FISICA I · PDF file4 Artículo 11 En caso de cursos y/o proyectos de...

PREPARATORIA POR COMPETENCIAS MANUAL DE PRÁCTICAS

FISICA I

Nombre del Alumno:_______________________________

Grupo:__________________

MATRIZ DE EVALUACIÓN DEL TRABAJO EXPERIMENTAL

HABILIDADES CRITERIOS NIVEL DE LOGRO

Absoluto (A) Medio (M) Sin logro (S)

Identificación del objetivo

Identifica las variables del experimento. Plantea hipótesis

Identifica todas las variables del experimento. Plantea correctamente la hipótesis.

Identifica algunas de las variables del experimento. Plantea la hipótesis.

No Identifica las variables del experimento. No Plantea la hipótesis.

Diseño experimental

Seguimiento de instrucciones

Sigue perfectamente todas las instrucciones

Toma en cuenta algunas de las instrucciones

No sigue instrucciones

Desarrollo del experimento

Desarrolla la técnica experiemental de manera adecuada

Requiere ayuda para desarrollar el trabajo experimental

Desatiende al desarrollar el trabajo experimental

Análisis de Resultados

Interpretación de resultados o cálculos

Interpreta correctamente los resultados del experimento y los cálculos

Interpreta con algunos errores los resultados del experiemento, tiene errrores en los cálculos

Interpreta erroneamente los resultados, comete muchos errores en los cálculos

Presentación de los datos

Presenta los datos en forma clara

Presenta los datos en forma poco clara

La presentación de los datos es confusa o no los presenta

Elaboración de conclusiones


Elabora conclusiones válidas, basadas en el correcto análisis de los resultados

Elabora conclusiones parcialmente válidas, basadas en una interpretación en parte correcta de los resultados

Elabora conclusiones no válidas, basadas en una interpretación deficiente de los resultados

Cumplimiento de objetivos

Justifica que los objetivos se hayan alcanzado o no

Menciona vagamente el logro de los objetivos

No menciona en logro de objetivos

Evaluación Identificación de errores

Evalúa la técnica e identifica y menciona los errores cometidos

Evalúa parcialmente la técnica

No identifica errores

Mejoras o cambios Propone mejoras o cambios en el experimento, materiales o resultados

Solo sugiere alguna modificación

No propone nada

3

REGLAMENTO DE USO DE LABORATORIOS BACHILLERATO / PREPARATORIA

CAPÍTULO I. Disposiciones generales Artículo 1 El presente reglamento es de observancia general y obligatorio para todos los usuarios de los laboratorios de bachillerato y preparatoria en la Universidad del Valle de México para efectos de este ordenamiento y con el objeto de abreviar su denominación se designara a los laboratorios con las siglas lb. Artículo 2 Los materiales y reactivos de las prácticas no deberán ser sacados del laboratorio correspondiente salvo en los casos de siniestros peligro obras de reparación, mantenimiento, o limpieza. Artículo 3 Los materiales y equipos sea cual fuere su naturaleza deberán ser utilizados con extrema precaución apegándose a los respectivos manuales de operación. Artículo 4 El laboratorio contara con un catalogo de practicas programadas y autorizadas por la academia correspondiente para la correcta ejecución y supervisión de las mismas. Artículo 5 Para llevar a cabo una practica en el laboratorio se deberá contar con la presencia del profesor de la asignatura y de su auxiliar en caso de ser necesario así como el uso de bata por los alumnos y maestros excepto laboratorios de computo. Artículo 6 El curso escolar no habrá concluido hasta que los estudiantes hayan cubierto la ultima practica propuesta por la academia CAPÍTULO II. Uso de los laboratorios Artículo 7 Podrán hacer uso del laboratorio en los horarios programados para la asignatura los estudiantes que estén debidamente inscritos en los grupos respectivos.

Artículo 8 El numero máximo de estudiantes que podrán intervenir en las practicas del laboratorio durante una misma sesión será de 25 alumnos excepto laboratorios de computo Artículo 9 No se dará inscripción a ninguna asignatura en el semestre lectivo a aquellos estudiantes que adeuden cualquier equipo instrumento o material reactivo o componente al laboratorio el adeudo citado será informado a la dirección de servicios escolares y rectoría del campus para los efectos correspondientes. Artículo 10 En caso de existir algún adeudo de los mencionados en el articulo anterior el estudiante deberá cubrirlo al día siguiente de su destrucción con las mismas características y normas de calidad especificadas por el fabricante mientras no haya cumplido le será impedido el acceso a sus clases.

4

Artículo 11 En caso de cursos y/o proyectos de investigación que requieran de un apoyo adicional del laboratorio deberán solicitarlo los estudiantes profesores o investigadores a la coordinación de laboratorios para su autorización. Artículo 12 Se prohíbe la introducción de alimentos y bebidas al laboratorio Artículo 13 Dentro del laboratorio se prohíbe fumar o prender fuego no autorizado para realizar las practicas correspondientes. Artículo 14 Por ningún motivo sé podrá prestar batas por parte del personal de laboratorios a los alumnos. CAPÍTULO III. Sistema de acreditación Artículo 15 Un estudiante tendrá derecho a la evaluación final para acreditar una asignatura teórico practica con base a los lineamientos porcentuales que fije el reglamento de evaluación.

Artículo 16 No se podrá asentar la calificación definitiva de una asignatura teórico practica hasta que no se haya cumplido con la totalidad de las practicas. Artículo 17 El peso que tendrán las practicas sobre la calificación que se asentara en la boleta del estudiante será aquel estipulado de acuerdo al numero de créditos en los planes y programas de estudio vigentes es decir la evaluación sé hará en forma integral considerando las horas teórico practicas de cada asignatura y en la proporción que están fijadas en el reglamento correspondiente. Artículo 18 En caso de que el profesor de practicas sea distinto al de teoría el primero evaluara y enviara las calificaciones al segundo en un plazo no mayor a tres días después de terminadas las labores del laboratorio en cada periodo escolar. CAPÍTULO IV. Obligaciones

Artículo 19 Los estudiantes tendrán las siguientes obligaciones:

I—Cumplir con las normas de higiene y seguridad establecidas para el laboratorio. II—Presentarse a sus practicas con una bata blanca y otros implementos que recomienden las normas de higiene y seguridad. III—Cuidar las instalaciones y equipos del laboratorio dándoles el uso adecuado. IV—Presentarse puntualmente con el material requerido a la practica a realizar. V—Observar buena conducta dentro del laboratorio. VI-Llenar el vale de préstamo y dar su credencial vigente para que se le proporcione el equipo

5

y el material necesario. VII—Devolver en buen estado y limpio el equipo y material proporcionado diez minutos antes de concluir la clase. VIII—Cumplir con el 80 % de asistencias al laboratorio. IX- Cumplir con el 100% de las practicas establecidas. X- Informar al profesor de los desperfectos que detecte en el uso de los equipos e instalaciones. XI- Entregar los reportes necesarios de cada practica conforme lo señale el manual correspondiente elaborado por la academia. XII- Entrar a clases a mas tardar 5 minutos después de haber sonado la campana excepto la primera hora de clases o en el receso de 20 minutos ya que no se dejara pasar al laboratorio. XIII- Deberá traer o prever lo necesario para guardar sus cosas en los lugares destinados para ello ya que el personal no se hará responsable de la perdida de objetos de valor en el área de laboratorios. XIV- Alumnos maestros y administrativos deberán presentar la credencial o gáfete de la escuela para usar los laboratorios de computo si no se les prohibirá la entrada al área. XV- Evitar el uso de teléfonos celulares y cualquier dispositivo electrónico de uso personal dentro de los laboratorios. XVI—Solo alumnos del grupo podrán estar en los laboratorios para tomar su clase. CAPÍTULO V. Sanciones Artículo 22 Las sanciones a las que se harán acreedores los diversos miembros de la comunidad universitaria por incumplimiento del presente reglamento serán aquellas que determine el comité de honor y justicia del plantel y siendo faltas leves el rector del plantel Artículo 23 las sanciones podrán ser: 1.- temporales y 2.- definitivas. Artículo 24 Las faltas cometidas a este reglamento podrán ser consideradas como: 1—faltas graves son aquellas que ponen en riesgo la integridad física de los usuarios y/o afecten al uso de instalaciones. 2—faltas leves es decir aquella que no pongan en riesgo la integridad física de los usuarios ni afecten al buen uso de las instalaciones. Artículo 25 Los estudiantes infractores de este reglamento se harán acreedores a las siguientes sanciones:

6

1 Negativa a su reinscripción a la universidad si adeudan cualquier tipo de material reactivo o componente de los equipos que formen parte integral de los laboratorios de acuerdo a la información girada a la dirección de servicios escolares y rectoría del plantel. 2 Reposición al día siguiente de ocurrido el hecho del equipo desaparecido o destruido con las mismas características y normas de calidad especificadas por el fabricante. 3 Pago de los daños causados por su negligencia en el uso de las instalaciones materiales accesorios y equipos.

4 Baja del laboratorio en el caso de reincidencia en el hecho mencionado en la fracción anterior. 5 Expulsión de la universidad en caso de robo y/o mutilación intencional de cualquier componente reactivo o equipo debiendo además reponer lo substraído o destruido. 6 En aquellas situaciones no previstas por el presente reglamento la sanción será fijada por el comité de honor y justicia del plantel.

7

ÍNDICE No

NOMBRE DE LA PRÁCTICA

1 Sistemas de unidades y medición en la física (2 sesiones)

2 Errores de medición en la física

3 Vectores

4 Movimiento Rectilíneo Uniformemente 5 Movimiento Rectilíneo Uniformemente Acelerado

6 Calculo de la Aceleración de la Gravedad

7 Tiro Parabólico

8 Leyes de Newton 1

9 Leyes de Newton 2

10 Trabajo mecánico

11 Conservación de la energía

8

PRACTICA DE LABORATORIO No 1 “SISTEMAS DE UNIDADES Y MEDICIÓN EN LA FÍSICA”

COMPETENCIAS DISCIPLINARES BASICAS EN EL AREA EXPERIMENTAL: Identifica problemas, formula preguntas de caracter cientifico y plantea las hipotesis necesarias para responderlas. Obtiene, registra y sistematiza la informacion para responder a preguntas de caracter cientifico, consultando fuentes relevantes y realizando experimentos pertinentes. Contrasta los resultados obtenidos en una investigación o experimento con hipotesis previas y comunica sus conclusiones. COMPETENCIA ESPECIFICA: Utilizar adecuadamente los instrumentos de medicion. Comprobar la obtención de datos resultado de la medicion utilizando las magnitudes correspondientes de los diferentes instrumentos. Diferenciar entre mediciones directas e indirectas en situaciones de la vida cotidiana. OBJETIVOS:

• ¿Que es una medición directa y una indirecta?

• ¿Cuales son los sistemas de unidades que conoces, cuales sus unidades y como se convierten las unidades de uno a otro?

Con base a lo anterior redacta los objetivos de la práctica ___________________________________________________________________________________ ___________________________________________________________________________________ ___________________________________________________________________________________ ___________________________________________________________________________________ ___________________________________________________________________________________ INTRODUCCION: El termino “Física” proviene del vocablo griego physike que significa NATURALEZA, sin embargo para estudiar los fenómenos que ocurren ésta, éstos deben susceptibles de medición. La física requiere del uso de un sistema de Unidades y cualquiera de éstos se establece partiendo de unidades consideradas “fundamentales” y otras consideradas “derivadas”. Los sistemas de unidades más usados son: el Sistema Internacional y el Sistema Ingles. Existe una estrecha relación entre los sistemas de unidades, por eso es posible es realizar conversiones y equivalencias entre las diferentes variables de la física. Al realizar una medición ya sea directa o indirecta, siempre se cometen errores, esto se debe al uso de técnicas inadecuadas de medición o debido a que la mayoría de los instrumentos tienen una precisión limitada.

9

PARTE 1 A Instrumentos de medición Atienda a la explicación del profesor acerca de los instrumentos del laboratorio de física, tales como: vernier, regla, flexómetro, cronómetro, báscula , etc. Identifíque cada uno de ellos , haga un esquema y escriba que magnitudes físicas se miden con ellos.

10

PARTE 1 B Conversión de unidades PREGUNTA: ¿CÓMO PODER SABER LA MEDIDA DE LOS PULGARES DE MIS COMPAÑEROS SIN MEDIRLOS DIRECTAMENTE? MATERIALES

� TIRA DE PAPEL BOND BLANCO (proporcionado por el estudiante) � Marcadores, regla (proporcionados por el estudiante)

PROCEDIMIENTO:

� Mide con la regla el largo de tu dedo pulgar, MI PULGAR: ___________ cm (UNIDAD DE MI ESCALÓMETRO)

� Éste será la unidad fundamental de tu escalómetro, marca varias unidades de éste en la tira de papel bond

� Ponle tu nombre detrás a la cinta métrica � Mide 1 objeto usando tu escalómetro. � Pide prestado los escalómetros de 3 de tus compañeros y mide el

mismo objeto.

Nombre del dueño del ESCALÓMETRO Objeto ( unidades del escalómetro)

Mío ______________

Persona1 __________

Persona2 ___________

Persona3 ___________

� Para obtener las unidades de las escalas de tus compañeros, y así mismo la medida de sus pulgares haz lo siguiente:

Pulgar Persona=objeto (mio)× mi pulgar

objeto (de la persona)

TAMAÑO DEL PULGAR

Persona1______________________

Persona 2 _____________________

Persona 3 _____________________

� Revisa tus resultados preguntando a tus compañeros la medida de sus pulgares.

11

PARTE 2: MEDICIONES INDIRECTAS O DIRECTAS:

MATERIALES: � VERNIER � FLEXÓMETRO � REGLA � PROBETA GRADUADA 50ml, y otra de mayor volumen � CILINDRO ALUMINIO � AGUA � BÁSCULA

EXPERIMENTO 1 “midiendo la mesa”

� Con ayuda del flexómetro y la regla, mide las dimensiones de la mesa. � Encuentra el perímetro, área y volumen

Área = largo x ancho Perímetro = suma de los lados Volumen = largo x ancho x altura

instrumento Largo Ancho altura área perímetro volumen

regla

flexómetro

¿Con cuál de ellos es más fácil realizar la medición?

¿Cúal medición tendrá menor error? Justifica la respuesta ___________________________________________________________________________________ EXPERIMENTO 2 “midiendo el volumen de un cilindro de aluminio” 1.- Mida las dimensiones del cilindro de aluminio usando una regla y un vernier. Obtenga su volumen en mililitros (ml) recordando que:

instrumento Radio (cm) Área Base (cm2) Altura (cm) Volumen (cm3 o ml)

Vernier

Regla

2.- Agregue 20 ml de agua a la probeta, éste será el volumen1:_______20ml________ 3.- Deje caer el cilindro de aluminio dentro de la probeta y anote el volumen éste será el Volumen 2:___________ 4.- El volumen del cilindro será entonces: Volumendel cilindro= Volumen2− Volumen1

Volumen del cilindro:_________________________________ ml 5.- Compare con el resultado con el obtenido mediante uso del vernier y a regla

Volumen= Area xalturaArea= Π× r2 1cm

3= 1ml

12

6.- ¿Cuál método es más exacto? ¿Porqué?

EXPERIMENTO 3 “midiendo el volumen total de una probeta de 50 ml” MÉTODO 1 Llena la probeta de 50ml hasta el tope (hasta antes de que se riegue el agua), vacía el agua de la probeta de 50 ml a otra probeta más grande y mide el volumen. Volumen total probeta: _______________________ ml o cm3 MÉTODO 2 Mide el diámetro interno y la altura completa de la probeta. Calcula el volumen de la misma manera que hiciste en el experimento 2. Volumen total de la probeta: ______________________ cm3 ó ml MÉTODO 3 1.- Pesa la probeta en la báscula. Esta será la masa1:________________ 2.- Llénala con agua hasta antes de que se riegue. Pésala. Ésta será la masa2:____________ masa del agua= masa2− masa1

masa del agua:_________________ g Cada gramo de la masa del agua equivale en volumen, a 1 mililitro o 1 cm3, entonces: Volumen total de la probeta: _______________________ cm3 ó ml ¿Es igual el volumen total de la probeta usando cada uno de los métodos? ___________ ¿Cuál de los métodos es mas exacto y Porqué? ___________________________________________________________________________________ ___________________________________________________________________________________ ___________________________________________________________________________________ CONCLUSIONES: 1.- ¿Se alcanzaron los objetivos de la práctica? 2.- En la primera parte de la práctica, ¿Encontraste correctamente el tamaño de los pulgares de tus compañeros? Explica 3.- ¿Cuáles de los experimentos corresponden a una medición directa y cuáles a una indirecta? 4.- Consideras que esta práctica es importante en tu formación académica. Justifica tu respuesta.

13


HABILIDADES CRITERIOS NIVEL DE LOGRO absoluto (A) medio (M) Sin logro(S)

PUNTAJE (0-2)

OBSERVACIONES



Diseño experimental Seguimiento de instrucciones


Análisis de resultados

Presentación de datos

Interpretación de resultados





Mejoras o cambios

TOTAL

14

PRACTICA DE LABORATORIO No 2

“ERRORES DE MEDICIÓN EN LA FISICA”

COMPETENCIAS DISCIPLINARES BASICAS EN EL AREA EXPERIMENTAL: Identifica problemas, formula preguntas de carácter científico y plantea las hipótesis necesarias para responderlas. Obtiene, registra y sistematiza la información para responder a preguntas de carácter científico, consultando fuentes relevantes y realizando experimentos pertinentes. Contrasta los resultados obtenidos en una investigación o experimento con hipótesis previas y comunica sus conclusiones. COMPETENCIA ESPECIFICA: Utilizar adecuadamente los instrumentos de medición. Comprobar la obtención de datos resultado de la medición utilizando las magnitudes correspondientes de los diferentes instrumentos. Contrastar los resultados para obtener los errores debido a la medición, utilizando el procedimiento señalado. OBJETIVOS:

• ¿Explique a qué se refiere el termino INCERTIDUMBRE en un instrumento de medición?

• Al tomar datos ¿Dependen éstos del instrumento que se utilice? o ¿De la persona que los tome? Justifique su respuesta

Con base a lo anterior redacta los objetivos de la práctica ___________________________________________________________________________________ ___________________________________________________________________________________ ___________________________________________________________________________________ ___________________________________________________________________________________ ___________________________________________________________________________________ INTRODUCCION: Al realizar una medición, es frecuente cometer equivocaciones que nos impiden obtener un resultado exacto. Esto se puede deber a diversas circunstancias como: una mala medición, limitaciones del instrumento, un mal procedimiento, etc. Clasificamos los errores en dos tipos: Errores Aleatorios o Accidentales: son aquellos que ocurren solo en algunas ocasiones y pueden ser originados por condiciones de humedad, presión o temperatura que afectan los instrumentos de medición, también por errores humanos. Errores sistemáticos: son los que se repiten de una medición a otra, éstos se pueden evitar corregir o compensar. Con la finalidad de cuantificar el error que se comete al medir una magnitud, se consideran los siguientes tipos de error: absoluto, relativo y porcentual. NUESTRO PROPÓSITO ES CALCULAR EL ERROR QUE SE COMETE USANDO DIVERSOS APARATOS Y FORMAS DE MEDICIÓN MATERIAL:

� REGLA � FLEXÓMETRO � CRONÓMETRO

15

EXPERIMENTO 1.-“Calcular el error que se comete al utilizar diferentes aparatos de medición” 1.- En tu equipo de trabajo escojan a una persona y todos los demás midan su altura usando dos instrumentos, el flexómetro y la regla. Anoten los resultados en la tabla siguiente: NOMBRE DE LA PERSONA A LA CUAL MEDIMOS ALTURA___________________ Nombre de la persona que mide: Altura usando REGLA Altura usando FLEXÓMETRO

2.- Encuentre los errores absoluto, relativo y porcentual para cada dato medido, recuerde que:

error absoluto= datomedido− promedio error relativo=error absoluto

promedio

error porcentual= error relativo x100 promedio=sumade todos los datos

numerode datos

Altura medida REGLA Error Absoluto Error Relativo Error porcentual

PROMEDIO ALTURA (REGLA):_____________

Altura medida FLEXÓMETRO

Error Absoluto Error Relativo Error porcentual

PROMEDIO ALTURA (FLEXÓMETRO):______________ 3.- a) ¿Con cuál de los dos instrumentos de medición se tiene mayor precisión? ¿Por qué? ____________________________________________________________________________________ b). ¿Se obtuvo el valor exacto con alguno de los instrumentos?¿Con cuál?¿Porqué? _____________________________________________________________________________________________

16

EXPERIMENTO 2.- “Midiendo mi tiempo de reacción” 1.- Trabajando en parejas, el compañero1 sostendrá con dos dedos la regla en la marca de 30 cm (la regla estará colgando), mientras que el compañero2 pondrá sus dos dedos alrededor de la marca del cero (pero sin tocar la regla). 2.- El compañero1 comenzará a hacer preguntas diversas al compañero2 (para distraerlo), y SIN AVISARLE soltará la regla. 3.-El compañero2 tratará de agarrar la regla lo más cerca de la marca del cero, esa distancia será su tiempo de reacción. Anota las distancias obtenidas en la siguiente tabla: NOTA: si se le cae la regla lo consideraremos como 30 cm

# intento Distancia (cm) Error absoluto Error relativo Error porcentual

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

PROMEDIO de la distancia: ____________________________ cm ó _____________ m 4.- El tiempo de reacción se calcula como sigue:

tiempode reacción= √2× promediodistancia (en metros)

9.81m /s2

tiempo de reacción: _______________ seg 5.- ¿Porqué si es la misma persona la que hace el experimento las distancias de reacción son diferentes?¿Influirá éste hecho cuando haces una medición de tiempo ? Justifica EXPERIMENTO 3.- “El trabalenguas” 1.- Usando un cronómetro mide el tiempo que tarda cada uno de tus compañeros en decir el siguiente trabalenguas sin equivocarse.

“Corazon de quirichispa y ojos de chirichispé,

tu que me enchirichispaste hoy desenchirichispame”

Persona Tiempo (seg) Error absoluto Error relativo Error porcentual

PROMEDIO DEL TIEMPO: ________ seg 2.- ¿Quién es el más rápido para decir el trabalenguas? ___________________________ 3.- Compara con otras mesas y encuentra quién es el más rápido en todo el grupo:

17

CONCLUSIONES 1.- ¿Se alcanzaron los objetivos de la práctica? Explica 2.- En el experimento 1, ¿El error que se comete al usar diferentes instrumentos de medición sería accidental o sistemático? Justifica tu respuesta. 3.- En el experimento 2, ¿El error que se comete al repetir el mismo experimento con las mismas personas, sería accidental o sistemático? Justifica tu respuesta. 4.- Consideras que esta práctica es importante en tu formación académica. Justifica tu respuesta.



PUNTAJE (0-2)

OBSERVACIONES












Mejoras o cambios

TOTAL

18


“VECTORES”

COMPETENCIAS DISCIPLINARES BASICAS EN EL AREA EXPERIMENTAL: Sigue instrucciones y procedimientos de manera reflexiva, comprendiendo como cada uno de sus pasos contribuye al alcance de un objetivo. Expresa ideas y conceptos mediante representaciones lingüísticas, matemáticas o gráficas. Define metas y da seguimiento a sus procesos de construcción de conocimiento COMPETENCIA ESPECIFICA: Describe las características y aplicaciones de las cantidades vectoriales en nuestro entorno. -Aplica las funciones trigonométricas así como los métodos gráficos y analíticos en la solución de problema en nuestro entorno. Desarrolla actividades experimentales relacionadas con vectores haciendo énfasis en situaciones cotidianas OBJETIVOS:

� ¿Cuál es la diferencia entre un vector y una escalar? Escribe 6 ejemplo de magnitudes físicas vectoriales y escalares

� ¿Cómo se realiza la suma de vectores? Con base a lo anterior redacta los objetivos de la práctica ___________________________________________________________________________________ ___________________________________________________________________________________ ___________________________________________________________________________________ ___________________________________________________________________________________ ___________________________________________________________________________________ INTRODUCCION: Los vectores son magnitudes física como la velocidad y la fuerza en las que además de un numero, tienen una dirección y un sentido. Los vectores se representan gráficamente por una flecha. Al realizar una suma vectorial, obtenemos un vector llamado RESULTANTE, el cual puede obtenerse mediante dos métodos: gráfico o analítico

El vector EQUILIBRANTE, es un vector con la misma magnitud y dirección que la RESULTANTE, pero sentido contrario. Y sirve como su nombre lo indica para equilibrar al sistema de fuerzas.

19

EXPERIMENTO .- “CALCULANDO LA FUERZA EQUILIBRANTE DE UN SISTEMA” MATERIAL: • DISCO DE HARTL • DINAMÓMETROS • ARGOLLA • TRAMOS DE HILO PARTE A) PROCEDIMIENTO 1.- Sobre el disco de Hartl graduado coloque en el centro una rondana o argolla a la cual se atan los tres hilos, en el otro extremo de cada hilo se sujeta un dinamómetro, el cual será jalado cada uno por una persona como se muestra en la figura.

D1 = Lectura del dinamómetro que será el vector A

D2 = Lectura del dinamómetro que será el vector B

D3 = Lectura del dinamómetro que nos dará la magnitud del vector equilibrante E

∠ = Ángulo que forman el vector A y vectorB

α = Ángulo que forman el eje “x” y la equilibrante

2.- La persona con el Dinamómetro 1 (vector A ) siempre se mantendrá en la marca de 0° y tratará de mantener una fuerza constante.

3.- La persona con el dinamómetro 2 (vector B ) lo sostendrá a diferentes ángulos a 30°, 60°, 90° y 120° y para cada uno tratará de mantener una fuerza constante.

4.- La persona que sostiene el dinamómetro 3 (vector E ) será el que realice la fuerza equilibrante y deberá buscar a que ángulo α y en que magnitud de fuerza LOGRA MANTENER LA ARGOLLA EN EL CENTRO DEL DISCO. En ese instante se tomará la lectura de las fuerzas y el ángulo α, para completar la sig tabla:

∠ A ;B A (N) B (N) E (N) Ángulo α

30°

60°

90°

120°

20

PARTE B) USANDO EL MÉTODO GRÁFICO PARA OBTENER LA EQUILIBRANTE Realiza la suma vectorial del sistema usando las magnitudes de los vectores A y B que tienes en la tabla anterior y obtén el valor de la resultante y la equilibrante de la suma vectorial USANDO EL MÉTODO GRÁFICO y utilizando papel milimétrico, pega tus dibujos en el espacio correspondiente. .

Resultante: ________ θ: ____

Equilibrante:_________ α: ____

α________________

30°

Resultante: ________ θ: ____


α________________

60°

Resultante: ________ θ: ____


α________________

120°

Resultante: ________ θ: ____


α________________

90°

21

PARTE C) USANDO EL MÉTODO ANALÍTICO PARA OBTENER LA EQUILIBRANTE Realiza la suma vectorial del sistema usando las magnitudes de los vectores A y B que tienes en la tabla anterior y obtén el valor de la equilibrante de la suma vectorial USANDO EL MÉTODO ANALÍTICO, usa la siguiente tabla:

Ángulo entre A y B= 30° Vectores fuerzas (F) Comp x Comp y A= Ax= Acos 0°= Ay= Asen0°= B= Bx= B cos 30°= By= B sen30°= Suma Fx= Suma Fy= Resultante o Equilibrante= Ángulo=

Ángulo entre A y B= 60° Vectores fuerzas (F) Comp x Comp y A= Ax= Acos 0°= Ay= Asen0°= B= Bx= B cos 60°= By= B sen60°= Suma Fx= Suma Fy= Resultante o Equilibrante = Ángulo=



RECUERDE QUE:

Fuerza Resultante= √∑ Fx2+ ∑ Fy

2

ángulo= arc tan (∑ Fx

∑ Fy)

22

CONCLUSIONES 1.- ¿Se alcanzaron los objetivos de la práctica? Explica 2.- En la parte B y C ¿Obtienes la misma equilibrante que en la parte A usando el método gráfico y analítico? Justifica tu respuesta 3.- ¿Cuál de los dos métodos tiene mayor precisión?¿Porqué? 4.- Consideras que esta práctica es importante en tu formación académica. Justifica tu respuesta.



PUNTAJE (0-2)

OBSERVACIONES

Identificacion del objetivo




Analisis de resultados

Presentacion de datos





Evaluación Identificacion de errores

Mejoras o cambios

TOTAL

23

PRACTICA DE LABORATORIO No 4 MOVIMIENTO RECTILINEO UNIFORME (MRU)

COMPETENCIAS DISCIPLINARES BASICAS EN EL AREA EXPERIMENTAL: Sigue instrucciones y procedimientos de manera reflexiva, comprendiendo como cada uno de sus pasos contribuye al alcance de un objetivo. Obtiene, registra y sistematiza la información para responder a preguntas de carácter científico, consultando fuentes relevantes y realizando experimentos pertinentes. Sintetiza evidencias obtenidas mediante la experimentación para producir conclusiones y formular nuevas preguntas. COMPETENCIA ESPECIFICA: Explica diversos movimientos de situaciones cotidianas haciendo uso de conceptos de física. Reconoce los conceptos relacionados al movimiento (Posición, Tiempo, Distancia, Desplazamiento, Movimiento, Velocidad, Rapidez, Sistema de Referencia). OBJETIVOS:

� ¿Qué es el movimiento rectilíneo uniforme?

� ¿Cuál es la diferencia entre rapidez y velocidad? Con base a lo anterior redacta los objetivos de la práctica ___________________________________________________________________________________ ___________________________________________________________________________________ ___________________________________________________________________________________ ___________________________________________________________________________________ ___________________________________________________________________________________ INTRODUCCION: Cuando un objeto se mueve con velocidad constante es porque se desplaza recorriendo distancias iguales en tiempos iguales, siempre con la misma dirección y sentido de movimiento. Por lo cual su rapidez (magnitud de la velocidad) se puede calcular dividiendo la distancia recorrida entre el tiempo que le toma hacerlo.

Por ejemplo, si consideramos una persona corriendo a 5 km/h, eso significa que si hacemos una gráfica de posición (x) contra tiempo (t), tendriamos una linea recta en el plano cartesiano como lo muestra la figura.

24

EXPERIMENTO “CALCULANDO MI VELOCIDAD CAMINANDO, TROTANDO Y CORRIENDO” MATERIAL: • CINTA MÉTRICA • CRONÓMETROS • GISES PROCEDIMIENTO: 1.- Formen grupos de 5 personas y salgan al patio de la escuela o a algún lugar abierto. 2.- Hagan un carril a lo largo del patio y marquen con los gises las distancias de 5, 10, 15 y 20m en el piso. En cada una de las marcas se situará un compañero con un cronómetro en mano. 3.- El compañero 5, que está libre se situará en el cero y caminará los 20 metros marcados. Cada compañero tomará el tiempo en el cual el compañero 5 llega a su marca. 4.- Repetir lo mismo, pero ahora el compañero 5 lo hará trotando. 5.- Repetir lo mismo, pero ahora el compañero 5 lo hará corriendo. 6.- Poner los datos obtenidos en las tablas y graficar. 7.- Hacerlo para cada uno de los compañeros del equipo. Así cada compañero tendrá los datos de sus desplazamientos.

CAMINANDO

Distancia (metros) Tiempo (segundos) Velocidad (m/s)

5

10

15

20

TROTANDO


5

10

15

20

CORRIENDO


5

10

15

20

25

TROTANDO CAMINANDO

CORRIENDO

26

CALCULAR LAS VELOCIDADES PROMEDIO PARA CADA MOVIMIENTO: VELOCIDAD CAMINANDO: _______________________ m/s VELOCIDAD TROTANDO:_________________________ m/s VELOCIDAD CORRIENDO:_________________________ m/s CONCLUSIONES 1.- ¿Se alcanzaron los objetivos de la práctica? Explica 2.- ¿Cómo son las gráficas de distancia contra tiempo para cada movimiento (caminando, trotando, corriendo)? 3.- ¿Se puede decir que para cada movimiento la velocidad es constante? Justifica la respuesta 4.- Consideras que esta práctica es importante en tu formación académica. Justifica tu respuesta.



PUNTAJE (0-2)

OBSERVACIONES












Mejoras o cambios

TOTAL

27

PRACTICA DE LABORATORIO No 5 MOVIMIENTO RECTILINEO UNIFORMEMENTE ACELERADO (MRUA)

COMPETENCIAS DISCIPLINARES BASICAS EN EL AREA EXPERIMENTAL: Sigue instrucciones y procedimientos de manera reflexiva, comprendiendo como cada uno de sus pasos contribuye al alcance de un objetivo. Obtiene, registra y sistematiza la información para responder a preguntas de carácter científico, consultando fuentes relevantes y realizando experimentos pertinentes. Sintetiza evidencias obtenidas mediante la experimentación para producir conclusiones y formular nuevas preguntas. COMPETENCIA ESPECIFICA: Explica diversos movimientos de situaciones cotidianas haciendo uso de conceptos de física. Reconoce los conceptos relacionados al movimiento (Posición, Tiempo, Distancia, Desplazamiento, Movimiento, Velocidad, Rapidez, Sistema de Referencia). OBJETIVOS:

� ¿Qué es el movimiento rectilíneo uniformemente acelerado (MRUA)?

� ¿Qué entiendes por aceleración y qué significa cuando ésta es constante?

Con base a lo anterior redacta los objetivos de la práctica ___________________________________________________________________________________ ___________________________________________________________________________________ ___________________________________________________________________________________ ___________________________________________________________________________________ ___________________________________________________________________________________ INTRODUCCION: El movimiento rectilíneo uniformemente acelerado (MRUA) es un tipo de movimiento frecuente en la naturaleza. Una bola que rueda por un plano inclinado o una piedra que cae en el vacío desde lo alto de un edificio son cuerpos que se mueven ganando velocidad con el tiempo de un modo aproximadamente uniforme; es decir, con una aceleración constante. Este es el significado del movimiento uniformemente acelerado, en el cual “en tiempos iguales, adquiere iguales incrementos de rapidez”. En este tipo de movimiento sobre la partícula u objeto actúa una fuerza que puede ser externa o interna. En este movimiento la velocidad es variable, nunca permanece constante; lo que si es constante es la aceleración. Entenderemos como aceleración a la variación de la velocidad con respecto al tiempo. Pudiendo ser este cambio en la magnitud (rapidez), en la dirección o en ambos. Las variables que entran en juego (con sus respectivas unidades de medida en el SI) al estudiar este tipo de movimiento son: Velocidad inicial Vo (m/s) Velocidad final Vf (m/s)

Aceleración a (m/s2)

Tiempo t (s)

Distancia d (m)

Si hicieramos una gráfica de distancia contra t2, ésta sería una línea recta, lo que nos demuestra que la ACELERACIÓN ES CONSTANTE para el MRUA

28

EXPERIMENTO : CALCULAR LA ACELERACION DE UN OBJETO

MATERIAL: • REGLA DE MADERA DE 1 METRO • CRONÓMETROS • BALIN • RIEL DE ALUMINIO PROCEDIMIENTO:

INCLINACIÓN 5° 1.- Sobre un plano inclinado a 5° coloquen el riel de aluminio junto con la regla de 1 metro. 2.- Marquen las distancias de 20, 40, 60, 80 y 100 cm. 3.- Dejen caer el balín desde el extremo más alto y tomen los tiempos a los cuales llega a dichas distancias marcadas. Repetir el experimento 5 veces con el balín. Anotar los tiempos en la tabla y graficar

Distancia (m)

Tiempo (s) 1era vez

Tiempo (s) 2da vez

Tiempo (s) 3era vez

Tiempo (s) 4ta vez

Tiempo (s) 5ta vez

Tiempo (s) Promedio

Tiempo2

(s2)

0.2

0.4

0.6

0.8

1

La aceleración se obtiene como : � ��

��

Donde a= aceleración en m/s2 d= distancia en m t= tiempo en s

distancia Tiempo2 (s2) Aceleración (m/s2)

0.2

0.4

0.6

0.8

1

Aceleración promedio total:____________________________

29

INCLINACIÓN 10° Repetir el mismo experimento pero con un ángulo de 10°

Distancia (m)

Tiempo (s) 1era vez

Tiempo (s) 2da vez

Tiempo (s) 3era vez

Tiempo (s) 4ta vez

Tiempo (s) 5ta vez

Tiempo (s) Promedio

Tiempo2

(s2)

0.2

0.4

0.6

0.8

1

distancia Tiempo2 (s2) Aceleración (m/s2)

0.2

0.4

0.6

0.7

1


INCLINACIÓN 15° Repetir el mismo experimento pero a un ángulo de 15°

Distancia (m)

Tiempo (s) 1era vez

Tiempo (s) 2da vez

Tiempo (s) 3era vez

Tiempo (s) 4ta vez

Tiempo (s) 5ta vez

Tiempo (s) Promedio

Tiempo2

(s2)

0.2

0.4

0.6

0.8

1 distancia Tiempo2 (s2) Aceleración (m/s2)

0.2

0.4

0.6

0.7

1


30

GRAFICAS (para 5°, 10° y 15°) CONCLUSIONES 1.- ¿Se alcanzaron los objetivos de la práctica?Explica 2.- ¿Cómo son las gráficas de distancia contra tiempo cuadrado para cada ángulo de inclinación? ¿Se puede decir que para cada caso la aceleración es constante? ¿Porqué? Justifica la respuesta 3.- ¿Para cuál ángulo de inclinación la aceleración es mayor? Justifica la respuesta 4.- Consideras que esta práctica es importante en tu formación académica. Justifica tu respuesta.

Tiempo2 (s2)

Distancia (m)

31



PUNTAJE (0-2)

OBSERVACIONES












Mejoras o cambios

TOTAL

32


CALCULO DE LA ACELERACIÓN DE LA GRAVEDAD

COMPETENCIAS DISCIPLINARES BASICAS EN EL AREA EXPERIMENTAL: Contrasta los resultados obtenidos en una investigacion o experimento con hipotesis previas y comunica sus conclusiones. Obtiene, registra y sistematiza la informacion para responder a preguntas de caracter cientifico, consultando fuentes relevantes y realizando experimentos pertinentes. COMPETENCIA ESPECIFICA: El estudiante es competente cuando identifica las principales caracteristicas de los diferentes tipos de movimientos en una y dos dimensiones y establece la diferencia entre cada uno de ellos en un contexto determinado. Explica diversos movimientos de situaciones cotidianas haciendo uso de conceptos de fisica. Ejemplifica los conocimientos de la asignatura con situaciones cotidianas. Explica el proceso de solucion OBJETIVOS:

� ¿Un cuerpo que tiene mayor masa cae mas rápido que uno más ligero? ¿Porqué? � ¿Cuál es el valor de la aceleración de la gravedad? ¿Si viajamos a otro pais el valor de la gravedad

cambia? Justifica tu respuesta Con base a lo anterior redacta los objetivos de la práctica ___________________________________________________________________________________ ___________________________________________________________________________________ ___________________________________________________________________________________ ___________________________________________________________________________________ ___________________________________________________________________________________ INTRODUCCION:

La gravedad es la fuerza de atracción mutua que experimentan dos objetos con masa. Se trata de una de las cuatro fuerzas fundamentales observadas hasta el momento en la naturaleza. El efecto de la fuerza de gravedad sobre un cuerpo suele asociarse en lenguaje cotidiano al concepto de peso, y es por eso que siempre se ha enseñado que la fuerza de gravedad atrae hacia el centro de la Tierra.

Isaac Newton fue la primera persona en darse cuenta que la fuerza que hace que los objetos caigan con aceleración constante en la Tierra y la fuerza que mantiene en movimiento los planetas y las estrellas es la misma, y a él se debe la primera teoría general de la gravitación. Se dice que él observó la caída libre cuando una manzana se desprende de un árbol, y se da cuenta que este movimiento desprecia el rozamiento del cuerpo con el aire, es decir, se estudia en el vacío.

33

MÉTODO 1.- PÉNDULO SIMPLE

MATERIAL: Soporte Universal (Base y Varilla)

Pinza para bureta

Cronómetro

Regla Graduada, transportador

1 Pesa de 50 gramos

Carrete de Hilo Cáñamo

PROCEDIMIENTO: 1.Armar un péndulo simple como se muestra en la figura

2. Observe el punto de equilibrio del péndulo. Primeramente con una longitud de 80 cm. se registrará el tiempo de 5 oscilaciones completas; con el cual se evaluará el período de oscilación (tiempo que tarda en dar una oscilación completa).

3. A partir del punto de equilibrio se desplaza el péndulo a 10° a partir de la cual se deja libre y simultáneamente se pone en marcha el cronómetro (sugerencia: dejar oscilar el péndulo y registrar el tiempo en el momento que llegue a la posición inicial).

4. Realizar el mismo evento 5 veces de las cuales obtendremos 5 tiempos de oscilación y los anotaremos en la tabla respectiva; evaluaremos el período para cada tiempo respectivamente y a partir de ahí obtendremos el período promedio de oscilación para esa masa y longitud preestablecidas.

5. Realizar la misma secuencia para una longitud de 1 m y 1.5 m metros y en cada caso obtener el período promedio de oscilación.

6. Obtener el valor experimental de la “aceleración de la gravedad (g)” a partir de la longitud y el periodo promedio usando la fórmula matemática:

� � ��

� �

TABLA I

L1 = 0.8 m

tiempo (s) No. de oscilaciones (n) Período T = t / 5 t1 = 5 t2 = 5 t3 = 5 t4 = 5 t5 = 5

Periodo promedio T1= _______________seg

VALOR OBTENIDO DE LA GRAVEDAD “g” _________________________

34

TABLA II

L2 = 1 m


Periodo promedio T2= _______________seg


TABLA III

L3 = 1.2 m


Periodo promedio T3= _______________ seg


MÉTODO 2.- CAIDA LIBRE PROCEDIMIENTO: 1.- Lleva contigo un objeto que no se rompa fácilmente, sube al primer piso del edificio y desde el balcón deja caer el objeto, toma el tiempo y repite el experimento 10 veces. 2.- Con la ayuda de un hilo largo determina la altura desde la cual lo estás dejando caer. 3.- Sube ahora al segundo piso y repite el experimento. Anotar todos los datos en la tabla correspondiente y obtén el valor de la aceleración de la gravedad usando la siguiente fórmula que relaciona la altura “h” y el tiempo de caída “t” :

� ��

��

35

Primer Nivel Segundo Nivel

h = ________ metros h = _________ metros

t1 = s

t2 = s

t3 = s

t4 = s

t5 = s

t6 = s

t7 = s

t8 = s

t9 = s

t10 = s

tpromedio = s

t1 = s

t2 = s

t3 = s

t4 = s

t5 = s

t6 = s

t7 = s

t8 = s

t9 = s

t10 = s

tpromedio = s

aceleración de la gravedad: g=________________m/s2 g=______________m/s2 CONCLUSIONES 1.- ¿Se alcanzaron los objetivos de la práctica? 2.- ¿Cómo son los valores de la aceleración de la gravedad obtenidos en cada experimento? 3.- ¿Cúal de los métodos es más preciso? Justifica la respuesta 4.- Consideras que esta práctica es importante en tu formación académica. Justifica tu respuesta.

36



PUNTAJE (0-2)

OBSERVACIONES












Mejoras o cambios

TOTAL

37


TIRO PARABÓLICO

COMPETENCIAS DISCIPLINARES BASICAS EN EL AREA EXPERIMENTAL: Contrasta los resultados obtenidos en una investigación o experimento con hipótesis previas y comunica sus conclusiones. Obtiene, registra y sistematiza la información para responder a preguntas de carácter científico, consultando fuentes relevantes y realizando experimentos pertinentes. COMPETENCIA ESPECIFICA: El estudiante es competente cuando identifica las principales características de los diferentes tipos de movimientos en una y dos dimensiones y establece la diferencia entre cada uno de ellos en un contexto determinado. Explica diversos movimientos de situaciones cotidianas haciendo uso de conceptos de física. Ejemplifica los conocimientos de la asignatura con situaciones cotidianas. Explica el proceso de solución de problemas planteados en la asignatura con claridad y empleando los conceptos de la física. OBJETIVOS:

� ¿Qué es el movimiento de tiro parabólico?

� Proporciona 3 ejemplos de actividades reales en las cuales observes éste tipo de movimiento. Con base a lo anterior redacta los objetivos de la práctica ___________________________________________________________________________________ ___________________________________________________________________________________ ___________________________________________________________________________________ ___________________________________________________________________________________ ___________________________________________________________________________________ INTRODUCCION:

Desde los antiguos guerreros hasta nuestros días el lanzamiento de proyectiles es un tema de estudio muy interesantes. Se denomina movimiento parabólico al realizado por un objeto cuya trayectoria describe una parábola. Corresponde con la trayectoria ideal de un proyectil que se mueve en un medio que no ofrece resistencia al avance y que está sujeto a un campo gravitatorio uniforme. También es posible demostrar que puede ser analizado como la composición de dos movimientos rectilíneos, un movimiento rectilíneo uniforme horizontal y un movimiento rectilíneo uniformemente acelerado vertical.

38

MATERIAL:

• Plano inclinado

• riel de aluminio

• balin

• Cronómetro

• Regla Graduada

• Papel carbón

• papel blanco

PROCEDIMIENTO: 1.- Arme el dispositivo como se muestra en la figura.

2.- Coloque en el suelo hojas de papel blancas y papel carbón encima, para que el balín al caer deje una marca sobre éste.

3.-Ponga el plano inclinado a 40° de inclinación y deje caer la canica desde la posición mas alta.

4.- Tome el tiempo que tarda la canica en recorrer el riel de aluminio (de 1 metro de longitud), éste será t1.

5.- Mide la altura “h” y la distancia horizontal a la cual cae el balín, usando la marca que ha dejado en el suelo, éste será “xexperimental”. REPITA 5 VECES EL EXPERIMENTO.

6.- Realize los cálculos y compare la xteórica con la x experimental

7.- Repita todo lo anterior para 30° y 20° de inclinación en el plano.

CALCULOS:

I.- Obtenga la velocidad horizontal con la cual sale el balín del riel usando:

II- Usando la altura desde la cual cae el objeto “h” ,obtenga el tiempo t2 de caida del balín usando:

III.- Obtenga la distancia horizontal que el balín debería recorrer, es decir la “Xteórica” usando:

11

1__

t

m

t

rieldellongitudvx ==

22/81.9

2

sm

ht =

39

IV.- Compare el valor obtenido con la parte experimental

A) ÁNGULO 40°

TABLA I (tiempo en recorrer el RIEL)

Tiempo riel t1 X experimental

Primera vez

Segunda vez

Tercera vez

Cuarta vez

Quinta vez

Promedio X experimental=_________________metros

NOTA: Éste dato será obtenido también de manera téorica, como se propone a continuación usando las fórmulas dadas anteriormente:

Promedio de tiempo en el riel t1= _____________________seg

Velocidad horizontal en el riel Vx=___________________m/s

altura h =_____________________metros

tiempo de caida t2= ___________________ seg

distancia horizontal teórica Xteórica =______________metros

B) ÁNGULO 30°



Primera vez

Segunda vez

Tercera vez

Cuarta vez

Quinta vez

2tvx xteorica=

40





altura h =_____________________metros



C) ÁNGULO 20°



Primera vez

Segunda vez

Tercera vez

Cuarta vez

Quinta vez





altura h =_____________________metros



41

CONCLUSIONES 1.- ¿Se alcanzaron los objetivos de la práctica? 2.- Compara los valores de la distancia horizontal teórica y experimental para cada ángulo. ¿Son iguales o diferentes? Justifica tu respuesta. 3.- ¿Cuáles son las fuentes de error en tus mediciones? Justifica la respuesta 4.- Consideras que esta práctica es importante en tu formación académica. Justifica tu respuesta.



PUNTAJE (0-2)

OBSERVACIONES












Mejoras o cambios

TOTAL

42


LEYES DE NEWTON 1

COMPETENCIAS DISCIPLINARES BASICAS EN EL AREA EXPERIMENTAL: Contrasta los resultados obtenidos en una investigación o experimento con hipótesis previas y comunica sus conclusiones. Obtiene, registra y sistematiza la información para responder a preguntas de carácter científico, consultando fuentes relevantes y realizando experimentos pertinentes. COMPETENCIA ESPECIFICA: El estudiante es competente cuando comprende las principales características de los diferentes tipos de movimientos en una y dos dimensiones y establece la diferencia entre cada uno de ellos. Define las tres leyes del movimiento de Newton (ley de la inercia, ley de la fuerza y aceleración y ley de la acción y reacción) y las emplea en la solución de problemas y en la explicación de situaciones cotidianas). Reconoce la diferencia de los conceptos de fuerza, masa y peso de los cuerpos. OBJETIVOS:

� Enuncia las 3 leyes de Newton

� Proporciona 3 ejemplos de actividades o situaciones reales en las cuales observes éstas leyes. Con base a lo anterior redacta los objetivos de la práctica ___________________________________________________________________________________ ___________________________________________________________________________________ ___________________________________________________________________________________ ___________________________________________________________________________________ ___________________________________________________________________________________ INTRODUCCION:

Las Leyes de Newton son tres principios concernientes al movimiento de los cuerpos. La formulación matemática fue publicada por Isaac Newton en 1687 en su obra Philosophiae Naturalis Principia Matemática aunque existe una versión previa en un fragmento manuscrito De motu corporum in mediis regulariter cedentibus de 1684. Las leyes de Newton constituyen, junto con la transformación de Galileo la base de la mecánica clásica

43

MATERIAL:

• Carro de hall

• pesas de 50, 100, 150 y 200 gramos

• cordón

• Cronómetro

• Regla Graduada

• 2 Poleas

• Soporte universal y nueces

CASO 1) MASA DEL CARRO CONSTANTE PROCEDIMIENTO: 1.- Arme el dispositivo como se muestra en la figura.

2.- Coloque el carro de hall encima de la regla de 1 metro, para que sirva como guía.

3.- Coloque primero la pesa de 50 gramos colgando del hilo.

4.- Suelte el carro y tome el tiempo que tarda el carro en recorrer la regla (de 1 metro de longitud), éste será t1. REPITA 3 VECES

5.- Repita el experimento usando ahora las pesas de 100, 150 y 200 gramos como la pesa colgante.

6.- Complete la tabla, realize los calculos y grafique

(Caso m = cte.) masa de carro, m1 = _____________ kg

d (m) t1 t2 t3 t (s) )(2

22 s

m

T

da = m asa

(kg) F=m(9.81m/s2)

Newtons

1m

a1 = 0.050

1m

a2 = 0.100

1m

a3 = 0.150

1m

a4 = 0.200

44

GRÁFICA I

FUERZA ( N ) vs. ACELERACIÓN ( m/s 2 )

CASO 2) FUERZA CONSTANTE PROCEDIMIENTO: 1.- Arme el dispositivo como se muestra en la figura.

2.- Coloque el carro de hall encima de la regla de 1 metro, para que sirva como guía.

3.- Coloque primero la pesa de 50 gramos colgando del hilo.

4.- Suelte el carro y tome el tiempo que tarda el carro en recorrer la regla (de 1 metro de longitud), éste será t1. REPITA 3 VECES

5.- Repita el experimento aumentando la masa del carro, adicionandole mayor masa de 50 en 50 gramos hasta 200 gramos

6.- Complete la tabla, realize los calculos y grafique:

masa del carro, m1=___________kg

Fuerza constante= (0.05 kg)(9.81m/s2)=___________N

aceleracion

(m/s2)

Fuerza

(Newtons)

45

TABLA 2

F = cte. (la fuerza es constante)

F (N) m (kg) d (m) t1 t2 t3 t (s).

=

22

2

s

m

t

da

)

1(

1

kgm

0.49

m 1 1m

0.49

m 1 + 0.05 1m

0.49

m 1 + 0.10 1m

0.49

m 1 + 0.15 1m

0.49

m 1 + 0.20 1m

GRÁFICA II.

a (m/s2) “ vs “ 1 / m ( 1/kg )

aceleración

(m/s2)

1 / masa ( 1/kg

)

46

CONCLUSIONES 1.- ¿Se alcanzaron los objetivos de la práctica? 2.- Qué tipo de proporcionalidad tienen la gráfica uno y la dos? 3.- ¿Cómo se comporta la aceleración, cuando la masa es constante? 4¿Cómo se comporta la aceleración, cuando la fuerza es constante? 5.- Consideras que esta práctica es importante en tu formación académica. Justifica tu respuesta.



PUNTAJE (0-2)

OBSERVACIONES












Mejoras o cambios

TOTAL

47


LEYES DE NEWTON 2 (3ra LEY Y FRICCIÓN)

COMPETENCIAS DISCIPLINARES BASICAS EN EL AREA EXPERIMENTAL: Contrasta los resultados obtenidos en una investigación o experimento con hipótesis previas y comunica sus conclusiones. Obtiene, registra y sistematiza la información para responder a preguntas de carácter científico, consultando fuentes relevantes y realizando experimentos pertinentes. COMPETENCIA ESPECIFICA: El estudiante es competente cuando comprende y diferencia una fuerza de fricción estática de una fuerza de fricción cinética. Expresa de manera verbal y escrita la tercera ley de Newton e identifica en situaciones cotidianas fuerzas de acción y fuerzas de de reacción. OBJETIVOS:

� Enuncia la tercera ley de Newton. � ¿Qué es la fuerza de fricción?¿Cuál es la diferencia entre fuerza de fricción estática y cinética?

Con base a lo anterior redacta los objetivos de la práctica ___________________________________________________________________________________ ___________________________________________________________________________________ ___________________________________________________________________________________ ___________________________________________________________________________________ ___________________________________________________________________________________ INTRODUCCION: La fuerza de fricción es resultado del contacto entre dos cuerpos. En realidad, éste efecto siempre está presente en el movimiento de un cuerpo debido a que siempre se desplaza haciendo contacto con otro (el aire en la mayoría de los casos); en algunos casos, éste efecto es muy pequeño y es una buena aproximación despreciar su valor, pero en otros, es necesario tomar en cuenta ésta fuerza, debido a que determina el valor del movimiento.

48

EXPERIMENTO 1) EL GLOBO COHETE MATERIAL:

• HILO

• GLOBOS*

• POPOTES*

• canicas*

• Regla Graduada

• Cronómetro

• Báscula

* proporcionados por el estudiante

PROCEDIMIENTO: 1.- Arme el dispositivo como se muestra en la figura.

2.- Pegue el globo con cinta adhesiva a un pedazo de popote

3.-Meta el hilo dentro del popote y átelo en los extremos a un punto fijo (o sujetenlo algunos compañeros).

4.- Infle el globo cohete (sin anudarlo) y sueltelo.

5.- Tome el tiempo y la distancia que recorre hasta detenerse. Póngalo en la tabla

6.- Repita la operación metiendo 1 y dos canicas dentro del globo.

d (m) t (s)

a)sin canicas

b) una canica

c) dos canicas

RESPONDE: EN CADA CASO a,b y c a) ¿Qúe sucede? b) ¿Cómo son la fuerza de acción y reacción, en magnitud y dirección?

49

EXPERIMENTO 2) OBTENIENDO EL COEFICIENTE DE FRICCIÓN MATERIAL:

• HILO

• BLOQUE DE MADERA

• Aluminio, papel ,LIJA delgada y gruesa*

• CINTA ADHESIVA*

• PESOS VARIOS

• BÁSCULA

• PLANO INCLINADO

• (*)proporcionados por el estudiante

MÉTODO 1 PROCEDIMIENTO: 1.- Arme el dispositivo como se muestra en la figura.

2.- Coloque una tira de papel sobre la mesa y peguela con cinta, ponga el bloque de madera encima y ponga en el contrapeso suficiente peso hasta lograr sacar el bloque del reposo. Pese el contrapeso.

3.- Repita la operación pero usando una lija gruesa, lija delgada y un trozo de aluminio.

4.- Pese el bloque de madera

masa del bloque M1: __________________________________kg

peso del bloque (Normal) Normal = M1 (9.81m/s2) = ________________________Newtons

Llene la tabla:

material Contrapeso = masa( 9.81m/s2)

Coeficiente de fricción= contrapeso/Normal

alumnio N

papel N

Lija delgada N

Lija gruesa N

50

MÉTODO 2 PROCEDIMIENTO: 1.- Pegue la tira de alumnio en el plano inclinado a 0°, coloque encima el bloque. 2.- Aumente el ángulo de inclinación hasta que el bloque comienze a moverse. Anote el ángulo. 3.- Repita la operación usando ahora la papel, lija delgada y lija gruesa. 4.- Llene la tabla material ángulo Coeficiente de fricción=

tangente (angulo)

alumnio

papel

Lija delgada

Lija gruesa CONCLUSIONES 1.- ¿Se alcanzaron los objetivos de la práctica?

2.-En el experimento 1 ¿En qué dirección sale el aire del globo y en que dirección ocurre el movimiento?¿Cuáles leyes de Newton se aplican aquí? 3.- En el experimento 2 ¿Coinciden los valores de los coeficientes de fricción usando el método 1 y 2? 4.- Consideras que esta práctica es importante en tu formación académica. Justifica tu respuesta.

51



PUNTAJE (0-2)

OBSERVACIONES












Mejoras o cambios

TOTAL

52


TRABAJO MECÁNICO

COMPETENCIAS DISCIPLINARES BASICAS EN EL AREA EXPERIMENTAL: Contrasta los resultados obtenidos en una investigación o experimento con hipótesis previas y comunica sus conclusiones. Obtiene, registra y sistematiza la información para responder a preguntas de carácter científico, consultando fuentes relevantes y realizando experimentos pertinentes. COMPETENCIA ESPECÍFICA: El estudiante es competente cuando analiza las leyes de Newton para explicar el movimiento de los cuerpos y las utiliza para resolver problemas relacionados con el movimiento, observables con su entorno, en un contexto determinado. Aplica el concepto de trabajo para resolver y comprender situaciones de la vida. Define el concepto de trabajo en Física, como el producto escalar entre la fuerza y el desplazamiento Emplea la expresión matemática para el trabajo, así como la gráfica que lo representa. Define conceptos de energía cinética OBJETIVOS:

� ¿Qué es el trabajo mecánico?

� ¿Realizas trabajo mecánico cuando caminas cargando en tu espalda la mochila? Justifica tu respuesta Con base a lo anterior redacta los objetivos de la práctica ___________________________________________________________________________________ ___________________________________________________________________________________ ___________________________________________________________________________________ ___________________________________________________________________________________ ___________________________________________________________________________________ INTRODUCCION: El concepto de trabajo mecánico aparece estrechamente vinculado al de fuerza. De este modo, para que exista trabajo debe aplicarse una fuerza mecánica a lo largo de una cierta trayectoria. El trabajo es una manifestación de la energía. Por su definición, el trabajo es una magnitud escalar que atendiendo a la disposición de la fuerza y el desplazamiento puede ser positiva, negativa o nula.

53

MATERIAL:

• Polea de 4cm de diámetro • Pinzas para bureta • Soporte Universal (Base y Varilla) • Pesos varios (como contrapeso) • Cronómetro • Balanza Granataria • Hilo Cáñamo • transportador y Regla de madera (1 m) • Carro de Hall

* proporcionados por el estudiante : canicas EXPERIMENTO

1. Monte el sistema mostrado en la figura a un ángulo de 20° 2. Coloque el carro de Hall a una distancia de 1 metro de la orilla de la mesa 3. Al finalizar del cordel agregue pesas (al contrapeso) sucesivamente hasta que el carro adopte un

movimiento rectilíneo uniforme. 4. Tome el tiempo que tarda en recorrer la distancia. (repita tres veces) Determine el trabajo y la potencia

desarrolladas sobre el carro.

5. Repita la operación colocando el cordel a diferentes ángulos (disminuyendo en 5°) desde 20° hasta 0°, para lo cual deberá mover la polea, y ponga el contrapeso de nuevo hasta lograr el movimiento a velocidad constante

6. Tome el tiempo que tarda en recorrer la distancia (repita tres veces) . Determine el trabajo y la potencia desarrolladas sobre el carro para cada ángulo

54

Án gulo

Distanci

a

t1

t2

t3

t

promedio

Masa del contrapeso (kg)

F=m

g (N)

W =F d Cos

(ángulo) (J)

Potencia=Trabajo/t

iempo Watts

20° 1m

15° 1m

10° 1m

5° 1m

0° 1m

CONCLUSIONES 1.- ¿Se alcanzaron los objetivos de la práctica?

2.- En el experimento ¿Cuándo es mayor el trabajo y la potencia? ¿Por qué? 3.- ¿Si pudiéramos poner el hilo a un ángulo de 90° se realizaría trabajo? Justifica tu respuesta 4.- Consideras que esta práctica es importante en tu formación académica. Justifica tu respuesta.

55



PUNTAJE (0-2)

OBSERVACIONES












Mejoras o cambios

TOTAL

56


CONSERVACIÓN DE LA ENERGIA

COMPETENCIAS DISCIPLINARES BASICAS EN EL AREA EXPERIMENTAL: Contrasta los resultados obtenidos en una investigación o experimento con hipótesis previas y comunica sus conclusiones. Obtiene, registra y sistematiza la información para responder a preguntas de carácter científico, consultando fuentes relevantes y realizando experimentos pertinentes. COMPETENCIA ESPECÍFICA: El estudiante es competente cuando analiza las leyes de Newton para explicar el movimiento de los cuerpos y las utiliza para resolver problemas relacionados con el movimiento, observables con su entorno, en un contexto determinado. Analiza las fuerzas que posibilitan o impiden que la energía mecánica se conserve (fuerzas conservativas y fuerzas disipativas). Diferencia entre la energía cinética y la energía potencial que posee un cuerpo. Relaciona los cambios en la energía cinética y potencial de un cuerpo, con el trabajo que realiza. Emplea la Ley de la Conservación de la Energía Mecánica en la explicación de fenómenos de la vida cotidiana. Relaciona los conceptos de trabajo, energía y potencia para aplicarlos en problemas de la vida cotidiana. OBJETIVOS:

� ¿Qué es la energía y cuantos tipos hay?

� ¿Cuáles son las expresiones para la energía cinética y potencial? ¿De qué variables dependen?

� ¿Qué expresa la ley de la conservación de la energía? Da dos ejemplos de ésta. Con base a lo anterior redacta los objetivos de la práctica ___________________________________________________________________________________ ___________________________________________________________________________________ ___________________________________________________________________________________ ___________________________________________________________________________________ ___________________________________________________________________________________ INTRODUCCION: La energía es un concepto utilizado en el campo de las ciencias naturales en general; es una propiedad que le permite a cualquier objeto físico realizar algún trabajo. Todas las transformaciones que puede percibir el hombre de la naturaleza son producto de algún tipo de energía, ésta última es la fuente de todo movimiento. Se manifiesta con cambios físicos y químicos, como por ejemplo el derretimiento de un hielo (físico) o el proceso digestivo del hombre (químico). La energía es un concepto abstracto, es decir, no se refiere a un objeto físico, es una herramienta matemática para asignar el estado de un sistema físico .

57

EXPERIMENTO: “”EL PÉNDULO DE ONDAS”

• 15 TRAMOS DE HILO • 15 TUERCAS • REGLA • PINZAS PARA PAPEL

• RIEL DE ALUMINIO PROCEDIMIENTO: 1.- Armar el dispositivo que se muestra usando tuercas en el extremo de los hilos para formar el pendulo de Ondas.

2.- Coloque cada extremo de los hilos que sostendran las tuercas separada a 5 cm de distancia entre ellos. 3.- Las longitudes de los hilos deberán ser:

tuerca 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15

Longitud (cm)

34.3 33 31.8 30.6 29.5 28.5 27.5 26.5 25.6 24.8 24 23.2 22.5 21.8 21.1

4.- Con el riel de aluminio toma todas las tuercas a la vez, desplazalas de su posición de equilibrio y sueltalas, observa las oscilaciones que hacen las tuercas, (NOTA: OBSERVALAS DE LADO) 5.- Describe: I.-¿Qué es lo que sucede? ¿Qué tipo de movimiento se genera?

58

II.- Identifica los tipos de ondas que se generan y comparalas con la figura siguiente:

III.- ¿En qué parte del movimiento las tuercas tienen energía potencial y en cuál energía cinética? a)¿En qué punto su energía cinética es máxima? b)¿En qué punto su energía potencial es máxima? IV.- Menciona dos ejemplos cotidianos en los cuales puedes ver la energía cinética y potencial actuando y explica como se relacionan. CONCLUSIONES 1.- ¿Se alcanzaron los objetivos de la práctica?

2.-¿Qué es la energía potencial y la energía cinética? Da 2 ejemplos de ellas 3.- ¿Como se aplica la “ley de la conservación de la energía” en el experimento mostrado? 4.- Consideras que esta práctica es importante en tu formación académica. Justifica tu respuesta.

59



PUNTAJE (0-2)

OBSERVACIONES












Mejoras o cambios

TOTAL

BIBLIOGRAFIA: 1. Tippens Paul E. Física Conceptos y Aplicaciones. México. McGRAW-HILL. 6a edición. 2. Wilson Jerry D. Física. México. Pearson Educación. 2a edición. 3. Pérez Montiel H. Física General. México. Publicaciones Cultural 3a reimpresión. 4. Giancoli Douglas C., Física Principios con Aplicación. México. Prentice Hall. 4a Edición. 5. Zitzewitz Paul W. Física Principios y Problemas. Colombia. McGraw-HillPrimera edición.

FISICA I · PDF file4 Artículo 11 En caso de cursos y/o proyectos de...

Documents

Transcript of FISICA I · PDF file4 Artículo 11 En caso de cursos y/o proyectos de...