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CINEMATICA
Objetivos 1 - 2 – 3: Mediante la realización y demostración de experiencias reales y simuladas, así
como la interpretación física de su formulación matemática y con el uso de esquemas, análisis gráfico,
ejemplificaciones, resolución de problemas y realización de actividades prácticas de aula, hogar y
laboratorio; los alumnos estudiarán y analizarán las características y regularidades cinemáticas del
movimiento rectilíneo uniforme y del movimiento rectilíneo uniformemente variado de diversos cuerpos
físicos.
Materiales:
Metra, pelota de goma, cuerda, trozo de tubo
plástico, regla de madera, cinta métrica, reloj con
cronómetro, carrito eléctrico, pañuelo, tuerca, tabla
para plano inclinado, rollo de pabilo, hoja de papel.
Contenidos:
Ver Diagrama Conceptual Nº 1
ESTRATEGIAS
Contenido
Cinemática
I N S T R U C C I O N A L E S.
Acción del alumno
Visualiza la relación existente entre
todos los contenidos de la Cinemática.
Acción del docente
Resultados
Presenta el Diagrama
Conceptual Nº 1
Con un objeto en la mano te trasladas
Movimiento y reposo
dentro del salón de clase de un lugar a
otro. Observa si el cuerpo está en
movimiento o detenido respecto al piso,
mano, cuerpo que lo traslada, Sol, etc.
Identifica lo que significa reposo,
movimiento y sistema de referencia.
Introduce los conceptos
Un cuerpo se puede
de reposo y movimiento
mover respecto un
relativo de acuerdo a los
sistema de
sistemas de referencia
referencia fijo (piso)
ubicables en el piso,
y estar en reposo
mano, cuerpo del alumno, respecto a otro
Sol, etc.
(mano).
Define los sistemas de
Los objetos físicos
referencia unidimensional,
pueden encontrarse
bidimensional,
en movimiento o en
tridimensional y usa la
reposo
Sistemas de referencias Ubica un cuerpo en reposo respecto a
diferentes
sistemas
de
referencias
ubicables en: escritorio, piso del aula,
pared lateral del salón, pupitre, pizarrón,
experiencia previa del
entre otros.
alumno para representar
Trata de ubicar estos sistemas dentro de
gráficamente, la posición
los tipos unidimensional, bidimensional y
de una partícula.
tridimensional.
Clasificación del
movimiento por su
trayectoria
Realiza las siguientes actividades y luego
clasifica cada tipo de movimiento según su
trayectoria:
Haz rodar una metra a través de un tubo
recto.
El movimiento,
ejemplificado en
cada caso, es:
Rectilíneo
Clasifica los tipos de
movimiento observados
Deja caer la pelota de goma desde cierta
altura permitiendo que rebote varias veces. según su trayectoria.
Ata cualquier objeto a una cuerda y hazlo
girar alrededor de la mano circularmente.
Parabólico
Circular
Enciende el carrito eléctrico y haz que se
desplace.
Irregular
Movimiento Rectilíneo
Uniforme
A
B
C
Ata un pañuelo por las cuatro puntas con
cuatro cuerdas de igual tamaño y amarra
una tuerca al final de ellas, con ello
construyes un paracaídas y lánzalo hacia
arriba, formando un ovillo. Observa el Introduce el concepto de
movimiento y clasifica su trayectoria.
movimiento rectilíneo
Determina la distancia recorrida respecto
al tiempo de dos carritos que se mueven en uniforme
línea recta. Sugerencias: a) Coloca pilas de
diferentes voltajes B) Registra el tiempo
con cronómetros en tramos de distancias
iguales.
Movimiento variado
El paracaídas
descenderá con
M.R.U.
Los carritos se
moverán en línea
recta recorriendo
distancias iguales
en tiempos iguales
Introduce el concepto de
Camina libremente por el aula de clase
durante 30 segundos, analiza este
movimiento desde al punto de vista de
trayectoria y de distancias recorridas
respecto al tiempo.
movimiento variado y
reforzar el concepto de
reposo.
Presenta y analiza el video
de movimiento
uniformemente acelerado.
La persona recorre
distancias
diferentes para
iguales tiempos en
trayectoria
irregular
Movimiento retardado
Inclina una tabla, desde cierto punto de
ella deja rodar la metra de manera que al
llegar al piso continúe su desplazamiento
hasta detenerse.
Lanza hacia arriba la pelota de goma y
observa el movimiento ascendente.
Clasifique los movimientos observados.
Magnitud escalar
300 gramos
Magnitud vectorial
A
B
Tomando en cuenta la
actividad realizada por el
alumno introduce el
concepto de movimiento
retardado
Dos alumnos colocados en lados opuestos Establece los conceptos de
del salón de clase, caminan hacia la pared
magnitudes escalares y
contraria. Analiza si recorrieron la misma
distancia, en la misma dirección, en el
vectoriales. Refuerza con
mismo sentido.
ejemplos dados por los
Realiza el lanzamiento de dos metras,
alumnos.
utilizando la superficie del piso,
aproximadamente con el mismo impulso y
permitiendo que los movimientos tengan:
a) igual dirección y sentido
b) igual dirección y sentidos opuestos
c) diferentes direcciones y sentidos.
El cuerpo va
disminuyendo su
velocidad hasta
detenerse
Los cuerpos pueden
moverse en la misma
dirección y sentidos
contrarios
Unidades de longitud,
tiempo, velocidad
Repitiendo los experimentos
mide
distancia,
tiempo
anteriores Presenta el video o el
y
calcula papelógrafo que contiene las cronómetros y
velocidades utilizando diversas unidades.
Movimiento UniformeMente Variado
Uso adecuado de
unidades de medida
cintas métricas
Agrúpate en parejas, en una calle o
Las tablas
avenida de tu comunidad, en sitios
obtenidas
distantes entre sí por lo menos 100 metros. Asigna para el hogar la corresponden al
(Procura que el número de parejas sea
tiempo que empleó
mayor de 5). Cada pareja toma nota del actividad propuesta
cada auto en
instante en horas, minutos y segundos en
recorrer 500 metros
que cruza un vehículo por su sitio de
cronometraje y de dos características
resaltantes como color y modelo de los
autos que pasen por allí. Señala cuál será
el primer auto a cronometrar y cuantos
autos. Elabora una tabla que reúna la
información obtenida.
Gráficas posición-tiempo y
rapidez-tiempo
Caída Libre
Con los datos obtenidos en la experiencia
anterior, analiza ⎯en la clase⎯ si los
autos frenaban, aceleraban, el tipo de
movimiento y calcula las velocidades en
diversas unidades tales como cm/s, m/s,
km./h. Y elabora las gráficas posicióntiempo y rapidez-tiempo.
Señala las normas que deben
seguirse para la construcción
de las gráficas.
Sugiera a los alumnos
trabajar con papel
milimetrado, instrumentos
geométricos y lápices de
Gráfica d= f (t)
colores
Dobla una hoja de papel, córtala en dos
partes iguales, y déjala caer desde la
misma altura. Luego comprime una de las
dos partes y repite la operación anterior
desde la misma altura; ahora toma el
borrador del pizarrón u otro objeto más
pesado y déjalo caer simultáneamente
desde la misma altura, observando lo que
sucede en cada caso.
Introduce el concepto de
20
15
10
5
0
1
caída libre y aceleración de
lanzamiento vertical hacia
abajo.
3
La caída de los
cuerpos depende de
gravedad. Con esta actividad
diferencia caída libre y
2
su forma
Aceleración de la gravedad
Si es posible utiliza el
y programa
computarizado
(ORBITS)
para
presenta el complementar
la
información
sobre
la
aceleración de gravedad en
el Universo
Si es posible utiliza el computador
analiza la información que
programa ORBITS.
Lanzamiento vertical
ascendente
La aceleración de
gravedad varía de
un lugar a otro y de
un Planeta a otro.
Lanza hacia arriba objetos, aplicando Compáralo con caída libre.
El cuerpo pierde
impulso, Introduce los conceptos y velocidad
hasta
detenerse
y
luego
ecuaciones
de
velocidad
observa el movimiento vertical ascendente
cae.
y la consecuente caída libre en la segunda inicial y final, altura y tiempo
aproximadamente
el
mismo
vuelo,
parte de dicho movimiento. Compara la máximo y de
distancia recorrida y el tiempo empleado, posición y velocidad del
por el objeto, al subir y al bajar.
móvil en cualquier instante e
interprétalas físicamente.
Aplicaciones de la
Cinemática.
Aplica los conocimientos obtenidos en la Presenta situaciones de la
vida diaria que permitan
resolución de problemas.
aplicar los conocimientos
adquiridos.
Predicción de
estados y posiciones
posteriores e
intermedios de
cuerpos y móviles.
DINAMICA
Objetivo 4: El alumno realizará y describirá experiencias que muestren cualitativa y cuantitativamente
la relación entre la fuerza aplicada a un cuerpo y la aceleración que éste experimenta, con el fin de que
adquiera un dominio en el manejo de conceptos causa-efecto, interacción y fuerza física en la naturaleza y que
incorpore dichos conocimientos en la resolución de problemas a fin de desarrollar una primera aproximación
de las ideas básicas de la dinámica.
Materiales: Cordel, ladrillo, palito de madera, borrador, hojas de
papel, ligas, pelotas de goma, tres cajas de cartón de diferentes
tamaños y pesos, bolsas con arena, polea fija, peine, carpeta de
plástico, dos imanes, dos laminillas de vidrio, agua, mercurio puro,
resorte, metra, cartulina, jeringa de 10 cc, patines, vaso plástico,
cilindros graduados, botella, dinamómetros
Contenidos:
Ver Diagrama Conceptual Nº2
88
89
Contenido
Dinámica
Concepto de
Dinámica
Acción del alumno
Acción del docente
Visualiza la relación de todos los
Presenta el Diagrama
contenidos de la Dinámica.
Conceptual Nº 2
Colócate frente al escritorio, y tomando
Resultados
Introduce el concepto de
El cuerpo se mueve
un objeto pequeño (borrador o trozo de dinámica y establece la
tiza)
proporciónale un impulso y al
debido a la fuerza
diferencia
con
el
de
observar lo que ocurre trata de dar una
explicación.
Efectos de la fuerza
• Toma un trozo de
comprímelo en tu mano.
aplicada.
cinemática.
papel
y
• Coloca el borrador sobre el pupitre y
Procura que los alumnos
Efecto deformador
diferencien los dos efectos
de la fuerza
Efecto dinámico
dale un pequeño impulso.
90
Clases de fuerza de contacto Una vez realizadas las siguientes
experiencias:
• Sostén una liga con ambas manos y
estírala al máximo sin deteriorarla, de
modo que al soltarla, vuelve a su
Orienta a los alumnos para
posición original.
Mediante
la
ejecución de cada
acción se produce:
Fuerza elástica
• Usando un cordel ata un objeto y que ubiquen en el mapa Fuerza de Tensión
sosténlo en posición vertical.
conceptual las clases de
• Mantén entre tus manos una hoja de
papel en posición horizontal y sobre ella fuerzas y efectos generados
coloca un borrador, compara ésta fuerza
con la de un libro grueso colocado en la en cada uno de los casos
misma hoja y posición que el borrador.
Fuerza Normal
previstos.
• Desliza sobre la mesa un caja que
contenga un objeto
pesado dentro,
posteriormente coloca tres lápices entre
la caja anterior y la mesa y nuevamente
desliza la caja determinando en cual de
los dos casos es más fácil desplazarla.
Fuerza de Roce
91
Clases de fuerza a distancia
•
Lanza hacia arriba la pelota de
goma y atrápala cuando caiga, antes de
que toque el piso.
Fuerza
Gravitatoria.
• Corta trocitos de papel y colócalos
sobre el pupitre, frota fuertemente un Al finalizar los alumnos
peine de plástico sobre cabello limpio y
seco, luego acerca el peine a los trocitos habrán ejemplificado cada
de papel y observa el fenómeno.
uno de los tipos de fuerza y Fuerza Eléctrica.
• Frota varias veces sobre la ropa una
carpeta de plástico y acércala abierta, al los podrán identificar.
cabello de uno de los alumnos. Compara
en las dos últimas interacciones cuál de Orienta los alumnos en su
ellas es más fuerte.
actividad.
Fuerza Magnética.
• Acerca dos imanes mutuamente.
N
• Humedece dos laminillas de vidrio y
júntalas por la parte húmeda y luego
trata de separarlas.
N
S
• Derrama sobre un trozo de cartulina
cierta cantidad de mercurio puro.
Fuerza de adhesión.
Fuerza de cohesión.
Identifica en cada caso, los tipos de
fuerza
92
Elementos de una fuerza
B
Elabora una tabla donde a todas las
fuerzas aplicadas, en las experiencias Orienta a los alumnos en la Obtendrás gráficos
anteriores, les señales la dirección y el
con direcciones y
sentido; infiriendo además que también actividad propuesta
poseen módulo.
sentidos de las
A
Ley de Inercia
fuerzas
• Amarra un extremo del cordel al
centro de un ladrillo, el otro extremo
alrededor de un pequeño cilindro de
madera que le sirva de manilla. Coloca
el ladrillo en el suelo y levántalo
lentamente. Coloca nuevamente el
ladrillo en el suelo y tira bruscamente el Después de que los
cordel hacia arriba.
alumnos
realicen
la
• Coloca sobre una botella de boca
ancha una cartulina y sobre ella una primera actividad sugerida
metra. Analiza lo que ocurre al golpear
bruscamente la cartulina con otro objeto. explica brevemente la Ley
A continuación presenta verbalmente
situaciones de la vida cotidiana en las de Inercia
que se aplique la Ley de Inercia.
El cordel se
romperá.
Verás que es posible
meter la metra
dentro de la botella.
Demostrarás la ley
de inercia
93
Construcción del
dinamómetro
Construye en tu hogar dinamómetros con
diferentes alcances. Debes investigar
cómo asignar escalas expresadas en Retoma el tema de las
Newton y dinas a los dinamómetros
unidades de fuerza, realiza
construídos. Procedimiento:
Consigue
un vaso plástico y gradúalo para demostración
para
la
volúmenes de agua de 10cc, 20cc,30cc,
construcción
de
un
40cc y 50cc;
consigue un resorte
sensible que no se estire con el vaso dinamómetro.
vacío pero que si se estire al colocar
agua, forra el resorte con cartulina y fija Como actividad para el
este forro sin incluir los extremos, hogar
asigna
la
construye un cilindro dentro del cual se
construcción
de
otros
colocará el resorte forrado, cuelga el
resorte y sobre él ubica el cilindro, fíjalo dinamómetros
con
en la posición en que al colocar el vaso
diferentes
alcances,
vacío no se estire. Esta posición la
marcarás como 0 pondios, luego al empleando resortes menos
colocar 10 cc de agua en el vaso,
y
mayores
marcarás en el forro del resorte 10 p, al sensibles
colocar 20cc de agua en el vaso, cantidades de agua.
marcarás en el forro del resorte 20 p, y
así sucesivamente. Con él hallarás el
valor de fuerzas.
Los estudiantes
aplicarán las técnicas
y procedimientos
necesarios para el
diseño y la
construcción de
dinamómetros con
diferentes alcances.
94
Ley de Masa
Ley de Acción
y Reacción
Selecciona tres cajas de diferentes
tamaños y pesos. Amarra una de ellas a
una cuerda, coloca una polea al extremo
de la mesa, y por la garganta de la polea
pasa la cuerda, al final de ella ubica
diferentes pesas de arena, dejando en
movimiento el sistema en cada uno de
los casos. Anota las observaciones
realizadas. Con la pesa menor, repite la
experiencia anterior para cada una de las
cajas. Determina la relación entre la
fuerza, la masa y la aceleración del
sistema.
• Ubícate sobre patines y serás
empujado por un alumno que no esté
sobre patines.
• Dos alumnos ubicados sobre patines se
empujarán mutuamente y en sentido
contrario.
• Ubicado sobre patines empuja la
pared del aula con mucha fuerza.
• Une dos dinamómetros por sus
extremos y hálalos en sentido contrario.
Identifica cuál es la fuerza de acción y de
reacción.
Deduce junto a tus alumnos
la 2ª. Ley de Newton.
Finaliza con el relato por
parte
de
ellos,
de
situaciones de la vida diaria
donde se pone de manifiesto
esta ley. Destaca que la
fuerza es una
magnitud
vectorial.
Se demuestra que a
mayor
fuerza
mayor aceleración y
a
mayor
masa
menor aceleración
Introduce el Principio de
Se comprueba la
Acción y Reacción
Pide a los alumnos que
ley de acción y
presenten situaciones reales reacción
e
imaginarias
sobre
la
aplicación de esta Ley.
95
Ley de Gravitación Universal
Maneja el programa ORBITS para
Orienta al alumno para que
compare las diferentes masas
visualizar masas y distancias entre los
diversos planetas del Sistema Solar.
de los planetas del Sistema
Solar.
Emplea
esta
Comprobación de
la Ley de
Gravitación
Universal
información para introducir
la
Ley
de
Gravitación
Universal y sus aplicaciones.
Refuerza los conocimientos con el video Presenta el video acerca de
acerca de las Leyes de Newton.
las leyes de Newton.
Aplicaciones de leyes de
Newton
Se hacen
predicciones acerca
de la aceleración y
Resuelve problemas donde se apliquen Plantea problemas de la vida fuerzas que
las leyes que rigen la Dinámica, diaria que puedan resolverse intervienen en un
incluyendo sobre todo aquellos que aplicando leyes de la
sistema físico.
requieran transformación de unidades.
Dinámica.
96
Objetivos: 5 – 6
Los alumnos realizarán una descripción de las ideas y principios fundamentales de la estática, mediante experiencias
demostrativas, desarrollo de ejemplos en situaciones de equilibrio, realización de ejercicios y la solución de problemas
teóricos y prácticos del reposo y equilibrio de los cuerpos para ejercitarse en el manejo efectivo de procedimientos
sencillos y cotidianos que permitan aplicar correctamente los fundamentos básicos de la Estática y los conceptos físicos de
reposo, momento estático y estabilidad a situaciones de la vida real
Materiales:
Cono, reglas, metra, canal de cartón, cartulina, martillo, cordel,
dinamómetros, papel (bond, milimetrado y carbón) soporte
metálico, mordazas, borrador, tijeras, cortaúñas alicates, pinzas,
destapador de refrescos, exprimidor de limones, carretilla,
lámina de metal flexible, torno construido por alumnos, polea.
Contenidos:
Ver Diagrama Conceptual Nº 3
97
98
ACTIVIDAD PREVIA:
Los diferentes equipos de alumnos construirán en su casa los siguientes dispositivos:
• Soporte (preferiblemente metálico) de un metro de alto, anexo dos mordazas o dispositivos equivalentes, que permitan suspender de él
(varillas, pesas, reglas, poleas, torno, etc.).
• Lámina de metal flexible y deformable (aproximadamente entre 10 cm y 20 cm de largo por 1,5 cm de ancho y unos 3 mm de espesor).
• Carretilla diseñada y construida por los alumnos
• Los dinamómetros del objetivo anterior tres como mínimo.
• Regleta con soporte ajustable de manera que se pueda colocar sobre él a 2cm de sus extremos, en el centro, y a 2/3 partes de cada extremo.
Sugerencia: Base piramidal con vértice redondeado a 0,5 cm de diámetro. Regleta, un paralelepípedo de madera de 60cm x 2 cm x 1 cm y en él
perforaciones de 0,75 cm de diámetro distribuidos uniformemente a lo largo de él.
•
Torno: Consiste en un cilindro el que en uno de sus extremos se ha adosado un manubrio. Todo el conjunto gira solidariamente alrededor del
eje del cilindro que está apoyado en sus extremos. En el cilindro se enrolla una cuerda que es la que ejerce la fuerza resistente. Sobre la manivela del
manubrio se aplica la fuerza motora que equilibrará la ejercida por la cuerda.
Sugerencia 1: Fija un carrete de hilo a un cilindro con manubrio.
Sugerencia 2: Construye un torno con un cilindro de madera al que fijas dos manivelas en sus extremos. Una le servirá de sustentación y la otra
permitirá el movimiento. El radio del manubrio debe ser mayor que el radio del cilindro.
99
Estática
Visualiza la relación de todos los contenidos
de la Estática
Presenta el Diagrama
Conceptual Nº 3
Realiza el montaje de la figura.
Equilibrio
Coloca el extremo de la regla sobre el
Al final la
Utiliza la actividad para
regla y el
introducir los conceptos de
martillo
equilibrio y estática.
quedan en
borde de la mesa, la cabeza del martillo
quedará bajo la mesa y el extremo
del mango bajo la regla, cerca de la
tercera parte de la longitud de ésta.
equilibrio
Tendrás que hacer pequeños ajustes.
Observa como los cuerpos pueden
quedar en equilibrio de una manera
con el borde
de la mesa.
ingeniosa aplicando los conceptos
básicos de estática.
Tipos de Equilibrio
Presenta objetos que están en equilibrio en
diferentes posiciones:
100
Establecer que
1. Una regla suspendida
sujetada por el:
• Extremo superior
• Extremo inferior
• Centro de la regla
verticalmente
Orienta
a
los
los tipos de
alumnos para realizar las
equilibrio son:
actividades previstas.
estable,
2.
•
•
•
Un cono:
Parado sobre la base
Acostado en la arista
Parado en su vértice
3.
•
•
•
Una metra colocada:
Dentro de una canal
Sobre la canal invertida
Directamente sobre el escritorio.
inestable e
indiferente.
En cada una de las situaciones da suaves
impulsos, observa y describe lo que ocurre
respecto al equilibrio.
101
Centro de
gravedad y
Centro de masa
• Toma un trozo de cartulina y córtalo en forma de triángulo.
• Realiza una perforación cerca de cada vértice.
• Suspende del soporte el triángulo por una de las aberturas
practicadas y por el mismo punto cuelga la plomada adjunta a la
cartulina. Marca dos puntos que correspondan a la vertical
determinada por la plomada y con la ayuda de una regla los
únelos. Repite este proceso para las otras dos perforaciones.
Justifica tus respuestas.
• Posteriormente toma un trozo de cartulina, y córtala en
forma irregular y determina su centro de gravedad, con el
mismo procedimiento de la actividad anterior y luego elabora
conclusiones al respecto.
• Ubica el centro de gravedad y centro de masa usando los
siguientes objetos: martillo, regla, metra y cono.
Comprobar que:
Las tres rectas se cortan en
Define centro de gravedad,
centro de masa.
el mismo punto.
El nombre de dicho punto
es centro de gravedad.
El centro de gravedad
coincide con el centro del
cuerpo, si éste es simétrico.
102
Equilibrio en cuerpos
suspendidos
♦ Toma una de las figuras que
cortaste en cartulina y perfórala por el
centro de gravedad hallado
experimentalmente. Realiza las
siguientes actividades e indica a que
clase de equilibrio corresponde y
porqué:
♦ Suspende la cartulina por el centro
de gravedad en un lápiz. Separándola
de su posición de equilibrio y Orienta a los alumnos en la
haciéndola girar un poco suéltala.
♦ Ahora suspéndela por una de las realización de la actividad
perforaciones de forma tal que el centro
de gravedad quede por debajo del
punto de suspensión. Sepárala de su
posición de equilibrio haciéndola girar
un poco y suéltala.
♦ Cuélgala por una de las aberturas
de tal forma que el centro de gravedad
quede por encima del punto de
suspensión. Sepárala de su posición de
equilibrio y hazla girar un poco antes
de soltarla.
* Observarás que
está en equilibrio en
la nueva posición.
Corresponde a
equilibrio
indiferente. El c.g.
es el punto de
suspensión.
* Observarás que
vuelve a su posición
de
equilibrio.
Equilibro
estable
por la posición del
c.g.
respecto
al
punto de suspensión
* Observarás que no
vuelve a su posición
de equilibrio.
Equilibrio inestable
por la posición del
c.g. respecto al
punto de suspensión
103
Equilibrio en los cuerpos
apoyados
Describe situaciones de la vida cotidiana
y muestra objetos en el aula, en los
cuales puedas visualizar el equilibrio de
cuerpos apoyados y analiza cada uno de
Establecer los
factores de los cuales
Introduce los conceptos de depende la
cuerpos apoyados y
estabilidad de los
suspendidos
cuerpos apoyados.
(ver Diagrama Nº 3)
los factores de los que depende este
equilibrio.
Fuerzas concurrentes
Mide la magnitud de las fuerzas,
dirección y sentido
La dirección y
Establece diferencias y
semejanzas entre fuerzas
Toma tres dinamómetros y únelos en un
punto común. Dos de los dinamómetros
se fijan encima del papel bond, tensa
arbitrariamente el tercero. Con un lápiz
marca la dirección de las fuerzas que
señalan los dinamómetros. Con el papel
bond marcado y el papel carbón remarca
en el papel milimetrado las direcciones
concurrentes y no
concurrentes.
Para trabajar con los
dinamómetros
Se sugiere una tabla de
madera, de manera que los
sentido de FR
respecto a F3 son
iguales y opuestos
respectivamente. La
función de F3 es
equilibrar la fuerza
resultante.
dinamómetros se puedan
fijar con clavos o tachuelas
de las fuerzas. Suma gráficamente F1 y
F2 y mide el vector resultante FR.
104
Momento Estático
Abre la puerta del aula, primero
empujándola cerca de la cerradura y Define momento estático
luego cerca de las bisagras o desde el
centro de la puerta y explica brevemente
en cual de los casos te fue más fácil abrir
la puerta.
Realiza la actividad anterior fijando un
extremo de una regla a un centro de giro
y trata de girarla desde diversos puntos.
Tipos de momento
Determinar que los
cuerpos pueden
girar más fácilmente
o menos debido a:
• La fuerza
aplicada y
• La distancia que
la separa del eje
de rotación.
La regla gira en
Toma una regla de madera y sujetándola
suavemente por el centro, ubica un
Identifica los tipos de
del reloj y en sentido
borrador primero sobre un extremo de la momento (positivo y
regla, observa el desplazamiento; luego
sentido de las agujas
contrario.
negativo); de acuerdo a la
colócalo en el otro extremo y observa el
sentido del giro.
convección de signos.
105
Sumatoria de momentos
En dos puntos de un cilindro de madera
coloca dos dinamómetros de los cuales
cuelgan pesas diferentes, sujeta el
cilindro mediante otro dinamómetro Introduce la fórmula de
suspendido, desde un punto tal que el
sistema quede en equilibrio. Mide la momento y las unidades.
magnitud de las fuerzas, dirección y
sentido y súmalas vectorialmente. Halla
los momentos y la suma.
Equilibrio de traslación,
rotación y completo
Realiza ejercicios de aplicación de
equilibrio
Aplicaciones de la estática
Se
obtiene
sumatoria
de
fuerzas
y
sumatoria
de
la
las
la
los
momentos.
Utiliza
la
experiencia
anterior para ilustrar el
equilibrio de traslación, el
equilibrio de rotación, el Demostrar el
equilibrio
completo.
Establece las condiciones equilibrio completo
de ΣF= 0
ΣM = 0.
Presenta el video
Resuelve problemas donde se apliquen correspondiente a la
las leyes que rigen la estática.
Estática para
complementar los
contenidos.
Establecer que el
equilibrio de los
cuerpos está regido
por 2 condiciones.
Aplicaciones de la estática
MAQUINAS SIMPLES
™ Utilizando las tijeras corta un trozo Orienta a los alumnos para Se clasificarán las
de papel
106
que identifiquen en cada
herramientas en los
tipos de máquinas
™ Sobre la carretilla construida por ti, uno de los casos la fuerza
coloca un objeto y desplázala sobre motriz, punto de apoyo, y simples, señalando
la mesa.
elementos, factores
resistencia así como el
comunes y
género de palanca.
™ Con la lámina metálica flexible
diferencias entre
construye una pinza para agarrar
objetos livianos.
ellas.
Informa acerca de la
ecuación para calcular la
ventaja mecánica de las
™ Fija la polea en el soporte y utilízala
para levantar un objeto atado a una máquinas simples.
cuerda. Indica las ventajas de su uso.
Conoce y utiliza la
ventaja mecánica de
cada una de ellas.
™ Con el torno construído por ti levanta
pequeños objetos.
107
CALOR
Y
TEMPERATURA
Objetivos 7 – 8 – 9 – 10: Los alumnos realizarán experimentos con cuerpos que se encuentren a
temperaturas diferentes, analizarán situaciones térmicas análogas, con el objeto de adquirir los conceptos de
temperatura, calor, capacidad calórica y equilibrio térmico, que le permitan aplicarlos al tratar problemas
físicos de su ambiente, a fin de estudiar la transferencia de energía térmica entre cuerpos distintos.
Materiales: Termómetros, agua, alcohol, aceite, acetona, recipientes resistentes al calor,
mechero portátil o cocinilla eléctrica, tubo de vidrio, tubo de ensayo, hielo, alambre, soportes, vela,
fósforos, laminilla de aluminio, regla graduada, vernier, alambres o tubo delgado de cobre ó aluminio
Contenidos:
y el alambre de hierro de un gancho para ropa, tachuelas metálicas, clavo grande, leche, corcho, matraz
o botella, globo, martillo, base pesada de hierro, hoja de papel, compás, cartulina, frasco, pitillo, tapón
Ver Diagrama
Conceptual Nº 4
de corcho con agujero, líquido colorante, gotero, cinta pegante, hilo, bolsa de plástico, dos esferas de
metal de diferente masa, metra, moneda, pañuelo, varilla metálica, palito de madera, tinta china,
bombillo, porta-bombillo, cable y toma corriente, banda de hule, tapones de goma monohoradado y
bihoradado, tres tubos capilares de vidrio, glicerina, kerosene
108
109
Contenido
Calor y Temperatura
Calor
Acción del alumno
Acción del docente
Visualiza la relación de todos los
Presenta el Diagrama
contenidos de Calor y Temperatura
Conceptual Nº 4
Resultados
Toma un trozo de alambre de manera que Introduce el concepto de
El alambre se
puedas plegarlo en el centro y comienza
calor.
calienta.
Diferencia calor y
El clavo se calienta.
a doblarlo hacia atrás y hacia adelante.
Repite la experiencia de forma rápida.
Temperatura
Toma un clavo con las manos y aprecia
la temperatura. Coloca el clavo sobre una
base de hierro o una piedra y golpéalo
temperatura
varias veces con el martillo. Toca otra
vez el clavo. Señala lo que sucede con la
temperatura
110
Calor y temperatura
Calienta dos recipientes con distintas
cantidades de agua, mide la temperatura
de ebullición y el tiempo que tardan en
alcanzarla.
Termómetros y escalas de
temperatura
Kelvin
Centígrada
Faharenheit
Menciona
los
diferentes
tipos
Se verificará
que para
cantidad de calor y
diferentes
diferéncialo de temperatura. cantidades de
agua se emplea
Señala las unidades de
diferentes
tiempos pero
medida en cada caso.
logran la misma
temperatura.
Refuerza el concepto de
de
termómetros que conoces así como las
Presenta el video, lámina o
transparencia con los
termómetros a diferentes
escalas de medida y su
equivalencia.
Ejemplificarán
los distintos tipos
de escalas para
escalas usadas.
medición de
Señala los diferentes tipos de
Convierte unidades de temperatura de termómetros que existen, las temperatura y
escalas y sus equivalencias, sus equivalencias
una escala a otra.
así como la manera para
convertir de una escala a
otra.
111
Muestra
con
ejemplos
que
las Una vez diferenciado
Unidades de calor
magnitudes de calor y temperatura al ser calor y temperatura
diferentes se deben medir de manera introduce las unidades con
diferente.
que se mide el calor.
Se familiariza con
las unidades de
calor: Caloría y
Kilocaloría.
Se dan a conocer
Estados de agregación
Coloca un trozo de hielo en el fondo de
un tubo de ensayo y sobre él algo que lo
mantenga en su puesto. Llena con agua
el tubo de ensayo y caliéntalo por la
parte superior del tubo como lo muestra
la figura.
Con esta experiencia identifica los
estados en los cuales se presenta el agua.
Ejemplifica con la llama del mechero el
cuarto estado de la materia.
Menciona el quinto estado de la materia
y su origen por temperaturas de –273ºC
Informa el punto triple del
los 5 estados de la
agua.
materia:
Sólido
Presenta los estados de
agregación.
Liquido
Gaseoso
Plasma
Haz énfasis en el cuarto y
Cubo cuántico
quinto estado de la materia.
112
Cambios entre los estados de
agregación
ºc
ºc
Agua
ºc
Alcohol
ºc
⇒ Mide las temperaturas del agua,
alcohol, acetona y aceite a
temperatura ambiente.
Introduce los procesos de:
⇒ Coloca sobre la cocinilla eléctrica
cada una de las sustancias en Fusión
recipientes resistentes al calor,
suspende termómetros para registrar Vaporización
las variaciones de temperatura de las
sustancias en función del tiempo, Ebullición
hasta que parte del líquido pase al
Condensación,
estado gaseoso.
⇒ Registra los datos en una tabla.
Solidificación,
* Obtención de la
gráfica:
Temperatura en
función del tiempo.
* Identificación de
los procesos de:
ebullición
vaporización.
fusión,
solidificación,
condensación,
sublimación.
⇒ Elabora las gráficas de temperatura Sublimación.
en función del tiempo.
Acetona
Aceite
⇒ Analiza los resultados comparando
las gráficas entre sí para obtener
cuáles de ellas alcanzan más rápido
la volatilización.
113
Dilatación
Busca una armella roscada y un clavo
de cabeza plana cuyo tamaño debe ser
tal, que quepa apenas en el ojo de la
armella. Inserta el clavo en el extremo
de un palo y la parte roscada de la
armella en otro palo. Prende una vela y Presenta el
coloca la cabeza del clavo en la llama
durante varios minutos. Luego trata de dilatación.
hacerla pasar a través del ojo de la
armella. Posteriormente enfría el clavo
en agua corriente e inténtalo de nuevo.
Después calienta simultáneamente la
cabeza del clavo y el ojo de la armella,
trata de hacer pasar la cabeza del clavo
por el ojo de la armella.
En el primer
intento no pasa el
concepto
de clavo mientras que
en los dos intentos
posteriores, sí.
Después de
Dilatación lineal
Suspende de dos soportes un alambre de
forma que quede tenso, coloca en su
centro un péndulo de manera que casi
Indica lo que significa
toque el piso, calienta el alambre con una
vela encendida. Observa y refuerza el
dilatación lineal.
concepto de dilatación lineal en los
sólidos.
calentado el
alambre, el péndulo
toca el piso. Ocurre
dilatación Lineal.
114
Dilatación superficial
Mide el largo y ancho de una laminilla
Orienta a los alumnos en la
Esta es una
actividad
dilatación
de aluminio. Calcula la superficie.
Calienta durante cinco minutos y mide
luego las dimensiones para calcular su
superficial.
nueva superficie.
Dilatación volumétrica ó
cúbica.
Calienta en un recipiente cierta cantidad
de leche y observa lo que sucede al
Introduce el concepto de
La leche aumenta
dilatación volumétrica en los
hervir.
su volumen.
líquidos
Amarra en la boca del matraz un globo y
Introduce el concepto de
calienta el matraz observando lo que le
sucede al globo.
dilatación volumétrica en los Él globo se inflará.
gases.
115
Deposita en un recipiente agua caliente y
mide su temperatura. Dentro de ella
Equilibrio térmico
introduce una bolsa de plástico con la
misma cantidad de agua a temperatura
ambiente (medida previamente).
A
Establecer la
intervalos iguales de tiempo mide la
temperatura de ambas porciones de agua.
Después de diez minutos compara las
temperaturas.
temperatura a la
Orienta a los alumnos en
la actividad.
cual ocurre el
Determina a qué temperatura ocurrió el
equilibrio térmico
equilibrio térmico.
de la mezcla
Repite las experiencias con diferentes
masas de agua en cada uno de los
recipientes. Analiza si los recipientes
son de diferentes materiales qué ocurriría
y la manera como influyen en la
obtención del equilibrio térmico.
116
Capacidad calórica
Mientras más
Toma dos esferas del mismo metal y
masas
diferentes
y
otra
de
metal
diferente.
Introduce
anime funde una
Introduce el concepto de
las
tres
esferas
en
un
capacidad calórica y después
recipiente con agua y coloca el sistema al
de realizada la actividad
fuego durante un tiempo.
Las
esferas
alcanzan
la
misma sugerida, analiza los factores
temperatura.
de los cuales depende esta
Con una pinza saca las tres esferas y
deposítalas en una lámina de anime.
propiedad física de los
Después de cierto tiempo retira las cuerpos.
esfera mayor será
la capacidad
calórica.
La esfera de mayor
masa funde más
anime, depende
también del tipo de
esferas del anime y observa el fenómeno.
Señala cuál esfera ha fundido más anime.
material.
117
• Coloca gran cantidad de agua en un
Reservorio térmico
recipiente a temperatura ambiente.
•
Al introducir
Luego calienta un clavo al rojo
cuerpos de muy
vivo e introdúcelo en el recipiente.
• Mide nuevamente la temperatura
pequeña masa en
del agua y observa si varió ésta.
•
una masa muy
Explica el fenómeno observado.
• Menciona
reservorios
Introduce el concepto de grande con relación
de
temperatura presentes en tu entorno.
• Discute que sucedería sí:
* Introducimos en el mar un ladrillo
reservorio térmico.
a ella la masa
mayor no varía su
temperatura.
calentado al rojo vivo.
* Sacamos una varilla caliente al
estacionamiento del plantel para variar la
temperatura ambiental general del
estacionamiento.
118
Transferencia de calor por
conducción.
♦ Construye con una hoja de papel un
recipiente y sujeta los bordes con
clips. Vierte un poco de agua en ese
recipiente. Prende la vela y con Una vez que los alumnos
ambas manos, sostén el recipiente
realicen las actividades
sobre la llama.
El agua se calentará
pero el papel no se
quemará. El agua
es conductora y es
capaz de absorber
el calor antes que el
papel se queme.
señalada, refuerza el
♦ Enciende una vela, deja caer una gota concepto de propagación del
de cera sobre una varilla metálica y
otra gota cera sobre un palito. calor por conducción.
Introduce ambos objetos dentro de un
recipiente con agua bien caliente.
Después de un tiempo toca las barras.
Observa la diferencia cualitativa que
hay entre sus temperaturas y en cual
de ellas se derrite primero la cera.
La explicación es
que se ha producido
la propagación del
calor por
conducción en los
sólidos; a la vez se
comprueba que hay
cuerpos buenos y
malos conductores.
La cera en la varilla
metálica se derrite
y en el palito no.
119
Transferencia de calor por
convección.
Transferencia de calor por
convección y radiación
♦ Vierte agua fría en un frasco hasta la
mitad. Llena un recipiente con agua
caliente. Deposita una gota de tinta
china en el centro del agua fría y mete
el frasco en el agua caliente. La gota de
tinta china se irá al fondo del frasco.
Coloca una hoja de papel detrás del
frasco para ver mejor el movimiento. El
calor del agua calienta el agua del fondo
del frasco.
♦ Construye un molinete dibujando
sobre papel bond dos circunferencias
concéntricas, una de un cuarto de radio
de la otra. Corta en forma radial desde
la circunferencia externa hasta la
interna sectores circulares y, dobla
ligeramente los sectores. Construye
una L con un alambre, por el lado más
largo introduce un corcho para
sostener el dispositivo y por el lado
más corto ubica el molinete por su
centro. Acerca el molinete a la llama
del mechero a cierta distancia para
evitar que el papel se queme. Analiza a
qué se debe este fenómeno.
Explica el movimiento
Al introducir el
frasco con agua fría
circular llamado ciclo de
en el agua caliente,
convección o corriente de
la tinta comenzará a
subir desde el fondo
convección.
formando pequeños
remolinos. El agua
caliente es menos
densa y por ello
asciende. Esto hace
que el agua fresca,
más pesada, fluya
En el caso del molinete da la
hacia
abajo
en
explicación física de que la dirección
de
la
fuente de calor.
propagación del calor se
produce por corrientes de
convección del aire caliente
alrededor de la llama por
radiación.
Debido
a
las
corrientes
de
convección, del aire
alrededor de la
llama, el molinete
comenzará a girar
El calor se desplaza
por radiación casi
inmediatamente.
120
Aplicaciones de calorimetría
Construcción de una chimenea
Toma una caja de zapatos con tapa y dos
tubos de cartón (toallas de cocina). Usa
como guía el tubo de cartón y dibuja dos Presenta el video
círculos en la tapa de la caja a unos 5 cm
de cada extremo. Corta ambos círculos correspondiente a la
de manera que los tubos ajusten
perfectamente. Los extremos de los tubos Calorimetría para
apenas deben pasar a través de la tapa, ya
que serán las chimeneas. Coloca un complementar los contenidos
pequeño trozo de vela dentro de la caja
directamente debajo de una de las desarrollados.
chimeneas de manera que la llama no
queme la parte superior de la caja.
Enciende la vela. Enrolla un papel en
forma de tirabuzón y enciende un
extremo. Después de unos segundos
apágalo. Todo lo que necesitas es humo.
Mantén el papel humeante sobre la
chimenea que no tiene vela. Allí verás
que el humo en vez de subir, baja por
esta chimenea y sale por la chimenea
ubicada encima de la vela. Trata de dar
una explicación de este fenómeno.
El calor de la vela
calienta el aire en la
chimenea y provoca
su expansión. El
aire frío más denso
es absorbido hacia
abajo por la otra
chimenea y arrastra
al humo con él. Este
aire frío entra en la
caja y desaloja el
aire caliente por la
chimenea ubicada
arriba de la vela,
que también
arrastra el humo
con él.
121
ACUSTICA
Objetivos 11-12-13: Los alumnos realizarán un conjunto de experiencias acerca del sonido, mediante
la consideración de situaciones reales e imaginarias donde se utilicen objetos, instrumentos y aparatos que
produzcan efectos acústicos, con el fin de comprender el comportamiento y naturaleza de las ondas
sonoras y de que adquieran conocimientos teórico-prácticos sobre la Acústica.
Materiales: Martillo, campana, piedra, guitarra o cuatro, hoja de segueta,
ligas, caja pequeña de madera, cuerda larga (lazo), resorte plástico, piezas de
dominó, generador de señal acústica y visual, hilo, arroz inflado, gancho para colgar
ropa, varita curva, caja cilíndrica vacía, vela, lápiz, agua, tobo metálico, peine, lata
vacía y seca, clavos, embudo, trozo de madera, tambor, flauta, teclado, grabación de
notas musicales, tabla, cuerda de nylon, tubo metálico liviano, vasos de cristal,
botellas vacías, copa pequeña, alfileres, resorte metálico, molde metálico para
hornear, cubeta de ondas, o vidrio transparente rectangular, plastilina, lámpara, hoja
de papel bond, goteros, reglas plásticas, trocitos rectangulares de madera, trocitos
de vidrio, lámina metálica, corcho, latas de refrescos vacío, vela de parafina.
Contenidos:
Ver Diagrama
Conceptual Nº 5
122
123
Contenido
Acústica.
Ondas y Sonido
Acción del alumno
Visualiza la relación de todos los
contenidos de Acústica, Ondas y
Acción del docente
Resultados
Presenta el Diagrama
Conceptual Nº 5
Sonido.
Sonido.
♦ Golpea con un martillo una campana
y luego agarra la campana con las
manos.
♦ Golpea una piedra con un martillo.
♦ Pulsa una cuerda de guitarra ó cuatro,
ésta produce un sonido que podrás
modular o cortar apretando la cuerda
con los dedos.
♦ Coloca una hoja de segueta
Define el sonido como
aproximadamente en su parte media,
sobre el borde de la mesa. Con una
mano presiona la hoja hacia abajo con vibración
firmeza sobre la mesa y golpea el
extremo libre con un dedo. Repite los
pasos anteriores, deslizando la segueta
poco a poco hacia afuera del borde de
la mesa. Haz el mismo experimento con
una regla de plástico o madera y
compara los diferentes sonidos.
Si se toma con la
mano una fuente de
sonido, éste se atenúa
inmediatamente.
Se produce un sonido
seco y corto al
golpear la piedra.
La fuente de todo
sonido es un cuerpo
que de alguna
manera se hace
vibrar.
124
Frecuencia del sonido.
Ondas.
Elementos de las ondas.
•
Estira y coloca ligas de diferentes
tamaños en una caja de madera o cartón
sin tapa. Da pequeños tirones con un Define frecuencia del sonido
dedo a cada liga. Haz que algunas ligas
y tono
queden más estiradas y nota el cambio de
sonido.
♦ Ubica dos alumnos sosteniendo los
extremos de una cuerda larga, a la
altura de la cintura. Tensen la cuerda
•
•
pero que quede un poco floja. Uno Explica las ondas,
de los alumnos debe sacudir hacia elementos, propagación.
abajo bruscamente la cuerda.
•
La rapidez con la que
algo vibra determina
el tono del sonido.
Esto se llama
frecuencia. Cuando
la frecuencia es
mayor, el sonido es
más agudo.
Se formará una onda
en la cuerda que
rápidamente se irá
alejando a lo largo de
la cuerda hasta que
llegue al otro
alumno. Se
devolverá hacia
abajo y correrá
rápidamente de
regreso hacia la
mano que la produjo.
Se pone de manifiesto
la reflexión.
•
125
Ondas transversales y
longitudinales
Repite la experiencia anterior ahora con
un resorte plástico pero tratando de
producir pulsos más o menos periódicos
para reconocer los elementos de las
ondas y la clasificación de ondas según
la dirección de la propagación, para lo
cual ubica una marca con una cinta en
una de las espiras centrales del resorte y
genera pulsos de derecha a izquierda y
viceversa, y también halando y
comprimiendo el resorte en la dirección
de su eje. Diferencia en ambos casos las
ondas transversales de las longitudinales.
Supervisa a los alumnos en
Se producen ondas
la realización de la actividad
de manera que identifiquen
los elementos de las ondas y
longitudinales y
transversales en las
cuales podrás
identificar sus
las clasifiquen por la
elementos.
dirección de propagación.
Coloca en un recipiente transparente
De ser posible usa la cubeta
cierta cantidad de agua y deja caer sobre
ella unas gotas de agua, observa la forma de ondas.
de las ondas que se producen, y los
fenómenos de reflexión, refracción,
difracción, superposición e interferencia
de las ondas
Generación de ondas
en el agua
126
Transmisión del sonido
Relación entre ondas y
sonido.
Coloca varias piezas de dominó una a
continuación de la otra con un pequeño
espacio entre ellas, al empujar unas irán
cayendo sucesivamente sobre las otras.
Motor
Utilizando el dispositivo ubicado a la
izquierda, demuestra experimentalmente
que el sonido se transmite como energía
pero es necesario la existencia de
sustancia no importa que sea sólida,
líquida o gaseosa. De no haber ninguna
sustancia el sonido no se transmite.
Corta varios tramos de hilo, y
amarra con ellos granos de arroz inflado
(musli). Ata el extremo libre a la parte
inferior del gancho para colgar ropa.
Repite los pasos hasta que hayan
colgados 8 ó 10 granos a igual distancia
a lo largo del gancho. Cuelga el gancho
en un soporte fijo. Coloca una liga
estirada y atada a los extremos de una
varita curva y ubícala cerca del centro
del gancho de ropa pero sin tocar los
granos de cereal suspendidos. Pulsa la
liga.
Explica que se produce
traslado de la energía, sin
trasladar la materia
Las ondas trasladan
energía pero sin
trasladar materia. El
sonido se produce por
vibración pero se
trasmite por choques
sucesivos o por ondas.
Los granos se
moverán hacia atrás y
hacia delante. Los
granos más cercanos a
la liga se moverán más,
pero ninguno de
moverá demasiado. La
vibración de la liga
hizo que el aire
alrededor de ella se
moviera. Este aire
golpeó el aire próximo
al grano y causó su
movimiento. Esta
acción continuó hacia
afuera, como ondas,
hasta que se
debilitaron y anularon.
127
Frecuencia del sonido.
Efecto Doppler.
Toma una caja cilíndrica vacía, coloca
una vela encendida sobre la mesa.
Golpea la base de la caja con tus dedos
dirigiendo la tapa con el agujero hacia la
vela. Intenta ajustar la puntería dos ó
tres veces; nota que puedes apagar la
llama desde una distancia de más de
medio metro.
Indica a los alumnos que el
Escucha el sonido de un objeto que
se acerca. Cuando va pasando, nota la
diferencia en el tono del sonido. Luego,
permanece escuchando mientras el
objeto se aleja.
Indica que esto se debe a
que mientras el objeto se
aproxima, las ondas
sonoras empujan más cerca
unas de otras. Mayor
número de ondas sonoras
golpean el oído cada
segundo. La frecuencia es
más alta, por lo tanto el
tono parece más alto.
Cuando el objeto empieza a
alejarse ocurre lo contrario
Da ejemplos de aplicaciones del
efecto Doppler.
oído humano puede detectar
vibraciones de sonido
aproximadamente de 20 a
20.000 ciclos por segundo
El golpe en la base de
la caja envía una
onda de choque que
sale por el agujero.
Esa onda es
suficientemente
fuerte para apagar la
vela, pero su
frecuencia es
demasiado baja para
escucharse como
sonido.
Parecerá que cambia
el tono. Este cambio
aparente en el tono se
conoce como el efecto
Doppler.
128
Oprime tu oreja contra la
Transmisión del sonido en superficie de un extremo de la mesa y
pide a otra persona que golpee el otro
Explica que el sonido se
sólidos
extremo de la mesa con la punta de un
lápiz.
transmite más fácilmente en
Luego llena con agua tres cuartas
partes de un tobo metálico y coloca tu los sólidos y en los líquidos
oreja sobre uno de los lados del tobo.
Introduce un peine hasta la mitad del
más que en el aire.
volumen de agua y frota con tu dedo los
dientes del peine. Escucha el sonido y
explica el fenómeno.
Amplificación del sonido
Toma un peine en las manos y
suavemente recorre con tu uña los
dientes del peine. Después, apoya con
firmeza el extremo libre del peine contra
la mitad de la puerta e inténtalo de
nuevo. En muchos hogares, las puertas
son entamboradas y esto ayuda a
amplificar el sonido. Escucha el sonido y
explica el fenómeno.
Explique que este fenómeno
es utilizado en los
instrumentos musicales en
las cajas de resonancia para
amplificar el sonido.
Se oirá el sonido
claramente.
El sonido puede
transmitirse a
través de la madera,
del agua, y sobre
todo, de los metales.
El peine hace vibrar
poca cantidad de
aire.
Cuando las
vibraciones fueron a
la madera vibró
mayor volumen de
aire, esta vez el
sonido es mucho
más fuerte.
129
Velocidad de propagación y En el fondo de una lata vacía y seca,
tono
coloca por la parte exterior dos clavos
como a la mitad de la base de la lata.
Estira una liga pequeña entre los clavos y
da un suave tirón con sus dedos. Escucha Orienta a los alumnos en la
el sonido que proviene de la lata. Quita la
liga, haz un nudo en uno de sus extremos actividad
y estírala de nuevo; colocándola entre los
clavos. Otra vez da un suave tirón a la
liga y escucha el sonido. Quita la liga,
haz otro nudo e inténtalo de nuevo.
Construcción
de un estetoscopio
Coloca un trozo de manguera en la parte
angosta de un embudo. Utilizando el
estetoscopio trata de percibir el sonido de
tu
propio
corazón
y
el
de
tus
compañeros. Coloca el embudo sobre el
objeto productor del sonido y el extremo
libre de la manguera en su oído.
La liga vibra
debido al tirón y
esto forma ondas
sonoras. Cuando la
liga se estiró con
mayor tensión,
vibró más rápido.
Si vibra más
rápido el tono es
más alto.
Asigna a los alumnos la Con este
construcción
de
estetoscopio
sencillo escuchar pequeños
diferencias sonidos que no
Establece
las
un dispositivo pueden
entre infrasonido, sonido, podrán oír al aire
ultrasonido
y
umbral libre.
audible.
130
Propiedades del sonido
Basado en tu experiencia, diferencia los
Orienta a los alumnos para
conceptos de reflexión ó eco,
reverberación, refracción y difracción
del sonido. Compara estos fenómenos
que diferencien las
Se establece que el
eco, la reflexión,
reverberación,
propiedades del sonido
con los vistos en las ondas producidas en
refracción y
difracción son
resortes y en el agua.
fenómenos del
sonido
Cualidades del sonido.
Se establece la
Timbre
Utilizando dos o tres instrumentos
musicales, un alumno que estudie música
produce una misma nota musical.
Ejemplo: tono do en escala de sol
mayor, detecta los diferentes timbres
diferencia que
Orienta a los alumnos en la
actividad propuesta y/o
presenta sonidos
existe entre el tono
y timbre de un
sonido.
pregrabados en cassettes.
131
Cualidades del sonido.
Frecuencia y tono
Cualidades del sonido.
Intensidad
Produce diferentes notas musicales.
Utiliza un teclado o en su defecto de la
grabación de las notas musicales más
importantes y su respectiva división en
octavas
Ej. : La3 = 440 Hz. La4 = 880 Hz.
Introduce la unidad de la
frecuencia del sonido.
Presenta video, transparencia
o lámina sobre las escalas
musicales haciendo énfasis
en las frecuencias.
Distinguir
diferentes
frecuencias del
sonido.
Produce diferentes intensidades de
sonido al pronunciar la nota do a distinto
volumen, desde el susurro hasta el grito.
Incluye las unidades en las
cuales se mide la intensidad
del sonido, beles y
Se asocia la
intensidad con el
volumen.
decibeles.
Intensidad
Tono
Timbre
Realiza una demostración de las
diferencias entre las cualidades del
Diferencia la dependencia de
sonido, para ello utiliza dos instrumentos
de cuerda diferentes: - Golpea la cuerda las cualidades del sonido
suave y bruscamente. – Golpea una
cuerda para diferentes posiciones del
dedo en los trastes. – Produce una misma
nota musical en los dos instrumentos.
El tono depende de
la frecuencia, la
intensidad de la
amplitud y el
timbre del tipo del
instrumento.
132
Aplicaciones
Instrumentos Musicales
Toma una lata cerrada y en una de sus Asigna como aplicación de
caras abre un hueco como el de un cuatro la Acústica la construcción
MONOCORDIO
o una guitarra. Adapta a la lata una tabla por equipos del instrumento
y una cuerda de nylon que tensarás musical.
ayudándote con la madera
Toma un tubo metálico liviano y
XILÓFONO DE CUATRO
córtalo en cuatro trozos de diferente
NOTAS
longitud. Amarra cada trozo de otro
tubo mediante hilo y suspende en un
soporte. Para activarlo utiliza una
cuchara metálica.
Asigna como aplicación de
la Acústica la construcción
por equipos del instrumento
musical, los cuales deben
ser llevados al aula para
establecer las diferencias
entre las cualidades del
sonido.
133
VASOS MUSICALES
Coloca ocho vasos de cristal (del mismo
material y tamaño), sobre una mesa en
línea recta y deposita en ellos diferentes
cantidades de agua en orden ascendente
o descendente. Se te sugiere usar una
copa pequeña para medir los volúmenes
de agua, al primer vaso una medida, al
segundo
dos
medidas,
y
así
sucesivamente hasta ocho medidas en el
octavo vaso. De esta manera podrás
producir sonidos musicales al golpear
suavemente con un lápiz u otro objeto los
bordes de los vasos. El golpe provoca
que el vidrio vibre y produzca el sonido.
El agua disminuye o retarda estas
vibraciones de modo que a menor
cantidad de agua el vaso vibra más
rápido y el tono será más alto. Lo harás
de nuevo sólo que un poco más rápido, el
tono se vuelve más alto.
Asigna como aplicación de
la Acústica la construcción
por equipos del instrumento
musical y demuestren en
clase la diferencia de las
cualidades del sonido
usando el instrumento
construido.
134
BOTELLAS MUSICALES
Consigue 4 botellas del mismo tamaño y
material. Llena completamente una
botella, la segunda a ¾ , la tercera ½ y la
cuarta a ¼ de la misma. Ahora sopla por
encima de la botella casi vacía. Dirige la
columna de aire de modo que ésta golpee
justamente dentro del borde al otro lado
de la boca de la botella. Escucha el
sonido. Haz lo mismo con las otras tres
botellas. Nota como el tono se vuelve
más alto. Repite la experiencia pero
ahora golpeando la botella con un lápiz
esta vez el tono se hará cada vez mas
bajo. Cuando soplas a través de la boca
de la botella, una onda de aire
comprimido baja por la boca de la
botella, golpea la base y se refleja hacia
la abertura. Cuando sale de la boca de la
botella, el aire comprimido se expande,
enviando otra onda hacia abajo, al fondo
de la botella. Las ondas comprimidas y
expandidas se propagan hacia arriba y
hacia abajo por dentro de la botella,
encimándose una en otra. Cuando estas
ondas llegan a la abertura de la botella,
hacen que la corriente de aire que sale de
los labios vaya hacia adelante y hacia
atrás de la boca de la botella.
Explica que la corriente de
aire está vibrando cuando la
corriente que vibra golpea el
aire que lo rodea, se produce
el sonido. La botella con
menor cantidad de agua
producirá el sonido más bajo
debido a que las ondas se
propagan más lejos dentro
de la botella. Cuando hay
más agua en la botella, la
distancia es más corta. Así
las ondas regresan muy
rápidamente y la corriente de
aire vibra también más
rápido, así se produce un
sonido más alto. Al golpear
las botellas externamente
con el lápiz el vidrio vibra y
el agua retarda las
vibraciones, por lo tanto el
sonido será más bajo.
135
Sobre una pieza de madera suave cortada
de forma rectangular, ubica ocho
alfileres formando una hilera previendo
que cada alfiler debe quedar un poco más
corto que el inmediatamente anterior, es
posible que tengas que cortar algunos
alfileres para obtener la altura deseada.
Coloca otro alfiler sin cabeza en la goma
de borrar del lápiz; con este último alfiler
PIANO CON ALFILERES
golpea los alfileres ubicados en la tabla.
Golpea el alfiler más alto, debe emitir la
nota más baja. Continua así con cada
alfiler golpeándolo o empujándolo un
poco hasta que consigas que emita
sonido. Ahora golpea toda la hilera de
alfileres y advierte el sonido. Se
producen sonidos musicales pero de poco
volumen. Coloca un molde metálico para
hornear boca abajo sobre la mesa y
encima de él, el dispositivo construido.
Inténtalo de nuevo. Los sonidos tendrán
mayor volumen. El molde amplifica las
vibraciones produciendo mayor volumen
del sonido.
Asigna como aplicación de
la Acústica la construcción
por equipos del instrumento
musical y demuestren en
clase la diferencia de las
cualidades del sonido
usando el instrumento
construido.
136
ELECTRICIDAD
Objetivos
14-15-16:
Y
MAGNETISMO
Los alumnos realizarán experiencias reales y simuladas que ilustren
interacciones eléctricas y magnéticas, con el fin de determinar magnitudes y establecer relaciones y
regularidades de estas interacciones, que conduzcan a la comprensión de los conceptos e ideas básicas
de la electricidad y el magnetismo para estudiar el comportamiento y las propiedades de diversos
cuerpos físicos electrizados e imanados.
Materiales: Peines de carey, pedacitos de papel,
varillas de vidrio, de plástico, pedazos de tela de seda,
de lana, polyester, lana, hilo de seda, papel aluminio,
botella, cereal inflado, limadura de hierro, clavos, clips,
brújulas, imanes, cable, pilas, bombillos, bases de
bombillos (sócates), amperímetro, voltímetro, motor
eléctrico, timbre, interruptores, tester.
Contenidos:
Ver Diagrama Conceptual Nº 6
137
138
A C T I V I DA D P R E V I A:
CONSTRUCCION DE UN ELECTROSCOPIO
Los alumnos por equipos construirán en sus hogares un electroscopio según la figura
Es importante que:
• Se extraiga gran parte del aire y de la humedad interna de la botella antes de taparla para lo cual se recomienda
calentar cuidadosamente la botella sobre una vela encendida o una cocinilla
• El tapón de la botella debe ser aislante, puede ser: pelota de goma, esfera de anime, tapón de corcho, tapón de goma
• laminillas de papel aluminio
• alambre de cobre
• esferita de anime pintada con grafito (mina de lápiz mezclada con alcohol), esferita metálica o de papel aluminio.
139
Contenido
Acción del alumno
Electricidad y Magnetismo Visualiza la relación entre
contenidos
de
electricidad
magnetismo
Acción del docente
Resultados
los Presenta
el
Diagrama
y Conceptual Nº 6
Amarra un pedacito de arroz inflado al
Electrización
por extremo de un hilo y colócalo en un
frotamiento inducción y soporte para que pueda oscilar
contacto
libremente como un péndulo. Frota un
peine(bien lavado para eliminar
cualquier grasa) enérgicamente con un
mechón de cabello limpio y seco.
Acerca lentamente un extremo del
peine al cereal suspendido. El cereal
será atraído hacia el peine. Pronto el
pedacito del cereal saltará del peine. En
forma lenta acerca nuevamente el peine
al cereal. El pedacito de cereal se
separará del peine (Electrización por
contacto). Después toca el cereal con la
punta del dedo y acerca el peine al
cereal. De nuevo, el cereal será atraído
por el peine(Neutralización). Un objeto
cargado atrae un objeto descargado o
neutro.
El cereal también
adquirió una carga
eléctrica, y se repele
Explica
la
interacción
con el peine.
Al
tocarlo con el dedo
eléctrica por frotamiento,
los
electrones
en
inducción y contacto. Así exceso pasaron al
como la neutralización
cuerpo humano. La
electricidad estática
se
observa
cuando
humedad
mejor
no
en
hay
el
ambiente.
140
Estructura de la materia
Ley de cargas
Observa y analiza el video de Presenta el video de
Electrostática y refuerza sobre la Electrostática y refuerza Los materiales
estructura de la materia.
sobre la estructura de la pueden clasificarse
materia
en: conductores,
aislantes y
semiconductor.
Utilizando el electroscopio construído
comprueba el funcionamiento del
mismo, en su casa, acercándolo a la
pantalla del televisor (monitor),
encendiendo y apagando el T.V.
En el aula de clase frota una carpeta de
plástico y acércala abierta, a la esfera
del electroscopio. Luego acerca la
varilla de vidrio cargada y observa lo
que ocurre con las laminillas del
electroscopio. Comprueba que ocurre si
tocas la esfera del electroscopio
cargado, acerca primero la carpeta de
plástico y luego la varilla de vidrio.
Analiza estas observaciones con tu
profesor.
Explica la interacción por
inducción, por contacto,
clases de carga, ley de las
cargas,
ley
de
la
conservación de la carga,
ley de Coulomb, establece
una definición operacional
que permita establecer la
dependencia de la fuerza de
interacción eléctrica con la
carga y con la distancia que
los separa.
La ley de las cargas
establece: que cargas
de igual tipo se
repelen y cargas de
diferente tipo se
atraen.
A mayor distancia de
las cargas la fuerza de
atracción es menor.
A mayor carga
mayor atracción.
141
Magnetismo
Sostén un imán y adherido a él un
clavo, acerca el otro extremo del clavo
a unos
clips. El clavo atraerá a
algunos de ellos. Retira el clavo del
imán y los clips caerán. Cuando el
imán estaba en contacto con el clavo, el Orienta a los alumnos en la
campo magnético alineó todos los ejecución de la actividad
átomos del clavo en la misma dirección propuesta.
y los transformó en imanes; regresaron
a su estado de desorientación cuando se
quitó el imán.
Determinación e
Suspende un imán recto de un hilo a
identificación de los polos manera de péndulo. Acerca otro imán y
de un imán.
combina todas las posiciones posibles;
anota las observaciones.
N
S
N
Está pendiente que el
alumno realice todas las
combinaciones posibles al
acercar los imanes y que
anote correctamente sus
observaciones.
El hierro es fácil
magnetizarlo pero
pierde rápidamente
su
campo
magnético, el acero
es
difícil
magnetizarlo pero
mantiene su campo
magnético
mucho
más tiempo que el
hierro
Si los imanes se
atraen es porque
interactuaron dos
polos diferentes, en
caso contrario han
interactuado dos
polos iguales.
S
142
Construcción de un imán
Para hacer un imán frota una aguja
Orienta a los alumnos en
muchas veces siempre en el mismo
La aguja y la
sentido con un extremo del imán.
la realización de la
Levanta ahora pequeños objetos
segueta se imantan,
metálicos de hierro. Repite la
actividad.
experiencia con una hoja de segueta
obteniéndose
así,
frotando toda su extensión en un solo
sentido y con solo un extremo del
pequeños imanes
imán.
Es imposible aislar
Obtención y destrucción de
un imán a partir de uno dado
Usando la segueta magnetizada de
Orienta a los alumnos en
la polaridad de cada extremo, marca lo
con un lápiz o un trozo de tirro, parte la
los
polos
imán,
la
realización
de
la
de
un
porque
no
importa
cuantas
a la mitad (utiliza tela gruesa paactividad.
veces
golpearla). Verifica con la brújula
imán, cada trozo se
ocurrió con los polos de cada mitad.
convierte
dividas
en
el
un
imán completo.
Si golpeas varias veces el imán con el
martillo o se calienta el imán, este
pierde su magnetismo.
143
Construye una brújula con una aguja
Construcción de una brújula
imantada. Para ello monta un péndulo
en un vaso de vidrio como lo indica la
figura y en la laminilla de papel Orienta a los alumnos en la
inserta la aguja imantada. La aguja se
construcción de la brújula
balancea algunas veces y después se
Se
obtiene
brújula
una
que se
orienta siempre en
alinea en la dirección norte-sur.
el sentido norte –
Basados en la orientación geográfica
asigna cual de los extremos de la
sur
aguja es el Norte. Utiliza la brújula
construída para asignarle el Norte o el
Sur a cualquier imán que no tenga la
polaridad definida. Recuerda que el
Norte geográfico es el Sur magnético.
Contenido
Acción del alumno
Acción del docente
Resultados
144
Coloca un imán recto sobre una mesa
Las limaduras más
y lo tapa con una cartulina, esparce
cercanas
a
los
levemente unas limaduras de hierro
Campo magnético
polos se juntan en
sobre la cartulina. (Si no se dispone de
limaduras, que pueden conseguir en
cualquier
metalúrgica,
las
pueden
grupo y dejan un
Orienta a los alumnos en
espacio
fabricar limando un clavo). Observa la
como algunas limaduras se juntan y se
paran de punta, mientras que otras se
esparcen
ordenadamente
en
la
cartulina.
Golpea
levemente
la
cartulina. Son las llamadas líneas de
fuerza magnética las cuales permiten
realización
de
vacío,
la
mientras que las
actividad
limaduras
más
alejadas se alinean
formando
líneas
entre los polos
visualizar el campo magnético.
145
Contenido
Acción del alumno
Protección en un campo
Repite la experiencia anterior con a)un
magnético
imán de herradura acostado, b)un imán
de herradura situado de forma vertical,
c)un imán recto
Acción del docente
Orienta al alumno para que Si
identifique
que
debemos
deseamos
protegernos de un
magnético
debemos
protegernos de un campo protegernos
a cierta distancia de manera que entre
ellos ubiques una pequeña arandela de
en
campo
parado de forma situaciones
vertical, d) dos imanes rectos separados
Resultados
magnético.
con
hierro o aluminio.
hierro.
Corriente eléctrica
El agua es un fluido
Abre una llave conectada a una
Recalca la importancia del
manguera e imagina el movimiento del
que se mueve en la
agua dentro de la manguera.
generador eléctrico como
manguera.
responsable de mantener la
Conecta un circuito eléctrico elemental
e imagina el movimiento de los
corriente eléctrica.
La
corriente
electrones en el cable.
eléctrica es un
flujo de electrones.
146
Contenido
Circuito eléctrico elemental
Acción del alumno
Construye
un
elemental
para
circuito
Acción del docente
eléctrico
identificar
Introduce los instrumentos Se familiariza con
los
elementos básicos. Dibuja el circuito
eléctricos
de
en
cuenta
el
sentido
medición,
voltímetro,
voltaje, corriente y resistencia.
elementos
medida y las precauciones
de
un
circuito eléctrico y
ohmetro; las unidades de los
convencional de la corriente.
Usa los instrumentos para medir
los
básicos
empleando la simbología respectiva. amperímetro,
Toma
Resultados
instrumentos
de medición.
de su uso.
La corriente existe
Corriente eléctrica por
reacción química
Emplea un trocito de alambre de acero
y un trocito de alambre de cobre.
Introduce dichos alambres separados en
una papa grande o un limón y con el
tester medirán voltaje. Trata de acercar
los dos alambres para ver si el voltaje
cambia.
Explica la producción de
corriente
eléctrica
reacciones químicas.
por
debido
a
reacción
química
que
produce
se
la
entre la papa o
limón
y
los
alambres de acero
y cobre.
147
Contenido
Conductor
Acción del alumno
Acción del docente
Resultados
Instala un circuito eléctrico elemental
usando como generador una pila de
Semi - Conductor
y Aislador
1,5 voltios y un bombillo para ese
Solicita de los alumnos El metal es buen
voltaje. Separa una de las conexiones a que den otros ejemplos de conductor
la pila y con un clip trata de hacer el
materiales
de
conductores electricidad,
el
contacto entre el cable y la pila. Nota
que el foco se enciende brillantemente.
semi
–
Ahora repite la experiencia y en el aisladores
lugar del clip usa la punta del lápiz.
conductores
y grafito
es
semiconductor y el
papel es aislante.
Nota que el foco enciende pero no tan
brillantemente. Usa posteriormente en
lugar del clip un pedacito de papel
observa que el foco no prende.
148
Contenido
Fusibles
Circuitos eléctricos
Código de colores para
determinar valor de
resistencias
Acción del alumno
De un cordón de una lámpara vieja,
separa los cables, pela sus extremos.
Utiliza pilas de lámpara de mano e
introdúcelas en un tubo de cartón
(usado en toallas de papel para cocina).
Cuidando colocar el positivo de una
pila a continuación del negativo de la
otra. En el extremo del enchufe
colocarán una tirita muy delgada de
papel aluminio. Este será el fusible.
Conecta un extremo del cordón a un
polo de la batería construída. Observa
y explica lo que ocurre.
Construye y dibuja circuitos con
bombillos en serie, paralelos y mixtos.
Utiliza el multitester mide en cada uno
de los circuitos la intensidad, voltaje,
resistencia. Verifica las fórmulas
matemáticas que se usan para ello.
Acción del docente
Haz
que
los
Resultados
alumnos
recuerden
y
ejemplifiquen cuales son
los fusibles usados en sus
casas y automóviles
Orienta a los alumnos
para que realicen la
experiencia descrita y
verifiquen las fórmulas
con sus observaciones.
Determina el valor de algunas Presenta al alumno una
resistencias usando el código de
tabla ó lamina con el
colores y verifica sus resultados con el
ohmetro.
código de las resistencias.
El cartón impedirá
que las pilas se
muevan. Al conectar
los polos el fusible se
quemará debido a
que ha ocurrido un
corto-circuito.
El
fusible se diseña
para
funcionar
como el punto más
débil del circuito.
Se determinan las
leyes de los circuitos
de
resistores
conectados en las
configuraciones
básicas.
Se determina el
valor de la
resistencia, sin el
uso del ohmetro.
149
Contenido
Acción del alumno
Acción del docente
Resultados
Un reóstato es una
Resistencias variables ó
reóstatos
Aplicaciones de circuitos
eléctricos
Conecta un extremo de alambre de
cobre delgado al polo positivo de una
pila de 1.5 voltios, sujétala con cinta
adhesiva. Enrolla el otro extremo del Explica la importancia de
alambre firmemente al lado metálico de
un foco de linterna. Coloca sobre la los reóstatos en los
mesa una mina de grafito completa. Y
sobre ella el polo negativo de la pila. circuitos eléctricos.
Luego coloca en contacto la base del
foco con la mina de grafito, muy cerca
de la pila, observa como se enciende el
foco. Desliza gradualmente el foco por
la puntilla y nota que lentamente el
foco pierde intensidad luminosa. El
grafito no es un buen conductor, pero si
es un buen reóstato.
Emplea fórmulas para predecir los
valores de los parámetros medidos en
circuitos eléctricos y los aplicarán
posteriormente en la simulación de
circuitos eléctricos utilizando el
programa computarizado ELECTRO.
resistencia variable
que
se
usa
para
controlar el paso de
la
cantidad
de
corriente.
Orienta a los alumnos Se predice el valor
para
que
correctamente
computador.
trabajen de las magnitudes
con
el básicas
de
un
circuito eléctrico.
150
Contenido
Electroimán
Electro magnetismo
Acción del alumno
Acción del docente
Enrolla cuidadosamente un alambre de Informa a los alumnos
cobre alrededor de la parte metálica
que es posible combinar
de un atornillador. Quita el aislante de
los extremos del conductor y con ellos magnetismo y electricidad
toca brevemente los bornes de una pila.
Esto debe magnetizar al atornillador.
Resultados
El campo magnético
de la bobina alinea
las moléculas del
atornillador
convirtiéndolo en un
imán.
Construye dos aros de alambre de
cobre, uno lo ciérralo y el otro lo déjalo
No se moverá el aro
entreabierto. Suspéndelos de una barra Introduce el concepto de
Introduce un extremo de un imán por el
abierto.
aro abierto. Ahora lo introdúcelo en el electromagnetismo.
aro cerrado. Cuando retires el imán el
El aro cerrado
aro tratará de seguirlo. El campo
magnético del imán indujo una
tratará de alejarse
corriente eléctrica en el aro cerrado.
Esta corriente produjo su propio campo
magnético, el cual fue rechazado y
atraído por el imán.
151
Contenido
Acción del alumno
Acción del docente
Resultados
Ubica una brújula sobre la mesa
dejando que se oriente libremente.
Coloca sobre la aguja paralelamente y
en su misma dirección una alambre
Explica la experiencia de La aguja se mueve
cuyos extremos estarán conectados a Oersted
los polos de una pila. Cierra por unos
y
cómo
se en sentido contrario
determina el sentido de al
cambiar
las
Magnetismo y sentido de la instantes el circuito, (si lo dejas mucho
corriente
se daña la pila) y observarás que la
una
corriente
eléctrica conexiones.
brújula gira. Conecta ahora el alambre usando la brújula.
de manera que el extremo que estaba
conectado al borne positivo quede
ahora conectado en el borne negativo y
viceversa.
Cierra
nuevamente
el
circuito.
152
Contenido
Acción del alumno
Construcción de
Construye un galvanómetro como el
Galvanómetro
siguiente.
Acción del docente
Resultados
Dobla los extremos de un
La
cartón hacia arriba para formar un Explica
soporte. Luego pasa un alambre de
que los instrumentos de
la
más o menos en la
dirección este-oeste
medición están basados
Dejando en los extremos como 30 cm en
de cada lado. Pela los extremos.
de
a los alumnos brújula se desviará
cobre con aislante, alrededor de él de
manera que dé más de 30 vueltas.
aguja
aplicaciones
electromagnetismo.
siguiendo el flujo de
del la
corriente.
El
galvanómetro es un
Coloca una brújula sobre el cartón
medidor que puede
bajo el alambre. Mueve el cartón de
detectar
modo que los alambres se orienten en
cantidades
la dirección este-oeste y luego conecta
corriente.
pequeñas
de
los extremos a una pila de 1.5 voltios.
153
Contenido
Acción del alumno
Con dos tiras metálicas dobladas
ubicadas sobre una base de madera,
Construye un motor eléctrico construye el soporte. Una aguja de tejer
será el eje del motor y deberá poder
girar libremente en sus soportes.
Atraviesa un corcho largo por su
centro con la aguja de tejer. Sobre él,
enrolla un alambre delgado (cobre)
muchas veces para formar una bobina,
pega los extremos con cinta a lados
opuestos de la aguja. No dejes que se
unan los cables sin aislante ni los
cubras con cinta. De allí conectarás los
alambres que vienen de la pila.
Clavarás dos tachuelas a la base de
madera justamente abajo de los
contactos para sostener los cables que
vienen de la pila. Después, monta un
imán en forma de U en la base, de
manera que sus extremos queden hacia
arriba frente a cada lado de la bobina,
debe caber holgadamente la bobina.
Conecta los terminales de la pila y da
una vueltecita al corcho con la mano.
El motor debe ahora girar por sí
mismo.
Acción del docente
Resultados
Al
efectuar
acciones
Orienta a los alumnos en se
el
proceso
las
previstas,
ponen
de
de manifiesto
los
construcción de un motor, principios
básicos
para que ellos en su casa, que
realicen
dicho
el
proceso electromagnetismo.
como aplicación de lo El
aprendido en clase
rigen
funcionamiento
de un motor es un
buen
ejemplo
aplicación
de
del
electromagnetismo.
154
OPTICA
Objetivos 17-18-19: Los alumnos harán incidir la luz sobre diversos tipos de objetos, medios reflectores y
refringentes; a fin de estudiar los fenómenos de propagación, reflexión, refracción, y dispersión de la luz, mediante
la realización de experiencias reales e imaginarias que permitan determinar algunas regularidades ópticas
cualitativas y cuantitativas de los fenómenos citados y aplicarlos en la construcción y utilización de aparatos e
instrumentos ópticos sencillos
Materiales:
Linternas, cartulina, cartón, cinta adhesiva, talco, humo,
esferas de anime de diferentes tamaños, palitos, pantalla blanca, agua,
recipientes de vidrio, caja paralelepípeda de cartón, pintura negra mate, papel
traslúcido, velas, fósforos, rectángulos de cartón duro con soportes para usar
como porta objetos, vidrio transparente, vidrio traslúcido, papel aluminio, papel
blanco,
papel
pergamino,
vidrio
esmerilado,
espejo
plano
pequeño
transportador, compás, muñequitos o figuritas de plástico de igual tamaño,
color forma y material, regla graduada, trocito de lámina metálica bien pulida,
vaso de vidrio transparente, lápiz, recipiente rectangular, colorante para agua,
papel milimetrado, lámina de acrílico, aceite quemado, kerosene, frasco de
vidrio transparente, papel celofán: verde, rojo y azul, disco de polietileno,
Contenido:
Ver Diagrama Conceptual
Nº 7
espejos planos lentes convergentes y divergentes, tubos de cartón, bombillo.
155
156
ACTIVIDAD PREVIA:
En el hogar, A) Construirán un círculo de
cartulina blanca y lo graduarán desde 0º a
360º de 10º en 10º, remarcando el diámetro
de 0º a 180º con lápiz de color. Este
dispositivo lo utilizarán como disco óptico
luego de montarlo en un disco de
polietileno. B) Pegarán un espejo plano a
un objeto que lo mantenga perpendicular a
un plano horizontal y a ras con él.
0º
180º
157
Contenido
Optica
Acción del alumno
Visualiza la relación de todos los
contenidos de Optica
Acción del docente
Resultados
Presenta el Diagrama
Conceptual Nº 7
Utiliza una linterna y una cartulina de
color obscuro. Tapa la pantalla de la
Propagación rectilínea
de la luz
linterna con una arandela de cartón a la
que le han abierto previamente una
La propagación
ranura en su centro, pegando ésta con Orienta la actividad
rectilínea de la luz,
cinta plástica a la linterna; luego haz
incidir un rayo de luz que parta de la
linterna paralelamente a la superficie de
se pone de
manifiesto.
la cartulina, de manera que un rayo pase
rasante a ésta. Para ser visible más
fácilmente el efecto, espolvorea talco o
humo.
158
Contenido
Umbra y penumbra
Acción del alumno
Acción del docente
Resultados
Lleva al aula varias linternas y esferas de
diferentes
tamaños
con
soportes
incrustados. Toma una de las esferas y Explica la proyección de la Producción de
colócala frente a una pantalla blanca,
alúmbrala primero con una linterna, luz y de la sombra cuando eclipses simulados
observa la sombra proyectada en la
pantalla; después la alumbras con dos se interponen cuerpos en su con esferas
linternas (muy cerca una de la otra) luego
separa las linternas. Observa dos
trayectoria.
sombras en la pantalla, a medida que se
acerque la linterna a la esfera, las
sombras se acercan una a la otra hasta
que se superponen formando umbra y
penumbra.
Posteriormente utiliza dos esferas
iluminándolas con una linterna de luz
intensa, colocando una esfera de menor
tamaño entre la fuente luminosa y la otra
esfera de mayor tamaño; luego
intercambia la posición de las dos esferas
con respecto a la fuente luminosa. Deben
colocarse alineadas la fuente luminosa,
las esferas y la pantalla; para ejemplificar
así los eclipses totales y parciales.
159
Contenido
Acción del alumno
Construcción de la cámara
obscura
Construye una cámara obscura
empleando, una caja paralelepípeda
con una abertura mínima en el frente y
en la parte posterior quita la tapa de
cartón, pinta internamente la caja con
pintura negra mate y sustituye la tapa
quitada por un papel traslúcido
sellando bien la caja para que no entre
luz excepto por la pequeña abertura.
Frente a ésta coloca una vela encendida
y observa la imagen que se forma en el
papel.
Rayos luminosos notables
Acción del docente
Resultados
Explica que la imagen que
se produce es real, invertida,
debido a la propagación
rectilínea de la luz cuando
se interceptan en el orificio
los rayos provenientes de
los extremos de la vela.
Los alumnos harán un diagrama de la Orienta a los alumnos para
Gráficas de rayos
marcha de los rayos luminosos notables, que tracen correctamente los luminosos notables
en las experiencias 2,3, y 4.
rayos notables.
160
Contenido
Acción del alumno
Reflexión
Difusión
Refracción
Absorción
Monta sucesivamente sobre porta
objetos: vidrio transparente, vidrio
traslúcido, cartulina negra, papel
aluminio liso, papel aluminio arrugado,
papel pergamino, vidrio esmerilado;
haciendo incidir la luz proveniente de
una linterna como la utilizada en la
primera experiencia de óptica.
Coloca una pantalla detrás de los objetos
iluminados, para recibir la luz
proveniente de los mismos y clasifica de
acuerdo al paso de la luz, los tipos de
objetos y también si en ellos la luz se
refleja, se refracta, o se expande en todas
direcciones.
Reflexión de la luz
Acción del docente
Orienta a los alumnos en
cuanto a los cuerpos
luminosos e iluminados, así
como de los fenómenos
Resultados
Los objetos se
clasifican en:
transparentes,
traslúcidos, opacos
observados en los diversos
objetos utilizados en la
actividad.
Ubica el disco óptico sobre un soporte
de manera que quede horizontal Sobre
el diámetro remarcado en el disco
Orienta a los alumnos en la
óptico ubica un espejo plano. Haz
incidir un rayo de luz proveniente de
realización de la actividad
una linterna con diversos ángulos de
manera que el rayo de luz pase rasante
sobre el disco óptico. Observa el rayo
incidente y el rayo reflejado.
La luz se refleja,
difunde, es
absorbida y se
refracta.
La reflexión de la
luz, está regida por
dos leyes.
161
Contenido
Acción del alumno
Imágenes en espejos planos
Coloca sobre un papel blanco alineados
entre sí frente a frente dos muñequitos
iguales en tamaño, color, forma y
material. Ubícate al mismo nivel y
coloca el espejo entre las dos figuras, en
una posición tal, que la imagen reflejada
en el espejo coincida con la figura
ubicada detrás del mismo
Busca un trocito de lámina metálica bien
Imágenes en espejos
cóncavos
pulida y cúrvala levemente obteniendo
un espejo cóncavo y otro convexo.
Frente al espejo cóncavo coloca diversos
objetos (muñequitos, vela encendida,
etc.) y determina la posición del foco del
espejo para lo cual, debes colocar el
objeto seleccionado lo más alejado
posible del espejo alineado a éste.
Acción del docente
Procura que los alumnos
realicen la experiencia con
mucha precisión.
Explica que la posición del
objeto respecto al espejo
puede originar diferentes
características de la imagen:
*Si la distancia que separa
el objeto del espejo es
mayor que su radio.
*Si el objeto está en el
centro de curvatura.
*Si el objeto está entre el
centro de curvatura y el
foco.
*Si el objeto está en el
foco.
*Si el objeto está entre el
foco y el vértice
Resultados
Las características
de la imagen
producida son:
virtual, derecha,
simétrica, de igual
tamaño, aparecen
invertidas la
derecha e
izquierda
*La imagen será:
real, de menor
tamaño
e
invertida.
*La imagen será:
real,
de
igual
tamaño
e
invertida.
*La imagen será:
real, de mayor
tamaño
e
invertida.
*No
se
forma
imagen.
*La imagen será:
virtual, derecha y
de mayor tamaño
162
Contenido
Imágenes en espejos
convexos
Acción del alumno
Utiliza el espejo convexo y repite la
experiencia anterior.
Refracción
Coloca un vaso con agua e introduce en
él un lápiz o una regla para observar el
fenómeno llamado refracción.
En un recipiente rectangular que
contenga agua coloreada haz incidir de
manera no perpendicular un rayo de luz
proveniente de la linterna, sobre la
superficie líquida, y observa el cambio
de trayectoria de dicho rayo dentro del
agua.
Sobre un papel milimetrado ubica una
lamina de acrílico y repite la experiencia
anterior.
Acción del docente
Resultados
Comprueba que las
imágenes obtenidas en ese
tipo de espejo, son
independientes de la
posición del objeto
Características de la
Una vez realizada la
experiencia, pide a los
alumnos que expongan
ejemplos de su entorno,
donde se empleen los
principios físicos
analizados en clase.
imagen: virtual, de
menor
tamaño
y
derecha.
El lápiz se observa
como partido
El rayo de luz se
desvía
163
Contenido
Refracción y ángulo límite
Dispersión de la luz
Acción del alumno
Usando la lámina de acrílico harán llegar
sobre una de sus caras, rayos con
diferentes ángulos de incidencia hasta
observar que: a) el rayo refractado al
volver al aire es paralelo al rayo
incidente y b) con un determinado
ángulo se produce una reflexión total
interna y no el fenómeno de refracción.
Este ángulo se denomina ángulo límite.
Sobre un piso de asfalto impregnado de
aceite quemado rocía kerosene de
manera
uniforme, los alumnos
ubicados en diferentes posiciones
notarán que el kerosene luce de
diferentes colores.
Llena con agua un frasco de vidrio
transparente y colócalo en un sitio
elevado, utiliza un espejo plano y haz
incidir sobre el frasco un haz de luz
proveniente del Sol de tal forma que el
ángulo de incidencia de la luz en el
agua sea de 45º aproximadamente.
Utiliza como pantalla una hoja de papel
blanco que ubicarás cerca del frasco
para recoger la imagen esperada.
Acción del docente
Resultados
Debes dirigir la actividad
La luz comienza
refractándose y
para que los alumnos
después de cierto
observen muy bien tanto la
ángulo se produce
reflexión total interna
reflexión total interna cono
el ángulo límite.
Procura que los alumnos
Se obtiene en ambos
realicen estas experiencias
preferiblemente
en
casos un arco iris o
el banda
patio del plantel en un día
fenómeno
espectral,
conocido
como dispersión de la
soleado.
luz.
164
Contenido
Dispersión de la luz
Lentes
Acción del alumno
Cubre con 3 capas de papel celofán rojo
la pantalla de una linterna y fija el papel
con una liga. Repite el proceso con otras
dos linternas utilizando papel celofán
azul y verde. En un cuarto oscuro
ilumina una pantalla de papel blanco con
la linterna forrada en rojo. Observa un
círculo de luz roja. Seguidamente otro
alumno ilumina con luz verde haciendo
que ésta coincida con el círculo anterior,
observa que se forma un círculo de color
amarillo. A continuación otro estudiante
proyecta sobre el círculo amarillo la luz
azul.
Acción del docente
Resultados
Informa a los alumnos
Al hacer incidir
que al mezclar todos los
todas las luces
colores del espectro se
provenientes de las
obtiene la luz blanca.
Haz énfasis en el estudio
gráfico de los rayos más
Utiliza lentes convergentes y divergentes,
importantes que actúan
y repite los pasos seguidos en las sobre los lentes para hacer
predicciones de cuales
estrategias referidas a espejos cóncavos y
serán las características de
convexos.
las imágenes producidas
por las lentes utilizadas.
linternas, se produce
una luz casi blanca.
Las imágenes son
reales, virtuales,
derechas, invertidas,
de mayor, igual o
menor tamaño que el
objeto, dependiendo
de la posición que
ocupe el objeto.
165
Contenido
Aplicaciones de óptica
Construcción de aparatos e
instrumentos ópticos.
Acción del alumno
Aplica los conceptos analizados en el
aula,
construyendo los siguientes
instrumentos o aparatos ópticos:
• Cámara fotográfica usando la
cámara oscura y una lente convergente.
• Periscopio sencillo con tubos de
cartón o cartulina, espejos planos.
• Proyector diascópico usando dos
lentes convergentes, un bombillo y una
pantalla.
• Proyector episcópico con un
espejo plano, una lente convergente, un
bombillo y una pantalla.
• Retroproyector: con
espejo
plano, bombillo, lentes convergentes,
pantalla.
• Microscopio: Con dos lentes
convergentes
• Anteojo
Terrestre:
Lente
convergente y uno divergente
• Telescopio:
Dos
lentes
convergentes.
Acción del docente
Resultados
Asigna al alumno como
proyecto final de curso la
construcción de aparatos
e instrumentos ópticos.
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