fisica 2 guia formativa b&p agosto 2012

BSICA

FSICA 2

BSICA / PROPEDUTICA

Fsica 2

2

3

CITA

4

ING. ELIZABETH LOZANO PAREDES ING. MARGARITA LOPEZ MEJIA ING. ADILENE FRANCO BIUELO ING. CLAUDIA IBETH RUIZ VAZQUEZ

5

FSICA Estos propsitos se enmarcan en la misin de la propuesta educativa: contribuir, con base en los requerimientos de la sociedad del conocimiento y del desarrollo sustentable, a la formacin integral de los jvenes, para ampliar su participacin creativa en la economa y el desarrollo social del pas, mediante el desempeo de una actividad productiva y el ejercicio pleno del papel social que implica la mayora de edad". (Modelo de la Educacin Media Superior Tecnolgica, 2004, pg. 17)

Fsica II: Ofrecer una opcin educativa que proporcione a los alumnos elementos para enfrentar responsablemente su papel como adulto y poder mejorar su calidad de vida. Propiciar su desarrollo integral, a partir de sus necesidades e intereses como individuos y como miembros de una sociedad basada en el desarrollo sustentable y en valores acordes con la justicia, la identidad nacional y la soberana. Prepararlos para entender y valorar la tecnologa como un instrumento clave en el desarrollo social, para lograr una formacin polivalente y para desarrollar competencias que les permitan mejorar la tecnologa necesaria en mbitos concretos. Darles las bases para realizar estudios superiores para continuar aprendiendo, de manera que puedan aprovechar distintas opciones educativas para actualizarse y enriquecer su formacin. (Modelo de la Educacin Media Superior Tecnolgica, 2004, pgs. 29-30 y MCC, 2008)

6

Construye e interpreta modelos que identifican los sistemas trmicos, elctricos y fenmenos electromagnticos en la naturaleza, diferencindolos de los fenmenos mecnicos explicar su comportamiento a travs del aprendizaje de los conceptos fundamentales, subsidiarios y las leyes comprendidas en la asignatura, aplicando dichos conceptos en la solucin de problemas reales para que transite de la lgica de lo cotidiano al pensamiento cientfico en un clima de colaboracin y respeto.

7

Estructura general de la asignatura

8

9

10

Cmo se transmite el calor?

111

Competencias Genricas a las que contribuye la asignatura

Relacin con otras disciplinasIdentific e interpret los fenmenos relacionados con el cambio de temperatura en base al anlisis, experimentacin y observacin de las caractersticas y comportamiento de las cargas elctricas y las leyes que rigen a estas.

Relacin con otras disciplinasMATEMTICAS. Para expresar la realidad se necesita de un lenguaje preciso, que no de cabida a interpretaciones, y esto solo es posible con un lenguaje racional como son los nmeros, por ello, esta disciplina proporciona las herramientas necesarias en la aplicacin de frmulas para la solucin e interpretacin de problemas. QUMICA Y BIOQUMICA. La relacin intrnseca con estas disciplinas deriva en que ambas nos proporcionan las leyes y fundamentos de la composicin de la materia y entender as los fenmenos fsicos. BIOLOGA Y ECOLOGA. Nos ayudan a conocer el impacto ambiental de los fenmenos fsicos su naturaleza y caractersticas en la naturaleza, los seres vivos y su entorno CTSyV II. Los conocimientos adquiridos en esta disciplina nos ayudan a poder entender el valor y la importancia de nuestro entorno y la vida cotidiana TICS. Nos proporciona el conocimiento para poder conocer y manejar las herramientas tecnolgicas y contar as con una inmensa gama de informacin a travs de la red y en el manejo de software educativo. LEOyE. Esta disciplina nos auxilia para emplear correctamente un lenguaje tcnico y cientfico. INGLES. Nos apoya en la traduccin de textos cientficos y tecnolgicos.

12

Tema integradorCOMO SE TRANSMITE EL CALOR

Concepto fundamentalCalor

Concepto subsidiarioTemperatura Escalas de temperatura Dilatacin trmica Conceptos de transmisin de calor

Concepto(s) subsidiario(s) de primer nivel Generalidades sobre temperatura Equilibrio trmico Escala Fahrenheit Escalas Celsius o centgrada Escala absoluta Transformaciones entre las tres escalas Dilatacin de slidos Dilatacin superficial Dilatacin volumtrica Dilatacin de los fluidos Dilatacin irregular del agua Concepto de calor Transmisin de calor Conduccin Conveccin Radiacin

CategorasMateria, y Energa, Tiempo y Espacio

Tiempo programado10 horas/clase

13

Mapa de contenidos de la secuencia formativa1. Construye e interpreta los modelos sobre temperatura y transmisin de calor, as como se representa en situaciones reales, hipotticas o tericas.

Desarrollo de la Secuencia Formativa Actividades de apertura

De forma individual haz una investigacin bibliogrfica referente a todos los aparecen en el mapa de contenidos. (Portafolio de evidencias)

temas que

Lista de cotejo investigacin Nombre del alumno: Indicadores S No Cumpli con toda la investigacin requerida Utilizo bibliografa confiable Tiene conocimiento del tema Integra frmulas del tema Entreg en hojas Maneja la informacin solicitada en su totalidad Entrega en tiempo y forma Muestra limpieza y creatividad Bibliografa

Observaciones

14

En equipo de 4 integrantes identifiquen las ideas clave de la informacin encontrada. Rbrica para evaluar Trabajo en Equipo

15

Con Base a las conclusiones del trabajo anterior (Portafolio de evidencias).

realicen un mapa conceptual

De forma individual con base en la actividad 1, realiza tu formulario como se muestra en el anexo 1: (Portafolio de evidencias)

Ejercicio: Actividades de desarrollo

1. Busca o compra una pelota de plstico y qutale el pivote para extraerle el aire de su interior. 2. Ponle el pivote 3. Mide con una cinta mtrica su permetro 4. Colcala al sol durante 1, 2 y 3 horas. 3. Pasados esos tiempos, vuelve a medir su contorno. 4. En todo momento se te recomienda ir realizando anotaciones.

16

En forma individual

completa los siguientes enunciados con la palabra que faltan.

1. La _________________ es una unidad fundamental, al igual que la longitud, la masa y el tiempo. 2. Un ________________________________ es una parte del universo, aislada por medio de fronteras bien definidas. 3. Un _________________________ es un aparato usado para medir la temperatura. 4. Una __________________________________ de un sistema termodinmico es cualquier magnitud que cambia con la temperatura. 5. Pared que no permite interactuar trmicamente a dos sistemas situados a sus lados ___________________ 6. _______________ Es la pared que permite interactuar trmicamente a dos sistemas situados a sus lados. 7. _________________ Propiedad que determinan si dos sistemas estn o no en equilibrio trmico, 8. La pared de una olla usada para hervir agua debe ser 9. La pared de una hielera debe ser _______________ 10. _________________________ Dos sistemas en equilibrio trmico con un tercero estn en equilibrio trmico entre s. ______________________

17

10. _________________________ Dos sistemas en equilibrio trmico con un tercero estn en equilibrio trmico entre s. 11. Cmo puede definirse la dilatacin de las cuerpos?____________________________ __________________________________________________________________ 12. Cmo se define el coeficiente de dilatacin lineal?___________________________ _________________________________________________________________ 13. Cmo se define el coeficiente de dilatacin superficial? ____________________ _________________________________________________________________ 14. Cmo se define el coeficiente de dilatacin volumtrica de un fluido? ________________________________________________________________ 15. Nombre que recibi el calor durante el siglo XVIII____________________________ 16._________________ Es una manifestacin de la energa cintica y potencial de las molculas de una sustancia. 17. Es la energa que fluye de un objeto caliente a otro fro__________________________ 18. Est relacionada con la medida de la energa cintica de las molculas de una sustancia _________________________ 19. _________________ Es el calor necesario para elevar un gramo de agua de 14.5 C a 15.5C. 20. Cmo se define la transmisin del calor por conduccin? ____________________________________________________________________________ ___________________________________________________ 21. Cmo se define la transmisin del calor por conveccin? ___________________________________________________________________________

22. Cmo se define la transmisin del calor por radiacin? ____________________________________________________________________________ 23. Los _________________ son buenos conductores del calor 24. Los ladrillos son _________________ conductores del calor 25. En los fluidos el calor se transmite por _______________________ 26. Las corrientes ocenicas se deben a la transmisin de calor por ____________________ 27. El calor se transmite en el vaco por _________________ 28. Una chimenea calienta una habitacin transmitiendo el calor por ______________________

18

19

Ejercicio: Actividades de cierreTrabaja en equipo y analiza cada uno de los ejercicios propuestos. Resuelve cada Ejercicio en hojas blancas acompaado de datos, formulas, sustitucin resultado.(Portafolio de evidencias) 1.Realiza las siguientes conversiones de temperatura: y

2. Calcula la cantidad de calor que se debe aplicar a una barra de plata de 20 kg que eleve su temperatura de 18 C a 85 C.

para

3.La temperatura inicial de una barra de vidrio de 5 kg es de 17 C. Cul ser su temperatura final si al ser calentada recibe 35000 caloras? 4. Calcular la cantidad de calor que se requiere para cambiar 250 g de hiel o a 10C en vapor a 150 C. 11. Cul ser la longitud de una varilla de hierro de 10 m al aumentar su temperatura de 22 C a 28 C? 12. En una lmina de acero se hace una perforacin de 2.5 cm de dimetro a una temperatura de 15 C. Cunto aumentar el dimetro del orificio al calentar lamina hasta una temperatura de 150 C? 13. Calcula la cantidad de calor que se debe aplicar a una barra de plata de 20 kg para que eleve su temperatura de 18 C a 85 C.

20

1. Resuelve los ejercicios propuestos del libro Fsica General de Hctor Prez Montiel de los temas estudiados. Anexo 2 (Portafolio de evidencias)

Realicen en equipos de 5 integrantes la practica uno.

ASIGNATURA PRCTICA TTULO DURACIN NOMBRE DEL RESPONSABLE NOMBRE DEL ALUMNO No. MATRCULA

Fsica II No. 1 Calor cedido y absorbido por los cuerpos (uso del calormetro) 2 horas FECHA

GRUPO

RESULTADO DE APRENDIZAJE: Determina experimentalmente el calor especfico del hierro utilizando un calormetro de agua.

ACTIVIDADES DE REFLEXIN 1. Cul es la diferencia entre calor y temperatura? 2. Por qu al aplicarse alcohol en un brazo le produce una sensacin de fro? 3. Una persona afirma que su abrigo es de buena calidad porque impide que el fro pase a travs de l. Esta afirmacin es correcta? Explica. 4. Cuando estamos cerca de un horno muy caliente, la cantidad de calor que recibimos por conduccin y conveccin es relativamente pequea. Pero an as sentimos que estamos recibiendo una gran cantidad de calor. Por qu? 5. Abrir la puerta de la nevera en un da caluroso ayuda a enfriar la cocina? Por qu? 6. Beatriz est cocinando pasta en una olla con agua hirviendo. La pasta se cocina ms rpidamente si el agua hierve vigorosamente o si lo hace suavemente?

21

CONTEXTUALIZACIN Cuando un cuerpo caliente se pone en contacto con uno fro se da un intercambio de energa trmica del cuerpo aliente al fro hasta igualar su temperatura. En un intercambio de calor, la cantidad del mismo permanece constante, pues el calor transmitido por uno o ms objetos calientes ser el que reciba uno o ms objetos fros. Esto origina la llamada Ley del Intercambio de Calor, que dice: en cualquier intercambio de calor efectuado, el calor cedido es igual al absorbido. En otras palabras: calor perdido = calor ganado. Cuando se realizan experimentos cuantitativos de intercambio de calor en el laboratorio, se deben evitar al mximo las prdidas de ste, a fin de que nuestros clculos sean confiables. Por ello, es comn utilizar un calormetro. El ms usual es el de agua, el cual consta de un recipiente externo de aluminio que en su interior tiene otro del mismo material, aislado para evitar prdidas de calor. Tiene adems un agitador, un termmetro y una tapa (figura 1 y 2). El calor especfico de una sustancia se define en trminos prcticos de la siguiente manera: es la cantidad de calor que necesita un gramo de una sustancia para elevar su temperatura un grado Celsius. De donde:

Ce =Al despejar Q tenemos :

Q en cal 0 g C mDT

Q = mCeDT

MATERIALES

1 calormetro de agua 1 balanza granataria 1 vaso de precipitado de 250 cm3 1 soporte universal completo 1 mechero de Bunsen 1 termmetro 1 trozo de hierro Hilo y agua

22

ACTIVIDAD EXPERIMENTAL 1. Si no cuenta con un calormetro elabore uno: Tome un recipiente de unicel provisto de una tapa ajustada, en su interior coloque otro recipiente de plstico o de lata y llene con algodn el espacio entre los dos. Haga en la tapa dos orificios; introduzca en uno de ellos un alambre con la punta encorvada (agitador) y en el otro, un termmetro comn. As el calormetro estar listo para ser utilizado. 2. Ponga 300 cm3 de agua o sea 300 g de ella en el recipiente interno de aluminio del calormetro y registre cual es la temperatura inicial (To) tanto del agua como del recipiente externo. 3. Amarre con un hilo el trozo de hierro para poder sujetarlo sin tocarlo directamente. Encuentre con la balanza la masa del trozo de hierro, sustancia a la cual se le determinar su calor especfico. 4. En un vaso de precipitado con agua (figura 2), ponga a calentar el trozo de hierro a la temperatura que usted elija, por ejemplo 90o C. Ello se logra midiendo la temperatura del agua que se calienta en el vaso de precipitado, cuando el agua alcance los 90 C significar que el trozo de hierro sumergido en el agua tambin tiene 90C de temperatura. Esta temperatura obtenida ser la temperatura inicial del hierro (Tf e) 5. Una vez calentado el trozo de hierro a la temperatura deseada (90C) y para evitar que se enfri introdzcalo inmediatamente en el agua que contiene el recipiente interno del calormetro, tomndolo del hilo que tiene atado, inmediatamente despus tape el calormetro. 6. Agite el agua contenida en el recipiente interno del calormetro hasta que la temperatura marcada por el termmetro no vare, ello indicara la existencia de un equilibrio trmico en todas las partes. Mida el aumento de la temperatura en el agua del calormetro que ser la misma temperatura del recipiente interno del calormetro hecho de aluminio y que tendr el trozo de hierro una vez que ha cedido calor al agua y al recipiente interno. Esta temperatura ser la final del sistema, hierro, agua, aluminio (Tf). 7. Determine el calor especifico de hierro, recordando lo siguiente: Calor perdido por el hierro = Calor ganado por el agua y el aluminio:

QFe = QH 2 0 + QAlComo:

Q = mCeDT tenemos: mFe CeFe ( Fe - T f )= mH 2OCe H 2O ( f - T0 )+ m Al Ce Al ( f - T0 ) T T T

Sustituya valores y despeje el valor del calor especfico del hierro.

23

ESQUEMA 1

Figura 1 Figura 2 FUENTE: Prez Hctor (1992). Fsica General. Publicaciones Cultural. Mxico. Segunda reimpresin, 2002. pp. 365.

ACTIVIDADES DE CONSOLIDACIN 1. Por qu se calienta el trozo de hierro en un vaso con agua que recibe calor de un mechero y no directamente? 2. Cmo evitaste prdidas de calor en tu experimento? Explica. 3. Cmo est constituido un calormetro de agua? Descrbelo y dibjalo. 4. Se demostr la Ley del intercambio del calor en el experimento? Por qu? 5. Cundo decimos que una sustancia es buena conductora del calor? y cundo que es mala? 6. Cul es el calor especfico del hierro encontrado experimentalmente? Compara el valor obtenido con el valor del CeFe utilizado en clase. Si hay diferencia entre los dos valores, qu explicacin podras dar a esa diferencia? 7. Quin cedi calor y quien o quienes lo absorbieron en el experimento? 8. Define con tus propias palabras el calor especfico de una sustancia.OBSERVACIONES

24

CONCLUSIONES

_____________________ Nombre y firma del alumno

_______________ Firma del docente

Lista de Cotejo para Actividad Experimental en Equipo Actividades Los integrantes del equipo llegan a tiempo al lugar de la actividad Cuentan con todo el material solicitado con anterioridad Realizan las actividades siguiendo las instrucciones Sus respuestas tienen un sustento cientfico Son propositivos, trabajan de forma colaborativa Realizan todas las actividades solicitadas Trabajan en orden, sin ponerse en riesgo Aportan ideas y respetan las de los dems equipos Entregan en tiempo sus resultados Sus trabajos son realizados con limpieza

Puntuacin: Si 2

No 1

25

26

El globo aerosttico

227

Competencias Genricas a las que contribuye la asignatura CompetenciasCompetencia 4. Escucha, interpreta y emite mensajes pertinentes en distintos contextos mediante la utilizacin de medios, cdigos y herramientas apropiados 5. Desarrolla innovaciones y propone soluciones a problemas a partir de mtodos establecidos 8. Participa y colabora de manera efectiva en equipos diversos Elementos de la competencia Expresa ideas Escucha Interpreta Observa Identifica Analiza Experimenta Soluciona Propone Participa Colabora Respeta

AtributosCompetencia Competencia 4 Atributos de la competencia Expresa ideas y conceptos mediante representaciones lingsticas, matemticas o grficas Identifica las ideas clave en un texto o discurso oral e infiere conclusiones a partir de ellas Maneja las tecnologas de la informacin y la comunicacin para obtener informacin y expresar ideas Sigue instrucciones y procedimientos de manera reflexiva, comprendiendo como cada uno de sus pasos contribuye al alcance de un objetivo Ordena informacin de acuerdo a la categora, jerarquas y relaciones Identifica los sistemas y reglas o principios medulares que subyacen a una serie de fenmenos Sintetiza evidencias obtenidas mediante la experimentacin para producir conclusiones y formular nuevas preguntas Utiliza las tecnologas de la informacin y comunicacin para procesar e interpretar informacin Propone maneras de solucionar un problema o desarrollar un proyecto en equipo, definiendo un curso de accin con pasos especficos Aporta puntos de vista con apertura y considera los de otras personas de manera reflexiva Asume una actitud constructiva, congruente con los conocimientos y habilidades con los que cuenta dentro de distintos equipos de trabajo

Competencia 5

-

Competencia 8 -

-

28

Resultados de aprendizaje de la asignatura respecto a la competenciaAprendo a recoger datos y analizarlos mediante organizadores grficos, con el fin de aplicar las leyes de los gases en forma experimental y solucionar problemas reales en mi entorno.

Relacin con otras disciplinasMATEMTICAS. Es una herramienta bsica de esta disciplina para desarrollar los procedimientos y operaciones bsicas; manejo de algoritmos y el despeje de formulas. LEOyE. Se hace el uso de esta asignatura para la interpretacin, elaboracin de documentos, comunicacin oral y escrita. QUMICA. Nos auxiliamos de esta disciplina ya que nos proporciona el conocimiento de la composicin de la materia para entender los fenmenos fsicos. CTSyV. Esta disciplina promueve valores, generando un trabajo colaborativo, dentro de un grupo determinado de alumnos, as mismo en su entorno social. TICs. Nos auxiliamos de esta disciplina para obtener informacin actualizada, que sea de utilidad en el desarrollo de las diferentes actividades.

Tema integradorEl globo aerosttico

Concepto fundamentalFluidos

Concepto subsidiarioGases

Concepto(s) subsidiario(s) de primer nivelLey de Boyle Ley de Charles Ley de Gay-lussac Ley general de los gases Ley de avogadro Gases ideales

CategorasMateria, Energa, Espacio y Tiempo

Tiempo programado10 horas

29

Mapa de contenidos de la secuencia formativaFluidos

Gases

Ley de Boyle

Ley de GayLussac

Ley de Charles

Ley General

Ley de Avogadro

Gases Ideales

Dimensiones de la competenciaConceptual (aprender a conocer): Gases Volumen Presin Temperatura Ley de Boyle Ley de Charles Ley de Gay-Lussac Ley General de los Gases Ley de Avogadro Gases IdealesProcedimental (aprender a hacer): - Identificar - Representaciones - Interpretaciones - Experimentar - Elaborar y solucionar problemas - Construir modelos30

Actitudinal (aprender a ser): - Participacin - Inters - Respeto - Sentido de colaboracin - Creatividad - Saber escuchar

Desarrollo de la Secuencia Formativa Actividades de aperturaActividad 1 Competencia de globos aerostticos Intgrate en un equipo y elaboren un globo aerosttico siguiendo las instrucciones en el anexo

Anota aqu las observaciones y conclusiones de la competencia de globos aerostticos, puedes pegar tambin una evidencia fotogrfica

Actividad 1

Valoracin Producto: Globo aerosttico Saberes Procedimental Construye el modelo del globo aerosttico, siguiendo las instrucciones, anota sus observaciones y conclusiones de forma clara y concisa. C I NC

Puntaje:

Conceptual Identifica la aplicacin de los gases, volumen, presin y temperatura en el modelo Coevaluacin

Actitudinal Utiliza su creatividad para participa en forma colaborativa con inters y respeto Calificacin otorgada por el docente

31

Observa a tu alrededor y te dars cuenta de que todos los objetos tienen determinada forma, color, masa y volumen; pueden ser duros, blandos, rgidos, elsticos, lisos, speros, brillantes, etc. Todo lo que nos rodea est formada por materia, pero Qu es la materia?... Contesta las siguientes preguntas: 1- Menciona cuales son los estados de la materia

2- Cules son los tipos de combustible que conoces? 3- Describe cuales son las medidas de seguridad en el uso del gas que se utiliza en las estufas y calentadores de agua (boyler) 4- Por qu los gases se deben de almacenar en recipientes hermticamente cerrados? 5- Por qu en poca de bajas temperaturas en los cilindros caseros el gas no fluye con facilidad?

Actividad 2

Valoracin Producto: Cuestionario Saberes Procedimental Distingue la aplicacin de los gases en situaciones reales

Puntaje:

Conceptual Identifica los estados de la materia y las variables de los gases (temperatura, volumen y presin) Heteroevaluacin

Actitudinal Asume la importancia de sus conocimientos previos

C

I

NC

Calificacin otorgada por el docente

Un gas se caracteriza porque sus molculas estn muy separadas unas de otras, razn por la cual carecen de forma definida y ocupan todo el volumen del recipiente que los contiene. Son fluidos como los lquidos, pero se diferencian de stos por ser sumamente compresibles debido a la mnima fuerza de cohesin entre sus molculas. (Montiel, Fsica General, 2009, pg. 355) Actividad 3 Investiga la aplicacin o uso de algunos gases y llena la siguiente tabla.

32

Nombre del gas Nen

Aplicacin o uso Avisos luminosos y lmparas de vapor de sodio

Actividad 3

Valoracin Producto: Tabla Saberes Procedimental Identifica las aplicaciones o usos de algunos gases

Puntaje:

Conceptual Conoce los nombres de algunos gases Coevaluacin

C

I

NC

Actitudinal Utiliza las Tics para conocer y manejar los gases de forma responsable Calificacin otorgada por el docente

33

Ejercicio: Actividades de desarrollo

La materia puede encontrarse en tres estados de agregacin los cuales conocemos como: solido, lquido y gaseoso, estos dependen de las condiciones de presin y temperatura a la que la materia este sometida. En los slidos cada molcula est confinada en un espacio pequeo entre molculas cercanas, por lo cual vibran sin cambiar prcticamente de lugar debido a su fuerza de cohesin. Sin embargo, si al slido se le suministra calor las molculas lo absorben y lo transforman en energa cintica, que al aumentar disminuye la fuerza de cohesin y el slido cambia del estado slido al lquido. Si el lquido se calienta aun ms, las molculas, aumentan su energa cintica nulificando la fuerza de cohesin y se producir un nuevo cambio del estado lquido al gaseoso, estado en el cual las molculas se mueven libremente a gran velocidad de un lado a otro, chocando entre s y con las paredes del recipiente que las contienen, y dan como resultado la denominada presin del gas, Pero, si la presin permanece constante, entonces aumentar el volumen ocupado por el gas. (Montiel, Fsica General, 2009, pg. 246) Teora cintica de los gases. Est teora parte de la suposicin de que las molculas de un gas estn muy separadas y se mueven en lnea recta hasta que al encontrarse con otras molculas se colisionan con ella o con las paredes del recipiente que las contienen. Sus consideraciones principales son: 1. Los gases estn constituidos por molculas de igual tamao y masa para un mismo gas, peros sern diferentes si se trata de gases distintos 2. Las molculas de un gas contenidos en un recipiente se encuentran en constante movimiento, razn por la cual chocan entre s o contra las paredes del recipiente que las contienen 3. Las fuerzas de atraccin intermoleculares son despreciables, pues la distancia entre molcula y molcula es grande comparada con sus dimetros moleculares. 4. El volumen que ocupan las molculas de un gas es despreciable en comparacin con el volumen total del gas. (Montiel, Fsica General, 2009, pg. 356) En est actividad estudiaremos como la ciencia ha encontrado una explicacin para este comportamiento por medio de las siguientes leyes:

34

Ley de Boyle. A una temperatura constante y para una masa dada de un gas, el volumen del gas vara de manera inversamente proporcional a la presin absoluta que lo recibe. Matemticamente queda expresada: PV= k P1 V1 = P2 V2 Nota: Cuando un proceso se realiza a temperatura constante se denomina isotrmico. (Montiel, Fsica General, 2009, pg. 356)

Ley de Charles. A una presin constante y para una masa dada de un gas, el volumen del gas vara de manera directamente proporcional a su temperatura absoluta. Se expresa matemticamente de la siguiente manera:

(Montiel, Fsica General, 2009, pg. 357) Ley de Gay-Lussac. A un volumen constante y para una masa determinada de un gas, la presin absoluta que recibe el gas es directamente proporcional a su temperatura absoluta Ley General del Estado Gaseoso. Con base en las leyes de Boyle, Charles y Gay-Lussac, se estudia la dependencia existente entre dos propiedades de los gases conservndose las dems constantes. No obstante, se debe buscar una relacin real que involucre los cambios de presin, volumen y temperatura sufridos por un gas en cualquier proceso en que se encuentre. Matemticamente queda expresada:

(Montiel, Fsica General, 2009, pg. 358) Esta ley tambin establece que para una masa dada de un gas se relacin siempre ser constante.

(Montiel, Fsica General, 2009, pg. 360) Ley de Avogadro El volumen de un gas se relaciona directamente con el nmero de moles de un gas cuando no cambian la temperatura ni la presin. Si el nmero de moles de un gas se duplica, entonces el volumen se duplicar en tanto no cambie la presin o la temperatura. Las cuatro propiedades usadas en la medicin de un gas (presin (P), volumen (V), temperatura (T) y cantidad de gas (n) se pueden combinar para dar una sola expresin llamada Ley de los Gases Ideales, que se escribe del modo siguiente

(Montiel, Fsica General, 2009, pg. 361)

No cambian la presin ni la temperatura (Timberlake, 2008, pg. 351)

Actividad 1 Con la informacin anterior elabora un mapa mental, es importante que cumpla con los indicadores de la lista de cotejo. (Portafolio de evidencias)

35

Actividad 1: Lista de cotejo Mapa Mental Nombre del alumno: Puntaje: Indicadores S No Observaciones 1 .5 Parte de la idea principal, se conectan nuevas ideas hasta completar la informacin Centro definido, asocia los aspectos del centro hacia afuera Tiene imgenes visuales fuertes que lo asocian con el tema Utiliza palabras claves Utiliza colores bsicos, smbolos y frmulas Se plantea la informacin en direccin de las manecillas del reloj. Maneja la informacin solicitada en su totalidad Entreg en hojas Muestra limpieza y creatividad Entrega en tiempo y forma

Actividad 2 Anota las siguientes unidades de medida en donde corresponda: Kilogramos, mm de Hg, Cm3, k, atmosferas, gramos, torr, litros, C, mol Presin: Volumen: __________ __________ ___________ ___________ ___________ ___________ ___________ ___________

Temperatura: __________ Masa: __________

Valoracin Producto: unidades de medida Puntaje: Saberes Conceptual Procedimental Actitudinal Identifica y relaciona Distingue las Asume la importancia de las variables: unidades y analiza las sus conocimientos presin, volumen, diferentes variables previos temperatura y masa Autoevaluacin C I NC Calificacin otorgada por el docente Actividad 2

36

Actividad 3 En binas realiza las conversiones con las siguientes equivalenciasEquivalencias 1 mm de Hg=133.2 N/m2 2

De grados Celsius a Kelvin K= C + 273 De Kelvin a grados Celsius C= K-273 De grados Celsius Grados Fahrenheit F = 1.8 X C + 32 De Fahrenheit a grados Celsius

1cm de Hg = 1332N/m (pascal) 1atmosdera= 760 mm de Hg 1atmosdera= 1.013x10 N/m (pascal) 1 litro= 1000 cm R= 0.0821 L*atm x mol*k R= 62.4 L*mm de Hg x mol*k3 5 2

1.158 atm a mm de Hg

Conversiones 150C a K

546K a C 1558 mm de Hg a atmosferas

6034 mm de Hg a N/m2

10C a F

2 atm a N/m2

120F a C

999 N/m2 a atmosferas

520F a C

37

Valoracin Producto: Conversiones Puntaje: Saberes Conceptual Procedimental Actitudinal Identifica las Practica la conversin Valora las equivalencias variables de los de unidades para realizar clculos en gases y sus las leyes de los gases equivalencias Heteroevaluacin C I NC Calificacin otorgada por el docente Actividad 2Para que comprendas como se resuelven los ejercicios analiza los siguientes:

38

39

Desarrollo de la Secuencia Formativa Ejercicio: Actividades de cierre

Actividad 1 Realiza en hojas blancas un formulario bajo el siguiente ejemplo (portafolio de evidencias) Ley de Boyle Descripcin de las literales con Unidades de medida P1 = Presin inicial (mm de Hg) V1 = Volumen inicial (li) P2 = Presin final (mm de Hg) V2 = Volumen final (li) Ley de charles Descripcin de las literales con Unidades de medida

Frmula P1V1 = P2V2

Frmula

Actividad 1: Lista de cotejo Formulario Nombre del alumno: Puntaje: Indicadores S No Observaciones 2 1 Utiliza el ejemplo de formulario dado en el anexo La formula corresponde al ttulo Describe las literales con unidades de medida Presenta limpieza y creatividad Entrega en tiempo y forma

40

Actividad 2 Con ayuda de los ejercicios resueltos y tu formulario, resuelve los siguientes ejercicios (portafolio de evidencias) 1. Un recipiente cerrado contiene gas con un volumen de 4.0 L. Indica los cambios en su presin cuando el volumen experimenta los siguientes cambios a una temperatura constante. a) El volumen se comprime a 2 L b) El volumen se permite expandirse a 12 L c) El volumen se comprime a 0.40 L 2. Un globo contiene 2500mL de gas helio a 75C Cul es el nuevo volumen del gas cuando la temperatura cambia a las temperaturas de los incisos de abajo, si n y p no cambian? a) 55C b) 680C c) -25C d) 240C 3. Un contenedor de 10.0 L de gas helio tiene una presin de 250 torr a 0C A qu temperatura Celsius necesita calentarse la muestra para obtener una presin de 1500 torr? 4. Una burbuja de 100.0 mL de gas caliente a 225C y 1.80 atm escapa de un volcn activo. Cul es el nuevo volumen de la burbuja afuera del volcn, donde la temperatura es de -25C y la presin de 0.80 atm? 5. Una muestra que contiene 4.80 g de gas o2 tiene un volumen de 15.0 L. La presin y la temperatura permanecen constantes, Cul es nuevo volumen si se agregan 0.50 moles de gas O2? 6. El xido de dinitrgeno, N2O que se usa en odontologa, es un anestsico tambin llamado gas de la risa. Cul es la presin, en atmsferas, de 0.350 moles de N2O a 22C en un contenedor de 5.00L?

Lista de cotejo para ejercicios Actividades Indica los datos de forma correcta Utiliza la frmula adecuada El los despejes son correctos Sustituye los datos de la ecuacin de forma clara anotando las unidades de medida correspondientes Ordena el procedimiento (datos, frmula, sustitucin y resultado) Realiza las operaciones para obtener un resultado El resultado es el correcto Anota en el resultado final las unidades de medida correspondientes Entrega en tiempo Sus trabajos son realizados con limpieza

Puntuacin: Si No 2 1

Observaciones

41

Actividad 3 Resuelve el siguiente cuestionario e identifica cada cuestionamiento con que ley se relaciona. 1. Por qu una bolsa de papas fritas sellada se expande cuando la llevas a una altura mayor? 2. Cmo los respiradores ayudan a una persona a obtener oxigeno? 3. Por qu pueden explotar las latas de aerosol si se les calienta? 4. Cmo pueden las llantas de un automvil parecer ponchadas en una fra maana de invierno, pero explotar cuando el auto se conduce sobre pavimento caliente en 5. Qu ocurre con el volumen de una llanta de bicicleta o un baln de basquetbol cuando usas una bomba para ponerle aire?

Valoracin Actividad 2 Producto: Cuestionario Saberes Conceptual Procedimental Actitudinal Se interesa por conocer la relacin que guardan las leyes con situaciones de su contexto Calificacin otorgada por docente el Puntaje:

Identifica las leyes Sus respuestas tiene un en situaciones sustento cientfico acorde reales de la vida con las leyes estudiadas cotidiana Coevaluacin C I NC

Actividad 4 En equipo realiza la siguiente actividad experimental (prctica Integradora) Objetivo: identificar las leyes de los gases en los siguientes experimentos Actividades de reflexin 1. Cundo oprimes una pelota de plstico inflada, qu ocurre con el volumen de gas contenido? 2. Qu sucede con el volumen de un gas contenido en un recipiente si se incrementa su temperatura? 3. Qu pasa con el volumen de un gas contenido en una pelota si se incrementa la cantidad de gas? 4. Explica Cules son las razones por la que una olla exprss puede explotar?42

LA LATA QUE SE COMPRIME Materiales: Una lata de refresco vaca Un mechero de bunsen Unas pinzas para matraz Una bandeja con agua Procedimiento: Sujeta la lata con las pinzas para matraz, enciende el mechero de bunsen y calienta la lata durante diez minutos aproximadamente, una vez calentada la lata, de forma invertida (la boca hacia abajo) introdcela en el recipiente con agua.

EL GLOBO QUE NO SE DESINFLA Material: Un globo 30 cm de manguera (de las que utilizan los albailes para nivelar) Un frasco transparente de boca pequea Un trozo de plastilina Procedimiento: Une la manguera con el globo, introduce el globo en el frasco, infla el globo por la manguera, tapa la manguera con tu dedo, con la plastilina sella la entrada del frasco, retira tu dedo de la manguera.

CMO DESINFLAR UN GLOBO SIN DESAMARRARLO? Materiales: Un frasco transparente de boca pequea Un globo Una jeringa grande Un corcho Procedimiento: Armar el dispositivo como se muestra en la imagen. Quita la aguja de la jeringa, realiza una perforacin al corcho del dimetro de la punta de la jeringa, y nela al corcho. Infla el globo y amralo e introdcelo en el frasco, cierra el envase con el corcho y la jeringa. Ejerce presin para desinflar el globo. Deja de presionar el mbolo y el globo vuelve a tomar su posicin original (volumen).

43

Ilustracin 8.1 Coloca el globo dentro del frasco

Ilustracin 8. 2 Sella el frasco con el corcho

Ilustracin 8. 3 Aplica presin en el embolo

Ilustracin 8. 4 Succiona el aire del frasco

Actividad de consolidacin 1. Qu cambio en volumen ocurre cuando los gases para globos aerostticos se calientan previo a su ascenso? 2. Qu ocurre con el volumen de tus pulmones durante la expiracin? 3. A veces, cuando inflas un globo y lo sueltas, vuela alrededor de una habitacin. Qu ocurre con el aire que estaba en el globo y su volumen?

Completa la siguiente tabla Ley Ecuacin Constante

44

Anota tus observaciones y conclusiones


Puntuacin: Si 2

No 1

45

Concentrado de Evaluacin Contina Secuencia 2 El globo aerosttico Unidad de aprendizaje: Fsica II Leyes de los gases Nombre del alumno: _____________________________________

Resultado de aprendizaje

Evidencia Actividades

Tipo de evaluacin

Instrumento de evaluacin

Momento de evaluacin

Portafolio

Nivel de dominio del resultado de aprendizaje

C Aprendo a recoger datos y analizarlos mediante organizadores grficos, con el fin de aplicar las leyes de los gases en forma experimental y solucionar problemas reales en mi entorno. Actividad 1 concurso de globos aerostticos Actividad 2 Cuestionario Actividad 3 Tabla comparativa aplicacin y uso de los gases Actividad 1 Mapa mental Actividad 2 Unidades de medida Actividad 3 Conversiones Actividad 1 Formulario Actividad 2 Solucin de ejercicios Actividad 3 Cuestionario Actividad 4 Experimentos Actitud Apertura Diagnstica Coevaluacin Rbrica No

I

NC

Desempeo Producto

Diagnstica Formativa

Heteroevaluaci n Coevaluacin

Rbrica Rbrica

No No

Producto Desempeo

Desarrollo Formativa Coevaluacin Diagnstica Autoevaluacin

Lis. de cotejo Rbrica

Si No

Producto

Formativa Cierre Formativa Formativa

Heteroevaluaci n Coevaluacin Coevaluacin

Rbrica

No

Producto Producto

Lis. de cotejo Lis. de cotejo Rbrica Lis. de cotejo

Si Si

Desempeo Desempeo

Sumativa Sumativa

Coevaluacin Heteroevaluaci n

No No

46

3Electricidad47

Competencias Genricas a las que contribuye la asignatura CompetenciasCompetencia 4. Escucha, interpreta y emite mensajes pertinentes en distintos contextos mediante la utilizacin de medios, cdigos y herramientas apropiados 5. Desarrolla innovaciones y propone soluciones a problemas a partir de mtodos establecidos 8. Participa y colabora de manera efectiva en equipos diversos Elementos de la competencia Expresa ideas Escucha Interpreta Observa Identifica Analiza Experimenta Soluciona Propone Participa Colabora Respeta

Atributos

Competencia Competencia 4 Competencia 5

-

-

Competencia 8 -

-

Atributos de la competencia Expresa ideas y conceptos mediante representaciones lingsticas, matemticas o grficas Identifica las ideas clave en un texto o discurso oral e infiere conclusiones a partir de ellas Maneja las tecnologas de la informacin y la comunicacin para obtener informacin y expresar ideas Sigue instrucciones y procedimientos de manera reflexiva, comprendiendo como cada uno de sus pasos contribuye al alcance de un objetivo Ordena informacin de acuerdo a la categora, jerarquas y relaciones Identifica los sistemas y reglas o principios medulares que subyacen a una serie de fenmenos Sintetiza evidencias obtenidas mediante la experimentacin para producir conclusiones y formular nuevas preguntas Utiliza las tecnologas de la informacin y comunicacin para procesar e interpretar informacin Propone maneras de solucionar un problema o desarrollar un proyecto en equipo, definiendo un curso de accin con pasos especficos Aporta puntos de vista con apertura y considera los de otras personas de manera reflexiva Asume una actitud constructiva, congruente con los conocimientos y habilidades con los que cuenta dentro de distintos equipos de trabajo

48

Resultados de aprendizaje de la asignatura respecto a la competenciaIdentifico e interpreto los fenmenos relacionados con la electricidad en base al anlisis, experimentacin y observacin de las caractersticas y comportamiento de las cargas elctricas as como las leyes que rigen a estas.

Relacin con otras disciplinasMATEMTICAS. Para expresar la realidad se necesita de un lenguaje preciso, que no de cabida a interpretaciones, y esto solo es posible con un lenguaje racional como son los nmeros, por ello, esta disciplina proporciona las herramientas necesarias en la aplicacin de frmulas para la solucin e interpretacin de problemas. QUMICA Y BIOQUMICA. La relacin intrnseca con estas disciplinas deriva en que ambas nos proporcionan las leyes y fundamentos de la composicin de la materia y entender as los fenmenos fsicos. BIOLOGA Y ECOLOGA. Nos ayudan a conocer el impacto ambiental de los fenmenos fsicos su naturaleza y caractersticas en la naturaleza, los seres vivos y su entorno CTSyV II. Los conocimientos adquiridos en esta disciplina nos ayudan a poder entender el valor y la importancia de nuestro entorno y la vida cotidiana TICS. Nos proporciona el conocimiento para poder conocer y manejar las herramientas tecnolgicas y contar as con una inmensa gama de informacin a travs de la red y en el manejo de software educativo. LEOyE. Esta disciplina nos auxilia para emplear correctamente un lenguaje tcnico y cientfico.

Tema integrador Concepto subsidiarioFuerza elctrica Campo y potencial Capacitancia Corriente elctrica

Electricidad

Concepto(s) subsidiario(s) de primer nivelFuerza elctrica, Carga elctrica Conservacin de carga elctrica Forma de electrizacin, Ley de Coulomb Cambio y potencial elctrico, Campo elctrico Intensidad de campo elctrico, Potencial elctrico Capacitancia, Limitaciones de carga en un conductor El capacitor, Calculo de la capacitancia Constante dielctrica, Capacitores en serie y en paralelo Energa de un capacitor cargado Corriente elctrica, Intensidad de corriente elctrica Leyes y circuitos elctricos49

CategorasMateria, Energa, Tiempo y Espacio


Mapa de contenidos de la secuencia formativa

Dimensiones de la competencia

Conceptual (aprender a conocer): Fuerza elctrica, Carga elctrica Conservacin de carga elctrica Forma de electrizacin, Ley de Coulomb Cambio y potencial elctrico, Campo elctrico Intensidad de campo elctrico, Potencial elctrico Capacitancia, Limitaciones de carga en un conductor El capacitor, Calculo de la capacitancia Constante dielctrica, Capacitores en serie y en paralelo Energa de un capacitor cargado Corriente elctrica, Intensidad de corriente elctrica Leyes y circuitos elctricos

50

Desarrollo de la Secuencia Formativa

Actividades de aperturaLa palabra electricidad proviene del vocablo griego electrn, que significa mbar. El mbar es un resina fsil transparente de color amarillo, producido en tiempos muy remotos por arboles que actualmente son carbn fsil ACTIVIDAD 1 Instrucciones para el alumno. De forma individual contina leyendo las pginas 374 y 375 del libro de Hctor Prez Montiel 4ta edicin y elabora un organizador grficos rescatado las aportaciones de autores ms importantes as como ventajas y desventajas de la electricidad. (Portafolio de evidencias)

Lista de cotejo Nombre del alumno: Indicadores Realizo toda la actividad segn las indicaciones. Parte de la idea principal, se conectan nuevas ideas hasta completar la informacin Contempla clara y precisa los aportes de cada autor. Utiliza palabras claves Utiliza colores bsicos y smbolos Entreg en hojas Ordeno la informacin de acuerdo a fechas. Maneja la informacin solicitada en su totalidad Entrega en tiempo y forma Muestra limpieza y creatividad S No Observaciones

51

ACTIVIDAD 2. Instrucciones para el alumno. Observa y analiza las siguientes imgenes. a) Looney Tunes, escribe lo que observas.

a) Daniela utiliza un peine para alisarse el cabello, observa y escucha las chispas que se producen.

A qu se debe esto?

52

a)

Responde: 1. En diciembre cuando instalas una serie en el rbol de navidad Qu pasa cuando un foco no prende? 2. Por que cuando conectas varios aparatos o equipos en un solo contacto o extensin sucede falla elctrica? 3. En algunas ocasiones hay accidentes por secuencia de un corto circuito Qu entiendes pos corto circuito?

53

El principio de la electricidad: cargas mismo signo se repelen, cargas de diferente signo se atraen.

Lista de Cotejo para Actividad Experimental en Equipo

Puntuacin:

Adelina camina arrastrando sus pies sobre una alfombra en una noche libre de humedad. 1. Por qu observa chispas al caminar? 2. Las plantas de los pies de Adelina transfieren electrones a la alfombra. Qu carga elctrica adquieren las plantas de los pies de Adelina y por qu?

Ejercicio: Actividades de desarrolloExperimento 1 Instrucciones para el alumno En equipo de 4 personas realiza los siguientes experimentos; Observa que sucede, escribe tus conclusiones en hojas blancas anexando tus evidencias fotogrficas (Portafolio de evidencias). 1. Material: Un globo Procedimiento: Inflar el globo y frotar en la ropa o en su caso en el cabello de Compaero, finalmente pgalo en la pared. 2. Material: Trocitos de papel, regla de platico. Procedimiento: Coloca los trocitos de papel en una mesa, toma la regla de y frtala varias veces en la superficie posteriormente acrcala a los trozos de papel.Actividades Los integrantes del equipo llegan a tiempo al lugar de la actividad Cuentan con todo el material solicitado con anterioridad Realizan las actividades siguiendo las instrucciones Sus respuestas tienen un sustento cientfico Son propositivos, trabajan de forma colaborativa Realizan todas las actividades solicitadas Trabajan en orden, sin ponerse en riesgo Aportan ideas y respetan las de los dems equipos Entregan en tiempo sus resultados Sus trabajos son realizados con limpieza54

un

plstico

Si 2

No 1

Conductores y aislantes Los materiales conductores de electricidad son aquellos que se electrizan en toda su superficie, aunque solo se frote un punto de la misma. En cambio los materiales aislantes o malos conductores de electricidad, tambin llamados dielctricos, solo se electrizan en los puntos donde hacen contacto con un cuerpo cargado, o bien, en la parte frotada.

Experimento 2 En equipo de 5 personas realiza los siguientes experimentos. Escribe tus conclusiones en hojas blancas anexando tus evidencias fotogrficas (Portafolio de evidencias). Material: Pila, socket, foco, agua, azcar y acido clorhdrico. a) Tenemos un circuito donde sumergimos los extremos de los cables en una solucin de agua con azcar.

55


Puntuacin: Si 2

No 1

Actividad 3 Instrucciones para el alumno. Realiza una lista de materiales conductores de electricidad y aislantes. Conductores Aislantes

Lista de cotejo para Clasificacin Nombre del alumno: Indicadores S No Parte de la idea principal, para clasificar los materiales. Analiza para clasificar correctamente Utiliza palabras claves Maneja la informacin solicitada en su totalidad Entrega en tiempo y forma Muestra limpieza y creatividad Actividad 4

Observaciones

Instrucciones para el alumno. De manera individual responde las siguientes preguntas. 1. Qu sucede entre cargas del mismo signo? 2. Qu sucede entre cargas de los signos contrarios? 3. Se podr medir la fuerza entre cargas? Para qu nos sirve los aislantes?56

57

Realiza una lista en hojas blancas de las equivalencias de las unidades de carga elctrica: ejemplos electrn, coulomb, microcoulombs etc. (Portafolio de evidencias). Realiza tu formulario como se muestra en el anexo 1 para resolver los ejercicios de la siguiente actividad (Portafolio de evidencia).

Actividad 1: Lista de cotejo Formulario Nombre del alumno: Puntaje: Indicadores S No Observaciones 2 1 Utiliza el ejemplo de formulario dado en el anexo La formula corresponde al ttulo Describe las literales con unidades de medida Presenta limpieza y creatividad Entrega en tiempo y forma

Ley de Coulomb (Charles Coulomb) Similar a la ley de la gravitacin universal. Sin embargo las fuerzas debidas a la gravedad siempre son de atraccin, mientras las fuerzas elctricas pueden ser de atraccin o repulsin, adems, las elctricas son ms intensas que las ocasionadas por la gravedad. La ley de coulomb no es vlida cuando las caras se encuentran en el vaco o en forma aproximada si estn en el aire.

Actividad 5 Instrucciones para el alumno. Realiza una lista con 10 ejemplos de tu vida cotidiana donde utilices la ley de Coulomb. 1. Al quitarse el suter da unos pequeos toques. 2. _____________________________________ 3. _____________________________________ 4. _____________________________________ 5. _____________________________________ 6. _____________________________________ 7. _____________________________________ 8. _____________________________________ 9. _____________________________________ 10. _____________________________________

58

59

Ejercicio

60

Resuelve los ejercicios de reforzamiento del tema que se encuentran en el anexo Actividad 6 Instrucciones para el alumno. De manera individual investiga los temas de campo elctrico y representa mediante figuras las diferentes configuraciones de acuerdo a tipo de carga que se le produzca. (Portafolio de evidencias). Nota: Continua integrando tu formulario utiliza el formato que aparece en el anexo 1.Lista de cotejo investigacin Nombre del alumno: Indicadores S No Cumpli con toda la investigacin requerida Utilizo bibliografa confiable Tiene conocimiento del tema Integra formulas del tema Entreg en hojas Maneja la informacin solicitada en su totalidad Entrega en tiempo y forma Muestra limpieza y creatividad BibliografaLista de cotejo Formulario Nombre del alumno: Indicadores Utiliza el ejemplo de formulario dado en el anexo La formula corresponde al ttulo Describe las literales con unidades de medida Presenta limpieza y creatividad Entrega en tiempo y forma S 2 No 1 Puntaje: Observaciones

Observaciones

Ejercicio

61

62

Resuelve los ejercicios de reforzamiento del tema que se encuentran en el anexo Actividad 7 Instrucciones para el alumno. De manera individual investiga el tema de potencial elctrico y explica la diferencia que existe con campo elctrico. (Portafolio de evidencias) Nota: Continua integrando tu formulario utiliza el formato que aparece en los anexos. Lista de cotejo investigacin Nombre del alumno: Indicadores S No Cumpli con toda la investigacin requerida Utilizo bibliografa confiable Tiene conocimiento del tema Integra formulas del tema Entreg en hojas Maneja la informacin solicitada en su totalidad Entrega en tiempo y forma Muestra limpieza y creatividad BibliografaLista de cotejo Formulario Nombre del alumno: Indicadores Utiliza el ejemplo de formulario dado en el anexo La frmula corresponde al ttulo Describe las literales con unidades de medida Presenta limpieza y creatividad Entrega en tiempo y forma S 2 No 1 Puntaje: Observaciones

Observaciones

Ejercicio

63

64

Resuelve los ejercicios de reforzamiento del tema que se encuentran en el anexo Electrodinmica es la parte de la fsica estudia las cargas elctricas en movimiento dentro de un conductor por lo tanto, la corriente elctrica es el movimiento de las cargas negativas a travs de un conductor. Nota: Continua integrando tu formulario utiliza el formato que aparece en los anexos1.

Lista de cotejo Formulario Nombre del alumno: Indicadores Utiliza el ejemplo de formulario dado en el anexo La formula corresponde al ttulo Describe las literales con unidades de medida Presenta limpieza y creatividad Entrega en tiempo y forma S 2 No 1 Puntaje: Observaciones

Actividad 8 Instrucciones para el alumno. De forma individual realiza una investigacin de los temas de corriente elctrica, ley de ohm, circuitos y resistencias (Portafolio de evidencias)

Cumpli requerida Utilizo bibliografa confiable Tiene conocimiento del tema Integra formulas del tema Entreg en hojas Maneja la informacin solicitada en su totalidad Entrega en tiempo y forma Muestra limpieza y creatividad Bibliografa

Lista de cotejo investigacin Nombre del alumno: Indicadores S No con toda la investigacin

Observaciones

65

Actividad 9. Instrucciones para el alumno. Para retroalimentar tu conocimiento responde el siguiente cuestionario. 1. Qu es la corriente elctrica? 2. Cul es la intensidad de corriente elctrica? 3 En qu unidades del SI se expresa? 4. Qu es una resistencia elctrica? 5. Cules son los factores que condicionan una resistencia elctrica? 6. Qu es un circuito cerrado? 7. Cules son sus componentes? 8. Qu utilidad tienen los circuitos elctricos? 9. En qu consiste la conexin de un circuito elctrico en serie de resistencias? 10. En qu consiste la conexin de un circuito elctrico en paralelo de resistencias? 11. En qu consiste la conexin de un circuito elctrico mixto? 12. Menciona en qu consiste la ley de Ohm?

66

Nota: Continua integrando tu formulario utiliza el formato que aparece en los anexos.

67

Lista de cotejo Formulario Nombre del alumno: Indicadores Utiliza el ejemplo de formulario dado en el anexo La frmula corresponde al ttulo Describe las literales con unidades de medida Presenta limpieza y creatividad Entrega en tiempo y forma S 2 No 1 Puntaje: Observaciones

Ejercicio1. Determinar la intensidad de la corriente elctrica en un conductor cuando circulan 86 coulombs por una seccin del mismo en una hora. D el resultado en ampers y en miliampers

Datos: I= ?

Frmula

Sustitucin y resultado V= 86C= 0.0238 A = 23.8mA 3600 s

I= q/t q= 86 C t= 1h =3600 s

2. La intensidad de la corriente elctrica en un circuito es de 13 mA. Cunto tiempo se requieren para que circulen por el circuito 12 coulombs? Exprese el resultado en horas. Datos: I= 13 x 10 A I= q/t q= 120 C t= q/I t= ? t= Frmula Sustitucin y resultado 120 C = 9.23 x 103 s -3 3 X 10 C/s

3

Cuntos electrones pasan cada segundo por una seccin de un conductor donde la intensidad de la corriente es 5 A? Datos: I= 13 x 10 A I= q/t q= 120 C t= q/I t= ?68

Frmula

Sustitucin y resultado t= 120 C = 9.23 x 103 s -3 3 X 10 C/s

Resuelve los ejercicios de reforzamiento del tema que se encuentran en el anexo Actividad 10. Instrucciones para el alumno. Analiza y responde las siguientes cuestiones. (Portafolio de evidencias).

a) Qu condiciones es necesaria para que se produzca un flujo continuo de carga elctrica por medio de un conductor elctrico? b) Qu sucede con la corriente de un circuito elctrico cuando se le duplica el voltaje suministrado y se mantiene constante su resistencia elctrica? c) Por qu cuando toca un alambre por el cual circula una corriente elctrica lo siente caliente? d) En la sal de mesa no se observa que circula la corriente elctrica al colocarle los bornes de un circuito elctrico bsico conectado a una fuente de voltaje y a un foco elctrico Qu sugiere hacer para que circule la corriente y se encienda el foco?

69

Ley de Ohm George Simon Ohm La intensidad de la corriente elctrica que pasa por un conductor en un circuito es directamente proporcional a la diferencia de potencial aplicado a sus extremos e inversamente proporcional a la resistencia del conductor. Actividad 11 Instrucciones para el alumno. Escribe un ejemplo de la Ley Ohm, intercambia tu respuesta con algn compaero para que el te califique.

Valoracin Actividad 11 Producto: Ley de Ohm Saberes Conceptual Procedimental Actitudinal Puntaje:

Identificar la ley en Su respuesta tiene un Se interesa por conocer la situaciones de la sustento cientfico acorde relacin que guarda la ley vida cotidiana. con la ley estudiada. con situaciones de su contexto Coevaluacin C I NC Calificacin otorgada por el docente

Ejercicio

70

Actividad 12 Instrucciones para el alumno. Investiga y realiza el esquema de las conexiones de resistencias en serie, paralelo y mixtas.

SERIE

PARALELO

MIXTA

71

Cumpli requerida Utilizo bibliografa confiable Tiene conocimiento del tema Integra frmulas del tema Entreg en hojas Maneja la informacin solicitada en su totalidad Entrega en tiempo y forma Muestra limpieza y creatividad Bibliografa


Observaciones

Actividad 13 Instrucciones para el alumno. Responde las siguientes cuestiones. Jos Luis tiene tres lmparas en su cuarto que estn conectadas en serie. a) Qu sucede cuando se le funde una de las lmparas? b) Si conecta dos lmparas mas en serie disminuye la intensidad luminosa de las lmparas? Si o no y Por qu? c) Como le recomendara a Jos Luis que conecte sus lmparas.

72

Ejercicio

73

1. Dos focos, uno de 70 , y otro de 80 de potencial de 120 V.

, se conectan en serie con una diferencia

a) Representar el circuito elctrico b) Calcular la intensidad de la corriente que circula por el circulo c) Determinar la cada de voltaje o de tensin en cada resistencia.

a)

b) Calculo de la resistencia equivalente: Re = R1+ R2 = 70 n + 80 n = 150 n Aplicando la ley de Ohm calculamos la intensidad de la corriente elctrica que pasa por R1+ R2 I= V/R I= 120V/150n = 0.8A A) Para determinar la cada de voltaje o de tensionen cada resistencia y dado que la intensidad de corriente que circula por R1 es igual a la da R2. V1= IR1= 0.8A X 70n = 56V V2= IR2= 0.8A X 80n = 64V Como se observa, al sumar la cada de tensin en R1 mas la cada de la tensin en R2 obtenemos: 56V +64V=120V que es igual al valor del voltaje suministrado. Resuelve los ejercicios de reforzamiento del tema que se encuentran en el anexoActividad 14 Instrucciones para el alumno. Realiza una investigacin de los temas de: capacitadores y condensadores elctricos. (Portafolio de evidencia)

Observaciones Cumpli requerida Utilizo bibliografa confiable Tiene conocimiento del tema Integra frmulas del tema Entreg en hojas Maneja la informacin solicitada en su totalidad Entrega en tiempo y forma Muestra limpieza y creatividad Bibliografa Nota: Continua integrando tu formulario utiliza el formato que aparece en los anexos1.74


Lista de cotejo Formulario Nombre del alumno: Indicadores Utiliza el ejemplo de formulario dado en el anexo La frmula corresponde al ttulo Describe las literales con unidades de medida Presenta limpieza y creatividad Entrega en tiempo y forma S 2 No 1 Puntaje: Observaciones

Ejercicios 7 1. Dos laminas cuadradas de estao de 30 cm de lado estn adheridas a las caras opuestas de una lamina de mica de 0.1 mm de espesor con una permitividad relativa Er de 5.6 Cul es la capacitancia?

2. Las placas de un capacitador tienen una separacin de 5 mm en el aire. Calcular su capacitancia si cada placa rectangular mide 15cm x 20cm.

Lista de cotejo para ejercicios Actividades Indica los datos de forma correcta Utiliza la frmula adecuada El los despejes son correctos Sustituye los datos de la ecuacin de forma clara anotando las unidades de medida correspondientes Ordena el procedimiento (datos, frmula, sustitucin y resultado) Realiza las operaciones para obtener un resultado El resultado es el correcto Anota en el resultado final las unidades de medida correspondientes Entrega en tiempo Sus trabajos son realizados con limpieza


Observaciones

Actividad 15 Instrucciones para el alumno. Formen equipos y dividan los temas del mapa conceptual de esta gua 3 y realicen una presentacin en power point para exposicin en el aula, se califica con coevaluacion.

75

Valoracin Actividad 15 Producto: Exposicin Saberes Conceptual Identificar los temas principales, mostrar ejemplos que se adapten a la vida cotidiana. Procedimental Actitudinal Puntaje:

Sus presentaciones Dominio del tema durante la tienen informacin valida exposicin del tema. con bibliografa, muestran ejemplos correctos de acuerdo a lo estudiado. C I NC Calificacin otorgada por docente

Coevaluacin

el

Ejercicio: Actividades de cierreDemostrar un circuito elctrico, voltaje, la corriente y la resistencia de cada elemento conectado a este, representando los tres tipos: serie, paralelo y mixto. Anotar conclusiones (Portafolio de evidencias con fotografas).

Lista de cotejo para Practica Nombre del alumno: Indicadores S No Lee su prctica correctamente y hace lo que se indica. Cumple con el material que solicita la practica Tiene imgenes visuales fuertes que lo asocian con el tema Participa durante la prctica Trabaja de manera colaborativa Comparte su conocimiento con sus compaeros Entrego en hojas Blancas sus conclusiones Maneja la informacin solicitada en su totalidad Entrega en tiempo y forma Muestra limpieza y creatividad

Observaciones

76

Opcional para el docente Uso del multimetro Objetivo: Aprender a medir resistencias, voltajes e intensidad de corriente elctrica con un multimetro. Consideraciones tericas Cuando se requiere medir el valor de una resistencia elctrica en ohms se utiliza un aparato llamado hmetro; para medir voltajes o diferencias de potencial se emplea el voltmetro, y para medir la intensidad de la corriente elctrica se usa el ampermetro, sin embargo cuando un solo aparato sirve para medir la resistencia, voltaje y corriente elctrica, recibe el nombre de multmetro. Recomendaciones: Cuando el multmetro no est en uso mantenerlo apagado. Apagar la fuente de voltaje antes de realizar cualquier medicin Colocar el sector en la escala correcta, de acuerdo a lo que se desea medir.

Material empleado Un multmetro Triplett, 3 o 4 resistencias de varios valores, 2 o 3 pilas nuevas, un interruptor de corriente y 2 m de alambre de cobre delgado aislado. Desarrollo de la actividad Primera parte: Medicin de resistencias 1. Inserte los extremos de los cables de prueba en las terminales V A y COM del multmetro. 2. Ponga en corto las puntas de los cables de prueba, para ellos una de las dos puntas entre si. 3. Ajuste la aguja indicadora a cero, moviendo la perilla que dice ADJ (descripcin 7 de multmetro) 4. Coloque el sector del rango deseado (descripcin 7 del multmetro) 5. Coloque las puntas en los extremos de la resistencia que desea medir. Ver figura 12.64. 6. Efectu la lectura en Ohms en la escala correspondiente (descripcin 1 del multmetro) y multiplique el valor de la lectura por el factor marcado en la posicin en la que se coloco el selector. 7. Mida varias resistencias 1 por 1 y con base a su valor haga conexiones de ellas en serie y en paralelo. Compare le valor medido en el multmetro con el valor calculado por usted, para ello aplique las formulas de los temas: circuitos elctricos y conexiones de resistencias en serie, paralela y mixta.

77

Segunda parte: Medicin de voltajes en corriente elctrica 1. Inserte los extremos de los cables de prueba en las terminales V A y COM del multmetro. 2. Coloque el selector en el rango deseado para medir DCV (descripcin 15 del multmetro) 3. Coloque las puntas de prueba en los polos de la pila a la cual le desea medir el voltaje. Ver figura 12.65 4. Conecte dos o tres pilas en serie y luego en paralelo (siempre y cuando sean del mismo valor), en cada caso determine el voltaje con el multmetro.

Tercera parte: Medicin de voltajes en corriente alterna 1. Inserte los extremos de los cables de prueba en las terminales V A y COM del multmetro. 2. Coloque el selector en el rango deseado para medir ACV (descripcin 5 del multmetro). 3. Coloque las puntas de prueba a una fuente de voltaje de corriente alterna (con la que cuente el laboratorio escolar) y haga la medicin de voltaje. Ver figura 12.66Cuarta parte: Medicin de la intensidad de la corriente directa 1. Inserte los extremos de los cables de prueba en las terminales V A y COM del multmetro. 2. Coloque el selector en el rango deseado para medir DC Ma. 3. Monte un circuito simple con una pila, una resistencia, un interruptor y el multmetro como se muestra en la figura. Ver figura.12.67 4. En el multmetro haga una lectura de la intensidad de la corriente que circula en el circuito. Nota: Observe en la figura 12.67 que para medir corriente la conexin del multmetro es en serie con el circuito.

Instrucciones para el alumno. Realiza el siguiente cuestionario. 1. Explique cmo se ajusta la aguja indicadora del multmetro para hacer lecturas del valor de una resistencia? 2. Diga que precaucin se debe de tener con el multmetro antes de trasladarlo de un lugar a otro. 3. cmo se conecta el multmetro con el circuito elctrico al medir la intensidad de corriente? 4. Cmo se conecta el multmetro en el circuito elctrico para medir voltajes?

78

Concentrado de Evaluacin Contina Secuencia 3 Electricidad

Niveles de dominio Competente Independiente Bsico avanzado

Unidad de aprendizaje: Fsica II Electricidad Nombre del alumno: _____________________________________

Momento de evaluacin

Actividades

Instrumento de evaluacin

Resultado de aprendizaje

Evidencia

Tipo de evaluacin

Nivel de dominio del resultado de aprendizaje

PortafolioC Si

I

NC

Aprendo a identificar el fenmeno de la electricidad en mi entorno, las propiedades de los materiales y como su uso a mejorado loa vida diaria en el mundo entero.

Actividad 1 Organizador grafico, ventajas y desventajas de la electricidad Actividad 2 Cuestionario Experimento 1 Corriente Elctrica

Producto

Apertura Diagnstica Heteroevaluacion Lista de cotejo Heteroevaluacion Rbrica Heteroevaluacion Lista de cotejo Lista de Heteroevaluacion cotejo Heteroevaluacion Rbrica Heteroevaluacion Lista de cotejo

Actitud Diagnstica Desempeo Formativa Desarrollo Formativa

No Si

Experimento 2 Corriente elctrica

Producto

Si

Actividad 3 Clasificacin Actividad 4 Carga elctrica

Desempeo Diagnstica Producto Formativa

No No

Actividad 5 ley de Coulomb Producto Actitud

Formativa

Actividad 6 Investigacin Campo Formativa elctrico Actividad 7 Investigacin potencial Desempeo Formativa elctrico Actividad 8 Investigacin Desempeo Formativa

Heteroevaluacion Lista de No cotejo Heteroevaluacion Lis. de cotejo Si Heteroevaluacion Rbrica Heteroevaluacion Lis. de cotejo Si Si

Actividad 9 Cuestionario

Desempeo

sumativa

Heteroevaluacion Lista de cotejo

No


Desempeo

Formativa

Heteroevaluacion Lista de cotejo Coevaluacin Lista de cotejo

Si

Actividad 11 Valoracin

Desempeo

Formativa

No

Actividad 12 Investigacin

Producto

sumativa

Heteroevaluacion Lista de cotejo Heteroevaluacion Lista de cotejo Heteroevaluacion Lista de cotejo

No


Desempeo

Sumativa

No

Actividad 14 Investigacin

Producto

sumativa

Si

Cierre

Actividad 14 Exposicin frente a grupo

Producto

formativa

Coevaluacion

Lista de cotejo

Si

79

4Magnetismo80

Competencias Genricas a las que contribuye la asignatura CompetenciasCompetencias Elementos de competencia Analiza Propone Observa Identifica Aporta Asume Construye Sintetiza Utiliza Colabora Escucha Reconoce Participa Experimenta Soluciona Respeta

4. Escucha, interpreta y emite mensajes pertinentes en distintos contextos mediante la utilizacin de medios, cdigos y herramientas apropiados 5.- Desarrolla innovaciones y propone soluciones a problemas a partir de mtodos establecidos. 8.- Participa y colabora de manera efectiva en equipos diversos.

Resultados de aprendizaje de la asignatura respecto a la competenciaInterpreto y aplico los fenmenos y principios que se utilizan en el Magnetismo y Electromagnetismo en situaciones reales.

Relacin con otras disciplinas

MATEMTICAS. Es una herramienta bsica de esta disciplina para desarrollar los procedimientos y operaciones bsicas; manejo de algoritmos y el despeje de formulas. LEOyE. Se hace el uso de esta asignatura para la interpretacin, elaboracin de documentos, comunicacin oral y escrita. QUMICA Y BIOQUMICA. Nos auxiliamos de esta disciplina ya que nos proporciona el conocimiento de la composicin de la materia para entender los fenmenos fsicos. BIOLOGA Y ECOLOGA. Nos ayuda a conocer el impacto ambiental de los fenmenos fsicos en la naturaleza. DIBUJO. Se apoya en esta disciplina para representar de manera grafica el comportamiento del campo magntico generado por un imn o electroimn. CTSyV. Esta disciplina promueve valores, generando un trabajo colaborativo, dentro de un grupo determinado de alumnos, as mismo en su entorno social. TICs. Nos auxiliamos de esta disciplina para obtener informacin actualizada, que sea de utilidad en el desarrollo de las diferentes actividades. INGLS. Nos ayuda en la traduccin de textos cientficos y tecnolgicos.

81

Tema integradorLa Magia del Magnetismo

Concepto fundamentalElectromagnetismo

Concepto subsidiarioMagnetismo

Concepto subsidiarioImanes Campo magntico Propiedades de los campos magnticos Leyes magnticas Electroimn Aplicaciones Motores Generadores Transformadores

CategorasMateria, Energa, Espacio y Tiempo


Mapa de contenidos de la secuencia formativa

82

Dimensiones de la competenciaConceptual (aprender a conocer): Imanes Campo magntico Propiedades de los campos magnticos Leyes magnticas Electroimn Aplicaciones Motores Generadores Transformadores Procedimental (aprender a hacer): Cuestionarios Investigacin Sopa de letras Mapas Conceptuales Mapas Mentales Tablas Comparativas Exposicin Resolucin de problemas Elaboracin de problemas Elaboracin de objetos magnticos Prctica Experimental Actitudinal (aprender a ser): Inters Trabajo en Equipo Participacin Respeto Sentido de colaboracin Creatividad Saber escuchar

Desarrollo de la Secuencia Formativa Actividades de apertura

Actividades de Apertura Los imanes son fascinantes. Cuntas veces no hemos jugado con uno de ellos? Si tomas dos imanes y los aproximas el uno al otro se pegan repentinamente, y si das vuelta a uno de ellos se repelen. Los imanes tienen diversas formas y tamaos y forman parte importante de variados utensilios de uso diario. Analiza y contesta las siguientes preguntas relacionndolas con tu vida diaria y al finalizar compara con tus compaeros las respuestas.

83

.- Conoces lo que es un imn? 2.- Qu formas conoces de imanes? 3.- Sabes que reacciones tiene un imn? 4.- Qu pasa si lo acercas a objetos metlicos? 5.- Cuando se cae por accidente un imn y se divide en ms de dos partes, has intentado unirlo nuevamente? Cul ha sido tu experiencia? 6.- Por qu es que de un lado se pegan fcil y de otro como que se oponen? 7.- Por qu una brjula cuando est esttica sus agujas una seala al norte y la otra al sur? 8.- Menciona que tipos de aparatos elctricos crees que tengan imanes dentro de ellos. 9.- Puedes crear una corriente elctrica a partir de un imn? 10.- Puedes crear un imn a partir de una corriente elctrica?

84

De manera individual lee la siguiente informacin, responde las preguntas y contesta la sopa de letras que a continuacin se presenta: IMANES Y SUS PROPIEDADES Los imanes son materiales capaces de atraer ciertas sustancias llamadas magnticas, como el hierro, acero, cobalto y nquel. En cambio, no atraen a otras sustancias como la madera, la arena o el oro. El termino magnetismo proviene de ciertas piedras metlicas llamadas piedras imn que los griegos encontraron hace mas de 2000 aos en la regin de Magnesia. En 1820 el fsico dans Hans Christian Oersted estableci que el magnetismo estaba relacionado con la electricidad. Los imanes se clasifican segn su comportamiento en: - Temporales: Si pierden sus propiedades magnticas apenas cesa la causa que produjo su imanacin, como el hierro dulce. Se utilizan para crear electroimanes empleados en timbres, gras, - Permanentes: Si no pierden sus propiedades magnticas apenas cesa la causa que produjo su imanacin, como el acero, titanio o cobalto. Se utilizan en la construccin de generadores, motores, instrumentos de medida, brjulas, Una forma sencilla de crear un imn es acercando un cuerpo de material imantable (como el hierro, cobalto o nquel), a otro imn. En este caso, la causa que produjo la imanacin es otro imn. Las propiedades ms importantes de los imanes son: - El poder magntico de los imanes est concentrado en los polos. Al centro del imn lo llamamos lnea neutra, y carece de poder magntico. - Todos los imanes tiene dos tipos de polos, polo norte y polo sur. - No es posible separar los polos de un imn, si rompemos un imn por su lnea neutra, se crean dos nuevos imanes. - Se crean fuerzas repulsivas entre polos del mismo tipo, y fuerzas atractivas en polos de distinto tipo. - Estas fuerzas son proporcionales al poder magntico de los imanes y disminuyen con el cuadrado de la distancia. Un ejemplo de este tipo de fuerzas es el caso de la brjula. La Tierra se comporta como un inmenso imn, y la brjula no es ms que otro imn. As, en ausencia de otro imn cercano que perturbe a la brjula, sta siempre se orienta hacia el norte. Las fuerzas entre imanes las llamamos fuerzas magnticas, y son fuerzas a Distancia. Para explicar cmo se transmiten estas fuerzas recurrimos al concepto decampo magntico. Definimos el campo magntico como la perturbacin que ste produce alrededor suyo, y es la causa de las fuerzas que aparecen sobre los imanes. El campo magntico se representa mediante lneas de fuerzas o lneas de induccin magntica, estas lneas salen del polo norte y entran al imn por el polo sur. La intensidad de la induccin magntica o campo magntico se mide en Teslas (T). (imanes, pgs. http://www.fisicapractica.com/imanes-magnetismo.php) CAMPO MAGNTICO Un campo magntico contiene energa y sistemas fsicos que se estabilizan con configuraciones de menor energa. Por lo tanto, cuando se encuentra en un campo magntico, un dipolo magntico tiende a alinearse slo con una polaridad diferente a la del campo, lo que cancela al campo lo mximo posible y disminuye la energa recolectada en el campo al mnimo. Por ejemplo, dos barras magnticas idnticas pueden estar una a lado de otra normalmente alineadas de norte a sur, resultando en un campo magntico ms pequeo y resiste cualquier intento de reorientar todos sus puntos en una misma direccin. La energa requerida para reorientarlos en esa configuracin es entonces recolectada en el campo magntico resultante, que es el doble de la magnitud del campo de un magneto individual (esto es porque un magneto usado como brjula interacta con el campo magntico terrestre para indicar Norte y Sur).85

Pero en el magnetismo solo existen dipolos magnticos Zona Neutra

Leyes de atraccin y repulsin Cuando dos imanes se colocan con sus polos iguales enfrentados ambos se repelen, es decir, el polo norte de uno repele al polo del otro, y lo mismo sucede con los polos sur. En cambio, los polos opuestos se atraen. De ello se deducen dos leyes: 1. Los polos de igual signo se repelen 2. Los polos de distinto signo se atraen. Estas leyes son idnticas a las de atraccin y repulsin de los cuerpos cargados elctricamente, ya estudiados en el apartado de electrosttica.

Los polos de distinto signo se atraen, mientras que los de igual signo se repelen Una tercera ley de la accin magntica establece que la fuerza de atraccin o repulsin entre dos polos magnticos es directamente proporcional al cuadrado de la distancia que separa las cargas magnticas. La mayora de los equipos utilizan imanes en forma de herradura, debido a que al estar los dos polos ms cercanos dan un campo mucho ms intenso que el que dara una barra del mismo material. No se conoce ningn aislante de lneas magnticas. Se ha comprobado que las lneas de flujo pasan a travs de todos los materiales. Sin embargo, lo hacen ms fcilmente por unos que por otros. Esto hace posible concentrar las lneas de fuerza donde sea necesario, o hacerles evitar una zona o instrumento mediante pantallas magnticas

86

Los imanes quebrados Si tomamos un palillo y lo partimos en dos, de modo que una de las partes contenga lo que era el polo norte, y la otra, el polo sur tendremos un polo norte aislado y un polo sur aislado? El espectro magntico muestra que cada trozo se ha transformado, a su vez, en un imn, cada uno con sus dos polos. Si luego se corta en dos trozos una de las dos partes anteriores del palillo; al hacer nuevamente el espectro tendremos ahora tres imanes, cada uno con sus respectivos polos. No se puede obtener un polo aislado; siempre se tendrn por lo menos dos, de cargas contrarias Que representan las lneas de fuerza? Sabemos que un imn atrae a un trozo de hierro con una fuerza tanto mayor cuanto menor es la distancia que los separa. Esto mismo puede expresarse diciendo que la intensidad del campo magntico es mayor cerca de los polos. Por otra parte, en los espectros magnticos se observa que cerca de los polos, las lneas de fuerza estn mas apretadas, de modo que resulta natural aceptar que el campo magntico tiene mayor intensidad donde mayor es la densidad ( nmero de lneas que atraviesa cada centmetro cuadrado) de las lneas de fuerza El espectro de un imn en herradura muestra una de las razones por la cual se emplea mucho esta forma imn, el campo es muy intenso entre ambos polos, mucho ms que si al mismo imn se le diera forma de barra. Permeabilidad magntica Si en el campo magntico de un imn se interpone un trozo de hierro, se observa que las lneas de fuerza del campo sufren una modificacin, acercndose al trozo de hierro, como si prefirieran pasar a travs suyo en lugar de seguir por el aire. Por esto se dice que el hierro es ms permeable que el aire a las lneas de fuerza. El hierro dulce en unos cientos de veces ms permeable que el aire; para fines especiales se fabrican aleaciones de gran permeabilidad. La permeabilidad es una caracterstica importante en un material, pues cuanto ms permeable sea, mas intensamente podr ser imanado. La permeabilidad del hierro permite conservar durante mucho tiempo el magnetismo de un imn, cerrando con un puente de hierro el circuito de las lneas de fuerza. Pero, cul es el polo norte del imn inducido? Supongamos que hayamos acercado al polo sur del inductor por el mtodo de la aguja magntica sabremos cual es el norte del imn inducido, y as comprobaremos que frente al polo sur del inductor, el inducido presenta un polo norte. Si acercramos el polo norte del inductor, en el inducido se formara, frente a l, un polo sur. Es decir: El imn induce, en el extremo ms cercano del inducido, un polo de nombre contrario al que se le ha acercado. La induccin magntica permite explicar por qu un imn atrae a los alfileres; al acercar, por ejemplo, un polo norte a los alfileres, estos se imanan por induccin, presentando un polo sur cerca del polo norte inductor, y as son atrados; adems, cada uno induce a otro, y as se forma una verdadera cadena magntica. La accin magntica se ejerce a travs de todos los medios La atraccin y la repulsin magntica no hallan obstculos. El hecho mismo de que se puedan formar espectros magnticos a travs del vidrio o la cartulina nos la prueba. Si se interpone una pantalla de hierro, la accin tambin se ejerce, aunque muy disminuida, porque la mayor parte de las lneas de fuerza se meten dentro o se acercan mucho del hierro. (magnetico, pg. http://es.wikipedia.org/wiki/Campo_magn%C3%A9tico)

87

Analiza y responde el siguiente cuestionario para dar solucin a la sopa de letras. 1.- Son materiales capaces de atraer ciertas sustancias llamadas magnticas 2.- Proviene de ciertas piedras metlicas llamadas piedras imn que los griegos encontraron hace mas de 2000 aos en la regin de Magnesia 3.- Contiene energa y sistemas fsicos que se estabilizan con configuraciones de menor energa 4.- Los polos de igual signo se repelen y Los polos de distinto signo se atraen se refiere a las leyes de 5.- Establece que la fuerza de atraccin o repulsin entre dos polos magnticos es directamente proporcional al cuadrado de la distancia que separa las cargas magnticas. A qu ley hace referencia lo anterior? 6.- El espectro magntico muestra que cada trozo de un imn partido se ha transformado, a su vez, en un imn, cada uno con sus dos polos, A qu se refiere? 7.-En los espectros magnticos se observa que cerca de los polos, las ________________ estn ms apretadas, de modo que resulta natural aceptar que el campo magntico tiene mayor intensidad donde mayor es la densidad. 8.- Si en el campo magntico de un imn se interpone un trozo de hierro, se observa que las lneas de fuerza del campo sufren una modificacin, acercndose al trozo de hierro, como si prefirieran pasar a travs suyo en lugar de seguir por el aire, A qu se refiere? 9.- La atraccin y la repulsin magntica no hallan obstculos. El hecho mismo de que se puedan formar espectros magnticos a travs del vidrio o la cartulina nos la prueba. A qu accin se refiere?

88

SOPA DE LETRAS P T I B R U I Y T D F G H J E T T U U E E Y G M F S E F D F B N U T Y U I O L A R U B N A E F T U I G D V B N K I T S Z M E E B X N O S E I O M F D I T S U A R E J C A M P O M A G N E T I C O Z R A E B K G B N M Q W S E R T Y U I O M Z S U I I S A J K L I U I N R W T Y U J G V F L D A Z X S E R F V T N V T Y H J N M E I R J M S T E F A S E E U T I A M S A D D T O I O D A R B E U Q N A M I W E I S A G N E D G U I T E S M O G G O S E L A D H A S I O V I U Y T S E C A B C I O E M B N M J U I K L O P E S C M C U I N A A C C I O N M A G N E T I C A I G N I G G H Y B G T V F R E D C X S W Z A Q L N B U L I J N G R T E S D V U T F T H I E N O V D I T E A K M J H V X C Z A F D T M Q W E R T Y U I O P L K J H G F D I N O I S L U P E R Y N O I C C A R T A C X L I L P K M J U I U A G T F B N A S L S O B G C E S U J M N H G T R F D

Actividad

Valoracin Producto: Sopa de letras

Puntaje:

Saberes Conceptual Procedimental Conoce la Resuelve correctamente clasificacin de la sopa de letras los imanes y campo magntico Coevaluacin C I NC

Actitudinal Utiliza las respuestas de su cuestionario para dar solucin a la sopa de letras de forma responsable Calificacin otorgada por el docente

En equipo de cuatro integrantes, realiza las siguientes actividades en el laboratorio, con el uso de materiales y utensilios necesarios para cada actividad. Al trmino de cada actividad, expondrn al grupo los resultados y conclusiones. (Portafolio de evidencias cada actividad) Reporte del alumno (resultados). (Portafolio de Evidencias) 1.- Deber entregar el procedimiento paso a paso con fotografas 2.- Contestar las preguntas 3.- Establecer sus conclusiones89

EjemploActividad 1 MATERIAL: Imn de barra, de herradura o de alguna otra forma Trozo de cartulina Limadura de hierro

DESARROLLO: 1.- Coloca sobre un imn de barra, de herradura, circular (de bocina) o alguno de otra forma, un trozo de cartulina. 2.- Espolvorea sobre la cartulina limaduras de hierro. 3.- Golpea ligeramente la cartulina y observa lo que ocurre.

Conclusiones: Se observa que la limadura de hierro se alinea con el campo magntico. se identifica el modelo del imn hecho por las limaduras de hierro

Actividad 2 MATERIAL:

Agua Corcho Aguja Imn Brjula Plato DESARROLLO: 1.- Se imanta la Brjula con el imn en un solo sentido. 2.- Con la aguja se atraviesa el corcho y se coloca en el plato que contiene agua

90

Actividad 3 MATERIAL:

Madera Clips Imanes DESARROLLO: 1.- sobre la madera se ponen los clips. 2.- por debajo de la madera se pasa el imn.

Actividad 4 EXPERIMENTO-1 CONSTRUCCIN DE IMN POR CONTACTO Material y equipo necesario: 1 desarmador plano desmagnetizado 1 imn Varios Clips metlicos Metodologa-1: Contesta y anota las observaciones en cada paso. Tomando en cuenta lo siguiente, pesa cada clip y mide la distancia en la cual la fuerza magntica del imn acta visiblemente. Calcula el valor de la fuerza magntica actuante.

1.- Acerca la punta del desarmador a los clips y otros objetos metlicos

2.- Frotar suavemente la punta del desarmador con el imn Pregunta Cunto tiempo se enecito para imantar el desarmador para que tuviera la fuerza de atraccin necesaria para atraer los clips? 3.- Prueba el imn temporal que generado y acrcalo a los clips y otros objetos metlicos

91

Actividad 5 EXPERIMENTO-2 CONSTRUCCIN DE UNA BRJULA Material y equipo necesario: 1 Trozo de tela de algodn de 4 cm de ancho por 15 cm de largo Cordn delgado de algodn 30 cm 1 imn de 10 cm de largo 1soporte universal Metodologa-2: 1.-Corta el trozo de tela de las medidas indicadas, despus introduce el cordn en los extremos de la tela y haz un nudo para formar una honda como se muestra en la figura 2.-Coloca la barra magntica dentro y suspndela como se indica. Contesta las preguntas y anota tus observaciones en cada paso.1.- Por qu se mueve u orientarse el imn (brjula) cuando cuelga libremente?

2.- Qu pasara si acercaras a la brjula otro imn potente?

3.- Por qu se debe evitar acercar un imn a los relojes mecnicos de cuerda?

Lista de Cotejo para Actividad Experimental en Equipo Actividades Los integrantes del equipo llegan a tiempo al laboratorio Cuentan con todo el material solicitado con anterioridad Realizan las actividades siguiendo las instrucciones Sus respuestas tienen un sustento cientfico Son propositivos, trabajan de forma colaborativa Realizan todas las actividades solicitadas Trabajan en orden, sin ponerse en riesgo Aportan ideas y respetan las de los dems equipos Entregan en tiempo sus resultados Sus trabajos son realizados con limpieza


92

Con ayuda de las TICs realiza una investigacin de magnetismo, has una sntesis y contesta el siguiente cuestionario de magnetismo 1.- Indicar el enunciado correcto, sobre una barra de imn suspendida de su zona neutra. a) Esta se alinea exactamente por el meridiano geogrfico que pasa por aquel lugar. b) El extremo del imn que seala el norte geogrfico se llama polo sur del imn. c) El extremo del imn que seala el sur geogrfico se llama polo norte del imn. d) Todas las afirmaciones anteriores son falsas. e) Las afirmaciones b y c son correctas. 2.- El magnetismo realiza todo lo siguiente, excepto: a) Afecta el movimiento de los electrones. b) Hace que se repelen polos iguales. c) Atrae metales ferrosos. d) Hace que se atraigan polos diferentes. e) Hace magia. 3.- Una aguja de brjula no siempre apunta hacia el polo norte geogrfico de la Tierra. La diferencia en la direccin se llama: a) Desviacin. b) Declinacin. c) Variacin. d) Inclinacin. e) Acimut. 4.- El magnetismo tiene dificultad para penetrar en l: a) Hierro. b) Vidrio. c) Papel. d) Plstico. e) Todas las anteriores.

5.- La persona a la que probablemente no asocie con la investigacin de los imanes es: a) Gilbert. b) Ampere. c) Oersted. d) Coln. e) a y b. 6.- Aunque ciertos tipos de imanes tienen muchos polos, la mayora de ellos tienen nicamente: a) Uno. b) Dos.

93

7.- Cualquier imn, no importa su tamao, est rodeado por: a) Radiaciones electromagnticas. b) Un polo norte. c) Un campo magntico. d) Un campo elctrico. e) Un campo gravitatorio. 8.- La polaridad magntica de la regin polar norte de la Tierra es realmente: a) El sur magntico. b) El norte magntico. c) No magntica. d) Neutra. e) A veces sur y a veces norte magntico. 9.- Su actual conocimiento le indica que el magnetismo resulta de: a) La inclinacin terrestre. b) El giro de electrones. c) Las rbitas de los electrones. d) Los dominios magnticos. e) Todas las anteriores. 10.- Si dos imanes sobre un pivote se colocan cerca entre si y se les hace girar, llegarn al reposo con: a) El polo norte de uno cerca del polo sur del otro. b) Los polos norte opuestos. c) Los polos sur opuestos. d) b y c. e) a y b.

94

Lista de cotejo de investigacin Nombre del alumno: Indicadores S No Observaciones Cumpli con toda la investigacin requerida Utiliz bibliografa confiable Tiene conocimiento del tema Integra frmulas del tema Entreg en hojas Maneja la informacin solicitada en su totalidad Entrega en tiempo y forma Muestra limpieza y creatividad B

fisica 2 guia formativa b&p agosto 2012

Documents