Sector de Aprendizaje : CIENCIAS NATURALES Subsector de Aprendizaje : FÍSICA III MEDIO FORMACION GENERAL OBJETIVOS FUNDAMENTALES CONTENIDOS MINIMOS 1. Aplicar las nociones físicas fundamentales Movimiento circular para explicar y describir el movimiento 1.1. Movimiento circular uniforme. Distinción entre circular, utilizar las expresiones matemáticas velocidad lineal y velocidad angular. Concepto vectorial de estas nociones en situaciones diversas. de la velocidad. Rapidez constante y velocidad variable en el movimiento circular. Aceleración centrípeta. 1.2. Manifestaciones del movimiento circular y de la fuerza centrípeta en ejemplos tales como el auto en la curva, las boleadoras, el sistema planetario. 1.3. Nociones de momento angular. Reconocimiento de su conservación a través de demostraciones y ejemplos simples de movimiento circular. 2. Aplicar el concepto de conservación de la Conservación de la energía mecánica energía en sistemas mecánicos y apreciar su 2.1. Comprobación de la independencia del tiempo de la vasta generalidad a través de una variedad de energía mecánica en la caída libre sobre la superficie de ejemplos: cuantificar el efecto del roce en el la Tierra. movimiento. 2.2. Representación gráfica y discusión de la energía potencial gravitacional en una montaña rusa. Deducción del valor de la energía cinética en este movimiento. Puntos de equilibrio estable e inestable. Puntos de retorno. 2.3. Disipación de energía y roce. Definición de los coeficientes de roce estático y dinámico. Magnitud y dirección de la fuerza de roce en cada caso. Su dependencia de la fuerza normal a la superficie de contacto. 2.4. Aplicaciones cuantitativas a situaciones de la vida diaria a través de la resolución de problemas diversos en modalidad individual y grupal. SUGERENCIAS DE ACTIVIDADES Se calculan las condiciones para colocar un satélite en órbita. Se investigarán las causas accidentes carreteros: alta velocidad fuerza centrífuga influencia del roce energía de los vehículos de los 3. Entender aspectos del comportamiento de los Hidrostática fluidos, como capilaridad, presión, flotación: 3.1. Distinción entre fluídos, por ejemplo, líquidos, gases y analizar la expresión de estos principios en sólidos rígidos. Descripción elemental en términos del fenómenos cotidianos, en aparatos movimiento de los átomos o moléculas que los tecnológicos y en el funcionamiento de componen. sistemas como el circulatorio sanguíneo. 3.2. Características de la apresión en fluídos. Deducción de la expresión para la presión a distintas profundidades de un líquido. Aplicaciones, como los frenos y prensas hidráulicas. Medición de la presión sanguínea. 3.3. El principio de Arquímedes introducido a través de la observación experimental. Determinación de las condiciones de flotabilidad de un objeto: su dependencia de la naturaleza del fluído, por ejemplo, agua, aire, etc. Elaboración de una tabla de datos experimentales; uso de gráficos y análisis de tendencias. 3.4. Observación y caracterización del fenómeno de la capilaridad. Su importancia en el mundo vegetal, animal y otros ejemplos. 4. Entender la importancia del cálculo y de la Conservación de la energía mecánica formulación matemática de los principios de la 4.1. Comprobación de la independencia del tiempo de la física, a través de su efectividad en la energía mecánica en la caída libre sobre la superficie de explicación y predicción de fenómenos. la Tierra. 4.2. Representación gráfica y discusión de la energía potencial gravitacional en una montaña rusa. Deducción del valor de la energía cinética en este movimiento. Puntos de equilibrio estable e inestable. Puntos de retorno. 4.3. Disipación de energía y roce. Definición de los coeficientes de roce estático y dinámico. Magnitud y dirección de la fuerza de roce en cada caso. Su dependencia de la fuerza normal a la superficie de contacto. 4.4. Aplicaciones cuantitativas a situaciones de la vida diaria a través de la resolución de problemas diversos en modalidad individual y grupal. Se informa sobre los peligros y el cuidado del buceo. Se investigarán las causas accidentes carreteros: alta velocidad fuerza centrífuga influencia del roce energía de los vehículos de los Hidrostática 4.5. Distinción entre fluídos, por ejemplo, líquidos, gases y sólidos rígidos. Descripción elemental en términos del movimiento de los átomos o moléculas que los componen. 4.6. Características de la apresión en fluídos. Deducción de la expresión para la presión a distintas profundidades de un líquido. Aplicaciones, como los frenos y prensas hidráulicas. Medición de la presión sanguínea. 4.7. El principio de Arquímedes introducido a través de la observación experimental. Determinación de las condiciones de flotabilidad de un objeto: su dependencia de la naturaleza del fluído, por ejemplo, agua, aire, etc. Elaboración de una tabla de datos experimentales; uso de gráficos y análisis de tendencias. 4.8. Observación y caracterización del fenómeno de la capilaridad. Su importancia en el mundo vegetal, animal y otros ejemplos. 5. Entender que las explicaciones y teorías físicas Hidrodinámica se han elaborado en determinados contextos 5.1. Expresión de Daniel Bernoulli para la conservación de históricos. la energía en un fluído. Discusión y aplicaciones a situaciones como la sustentación de los aviones, los sistemas de regadío, etc. 5.2. Objetos que se mueven en un fluído: roce y velocidad terminal. Ejemplos tales como el paracaídas, la lluvia, etc. 5.3. Nociones acerca de los aspectos físicos del sistema cardiovascular. Presión sanguínea. 5.4. Elaboración individual de un escrito y exposición oral acerca de un personaje científico como Arquímedes, Isaac Newton, Daniel Bernoulli, etc., que incluya una descripción y discusión de sus principales contribuciones a la ciencia. Se informa sobre los peligros y el cuidado del buceo. Se harán experimentos con los alumnos para medir la sustentación. Confección de modelos. Se medirá la presión sanguínea de los alumnos. 6. Sistematizar el manejo de datos de la Conservación de la energía mecánica observación, utilizando gráficos, tablas y 6.1. Comprobación de la independencia del tiempo de la diagramas; apreciar su utilidad en el análisis energía mecánica en la caída libre sobre la superficie de de tendencias. la Tierra. 6.2. Representación gráfica y discusión de la energía potencial gravitacional en una montaña rusa. Deducción del valor de la energía cinética en este movimiento. Puntos de equilibrio estable e inestable. Puntos de retorno. 6.3. Disipación de energía y roce. Definición de los coeficientes de roce estático y dinámico. Magnitud y dirección de la fuerza de roce en cada caso. Su dependencia de la fuerza normal a la superficie de contacto. 6.4. Aplicaciones cuantitativas a situaciones de la vida diaria a través de la resolución de problemas diversos en modalidad individual y grupal. Hidrostática 6.5. Distinción entre fluídos, por ejemplo, líquidos, gases y sólidos rígidos. Descripción elemental en términos del movimiento de los átomos o moléculas que los componen. 6.6. Características de la apresión en fluídos. Deducción de la expresión para la presión a distintas profundidades de un líquido. Aplicaciones, como los frenos y prensas hidráulicas. Medición de la presión sanguínea. 6.7. El principio de Arquímedes introducido a través de la observación experimental. Determinación de las condiciones de flotabilidad de un objeto: su dependencia de la naturaleza del fluído, por ejemplo, agua, aire, etc. Elaboración de una tabla de datos experimentales; uso de gráficos y análisis de tendencias. 6.8.Observación y caracterización del fenómeno de la capilaridad. Su importancia en el mundo vegetal, animal y otros ejemplos. Se investigarán las causas accidentes carreteros: alta velocidad fuerza centrífuga influencia del roce energía de los vehículos de los Se informa sobre los peligros y el cuidado del buceo Hidrodinámica 6.9. Expresión de Daniel Bernoulli para la conservación de la energía en un fluído. Discusión y aplicaciones a stiauciones como la sustentación de los aviones, los sistemas de regadío, etc. 6.10. Objetos que se mueven en un fluído: roce y velocidad terminal. Ejemplos tales como el paracaídas, la lluvia, etc. 6.11. Nociones acerca de los aspectos físicos del sistema cardiovascular. Presión sanguínea. 6.12. Elaboración individual de un escrito y exposición oral acerca de un personaje científico como Arquímedes, Isaac Newton, Daniel Bernoulli, etc., que incluya una descripción y discusión de sus principales contribuciones a la ciencia. Se harán experimentos con los alumnos para medir la sustentación. Confección de modelos. Se medirá la presión sanguínea de los alumnos. IV MEDIO FORMACION GENERAL OBJETIVOS FUNDAMENTALES CONTENIDOS MINIMOS 1. Aplicar a un nivel elemental las nociones físicas Fuerzas entre cargas de campo eléctrico y campo magnético y sus 1.1. Cargas en reposo. Fuerza de Coulomb en distintas relaciones para comprender la enorme variedad de situaciones. Campo y potencial eléctrico. fenómenos de la vida diaria que depende de ellos. Aplicaciones a la electricidad atmosférica. 1.2. El condensador de placas paralelas. Su capacidad en términos de la geometría y el dieléctrico. 1.3. Cargas en movimiento. Cálculo y análisis gráfico de la trayectoria de una carga en un campo eléctrico constante y uniforme. 1.4. Fuerza magnética sobre una carga en movimiento. Observación y análisis de la fuerza entre dos conductores rectilíneos que portan corriente. Descripción de la trayectoria de una carga en un campo magnético homogéneo. Circuito de corriente alterna 1.5. Carga y descarga de un condensador. Análisis gráfico de la dependencia temporal del voltaje entre las placas. 1.6. Demostración experimental de la corriente inducida por el movimiento relativo entre una espira y un imán. Inducción electromagnética: leyes de Michael Faraday y Heinrich Lenz. Inductancia y su efecto cualitativo en un circuito de corriente variable en el tiempo. 1.7.Circuito LC. Frecuencia propia asociada. Comparación con el movimiento armónico simple. Oscilaciones forzadas y resonancia. Efecto de una resistencia. Aplicaciones, como en la sintonización de frecuencias. Ondas electromagnéticas 1.8. Descripción cualitativa de la interrelación entre campos eléctricos y magnéticos que varían sinusoidalmente en el tiempo. Radiación de cargas aceleradas. SUGERENCIAS DE ACTIVIDADES Se harán experimentos con los alumnos. Circuito con: condensadores paralelos condensadores en serie Comparación con las leyes de Ohm y Kirchhoff. Expermientos para observar el movimiento de cargas en campos eléctricos y magnéticos. Disertaciones individuales y grupales. Confección de un motor eléctrico sencillo. Experimentos con circuito LC. Se hará una visita a una planta eléctrica. Se efectuará una visita a una radioemisora. 2. Utilizar la noción de átomo y su estructura para comprender los fenómenos subyacentes de lo que se observa en la vida diaria; apoyarse en estas nociones para relacionarse con otros campos del conocimiento científico como la química y la biología molecular. 1.9. Transmisión y recepción de ondas electromagnéticas. Descripción cualitativa del funciomaniento de antenas simples. Aplicaciones en telefomunicaciones: por ejemplo, radio, televisión, telefonía, etc. El átomo 2.1. Contituyentes del átomo: descripción cualitativa del experimento de Ernest Rutherford. Análisis mecánico del modelo de Niels Bohr par el átomo de hidrógeno. 2.2. Formulación del principio de incertidumbre: Discusión, a través de ejemplos, de su ámbito de relevancia fenomenológica: el mundo atómico y el ámbito macroscópico. Abandono del concepto clásico de trayectoria y sus consecuencias en la descripción del movimiento. El núcleo atómico 2.3. Dimensiones del núcleo en relación al átomo. Protones y neutrones. Su masa, carga eléctrica y spin. Isótopos. 2.4. Descripción fenomenológica del decaimiento radiactivo. Vida media. Radioactividad natural. Ejemplos como las aplicaciones en medicina, la datación geológica y arqueológica, etc. 2.5. El núcleo atómico como fuente de energía. Relación entre masa y energía. Aplicaciones en fenómenos como el decaimiento del neutrón, la fisión y la fusión nuclear. 2.6. Fuerzas nucleares. Nociones elementales acerca de cómo se mantiene unido al núcleo. Comparación de la magnitud relativa de las fuerzas fundamentales de la naturaleza. 2.7. Investigación bibliográfica y ensayo acerca de un tema de la física contemporánea, que contemple la revisión de diversas fuentes, incluyendo recursos informáticos; y presentación oral y escrita. Se medirá y observará el espectro de la luz del átomo hidrógenmo. Se observará el espectro linear de unos gases. Se hará un recorrido por la historia de la física. Observación de la simulación de experimentos históricos en la sala de computación. Se harán simulaciones con el computador. Se informará en profundidad sobre los peligros de la energía nuclear. 3. Apreciar la complejidad y eficacia del 3.1. Fuerza magnética sobre una carga en movimiento. conocimiento científico; reconocer sus aportes a Observación y análisis de la fuerza entre dos la ianterpretación del mundo y al desarrollo de conductores rectilíneos que portan corriente. nuevas tecnologías. Reconocer el impacto que ha Descripción de la trayectoria de una carga en un tenido, en sus aspectos positivos y negativos, campo magnético homogéneo. sobre la forma de vida contemporánea. 3.2. Descripción cualitativa de la interrelación entre campos eléctricos y magnéticos que varían sinusoidalmente en el tiempo. Radiación de cargas aceleradas. 3.3.Transmisión y recepción de ondas electromagnéticas. Descripción cualitativa del funciomaniento de antenas simples. Aplicaciones en telefomunicaciones: por ejemplo, radio, televisión, telefonía, etc. 3.4. Dimensiones del núcleo en relación al átomo. Protones y neutrones. Su masa, carga eléctrica y spin. Isótopos. 3.5. Descripción fenomenológica del decaimiento radiactivo. Vida media. Radioactividad natural. Ejemplos como las aplicaciones en medicina, la datación geológica y arqueológica, etc. 3.6. El núcleo atómico como fuente de energía. Relación entre masa y energía. Aplicaciones en fenómenos como el decaimiento del neutrón, la fisión y la fusión nuclear. 3.7. Fuerzas nucleares. Nociones elementales acerca de cómo se mantiene unido al núcleo. Comparación de la magnitud relativa de las fuerzas fundamentales de la naturaleza. 3.8. Investigación bibliográfica y ensayo acerca de un tema de la física contemporánea, que contemple la revisión de diversas fuentes, incluyendo recursos informáticos; y presentación oral y escrita. Se harán simulaciones con el computador Se informará en profundidad sobre los peligros de la energía nuclear.. Experiencias que permitan medir, tabular, graficar y obtener información para la formulación de hipótesis. 4. Recoger, sistematizar y evaluar información 4.1. Fuerza magnética sobre una carga en movimiento. científica de diversas fuentes y comunicar los Observación y análisis de la fuerza entre dos resultados en forma oral y escrita. conductores rectilíneos que portan corriente. Descripción de la trayectoria de una carga en un campo magnético homogéneo. 4.2. Descripción cualitativa de la interrelación entre campos eléctricos y magnéticos que varían sinusoidalmente en el tiempo. Radiación de cargas aceleradas. 4.3. Transmisión y recepción de ondas electromagnéticas. Descripción cualitativa del funciomaniento de antenas simples. Aplicaciones en telefomunicaciones: por ejemplo, radio, televisión, telefonía, etc. 4.4. Dimensiones del núcleo en relación al átomo. Protones y neutrones. Su masa, carga eléctrica y spin. Isótopos. 4.5. Descripción fenomenológica del decaimiento radiactivo. Vida media. Radioactividad natural. Ejemplos como las aplicaciones en medicina, la datación geológica y arqueológica, etc. 4.6. El núcleo atómico como fuente de energía. Relación entre masa y energía. Aplicaciones en fenómenos como el decaimiento del neutrón, la fisión y la fusión nuclear. 4.7. Fuerzas nucleares. Nociones elementales acerca de cómo se mantiene unido al núcleo. Comparación de la magnitud relativa de las fuerzas fundamentales de la naturaleza. 4.8. Investigación bibliográfica y ensayo acerca de un tema de la física contemporánea, que contemple la revisión de diversas fuentes, incluyendo recursos informáticos; y presentación oral y escrita. Exposición escrita de las ideas obtenidas y discusión oral.