _________m/s por cada segundo

¿Cuánto cambia la velocidad del carrito de t = 2 a t =3 segundos? La velocidad cambia _________m/s por cada segundo

¿Cuánto cambia la velocidad del carrito de t = 3 a t = 4 segundos? La velocidad cambia _________m/s por cada segundo

¿Cuánto cambia la velocidad del carrito de t = 4 a t = 5 segundos? La velocidad cambia _________m/s por cada segundo

En todos los casos, ¿cuánto cambió la velocidad en cada intervalo de 1 segundo? La velocidad cambia _________m/s por cada segundo

De acuerdo a lo anterior: ¿Cuál es la aceleración del carrito? Aceleración=___________ m/s2 (m/s por segundo

6. Pulsa el botón a.

para obtener la gráfica de aceleración contra tiempo. En el espacio siguiente dibuja la gráfica.

Observa la gráfica y comprueba el valor de la aceleración

7. Pulsa el botón a.

para obtener una tabla de valores de aceleración contra tiempo. Comprueba en la tabla una vez más el valor de la aceleración.

8. Pulsa el botón a.

para obtener la gráfica de distancia o desplazamiento contra tiempo. Dibuja la gráfica:

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1. 2. 3. 4. 5. 6.

BLOQUE BLOQUEIIII

¿Qué desplazamiento efectúa la camioneta de t = 0 s a t = 1 s? _______ m ¿Qué desplazamiento efectúa la camioneta de t = 1 s a t = 2 s? _______ m ¿Qué desplazamiento efectúa la camioneta de t = 2 s a t = 3 s? _______ m ¿Qué desplazamiento efectúa la camioneta de t = 3 s a t = 4 s? _______ m ¿Qué desplazamiento efectúa la camioneta de t = 4 s a t = 5 s? _______ m Las distancias recorridas por el carrito en cada segundo ¿son iguales, aumentan con el tiempo o disminuyen con el tiempo?

Recuerda que la fórmula para calcular los desplazamientos de un objeto que se mueve con un movimiento acelerado es: d = ½ a t 2

7. Comprueba la fórmula anterior completando la siguiente tabla tomando los datos obtenidos en la simulación. d (m) 5 20

a( m/s2)

t (s)

t2 (s2)

6 6

1 2

1 4

8. Si el carrito se mueve a la misma aceleración durante un tiempo de 20 segundos. ¿Qué distancia recorre? d=______ m

9. Observa que el carrito está siendo impulsado por 6 cohetes que le aplican una fuerza horizontal de 1 newton (N) cada uno, total 6 N, el carrito tiene una masa de 1 kilogramo (kg) y se aceleró a 6 m/s2.

10. Comenta con tus compañeros de equipo y escribe en qué situaciones de la vida real se puede aplicar lo que aprendiste acerca de la Segunda Ley de Newton del movimiento.

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BLOQUE BLOQUEIIII

3. Transferencia de Energía AE

Aprendizajes esperados: • •

Describe cadenas de transformación de la energía en el entorno y en actividades experimentales, en las que interviene la energía calorífica. Interpreta la expresión algebraica del principio de la conservación de la energía, en términos de calor cedido- ganado. Es importante que sepas

El físico inglés James Prescott Joule fue el primero que a mediados del siglo XIX hizo una cuidadosa medición de la energía térmica de un objeto. Encontró que 4190 joules (J) de energía se necesitan para aumentar en un grado Celsius (1°C) la temperatura de 1 kg de agua. La cantidad de energía necesaria para incrementar la temperatura de un kilogramo de cualquier sustancia un grado Celsius se llama calor específico (Ce) de esa sustancia

I.- Mezcla de masas iguales de agua a diferente temperatura 1. Coloca 100 mililitros (100 gramos) de agua en cada vaso y caliéntalo uno a 60 °C y el otro a 40 °C

2. Mezcla el agua de los dos vasos en un tercero.

3. Comprueba que la temperatura de la mezcla obedece a la siguiente ecuación. Temperatura perdida por la masa de agua a 60 °C es igual a la temperatura ganada por la masa de agua a 30 °C

- DT (caliente) = DT ( frío ) - DT (caliente) es la variación de la temperatura del agua que estaba a 60 °C después de mezclarla, se calcula restando la temperatura de la mezcla menos la temperatura de 60 °C. DT ( frío ) es la variación de la temperatura del agua que estaba a 40 °C después de mezclarla, se calcula restando la temperatura de la mezcla menos la temperatura de 40 °C. - DT (caliente) =

DT ( frío )

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3. Transferencia de Energía AE

Aprendizajes esperados: • •

I.- Mezcla de masas iguales de agua a diferente temperatura 1. Coloca 100 mililitros (100 gramos) de agua en cada vaso y caliéntalo uno a 60 °C y el otro a 40 °C

2. Mezcla el agua de los dos vasos en un tercero.

3. Comprueba que la temperatura de la mezcla obedece a la siguiente ecuación. Temperatura perdida por la masa de agua a 60 °C es igual a la temperatura ganada por la masa de agua a 30 °C

DT ( frío )

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I I.-

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Ahora mezcla masas de agua a diferentes a diferente temperatura.

1. Coloca 100 mililitros (100 gramos) de agua en un vaso y caliéntalo a 60 °C y 300 mililitros (300 gramos) a un vaso y caliéntalo a 40 °C.

2. Mezcle el agua de los dos vasos

3. Comprueba que la masa del primer vaso multiplicada por la variación de la temperatura es igual a la masa del segundo vaso multiplicada por la variación de la temperatura.

- mDT (caliente) = mDT ( fría) Es importante que sepas La capacidad calorífica de un material es una medida de su poder para retener calor. Si se tienen seis materiales: agua, aire, aluminio, cobre, vidrio y mercurio; cada uno con una masa de un kilogramo (1 kg). Si calientas estos materiales de 10°C a 11°C La energía necesaria para esto se muestra en la siguiente tabla:

material agua mercurio cobre aire vidrio aluminio

Energía térmica necesaria para elevar la temperatura de 10°C a 11°C 1 kcal 0.033 kcal 0.093 kcal 0.25 kcal 0.20 kcal 0.22 kcal

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4. ¿Cómo intervienen las fuerzas en la construcción de un puente colgante? AE

Aprendizajes esperados: Elabora objetos técnicos o experimentos que le permitan describir, explicar y predecir algunos fenómenos físicos relacionados con el movimiento, las fuerzas o la energía Es posible que en más de una ocasión han visto fotos o películas en las que aparecen grandes puentes que atraviesan ríos muy anchos. Se han preguntado cómo es que estas enormes estructuras pueden mantenerse en pie y por qué pueden soportar grandes pesos sin colapsarse. ¿Qué fuerzas intervienen en un puente colgante? ¿Cómo actúan y se relacionan entre ellas? Construir un puente requiere del trabajo de ingenieros y arquitectos, así como del desarrollo de maquinaria y de técnicas de construcción muy especiales. ¿Qué tiene codo esto en común? t Para diseñar y construir un puente es indispensable conocer la física de las fuerzas que intervienen en él. En esta práctica van a construir el modelo a escala de un puente para explorar. ¿Qué pasa si variamos las condiciones de la carga que soportan? Materiales -Palitos de paleta planos -Ligas -Hilo resistente -4 reglas de madera de 30 cm 2 -Cuadernos tamaño profesional de 100 hojas con espiral -Un cuchillo de cocina terminado en punta -Un envase de refresco de plástico de medio litro de capacidad vacío -Agua Procedimiento 1. Con mucho cuidado y bajo la supervisión de su maestro hagan una perforación en un extremo de cada regla. Para ello coloquen cada una sobre una superficie plana y fija, y presionen sobre la superficie que van a perforar con la punta del cuchillo, haciendo movimientos circulares. Zona de anclaje. 2. Amarren el extremo con un trozo de hilo de unos 50 cm de largo a la perforación hecha en cada una de las dos reglas. 3. Coloquen un cuaderno sobre la mesa y a su lado, como muestra el primer esquema, coloquen las reglas en posición vertical.

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4. Amarren el extremo libre de cada uno de los hilos de la espiral de la libreta de modo que queden ligeramente tensos. La separaciรณn entre las reglas debe ser ligeramente menor al largo a los palitos de la paleta. 5. Repitan los pasos anteriores con las otras dos reglas y la libreta restante.

6. A cada uno de los arreglos formados por dos reglas y una libreta los llamaremos zona de anclaje. Separen ambas unos 60 cm y unan las reglas con hilos, atรกndolas de la parte superior como muestra el esquema

Tablero 7. EI tablero es la zona horizontal y plana que soporta la carga del puente. Para construirlo" amarren los palitos por sus extremos uno por uno, hasta alcanzar la distancia entre las torres. Observen el siguiente esquema

8. Amarren el tablero a las reglas de su puente. 9. Utilicen las ligas para unir el tablero con las torres. Las ligas harรกn, entonces, la funciรณn de "tirantes" en el puente. Debe haber tres tirantes por cada torre y el tablero debe quedar perfectamente horizontal, como se muestra en el esquema.

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No todos los puentes colgantes son iguales. Por ejemplo, en la imagen se muestra uno en el que las torres están unidas con el tablero por medio de cables limados "péndolas". ¿Piensan que este modelo podría ser, en algún aspecto, mejor que el que hicieron en esta práctica?

¿Cómo podrían comprobarlo?.

Ahora trata de resolver estas situaciones problematizadoras sobre puentes Actualmente las estructuras de los puentes son muy seguras. Para su construcción se llevan a cabo minuciosos estudios sobre el tipo de suelo donde se va a construir y sobre el viento propio de la región, entre otros factores. En México una de las principales consideraciones que los puentes deben cumplir con ciertas normas que garanticen que estas construcciones sean resistentes a los sismos. El tablero de los puentes experimenta grandes fuerzas que lo atraen al suelo, por lo que al colocar tirantes se mejora la estabilidad de la construcción. ¿A qué se debe la fuerza hacia abajo que experimentan los tableros? Describe cómo sumarías las fuerzas representadas en la figura para encontrar la fuerza resultante (U es la unidad de fuerza)

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10 Tomen la botella de agua y colóquenla sucesivamente en cada una de las posiciones que se indican en el esquema siguiente. Si es necesario, sujeten con las manos los cuadernos del puente. En cada caso tomen nota de lo que observen.

11 Midan la elongación de cada tirante al colocar la botella en cada posición. Registren sus mediciones. Reflexiona 1. ¿Qué efecto tiene el peso de la botella sobre el puente? 2 Completen la tabla siguiente con el registro de las elongaciones que midieron en el paso 11 Posición Elongación en (mm) Tirante 1 Tirante 2 Tirante 3 Tirante 4 Tirante 5

Tirante 6

Aunque la fuerza aplicada par la botella fue la misma en cada posición, los tirantes no reaccionaron de la misma manera en cada caso. ¿A que consideran que se debe eso?

¿Cómo fue la fuerza aplicada en los tirantes del puente cuando la botella estuvo en la posición 1?

Cuando la botella se coloca en las posiciones 4 y 5, ¿qué carros soportan mas esta fuerza? ¿Cómo lo saben?

¿Qué pasa con el puente cuando la botella se coloca en la posición 3?

Muestren mediante un diagrama de fuerzas como se transmite el peso del puente y de la botella al piso.

88 ¿Cómo actúan los hilos que unen la parte superior de las reglas con la espiral de los cuadernos y los que ¿Cómo actúan los hilos que unen la parte superior de las reglas con la espiral de los cuadernos y los que unen a las reglas por la parte unen a las reglas por la parte superior? superior?

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5. Energía potencial AE

Aprendizaje esperado: Utiliza las expresiones algebraicas de la energía potencial y cinética para describir algunos movimientos que identifica en el entorno y/o en situaciones experimentales Objetivo de la práctica Mediante la observación y registro de resultados obtenidos, el deberás ante lograr una mejor visión de lo que es la energía potencial y cómo un cuerpo al poseerla tiene la capacidad de realizar trabajo. INTRODUCCIÓN Energía es la capacidad de realizar trabajo. La energía se puede presentar de diversas formas, pero en esta actividad sólo hablaremos de la energía potencial; ésta es la energía que contienen los cuerpos en virtud de la posición que ocupan. Podemos decir que la energía potencial es la que se almacena en espera de ser utilizada para realizar trabajo. La energía química de los combustibles es potencial ya que es energía de posición de las moléculas y de las cargas eléctricas. Si la energía potencial está en función de la masa del cuerpo y de la gravedad, se llama energía potencial gravitacional. Si la energía potencial está en función de las propiedades elásticas de la materia que la posee, entonces se llama energía potencial elástica. Un ejemplo es un resorte comprimido. Como la energía está directamente relacionada con el trabajo, también es una cantidad escalar y se mide con las mismas unidades que el trabajo, es decir en Joules. La energía potencial gravitacional que posee un cuerpo en una posición determinada, se puede calcular por el trabajo que el peso de ese cuerpo realiza al caer desde esa posición hasta el nivel de referencia, entonces cuando un peso cae desde una altura (h), su peso realiza un trabajo y este se calcula con la ecuación matemática:

T=mgh MATERIAL -Flexómetro -Gises -Un carro de plástico o metal pequeño -Dos pesas diferentes -Báscula -Una placa de metal, plástico, o madera

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Procedimiento 1. Marca en la pared una altura de un metro con divisiones cada 20 cm. 2. De las diferentes alturas dejará caer cada una de las pesas, las cuales deben golpear al carro en la parte trasera donde se habrá colocado una placa de metal o madera en forma inclinada como se muestra la figura. 3. Marca en el piso la distancia que recorre el carro al ser golpeado por las pesas. Estos valores se anotarán en una tabla que el alumno registrará en su cuaderno.

TABLA DE DATOS Altura cm

Pesa 1 Distancia recorrida por carro

Pesa 2 Distancia recorrida por carro

20 40 60 80 100 Infiere y explica qué pasa 1. ¿Cómo se llama la fuerza que actúa sobre las pesas para que estas caigan? 2. ¿Qué tipo de energía tienen las pesas cundo se encuentran en lo alto? 3. ¿El carro realiza algún trabajo al ser golpeado por las pesas? Explica por qué. 4. ¿Qué relación hay entre la altura de la que cae el cuerpo y el desplazamiento del carrito? 5. ¿Por qué razón, cuando el cuerpo está a una mayor altura genera en el carro ese desplazamiento? 6. ¿Tendrá alguna relación la masa del cuerpo que dejo caer con el desplazamiento del carro? Explícalo. 7. ¿Qué ocurre con la energía que adquieren las pesas cuando golpean el carro? Aplicación práctica Una de las aplicaciones más conocidas de la energía potencial, se observa en las hidroeléctricas donde la energía potencial del agua genera el trabajo necesario para que las turbinas produzcan energía eléctrica. Otro ejemplo importante se observa cuando se construyen depósitos de agua en lugares altos y la energía potencial del agua realiza el trabajo de distribución a los lugares donde se requiere.

Conclusiones ¿Para qué te ha servido esta actividad? ¿Habrá algo donde tú puedas aplicar este fenómeno?

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6. Transformaciones de la energía cinética y potencial. AE

Aprendizajes esperados: Interpreta esquemas del cambio de la energía cinética y potencial en movimientos de caída libre del entorno. Trataremos de comprobar experimentalmente las transformaciones de energía potencial y cinética.

Material -Tabla o bloque de madera de 10 x 15 centímetros y 2 centímetros de grueso -Tres martillos: pequeño, mediano y grande -Tres clavos de hierro de cinco centímetros de largo -Regla graduada en centímetros

Desarrollo Al igual que todos los seres vivos, necesitamos disponer de energía, en sus diferentes formas, como luz, calor y, sobre todo, energía vital proveniente de los alimentos. Dicho lo anterior, atendamos de lleno alguna manifestación cotidiana de las transformaciones de energía potencial y cinética en situaciones del entorno, como las propuestas en el texto, analizando las siguientes actividades: Para levantar los cuerpos, necesitas realizar un esfuerzo que y depende básicamente del tamaño del objeto y su masa. Esto implica que has tenido que aplicar una fuerza que compense la atracción gravitacional de la Tierra sobre el cuerpo (su peso) y, consecuentemente, has usado cierta cantidad de energía corporal, que aumentó con la altura a la que levantaste el objeto. Como puedes ver, el objeto elevado requirió de cierta cantidad de energía para llegar hasta su posición y ésta se acumuló en forma de cierta capacidad para realizar trabajo o energía potencial que al soltar el objeto se puso de manifiesto en forma de movimiento (energía cinética) y después, al chocar contra los objetos colocados en la base, los deformó (manifestaciones de la energía mecánica). Tomando en cuenta lo anterior, junto con tus compañeros de equipo, ¿pueden revisar el entorno y mencionar algún o algunos aparatos que aprovechen la acumulación de energía potencial cuando se levanta un cuerpo y después se le deja caer para permitirle su movimiento? Toma nota cuidadosa de las propuestas justificando el porqué de las mismas: A reserva de coincidir con alguna de las propuestas que hayan hecho en la lista anterior, procede a poner la tabla o bloque de madera sobre la mesa de trabajo y toma por el mango el martillo menor de la lista de material; levántalo hasta una altura determinada (10 centímetros por encima la cabeza de un clavo colocado de punta en un lugar definido de la superficie del bloque de madera) y déjalo caer sin impulsarlo, sólo guiándolo. Mide qué tanto penetró el clavo en la madera, anotando el dato en la tabla de datos.

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Repite la acción colocando un clavo nuevo en cada ocasión, elevando el martillo hasta las alturas consignadas en la tabla y compleméntala con tus observaciones. Altura (centímetros)

Penetración del clavo con martillo mediano

Penetración del clavo con martillo pequeño

Penetración del clavo con martillo grande

10 30 50

Humedece un poco tus dedos pulgar e índice y con cuidado toca los clavos inmediatamente después de haber recibido el golpe, ¿qué notas? Autoevaluación 1. Al levantar los martillos, éstos adquieren energía 2. La energía adquirida por los martillos depende de 3. La energía del martillo elevado al caer se transforma en 4. La energía anterior se transforma en y

Con la intervención del docente del grupo, comenta con tus compañeros de equipo lo siguiente: ¿Qué tipo de energía adquirió el martillo al ser elevado? ¿Qué tipo de energía manifestó el martillo al caer? ¿Qué tipo de energía manifestó el martillo al golpear la cabeza del clavo? ¿Qué tipos de energía se transformaron en el proceso observado? Toma nota cuidadosa del resultado de la actividad propuesta.

Elabora el reporte final y compártelo con otros equipos.

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BLOQUE III

BLOQUE III. MODELO PARA DESCRIBIR LA ESTRUCTURA DE LA MATERIA 1. Mi café con leche AE

Aprendizajes esperados: • Diseña y elabora objetos técnicos, experimentos o modelos con creatividad, que le permitan describir, explicar o predecir algunos fenómenos físicos relacionados con las interacciones de la materia. Es importante que sepas La temperatura de un cuerpo cambia a una velocidad que es proporcional a la diferencia de las temperaturas entre el medio externo y el cuerpo. Necesitaremos 2 vasos de precipitado de 500ml 2 vasos de precipitado de 250ml 2 termómetros 2 mecheros 2 soportes universales con sus accesorios 1 reloj 1 pinza Lee el problema que se te muestra a continuación, puedes comentar con tus compañeros. 1.

Marilú acababa de preparar su café bien caliente cuando sonó el teléfono, era su amiga Alejandra. Como hacía tiempo que no platicaban, Marilú dejó en la mesa su café durante 10 minutos que duró la conversación. Marilú acostumbra tomar su café con leche, por lo que sacó del refrigerador un vaso pequeño de este alimento para mezclarlo con el café. Si el café estaba a 100 °C y la leche a 20 °C. A Marilú le gusta el café muy caliente y ella sabe física. ¿Cuál de las opciones crees que realizó para que el café quedara lo más caliente posible después de 10 minutos?

Agregó la leche inmediatamente después de servirse el café hirviendo e irse a hablar por teléfono.

Agregar la leche al café después de los 10 minutos que duró la conversación.

A Marilú no le interesa una opción en especial ya que ella sabe que la temperatura final será la misma

Manos a la obra •

Pon a hervir 300 ml de agua en cada uno de los vasos de precipitado de 500 ml, cuando esté hirviendo apaga los mecheros, (a uno de los vasos le llamaremos Vaso 1 y al otro Vaso 2).

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BLOQUE III

• A los vasos de 250 ml agrégales 200 ml de agua a temperatura ambiente. • Al Vaso 1 agrégale 200 ml de agua y mide su temperatura (Temperatura inicial vaso 1) y espera 15 minutos. • Al Vaso 2 mide su temperatura (temperatura inicial Vaso 2), espera 15 minutos y agrégale 200 ml de agua. • Registra la temperatura final (después de 15 minutos de ambos vasos. Vaso 1

Vaso 2

Temperatura inicial Temperatura final Compara los resultados con la respuesta que diste al inicio y redacta una breve conclusión de lo observado. Lee de nuevo la sección “Es importante que sepas”. ¿Qué opción eligió Marilú que sabe de física y conoce la ley del enfriamiento de Newton? Con la colaboración del Profr. Rodolfo Quezada

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BLOQUE III

2. Calor y temperatura AE

Aprendizajes esperados: · Describe la temperatura a partir del modelo cinético de las partículas con el fin de explicar fenómenos y procesos térmicos que identifica en el entorno, así como a diferenciarla del calor. · Argumenta la importancia de la energía térmica en las actividades humanas.

Es importante que sepas: La gente emplea frecuentemente el término calor. Por ejemplo cuando se calienta agua en una estufa se dice que la estufa transmitió calor al agua. Cuando se enfrían los alimentos se dice que el refrigerador extrajo calor de la comida. Estas ideas provienen de la antigüedad cuando se creía que el calor era una sustancia que pasaba de un cuerpo a otro, a esta se le llamaba calórico. De ahí proviene el término caloría como unidad de calor. Debes distinguir entre temperatura y calor. Para ello es preciso recordar que las sustancias están compuestas por pequeñas partículas en constante movimiento, es decir, tienen energía cinética. La energía cinética y la energía potencial total de las partículas se llama energía térmica. FÍJATE BIEN que la temperatura no es energía, la temperatura es una propiedad que nos permite saber hacia donde se mueve la energía térmica de un cuerpo cuando se pone en contacto con otro. La energía transferida de un cuerpo de mayor temperatura a otro de menor temperatura cuando se ponen en contacto, se llama CALOR. Necesitaremos: 1. 2. 3. 4.

Probeta graduada. Una fuente de calor, puede ser una estufa o un mechero. Dos trozos de cera de aproximadamente 200 gramos cada uno. Dos vasos de precipitado, se puede usar cualquier otro vaso en el que se pueda calentar agua, pueden ser vasos de aluminio.

Manos a la obra:

Coloque 100 ml de agua (aproximadamente 100 gramos), en el primer vaso y caliente hasta que hierva.

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Vierte el agua hirviendo sobre el trozo de cera colocado previamente en el suelo. 1. Describae lo que observas: 2. ¿Para derretir la cera se requiere de energía, de dónde procede esa energía?

Caliente ahora 300 ml (300 gramos) de agua hasta el punto de ebullición y viértalos en el segundo trozo de cera.

d) ¿Qué observas? Fíjate que: Los vasos con agua tenían la misma temperatura (100 °C), sin embargo el segundo vaso derritió más cantidad de cera, debido a que el segundo tenía más masa y por lo tanto mayor energía térmica. Cuando esta energía térmica se transfiere a otro cuerpo se llama CALOR. Es importante que sepas: La temperatura no depende de la masa del cuerpo, se mide en grados Celsius (°C), grados Fahrenheit (°F), grados kelvin (K), y grados Rankine (R). La energía térmica que se transfiere de un cuerpo a otro se mide en Joules (J) y en calorías (cal). Elige la respuesta correcta a cada pregunta de acuerdo a lo que has aprendido:

Dos recipientes contienen un litro de agua cada uno a una temperatura de 50 ° C. a) El agua de ambos tienen la misma energía térmica. b) El agua de ambos tiene diferente energía térmica. c) No se puede saber nada acerca de la energía térmica del agua de los recipientes. d) La energía térmica depende de la altura a la que se coloque cada recipiente.

2. A uno de los recipientes del problema anterior se le tiró medio litro de agua quedando de la siguiente manera. 2. A uno de los recipientes del problema anterior se le tiró medio litro de agua quedando de la siguiente manera:

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BLOQUE III

• Recipiente A 1 litro de agua a 50°C. • Recipiente B medio litro de agua a 50°C. a) El agua de ambos tienen la misma energía térmica. b) El agua de ambos tiene diferente energía térmica. c) No se puede saber nada acerca de la energía térmica del agua de los recipientes. d) La energía térmica depende de la forma de cada recipiente.

Dos recipientes contienen un litro de agua cada uno. El recipiente A tiene una temperatura de 50 °C y el recipiente B tiene una temperatura de 90 °C a una temperatura de 50 ° C. a) El agua de ambos tienen la misma energía térmica. b) El agua de ambos tiene diferente energía térmica. c) No se puede saber nada acerca de la energía térmica del agua de los recipientes. d) La energía térmica depende de la forma de cada recipiente.

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BLOQUE III

3. Qué lata con la Presión atmosférica AE

Aprendizajes esperados: • Describe la presión y la diferencia de la fuerza, así como su relación con el principio de Pascal, a partir de situaciones cotidianas. Es importante que sepas La presión atmosférica en un punto es numéricamente igual al peso de una columna de aire de área de sección recta unitaria que se extiende desde ese punto hasta el límite superior de la atmósfera, es decir, La presión atmosférica es la que ejerce la atmósfera o aire sobre la Tierra. Si consideramos un metro cuadrado sobre la superficie de la tierra al nivel del mar. La presión atmosférica será el peso de la columna vertical de aire de la atmósfera sobre la superficie de un metro cuadrado. Esto equivale aproximadamente a 101325 N/m2

Columna de aire

La columna de aire tiene Un peso aproximado de 101 325 N

Desde la superficie De la Tierra hasta la parte superior de la atmósfera

Una manera de medir la presión atmosférica es con un barómetro de mercurio, su valor se expresa en términos de la altura de la columna de mercurio de sección transversal unitaria y 760 mm de alto. Con base en esto decimos que una atmósfera (atm) estándar es igual a 760 mm Hg (milímetros de mercurio) debido a que la presión de una atmósfera mantiene una columna de mercurio de 760 mm. Utilizaremos por conveniencia la unidad Torricelli (torr) como medida de presión; 1 torr = 1 mm Hg. 1 atmósfera es igual a 101 325 N/m2 A las unidades N/m2 se les llama Pascales (Pa). Entonces 1 atmósfera es igual a 102 325 Pa. La atmósfera ejerce una presión sobre los objetos o personas situadas sobre la tierra. Esta presión no nos daña porque el cuerpo humano ejerce una presión en sentido contrario. Vamos a necesitar: -

Pinzas para sujetar un bote (La puedes fabricar con un trozo de alambre). Una lata de aluminio (de refresco). Fuente de calor. Recipiente de, aproximadamente 3 litros o más. Agua Plastilina. Plastilina

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BLOQUE III

Manos a la obra. • • • • •

Coloca agua en el bote de aluminio hasta llenar una décima parte. Calienta el bote con el agua hasta el punto de ebullición. Con mucho cuidado, sujeta el bote con las pinzas y sumérjalo en forma invertida dentro del recipiente con agua fría. Describe lo que sucede Explica por qué sucede lo anterior

De acuerdo a lo anterior contesta lo siguiente. Para esta actividad comenta con tus compañeros de otros equipos, investiga en tu libro y/o pregunta a tu profesor. Reflexiona y responde a lo siguiente: 1. Como tú ya sabes, la presión atmosférica se debe al peso de la columna de aire de la atmósfera sobre una superficie. De tal manera que cuando ascendemos, la presión disminuye debido a que dicha columna es más pequeña. 2.

Lucas padece de alta presión y le recomendaron mudarse de Toluca a la ciudad de Veracruz. Cuál es la explicación? a. En Veracruz el clima es más benéfico porque la presión es más alta que en Toluca. b. En Toluca hace mucho frío porque está a una gran altura sobre el nivel del mar (2679 m). c. Toluca está situada a una altura de 2679 m sobre el nivel del mar y Veracruz está al nivel del mar., por lo que la baja presión de Toluca, comparada con la de Veracruz, contrarresta la alta presión del cuerpo. d. Toluca está situada a una altura de 2679 m sobre el nivel del mar y Veracruz está al nivel del mar., por lo que la alta presión de Veracruz, comparada con la de Toluca, contrarresta la alta presión del cuerpo.

Abimael ha registrado una baja presión atmosférica en Monterrey por lo que se apresura a prevenir al público sobre un cambio en las condiciones atmosféricas. Explica lo sucedido. a. La baja presión hace que entre aire de otras regiones. b. La baja presión hace que baje la temperatura. c. La baja presión hace que salga aire hacia afuera de la región. d. La baja presión aumenta la temperatura

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BLOQUE III

4. Comprobación del equilibrio térmico AE

Aprendizaje Esperado: Describe la transformación de la energía en el entorno y actividades experimentales, en las que interviene la energía calorífica. Preguntas previas: 1. ¿Qué es calor? 2. ¿Qué es temperatura? 3. ¿Explica en qué consiste un equilibrio térmico? 4. ¿Cómo calcularías la energía que un cuerpo caliente le proporciona al cuerpo frío? 5. ¿En esta actividad qué forma de transmisión del calor puedes identificar más claramente? Anota tus respuestas antes de realizar los experimentos y al término de ellos contesta nuevamente para comparar ambas respuestas. Materiales: 1. 2. 3. 4. 5.

Dos tazas de cristal preferentemente. Una caja de acrílico o de cartón que la cierres con cinta para la hermeticidad. Café (café soluble) para que contraste y observes mejor). Parrilla eléctrica por si no tiene gas tu escuela. Una olla o recipiente en que calentar el agua.

Información: Dos sistemas que están en contacto mecánico directo o separados mediante una superficie que permite la transferencia de calor lo que se conoce como superficie diatérmica, se dice que están en contacto térmico. Al poner en contacto dos cuerpos a distinta temperatura, el de mayor temperatura cede parte de su energía al de menos temperatura hasta que sus temperaturas se igualan. Se alcanza así lo que llamamos "equilibrio térmico". La energía calorífica (calor) no pasa del cuerpo que tiene más energía al que tiene menos sino del que tiene mayor temperatura al que la tiene menor. Consideremos dos cuerpos en contacto térmico. Si entre dichos cuerpos no existe flujo de calor entonces se dice que ambos cuerpos se encuentran en equilibrio térmico.

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BLOQUE III

Actividad. Medir con un termómetro la temperatura de cada taza al inicio y al final del experimento Tomar nota e interpretar lo sucedido de forma individual Discutir en equipo los resultados. Anotar las conclusiones a nivel equipo. Hacer sus dibujos o diagramas.

· · · · ·

Establece que sucede si alternativamente metemos las manos primero en agua fría, después en agua caliente y finalmente en agua tibia concluye en base a lo ocurrido.

NOTA. Si el profesor consiguiera un calorímetro sería para reafirmar lo experimentado.

Consulta en fuentes bibliográficas confiables y responde: ¿Qué es? ¿Para qué se usa? y ¿Cómo se confecciona?

Investiguemos: ¿cómo se transfiere o cede calor de un cuerpo a otro? Material · · · ·

Dos bolsas de plástico sin agujeros, una con 200 mL de agua fría y otra con 200 mL de agua caliente Un termómetro Un recipiente de unicel de 1 L con tapa.

Procedimiento 1. Mide la temperatura de cada bolsa y luego introdúcelas al recipiente, de tal forma que estén en contacto. 2. Tapa el recipiente y espera 10 minutos 3. Transcurrido ese tiempo, abre el recipiente y mide la temperatura de cada bolsa con agua.

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Resultados y análisis 1. Contesta en tu cuaderno. a) ¿Cuál será la temperatura final de la bolsa con agua caliente? Explica; b) ¿Cuál consideras que será la temperatura final de la bolsa con agua fría? Argumenta tu respuesta. c) ¿Alguna de las bolsas de agua cedió calor? ¿Cuál? Si tu respuesta es afirmativa, menciona cuántas calorías. d) ¿Alguna de las bolsas recibió calor? ¿Cuál? Si tu respuesta es afirmativa, menciona cuántas. e) ¿El agua se mezcló? Argumenta tu respuesta. f) ¿Cuál es la diferencia de temperatura de las bolsas con agua? g) ¿Qué te dice eso sobre la temperatura de dos objetos en contacto? h) ¿Qué bolsa cedió energía? 2,. Comenta tus resultados en equipo y discutan sus respuestas para llegar a un consenso. ... Nota: es importante consultar en fuentes bibliográficas los nuevos términos y darlos a conocer a los integrantes de tu equipo o grupo. Como cierre de la práctica, se sugiere utilizar una estrategia de autoevaluación o coevaluación.

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BLOQUE III

Describe su funcionamiento ¿Qué se observara´ al apretar el corcho de la botella? ¿Qué sucede? Después ¿Qué ocurre cuando se afloja el tapón? Investiga ¿Cuál es el principio físico en que se basa su funcionamiento? ¿Hacia dónde se transmiten las presiones que se ejercen? ¿Cómo se llama éste principio? ¿Qué pasaría si el peso de un cuerpo es mayor que el empuje del agua? ¿Qué sucede al cuerpo? Si el peso del cuerpo disminuye y se hace menor que el empuje del agua. ¿A qué tiende el cuerpo? Práctica: ¿cómo funciona un manómetro y que aplicaciones tiene?

Aprendizajes esperados: Utiliza el modelo cinético de partículas para explicar la presión, en fenómenos y procesos naturales y en situaciones cotidianas ¿Qué se necesita? Un globo o papel transparente para envolver alimentos, un embudo chico, un tuba de vidrio, una manguera de látex, hilo o alambre delgado, una tabla o cartón de 10 x 40 cm, ligas, colorante vegetal, agua, un recipiente grande. Presiona ligeramente sobre el trozo de hule; el nivel de agua en la sección larga del tuba (donde pegaste la escala) aumentara. ´ La distancia que esta ascienda es una medida de la cantidad de presión sobre el trozo de hule. ¿Cómo hacerlo? -Corta un trozo de manguera de 10 cm y con ella une los tubos como se indica en la figura. -Fija los tubos a la tabla con el hilo o 0 alambre y arma el manómetro Como esta en la figura. Coloca la membrana elástica o 0 globo sobre la boca de!1embudo y sostenla con una liga. l -Colorea el agua con el colorante vegetal y viértela en el manómetro. Observa el nivel en las columnas y regístralo en tu cuaderno. -Sumerge el embudo del manómetro dentro del recipiente con agua. Responde: a) ¿Qué pasa con las columnas del manómetro? b) Cambia las profundidades a la que sumerges el manómetro y registra la altura del líquido en las columnas. Profundidad 1 Profundidad 2 Profundidad 3

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5. Comprobación del principio de Pascal AE

Aprendizajes esperados: Describe la presión y la diferencia de la fuerza, así como su relación con el principio de Pascal, a partir de situaciones cotidianas Información previa: Pascal estudió la presión de en los líquidos, que tiene unas características especiales. Dedujo la ley que lleva por nombre Principio de Pascal, en la que se basan diferentes aparatos de uso corriente. La presión en los líquidos se ejerce sobre el fondo y las paredes del recipiente que los contiene. En la masa del líquido la presión se ejerce en todos los sentidos. El conjunto de todas estas fuerzas se manifiesta como peso del líquido. Los vasos comunicantes son una consecuencia de las características especiales de la presión de los líquidos. Construye un recipiente como el que se sugiere para que puedas describir la presión y la diferencia de la fuerza que ejercen los líquidos en las paredes de un recipiente.

Materiales y procedimiento a) Recortar la parte superior de un envase de leche o jugo. b) Se hacen tres orificios laterales al bote; uno casi en el fondo, otro a la mitad y otro a 2 cm de altura; todos en la misma línea vertical. c) Cubrir los orificios con cinta adhesiva (Los tres a la vez) d) Agregar agua sin que llegue al borde e) Retirar cuidadosamente la cinta Describe y explica lo que observas.. ¿Por qué varía la longitud del chorro de agua? Dibújalos de acuerdo a como los observas Explica el Principio físico: “El agua ejerce mayor presión a mayor profundidad”

LUDION Frecuentemente observamos este pequeño juguete consistente en una esferita hueca de vidrio de la que cuelga un pequeño muñeco. Materiales: Un palillo de dientes. Una ampolleta vacía de inyección. Un trozo de hilo y una pequeña tuerca. Una botella con tapón de corcho. Instrucciones: La tuerca se amarra al trozo de hilo (3 o 4 cm) y este a su vez con un trocito de palillo por la parte media; este se introduce a la ampolleta y se hace que quede atravesado como lo indica la figura. A continuación se vierte agua en la botella hasta casi llenarla dejando una pequeña cámara de aire en el cuello, se introduce el aparato dentro de la botella y se tapa esta con el corcho.

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c) ¿Varió la altura del líquido en las columnas o se mantuvo igual? Para concluir: 1. Discute con tus compañeros a que se debe y para que se utiliza un manómetro. 2. Anota tus conclusiones. 1. Mediante una lluvia de ideas mencionen que aplicaciones se da al manómetro y escríbelas. Funcionamiento de un manómetro

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6. ¿Cómo funciona un manómetro y que aplicaciones tiene? AE

Aprendizajes esperados: Utiliza el modelo cinético de partículas para explicar la presión, en fenómenos y procesos naturales y en situaciones cotidianas ¿Qué se necesita? Un globo o papel transparente para envolver alimentos, un embudo chico, un tubo de vidrio, una manguera de látex, hilo o alambre delgado, una tabla o cartón de 10 x 40 cm, ligas, colorante vegetal, agua, un recipiente grande. Presiona ligeramente sobre el trozo de hule; el nivel de agua en la sección larga del tubo (donde pegaste la escala) aumentará. La distancia que ésta ascienda es una medida de la cantidad de presión sobre el trozo de hule. ¿Cómo hacerlo? -Corta un trozo de manguera de 10 cm y con ella une los tubos como se indica en la figura. -Fija los tubos a la tabla con el hilo o alambre y arma el manómetro Como esta en la figura. Coloca la membrana elástica o globo sobre la boca de!1embudo y sostenla con una liga. l -Colorea el agua con el colorante vegetal y viértela en el manómetro. Observa el nivel en las columnas y regístralo en tu cuaderno. -Sumerge el embudo del manómetro dentro del recipiente con agua. Responde: a) ¿Qué pasa con las columnas del manómetro? b) Cambia las profundidades a la que sumerges el manómetro y registra la altura del líquido en las columnas. Profundidad 1 Profundidad 2 Profundidad 3 c) ¿Varió la altura del líquido en las columnas o se mantuvo igual? Para concluir: 1. Discute con tus compañeros a que se debe y para que se utiliza un manómetro. 2. Anota tus conclusiones. 3. Mediante una lluvia de ideas mencionen que aplicaciones se da al manómetro y escríbelas. Manómetro

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Preguntas 1. ¿Qué sucedió al oprimir el émbolo de la jeringa grande? 2. Cuando oprimiste la jeringa pequeña ¿qué sucedió con las otras? 3. Si sustituyes una jeringa de 3 ml con una de insulina y presionas el émbolo de ésta última ¿qué pasará? 4. ¿A qué se debe lo ocurrido? Explica. 5. ¿Tendrá alguna relación este fenómeno con el diámetro de la jeringa? ¿Cuál? 6. Aparte de los ejemplos que se te dan, anota el nombre de algunos aparatos que conozcas, donde se aplique la fuerza hidráulica para su funcionamiento 7. ¿En este fenómeno se cumple el principio de la conservación de la energía y el trabajo? Explica por qué. Elabora tus conclusiones

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7. Las jeringas hidrostáticas una aplicación del principio de Pascal AE

Aprendizajes esperados: Describe la presión y la diferencia de la fuerza, así como su relación con el principio de Pascal, a partir de situaciones cotidianas Objetivo de esta experiencia verificarás el Principio de Pascal, utilizando un líquido contenido en un recipiente para reconocer su aplicación en algunos artefactos de la vida diaria. Introducción El físico francés Blaise Pascal aportó mucho a la ciencia, entre lo que realizó, destacan sus estudios acerca de la hidráulica. El principio que lleva su nombre establece que “cualquier cambio de la presión en la superficie de un fluido confinado, se transmite a todos los puntos de éste, con la misma intensidad y en todas direcciones.” Por ejemplo: si en el lugar donde bombean el agua para una ciudad aumenta la presión en 10 unidades, entonces en cualquier punto de la tubería del sistema habrá aumentado en 10 unidades la presión, siempre y cuando el líquido esté encerrado y en reposo. Material -2 jeringas de 3 ml -1 jeringa de 5 ml -2 m de manguera para pecera -Una “ Y ” o “ T ” de plástico -Una jeringa para insulina -15 ml de aceite rojo o agua con anilina -Dos soportes universales sin anillo -Tres nueces dobles -Tres pinzas para bureta

Procedimiento 1. Arma los soportes colocando en uno de ellos dos nueces con dos pinzas y en el otro una nuez con unas pinzas, de modo que las dos de 3 ml queden paralelas en ambos soportes y la tercera de 5 ml forme un triángulo con las otras dos. 2. Sujeta con las pinzas las jeringas de 3 ml en forma paralela una a la otra, con el émbolo hacia arriba. 3. Aspira el aceite con la jeringa de 5 ml 4. Sujeta la jeringa con el émbolo hacia abajo como se muestra en la fig. 5. Corta la manguera en tres partes. 6. Comunica las tres jeringas con la “ Y “ de plástico. 7. Fíjate con mucha atención en las escalas de las tres jeringas 8. Oprime el émbolo de la jeringa de 5 ml, observa las jeringas de 3 ml y registra tus valores 9. Oprime otro de los émbolos y observa en las jeringas restantes

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8A. Temperatura y sus escalas de medición AE

Aprendizajes esperados: Describe la temperatura a partir del modelo cinético de partículas con el fin de explicar fenómenos y procesos térmicos que identifica en el entorno, así como a diferenciarla del calor En ésta serie de experiencias experimentales aprenderás a diferenciar algunos conceptos como calor y temperatura a través de experimentos. Conocerás además las diferentes unidades que se utilizan para medir la temperatura y comprenderás la importancia del calor en la vida del ser humano, así como las aplicaciones derivadas de su empleo tanto en el hogar como en la industria. 1 Medición de la temperatura. EI uso del termómetro

Propósito Identificar el calor, sus efectos y relacionarlo con la temperatura y su medición. La mayoría de las sustancias se expanden o se dilatan al calentarse; esto no ocurre con el agua en estado sólido. A los 0 °C el agua se solidifica, es hielo, y al aumentar su temperatura hasta los 4°C, en lugar de expandirse se contrae, por lo que su volumen disminuye. A partir de los 4 °C se incrementa la dilatación del agua, como en las demás sustancias. Reflexiona y discute las siguientes cuestiones con tus compañeros y compañeros a de equipo o grupo. Si es necesario, investiga en tu libro de Ciencias II. a) ¿Has visto el calor?, ¿puedes describirlo?, ¿cómo lo identificas? b) ¿Qué es el calor? c) ¿De qué forma es posible obtener calor? d) Todos los cuerpos (seres vivos, objetos, gases, sustancias, etcétera tienen temperatura?, ¿cómo puedes identificarla? e) ¿Qué es la temperatura? f) ¿A qué se debe la temperatura de un cuerpo? g) ¿Qué relación hay entre calor y temperatura?

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8B. Experimenta con el equilibrio térmico. Material · ·

Agua 2 recipientes del mismo material, donde se pueda calentar agua: uno de 250 y otro de 500 ml, aproximadamente 2 mecheros de Bunsen 2 soportes universales Reloj con segundero Termómetro de laboratorio

· · · · · Procedimiento ü ü ü ü

Vierte agua en cada uno de los recipientes hasta la mitad de su volumen. Con el termómetro registra sus respectivas temperaturas. Colócalos en los soportes y caliéntalos. Después de dos minutos, introduce el termómetro con cuidado en ambos recipientes y registra la temperatura. ü Recipiente de 250 ml: ü Recipiente de 500 ml: En la primera actividad, ¿qué temperatura tenía el agua? Contesta las cuestiones siguientes:

¿cuál fue la temperatura registrada? a) Después de calentar el agua, cual fue la temperatura registrada? b) ¿En cuál recipiente fue mayor fa l temperatura? c) ¿A qué crees que se deba esta diferencia de temperatura? d) Si se calienta el agua hasta que hierva, ¿será igual o diferente la temperatura del agua en ambos recipientes? ¿Por qué? Continúa calentando el agua algunos minutos después de su ebullición. Registra la temperatura en la gráfica de la derecha (emplea calores diferentes para señalar la temperatura de cada recipiente). e) Registra el tiempo que tardó en hervir cada uno. Recipiente chico: ________ Recipiente grande: ________ f) ¿Cuál de los dos recipientes requirió mayor tiempo? ¿Porque? ________________________________ g) AI hervir, ¿cuál es la temperatura del agua en cada uno de los dos recipientes? h) Si continúas aplicando calor, lo que ocurre con la temperatura en los dos recipientes? i) La cantidad de energía que se le transmitió a ambos recipientes durante el tiempo estimado se llama:

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j) Escribe la principal diferencia entre calor y temperatura. Después deja que se enfríe el recipiente grande y tira el agua. Ponle la misma cantidad de agua que tenía pero fría; en seguida, con cuidado, toma el otro recipiente y vierte el agua caliente que contiene en el recipiente grande. Registra la temperatura. k) ¿Que sucedió? I) ¿Por qué? m) Al mezclarse las dos cantidades de agua, alcanzaron la misma temperatura? n) ¿Porque? ¿Por qué?

8C. Observa la dilatación de sólidos y fluidos. • • • • • • • • •

Globo del número 7 50 ml de agua coloreada con anilina Tornillo grueso de 3 o 4 cm de largo con su tuerca correspondiente Matraz de 100 ml con tapón bihoradado Matraz Erlenmeyer de 250 ml 20 cm de tubo de vidrio de 6 mm de diámetro (que corresponda al diámetro del orificio del tapón) Soporte universal con pinzas para bureta Pinzas para crisol Mechero de Bunsen

Procedimiento -Inserta el tubo de vidrio en el tapón bihoradado. -Vierte el agua coloreada en el matraz de 100 ml hasta que cubra más de la mitad de la longitud del tubo de vidrio.

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-Sostén con las pinzas para bureta el matraz y caliéntalo lentamente, sin que el agua hierva. a) ¿Que´ sucede con el agua en el matraz? ¿Por qué? ´ el tornillo con las pinzas -Toma el tornillo y verifica que entre y salga perfectamente de su tuerca. Toma solo para crisol y caliéntalo inmediatamente, con ayuda de las pinzas y con cuidado, trata de enroscarlo en su tuerca.

b) ¿Que´ sucede? ¿Por qué? ¿Porque?

-Coloca en la boca del matraz de 250 ml el globo sin inflar, después instala el matraz en el soporte; cuida que este bien sostenido. Calienta durante 10 segundos el matraz y observa que pasa con el globo. c) ¿Que´ sucede? ¿Por qué? d) ¿Que´ fenómeno observaste durante el experimento? e) ¿Qué crees que pase con las moléculas al experimentar la dilatación?

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BLOQUE IV. MANIFESTACIONES DE LA ESTRUCTURA INTERNA DE LA MATERIA

1. Inducción eléctrica AE Aprendizajes esperados: • Identifica las ideas y experimentos que permitieron el descubrimiento de la inducción electromagnética.

I.- Debes saber que: La palabra electricidad proviene del griego electrón, nombre de una resina hoy conocida como ámbar. Los antiguos griegos observaron que al frotar esta resina con un trozo de piel, la resina adquiría la propiedad de atraer pequeños cuerpos. Este fenómeno observado por los griegos permaneció sin una explicación racional, es así que a lo largo de los años, la gente observaba que al frotar el cabello seco con un peine, se desprendían chispas. A principios del siglo XIX, el físico danés Cristian Oersted descubrió que las cargas eléctricas en movimiento producen un campo magnético, este descubrimiento sentó las bases para la construcción de los motores eléctricos.

Tiempo después de Oersted, otro científico, el inglés Michael Faraday descubrió el fenómeno contrario: un campo magnético en movimiento produce corriente eléctrica. Este descubrimiento permitió que más tarde se inventaran los generadores eléctricos que son los aparatos que producen la electricidad que actualmente consumimos.

II.- Manos a la obra A.

Necesitarás • Imán en forma de barra. • 1.5 m de alambre de cobre esmaltado. • Brújula. • Vaso. • Regla. • Tijeras. • 4 abrazaderas de plástico pequeñas. . Forma una bobina enrollando el alambre de cobre en un vaso dejando libre aproximadamente 40 centímetros al inicio y al final. Con cuidado saca la bobina y sujétala con las abrazaderas para que no se desbarate.

2. Enrolla Enrolla loslos extremos del alambre en la brújulaen y conéctalos. extremos del alambre la brújula y conéctalos.

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NOTA La brújula funcionará como un galvanómetro, es decir que si por el alambre que tiene enrollado circulara corriente eléctrica, ésta lo detecta flexionando la aguja.

1. Sujeta la bobina con una mano y con otra mete y saca el imán del interior. 2. Anota lo que observas. 3. Explica lo sucedido. I.- Resuelve los siguientes problemas aplicando lo que ya sabes y lo que has aprendido en la presente actividad. 1. ¿Por qué en el experimento realizado, la aguja de la brújula se mueve en uno y otro sentido?

2. ¿Por qué la corriente producida en el experimento es alterna? 3. ¿La corriente eléctrica que llega a nuestras casas es alterna y mide 60 ciclos, es decir? ¿Cuánto cambia de dirección en cada segundo?

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2. El electrón La siguiente actividad es interactiva, entra a la Plataforma SiaEducación en el sitio http://coleccion.siaeducacion.org/node/1603 y descarga los tres archivos que ahí aparecen (Uno de Word y dos de flash). Colócalos en una carpeta y trabaja sobre el Word que te activará las simulaciones.

Aprendizajes esperados: • Relaciona la búsqueda de mejores explicaciones y el avance de la ciencia, a partir del desarrollo histórico del modelo atómico. • Describe la constitución básica del átomo y las características de sus componentes con el fin de explicar algunos efectos de las interacciones electrostáticas en actividades experimentales y/o en situaciones cotidianas. Los electrones son partículas que tienen algo especial: carga eléctrica. Para saber lo anterior, los científicos fueron moldeando ideas, poco a poco. Conozcamos cómo fue este proceso. Preguntas de exploración: Antes de realizar la actividad recordemos algunos hechos relacionados con la electricidad. Investiga en tu libro de texto lo siguiente:

¿Qué sucede si dos partículas de diferente signo de carga eléctrica se encuentran muy cerca?

¿Cuál es la relación de un rayo con la electricidad?

Si un objeto electrizado se acerca a otro sin tocarlo y de repente se atraen entre ellos, ¿qué método de electrización hubo en este proceso? Debes saber que: La materia está hecha de átomos y éstos, a su vez, de neutrones, protones y electrones. ¿Cómo se llegó a tener este conocimiento? Sobre todo, ¿cómo sabemos hoy que existe el electrón?

¿Thomson es el único que estudió el electrón? Expliquen.

El modelo atómico de Dalton consistía en pequeñas esferas, ¿cuál es la diferencia entre los modelos atómicos de Dalton y de Thomson?

¿El modelo atómico de Thomson se utiliza hoy en día o existen otros modelos? Expliquen.

¿Por qué Thomson realizó tres experimentos diferentes en lugar de hacer solamente uno?

¿Thomson quería "descubrir" los electrones o por qué los propuso?

Veamos con más detenimiento un aparato parecido al que ocupó J. J. Thomson para cuantificar la carga/masa del electrón. Experimenten con el siguiente interactivo y contesten las preguntas.

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1. ¿Cómo se logra un movimiento vertical en el haz de electrones? 2. ¿Cómo se logra un movimiento horizontal en el haz de electrones? 3. Si los electrones tuvieran carga eléctrica positiva, ¿cuál sería el efecto en el movimiento del haz de partículas?

4. Si en el interactivo sustituyéramos los imanes por otro par de placas que generen un segundo campo eléctrico, ¿cómo podríamos lograr un movimiento horizontal? Recuerda que: El tubo de rayos catódicos (en inglés se le conoce como CRT, Catodic Ray Tube) fue "el abuelito" de los cinescopios de las televisiones y de los antiguos monitores de las computadoras. Investiguen por equipos en Internet cómo funciona una televisión tipo CRT, una de LCD y una de plasma, escriban las diferencias de estos televisores y entreguen un reporte de dos cuartillas -incluyendo imágenes- al profesor.

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3. Conductores AE

Aprendizaje Esperado: Explica la corriente y resistencia eléctrica en función del movimiento de los electrones y de los materiales. Materiales 1. 2. 3. 4. 5. 6. 7. 8.

Alambre de cobre Alambre de fierro Tornillo de bronce Anillo de oro Anillo de plata Alambre de acero inoxidable Aluminio Multímetro de auto rango

Información El flujo o corriente de electrones ocurre en materiales que son llamados conductores, debes de saber que los electrones que se mueven simultáneamente de un átomo al continuo lo hacen con muy alta velocidad y así se forma la corriente eléctrica, para ello vas a probar de manera muy simple, si conduce electrones o no. Para este caso solo usaremos buenos conductores que son los materiales anteriormente mencionados. Explicación El multímetro es un instrumento que sirve para ver si hay continuidad, ¿qué es esto? Un flujo de electrones. Selecciona con la manivela o selector de la función el símbolo .))) , ya seleccionado prueba las puntas del multímetro, se escuchará un pillido que indica que si hay flujo. Precaución El multímetro al seleccionar bocina .))) puede darte la opción de diodo y entonces busca el botón con ambos íconos y presionándolo una vez para que cambie a .))) Cada material que toques en extremos se escuchará la sirena y esto denota que conduce corriente.

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Actividades para el alumno 1. Pon en orden tus materiales para irlos probando. En la siguiente tabla, palomea si es conductor o no conductor los materiales que están en la tabla. MATERIAL Alambre de Cobre Alambre de Fierro Tornillo de Bronce Anillo de Oro Anillo de Plata Aluminio

CONDUCTOR

NO CONDUCTOR

2. Realiza un dibujo que incluya el multímetro y la forma de probar un material.

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4. Medición de la resistencia eléctrica AE

Aprendizaje Esperado: Explica la corriente y resistencia eléctrica en función del movimiento de los electrones y de los materiales. Materiales: 1. Resistencias eléctricas de varios ohmios. 2. Multímetro digital de autorango.

Información: la corriente tiene limitaciones en cuanto a su flujo, las resistencias eléctricas regulan el flujo de un circuito eléctrico, las hay de distintas capacidades, contienen grafito, alambres y porcelana, hoy conocerás la forma de cómo medir su resistencia con la ayuda de tu maestro. Explicación El multímetro es un instrumento que sirve medir la resistencia eléctrica de una resistencia, se mide en paralelo la resistencia. Precaución El multímetro debe tener seleccionada con su mariposa o selector en el símbolo de unidad ohm que es la letra omega griega.

Actividades del alumno: RESISTENCIA

MEDICIÓN DEL MULTÍMETRO

R1 R2 R3 Realiza un dibujo de lo que hiciste y explícalo con tus palabras.

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5. No conductores AE

Aprendizaje Esperado: Explica la corriente y resistencia eléctrica en función del movimiento de los electrones y de los materiales. Materiales · · · · · · · ·

Porcelana Vidrio Madera Corcho Hule Plástico Cuero Multímetro de auto rango

Información El flujo o corriente de electrones no es posible en materiales aislantes o no conductores para demostrarlo es necesario probar los materiales solicitados con el multímetro. Explicación Con el multímetro se probarán los siete materiales solicitados. Si no conducen no se escuchará el sonido o sirena del multímetro. Recomiendo probar continuidad un material para estar seguro que el multímetro funciona.

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BLOQUE IV

Actividades para el alumno 1. Pon en orden tus materiales para irlos probando. En la siguiente tabla, palomea si es conductor o no conductor los materiales que estรกn en la tabla. MATERIAL

CONDUCTOR

Porcelana Vidrio Madera Corcho Hule Plรกstico Cuero

NO CONDUCTOR (aislante)

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BLOQUE V. CONOCIMIENTO, SOCIEDAD Y TECNOLOGÍA

1. Proyecto: Satélites naturales y artificiales de nuestro planeta. AE

Aprendizajes esperados: • Aplica e integra conceptos, habilidades, actitudes y valores mediante el diseño y la realización de experimentos, investigaciones, objetos técnicos (dispositivos) y modelos, con el fin de describir explicar y predecir fenómenos y procesos del entorno. • Desarrolla de manera más autónoma su proyecto, mostrando responsabilidad, solidaridad y equidad en el trabajo colaborativo; asimismo, reconoce aciertos y dificultades en relación con los conocimientos aprendidos, las formas de trabajo realizadas y su participación en el proyecto. • Plantea preguntas o hipótesis que generen respuestas posibles, soluciones u objetos técnicos con imaginación y creatividad; asimismo, elabora argumentos y conclusiones a partir de evidencias e información obtenidas en la investigación. 1.

Para llevar a cabo este proyecto puedes apoyarte en el Software Educativo , principalmente en la sección Este software lo encuentras en el CD que acompaña el libro La Enseñanza de la Física

Tu profesor de física deberá apoyarte en la organización del trabajo que vas a realizar.

Algunas problemáticas que podrían resolverse con el proyecto pueden ser las siguientes: a) Qué son los satélites naturales y para qué sirven. b) Cuáles son algunos de los satélites que giran alrededor de nuestro planeta. c) Para qué se construyó la Estación Espacial Internacional y cómo funciona. d) La importancia de los satélites estacionarios. e) Los satélites naturales y el futuro de las telecomunicaciones.

Se sugiere que presentes tu proyecto en forma electrónica para que puedas utilizar las animaciones del software .

¿Qué actividades profesionales se relacionan con la física? ¿Cuál es su importancia en la sociedad? Aprendizajes esperados: Argumenta los beneficios y perjuicios de las aportaciones de la ciencia y la tecnología en los estilos actuales de vida, en la salud y en el ambiente. El objetivo más importante es que puedas aplicar los conocimientos que adquiriste a lo largo de las sesiones trabajadas. Recuerda que los proyectos de ciencias tienen diferentes propósitos; entre ellos plantear, analizar y reflexionar las preguntas relacionadas con tu entorno y con la sociedad en la que vives. En la planeación: 1. 2. 3. 4. 5. 6.

Detección de un tema o problema de interés que se pudieran resolver o que tenga una solución. Análisis de la pregunta elegida Pregúntate o responde ¿qué sabes del tema? Plantear un propósito Detallar tu planeación: Definiendo las actividades de cada miembro del equipo

Calendarizar

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4) Espera a que se derritan 5) Cuando los hielos se hayan derretido, señala el nuevo nivel. Explica ¿Por qué permanecen igual ambos niveles? ¿Cómo explicamos esto? Normalmente ¿qué ocurre cuando un cuerpo aumenta su temperatura? ¿Qué sucede al hielo cuando se derrite? ¿A qué conclusiones podemos llegar? Consulta ¿qué ocurre si el agua tiene una temperatura entre los 0 y los 4º C?,

Esa propiedad del agua ha permitido la vida sobre la tierra. Cuando el agua se enfría, se forma hielo que flota y actúa como aislante térmico. Así pueden vivir peces debajo del hielo que cubre algunos lagos y mares. Después, definieron de manera general lo que esperaban indagar, para que lo harían y cómo lograrlo. Con ello propusieron una serie de actividades que organizaron. Planeación del proyecto Problemática identificada La sociedad actual tiene poca cultura respecto al cambio climático .

Posible solución

Diseñar un experimento sencillo que permita entender el efecto invernadero

Propósito

Con un experimento convencer sobre el efecto invernadero

¿Qué haremos?

Dónde Cuánto investigamos tardaremos En Internet y en Dos días. en textos e especializados

Buscar información textos Internet,. diseñaremos un experimento

Contenidos del bloque que se pueden usar Radiación electromagnética, calor y temperatura

Recursos necesarios Computadora, internet. Material para realizar un experimento

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Realiza el experimento de efecto invernadero (para incrementar tu cultura científica respecto al problema del cambio climático) Preguntas previas: Si en nuestro planeta no existiera la atmósfera ¿Qué pasaría? ¿Por qué? Enumera algunos componentes del aire presentes en la atmósfera e indica que función tienen algunos de ellos Las siguientes preguntas son importantes para explicar qué debe ocurrir para que nuestro planeta esté helado ¿De dónde llega la energía calorífica y luminosa a nuestro planeta?. ¿Por qué entonces decimos que el planeta estaría helado si no tuviésemos atmósfera? Toma en cuenta lo siguiente: Si la Tierra sin atmósfera empezara a calentarse, ella también empezaría a emitir calor, que al no haber atmósfera se iría directamente al espacio. Si la Tierra recibe calor del Sol pero ella emite al espacio la misma cantidad, entonces no se calentaría. ¿Cómo se llama la forma de emisión de calor por el Sol? ¿Qué tiene que ver esto de la energía con que la Tierra esté helada? Los cuerpos que están muy calientes, es decirlos que tienen alta temperatura ¿Qué emiten? En caso contrario ¿Qué ocurre con un cuerpo que está frío?

Diseña un experimento para demostrar el efecto invernadero. Se sugiere consultar fuentes confiables. ¿Cuándo el hielo se derrite aumenta el nivel del agua?

Material necesario: · · ·

Vaso lleno de agua hasta la mitad. Dos cubitos de hielo. Rotulador.

Sigue estos pasos 1) Llena un vaso de agua hasta la mitad 2) Agrega cubitos de hielo y échalos en el vaso. 3) Marca la altura exacta hasta la que llega el agua.

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BLOQUE V

Propuestas y actividades Revisa estos conceptos para que aumentes tu cultura científica en cuanto al cambio climático. ¿Cómo mostrar la importancia de un razonamiento científico?

¿Qué experimento puedes realizar con facilidad frente al grupo? ¿Cómo analizarías los resultados para obtener conclusiones? ¿Cómo mostrarías la importancia de un razonamiento científico para tomar una decisión?

Pregunta guía: ¿se entiende la importancia del efecto invernadero en el problema del cambio climático? Investigar en revistas de divulgación científica, libros e Internet, entre otros, que significa el efecto invernadero. Explicar ¿ por qué este fenómeno se da en la atmosfera y es el mismo que sucede en cualquier invernadero de ´ plantas con paredes de vidrio?. Explica: ¿A qué se debe el calor que sentimos al entrar en un coche que ha permanecido cerrado, bajo el sol? Experimento para probar el efecto invernadero Material: dos termómetros digitales, un frasco de vidrio transparente en el que quepa el termómetro, un reloj, una lámpara de calor, una hoja de registro. Procedimiento 1. Coloquen los dos termómetros, uno al lado del otro bajo la Lámpara de calor, o directamente bajo el Sol. 2. Esperen unos tres minutos hasta que los dos termómetros se estabilicen y den la misma medida. Apunten ese dato, temperatura y tiempo en la hoja de registro. 3. Cubran uno de los termómetros con el frasco de vidrio. 4. Asegúrense de que el frasco no Ie hace sombra al otro termómetro. 5. Apunten la temperatura de cada uno de los termómetros durante los siguientes 10 minutos, cada minuto Análisis de resultados y conclusiones AI comparar los resultados de cada termómetro se comprueba el efecto invernadero producido dentro del bote de vidrio. Los gases invernadero activan como el vidrio, atrapando parte del calor producido al ser la luz absorbida y reemitida. Los últimos 200 años el CO que es el gas invernadero más abundante producto del uso de combustibles fósiles, se ha incrementado de 280 a 380 partes por millón. La comparación del aumento de CO con el aumento de temperatura es uno de los elementos que hacen suponer qu el cambio climático tiene que ver con el uso de energía por parte del ser humano. Propuestas y actividades para esta fase 1. Después de llevar a cabo las actividades planeadas, hay que clasificar los datos obtenidos. 2. Con base en las mediciones, se podrá explicar en qué consiste el efecto invernadero y cómo puede afectar al planeta.

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2. Curiosidad por las estrellas Astronomía y sus procedimientos de investigación: observación, sistematización de datos, uso de evidencia

Aprendizajes esperados; Reconoce características de la ciencia, a partir de los métodos de investigación empleados en el estudio del Universo y la búsqueda de mejores explicaciones Conocimientos previos ¿Qué es astronomía? Los antepasados y pueblos antiguos ¿Cómo determinaban la duración del año? Al no contar con telescopios, ni algún otro tipo de aparatos como los que ahora usan los astrónomos ¿cómo te imaginas estudiaron el Universo? ¿Qué procesos de observación y análisis permitieron conocer el movimiento de los astros? Cómo es la astronomía, ayer y hoy Los inicios de la astronomía se encuentran en la observación paciente y sistemática del cielo: la identificación de las estrellas y sus posiciones relativas, la ubicación de la salida y la puesta del Sol, las fases de la Luna. Estas observaciones se realizaban día a día y se registraba el movimiento de unos astros en relación con otros. Observaban, por ejemplo, en momentos como el amanecer y el atardecer, cuando todavía se perciben estrellas antes de que el Sol ilumine todo, o antes de que se oculte por completo. Los antiguos habían registrado que cada día el Sol salía o se ponía con una diferencia de un grado, de este a oeste, con respecto a alguna estrella o conjunto de estrellas que observaban siempre en la misma posición a una misma hora. De esta forma en un primer día había un grado de diferencia, al segundo día dos grados y así sucesivamente. Con ello se dieron, cuenta de que después de un poco, más de 360°, es decir, el trazo de una circunferencia completa, el Sol guardaba la misma relación que al inicio de las observaciones. Con ello se determinó entonces la duración del año, que es de 365.24220 días. Lo mismo observaron para la Luna, pero en este caso la diferencia de cada día era de doce grados, por lo que establecieron que el mes dura 29.57333 días. Desde luego que en la Antigüedad estos periodos no se determinaron con esa precisión. Para poder hacer esas observaciones, los antiguos tuvieron que conocer algo de matemáticas y desarrollar una forma de medir los ángulos. Con esto, podemos darnos cuenta de lo importante que fue, y sigue siendo, la observación sistemática; el registro de lo observado todos los días a la misma hora Actividad Te proponemos realizar una identificación de estrellas. Es ideal que la realices en equipo. Puedes citar a tus compañeros en la noche, de preferencia que tus padres te acompañen. Si vives en una ciudad grande, deberás elegir una noche clara para que puedas ver algunas estrellas.

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Propuestas de actividades para la fase 1. Después de llevar a cabo las actividades planeadas, analizar la información obtenida. 2. Con base en los resultados, resolver el problema que se plantearon y obtener conclusiones. Estas serán las que se presentarán en la siguiente fase del proyecto. En este caso el grupo hizo una dinámica. Se organizaron equipos de 5 personas y se les repartió el folleto diseñado. AI cabo de 15 minutos cada equipo dio su opinión acerca de las medidas propuestas. Se plantearon cuales les parecieron buenas medidas y cuales respecto al ahorro de energía. De las conclusiones de esta dinámica se decidirá cómo hacer la versión del folleto final de ahorro de energía. Para que esta dinámica funcione, el equipo deben distribuirse las actividades y explicarle bien a los participantes los criterios científicos detrás de las medidas de ahorro propuestas. Fase final Presenten los resultados de su proyecto con base en el medio de divulgación que eligieron. Con base en los resultados, expliquen los problemas o dificultades que tuvieron, así como las cosas que aprendieron. Les recomendamos destacar los beneficios que les aporto el desarrollo del proyecto.

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Es importante que consigas una carta estelar en algunas revistas de astronomía para aficionados o en Internet. Páginas que te recomendamos son www.astroviewer.com, que la encuentras en español, y www.elcielodelmes.com En estos sitios puedes obtener la imagen del cielo de tu localidad a la hora que hagas la observación. También puedes preguntar a personas de tu localidad que sepan cómo observar el cielo. Con la carta estelar podrás observar el cielo y ubicar constelaciones y ciertas estrellas importantes, así como algunos de los planetas visibles en la época que hagas la observación. Registra tus observaciones en tu cuaderno y haz un mapa del cielo que observes. Comenta tus resultados con tu profesor y tus compañeros. En la figura se muestra un ejemplo de carta estelar. En ella aparece la bóveda celeste y el centro es cuanto miras hacia arriba (90°). Conforme observas con menor ángulo te acercas a lo que se ve en el perímetro, ese es tu horizonte. Debes tomar en cuenta su orientación de acuerdo con los puntos cardinales, los cuales vienen marcados en los mapas estelares.

Carta o mapa estelar, desde la Ciudad de México (agosto). El centro de la figura es lo que observas verticalmente. Los bordes representan el horizonte, que es lo que ves de forma horizontal, cerca de la superficie terrestre. Fuentes: www.elcielodelmes.com galileo.rice.edu/sci/brahe.html www.tychobrahe.com/UK/om_tycho.htm

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Actividad experimental Construcción de un pequeño telescopio Objetivo: Conocer el funcionamiento básico de un telescopio refractor. Material: • Dos lupas, una más pequeña que otra, la más pequeña debe tener menor distancia focal; si una de las lupas es muy grande puede requerir un tubo más largo. Dos tubos de cartón como los de papel de baño; cinta adhesiva; navaja o cúter. Desarrollo: • Coloca la lupa más pequeña en un tubo y sujétala con la cinta adhesiva; no dejes huecos. • Corta a lo largo el otro tubo y coloca la otra lupa; también sujétala con la cinta adhesiva y no dejes huecos. . • Pon el tubo con la ranura sobre el otro tubo de manera que pueda deslizarse para enfocar la imagen. • Observa un objeto distante, debes ver por el ocular, que es donde está la lente pequeña (menor distancia focal) y desliza el tubo donde está la otra lente (objetivo), hasta que percibas una imagen nítida. • Observa diversos objetos relativamente lejanos y registra cómo se ven, mira también la Luna Conclusiones: Este es, desde luego, un telescopio muy simple y de poca amplitud. Sin embargo, sirve para ilustrar el funcionamiento básico. La idea es utilizar la imagen amplificada que se forma por una de las lentes como objeto para la otra lente, de esta manera se amplifica nuevamente y se pueden observar objetos lejanos. • Comenta con tus compañeros y tu profesor lo siguiente: • ¿Por qué hay que ajustar la distancia entre las dos lentes? • ¿Por qué se utilizan dos lupas? • ¿Cómo observas los objetos a lo lejos con el telescopio; hay alguna diferencia si los percibes a simple vista? • ¿Puedes ver la Luna con más detalle que a simple vista? ¿Por qué? • Presenta tus respuestas a tu profesor y con su ayuda organiza un concurso de telescopios para ver con cuál se observan mejor los objetos lejanos. Consulta: ¿En qué consiste el telescopio óptico de refracción? ¿En qué consiste el telescopio óptico de reflexión? ¿Quién lo usaba?

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3. Protocolo para el desarrollo de un proyecto Proyecto: imaginar, diseñar y experimentar para explicar o innovar (opciones)* Integración y aplicación

Aprendizaje esperado: Desarrolla de manera más autónoma su proyecto, mostrando responsabilidad, solidaridad y equidad en el trabajo colaborativo; asimismo, reconoce aciertos y dificultades en relación con los conocimientos aprendidos, las formas de trabajo realizadas y su participación en el proyecto. Propósito del proyecto: Poner en práctica todo lo aprendido en el curso por otro lado los conceptos y habilidades trabajadas lo largo de los bloques y, por otro, las técnicas, habilidades y actitudes desarrolladas en cada uno de los proyectos que has realizado hasta el momento Importante considerar lo siguiente: Trabajar organizado en equipo, con libertad de elegir cualquier tema que esté relacionado con el bloque y que nazca de sus intereses e inquietudes. Etapas que conforman un proyecto Planeación Elección de tema o pregunta Escriban la pregunta que represente el tema que desarrollarán. Traten de que sea una pregunta abierta, pero concreta, para que tengan mayores posibilidades de investigación. Una forma de plantear sus propias preguntas es a partir de una frase. Trata de escribir con tus compañeros de equipo la frase generadora o pide ayuda a tu maestro. Organización de actividades ¿Qué tipo de proyecto es? Una vez que tengan la pregunta generadora, determinen el tipo de proyecto que realizarán y organicen las actividades que llevarán a cabo. • Recuerden que si van a hacer una investigación documental, deberán buscar información en fuentes confiables. • Si construyen un aparato o dispositivo, organicen sesiones de planeación diseño, construcción y el resto de pasos que sean necesarios. • Si diseñan experimentos, planifiquen según les convenga con la ayuda de su maestro. Tengan siempre en cuenta qué es lo que averiguarán con el experimento. • Dada la posibilidad de extensión de este proyecto, pueden incluir las tres opciones anteriores, ya sea para un producto tecnológico, científico o ciudadano. • ¿Qué y cuándo lo harán? Elaboren una lista de todas las actividades que necesiten realizar y asignen sus tareas. Elijan a un responsable de cada etapa que coordine el trabajo. Utilicen un cuadro como el que se presenta a continuación para planear su trabajo con un cronograma. Actividad Responsable Fecha de entrega

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Desarrollo Realización de las actividades según el cronograma 1. Con la supervisión de su maestro, lleven a cabo cada una de las actividades planteadas en el cronograma. Es posible que se den cuenta que faltaban o sobraban actividades, así que, si está justificado, hagan los ajustes necesarios. 2. Considerar que para cada actividad hay aspectos en los que deben tener cuidado. 3. En cuanto tengan la información y algunos resultados experimentales o de investigaciones documentales, hagan el análisis correspondiente para que valoren si han obtenido todo lo necesario para concluir su proyecto. Planteen la pregunta: ¿con esta información podemos responder la pregunta inicial? Análisis de información 1. Usen los resultados de su experimento para contestar la pregunta inicial; asesórense con su maestro si lo consideran pertinente. 2. Una vez que hayan organizado discriminado y clasificado su información, planteen: ¿Se puede responder la pregunta inicial con lo obtenido en las actividades? Si consideran que les hace falta más información o incluso nuevos experimentos consideren el tiempo con el que cuentan. Si piensan que ya no es posible o que las actividades necesarias están fuera de su alcance, repórtenlo como parte de los resultados con la justificación correspondiente. Resultados 1. Organicen los resultados de las actividades con el propósito de dar respuesta a la pregunta inicial de forma congruente y constructiva. Si encontraron más de lo que buscaban, piensen en qué pregunta están respondiendo y organicen sus resultados. 2. Presenten un resumen de todo lo que hicieron y con los resultados más importantes; luego escriban un relato del desarrollo completo. Comunicación Elijan el método que utilizarán para dar a conocer su proyecto; pueden revisar las propuestas de los proyectos anteriores. Evaluación Para evaluar si tuvieron una actitud responsable, colaborativa, participativa y creativa y si lograron integrar y aplicar los conceptos desarrollados a lo largo del bloque, les sugerimos que respondan el siguiente cuestionario de forma individual. 1. En el desarrollo del proyecto, ¿qué conceptos del bloque aplicaste? 2. Si diseñaste experimentos, ¿lograste las metas esperadas? ¿Por qué? 3. ¿Cómo podrías mejorar tus experimentos? 4. ¿Estás satisfecho con el desarrollo del proyecto' ¿Por qué? 5, ¿Respondiste la pregunta inicial? Explica. 6. ¿Qué crees que podrías mejorar en tu proyecto?

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Para evaluar tu participación en cada etapa del proyecto, pueden utilizar la siguiente tabla. Etapa

¿Cómo evalúas tu participación?

¿Cómo puedes mejorar?

Elección del tema Planeación Desarrollo Comunicación Agreguen los aspectos que consideren relevantes en la elaboración del proyecto y que no aparezcan en la evaluación una sugerida. Conclusiones Pueden cerrar el año escolar con una conclusión general que involucre el trabajo de todo el grupo en los proyectos, en donde integren los conocimientos, habilidades y actitudes desarrolladas en el año escolar. Algunas preguntas que pueden responder en su cuaderno son las siguientes: a) ¿Qué impacto tiene la construcción de modelos en la ciencia? b) ¿Cómo lo observé a lo largo del curso? c) ¿Me es posible entender mejor el vínculo entre la sociedad y la ciencia? d) ¿Es buena, válida y beneficiosa la relación entre la tecnología y la ciencia?