Física 3º y 4º Medio Guia Docente

7/21/2019 Fsica 3 y 4 Medio Guia Docente

1/200

GF.3_4M_final_OK.indd 1 31-12


2/200

FSICA 3 - 4 MEDIOUN PROYECTO DE EMPRESAEDITORA ZIG-ZAG S. A.

Gerente GeneralRamn Olaciregui

Directora editorialMirta Jara

AutorJimmy Muoz Rodrguez

Asesor Pedaggico

Mauricio Contreras

EditoraJosefina Varas

Correccin LingsticaVasco GrezMarcelo MirandaNicols Reyes

Director de arteJuan Manuel Neira

Director de produccinFranco Giordano

DiseadoresSergio RidauraMarta Letelier

Equipo de diseo de apoyoMirela TomicicAlfonso Vega

IlustradoresFernando VergaraJavier BermudezCarlos Gonzalez

FotografasArchivo editorialBanco fotogrfico Shutterstock Corporacin Nacional Forestal ESO Observatorio Europeo AustraL

I.S.B.N.: 978-956-12-2549-7

1 edicin, Diciembre de 2012

N de ejemplares: XXX.XXX

2012 por Empresa Editora Zig-Zag, S.A.Inscripcin N 222.876. Sanago de Chile.

Derechos exclusivos de edicinreservados por

Empresa Editora Zig-Zag, S.A.Editado por Empresa Editora Zig-Zag, S.A.

Los Conquistadores 1700.Piso 10. Providencia.

Telfono 8107400. Fax 8107455.E-mail:[email protected]

Sanago de Chile.

El presente libro no puede ser reproducido

ni en todo ni en parte, ni archivado

ni transmido por ningn

medio mecnico, ni electrnico,

de grabacin, CD-Rom, fotocopia,

microlmacin u otra forma de

reproduccin, sin la autorizacin escrita

de su editor.

Impreso por XXXXXXXXXXXXXXX



3/200

ndice

Presentacin 6

Estructura del texto 7

1. Propsito del texto

2. Construccin del ambiente de aprendizaje

3. Prerrequisitos

4. Compromiso con el aprendizaje

5. Comprensin del aprendizaje

6. Estrategias para abordar la metacognicin

7. Evaluacin del aprendizaje

Planificacin general 11

Orientaciones generales para el tratamiento de los objetivos de aprendizaje de la unidad 1:

Fuerza y movimiento 14

Captulo 1: Mecnica de los cuerpos en trayectorias curvilneas. 14

Seccin 1: Movimiento circunferencial uniforme 14

Planificacin especfica de la seccin

Red de contenidos

Orientaciones metodolgicas

Evaluacin captulo 1 banco de preguntas seccin 1 18

Recurso fotocopiable 19

Seccin 2: Dinmica de las rotaciones 20

Planificacin especfica de la seccin Red de contenidos



Recurso fotocopiable 24

Seccin 3: El torque y el momento angular


Red de contenidos



Recursos fotocopiables 30

Captulo 2: Mecnica de fluidos 31

Seccin 1: Propiedades de los fluidos


Red de contenidos






4/200

Seccin 2: Fluidos en reposo 38

Planificacin especfica de la seccin Red de contenidos


Evaluacin captulo 2 banco de preguntas seccin 2 46Recursos fotocopiables 47

Seccin 3: Fluidos en movimiento 48


Red de contenidos



Captulo 3: Fsica de los cuerpos cargados 56

Seccin 1: La interaccin elctrica 56


Red de contenidos



Seccin 2: Cargas en movimiento 69


Red de contenidos



Seccin 3: Magnetismo y fuerzas entre cargas en movimiento 80


Red de contenidos



Seccin 4: Movimiento relativo y fuerzas electromagnticas 87


Red de contenidos



ndice



5/200

Captulo 4: Fsica al interior del ncleo atmico 94

Seccin 1: Fsica del tomo 94 Planificacin especfica de la seccin Red de contenidos Orientaciones metodolgicas Evaluacin captulo 4 banco de preguntas seccin 1 100


Seccin 2: Estabilidad de la materia y fuerzas nucleares 102 Planificacin especfica de la seccin Red de contenidos Orientaciones metodolgicas Evaluacin captulo 4 banco de preguntas seccin 2 110


Orientaciones generales para el tratamiento de los objetivos de aprendizaje de la unidad 2:

La Tierra y el universo 112

Captulo 1: Mecanismos fisicoqumicos que afectan a la Tierra y la accin humana que afectan a la Tierra 112 Seccin 1: Factores fisicoqumicos que afectan a la Tierra 112 Planificacin especfica de la seccin Red de contenidos Orientaciones metodolgicas Evaluacin captulo 1 banco de preguntas seccin 1 123


Seccin 2: Uso eficiente de los recursos energticos 125 Planificacin especfica de la seccin Red de contenidos Orientaciones metodolgicas


Captulo 2: Nuestro Universo 132 Seccin 1: El Universo 132 Planificacin especfica de la seccin Red de contenidos Orientaciones metodolgicas Evaluacin captulo 2 banco de preguntas seccin 1 137 Recursos fotocopiables 138

Seccin 2: Formas en el cielo 139 Planificacin especfica de la seccin Red de contenidos Orientaciones metodolgicas

Evaluacin captulo 2 banco de preguntas seccin 2 146 Recursos fotocopiables 147

Estrategias para detectar el nivel de logro de los objetivos de aprendizaje 148Orientaciones a los recursos didcticos propuestos en el texto 150Informacin complementaria 151Otros recursos fotocopiables para la atencin a la diversidad 182

Bibliografa 200

ndice



6/200

Fsica III - IV Medio66

Presentacin

La propuesta del texto escolar comprende los objetivos y contenidos organizados en torno alos ejes Fuerza y movimiento y Tierra y universo, de la propuesta de Ajuste Curricular, DecretoN 254 del Ministerio de Educacin para el subsector de Fsica de III y IV ao medio. Este orde-namiento por ejes favorece la articulacin de los aprendizajes entre estos aos de educacinmedia, orientando un trabajo de forma incremental, que se ve apoyado en los aprendizajesanteriormente logrados por los estudiantes.A a su vez, al interior de un mismo ao escolar, eltexto promueve diversas oportunidades para que el alumno pueda desarrollar las habilidadesdel pensamiento cientfico.

Con la finalidad de que el estudiante pueda avanzar en su aprendizaje de manera articulada yal mismo tiempo vaya monitoreando a travs de diversos recursos su aprendizaje de manerasistemtica, se ha estructurado la propuesta sobre la base de la metodologa del diseo instruc-cional, sistema integral de planificacin de la enseanza, en el cual se estructuran los diversoselementos que intervienen en el proceso. En consecuencia, cada seccin presenta objetivos

claros sobre lo que se pretende, a quin est dirigido, con qu recursos y actividades, cmo serevisar y cmo se evaluar. Con ello, esperamos sea un aporte para que usted pueda potenciarlas habilidades de sus estudiantes para un aprendizaje significativo.

La propuesta se ha estructurado en unidades divididas en captulos los que se han subdivididosen secciones y estas ltimas en temas, como se muestra en el siguiente esquema: .

Fsica III - IV Medio

Fsica de los

cuerpos

cargados

Secciones

Fsica III IV

Tierra y Universo

Mecnica de loscuerpos entrayectoriascurvilneas

Mecnica

de fluidos

Fsica al interior

del ncleo

atmico

Mecanismos

fisicoqumicos y la

accin humana que

afectan a la Tierra

Nuestro

Universo

Secciones Secciones Secciones

Temas Temas Temas Temas

Secciones Secciones

Temas Temas

Fuerza y Movimiento



7/200

7

U N I D A D

GUA DIDCTICA DEL DOCENTE | Informacin curricular

Estructura del libro

1. Propsito del textoLa presente propuesta de contenidos se ha estructurado para que sea utilizado por estudian-tes que cursan III y IV ao medio. Esta estructura les permitir, dependiendo de los tiempos ygrupo curso, avanzar en los contenidos de cada nivel y concretar los objetivos de aprendizajeindicados en el Marco Curricular.

La propuesta del texto sigue la estructura de los ejes del Marco Curricular del sector de Fsica.

UNIDAD 1 Fuerza y movimiento

CAPTULO 1

CAPTULO 2

Corresponden al nivel 3 ao medio

CAPTULO 3

CAPTULO 4

Corresponden al nivel 4 ao medio

UNIDAD 2 Tierra y universo

CAPTULO 1

Corresponde al nivel 3 ao medio

CAPTULO 2

Corresponde al nivel 4 ao medio

Las secciones que se proponen como complementarias al contenido central del texto, en cadacaptulo, tales como Taller cientfico, Actividades experimentales y las Actividades exploratorias,tienen como objetivo el desarrollo y fortalecimiento de las habilidades cientficas. Por otro lado,en las secciones lectura cientfica e informacin complementaria se proponen temas que lespermitirn a los alumnos indagar en la contribucin que hacen los cientficos e instituciones aldesarrollo de la ciencia y la tecnologa. Pensando en los intereses de los jvenes y su proyeccina la educacin superior, en la evaluacin de Unidad se proponen.

2. Construccin del ambiente de aprendizaje

Entrada de unidadLa doble pgina presenta el propsito de la Unidad, un texto breve que sintetiza los grandestemas a tratar y una pregunta para que el alumno inicie el dilogo y discusin sobre los temasde cada captulo; de fondo, una imagen alusiva al propsito.

En la parte inferior se anuncia la forma de cmo se ha organizado la Unidad y a qu curso onivel corresponde cada captulo.



8/200


Entrada de captuloCada captulo se inicia en doble pgina, con una imagen representativa y una breve explicacinque orientar los objetivos de aprendizaje de la seccin. Se presenta una actividad exploratoria queayudar a los alumnos a diagnosticar el nivel de sus conocimientos conceptuales, procedimentalesy de habilidades que ya debiera manejar en este nivel y a articularlos con los que presenta cada

seccin del captulo. Se anuncian los prerequisitos del gran tema y la forma en que se ha organizadoel captulo.

SeccinEl captulo se ha organizado en grandes temas, denominados secciones. En la entrada de la seccinse explicita en el lateral, el objetivo de aprendizaje. Las imgenes complementan, apoyan, preguntany entregan contenido. Las actividades que se proponen operacionalizan el desarrollo de conceptos,de las habilidades y procedimientos presentes en cada objetivo de aprendizaje.

Otro aspecto que se considera en la propuesta es la explicitacin de los contenidos previos oprerrequisitos, tanto al inicio de cada seccin en recuadro lateral, como en el texto central, con elpropsito de que los estudiantes articulen y relacionen el contenido presente con conocimientos de

los niveles anteriores y, obviamente, con contenidos anteriores del texto. Esta estrategia le ayudaral estudiante a comprender e ir consolidando con mayor rapidez los significados solicitados en losOA. Las palabras nuevas o aquellas que le confieren significado al tema, esto es, conceptos clave,se anuncian al inicio de cada seccin en recuadro lateral y se retoman en el glosario, y cada vez queen el desarrollo del texto se menciona por primera vez, se la destaca en color rojo. A medida que seavanza en el desarrollo del contenido, se ofrecen mltiples oportunidades al alumno para que demanera individual o grupal exprese su opinin, desarrolle habilidades cientficas y explique conceptos.Finalmente, a travs de ejercicios resueltos (o demostrativos) que explican su resolucin, se pretendeque el educando pueda adquirir ciertos patrones procedimentales para la resolucin de problemas.

Repaso de ideas principales o retroalimentacinAntes de entrar en la evaluacin del captulo, se propone la seccin Repaso de ideas principalesque consiste en un breve resumen de los conceptos entregados en cada seccin.

EvaluacinSe contemplan varios recursos para revisar aprendizajes, guiar el razonamiento, desarrollar ideasy facilitar el automonitoreo de su aprendizaje.

Evaluacin diagnstica:

La propuesta presenta una actividad exploratoria en cada inicio de captulo, que les ayudara retomar aprendizajes anteriores y a articularlos con los que se presentan en cada seccindel captulo.

Evaluacin de proceso:

Al final de cada idea temtica de la seccin, se propone una pequea evaluacin que consisteen una a dos preguntas: Cmo vas?que le permita al estudiante monitorear permanente loque va aprendiendo con cada concepto nuevo y, al final, la Evaluacin de seccin que le servirpara que compruebe cunto ha aprendido en conceptos, procedimientos y habilidades delobjetivo de aprendizaje de la seccin.



9/200

9

I N I C I


Evaluacin sumativa:

Evaluacin de captulo Cunto recuerdas?: al cierre de captulo; la propuesta contempla unarevisin de los aspectos centrales de cada uno de los objetivos de aprendizaje desarrollados enl. Cada evaluacin pretende que los alumnos midan el logro de sus aprendizajes en el mbitode nuevos conceptos, aplicacin de procedimientos y el manejo de habilidades con diversasalternativas para que monitoree su avance y pueda detenerse y volver si no ha alcanzado el

nivel para pasar a otro tema.

Evaluacin de Unidad: camino a la educacin superior:la propuesta contempla una serie de pre-guntas de alternativas sobre los conceptos centrales de los objetivos de aprendizaje presentadosen el texto.

Atencin a la diversidadPara lograr las metas educativas es fundamental que tengamos absolutamente claro adndequeremos que lleguen los alumnos como resultado de cada secuencia de aprendizaje. Por estarazn es que al final de cada captulo se propone a los alumnos un instrumento KPSI para querevise cul es el nivel de su aprendizaje con relacin a los contenidos de las secciones revisadas,

de los procedimientos y habilidades. Para su revisin, se proponen indicadores especficos. Sinembargo, usted puede agregar otros dependiendo el nivel de sus alumnos. Es importante queusted ponga en claro lo que los alumnos deben saber, entender y ser capaces de hacer a finde avanzar en la comprensin de una materia.

Una vez calculado los puntajes, se proponen remediales en relacin a su avance y a tendiendo ala diversidad. Ponga en claro lo que los alumnos deben saber, entender y ser capaces de hacer afin de avanzar en la comprensin de una materia. Encuentre maneras de hacer saber al estudianteque usted cree en l, y refuerce sus autnticos logros cada vez que los tenga.

AnexosEn anexos se entregan recursos importantes para el aprendizaje: el solucionario que permiteal alumno comparar sus respuestas con las de sus pares; el glosario, que entrega la definicintcnica de los conceptos, y tcnicas y procedimientos cientficos, que facilitarn el logro de lascompetencias cientficas al desarrollar las diversas actividades presentes en el texto. Por ltimo,desde luego, se incluye la referencia bibliogrfica.

3. PrerrequisitosEn la entrada de captulo se explicitan los saberes previos que el alumno debiera manejar paracomprender el desarrollo del tema tratado. En lo particular, en cada seccin en el lateral se anun-cian los conocimientos previos que el alumno debiera poseer. Adems, en el desarrollo de loscontenidos por seccin se hace referencia al saber previo cuando este se requiere para comprenderalgn contenido. la seccin ten presente en el lateral, tambin alude aconocimientos previos

4. Compromiso con el aprendizajeEn todo el texto, el conocimiento se aborda en conexin permanente con la realidad, en un dis-curso apelativo y cercano al lector, que lo impulsa a buscar respuestas y a estar atento al mundoque lo rodea, generando condiciones para comprometerlo con el aprendizaje.



10/200


5. Comprensin del aprendizajeCada seccin se inicia con preguntas y situaciones que lleven al alumno a contextualizar el fe-nmeno fsico que se va tratar en el desarrollo de la seccin; el discurso central se ha diseadopensando en un narrador que explica, contextualiza y cuestiona al lector a medida que este vaavanzando en el texto. En algunas ocasiones se utilizan las imgenes para explicar el tema y, en

otras, para hacer preguntas sobre este.Mientras se avanza con el contenido, se le van haciendo preguntas al alumno para que se de-tenga a pensar si entendi o no el o los conceptos; preguntas que van cerrando los subtemas, yhabilidades. Tanto al cierre de la seccin como al cierre de captulo se propone una evaluacinde los contenidos, procedimientos y habilidades.

6. Estrategias para abordar la metacognicinSon varias las estrategias con este fin utilizadas en el texto, a saber, preguntas de cuestiona-miento permanente, tanto al interior del desarrollo de cada contenido como en las imgenes:

Minilaboratorios seleccionados como prctica procedimental.

Desarrollo de problemas resueltos que tiene por finalidad develar el procedimiento presenteen la resolucin de un problema especfico, en donde luego se le plantea un problema similarpara que aplique el proceso aprendido.

Sntesis de las ideas principales.

Retroalimentacin.

Organizadores grficos.

Seccin aporte a la ciencia, para que el alumno pueda comprender que la ciencia es unaprendizaje activo.

Talleres y laboratorios como recursos propios del desarrollo de habilidades cientficas.

7. Evaluacin del aprendizajeEl Texto propone tres tipos de evaluacin:

Evaluacin de diagnstico: Actividad exploratoria de la entrada de captulo cuyo objetivoes, determinar el conocimiento con que cuentan los estudiantes acerca del tema que se vaa desarrollar en la seccin.

Evaluacin de proceso por medio de la seccin Cmo vas?y cierre de seccin, cuyo objetivoes que el alumno sea consciente del nivel de logro alcanzado en la comprensin del temaantes de avanzar a la nueva Unidad.

Evaluacin final de cierre de aprendizajes. Se propone al cierre de captulo, y apuntan a lostemas y habilidades de cada OA de seccin. Finalmente, la evaluacin de Unidad que moni-torea el aprendizaje de las habilidades y contenidos centrales de cada captulo.



11/200

11

I N I C I


UNIDAD OBJETIVO FUNDAMENTAL CAPTULO SECCIN OBJETIVO DE APRENDIZAJE

1.

FUE

RZAYMOVIMIENTO

T

ERCERO

MEDIO

- Explicar el movimientocircunferencial uniformey la rotacin de los cuer-pos rgidos a partir de

las leyes y las relacionesmatemticas elementa-les que los describen. .

1. MECNICA DE LOSCUERPOS EN TRAYEC-TORIAS CURVILNEAS

1 MOVIMIENTOCIRCUNFERENCIAL

UNIFORME

- Descripcin cuantitativa delmovimiento circunferencialuniforme en trminos de susmagnitudes caractersticas.

2 DINMICA DE LASROTACIONES

-Aplicacin cuantitativa

de la ley de conservacin

del momento angular paradescribir y explicar la rota-cin de los cuerpos rgidosen situaciones cotidianas.

3 EL TORQUE Y EL

MOMENTO ANGULAR

-Aplicacin elemental de

la relacin entre torque y

rotacin para explicar el girode ruedas, la apertura y elcierre de puertas, entre otros.

- Entender los conceptos yleyes fsicas fundamentalesque describen el compor-tamiento de los fluidos,tanto en reposo como enmovimiento, para explicarfenmenos naturales y elfuncionamiento de algu-nos aparatos tecnolgicos.

2. MECNICA

DE FLUIDOS

1 PROPIEDADES

DE LOS FLUIDOS-Identificacin de las propie-dades bsicas de un fluido.

2 FLUIDOS EN REPOSO

-Aplicacin de la ecuacin fun-damental de la hidrosttica enel aire y en distintos lquidos.

-Aplicacin de los principiosde Arqumedes y Pascal paraexplicar fenmenos naturalesy el funcionamiento de mqui-nas hidrulicas y la flotabilidadde barcos, submarinos y glo-bos aerostticos, entre otros.

3. FLUIDOS EN

MOVIMIENTO

-Aplicacin cualitativa dela ley de Bernoulli para ex-plicar fenmenos como elefecto estabilizador de losalerones en autos de carrerao el funcionamiento de losatomizadores, entre otros.

Planificacin general



12/200



1.

FUERZAYMOVIMIENTO

CUARTO

MEDIO

- Comprender leyes y

conceptos bsicos de

la electricidad y el mag-netismo, la relacin queexiste entre ambos, y surol en fenmenos de lavida diaria y el funcio-

namiento de diversos

dispositivos tecnolgicos.

3.FSICA DE LOS CUER-POS CARGADOS

1 LA INTERACCIN

ELCTRICA

-Reconocimiento de semejan-zas y diferencias entre la leyde Coulomb y la ley de gravi-

tacin universal de Newton:mbitos de aplicabilidad, mag-nitudes relativas y analogasformales entre ambas leyes.

2 CARGAS ENMOVIMIENTO

-Descripcin de la corrien-te como un flujo de cargaselctricas, distinguiendo entrecorriente continua y alterna.

3 MAGNETISMO YFUERZAS ENTRE

CARGAS ENMOVIMIENTO

-Verificacin experimental yrepresentacin grfica de la leyde Ohm y aplicacin elementalde la relacin entre corriente,potencia y voltaje en el clculode consumo domstico deenerga elctrica.

4 MOVIMIENTORELATIVO Y FUERZAS

ELECTROMAGNTICAS

-Descripcin de los compo-nentes y funciones de la ins-talacin elctrica domiciliaria

(conexin a tierra, fusibles,interruptores, enchufes, etc.)y distincin, en casos simplesy de inters prctico, entrecircuitos en serie y en paralelo.

- Comprender la impor-tancia de las fuerzas nu-cleares y electromagn-

ticas a nivel del ncleoatmico para explicardiversos fenmenos.

4.FSICA AL INTERIOR

DEL NCLEO ATMICO

1 FSICA EN EL TOMO - Descripcin elemental de lasfuerzas nucleares y electro-magnticas que mantienenunidos los protones y neu-

trones en el ncleo atmicopara explicar la estabilidad dela materia y otros fenmenos.

2 ESTABILIDAD DE LAMATERIA Y FUERZAS

NUCLEARES



13/200

13

I N I C I



2.

LATIERRAYELUNIVERSO

CUARTO

MED

IO

TERCERO

MEDIO

- Comprender los efectosnocivos que la accin

humana puede provo-

car sobre la atmsfera,litosfera e hidrosfera y lanecesidad de emplear

eficientemente los re-

cursos energticos paraatenuar dichos efectos.

1. MECANISMOSFISIQUMICOS Y LAACCIN HUMANA

QUE AFECTAN A LATIERRA

1 FACTORESFISICOQUMICOS

QUE AFECTAN A LATIERRA

-Reconocimiento de los mecanis-mos fisicoqumicos que permiten

explicar fenmenos que afectanla atmsfera, la litosfera y la hi-drosfera (calentamiento global,reduccin de la capa de ozono,aumento del nivel de los mares,en el origen de dichos fenmenos.etc.) y la responsabilidad humana.

2 USO EFICIENTE DE

LOS RECURSOS ENER-GTICOS

-Reconocimiento de alternativasde uso eficiente de los recursos

energticos para atenuar susconsecuencias ambientales.

-Reconocer los meca-

nismos que permiten alas estrellas generar luz ysintetizar elementos.

2. NUESTRO

UNIVERSO

1 EL UNIVERSO

-Reconocimiento de fenmenosque sustentan las teoras acercadel origen y evolucin del universoy que proporcionan evidencia desu expansin acelerada.

2 FORMAS EN EL CIELO

-Explicacin cualitativa desdeel punto de vista de la Fsica

nuclear de cmo a partir delhidrgeno presente en las estre-llas se producen otros elementosy la energa que las hace brillar.



14/200

14 Fsica III Medio

Captulo 1. Mecnica de los cuerpos en trayectorias curvilneas (Pginas 10 - 73)

PresentacinEn este captulo los alumnos estudiarn el movimiento circunferencial uniforme y la rotacin de los cuerpos rgidos, medianteconceptos, propiedades y leyes, que explican estos fenmenos.

Se inicia con el estudio de las magnitudes vectoriales, escalares y sus operaciones.

A continuacin se introducen los conceptos vectoriales de posicin, velocidad y aceleracin centrpeta y los conceptosescalares de rapidez lineal y rapidez angular.

Con estos conocimientos trabajarn las Aplicaciones en ejemplos de movimiento circunferencial uniforme, con el propsitode ejercitar y contextualizar el esquema conceptual de la cinemtica en dos dimensiones.

Posteriormente aprendern el rol de la fuerza centrpeta en la dinmica de las rotaciones, los conceptos de inercia rotacional,

torque, momento angular y el de energa cintica de rotacin.Se establece la relacin entre los conceptos de torque, la aceleracin angular e inercia de rotacin.

Para lograr los Objetivos de aprendizaje este captulo se ha dividido en 4 secciones:

Seccin 1 Momento circunferencial uniforme

Seccin 2 Dinmica de rotaciones

Seccin 3 Torque y momento angular

Seccin 1 Movimento circunferencial uniforme (Pginas 12 - 27)

PresentacinEsta seccin, Movimiento circunferencial uniforme, est subdividida a su vez en dos temas: Descripcin del movimientocircunferencial uniforme, donde se introducen los conceptos vectoriales de posicin, velocidad y aceleracin centrpeta,despus de una nivelacin del tratamiento de los vectores, y los conceptos escalares de rapidez lineal y rapidez angular.Reconociendo el carcter eminentemente abstracto de la cinemtica, se procede a continuacin a trabajar las Aplicacionesa ejemplos de movimiento circunferencial uniforme, con el propsito de ejercitar y contextualizar el esquema conceptualde la cinemtica en dos dimensiones. Esta estrategia se aplica en todo el captulo. Por otra par te, la evaluacin formativa ylas actividades prcticas estn integradas al desarrollo temtico en diversas modalidades a lo largo del captulo 1.

Conocimientos previosLos conocimientos previos que deben manejar los estudiantes para acceder en forma fluida a los aprendizajes que se abordanen esta seccin, pertenecen a dos mbitos: fsico y matemtico. Los prerrequisitos de orden fsico se refieren principalmen-te a los objetivos de aprendizaje de Segundo ao medio del sector Fuerza y movimiento, especficamente la descripcinde movimientos rectilneos uniformes y acelerados en su formulacin analtica. Una evaluacin diagnstica es altamenterecomendable al inicio del proceso educativo, y una nivelacin si los resultados as lo demandan. En el mbito matemtico,se incluye el manejo algebraico de las operaciones matemticas del campo de los nmeros reales y nociones de vectores.

Orientaciones generales para el tratamiento

de los objetivos de aprendizaje

IU DN A D 1

FUERZA Y MOVIMIENTO



15/200

15

U N I D A D


Evaluacin diagnstica sugeridaPlantee la resolucin de los siguientes problemas:

1.- La posicin inicial de un vehculo es x = 40 m. Acelera uniformemente desde el reposo a razn de 10 m/s2.

a) Determina su velocidad en el instante t = 15 s.

Solucin: v = v0+ at = 0 + (10 m/s2) (15 s) = 150 m/s

b) En qu posicin se encuentra en t = 15 s, y cul ha sido su desplazamiento?

Solucin: x = x0+ v

0t + (a/2)t2= 40 m + 0t + (5 m/s2)(15 s)2= 1165 m. Su desplazamiento es: 1165 m 40 m = 1125 m

Remediales a los conocimientos previos

La actividad remedial a aplicar y su profundizacin dependern por cierto del resultado de la evaluacin diagnstica.

Red de contenidos

Planificacin especfica de la seccinA continuacin se ofrece una planificacin especfica para la seccin de Movimiento circunferencial uniforme, de acuerdocon la planificacin del captulo 1 de la Unidad 1. En ella se han considerado los aprendizajes esperados dispuestos por el

Marco Curricular y que contemplan los aspectos conceptuales, procedimentales y habilidades, todo ello considerando eltiempo estimado y los recursos didcticos: actividades tericas y prcticas a desarrollar por los estudiantes:

SEMANA OBJETIVO APRENDIZAJEPOR TEMA CONTENIDOS METODOLOGA / ACTIVIDADES

1Descr ibi r cuanti tat iva-mente el movimiento cir-cunferencial uni forme.

a) Magnitudes vectoriales:posicin, velocidad lineal,aceleracin centrpeta.b)Magnitudes escalares:periodo, rapidez lineal,rapidez angular, aceleracincentrpeta.c) Relaciones entre las mag-nitudes escalares.

1. Hacer uso del recurso fotogrfico de inicio del captu-lo para ambientar y motivar el logro de los Objetivos deaprendizaje. Plantear preguntas como: Han subido a juegoscomo el de la fotografa u otros similares? Qu experienciasrecuerdan haber experimentado? Iban acelerados?2. Aplicar la evaluacin diagnstica sugerida anteriormente.3. Planificar un proceso de nivelacin segn los resultadosde la evaluacin diagnstica.

2Comprender el efecto delas fuerzas en la defor-macin de los cuerpos .

a)Entrenamiento de astro-nautas.b)Rotacin de un neumtico.c)Movimiento del segunderode un reloj.d)Rotacin de un objetoatado a una cuerda en unplano horizontal.e) Satlite artificial.

Se sugiere que algunos problemas se desarrollen en lapizarra, con la participacin del curso. Los otros problemasdeberan resolverse grupalmente, pero expuestos por unrepresentante ante el curso. En los desarrollos matemticos,prestar especial atencin al manejo de las unidades y susconversiones, cuando corresponda, y la correcta coherenciade las unidades. Habitualmente los estudiantes descuidaneste aspecto.

Un cuerpo en movimiento

circunferencial uniforme

se describe con

las magnitudes

PeriodoRapidez linealRapidez angular Aceleracin

centripeda



16/200

16 Fsica III Medio

ORIENTACIONES METODOLGICAS

TEMA 1 DESCRIPCIN DEL MOVIMIENTOCIRCUNFERENCIAL UNIFORME (MCU)

El desarrollo de este tema comprende: magnitudes escalaresy magnitudes vectoriales; algunas operaciones con vectores;las magnitudes vectoriales que describen el MCU; magnitudesescalares del MCU; actividades diversas.

Cmo abordar los conocimientos previosPreguntas sugeridas:

Qu magnitudes son escalares como cules son vectoriales ypor qu?

En la suma de dos vectores, es su longitud igual a la suma de las

longitudes de los vectores que se suman? En la cinemtica del movimiento rectilneo, qu se entiendepor una velocidad media y por una velocidad instantnea? Qusignifica una aceleracin constante de 2 m/s2? Qu se entiendepor un desplazamiento?

Cul es la unidad del momento lineal? Si se multiplica una dis-tancia por una fuerza, qu unidad resulta? Cmo se expresa unaunidad en unidades fundamentales? Trabajar ejemplos similares yreforzar si fuese necesario.

Cul es la diferencia entre desplazamiento y distancia recorridapor un mvil? En qu circunstancia son iguales?

Refuerzo de los contenidos tratados en el temaUna indicacin como la siguiente ayudar a distinguir entre magnitudesescalares y vectoriales. Aplica una fuerza a ese objeto. Seguramenteel estudiante preguntar en qu direccin la debe aplicar.

El conocimiento de las operaciones con vectores se refuerza conmucha prctica, especialmente para los estudiantes con un menorritmo de aprendizaje de los conceptos matemticos. Plantee unacantidad abundante de ejercitacin tanto en pizarra como en suscuadernos, como trabajo personal con el uso de regla, escuadray lpices de colores. Promover una actitud de trabajo personalcuidadoso y perseverante.

Por la complejidad geomtrica de las construcciones vectoriales que

describen el MCU, y para no desalentar la motivacin, especialmentede los estudiantes que no se sienten atrados por la geometra, sehar necesario dedicar tiempo y rigurosidad en las figuras que,por supuesto, habr que dibujar en la pizarra con regla y colores.

Previendo la persistencia del preconcepto que confunde rapidezcon velocidad, enfatizar que en el MCU la velocidad (un vector) esvariable pero la rapidez (una magnitud escalar) es constante.

Identificar y enfrentar errores frecuentes

La distincin entre rapidez y velocidad es una fuente comn deconfusin al inicio de la cinemtica. El llamado velocmetro de losvehculos seguramente ha contribuido a perpetuar tal preconcepto.La distincin tiene que ver solamente con el carcter escalar de larapidez y el carcter vectorial de la velocidad. Aunque el velocmetro

marque un valor numrico constante cuando el vehculo toma unacurva, demostrar que, sin embargo, la velocidad no es constante.Una situacin que aparecer en varias oportunidades en este ca-ptulo, es el reconocimiento del carcter tangente a la trayectoriade la velocidad en el MCU. El conocido ejemplo de un objeto querota atado al extremo de una cuerda, servir para ilustrar que si lacuerda se corta el objeto no se alejar radialmente sino que seguirla direccin de la tangente a la trayectoria en el punto de ruptura.

Orientaciones para promover el desarrollo de las actividades

CMO VAS? (Pgina 12). por una flecha

Evaluacin individual (pgina 13 - 15).Actividades de este tipo promueven el desarrollo de la actitudque valora el trabajo hecho con rigurosidad. Habitelos atrabajar con regla, escuadra y colores.

CMO VAS? (Pgina 17).Esta ctividad promueve el trabajo de los alumnos habituandolosa trabajar con regla, escuadra y colores.

CMO VAS? (Pgina 18)El arco debe ser igual al radio.

Actividad terica individual(Pgina 19)Deduciendo una relacin entre radianes y grados. Los

estudiantes dibujan en sus cuadernos una circunferenciadestacando su radio. Aplican la definicin de medicin de

ngulos en radianes:

Para la segunda parte plantean la proporcin entre radianes ygrados de la primera parte, por ejemplo a cuntos radianescorresponde un ngulo de 50? Solucin:

de donde resulta 0,87 rad.

Actividad prctica para dos estudiantes (Pgina 21)Anlisis de la velocidad en un MCU (Pgina 20 ?). Este trabajo revisteuna importancia especial para el aprendizaje de los estudiantes,pues integra en una sola actividad los diversos componentes delaprendizaje: manejo de conceptos, habilidades, procedimientos,actitudes, como se deduce de su enunciado. Se sugiere asignarleuna ponderacin meritoria en la evaluacin de los estudiantes.

=2r

r =2 rad.

360

2 rad=

50

x rad

(Pginas 10 - 73)



17/200

17

U N I D A D


OBJETIVO DE APRENDIZAJE ADESARROLLAR EN EL TEXTO

PROPUESTA OBJETIVOS DEAPRENDIZAJE ESPECFICOS

INDICADORES DE EVALUACIN SUGERIDOS CUANDOLOS ESTUDIANTES HAN LOGRADO ESTE APRENDIZAJE

- Descripcin cuantitativa del

movimiento circunferencialuniforme en trminos de susmagnitudes caractersticas.

Describir cuantitativamente el mo-

vimiento circunferencial uniforme.

1. Reconocen los elementos presentes en un movimientocircunferencial uniforme.

2. Reconocen las diferencias entre los conceptos de velocidadtangencial y angular.

Describir cuantitativamente ejemplos demovimiento circunferencial uniforme.

1. Resuelven problemas simples.

Nivel de conocimientos de la seccin

CMO VAS? (Pgina 20)

Explorando la rapidez angular. Esta actividad de exploracin enterreno permitir a los estudiantes contextualizar el conceptode rapidez angular y sus unidades, a la vez que contribuir aldesarrollo de la actitud consistente en demostrar curiosidade inters por objetos del entorno.

Como modalidad alternativa para que todos los estudiantesrealicen la activ idad, indicar tambin que pueden encontrarinformacin en la web.

TEMA 2 EJEMPLOS DE APLICACIONES DE LASRELACIONES ENTRE MAGNITUD DEL (MCU)

Este tema est dedicado ntegramente a la descripcin cuan-titativa del movimiento circunferencial uniforme en trminosde las magnitudes caractersticas desarrolladas en el temaanterior, mediante la resolucin de problemas.

Cmo abordar los conocimientos previos

Preguntas sugeridas:

Cmo se relacionan entre s los vectores posicin, velocidady aceleracin centrpeta, en el MCU?

Qu miden el periodo y la rapidez angular en un MCU?

Si conocemos la rapidez angular de un MCU, faltara otrodato para determinar la rapidez lineal de una partcula? Y laaceleracin centrpeta?

Refuerzo de los contenidos tratados en el temaPrevio a la actividad de Resolucin de problemas, ejercitar elmanejo de unidades, potencias de diez y despeje de incg-nitas mediante ejercicios referenciales que no requieren estarrelacionados con el MCU. Es preferible por cierto reforzar por

anticipado las habilidades generales requeridas para la resolucinde problemas. Se supone uso normal de calculadora cientfica.


La Resolucin de problemas es quizs la actividad que mscomplicaciones genera en los estudiantes, especialmente

cuando an no han desarrollado o reforzado las habilidadesnecesarias para enfrentar un problema cuantitativo. Incluso escomn que experimenten cierto grado de ansiedad, que seexpresa en la tpica actitud de no saber por dnde comenzar.

El texto proporciona un esquema de resolucin en cuatro etapaspara orientar la resolucin ordenada de los problemas, comenzan-do con el reconocimiento de la informacin que se proporciona.

Un error comn al momento de hacer clculos, suponiendoque ya tienen la expresin correcta para calcular, es la incon-sistencia en el manejo del nmero de cifras significativas.No se pretende que los estudiantes aprendan la teora de las cifrassignificativas, pero que al menos estimen el nmero adecuado dedecimales que puede tener un resultado final para estar en concor-dancia con los datos conocidos.


La diversidad de ritmos de aprendizaje de los estudiantes es unavariable crtica a considerar. El objetivo del aprendizaje no es por ciertola cantidad de problemas que pueden resolver en un tiempo deter-minado. A los estudiantes con ms dificultad para avanzar, plantearlesque una vez resuelto un problema lo puedan exponer y explicar a suscompaeros, lo que contribuir a desarrollar confianza en s mismos.Orientaciones para promover el desarrollo de las actividades

La diversidad de ritmos de aprendizaje de los estudiantes esuna variable crtica a considerar. El Objetivo del aprendizaje no

es por cierto la cantidad de problemas que pueden resolver enun tiempo determinado. A los estudiantes con ms dificultadpara avanzar, plantearles que una vez resuelto un problema lopuedan exponer y explicar a sus compaeros, lo que contribuira desarrollar confianza en s mismos.

(Pginas 22 - 27)



18/200

18 Fsica III Medio

1) Cuando una partcula de masa m est en M.C.U. se man-tienen constantes su:

A) rapidez tangencial y la magnitud de su aceleracin. B) velocidad angular y su vector aceleracin. C) rapidez tangencial, su momentum y la magnitud de su

aceleracin. D) velocidad tangencial, su momentum y la magnitud de

su aceleracin. E) velocidad tangencial, su momentum y su vector acel-

eracin.

2)Una rueda de radio R gira con una frecuencia f. Si se cua-druplica la frecuencia de giro, su nuevo perodo T:

A) disminuye a la mitad. B) se duplica. C) se mantiene. D) disminuye a un cuarto. E) se triplica.

3)Se tiene dos engranajes unidos por una cadena de trans-misin de movimiento. El engranaje 1 tiene menor radio,pero mayor velocidad angular que el engranaje 2. Entonces,es correcto afirmar que:

A) el engranaje 1 posee mayor aceleracin centrpeta queel engranaje 2.

B) la velocidad tangencial del engranaje 1 es menor quela del engranaje 2.

C) el engranaje 1 posee menor aceleracin centrpeta queel engranaje 2.

D) la velocidad tangencial del engranaje 1 es mayor quela del engranaje 2.

E) ambos poseen igual aceleracin centrpeta.

4) El grfico que mejor representa la relacin entre la velocidad tangencial v en funcin de la distancia R para un movimientocircunferencial uniforme es:

5) La unidad de rapidez angular es: A) metros / segundo B) revoluciones por segundo. C) radianes /segundo D) oscilaciones /segundo E) centmetros / segundo

6) Si un cuerpo describe una trayectoria circunferencial, convelocidad tangencial y de mdulo constante. La aceleracina que est sometido es:

A) nula. B) centrfuga. C) tangencial. D) centrpeta. E) impredecible.

7) Un tren toma una curva cuyo radio de curvatura es de 500m con una rapidez de 30 m/s. Cunto vale la aceleracincentrpeta en estas condiciones?

A) 1 m/s2

B) 1,8 m/s2

C) 2,5 m/s2

D) 5 m/s2

E) 250 m/s2

Movimiento circunferencial uniforme

Nombres:

Curso:

Apellidos:

Fecha:

Soluciones

1. A2. D3. A4. D

5. C6. D7. B

Evaluacin captulo 1 banco de preguntas para la seccin 1



19/200

19

U N I D A D


Recurso fotocopiable captulo 1 seccin 1

Nombres:

Curso:

Apellidos:

Fecha:

Movimiento circunferencial uniforme

La siguiente figura muestra un conjunto de cuerpos que rodean elborde de un muro.En ella se han enumerado siete partculas de igual masa, con los nmerosdel 1 al 7 respectivamente. Utilizando los conceptos estudiados en laseccin responde.

1. Al comparar la velocidad de las partculas 1, 2 y 3 Cul de ellos tienemayor velocidad tangencial? Por qu?______________________________________________________

______________________________________________________ ______________________________________________________ ______________________________________________________ ______________________________________________________ ______________________________________________________ ______________________________________________________ ______________________________________________________

2. Al comparar la velocidad angular de las partculas 5, 6 y 7 Cul de ellas tiene mayor velocidad angular?, Por qu? _______________________________________________________________________________________________ _______________________________________________________________________________________________ _______________________________________________________________________________________________

_______________________________________________________________________________________________ _______________________________________________________________________________________________ _______________________________________________________________________________________________

3. Dibuja el vector velocidad tangencial de la partcula 4, 3 y 7. Responde Cul de ellos tiene mayor mdulo?, Por qu? _______________________________________________________________________________________________ _______________________________________________________________________________________________ _______________________________________________________________________________________________ _______________________________________________________________________________________________ _______________________________________________________________________________________________ _______________________________________________________________________________________________

4. Considera que la partcula N 1 llega luego de 20 segundos, a la posicin de la partcula N 7. Cul es la direccin de lavelocidad tangencial de la partcula N1?.

_______________________________________________________________________________________________ _______________________________________________________________________________________________ _______________________________________________________________________________________________ _______________________________________________________________________________________________ _______________________________________________________________________________________________ _______________________________________________________________________________________________



20/200

20 Fsica III Medio

Seccin 2 Dinmica de las rotaciones (Pginas 28 - 45)

PresentacinEn esta segunda seccin, Dinmica de las rotaciones, el concepto de fuerza desempea un papel protagnico, ahora ensu rol de fuerza centrpeta, la que se desarrolla y contextualiza en el Tema 1 mediante aplicaciones diversas en donde losestudiantes deben reconocerla y determinarla. Entre los ejemplos de aplicacin de la fuerza centrpeta, se incluye el efectodel roce esttico en el movimiento de los vehculos. En el segundo tema de la seccin 2, se introduce el concepto de inerciarotacional, presentndola como concepto anlogo al de masa inercial, ya que ambas tienen influencia directa en la facilidadde poner en movimiento a un cuerpo, o de detenerlo. Se analiza su significado y se la calcula para algunos sistemas simples,y se la contextualiza mediante el anlisis de diferentes situaciones acrobticas y deportivas. El tema 2 finaliza con el conceptode energa cintica de rotacin.

Conocimientos previosLos conocimientos previos que deben manejar los estudiantes para acceder en forma fluida a los aprendizajes que se abordanen este captulo, pertenecen a dos mbitos: fsico y matemtico. Los prerrequisitos de orden fsico se refieren principalmentea los objetivos de aprendizaje de segundo ao medio del sector Fuerza y movimiento, aplicacin de los principios de Newtonpara explicar la accin de diversas fuerzas que suelen operar sobre un objeto. Una evaluacin diagnstica es altamenterecomendable al inicio del proceso educativo, y una nivelacin si los resultados as lo demandan. En el mbito matemtico,se incluye el manejo algebraico de las operaciones matemticas del campo de los nmeros reales y nociones de vectores.

Evaluacin diagnstica sugerida1. Una gra levanta una carga de 800 kg. Suponer que el eje Y apunta hacia arriba. Encontrar la tensin del cable que levantala carga en cada uno de los siguientes casos:

a) La levanta con rapidez creciente de 3 m/s en cada segundo.Solucin: T mg = ma implica T = m(a + g) = (800 kg)(3 m/s2+ 9,8 m/s2) = 10 240 N

b) La levanta con rapidez constante.Solucin: T = mg = (800 kg)(9,8 m/s2) = 7840 N

c) La levanta con rapidez decreciente de 3 m/s en cada segundo.Solucin: T = (800 kg)(9,8 m/s2 3 m/s2) = 5440 N

Remediales a los conocimientos previosLa actividad remedial a aplicar y su profundizacin dependern por cierto del resultado de la evaluacin diagnstica.

Red de contenidos

Un cuerpo en movimiento

circunferencial uniforme tiene

mide

cumple

inercia

rotacional

la resistencia

a la rotacin

ley de la

conversacin

momento

angular



21/200

21

U N I D A D


Planificacin especfica de la seccinA continuacin se ofrece una planificacin especfica para la Seccin de Dinmica de rotaciones, de acuerdo con la planifica-cin del captulo 1 de la Unidad 1. En ella se han considerado los aprendizajes esperados dispuestos por el Marco Curriculary que contemplan los aspectos conceptuales, procedimentales y habilidades, todo ello considerando el tiempo estimado ylos recursos didcticos: actividades tericas y prcticas a desarrollar por los estudiantes:

SEMANA OBJETIVO APRENDIZAJE POR TEMA CONTENIDOS METODOLOGA / ACTIVIDADES

1

Reconocer la fuer-za centrpeta en elmovimiento circun-ferencial uniforme.

a)Fuerza resultante endos dimensiones.b)La segunda ley deNewton en el movi-miento circunferencialuniforme.c)El roce esttico comofuerza centrpeta.d)La fuerza centrfuga.

La actividad prctica del objeto que se hace girar con un cor-del por sobre la cabeza sirve como ejemplo introductorio altema de la fuerza centrpeta. Introducir el tema con preguntascomo la siguiente: La fuerza que se aplica depender de lalongitud del cordel o de la rapidez angular del objeto que rota?En el movimiento de rotacin de la Tierra alrededor del Sol yde la Luna alrededor de la Tierra, participar la aceleracincentrpeta, y cmo se relaciona con la atraccin gravitatoria?Son ejemplos de planteamiento de preguntas que puedenfavorecer el inters de los estudiantes por el tema, especialmentecuando les atrae el conocimiento de los cuerpos celestes.

2Interpretar la iner-cia rotacional de uncuerpo.

a)Concepto de inercia

rotacional.

b)Inercia rotacional decuerpos diversos.

c)La energa cintica derotacin.

Para introducir el tema de la inercia rotacional, los estudiantesdeben recordar o repetir la actividad exploratoria de inicio delcaptulo, donde varios objetos ruedan por un plano inclinado.Discutir sus conclusiones.Las acrobacias de equilibristas que usan una larga vara paracaminar por la cuerda floja, son ilustraciones motivadoraspara este tema.


En esta seccin se estudia la masa rotacional de un cuerporgido, conceptualmente anloga a la masa inercial de la

segunda ley de Newton, y su efecto en la rotacin del cuerpo.

TEMA 1 LA FUERZA CENTRPETA

Cmo abordar los conocimientos previosPreguntas sugeridas:

Cmo se relaciona conceptualmente el concepto de masainercial con el de aceleracin, a partir de las leyes de Newton?En el mismo Texto se da una descripcin.En qu situaciones un cuerpo tiene una energa igual a:

1/2mv2 ?

Refuerzo de los contenidos tratados en el temaMuchas situaciones conocidas por los estudiantes sirven devalioso recurso metodolgico en el Texto para ilustrar la rotacinde los cuerpos, dirigiendo la atencin a la facilidad o dificultadpara hacer rotar un cuerpo. Los ejemplos de los acrbatas y

las actividades prcticas del Texto refuerzan tal aprendizaje,motivarlos para su realizacin.

ACTIVIDAD EXTRA (atencin a la diversidad)

Los seres de piernas ms cortas tienen mayor facilidad para

flexionar sus piernas, por lo que son ms giles y rpidos ensus pasos al caminar o al correr. Para aquellos estudiantesque les motiva el estudio del mundo animal, plantearles lasiguiente actividad de investigacin:

Qu animales son ms giles en su desplazamiento?

Objetivo: Comparar la agilidad del movimiento de las patas dediversos animales al caminar o correr, respecto al largo de sus patas.

Procedimiento : Busquen en Internet videos de diversosanimales, y preparen una presentacin que incluya desdeanimales minsculos como los insectos hasta jirafas y elefantes.Comparen su agilidad para desplazarse.

Anlisis: Relacionen sus conclusiones con el concepto de

inercia rotacional.


Si bien existe una notable analoga entre los conceptos de masainercial e inercia rotacional, por cuanto ambas magnitudestienen relacin con la dificultad o facilidad para hacer cambiarel estado de movimiento de los cuerpos, tambin existe unadiferencia notable entre ambas inercias.

(Pginas 28 - 35)



22/200

22 Fsica III Medio

La masa inercial es una propiedad intrnseca de los cuerpos que nodepende, por lo tanto, de otras variables, en cualquiera circunstanciacotidiana. En cambio, la inercia rotacional est determinada porla eleccin del eje de rotacin del cuerpo, como lo demuestranlos diversos ejemplos que se trabajan en el Texto. Otra magnitudcomparable, a modo de ejemplo, es el peso de los cuerpos, el

cual depende del lugar de la Tierra o del espacio donde se mide.

TEMA 2 LA INERCIA ROTACIONAL

Orientaciones para promover el desarrollo de las actividades.

CMO VAS? (Pgina 36)La actividad prctica, si bien es muy simple de hacer, permiteal estudiante experimentar directamente el concepto de masainercial, que si bien no es el tema de la seccin, es anlogoal de inercia rotacional que se estudia a continuacin, ensu interpretacin como una medida de la resistencia de los

cuerpos a mantener su estado dinmico o de reposo.

Actividad prctica individual: (Pgina 40)aplicacin del concepto de inercia rotacional

Atendiendo a la distribucin de materia en los tres cuerpos,respecto a la ubicacin del eje de rotacin, debera tenermayor inercia rotacional la barra (c), seguida de la barra (b),tal que la barra (a) es la de menor inercia rotacional. Comola inercia rotacional es una medida de la resistencia de uncuerpo a rotar, se desprende que es ms fcil hacer rotar labarra (a), seguida por la (b), y la ms difcil de hacer rotar,comparativamente, la barra (c).

Evaluacin individual: (Pgina 41)Ms acrobacias aplicando la inercia rotacional.a) La acrobacia de la fotografa se explica igual que la delequilibrista, con la nica diferencia que en lugar de portaruna larga vara en sus manos, ahora el acrbata extiendeinstintivamente sus propios brazos. As logra aumentar suinercia rotacional y se hace ms difcil que su cuerpo tiendaa rotar hacia un lado u otro, perdiendo el equilibrio.

b) El objeto que tiene una masa adicional en un extremotendr mayor inercia rotacional respecto al eje que pasa porel extremo opuesto. Entonces equilibrar el martillo por elextremo del mango es ms fcil que hacerlo si se apoya sucabeza en el dedo. La inercia rotacional en la primera posicines mayor, por lo que es ms difcil que rote y se caiga.

Mini Laboratorio: (Pgina 41)La inercia rotacional de los cuerpos.En esta actividad los estudiantes podrn inferir la influencia de lainercia rotacional en el movimiento oscilatorio de los pndulos.Mediante el anlisis de las observaciones con los dos pndulos,debern concluir que la rapidez con la que un pndulo oscilaest relacionada con la inercia rotacional. El pndulo ms cortotiene menor inercia rotacional que el pndulo ms largo, lo quese deduce tanto por la expresin I= m r2como por el hechode oscilar ms rpido, es decir, opone menor resistencia a la ro-tacin. El informe de la actividad debe reflejar todo este anlisis,apoyado en la medicin de la inercia rotacional.

CMO VAS? (Pgina 42)1.- En el par de cuerpos esfricos, tiene mayor inercia rotacionalla cscara esfrica. Difieren en cmo est distribuida la materia.

En los aros, tiene mayor inercia rotacional el que tiene sudistribucin de materia ms alejada del eje de rotacin.

En el par de cuerpos cilndricos, tiene mayor inercia rotacional elque tiene su distribucin de materia ms alejada del eje de rotacin.

2.- En la actividad exploratoria de inicio del captulo 1, lleganprimero los de menor inercia rotacional: el objeto esfrico,despus el objeto macizo cilndrico, despus el anillo.

CMO VAS? (Pgina 44)La energa cintica de rotacin es igual a E

r= I2

La unidad de la inercia rotacional es Kg m2y de la rapidezangular es rad/s.

Multiplicndolas y omitiendo la unidad radin por ser adi-mensional, se obtiene: kg m2/s2.

Como kg m/s2 es igual a newton y la energa tiene unidadesde trabajo (N m), tenemos que su unidad es Joule:

J = N m

Objetivo de Aprendizaje a de-sarrollar en el Texto

PROPUESTA OBJETIVOS DE APRENDIZAJE

ESPECFICOS

INDICADORES DE EVALUACIN SUGERI

DOS CUANDO LOS ESTUDIANTES HANLOGRADO ESTE APRENDIZAJE

-Aplicacin cuantitativa de la leyde conservacin del momentoangular para describir y explicar larotacin de los cuerpos rgidos ensituaciones cotidianas.

Reconocer la fuerza centrpeta en el movimientocircunferencialuniforme.

1. Reconocen las variables fsicas que serelacionan con la fuerza centrpeta.

2. Resuelven problemas.

Interpretar la inercia rotacional de un cuerpo.1. Identifican la inercia rotacional de dife-rentes cuerpos.



(Pginas 36 - 45)



23/200

23

U N I D A D


1) Un cuerpo de masa 4 kg gira con una aceleracin de4 m/s2. Cunto vale la fuerza centrpeta que experimentael cuerpo?

A) 12 N B) 3 N C) 1 N D) 4 N

E) 7 N

2)Un nio hace girar una piedra atada a un hilo de 0,1 mde largo. Si sta describe un movimiento circunferencial

uniforme de rapidez 0,5 m/s, qu valor tiene la aceleracincentrpeta de la piedra?

A) 1,25 m/s2

B) 2,5 m/s2

C) 3,1 m/s2

D) 5,0 m/s2

E) 15,7 m/s2

3) Un tren toma una curva cuyo radio de curvatura es de400 m con una rapidez de 20 m/s. Cunto vale la fuerzacentrpeta que los rieles deben ejercer sobre un carro de25 000 kg en estas condiciones?

A) 10 kN B) 20 kN C) 25 kN D) 50 kN E) 250 kN

4) Respecto de una partcula, describiendo un M.C.U. se puedeafirmar:

I. La velocidad tangencial de la partcula coincide con suvelocidad media en magnitud.

II. La aceleracin que experimenta la partcula y la fuerzacentrpeta que acta sobre ella tienen la misma direc-cin y sentido.

III. En todo M.C.U. la rapidez es constante y, por lo tanto,no existe aceleracin. Es o son correcta(s) A) Slo I B) Slo II C) Slo III D) Slo I y II E) I, II y III

5) Una masa de 2 kg, unida mediante una cuerda a un clavofijo en una mesa pulida, describe una circunferencia hori-zontal de 0,5 m de radio. Si la masa realiza 60 vueltas porminuto. Entonces, la tensin de la cuerda en Newton ser

A) 4 2

B) 2 2C) 2

D) 2 E)

6)En los extremos de una barra de masa despreciable se

conecta una masa m a una distancia r de un punto O. Ensu otro extremo se conecta una masa 2m a una distancia2r. El momento de inercia de la masa 2m respecto al puntoO ser:

Considere Inercia : I = m r A) 3mr2

B) 5mr2

C) 8mr2

D) 9mr2

E) 15mr2

7) Cmo puede modificar una persona su inercia rotacional? A) Saltando. B) Corriendo. C) Girando sin cambiar la posicin de giro. D) Desplazndose en cualquier direccin. E) Girando, abriendo y cerrando los brazos

Evaluacin captulo 1 banco de preguntas para la seccin 2

Dinmica de las rotaciones

Nombres:

Curso:

Apellidos:

Fecha:

Soluciones

1. A2. B3. C4. E

5. A6. C7. E



24/200

24 Fsica III Medio


Nombres:

Curso:

Apellidos:

Fecha:

Dinmica de rotaciones

La siguiente figura muestra un auto de juguete que se mueve en ladireccin de la recta AB, sobre una mesa.En ella se ha colocado un clavo que fija, por medio de un cordel de 50cm, el auto a la mesa. Utilizando los conceptos estudiados en la sec-cin responde.

1. Cambia la velocidad del auto al moverse en la mesa?, Por qu?______________________________________________________

______________________________________________________

______________________________________________________ ______________________________________________________ ______________________________________________________ ______________________________________________________ ______________________________________________________ ______________________________________________________

2. Por qu el cordel se tensa cuando el auto cambia de direccin? _______________________________________________________________________________________________ _______________________________________________________________________________________________ _______________________________________________________________________________________________ _______________________________________________________________________________________________

_______________________________________________________________________________________________ _______________________________________________________________________________________________

3. Si el auto realiza 20 vueltas en un minuto y tiene una masa de 500 g. Responde Cul es la aceleracin centrpeta delauto?, Cul es la tensin de la cuerda?

_______________________________________________________________________________________________ _______________________________________________________________________________________________ _______________________________________________________________________________________________ _______________________________________________________________________________________________ _______________________________________________________________________________________________ _______________________________________________________________________________________________

4. Si luego de realizar las 20 vueltas el cordel se suelta del auto Cul es la direccin del movimiento del auto?, Por qu

ocurre esto? _______________________________________________________________________________________________ _______________________________________________________________________________________________ _______________________________________________________________________________________________ _______________________________________________________________________________________________ _______________________________________________________________________________________________ _______________________________________________________________________________________________



25/200

25

U N I D A D


Seccin 3 El torque y el momento angular (Pginas 46 - 47)

PresentacinLa seccin 3 se dedica al logro de los objetivos de aprendizaje centrados en el torque y el momento angular. Como el torquederiva a su vez de la nocin de aceleracin angular, el Tema 1 se inicia con este. El concepto de torque se introduce a partir de

una experiencia tan comn como es la de abri r una puerta, para proseguir con la construccin conceptual que culmina conla relacin entre torque, inercia rotacional y aceleracin angular. Como en el resto del captulo, se ejemplifica y contextualizapor medio de la resolucin de problemas. El Tema 2 de esta seccin, y ltimo del captulo, est dedicado al momento angulary su conservacin. Comienza con su definicin para una partcula en rotacin, y se deduce despus la expresin para uncuerpo rgido, en funcin de la inercia rotacional y de la rapidez angular. Y, como a travs de todo el captulo tras introducirun nuevo concepto o propiedad, se resuelven problemas diversos en los que se describen los movimientos de rotacin.

Conocimientos previosLos conocimientos previos que deben manejar los estudiantes para acceder en forma fluida a los aprendizajes que se abordanen este captulo, pertenecen a dos mbitos: fsico y matemtico. Los prerrequisitos de orden fsico se refieren principalmentea los Objetivos de aprendizaje de Segundo ao medio del sector Fuerza y movimiento, especficamente aplicacin de lasleyes de conservacin del momento lineal y de la energa mecnica. Una evaluacin diagnstica es altamente recomendable

al inicio del proceso educativo, y una nivelacin si los resultados as lo demandan. En el mbito matemtico, se incluye elmanejo algebraico de las operaciones matemticas del campo de los nmeros reales y nociones de vectores.

Evaluacin diagnstica sugerida1.- El coeficiente de roce esttico entre los neumticos de un automvil y el pavimento de una carretera horizontal es

Calcular la distancia mnima en la que el automvil puede detenerse si va a 40 m/s.

Solucin: Suponiendo que la fuerza neta sobre el automvil corresponde a la fuerza de roce esttico, se determina primerola aceleracin mxima posible del vehculo para detenerse.a = -

sg = -0,5(9,8m/s2) = -4,9m/s2Conocida esta aceleracin, se puede utilizar la relacin siguiente para conocer el despla-

zamiento mnimo en la direccin X:

con v = 0.

Remplazando:

2.- Suponer un carro en una montaa rusa sin roce. Si parte del reposo a 35 m de a ltura, la mayor de la montaa rusa, deter-minar la rapidez con la que llega a la base. Sea m la masa del carro y sus ocupantes.

Solucin: aplicando la ley de conservacin de la energa, se tiene

Como v1e y

2 son cero, despejando v

1se obtiene

x=v2v0

2

2a

x=

1600m

2

s2

9,8m

s2

=163m

E=1

2m v

2

2+mg y

2=

1

2m v

1

2+mg y

1.

v2=2gy 1=2(9,8m

s2 )(35m)=26ms=94kmh



26/200

26 Fsica III Medio

Red de contenidos


1 Aplicar la relacin entretorque y rotacin.

a)La aceleracin angular.b)Relacin entre acelera-cin tangencial y angular.c)El torque, concepto ydefinicin.d)Relacin entre torque yaceleracin angular.

El torque se ejemplifica experimentalmente con laaccin de aplicar una fuerza a una puerta, para buscartanto el punto donde es mayor la efectividad de lafuerza, y la direccin en que se debe aplicar. Se puederealizar en forma demostrativa. Alternativamente,el manejo de una llave para apretar o soltar tuercasresulta muy demostrativo al respecto.Por estar relacionado el torque con la inercia rotacio-nal, se debe verificar que los estudiantes han logradoel aprendizaje de esta, previo a la introduccin delconcepto de torque.

2Aplicar cuantitativamentela ley de conservacin delmomento angular.

a)El momento angular.b)Relacin entre momentoangular e inercia rotacional.c)Ley de conservacin delmomento angular.

Por el alto grado de abstraccin con que culmina elcaptulo 1, dedicar especial atencin a los ejemplos quese dan en el Texto acerca de cmo las bailarinas y losdeportistas manejan la relacin entre la inercia rotacionaly la rapidez angular para controlar sus movimientos.Grabaciones realizadas por los propios estudiantespueden servir para motivarlos por el tema.

se describe en las

magnitudes

Un cuerpo enmovimiento

circunferencial

uniforme

tiene

mide

cumple

cuando

inercia

racional

Momento

angular

La resistencia

a la rotacin

Ley de la

conservacin

PeriodoRapidez

lineal

Rapidez

angular

Aceleracin

centrpeda

el torque netoexteno es

cero

Planificacin especfica de la seccinA continuacin se ofrece una planificacin especfica para la Seccin de Torque y momento angular, de acuerdo con laplanificacin del captulo 1 de la Unidad 1. En ella se han considerado los aprendizajes esperados dispuestos por el Marco

Curricular y que contemplan los aspectos conceptuales, procedimentales y habilidades, todo ello considerando el tiempoestimado y los recursos didcticos: actividades tericas y prcticas a desarrollar por los estudiantes:



27/200

27

U N I D A D



TEMA 1 EL TORQUE Y MOMENTO ANGULAR

En este tema se estudia el efecto de la aplicacin de un torquea un cuerpo que puede rotar, por analoga al efecto de unafuerza aplicada en los movimientos de traslacin. La acele-racin que interviene en los movimientos de rotacin es laaceleracin angular, concepto con el que se inicia el tema 1.



Cmo se define la aceleracin en el movimiento rectilneoy cul es su significado?

Refuerzo de los contenidos tratados en el tema

El torque provoca una aceleracin angular del cuerpo rgido.A diferencia de la aceleracin en el movimiento rectilneo, laaceleracin angular mide la tasa temporal de variacin de larapidez angular, por lo que si la rapidez angular es constante,la aceleracin angular es cero, como en el movimiento cir-cunferencial uniforme. La rapidez angular puede aumentar odisminuir, en ambos casos existe una aceleracin angular, perode diferente signo. Por otra parte, una aceleracin angular vaasociada a una aceleracin tangencial, y en el Texto se deducela relacin entre ambas magnitudes.


El torque, si bien depende de la fuerza aplicada a un cuerporgido, no es sinnimo de fuerza, pues depende adems de loque se llama brazo de palanca, como se describe en el Texto.En otros trminos, puede existir una fuerza aplicada pero no untorque, como se ve en la actividad prctica donde se intentaabrir una puerta aplicndole diversos torques.


Actividad terica para dos alumnos: descripcin de la rotacinde un disco compacto .Resolucin similar al del problemaresuelto del que forma parte el enunciado.

CMO VAS? (Pgina 49)

Como la unidad de la rapidez angular es 1 rad/s, entonces launidad de la aceleracin angular es 1 rad/s2. Todas las part-culas que rotan en un mismo cuerpo rgido tienen la mismaaceleracin angular. Si un cuerpo tiene una aceleracin angularconstante, significa que la rapidez angular vara en una mismacantidad en cada unidad de tiempo.

CMO VAS? (Pgina 48)

En el movimiento circunferencial uniforme, como la rapidezangular es constante, la aceleracin angular es cero.

Actividad prctica (Pgina 49)

Aplicando torques a una puerta. Se trata de una actividad demuy fcil realizacin que permitir a los estudiantes sentirla experiencia directa del significado del torque. Probandodiferentes puntos de la puerta y aplicando fuerzas en diferen-tes ngulos, descubrirn empricamente que el torque msefectivo se obtiene cuando la fuerza se aplica en el punto C,perpendicularmente a la puerta. Todos los estudiantes deberanrealizar la actividad.

Actividad terica (Pgina 50)

Anlisis de la efectividad de la aplicacin de un torque. En estaactividad los estudiantes formalizan la definicin de torque,contextualizndola a la herramienta con la que se suelta una

tuerca. Deben concluir, a partir de la definicin de torque, que:la mayor efectividad de la aplicacin de un torque se consiguecon el mayor brazo de palanca posible, aunque sea alargandoartificialmente el mango de la herramienta, y ejerciendo lafuerza perpendicularmente al mango. El brazo de palanca escero si la fuerza se aplica a lo largo del mango, y en tal casono hay efecto rotacional.

CMO VAS? (Pgina 51)

1. Debera existir una fuerza centrpeta para que la trayectoriasea circunferencial.

2. De acuerdo con la relacin, el torque a aplicar tambindepende de la inercia rotacional del disco, por lo que si todala materia est distribuida en el borde del disco, el torquedebe ser mayor que si estuviera distribuida uniformementeen todo el disco.

(Pginas 46 - 52)



28/200

28 Fsica III Medio

TEMA 2 EL MOMENTO ANGULAR

Y SU CONSERVACIN

En este tema se estudia el momento angular, su conservacin,

y su relacin con la inercia rotacional, la rapidez angular y eltorque, culminando as el estudio de las rotaciones.



Cul es la definicin de momento lineal y cul es su utilidad?Del curso anterior de Fsica, los estudiantes deben recordarque el momento lineal se define como p = mv, y que su uti-lidad se basa en la ley de conservacin del momento linealcuando la fuerza neta externa es cero. Esta propiedad permitedescribir numerosas situaciones del movimiento rectilneo,como por ejemplo los choques entre partculas.

Refuerzo de los contenidos tratados en el tema

La propiedad principal de este ltimo tema es el de la con-servacin del momento angular, mediante el cual puedenresolverse mltiples problemas de aplicacin. Hay que insistirque tal ley es vlida solo cuando el torque neto externo escero. Por ejemplo, el sistema Sol Tierra tiene un momentoangular constante, no obstante participan fuerzas internasal sistema, como son las fuerzas de atraccin gravitatoria delSol y de la Tierra. Tendra que intervenir una fuerza externa alSistema Solar para desequilibrar el momento angular. Existela analoga con la ley de conservacin del momento lineal, el

cual tambin es vlido cuando la fuerza neta externa es cero.


Los problemas de aplicacin desarrollados en el Texto de laley de conservacin del momento angular son vlidos paramuy diversos sistemas, tanto a escala muy pequea, como lostomos, hasta una escala gigantesca, como son las estrellasy galaxias. Ante la pregunta de algunos estudiantes: Y esto,

dnde se aplica? tenemos ejemplos suficientes para responder.


CMO VAS? (Pgina 54)

El momento angular es mayor en el cuerpo que tiene forma deanillo, porque su inercia rotacional es mayor que la del disco

Actividad terica para dos alumnos (Pgina 56)

Comparando el momento angular de la rotacin de la Tierra,con el de traslacin de la Tierra alrededor del Sol. Se dan las

indicaciones para su desarrollo en el mismo problema.

Actividad de indagacin en terreno (Pgina 58)

Explicando algunos movimientos acrobticos de rotacin.Actividad de alto contenido motivacional, especialmentedestinado a los estudiantes con orientaciones hacia el manejode las tcnicas audiovisuales.

Actividad terica para dos alumnos: aplicacin cuantitativade la ley de conservacin del momento angular. El problemase resuelve siguiendo el modelo de los problemas anterioresresueltos.

Objetivo de Aprendizaje a de-sarrollar en el Texto

PROPUESTA OBJETIVOS DE APRENDIZAJE

ESPECFICOS

INDICADORES DE EVALUACIN SUGERIDOS CUANDO LOS ESTUDIANTES HAN

LOGRADO ESTE APRENDIZAJE

-Aplicacin elemental de larelacin entre torque y rotacinpara explicar el giro de ruedas,la apertura y el cierre de puertas,entre otros.

Aplicar la relacin entre torque y rotacin.

1. Identifican las variables fsicas presentes

en los giros de los cuerpos.2. Reconocen la relacin entre torque yrotacin.

Aplicar cuantitativamente la ley de conservacin delmomento angular..



(Pginas 53 - 61)



29/200

29

U N I D A D


1)Dos esferas idnticas se hacen rotar de distintos ejes degiro, con igual rapidez angular . Se puede afirmar queeje de giro eje de giro:

I. los momentos de inercia son iguales. II. los momentos de inercia son distintos. III. los momentos angulares son iguales. Es (son) correcta(s) A Slo I B) Slo II C) Slo III D) Slo I y III

E) Slo II y III

2)Una gimnasta, al realizar un salto mortal, adopta una posicinfetal. De acuerdo con lo anterior, podemos afirmar que:

A) el momento de inercia permanece constante. B) la velocidad angular disminuye a la mitad. C) el momento angular es constante. D) la velocidad angular permanece constante. E) el momento angular se duplica.

3) Dos planos inclinados tienen la misma altura, pero formanngulos distintos con la horizontal. Si se hace rodar unamisma esfera de acero por cada uno, se puede afirmar que:

A) en el plano ms inclinado alcanzar mayor momentoangular.

B) en el plano con menor inclinacin alcanzar mayormomento angular.

C) en ambos casos alcanza igual momento angular. D) en el plano con mayor inclinacin se duplica momento

de inercia. E) en el plano con menor inclinacin disminuye a la mitad

el momento de inercia

4) Una patinadora al girar retrae sus brazos de modo de re-

ducir su inercia rotacional a un tercio, luego su velocidadangular: A) se duplica. B) se triplica. C) permanece constante. D) se cuadruplica. E) disminuye a la mitad.

5)Un cuerpo de momento de inercia I gira con rapidezangular . Si se triplica la rapidez angular y se disminuyea un tercio su momento de inercia, entonces podemosdecir que su momento angular:

A) se duplica. B) disminuye a la mitad. C) se mantiene. D) se triplica. E) se cuadruplica.

6)Un planeta gira de Oeste a Este, la direccin y sentido de

su momento angular sern, respectivamente: A) Norte-Sur; Norte. B) Norte- Sur; Sur. C) Este -Oeste; Este. D) Este-Oeste; Oeste. E) Noroeste Sureste; Sureste.

7) Un patinador al girar estira sus brazos para disminuir suvelocidad de rotacin, pues con ello:

I. aumenta la distancia de la masa respecto al eje derotacin.

II. disminuye su momento angular. III. disminuye el torque neto sobre l. Es o son verdadera(s): A) Slo I B) Slo II C) Slo III D) Slo I y II E) Slo II y III

Soluciones

1. B2. C3. A4. B

5. C6. A7. A

El torque y el momento angular

Nombres:

Curso:

Apellidos:

Fecha:

Evaluacin captulo 1 banco preguntas para la seccin 3



30/200

30 Fsica III Medio

Las siguientes figuras muestran una pelota atada a un cordel que realiza un movimiento circunferencial uniforme.En ellas se muestra que el radio del cordel vara debido a la accin de la fuerza aplicada por la mano. Utilizando los con-ceptos estudiados en la seccin responde.


Nombres:

Curso:

Apellidos:

Fecha:

El torque y el momento angular

1. Si la pelota, en la figura a) tiene una masa de 100 g, est a 50 cm del centro y realiza 20 vueltas en un minuto. Cul essu rapidez angular y tangencial?, Cul es la inercia rotacional de la pelota?_______________________________________________________________________________________________

_______________________________________________________________________________________________ _______________________________________________________________________________________________ _______________________________________________________________________________________________ _______________________________________________________________________________________________ _______________________________________________________________________________________________

2. Si el radio disminuye a la mitad, tal como lo muestra la figura b), Qu sucede con la magnitud del momento angular dela pelota?

_______________________________________________________________________________________________ _______________________________________________________________________________________________ _______________________________________________________________________________________________ _______________________________________________________________________________________________ _______________________________________________________________________________________________ _______________________________________________________________________________________________



31/200

31

U N I D A D


Captulo 2 Mecnica de fluidos

PresentacinEn este captulo los alumnos van a estudiar las interacciones de las sustancias capaces de fluir, trmino usado tanto paragases como para lquidos, los cuales pueden estar en reposo, en movimiento o en contacto con un slido.Se comenzar el estudio con una descripcin general de la materia, las propiedades de los fluidos, y los tipos de fuerzaque actan sobre ellos.A continuacin se estudia el comportamiento de los fluidos en reposo, la presin hidrosttica y como vara sta al interior deun fluido, adems de los principios de Pascal, Arqumedes y sus aplicaciones como la prensa hidrulica, los frenos hidrulicos,el empuje y la flotabilidad de un cuerpo.Finalmente, se estudian los fluidos en movimiento, considerando su enorme complejidad, se explican las caractersticas deun fluido ideal, los tipos de fluido, la ecuacin de continuidad, la ecuacin de Bernoulli y las aplicaciones de sta como el

efecto Venturi, la ecuacin de Torricelli, el empuje sobre el ala de un avin, el alern utilizado en los automviles.Para lograr los objetivos de aprendizajes este captulo se ha dividido en 3 secciones:Seccin 1 Propiedades de los fluidosSeccin 2 Fluidos en reposoSeccin 3 Fluidos en movimiento

Seccin 1 Propiedades de los fludos

PresentacinEsta seccin estudia los aspectos relacionados con los slidos y fluidos. Ac recordarn las principales caractersticas del estadoslido, lquido y gaseoso, el estudio de los efectos que producen las fuerzas sobre los cuerpos y las fuerzas que actan sobrelos fluidos.

Para ello, la seccin se ha organizado en un solo gran tema llamado Descripcin general de la materia. La materia, granparte del tiempo, se presenta como slido, lquido o gas. Adems de estos tres estados existe un cuarto estado de la materiadenominado plasma, el cual es esencialmente un gas ionizado con igual nmero de cargas positivas que negativas. Paraefectos del texto, se analizaran los fluidos lquidos y gaseosos.

Conocimientos previosLa seccin trata sobre las propiedades de los fluidos.Para que los alumnos logren los objetivos de aprendizaje propuestos para la seccin, es necesario que los alumnos revisenalgunos contenidos tratados, tales como: los estados de la materia, la densidad de las sustancias, los principios de Newton.Es preciso que indague en los alumnos lo siguiente.La relacin que existe entre la masa de los cuerpos y su volumen.

Los estados de la materia

Para ello pdales observar los fenmenos que ocurren cuando se calienta un trozo de hielo contenido en un vaso precipitadoy responder las siguientes preguntas:1. Cules son los cambios de estado que sufre el trozo de hielo?2. Cambia la estructura molecular del agua cuando aumenta la temperatura sobre el trozo de hielo?3. Cules son las fuerzas presentes entre las molculas cuando aumenta la temperatura?4. Qu sucede con las fuerzas entre las molculas cuando el hielo cambia de estado?

Orientaciones generales para el tratamiento

de los objetivos de aprendizaje

IU DN A D 1

FUERZA Y MOVIMIENTO

(Pginas 74 - 129)

(Pginas 76 - 84)



32/200

32 Fsica III Medio

Remediales a los conocimientos previosRealice actividades simples como realizar cambios de estado en el agua, ya sea entregando energa calrica o quitndola.Mediante el uso de fotografas, videos o textos de ejemplos de efectos de las fuerzas sobre los cuerpos. Use los conceptosde termodinmica y principios de Newton para explicar dichos ejemplos.

Red de contenidos

Slido

Fluidos

GasLquido

sobre ellos actuan

Fuerzas de

masa

Fuerzas

superficiales

se puede

deformar

Mdulo de

corte

se puede

comprimir

Mdulo de

Young

Mdulo de

volumen

NIVEL HABILIDAD INDICADOR DE LOGRO

Avanzado

El estudiante relaciona cambios de estado con varia-ciones de temperatura reconociendo los cambios anivel macroscpico como microscpico. Contextualizaefectos de las fuerzas sobre los cuerpos.

Da ejemplos de cambios de estado nombrando los estadosde energa para cada uno y explica cambios de forma ymovimiento producto de fuerzas aplicadas.

Medio

El estudiante relaciona cambios de fase con variacionesde temperatura.

Comprende que las fuerzas alteran la forma y estadode movimiento de un cuerpo.

Nombra cambios de estado y de fase de algunas sustancias.Reconoce algunos efectos de las fuerzas sobre los cuerpos

BsicoNombra cambios de estado y de fase de algunassustancias. Reconoce algunos efectos de las fuerzassobre los cuerpos

Reconoce algunos de los cambios de estado fsico.

Nombra algunos efectos de las fuerzas.

InsuficienteEl estudiante reconoce en forma errnea estados de lamateria y los efectos de las fuerzas sobre los cuerpos

Se recomienda retomar los cambios de estado de la materiay los contenidos relativos a fuerzas, deformaciones y cambiode direccin.

Evaluacin diagnstica sugerida

En la siguiente tabla le proponemos indicadores para evaluar el nivel de logro de los conocimientos que estn involucrados.



33/200

33

U N I D A D



1Reconocer estados de lamateria y su estado deagregacin.

Estados de la materia:slidoslquidos y gases.Fuerzas intermoleculares.

Desarrollar preguntas orientadoras como:a) Qu sustancias se encuentran en los 3 estadosde la materia?

b) cmo es la entropa en cada estado de la materia?

c) Cundo estamos en presencia de cambios de fase?

d) Es lo mismo cambios de fase que cambio de estado?

1 Propiedades de los fluidos

Densidad

Peso especfico

Fuerzas que actan sobrelos fluidos

Presin en el lquido

Varios de estos conceptos pueden sertrabajados a partir de las fotografas de la110 de forma cualitativa. Lleve alaula un vaso con jugo de color y realicepreguntas como:

Cmo podemos determinar la densidad deesta mezcla?Qu diferencias hay entre peso y pesoespecfico?Actan fuerzas sobre los lquidos?En qu partes del vaso es posible detectarla presin del lquido?

Planificacin especfica de la seccinA continuacin le ofrecemos una planificacin especfica de la seccin 1 Slidos y fluidos.



34/200

34 Fsica III Medio


TEMA 1 DESCRIPCIN GENERAL DE LA MATERIA

Cmo abordar los conocimientos previosInicie con un juego: nombrar diferentes sustancias y mencionarlos estados de agregacin en los cuales es posible encontrarlos.Antelos en la pizarra y luego establezca cmo puede cambiar elestado de agregacin de cada sustancia. Relacione los cambiosde estado con los niveles de entropa

Documents

Física 3º y 4º Medio Guia Docente