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EXPLORAMOS

Observa las siguientes imágenes y mediante la técnica de lluvia de ideas responde lo siguiente:

1. ¿Qué representan las imágenes?

2. ¿Hay alguna diferencia o semejanza entre ellas? ¿Cuáles?

3. ¿Puedes mencionar 2 ejemplos en que aprecies la misma situación de las

imágenes en tu vida diaria?

4. ¿Todos los cuerpos caerán al mismo tiempo? ¿Por qué?

http://estefaniasanchezpatino.blogspot.pe/p/practica-pedagogica-investiga-en.html

_______________________________________________________________________________________

_______________________________________________________________________________________

¿LAS COSAS SIEMPRE VAN HACIA ABAJO Y POR QUÉ NO HACIA ARRIBA?

http://cienciasecu.blogspot.pe/p/tipos-de-trayectoria.html

http://www.elmundo.es/elmundo/201

0/06/09/alicante/1276086014.html http://metropolisanluis.com/2015/07/mega-

king-tower-en-san-luis-potosi-dentro-de-la-

fenapo-2015/

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¿SABÍAS QUE…?

Que los primeros en aportar sobre las leyes que intervienen en la caída de los cuerpos fueron los griegos, teniendo a su principal representante a Aristóteles, quién planteó la siguiente teoría:

TEORÍA ARISTOTÉLICA DE LA CAÍDA DE LOS CUERPOS

Los grandes filósofos griegos, y en particular Aristóteles, describieron el movimiento de caída haciendo las siguientes consideraciones:

1. La causa por la cual caen los cuerpos es su propio peso.

2. Los cuerpos de mayor peso son atraídos más intensamente por la Tierra.

3. Los cuerpos pesados caen más rápido que los cuerpos livianos.

Este modo de ver las cosas prevalecieron como verdades absolutas por cerca de 2000 años hasta la aparición de Galileo,

quién afirmó que todos los cuerpos al caer lo hacen con igual rapidez, y en el caso de los cuerpos pesados consideró que

la Tierra tendría más dificultad en atraerlos, precisamente por ser más pesados, y allí existiría una compensación. Luego el científico italiano Galileo Galilei no solo aportó sobre las leyes del movimiento en general sino que específicamente también aportó sobre las leyes del movimiento vertical conocido actualmente como Caída Libre, para lo cual realizó un experimento llamado la:

EXPERIENCIA DE GALILEO Galileo Galilei científico italiano (S.XVII), afirmaba que cuerpos de diferente peso al ser soltados desde una misma altura llegaban simultáneamente a tierra, contradiciendo la teoría de Aristóteles que afirmaba que el cuerpo más pesado debe llegar primero. Galileo anunció en la Universidad de Pisa que demostraría esta afirmación dejando caer dos cuerpos de diferentes pesos desde lo alto de la torre de esa ciudad. http://engranajes-protones.blogspot.pe/2015/02/galileo-vs-aristoteles-la-pluma-y-el.html

El día anunciado, ante gran cantidad de estudiantes y algunos amigos, el sabio italiano realizó su experiencia con dos cuerpos: uno pesaba 1 libra y el otro cuerpo 10 libras. Con gran asombro (se derrumbaba una idea que tenía el apoyo nada menos que de Aristóteles) los asistentes pudieron comprobar: los dos cuerpos tocaban tierra en el mismo instante. Algunos adversarios de Galileo le formularon entonces la siguiente objeción. ¿Por qué una pluma de ave cae más lentamente que una piedra? Galileo responde que la causa de esa desigualdad de velocidades es la presencia del aire, que opone resistencia a la caída de todos los cuerpos, del mismo modo que si tiramos al agua una piedra plana y otra redonda, esta se hunde con más rapidez. Precisamente por esa razón, los dos cuerpos que Galileo arrojo desde la Torre de Pisa tenían la misma forma y tamaño: eran dos esferas de igual radio. Como la bomba de vacío se inventó en 1650, sesenta años después, no se pudo hacer la experiencia en el vacío, pero cuando se hizo se comprobó que Galileo tenía razón: en el vacío, una pluma y una piedra caen con la misma velocidad. En un tubo de vidrio de 1 metro de largo se colocan una pluma y una piedrecita; luego se extrae el aire. Se invierte rápidamente el tubo, y se ven caer ambos cuerpos juntos durante todo el trayecto. En resumen, podemos decir que:

Todos los cuerpos dejados caer desde una misma altura caen con la misma velocidad en el vacío.

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Galileo Galilei

http://www.monografias.com/trabajos94/experimento-caida-libre-cuerpos/experimento-caida-libre-cuerpos.shtml

Observa el siguiente video en el link: https://www.youtube.com/watch?v=xGErI2_Xc1c (1 minuto 39 segundos)

Es en el siglo XX que se ha podido corroborar las palabras de Galileo. La primera vez que se grabó la caída de los cuerpos

en el vacío fue en 1971 en la misión del Apolo XV en la luna. El astronauta David Scott dejó caer un martillo y una pluma

en suelo lunar.

Obsérvalo en el siguiente link: https://www.youtube.com/watch?v=0zsZkt0L5LM (50 segundos)

Después de la experiencia de David Scott, hubo gran interés en conseguir realizar el experimento sin tener que salir del

planeta. Finalmente, los avances tecnológicos han permitido crear una campana de vacío (dispositivo en el cual, mediante

bombas de vacío, se puede extraer todo el aire existente) de varios metros de altura (la más grande del mundo), en la

que se ha podido comprobar el experimento. En una antigua instalación nuclear, en la que el físico británico Brian Cox

rodó el capítulo 4 de la serie de divulgación científica Human Universe, en el cual con varios siglos de retraso, se pudo

comprobar la tesis de Galileo.

https://www.youtube.com/watch?v=E43-CfukEgs (4 minutos 41 segundos, en inglés) en éste video observarás la

experiencia en una bomba de vacío actual.

Finalmente se puede decir que: “la aceleración con la que caen los objetos sujetos a la gravedad terrestre es constante e

independiente de su masa”.

Fuente: Adaptado de: http://engranajes-protones.blogspot.pe/2015/02/galileo-vs-aristoteles-la-pluma-y-el.html

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APRENDEMOS

CONCEPTOS FUNDAMENTALES LÍNEA VERTICAL. Es aquella línea recta, radial a un planeta. https://es.wikipedia.org/wiki/Coordenadas_horizontales

MOVIMIENTO VERTICAL. Cuando se suelta un cuerpo a una determinada altura, éste cae a través de la vertical, para ello ejerce un movimiento que toma el nombre mencionado. Si el cuerpo es lanzado desde la superficie hacia “arriba” también describe una trayectoria vertical.

http://www.sc.ehu.es/sbweb/fisica/dinamica/con_mlineal/verticales/choques_verticales.htm

CAÍDA LIBRE. Es el movimiento vertical que realizan los cuerpos soltados o lanzados cerca de la superficie terrestre debido a la fuerza de atracción que la Tierra ejerce sobre estos. El M.V.C.L. es, un caso particular del M.R.U.V., donde la aceleración toma un valor constante en el vacío denominado “aceleración de la gravedad”. En el aire En el vacío

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1. A partir del cuadro analiza los aportes y responde:

Teoría aristotélica y otros filósofos griegos

Experiencia de Galileo Experiencia de David Scott

Experiencia de Brian Cox

1. La causa por la cual caen los cuerpos es su propio peso.

2. Los cuerpos de mayor peso son atraídos más intensamente por la Tierra.

3. Los cuerpos pesados caen más rápido que los cuerpos livianos.

¿Cómo se superó las formas de pensar sobre la caída de los cuerpos?

¿Cómo se superó las formas de pensar sobre la caída de los cuerpos?

_____________________________________________________________________________________

2. A partir de la experiencia de Galileo, el problema es: ¿Por qué una pluma cae más lentamente que una moneda cuando se dejan caer desde determinada altura en la Tierra? Sabiendo que la ACELERACIÓN DE LA GRAVEDAD (g). Es aquella aceleración con la cual caen los cuerpos. Su valor depende íntegramente del lugar en que se tome. En la superficie terrestre esta aceleración no es constante, esto se debe a que la tierra no es perfectamente esférica y además posee superficies accidentadas.

VALOR DE LA GRAVEDAD SEGÚN UBICACIÓN

El valor de la aceleración de la gravedad no es el mismo para todos los lugares de la tierra depende de:

• la latitud

• la altura sobre el nivel del mar

La aceleración constante de un cuerpo en caída libre se llama aceleración debida a la gravedad, y denotamos su magnitud con la letra g. Por lo regular, usaremos el valor aproximado de g cerca de la superficie terrestre:

g = 9.8 m/s2 = 980 cm/s2

(valor aproximado cerca de la superficie terrestre).

En los polos g = 9,83 m/s2

En el Ecuador g = 9,78 m/s2

A 45º de latitud y a nivel del mar g = 9,807 m/s2

Tomado de: https://sites.google.com/site/466caidalibre/valores-de-la-gravedad Para algunos usos prácticos, el valor de la gravedad se puede redondear a 10m/s2

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Comparación entre las fórmulas del M.R.U.V y Caída Libre

http://www.fatela.com.ar/trabajo_final_svga/2pag2.htm

¿Qué pregunta plantearías para corroborar la hipótesis que se desprende del problema de indagación propuesto? A. ¿Qué dirección tiene la aceleración de la gravedad? B. ¿Cuál es la diferencia cuando un objeto cae en el vacío y con aire? C. Cuando un cuerpo cae libremente, ¿varía su velocidad o su aceleración? D. ¿Cuándo un cuerpo es soltado que tipo de movimiento tiene?

3. ¿Cuál sería la causa por la que la pluma y la moneda caen al mismo tiempo en el vacío? A. La aceleración de la gravedad que ejerce la Tierra sobre los cuerpos.

B. Un cuerpo cae bajo la influencia de la atracción gravitacional de la Tierra debido a su masa. C. Los cuerpos poseen diferente superficies de contacto con el aire diferentes. D. La inexistencia de rozamiento de los cuerpos contra el aire y la aceleración gravitacional.

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4. Selecciona la formulación de la hipótesis que contiene las variables de indagación en relación al problema de indagación de la pregunta 2. A. La pluma tiene mayor superficie de contacto con el aire y la fuerza de rozamiento es mayor. B. Ambos objetos no tienen la misma masa ni volumen por ello caen en tiempos iguales. C. Al tener diferentes masas y volúmenes la fricción del aire posibilita que caigan al mismo tiempo. D. La moneda tiene mayor superficie de contacto con el aire a diferencia de la pluma que es menor.

ANALIZAMOS

CASOS DE CAÍDA LIBRE VERTICAL DE LOS CUERPOS

http://aulafisica.jimdo.com/cinem%C3%A1tica/ca%C3%ADda-libre/

TENER EN CUENTA:

http://aulafisica.jimdo.com/cinem%C3%A1tica/ca%C3%ADda-libre/

Un error acerca de la caída libre Es un error común pensar que en el punto más alto del movimiento en caída libre la velocidad es cero y la aceleración es cero. Si fuera así la pelota quedaría suspendida en el punto más alto en el aire para siempre. Recuerde que la aceleración es la tasa de cambio de la velocidad. Si la aceleración fuera cero en el punto más alto, la velocidad de la pelota ya no cambiaría y, al estar instantáneamente en reposo, permanecería en reposo eternamente.

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FÓRMULAS DE CAÍDA LIBRE

USAR: (+) SI EL CUERPO BAJA USAR: (-) SI EL CUERPO SUBE

PRÁCTICA DE LABORATORIO: CAÍDA LIBRE DE LOS CUERPOS

Aplica fórmulas de caída libre vertical de los cuerpos.

Materiales:

- un cronómetro

- una regla graduada

- diferentes objetos que se puedan dejar caer sin que estos se dañen.

Procedimiento:

1. Tomar la medida de la altura a la que se dejarán caer los objetos.

2. Tomar uno de los objetos y dejarlo caer hacia el suelo y tomar el tiempo que este tarda en caer al suelo.

3. Repetir el paso 3 veces con todos los objetos.

OBJETOS ALTURA TIEMPO

PRIMERA MEDICIÓN

SEGUNDA MEDICIÓN

TERCERA MEDICIÓN

TIEMPO PROMEDIO

4. Con los datos obtenidos hallarás la velocidad final con la que cae el cuerpo (tener en cuenta que se usará el tiempo

promedio), de cada uno de los objetos elegidos.

5. Luego hallarás el valor de la aceleración con la que actúa cada objeto.

6. Finalmente compara la aceleración obtenida para cada objeto con el valor de la gravedad estándar.

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Cuestionario

1. ¿Cuál es el problema que se desea investigar en el experimento?

A. ¿Por qué caen los cuerpos en diferentes tiempos en la Tierra?

B. ¿Cómo influye la aceleración de la gravedad en la caída de los objetos?

C. ¿Con qué fuerza actúa la aceleración de la gravedad en la caída de los objetos?

D. ¿Por qué la velocidad de los objetos varía al ser soltados desde una misma altura?

2. ¿Cuáles son los factores que analiza el problema planteado?

A. Desplazamiento, tiempo, velocidad, movimiento..

B. Distancia, tiempo, velocidad, aceleración de la gravedad.

C. Desplazamiento, tiempo, aceleración de la gravedad.

D. Distancia, tiempo, aceleración de la gravedad.

E.

3. ¿Interpreta los resultados del cuadro contrastando con los datos las fuentes de información?

A. La aceleración de los cuerpos es constante e independiente de su masa.

B. La velocidad varía por ello ocurre la aceleración de la gravedad.

C. La aceleración de los cuerpos no es constante porque depende de su peso.

D. La velocidad final es importante para obtener la aceleración de los cuerpos.

4. ¿Cómo es la caída de los cuerpos al ser soltado al vacío?

A. Todos los cuerpos dejados caer desde una misma altura caen con la misma velocidad en el aire.

B. Todos los cuerpos dejados caer desde una misma altura caen con la misma velocidad en el vacío.

C. Todos los cuerpos dejados caer desde una misma altura caen con la misma aceleración en el vacío.

D. Todos los cuerpos dejados caer desde una misma altura caen con la misma velocidad en el vacío.

PRACTICAMOS

Debemos tener en cuenta las siguientes características y propiedades de la caída de los cuerpos.

Observaciones en caída libre

Fórmulas complementarias

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Tiempo de vuelo

Tv =2V0

g

Ahora aplicaremos los principios y propiedades de la caída libre a los siguientes problemas:

1. Desde una torre se deja caer un cuerpo que tarda 5 s en llegar al suelo. Calcular la altura de la

torre. ¿Qué pasaría con la aceleración de la gravedad si el mismo cuerpo ahora se le deja

caer de una altura menor de 75 m?

http://www.miamivirtualschool.us/contenidos_mia

mi_en/once_fisica/unidad_3/3.html

A. 122,5 m. Varía a diferentes alturas.

B. 12, 5 m. Es constante.

C. 122,5 m. Es independiente de su masa.

D. 12,25 m. Cae con menor fuerza.

2. Observa la imagen donde se ve a la pelota en diferentes posiciones ¿Cómo es el

cambio de velocidad entre cada intervalo de la caída de la pelota?

A. El cambio de velocidad es variable en cada intervalo.

B. La velocidad es constante en cada intervalo.

C. La aceleración es constante en cada intervalo.

D. El cambio de velocidad es el mismo en cada intervalo.

http://alejandromoralesalvinedafisica.blogspot.pe/

2013/02/caida-libre-de-los-cuerpos.html

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3. Desde una altura de 90 m se deja caer un cuerpo.

Calcular: a) la rapidez que lleva a los 1,5 s; b) la altura a la cual se encuentra del suelo a los 1,5 s.

R: _____________________________

4. Desde una altura de 120 m se deja caer una piedra. Calcular a los 2,5 s A) la rapidez que lleva;

B) ¿Cuánto ha descendido?; C) ¿Cuánto le falta por descender?

R: ______________________________ http://fisico-ambiental.blogspot.pe/2011/10/caida-libre.html

5. Un cuerpo se deja caer libremente y al instante de chocar con el suelo tiene una

rapidez de 39,2 m/s. Calcular: a) el valor del tiempo de caída; b) la altura de donde

cayó; c) la altura cuando su rapidez sea de 9,8 m/s d) ¿Cómo se llama a la

aceleración constante de un cuerpo en caída libre? Aceleración debido a la gravedad

R: _______________________________

https://maxxxenergygt.wordpress.com/category/deporte-extremo/page/8/

6. Un proyectil es lanzado verticalmente hacia arriba con una velocidad de 735

m/s. Calcular: a) ¿al cabo de cuánto tiempo regresa al suelo?; b) ¿a qué altura

llegará?; c) la rapidez a los 15 s de haber sido lanzado; d) la altura alcanzada a

los 10 s.

R: __________________________________________

https://nixmat15.wordpress.com/proyectiles/proy/

7. ¿Cuánto tarda en llegar al suelo una pelota que cae desde una altura de 50 m?

R: _______________________

8. Se lanza verticalmente hacia arriba un cuerpo con una velocidad de 196 m/s. Calcular: a) la velocidad del cuerpo al

cabo de 10 s y de 30 s; b) la posición del cuerpo a los 15 s de lanzamiento c) la altura alcanzada; d) el tiempo de

subida.

R:

9. ¿Con qué rapidez debe ser lanzado hacia arriba un cuerpo para que alcance una altura de 490 m?

R:

10. Un cuerpo fue lanzado hacia arriba y tardó 20 s para regresar al suelo. Calcular la rapidez con que fue lanzado y la

altura alcanzada.

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R:

Tomado de: http://aulafisica.jimdo.com/cinem%C3%A1tica/ca%C3%ADda-libre/

En la ausencia de una resistencia considerable del aire. ¿Cuál es el tiempo que tardan en caer dos cuerpos de diferente

tamaño soltados desde la misma altura?

R. _______________________________________________________________________________________________

5. ¿Qué sucede con la velocidad de un cuerpo a medida que sufre una caída libre?

R. _______________________________________________________________________________________________

6. En el siglo XX se pudo corroborar las palabras de Galileo. La primera vez que se grabó la caída de los cuerpos en el

vacío fue en 1971 en la misión del Apolo XV en la luna. El astronauta David Scott dejó caer un martillo y una pluma

en la superficie lunar. En el vídeo se observa claramente como el astronauta suelta 2 cuerpos y ambos caen iguales

hasta tocar el suelo lunar.

Elaboran conclusiones a partir de la contrastación de tus ideas y complementa con los datos de la indagación a

partir de las fuentes de información con los relacionado al problema de indagación y establecido por Galileo

Galilei, David Scott y Brian Cox.

__________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

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MATRIZ DE PREGUNTAS POR CAPACIDADES

CAPACIDAD INDICADORES

PREGUNTAS

Aprendemos Analizamos Practicamos Total

Problematiza situaciones

Delimita el problema menciona que conocimientos científicos se relacionan con el problema.

1,2,3,4,5,6

6

Plantea preguntas referidas al problema que puedan ser indagadas, utilizando leyes y principios científicos.

2 1

Formula una hipótesis considerando la relación entre las variables independiente, dependiente e intervinientes que responden al problema seleccionado por el estudiante.

4 1

Establece comportamientos (cualitativos) entre las variables independientes y dependientes.

3 1

Diseña estrategias para hacer una indagación

Verifica la confiabilidad de la fuente de información relacionada a su pregunta de indagación.

5 1

Genera y registra datos e información

Organiza datos o información en tablas y los representa en diagramas o gráficas que incluyan la incertidumbre de las mediciones.

1 1

Analiza datos o información

Contrasta y complementa los datos o información de su indagación con el uso de fuentes de información.

2,3, 4 7,8,9,10 7

Extrae conclusiones a partir de la relación entre sus hipótesis y los resultados obtenidos en la indagación, en otras indagaciones o en leyes o principios científicos; y valida o rechaza la hipótesis inicial.

1 1

Evalúa y comunica

Emite conclusiones basadas en sus resultados.

5

1