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MANUAL DE FÍSICA INOMBRE:GRUPO:CompetenciasBloque I- Utiliza los métodos necesarios, así como las magnitudes fundamentales, derivadas, escalares y vectoriales que lepermitan comprender, conceptos teorías y leyes de la Física, para explicar los fenómenos físicos que ocurren a nuestroalrededor.Bloque II- Identifica las principales características de los diferentes tipos de movimientos en una y dos dimensiones yestablece la diferencia entre cada uno de ellos.Bloque III - Utiliza las leyes de Newton para resolver problemas relacionados con el movimiento, observables con suentorno.Bloque IV- Comprende la transformación de la energía mecánica en calor y las aplica a su entorno.Bloque I- Medición
Práctica 1. La mediciónIntroducción: La medición de los fenómenos físicos requiere de patrones que sean fáciles de reproducir, demanejar y de interpretar. Estos patrones deben ser constantes y transferibles a través deltiempo y la distancia.Propósito: Experimentar con la medición de fenómenos físicos cotidianos sin herramientas estandarizadas ysin patrones. Lograr crear un sistema de medidas y la traducción de los datos entre sistemas distintos.Objetivo: Comprender el método científico y realizar transformaciones de unidades de un sistema a otroMateriales:1) Hilo o estambre2) Un bote de plástico PET 2 litros6) Bolsa transparente de plástico7) Una liga3) Una caja4) Un cutter8) piedras de varios tamaños5) Pegamento9) AguaProcedimiento:Con los materiales indicados, tú y tus compañeros de equipo tienen que inventar tres herramientas de medida. Estasherramientas deben de servir para medir y convertir entre diferentes propiedades físicas (longitud, masa y capacidad). Losinstrumentos de medición pueden asemejarse a objetos ya existentes, sin embargo su manejo y patrón de medida sólopueden incluir los materiales antes mencionados.Cada una de las propiedades físicas debe de recibir una unidad fundamental y dos sub-unidades.Después de concluir sus instrumentos de medición deben medir al menos 10 fenómenos físicos con cada uno y expresar lamedida en las unidades propias.Al terminar las mediciones dentro del equipo deben de compartir la información con al menos un equipo distinto para crearuna tabla de conversiones.Bloque I- Medición
NES pacidadMasaConclusiones:1. Describe 3 problemas que hayas encontrado para lograr que tu sistema de medidas funcionara.2. Explica cómo se llevó a cabo la conversión de unidades entre el sistema de medidas de tú equipo y el sistema de medidasde otro equipo. ¿Qué fue lo más difícil?3. Después de lo que has experimentado, ¿qué características crees que deben tener los patrones de medida?Bloque I- Medición
Ejercicio 1. Sistema Internacional de MedidasIntroducción: El Sistema Internacional de Medidas es el resultado de siglos de problemas de compatibilidad entre científicosalrededor del mundo. La falta de precisión en las medidas y el fraude a que conducían llevaron al gobierno de laRevolución Francesa a desarrollar un sistema uniforme con un patrón base fijo: el metro. Desde 1795 inició el uso delsistema métrico en Francia y pronto se expandió por el mundo occidental. Sin embargo en Inglaterra esta situación sepercibió como una herejía de los revolucionarios y se mantuvo el uso del sistema inglés hasta el siglo XX, hoy en día estesistema sigue en uso en los Estados Unidos.Propósito: Familiarizarse con el sistema métrico, además de aplicarlo para situaciones de la vida cotidiana. Realizar conversionesentre el sistema métrico y el sistema de medidas inglés.Consideraciones previas:Prefijos del Sistema Métrico10n10 6microµ10 21zeptoz10 9nanon10 24yoctoyd10 12picopcentic10 15femtofmilim10 9gigaG100ninguno1021zettaZ106megaM10 1deci1018exaE103kilok10 21015petaP102hectoh10 3Bloque I- Mediciónda
Sistema Inglés16 oz 1 lb12 in 1 ft3 ft 1 yd1 m 1.094 yd1 lb 453.6 g1760 yd 1 miInstrucciones: convierte las medidas de los siguientes fenómenos físicos y exprésalos en la unidad del sistema métrico más simple(cercana al valor 1).MediciónMedida originalDistancia entre el sol y latierra92,960, 000 millasMasa del planeta Marte6.4 x 1023 kilogramosMasa de un electrón9.1 x 10-31 kilogramosSimplificaciónMasa de una célula vegetal1 x 10-9 kilogramosInstrucciones: investiga las medidas de los siguientes fenómenos físicos y conviértelos a unidades del sistema métrico.MediciónLongitud de un campo defutbol americanoZapatos Tamaño 12 USTubo de media pulgadaBloque I- MediciónMedida originalSimplificación
Práctica 2. Errores de mediciónIntroducción: La medición de los fenómenos físicos requiere de patrones que sean fáciles de reproducir,de manejar y de interpretar. Estos patrones deben ser constantes y transferibles a travésdel tiempo y la distancia. Sin embargo la medición está sujeta a variaciones que puedenser provocadas por instrumentos inadecuados para medir, instrumentos mal calibrados omal utilizados, o por simples discrepancias de quién mide. En el lenguaje común existenmuchas expresiones que dan pie al error, que en las ciencias no se pueden permitir.Propósito: Analiza la precisión de los instrumentos de medición y reconoce el concepto de error de medición.Objetivo: Desarrollar la habilidad para medir científicamente fenómenos físicos que incluyan laconsideración del error.Materiales:1) Una regla5) 5 limones2) Una báscula o balanza6) Un libro3) Un bote pet 2litros4) Una bolsa de plástico7) Un tramo de hiloProcedimiento: Primero van a medir la longitud y masa de cada uno de los 5 artículos mencionados. Esto lo va a repetir cada uno delos miembros del equipo.Segundo, todos los miembros juntos van a medir los artículos para obtener la medida real.Después con la medida real se va a reportar el error de cada medición.Finalmente, van a calcular el error relativo de cada medición y lo van a expresar en términos porcentuales.Bloque I- Medición
Mediciones:2 litros deaguaMasa /Confirmación1.2.3.4.1bolsa deplástico1.2.3.4.5 limones1.2.3.4.Tramo rrorConfirmación absolutoErrorrelativoConclusiones:1. ¿Qué objeto presentó mayor discrepancia en las mediciones?2. ¿Cuál fue la mayor diferencia entre los objetos manufacturados por el hombre y aquellos de la naturaleza?3. ¿Cuál de los objetos de medición crees que midió mejor su característica física? ¿Por qué?Bloque I- Medición
Ejercicio 2. CertidumbreIntroducción: Las diferencias en las mediciones son un problema para la repetición de experimentos o formulas. Estas diferenciaspueden ser controlables como lo es un error en la lectura de un instrumento o en un mal uso del instrumento de medición.También pueden ser el resultado de variaciones naturales como el tamaño de una fruta o el uso de expresionescotidianas que no tienen bases científicas como: una pizca, un chorrito, un pedazo, etc.Propósito: Aplicar el concepto de certidumbre para acostumbrarnos a medir en términos científicos.Consideraciones previas:Expresiones presiones dInstrucciones: identifica en las siguientes recetas cuales ingredientes están medidos de manera arbitraria y reemplázalos por unaexpresión científica.Panque de Plátanos2 plátanos machos maduros3 cucharadas de mantequilladerretida¼ taza de miel2 huevos½ taza de leche¾ taza de plátanos deshidratados2 tazas de harina integral¾ taza de nuez tostada y picada½ taza de harina de almendra¼ cucharadita de sal½ cucharadita de polvo parahornearBloque I- Medición
Mole 1 guajolote400 g de chile mulatodesvenados400 g de chile anchodesvenados100 g de chile pasilladesvenados3 chipotles desvenadosy hervidos4 jitomates100 g de ajonjolítostado100 g de pasas100 g cacahuates 1 bolillo3 pimientos2 clavosUn poco de anisestrellado (al gusto)Un poco de canela (algusto)3 cebollas1 tortilla frita5 dientes de ajo2 tablillas de chocolateazúcar (un poco)Instrucciones: investiga expresiones comunes que se utilizan para expresar cantidades de manera vaga y anótalas en la tabla siguiente.Bloque I- Medición
Práctica 3. VectoresIntroducción: El concepto de vector se utiliza en física para describir magnitudes como la posición, velocidad,aceleración y momento. En estas es importante considerar el valor de la magnitud, al igual que ladirección y el sentido.Propósito: Los alumnos adquieran diferentes maneras de solucionar un problema con movimientos vectoriales.Objetivo: Desarrollar la habilidad para calcular el vector resultante y/o los movimientos que lo ocasionanutilizando el método analítico y el método gráfico.Materiales:1) 20 metros de hilo2) 4 palos de 20 cms 3) Un metro 4) Una esfera de unicel 5) Un transportador 6) Una tachuelaProcedimiento: El equipo medirá la zona de trabajo y la trazará en una hoja a escala 3metros:1centímetro.Un alumno se atará el hilo en la parte posterior del pantalón e iniciará un recorrido paso a paso en la dirección que sele indique. Seguirá los movimientos y tiempos que se le indiquen.En cada cambio de dirección los demás miembros del equipo trazarán el movimiento en el mapa incluyendodesplazamiento horizontal y vertical.Después de 4 movimientos estimarán el recorrido final utilizando una línea directa con el hilo desde el punto de partidaal punto final.Repetir ejercicio 2 veces.Inserten la tachuela a la bola de unicel y aten dos tramos de hilo de 5 metros.Dos estudiantes sujeten los extremos de los hilos y jalen en la dirección y distancia indicadas. Midan y anoten elmovimiento resultante de la esfera de unicel.Repetir ejercicio según se indica en la tabla 2.Bloque I- Medición
Mediciones:Tabla con resumen de datosEjercicio 1Ejercicio 2Ejercicio 3VectorresultanteDirecciónTiempoVelocidadTabla de vectores resultantesDirección 190 135 180 100 180 90 Distancia 14m5m2m3m4m3mDirección 290 45 0 45 20 10 Distancia 24m5m2m5m2m5mDirección resultante Distancia resultanteConclusiones:1. ¿Crees que el vector resultante es el resultado de un desplazamiento o la combinación de varios desplazamientos? ¿Porqué?2. ¿Es posible que dos vectores se anulen? ExplicaBloque I- Medición
Ejercicio 3. Aplicaciones de los vectoresIntroducción: Los vectores son el resultado de dos la combinación de uno o varios desplazamientos verticales y de uno o variosdesplazamientos horizontales. Para su resolución hay dos métodos que se pueden utilizar: El método analítico paracalcular el vector resultante que se basa en la fórmula matemática; El método gráfico que se basa en el trazó de losvectores de manera proporcional y precisa (distancia e inclinación).Propósito: Utilizar los métodos de resolución de vectores y compararlos.Consideraciones previas:Método Analítico1. Suma las coordenadas horizontales (x)otorgándoles valores positivos adesplazamientos al oeste y negativosal este.2. Suma las coordenadas verticales (y)otorgándoles valores positivos adesplazamientos al norte y negativosal sur.3. Utilizando las identidadestrigonométricas obtén el ánguloresultante.Bloque I- MediciónMétodo Gráfico1. Dibuja los vectores uno tras otro,utilizando una línea de horizonte comoreferencia.2. Utiliza un transportador para trazar losmovimientos de manera precisa en elángulo indicado.3. Traza una línea del punto inicial alfinal.4. Mide la línea para obtener el vectorresultante.5. Utiliza el transportador para medir elángulo resultante.
Instrucciones: En el block milimétrico traza un eje con los cuatros cuadrantes.Marca el punto de inicio en la coordenada: (-14,-14).Dibuja los vectores que se te indican en la siguiente tabla.Repite el ejercicio para cada una de las tablas.Tabla 12 cm4 cm2 cm3 cm4 cmTabla 235 90 10 160 30 3 cm3 cm3 cm3 cm3 cmTabla 1Tabla 30 30 90 140 210 Tabla 24 cm3 cm4 cm3 cm4 cm0 180 90 270 100 Tabla 3Distancia vector resultanteÁngulo resultanteInstrucciones: Cada uno de los compañeros de equipo escoja una tabla diferente para trabajar.Haz una lista con las coordenadas del punto final de cada uno de los vectores.Aplica el método analítico para comprobar la respuesta del ejercicio anterior (vector resultante y ángulo resultante).Bloque I- Medición
Autoevaluación Bloque INOMBRE:CompetenciasBloque I- Utiliza los métodos necesarios, así como las magnitudes fundamentales, derivadas, escalares y vectoriales que lepermitan comprender, conceptos teorías y leyes de la Física, para explicar los fenómenos físicos que ocurren a nuestroalrededor.Selecciona el nivel de entendimiento en cada uno de los temas del bloque concluido Entendido claramente elconcepto y la habilidadUso de unidades delsistema internacionalConversión entre elsistema internacional yel sistema inglés demedidasManejo científico de lamedición y el errorManejo de los métodosde resolución devectoresBloque I- MediciónEntendido claramente elconcepto pero necesitatrabajar en lashabilidadesPuede realizar lasaplicaciones pero elconcepto es confusoEl concepto y laaplicación del conceptono se han adquirido
ConocimientosIdentifica los tipos de errores en las mediciones.Analiza la precisión en los instrumentos de medición.Identifica magnitudes escalares y vectoriales.Identifica las características de un vector.Reconoce las propiedades de un vector.HabilidadesComprende los conceptos básicos de la Física y utiliza las herramientas necesarias: Método científico, Sistemas de unidades yAnálisis de vectores necesarias para explicar los fenómenos naturales.Expresa de manera verbal y escrita las ideas relacionadas con el avance de la Física.Diferencia cada uno de los conceptos que se involucran en el desarrollo histórico de laFísica.Calcula suma de vectores: Grafico (Triangulo, Paralelogramo, Polígono) y Analítico.Ilustra los conceptos con ejemplos aplicados en la vida cotidiana.Identifica y diferencia los diferentes tipos de magnitudes físicas.Reconoce prefijos y los aplica en la resolución de problemas.Explica la importancia de la precisión de los instrumentos de medición.Diferencia los tipos de errores en la medición y analiza las formas de reducirlos.Evidencias de aprendizajeRealiza un escrito donde analiza situaciones cotidianas y del medio ambiente donde se apliquen los conceptos de la Física y sus herramientashaciendo énfasis en el desarrollo histórico de la física hasta nuestros días.Bloque I- Medición
Resuelve problemas aplicando los pasos del método científico como una solución objetiva y subjetiva de algún fenómeno natural o generado porel hombre.Argumenta mediante un cuadro comparativo las características entre magnitudes fundamentales y derivadas así como las escalares yvectoriales, haciendo énfasis en nuestro entorno.Resuelve ejercicios de uso práctico, donde aplique la transformación de unidades de un sistema a otro.Resuelve ejercicios prácticos relacionados con los instrumentos de medición y los tipos de errores que se cometen al medir.Desarrolla actividades experimentales relacionadas con vectores haciendo énfasis en situaciones cotidianas.Resuelve problemas donde aplique los diferentes métodos gráficos y analíticos de suma de vectores en situaciones cotidianas.BLOQUE IIUNIDAD DE COMPETENCIA:Identifica las principales características de los diferentes tipos de movimientos en una y dos dimensiones y establece la diferencia entre cada unode ellos.CONOCIMIENTOSReconoce los conceptos relacionados al movimiento (Posición, Tiempo, Distancia, Desplazamiento, Movimiento, Velocidad, Rapidez,Aceleración, Sistema de Referencia).Identifica las características del movimiento de los cuerpos en una dimensión RectilíneoUniforme, Rectilíneo Uniformemente Acelerado, Caída Libre, Tiro Vertical) y en dos dimensiones (Tiro Parabólico, Movimiento CircularUniforme, Movimiento CircularUniformemente Acelerado).HABILIDADESExplica conceptos y tipos de movimiento involucrados en el movimiento de los cuerpos.Representa el movimiento de los cuerpos a través de gráficos y modelos matemáticos.Explica diversos movimientos de situaciones cotidianas haciendo uso de conceptos de física.Ejemplifica los conocimientos de la asignatura con situaciones cotidianas.Explica el proceso de solución de problemas planteados en la asignatura con claridad y empleando los conceptos de la física.EVIDENCIAS DE APRENDIZAJEMediante la conformación de equipos establezcan un debate y comparen los conceptos relacionados con:Bloque I- Medición
velocidad y rapidez.Desplazamiento y distancia.velocidad y aceleración.Por medio de un escrito, ejemplifica y compara los sistemas de referencia absoluto y relativo con casos prácticos del entorno.Construye gráficas, las analiza y las emplea para explicar fenómenos físicos que involucran al menos dos variables:Rapidez contra tiempo.Velocidad contra tiempo.Aceleración contra tiempo.Distancia contra tiempo.Desplazamiento contra tiempo del movimiento de los cuerpos en hechos cotidianos.Resuelve ejercicios con diferentes tipos de movimientoEn equipo colaborativo realiza un reporte de investigación sobre experimentaciones en la vida cotidiana que involucran movimiento y exponessus resultados matemáticamente.Elabora e interpreta gráficas y datos relacionados con los distintos tipos de movimiento de los cuerpos en casos de su entorno.BLOQUE IIIUNIDAD DE COMPETENCIA:Analiza las leyes de Newton para explicar el movimiento de los cuerpos.Utiliza las leyes de Newton para resolver problemas relacionados con el movimiento, observables con su entorno.CONOCIMIENTOSDescribe los antecedentes históricos del estudio del movimiento mecánico (Aristóteles, Galileo Galilei, Isaac Newton).Define las tres leyes del movimiento de Newton (ley de la inercia, ley de la fuerza y aceleración y ley de la acción y reacción) y las emplea en lasolución de problemas y en la explicación de situaciones cotidianas).Reconoce la Ley de la Gravitación Universal.Conceptualiza la velocidad y la aceleración tangencial.Reconoce las Leyes de Kepler.HABILIDADESAnaliza los procesos históricos del movimiento mecánico propuesto por: Aristóteles,Galileo Galilei, Isaac Newton y hace una comparación entre ellos.Comprende la división de la mecánica para describir el movimiento de los cuerpos.Bloque I- Medición
Comprende y diferencia los conceptos de la Física que están involucrados en el estudio de las causas que originan el movimiento de los cuerpos(Masa, Peso, Inercia, Fricción,Fuerza).Analiza la Ley del Cuadrado Inverso.Describe la energía potencial gravitacional.Expresa de manera verbal y escrita la Primera Ley de Newton.Explica y emplea los conceptos de fuerza, masa peso y volumen de los cuerpos.Aplica la condición de equilibrio para explicar la Primera Ley de Newton.Demuestra que la fuerza causa una aceleración.Diferencia una fuerza de fricción estática de una fuerza de fricción cinética.Expresa de manera verbal y escrita la tercera ley de Newton.Identifica en situaciones cotidianas fuerza de acción y fuerza de reacción.Utiliza modelos matemáticos para resolver problemas relacionados con la Segunda yTercera Ley de Newton.Aplica la Ley de la Gravitación Universal para resolver problemas que involucren la atracción de partículas en el universo.Explica cómo se logra poner en órbita un satélite artificial alrededor de la Tierra.EVIDENCIAS DE APRENDIZAJEElabora una línea de tiempo donde muestra los antecedentes históricos del movimiento mecánico.Argumenta y demuestra mediante un cuadro comparativo la división de la mecánica para analizar el movimiento de los cuerpos.En equipo colaborativo realiza experimentos y ejemplificaciones y explicaciones de fenómenos cotidianos utilizando las Leyes de Newton.Realiza un ensayo breve exponiendo situaciones donde se apliquen las Leyes de Newton.Mediante la conformación de equipos compara los conceptos de fuerza, masa y peso de los cuerpos.Resuelve un problemario de las leyes de Newton, relacionados a su entorno.En trabajo colaborativo, diseña sus propios problemas sobre las leyes de NewtonResuelve problemas que implican que el peso es el resultado de la fuerza gravitacional que la Tierra ejerce sobre su cuerpo.Experimenta en diferentes superficies la fuerza de fricción estática y cinética.Presenta un resumen de la importancia de la Ley de la Gravitación Universal.Determina matemáticamente el valor de (g).Resuelve problemarios de la Ley de la Gravitación Universal.Presenta un resumen de la importancia de las Leyes de Kepler en el movimiento de los planetas.BLOQUE IVBloque I- Medición
UNIDADES DE COMPETENCIA:-Comprende la transformación de la energía mecánica en calor y las aplica a su entorno.CONOCIMIENTOSDefine el concepto de trabajo en Física, como el producto escalar entre la fuerza y el desplazamiento.Emplea la expresión matemática para el trabajo, así como la gráfica que lo representa.Define los conceptos de energía cinética y energía potencial y su relación con el trabajo.Identifica el concepto de potencia y las unidades en que se mide.Identifica al joule y al ergio como las unidades en que se mide el trabajo, la energía cinética y la energía potencial.Identifica agentes que imposibilitan la Conservación de la Energía Mecánica.Reconoce que el calor es una forma de energía que resulta de la acción de fuerzas disipativas.HABILIDADESDistingue entre el concepto cotidiano de trabajo y el concepto de trabajo en Física.Reconoce el trabajo realizado por o sobre un cuerpo, como un cambio en la posición o la deformación del mismo.Identifica las condiciones para que se realice un trabajo.Comprende la Ley de la Conservación de la Energía Mecánica.Analiza las expresiones matemáticas y gráficas que representan la energía cinética y potencial que posee un cuerpo, en un lugar y momentodeterminado.Analiza las fuerzas que posibilitan o impiden que la energía mecánica se conserve (fuerzas conservativas y fuerzas disipativas).Diferencia entre la energía cinética y la energía potencial que posee un cuerpo. Relaciona los cambios en la energía cinética y potencial de uncuerpo, con el trabajo que realiza.Emplea la Ley de la Conservación de la Energía Mecánica en la explicación de fenómenos de la vida cotidiana.Relaciona los conceptos de trabajo, energía y potencia para aplicarlos en problemas de la vida cotidiana.EVIDENCIAS DE APRENDIZAJEDiferencia entre la energía cinética y la energía potencial que posee un cuerpo.Relaciona los cambios en la energía cinética y potencial de un cuerpo, con el trabajo que realiza.Emplea la Ley de la Conservación de la Energía Mecánica en la explicación de fenómenos de la vida cotidiana.Relaciona los conceptos de trabajo, energía y potencia para aplicarlos en problemas de la vida cotidiana.Bloque I- Medición
Bloque IV- Comprende la transformación de la energía mecánica en calor y las aplica a su entorno. Bloque I- Medición Práctica 1. La medición Introducción: La medición de los fenómenos físicos requiere de patrones que sean fáciles de reproducir, de manejar y de interpretar. Estos patrones deben ser constantes y transferibles a través del tiempo y la distancia. Propósito .
