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2010 EL XYZ DE FSICA(CIENCIAS II)

PROFR. RAMN EDUARDO FRANCO CUADERNO DE ACTIVIDADES 23/08/2010

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3:PROLOGO.Este cuaderno de actividades tiene como objetivo que el alumno aprenda a prender, promoviendo su participacin activa en la construccin de sus conocimientos, a partir de sus ideas, nociones o experiencias previas respecto a problemas en particular, con el fin de que desarrolle y ejercite sus habilidades. En est obra se busca estimular al alumno(a) para que participe en diversas actividades colectivas y desarrollen su capacidad de anlisis. Las actividades han sido diseadas con la idea de que el alumno(a) adquiera a travs de una breve lectura o fuente de informacin aplique las tcnicas de la lecto-escritura y desarrollar una visin de la Fsica que le permita ubicar la construccin del conocimiento cientfico como proceso cultural. Ello implica avanzar en la comprensin de que los conceptos que estudian son el resultado de un proceso histrico, cultural y social en el que las ideas y las teoras se han transformado, cambio que responde a la necesidad constante de explicaciones cada vez ms detalladas y precisas de los fenmenos fsicos. De esta manera, el cuaderno de actividades contribuye a los propsitos del programa de Ciencias II, es decir, demandar la propuesta en la prctica de habilidades y actitudes, que contribuyen al desarrollo de una formacin cientfica bsica y su relacin con las dems asignaturas. Las actividades a lo largo del cuaderno comprenden experimentos, cuestionarios, ejercicios, resolucin de problemas, laberintos, sopa de letras, construccin y anlisis de grficos. Cuenta con instrucciones claras para que pueda realizarse individual y colectivamente, dentro y fuera del aula. De est manera se promueve que el estudiante construya sus conocimientos y que desarrolle, ejercite habilidades necesarias para abordar y comprender los contenidos del programa de la asignatura de Ciencias II. Al elaborar este cuaderno de actividades, adems de haber recurrido a la informacin bibliogrfica, he querido dejar constancia de mis conocimientos y experiencias obtenidas durante muchos aos de impartir est materia. Con la participacin del maestro(a), alumnos(as) y padres de familia es indiscutible que el proceso enseanza-aprendizaje, se facilite, mediante el uso adecuado de este recurso didctico, se espera que los alumnos(as), adquieran las herramientas y habilidades en un panorama amplio de la asignatura. Finalmente se anexan temas de importancia de la Fsica y las ecuaciones ms utilizadas durante el ciclo escolar y a su ves el proceso de cmo ir despejando las ecuaciones. Espero que este material resulte til e interesante, de tal manera que con los conocimientos, experiencias y orientacin del(a) profesor(a) y la buena disposicin de los padres de familia en estar pendientes del avance en competencias y trabajo colaborativo se logre que el curso sea todo un xito.PROFESOR: RAMN EDUARDO FRANCO. LIC. EN EDUCACIN, ESPECIALIDAD EN CIENCIAS NATURALES.

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LA PERCEPCIN DEL MOVIMIENTO

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Todo el Universo se encuentra en constante movimiento. Los cuerpos presentan movimientos rpidos, lentos, peridicos y azarosos. La tierra describe un movimiento de rotacin girando sobre su propio eje, al mismo tiempo describe un movimiento de traslacin alrededor del Sol. La luna gira alrededor de la tierra, los electrones alrededor del ncleo atmico. As, a nuestro alrededor siempre observaremos algo en movimiento: nios corriendo y saltando, nubes desplazndose por el cielo, pjaros volando, rboles balancendose a uno y otro lado por un fuerte viento. Todo es movimiento. La Mecnica es la rama de la fsica encargada de estudiar los movimientos y estados de los cuerpos. Se divide en dos partes: 1.- Cinemtica, estudia las diferentes clases de movimiento de los cuerpos sin atender las causas que lo producen. 2.- Dinmica, estudia las causas que originan el movimiento de los cuerpos. Un cuerpo tiene movimiento cuando cambia su posicin a medida que transcurre el tiempo. Para lo cual es necesario que entiendas los siguientes conceptos: MOVIMIENTO: Es el cambio de posicin de un cuerpo en el espacio.TRAYECTORIA: Es DESPLAZAMIENTO:

la lnea que describe en el espacio un cuerpo en movimiento. Es la distancia en lnea recta entre dos posiciones de un cuerpo que se mueve.

Trayectoria

Desplazamiento

El movimiento se clasifica segn su trayectoria en: RECTILNEO, cuando la trayectoria es una recta; CURVILNEO, cuando la trayectoria es una curva. El movimiento tambin puede clasificarse por su forma en: UNIFORME, cuando recorre distancias iguales en tiempos iguales y ACELERADO, cuando en iguales tiempos recorre distancias diferentes. Otra forma de clasificar el movimiento es segn el marco de referencia, en ABSOLUTO, cuando se compara el movimiento de un cuerpo respecto a otro que se considera fijo (en reposo). En RELATIVO; cuando se compara el movimiento de un cuerpo respecto de otro que tambin se mueve. * En realidad el sistema de referencia absoluto no existe, porque todo se encuentra en constante movimiento

ACTIVIDAD N 1Con el propsito que desarrolles tu habilidad locomotora, sigue la trayectoria para encontrar el desplazamiento de cada uno de los laberintos.

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7:RECUERDA QUE:

Un cuerpo tiene movimiento cuando realiza un cambio de lugar en funcin del tiempo. El estudio de la cinemtica posibilita conocer y predecir en qu lugar se encontrar un cuerpo, qu velocidad tendr al cabo de cierto tiempo, o bien, en qu lapso de tiempo llegar a su destino. El sistema de referencia puede ser absoluto si considera un sistema fijo de referencia, o relativo si considera mvil al sistema de referencia. En realidad, el sistema de referencia absoluto no existe, pero resulta til considerar los movimientos que se producen sobre la superficie de la Tierra, suponiendo que estuviera fija. El movimiento rectilneo es el ms sencillo de todos y es el que realiza cualquier cuerpo que se mueva en una trayectoria recta. Una magnitud escalar es aquella que queda perfectamente definida con solo indicar su cantidad expresada en nmeros y la unidad de medida, se requiere indicar claramente la direccin y el sentido en que actan. Por ejemplo, el desplazamiento, la fuerza, la velocidad, la aceleracin, etc. Cualquier magnitud vectorial puede ser representada grficamente por medio de una flecha llamada vector, la cual es un segmento de recta dirigido. Cuando se grfica en un sistema de coordenadas cartesianas o rectangulares los datos de la posicin de un cuerpo en funcin del tiempo que utiliza para realizarlo, al unir los puntos, la recta o curva obtenida representa la velocidad del cuerpo. La velocidad de un cuerpo la podemos determinar con la siguiente expresin matemtica: velocidad = distancia recorrida/tiempo transcurrido Cuando un mvil sigue una trayectoria recta en la cual recorre distancias iguales en tiempos iguales, efecta un movimiento rectilneo uniforme. La velocidad media de un mvil se determina con la siguiente expresin matemtica: velocidad media = distancia total recorrida/tiempo total transcurrido.ACTIVIDAD N 2

Renete con tu equipo de trabajo y realicen el siguiente trabajo: 1.- Cmo explicas lo que se entiende por movimiento de un cuerpo?__________________________ ___________________________________________________________________________________ 2.- En qu casos se dice que un cuerpo sigue movimientos rectilneos y cuando uno curvilneo? Rectilneo__________________________________________________________________________ __________________________________________________________________________________ Curvilneo__________________________________________________________________________ ___________________________________________________________________________________ 3.- Cul es la importancia del estudio de la cinemtica?____________________________________ ___________________________________________________________________________________ ___________________________________________________________________________________

8:4.- Da un ejemplo prctico en donde se utilice un sistema de referencia absoluto, para describir el movimiento de un cuerpo.____________________________________________________________________________ ___________________________________________________________________________________ ___________________________________________________________________________________ 5.- Cul es la diferencia entre distancia y desplazamiento? Distancia___________________________________________________________________________ ___________________________________________________________________________________ Desplazamiento_____________________________________________________________________ __________________________________________________________________________________ 6.- Cul es la diferencia entre rapidez y velocidad de un mvil? Rapidez____________________________________________________________________________ ___________________________________________________________________________________ Velocidad__________________________________________________________________________ ___________________________________________________________________________________ 7.- En el siguiente sistema de coordenadas cartesianas en el que se representan los cuatro puntos cardinales (norte, sur, este y oeste).utilicen una escala conveniente y realicen el siguiente ejercicio. a).- un perro camina 4 m al este, despus camina 3 m al norte y finalmente 2 m al oeste. Determinen: Cul fue la distancia total que recorri? Y Cul fue su desplazamiento?Norte

Oeste Sur

Este

Distancia total___________________________________________________________ Desplazamiento total_____________________________________________________

UTILIZACIN DE LAS MAGNITUDES FUNDAMENTALES DE LA FSICA LA LONGITUD

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Las longitudes una magnitud de los cuerpos y una dimensin del espacio. Se mide calculando la distancia en lnea recta entre dos puntos. a b La longitud es una magnitud que puede expresarse de diferentes modos: a).- Como separacin o proximidad entre dos cuerpos: l

b).- Como altura de un cuerpo:

h

c).- Como profundidad:

p

d).- Como las tres dimensiones de un cuerpo; largo, ancho y espesor

La unidad fundamental para medir longitudes es metro su smbolo es m para medir longitudes se han diseado diferentes aparatos como son: a).- Micrmetro: Aparato para medir espesores o dimetros hasta centsimas de milmetros. b).- Tornillo micromtrico: Instrumento utilizado en los microscopios y anteojos para medir distancias muy pequeas. c).- Calibrador vernier o pie de Rey: Instrumento utilizado por los mecnicos para medir espesores, dimetros interiores, exteriores y profundidades; en piezas como tornillos, barras, tubos esferas, etc. d).- Flexmetro: Es una cinta metlica graduada comnmente utilizada en el hogar, carpintera, herrera, construccin, etc.

ACTIVIDAD N 3

10:

Contesta correctamente las siguientes cuestiones: a).- Qu es la longitud?_______________________________________________________________ __________________________________________________________________________________ __________________________________________________________________________________ b).- Escribe tres modos de expresar la longitud: __________________________________________________________________________________ __________________________________________________________________________________ c).- Cul es la unidad fundamental para medir la longitud?__________________________________ d).- Cul es el smbolo para representar la unidad de longitud? _______________________________ e).- Escribe el nombre de tres instrumentos para medir longitudes._____________________________ __________________________________________________________________________________ Realiza las siguientes mediciones de longitud: Renete con otros compaeros y consigan una regla o Flexmetro para hacer su actividad. LONGITUD MEDIDA EN (cm) Altura del alumno Largo del zapatoNOMBRE DEL COMPAERO 1 NOMBRE DEL COMPAERO 2 NOMBRE DEL COMPAERO 3

Anchura cuarta

de

su

Longitud alcanzada al dar un paso normal Altura mxima del saln de clases Altura de la puerta

Largo o ancho de la ventana

11:LA MASA

La masa es una magnitud fsica fundamental que tiene que ver con la cantidad de materia que contiene un cuerpo. La masa es una medida de la inercia, esto quiere decir que mientras mayor cantidad de masa contiene un cuerpo cuando se le aplica una fuerza, mayor resistencia opone a cambiar su movimiento que un cuerpo que tenga menor cantidad de masa. La masa es una propiedad invariable; es decir, que no cambia en cualquier parte que se encuentre, as un astronauta tendr la misma cantidad de masa en la Tierra que en la luna o en Marte. Al observar los cuerpos de nuestro entorno podemos hacernos la siguiente pregunta: Puede tener ms masa un cuerpo pequeo que uno grande? Busquemos una respuesta experimental para esta pregunta. Lo que podemos hacer es lo siguiente: a).- conseguir cuerpos de diferente tamao pero del mismo material y comparar sus masas usando una balanza. b).- Conseguir cuerpos de diferente tamao y diferente material; Comparar su masa usando una balanza. Igual que el caso anterior. Como puedes darte cuenta la balanza se inclinara del lado que se encuentre el cuerpo con mayor masa. La balanza es un instrumento utilizado para comparar la masa o cantidad de materia de dos o ms cuerpos. Tambin podemos utilizarla para hacer medicin, para lo cual necesitamos elegir una unidad. La unidad fundamental para medir la masa es el gramo su smbolo es g pero como el gramo es una unidad muy pequea, el SISTEMA INTERNACIONAL toma como unida el kilogramo Kg. Para grandes cantidades de masa se utiliza otra unidad llamada tonelada equivalente a 1000 Kg

12:ACTIVIDAD N 4

Determina con la ayuda de una balanza, la masa de los siguientes cuerpos. Escribe su valor en gramos y en kilogramos, recuerda que un kilogramo tiene mil gramos, es decir 1 kg = 1000g y por lo tanto, un gramo equivale a la milsima parte de un kilogramo, es decir: 1g = .001 kg CUERPO MEDIDO Trozo de madera Pelota de esponja Trozo de hierro Objeto de vidrio Objeto de plstico Trozo de plastilina Esfera de unicel Objeto de aluminio Objeto de bronce Trozo de telaACTIVIDAD N 5

MASA EN GRAMOS (g)

MASA EN KILOGRAMOS (kg)

Contesta correctamente las siguientes cuestiones: a).- Qu es la masa? _________________________________________________________________ _______________________________________________________________________________ __________________________________________________________________________________ b).- Cul es el nombre y smbolo de la unidad fundamental para medir la masa? _________________ _______________________________________________________________________________ c).- Qu unidad utiliza el Sistema Internacional para medir la masa?___________________________ __________________________________________________________________________________ d).- Qu unidad se usa para medir grandes cantidades de masa?_______________________________ _______________________________________________________________________________ e).- Para qu sirve una balanza?________________________________________________________ _______________________________________________________________________________ _______________________________________________________________________________ f).- Qu tendr ms materia 100g de algodn o 100g de arena?_______________________________ _______________________________________________________________________________ g).- Qu cuerpo tendr ms masa 80g de unicel o 30 g plastilina? _____________________________ _______________________________________________________________________________ h).- Tendrn la misma masa dos calabazas que ocupan el mismo volumen, cuando a una se le ha vaciado toda la pulpa? Explica, porqu___________________________________________________ _______________________________________________________________________________ _______________________________________________________________________________ i).- Si tienes dos cajas iguales; una llena de tuercas metlicas y otra de esferas de unicel. Cul podrs mover ms fcil? Explica porque________________________________________________________ _______________________________________________________________________________ _______________________________________________________________________________ j).- Escribe una conclusin sobre esta actividad. ___________________________________________

EL TIEMPO

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El tiempo es una magnitud fsica fundamental. El tiempo es un concepto difcil de definir. Todos hablamos de l, lo usamos, lo medimos, y hasta nuestra existencia esta marcada por el tiempo. Entonces entendemos que el tiempo es la duracin de un fenmeno o el transcurrir entre un hecho y otro. POR EJEMPLO: La duracin de una cancin La duracin de una clase La duracin de un ciclo escolar La duracin de una vuelta de la tierra sobre su eje La duracin de una vuelta de la tierra sobre el Sol El transcurrir entre el relmpago y el trueno El transcurrir entre el nacimiento de Cristo y el descubrimiento de Amrica El transcurrir entre salir de mi casa y llegar a la escuela El transcurrir entre nacer y morir Despus de entender qu es el tiempo, la siguiente pregunta es Cmo medir el tiempo? A lo largo de la historia el ser humano ha inventado una gran cantidad de mtodos e instrumentos para medir esta magnitud. Pero hay una unidad de medida que a perdurado por siempre, el da, de sta se derivan otras unidades superiores, la semana, el mes, el ao, el lustro, la dcada, el siglo, el milenio, etc. el da se divide en horas, stas en minutos y stos en segundos. Las equivalencias son las siguientes: 1 da = 24 horas, 1hora = 60 minutos, 1 minuto = 60 segundos: por lo tanto 1 da = 24hr = 1440min = 86400seg En Fsica la unidad fundamental de tiempo es el segundo, su smbolo es s, se mide con mayor precisin con un instrumento llamado cronmetro, los hay mecnicos y electrnicos de manera convencional se utiliza el reloj.ACTIVIDAD N6

Determine en minutos y en segundos, los tiempos promedio que transcurre en los eventos sealados. Evento Realizado Descanso entre clase y clase Duracin de una clase Duracin que tarda un profesor en llegar a clase Duracin para ir al bao Jornada diaria en la escuela Tiempo del evento en minutos (min) Tiempo del evento en segundos (s)

14:Contesta correctamente las siguientes preguntas: a).- Qu es el tiempo?________________________________________________________________ _______________________________________________________________________________ _______________________________________________________________________________ b).- Cules son los dos modos de entender el tiempo?_______________________________________ _______________________________________________________________________________ _______________________________________________________________________________ _______________________________________________________________________________ c).- Escribe dos ejemplos de tiempo, como duracin de un fenmeno: __________________________ _______________________________________________________________________________ _______________________________________________________________________________ _______________________________________________________________________________ d).- Cul es la unidad fundamental y smbolo para medir el tiempo?___________________________ _______________________________________________________________________________ e).- Si las personas debemos dormir como mnimo 8 hrs. al da Cuntos minutos estamos despiertos?_________________________________________________________________________ EL REA Y EL VOLUMEN El rea se obtiene mediante la multiplicacin de diferentes longitudes, como el largo y el ancho. El rea puede calcular la medida de una habitacin, una cancha de ftbol, un terreno, una parcela o un patio. La idea de rea o superficie la tomamos de la observacin de una de las caras de un cuerpo

Las superficies pueden ser planas o curvas y pueden tener forma geomtrica definida o totalmente irregular. La necesidad de medir superficies surgi desde la antigedad, pues para poder cobrar los impuestos a los campesinos era necesario saber la extensin de la tierra que haban trabajado; de esta actividad surgen los gemetras (medidores de las tierras). En la actualidad la necesidad de medir superficies abarca una buena parte de nuestro quehacer cotidiano, por ejemplo: El papel tapiz para una pared nos lo venden en metros cuadrados Los vidrios de una ventana se compran en m2 o cm2 Un albail cobra su trabajo: muros, loza, piso, aplanados, etc. por m2 El impuesto predial se cobra por m2 de construccin o baldo. La impermeabilizacin de techos se cobra por m2 La unidad fundamental para medir superficies o reas es el metro cuadrado (m2) el cual es una unidad derivada.

15:1m2 = 100 dm2 = 10 000 cm2 = 1 000 000 mm2

100 cm

1000 mm

Para medir terrenos de cultivo se utiliza una Uni unidad agraria llamada rea se simboliza a Y eqequivalente a 100 m2, aunque lo ms comn es un mltiplo de Est est conocido como: Hec 10 dm hectrea = 100 reas 1 ha 1 ha = 100 a = 10 000 m2

1m

Por supuesto que para medir superficies procuraremos que tengan figuras geomtricas definidas y as poder aplicar las frmulas correspondientes. b l l A = l2 h b A=b.h h b A=b.h 2 h B A = (B+b) . h 2 h b A = b.h r A = r2

EL VOLUMEN El volumen es el espacio que ocupa un cuerpo. Este espacio puede ser geomtricamente definido o totalmente irregular.

Espacio geomtricamente definido

Espacio geomtricamente irregular

En el caso de los cuerpos slidos el volumen y la forma se conservan sin importar el recipiente que los contiene. En los lquidos el volumen se conserva pero la forma depende del recipiente que los contiene. Los gases no tienen volumen ni formas propias, ambos dependen del recipiente que los contiene. La unidad fundamental para la medicin de volmenes es el metro cbico y su smbolo es (m3) 1 m3 = 1000 dm3 = 1 000 000 cm3 = 1 000 000 000 mm3 Convencionalmente el volumen suele medirse en litros 1 litro = 1 dm3, por lo tanto 1cm3 = 1 mililitro (1 ml).

16:1000 mm 100 cm La medicin del volumen de cuerpos con espacio geomtricamente definido se hace aplicando frmulas matemticas.

1m

10 dm

V = (Ab)(h)

V= (Ab)(h) 3

V= .r2.h

V= .r2.h 3

V=4.r3 3

El volumen de cuerpos con espacio geomtricamente irregular se mide por desplazamiento de un lquido

ACTIVIDAD N7

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Propsito: Qu el alumno aprenda a establecer reas y volmenes en cuerpos geomtricos. EJERCICIOS: 1.- Para determinar el rea o superficie de un cuadrado o de un rectngulo, se multiplica lado por lado, es decir A= l2; calcula el valor del rea o superficie que se solicita.a).- Cul es el valor de su rea o superficie de una cancha de bsquetbol? has el dibujo de la figura geomtrica.

b).- Mide la figura de madera y especfica cul es su volumen? has el dibujo

c).- Cul es el volumen de una pelota de esponja? has el dibujo.

d).- Determina el volumen de una lata de refresco, has el dibujo.

Contesta correctamente las siguientes cuestiones: a).- De dnde tomamos la idea de superficie o rea?________________________________________ __________________________________________________________________________________ __________________________________________________________________________________ b).- Cules son las dos formas que puede tener una superficie?_______________________________ __________________________________________________________________________________ __________________________________________________________________________________ c).- Cundo surge la necesidad de medir superficies?_______________________________________ __________________________________________________________________________________ __________________________________________________________________________________ d).- Cul es la unidad fundamental para medir la superficie?_________________________________ __________________________________________________________________________________ e).- Qu es el volumen?______________________________________________________________ __________________________________________________________________________________

18:f).- Cmo puede ser geomtricamente el volumen de un cuerpo?______________________________ __________________________________________________________________________________ g).- Qu pasa con el volumen y la forma de los slidos?_____________________________________ __________________________________________________________________________________ __________________________________________________________________________________ h).- Qu pasa con el volumen y la forma de los lquidos?____________________________________ __________________________________________________________________________________ __________________________________________________________________________________ i).- Qu pasa con el volumen y la forma de los gases?_______________________________________ __________________________________________________________________________________ _____________ _____________________________________________________________________ j).- Cmo se llama el mtodo para medir el volumen de cuerpos irregulares?____________________ _____________________________________________________________ _____________________LAS COMPARACIONES

Una tendencia natural de los seres humanos es tratar de comparar las cosas. Primero nos comparamos con el mundo natural que nos rodea y as adquirimos la idea de lo grande y lo pequeo. POR EJEMPLO: Una montaa es grande porque es muchas veces nuestro tamao. Una pluma es pequea porque nosotros somos muchas veces su tamao. Despus hemos buscado hacer comparaciones fuera de nosotros, es decir, establecer una relacin de comparacin entre la misma cualidad de los cuerpos. POR EJEMPLO: Comparamos los tiempos en que suceden dos fenmenos, el receso y una hora clase Comparamos la longitud de dos canchas, una de ftbol y otra de bsquetbol Comparamos el volumen de dos cuerpos, un refresco maxilitro y un paupau Comparamos la superficie de dos cuerpos, el pizarrn y un cuaderno En fsica suelen compararse las magnitudes o dimensiones de dos cuerpos o fenmenos. Estas comparaciones se hacen matemticamente a travs de una divisin. OBSERVA.

A B Para comparar estas dos tablas, vemos cuntas veces cabe la B en la A. Observamos que cabe 3 veces B en A por lo tanto, la comparacin la podemos expresar de dos formas: 1.- La longitud de A es tres veces la de B A/B = 3 2.- La longitud de B es la tercera parte de A B/A = 1/3

ACTIVIDAD N 8

19:

Escribe las dos maneras de expresar las comparaciones indicadas en cada inciso tambin su expresin matemtica. Compara las alturas 1.- ______________________________________________________ ______________________________________________________ h1 2.- ______________________________________________________ a).h2 ______________________________________________________

V1 V2 b).-

Compara los volmenes 1.- _____________________________________________________ _____________________________________________________ 2.- _____________________________________________________ _____________________________________________________

MEDICIONES Y PATRONES Desde tiempos muy remotos el hombre ha tenido la necesidad de medir, es decir, saber cul es la magnitud de un objeto comparndolo con otros de la misma especie que le sirva de base o patrn, pero el problema ha sido encontrar el patrn de medida. Por ejemplo, se habl de codos, varas, pies, jemes, brazadas, para medir longitud; cuarterones, arrobas, quintales y cargas para medir masa; y lunas, soles y lustros para medir tiempo. Los pases grandes y ricos establecieron nuevas medidas propias para demostrar su podero y autonoma, dando como resultado un serio obstculo para el comercio entre los pueblos debido a la diversidad de unidades de medida. Durante el siglo II a. C. hasta el siglo IV de nuestra era, a causa del dominio que ejerca el Imperio Romano y al deseo de unificar las unidades empleadas, se utiliz la libra como unidad de masa y la barra de bronce, llamada pie, como unidad de longitud. En la edad media, siglo V y al siglo XV d. C. vuelve la anarqua en las unidades de medida. En 1795 se implanta el sistema Mtrico Decimal como resultado de la Convencin Mundial de Ciencia efectuada en Francia. Las unidades fundamentales fueron: el metro, el kilogramo-peso y el litro DEFINICIONES DE MAGNITUD, MEDIR Y UNIDAD DE MEDIDA Magnitud: Se llama magnitud a todo aquello que puede ser medido. La longitud de un cuerpo (ya sea largo, ancho, alto, su profundidad, su espesor, su dimetro externo o interno), la masa, el tiempo, el volumen, el rea, la velocidad, la fuerza, etc., son ejemplos de magnitudes. Los sentimientos como el amor, el odio, la felicidad, la ira, la envidia no pueden ser medidos, por tanto no son magnitudes.

Medir:

Es comparar una magnitud con otra de la misma especie que de manera arbitraria o convencional se toma como base, unidad o patrn de medida.

Unidad de medida:

Recibe el nombre de unidad de medida o patrn toda magnitud de valor conocido y perfectamente definido que se utiliza como referencia para medir y expresar el valor de otras magnitudes de la misma especie. Una medicin es una comparacin entre dos porciones de una misma magnitud, una de las cuales se toma como patrn.

20:a).- Cuando decimos que la escuela est a 6 cuadras de mi casa, estamos comparando dos longitudes, la distancia de la casa a la escuela y la longitud de una cuadra sta ltima es el patrn. El patrn cabe 6 veces en la distancia de la casa a al escuela. El valor 6 es la medida. CASA ESCUELALONGITUD DE UNA CUADRA

Cuando decimos que la dosis de algn medicamento es de 4 cucharadas al da, estamos comparando dos volmenes; el que debe ingerir por da al paciente y el de una cucharada.

El patrn es el volumen de una cucharada y cabe 4 veces en la dosis del paciente. El valor4 es la medida. Estos son slo algunos ejemplos de la forma arbitraria en que elegimos patrones para hacer mediciones. Otros patrones que frecuentemente usamos son: pasos, gotas, cuartas, puos, brazos, pies, tazas, pizcas, cuando cuente hasta, etc. Como estos patrones no son iguales para todos, no pueden ser utilizados en el mundo cientfico; pues es fcil darse cuenta que las cuadras no son iguales en todos lados, ni las cucharadas tienen todas la misma capacidad, o que los pasos, los brazos y los pies de una persona son diferentes a los de otra. Por todo esto en fsica se han creado patrones universales que sirven como unidad de medida de las magnitudes. SISTEMA MTRICO DECIMAL El primer sistema de unidades bien definido que hubo en el mundo fue el Sistema Mtrico Decimal, implantado en 1795 como resultado de la Convencin Mundial de Ciencia celebrada en Pars, Francia. Este sistema tiene una divisin decimal y sus unidades fundamentales son: el metro, kilogramo-peso y el litro. Adems, para definir las unidades fundamentales utiliza datos de carcter general como las dimensiones de la tierra y la densidad del agua. A fin de encontrar una unidad patrn para medir longitudes se dividi un meridiano terrestre en 40 millones de partes iguales y se le llam metro a la longitud de cada parte. Por tanto, definieron al metro como la cuarenta millonsima parte del meridiano terrestre. Una vez establecido el metro como unidad de longitud sirvi de base para todas las dems unidades que constituyeron al Sistema Mtrico Decimal, derivado de la palabra metrn que quiere decir medida. Una ventaja importante del Sistema Mtrico fue su divisin decimal, ya que mediante el uso de prefijos como deci, centi o mili, algunos de los submltiplos de la unidad, podemos referirnos a decmetro, como la dcima parte del metro,(0.1m);a centmetro, como la centsima parte(0.01m); y a milmetro, como la milsima parte del metro(0.001m). Lo mismo sucede para el litro o el kilogramo, de manera que al hablar de prefijos como deca, hecto o kilo, algunos de los mltiplos de la unidad, podemos mencionar al Decmetro, Hectmetro o kilmetro como equivalentes a 10, 100 1000 metros, respectivamente.

21:SISTEMA CEGESIMAL CGS En 1881, como resultado del gran desarrollo de la ciencia y por supuesto de la fsica, se adopta en el Congreso Internacional de los Electricistas realizado en Paris, Francia, un sistema llamado absoluto: el Sistema Cegesimal o CGS propuesto por el fsico alemn Karl Gauss. En dicho sistema las magnitudes fundamentales y las unidades propuestas para las mismas son: para longitud el centmetro, para la masa el gramo y para el tiempo el segundo. En ese entonces ya se observaba la diferenciacin entre los conceptos de masa y peso de un cuerpo, porque se tena claro que el peso era el resultado de la fuerza de atraccin gravitacional ejercida por la Tierra sobre la masa de los cuerpos. SISTEMA MKS En 1935, en el Congreso Internacional de los Electricistas celebrado en Bruselas, Blgica, el ingeniero italiano Giovanni Giorgi propone y logra que se acepte su sistema, tambin llamado absoluto, pues como magnitud fundamental se habla de la masa y no del peso de los cuerpos. Este sistema recibe el nombre de MKS, cuyas inciales corresponden al metro, al kilogramo y al segundo como unidades de longitud, masa y tiempo, respectivamente.SISTEMA INTERNACIONAL DE UNIDADES

En virtud de que en el mundo cientfico se buscaba uniformidad en un solo sistema de unidades que resultara prctico, claro y acorde con los avances de la ciencia, 1960 cientficos y tcnicos de todo el mundo se reunieron en Ginebra, Suiza y acordaron adoptar el llamado Sistema Internacional de Unidades (SI). Este sistema se basa en el MKS. El sistema internacional tiene como magnitudes y unidades fundamentales las siguientes: para longitud al metro(m), para la masa al kilogramo (kg), para tiempo al segundo(s), para temperatura al grado Kelvin (k), para intensidad de corriente elctrica al ampere(A),para intensidad luminosa la candela (cd) y para cantidad de sustancia al mol (mol). LA DEFINICION DEL METRO PATRON: La definicin actual del metro patrn corresponde a 1 650 763.73 veces la longitud de la onda luminosa emitida por el tomo de criptn de masa atmica 86, durante el salto de un electrn entre los niveles 2p10 y 5d5 y a lo largo de una descarga elctrica. Esta nueva definicin ms precisa del metro patrn elimin a al anterior que equivala a la cuarenta millonsima parte del meridiano terrestre y que en realidad tenia una diferencia de 0.023% del valor de la barra correspondiente al metro patrn. Pero que es el metro patrn? Para la longitud se cre un patrn llamado metro que es la distancia entre dos trozos paralelos, grabados cerca de los extremos de una barra metlica, fabricada con una aleacin de 90% de platino y 10% de iridio. Est se encuentra en Svres, Pars.

LA DEFINICION DEL KILOGRAMO PATRON: Primero se defini como la masa de un decmetro cbico de agua pura en su mxima densidad (4C). Su definicin actual es la siguiente: un kilogramo patrn equivale a la masa de un cilindro hecho de platino e iridio, el cul se conserva como modelo en la oficina Internacional de pesas y medidas localizada en Svres, Pars, Francia

22:LA DEFINICION DEL SEGUNDO PATRON: Se defini como la 1/86400 parte del da solar medio y como la 1/31 566 962 parte del primer ao trpico del siglo pasado(1900).Actualmente se define como la duracin de 9 192 631 770 ciclos de la radiacin de cierta transicin del electrn en el tomo de cesio de masa atmica 133. El empleo del SI como nico sistema que el hombre acepta a nivel cientfico y comercial en todo el mundo, representa no slo el avance de la ciencia, sino tambin la posibilidad de emplear un lenguaje especifico para expresar cada magnitud fsica en una unidad de medida basada en definiciones precisas respecto a fenmenos y situaciones naturales. Esperemos que en poco tiempo, con el progreso de la ciencia y de la humanidad, el nico sistema utilizado por sus mltiples ventajas sea el Sistema Internacional de Unidades (SI). Actualmente, an se utiliza, sobre todo en Estados Unidos, el Sistema Ingls (pie, libra y segundo) y el Sistema CGS; Adems de los llamados Sistemas Gravitacionales, Tcnicos o de Ingeniera, que en lugar de masa se refieren al peso como unidad fundamental ACTIVIDAD N 9En base en la lectura de mediciones y patrones contesta correctamente las siguientes preguntas: a).- Qu es una magnitud?____________________________________________________________________ ______________________________________________________________________________________ b).- Qu es una medicin?____________________________________________________________________ ______________________________________________________________________________________ c).- Qu es un patrn en una medicin?_________________________________________________________ ______________________________________________________________________________________ ______________________________________________________________________________________ d).- Qu es medir?__________________________________________________________________________ ______________________________________________________________________________________ ______________________________________________________________________________________ e).- Escribe 3 patrones arbitrarios para medir longitudes:____________________________________________ ______________________________________________________________________________________ f).- Escribe 3 patrones arbitrarios para medir masa:_________________________________________________ ______________________________________________________________________________________ g).- Porqu razn en fsica se crearon patrones universales?_________________________________________ ______________________________________________________________________________________ ______________________________________________________________________________________ ______________________________________________________________________________________ h).- Cul fue el primer sistema de unidades que hubo en el mundo y en qu ao se estableci?______________ i).- Qu significa la palabra metrn?____________________________________________________________ j).- Cules son las unidades que manifiesta el sistema CGS, adoptado en el Congreso Internacional de los Electricistas?_______________________________________________________________________________ __________________________________________________________________________________________ k).- Bajo qu condiciones se establece el Sistema Internacional de Unidades y en qu ao? __________________________________________________________________________________________ __________________________________________________________________________________________ __________________________________________________________________________________________ __________________________________________________________________________________________ l).- De qu esta hecho el metro patrn que se encuentra en Svres, Pars, Francia?_________________________ __________________________________________________________________________________________ m).-Cmo se define el kilogramo en relacin al agua?______________________________________________ __________________________________________________________________________________________ __________________________________________________________________________________________

23:n).- Qu es el kilogramo patrn?_______________________________________________________________ __________________________________________________________________________________________ __________________________________________________________________________________________ ).- Cmo se define el segundo patrn?_________________________________________________________ __________________________________________________________________________________________ __________________________________________________________________________________________ __________________________________________________________________________________________ __________________________________________________________________________________________

UNIDADES FUNDAMENTALES Y PREFIJOS

En fsica se ha llegado a la conclusin de que las unidades de cualquier magnitud pueden expresarse en funcin de siete magnitudes fundamentales: longitud, masa, tiempo, intensidad de corriente, intensidad luminosa, temperatura, y cantidad de sustancia. Las unidades fundamentales del S.I. figuran en el cuadro de unidades fundamentales. Acerca de los nombres y smbolos de las unidades, se han instituido las reglas que se indican a continuacin. 1.- Todas las unidades se anotan con minscula. 2.- Existe un smbolo para cada unidad. 3.- Solamente se escribe con mayscula los nombres de las unidades que provienen de un nombre propio.

Sistema Internacional de medidas unidad Magnitud Nombre Smbolo Longitud Tiempo Masa Intensidad de corriente Temperatura Intensidad luminosa Cantidad de sustancia metro segundo kilogramo Ampere Kelvin Candela Mol m s kg A K cd mol

24:Para obtener unidades mayores y menores que las fundamentales se aplican algunas palabras griegas que se anteponen al nombre de la unidad, por lo cual se les llama prefijos.

.

25:Estos prefijos se aplican ampliamente al metro y al gramo. MLTIPLOS decmetro (dam) hectmetro (hm) kilmetro (km) megmetro (Mm) gigmetro (Gm) termetro (Tm) petmetro (Pm) exmetro (Em) zetmetro (Zm) yottmetro (Ym) SBMULTIPLOS decmetro (dm) centmetro (cm) milmetro (mm) micrmetro (m) nanmetro (nm) picmetro (pm) femtmetro (fm) attmetro (am) zeptmetro (zm) yoctmetro (ym)

METRO

decagramo (dag) hectogramo (hg) kilogramo (kg) meggramo (Mg) giggramo (Gg) tergramo (Tg) petgramo (Pg) exgramo (Eg) zetgramo (Zg) yottgramo (Yg)

GRAMO

decigramo (dg) centgramo (cg) miligramo (mg) microgramo (g) nangramo (ng) picgramo (pg) femtgramo (fg) attgramo (ag) zeptgramo (zg) yoctgramo (yg)

minuto (min) hora (hr) da mes ao lustro dcada siglo milenio En

SEGUNDO

decisegundo (ds) centsegundo (cs) milisegundo (ms) microsegundo (s) nansegundo (ns) pic segundo (ps) femtsegundo (fs) attsegundo (as) zeptsegundo (zs) yoctsegundo (ys)

Observa que en el caso del tiempo los mltiplos no corresponden a los prefijos; an siguen usndose unidades tradicionales.

26:ACTIVIDAD N 10 Contesta correctamente las siguientes cuestiones. a).- Escribe las 7 magnitudes fundamentales:______________________________________________ __________________________________________________________________________________ __________________________________________________________________________________ __________________________________________________________________________________ b).- Escribe las 7 unidades fundamentales:________________________________________________ __________________________________________________________________________________ __________________________________________________________________________________ c).- Cmo se llama el sistema formado por las 7 magnitudes fundamentales?____________________ __________________________________________________________________________________ d).- Qu es un prefijo?_______________________________________________________________ e).- Cul prefijo significa un milln?____________________________________________________ f).- Cul prefijo significa una millonsima parte?__________________________________________ g).- Qu es un miligramo (mg)?________________________________________________________ h).- Qu es un centsegundo (cs)?_______________________________________________________ i).- Qu es un micrmetro (m)?_______________________________________________________ j).- Qu es un decigramo (dm)?________________________________________________________ k).-Qu es un decmetro (dam)?_______________________________________________________ l).- Qu es un Megmetro (Mm)?_______________________________________________________ m.-Cuntos miligramos forman un gramo?_______________________________________________ n.-Cuntos microsegundos forman un segundo?___________________________________________ .-Cuntos segundos hay en una hora?___________________________________________________ o.-Cuntos metros hay en un hectmetro?________________________________________________ p.-Cuntos gramos hay en un meggramo?_______________________________________________

LA VELOCIDAD

27:

La velocidad y la rapidez generalmente se usan como sinnimos, no obstante que la rapidez es una cantidad escalar que nicamente indica la magnitud de la velocidad; y la velocidad es una magnitud vectorial, pues para quedar bien definida requiere que se seale, adems de su magnitud, su direccin y sentido. Cuando un mvil sigue una trayectoria en lnea recta, recorriendo distancias iguales en cada unidad de tiempo, su rapidez y velocidad permanecen constantes; en cambio, si en una trayectoria curva el mvil logra conservar una rapidez constante, por ejemplo 50km/h, su velocidad va cambiando, aunque su magnitud, o rapidez, no vara, pero su sentido si va modificndose. En conclusin, cuando en fsica se habla de velocidad, no se refiere slo a la rapidez con que se mueve un cuerpo, si no tambin en qu direccin lo hace. La direccin de la velocidad de un cuerpo mvil queda determinada por la direccin en la cual se efecta su desplazamiento. La velocidad de un cuerpo puede ser constante o variable. Por ejemplo, un ciclista al inicio de una carrera va aumentando paulatinamente su velocidad durante algunos tramos en lnea recta, la conserva constante; al subir una cuesta reduce su velocidad, misma que incrementa durante la bajada. Al final de la carrera, trata de incrementar al mximo su velocidad hasta llegar a la meta, despus la va disminuyendo hasta detenerse totalmente. La velocidad es la relacin entre el espacio recorrido por un cuerpo y el tiempo empleado en recorrerlo. Se expresa mediante la relacin V = d/t V = velocidad d = distancia t = tiempo Las unidades de velocidad son derivadas o compuestas por unidades de longitud entre unidades de tiempo. cms ; ms ; kmh; kms; piess; yardass; etc. Si la velocidad es constante entonces el cuerpo recorre distancias iguales en tiempos iguales, es decir, el movimiento es uniforme. Cuando la velocidad vara, el movimiento es acelerado y por lo tanto, recorre distancias diferentes en tiempos iguales. Cuando un cuerpo se encuentra en reposo su velocidad es cero y para iniciar el movimiento es necesario aplicar una fuerza. En la naturaleza es muy difcil que un cuerpo se mueva con velocidad constante. Por ejemplo si viajamos de la casa a la escuela en bicicleta, el trfico, las condiciones del camino, etc., impedirn que mantengamos una velocidad constante; por lo tanto, si medimos la distancia recorrida y la dividimos entre el tiempo empleado en recorrerla obtenemos la VELOCIDAD MEDIA del trayecto. Con la frmula dada, es posible resolver algunos problemas sencillos de clculo de la velocidad media, para lo cual debemos observar que en dicha frmula aparecen tres variables, la distancia, el tiempo y la velocidad, por lo tanto, hay tres tipos de problemas que se nos pueden plantear. a).- QUE NOS PIDAN LA VELOCIDAD. Un ciclista recorre 320 km en 8h cul es su velocidad media?DATOS FRMULA d = 320 km v=dt t=8h v=? b).- QUE NOS PIDAN LA DISTANCIA. DATOS FRMULA SUSTITUCIN v = 320 km 8h RESULTADO v = 40km h

Un auto conserva una velocidad media de 80 km/h Qu distancia recorrer en 4.5 h?SUSTITUCIN RESULTADO

v = 80km/h d=? t = 4.5 h

v=d/tDESPEJE

d = (80km/h)(4.5h)

d = 360 km

d = (v)(t)

28:c).- QUE NOS PIDAN EL TIEMPO. La velocidad del sonido en el aire es de 340 m/s en cunto tiempo escucharemos un sonido producido a un kilmetro de nosotros?DATOS FRMULA SUSTITUCIN RESULTADO

v = 340 m/s t=? d = 1000 m

v=d/tDESPEJE

t = 1000 m 340 m/s

t = 2.95 s

t = d /v ACTIVIDAD N 11 PROPSITO: Desarrollar en los alumnos la habilidad matemtica, mediante la resolucin de los problemas cotidianos. Resuelve los siguientes problemas de velocidad. a).- Un auto recorre 273 km en 3h.cul es su velocidad media?DATOS FRMULA SUSTITUCIN RESULTADO

b).- Un avin se desplaza con una velocidad media de 500km/h qu distancia recorrer en 1.3h?DATOS FRMULA SUSTITUCIN RESULTADO

c).- Un corredor mantiene una velocidad media de 5m/s cunto tiempo tardar en recorrer 5000 m? exprese el resultado en minutos y en horas.DATOS FRMULA SUSTITUCIN RESULTADO

d).- La velocidad de la luz es de 300 000 km/s qu distancia recorrer en medio minuto?DATOS FRMULA SUSTITUCIN RESULTADO

29:e).- Una persona camina con una velocidad media de 1.6 m/s cunto tiempo tardar en recorrer medio kilmetro?DATOS FRMULA SUSTITUCIN RESULTADO

El maratn en la Olimpiada de 1936, en un recorrido de 42 km y 194 metros, fue ganado por un muchacho japons que hizo un tiempo de 2hr 29min 19seg. Cul fue su velocidad media en km/h y m/s?f).DATOS FRMULA SUSTITUCIN RESULTADO

g).-En un juego de golf una pelota viaja con una velocidad de 0.90 m/s si la pelota llega al hoyo despus de 3.5 segundos de haber sido golpeada. A qu distancia se encontraba el hoyo?DATOS FRMULA SUSTITUCIN RESULTADO

h).- Un camin con una velocidad constante de 70 km/h Qu distancia habr recorrido a los 25 minutos?DATOS FRMULA SUSTITUCIN RESULTADO

i).- En que tiempo llegar la luz del sol a la tierra si recorre una distancia de 1.5X 1011m y sabemos que la velocidad de la luz es de 3 X 108m/s.DATOS FRMULA SUSTITUCIN RESULTADO

30:j).- Cul ser la velocidad media de un camin que recorre 1100 km en 14 horas?DATOS FRMULA SUSTITUCIN RESULTADO

k).- Qu distancia recorrer un muchacho en una bicicleta en 15 minutos, si lleva una velocidad de 12 m/s?DATOS FRMULA SUSTITUCIN RESULTADO

l).- En que tiempo un atleta recorre 45 km, si lleva una velocidad media de 5 m/s?DATOS FRMULA SUSTITUCIN RESULTADO

m).- Qu distancia recorrer la tierra en 30 minutos si su velocidad media es de 29.8 km/s?DATOS FRMULA SUSTITUCIN RESULTADO

n).- Cul ser la velocidad de un tren que recorre 560 km en 6.5 hr?DATOS FRMULA SUSTITUCIN RESULTADO

MOVIMIENTO ONDULATORIO RECUERDA QUE:EL SONIDO Y SU PROPAGACIN

31:

La acstica es la parte de la Fsica que se encarga del estudio de los sonidos. Las ondas mecnicas son ocasionadas por perturbaciones y para su propagacin en forma de oscilaciones peridicas, requieren de un medio material. Las ondas electromagnticas se originan por oscilaciones extremadamente rpidas de un campo electromagntico y no necesitan de un medio material para su propagacin, pues se difunden aun en el vaco, tal es el caso de las luminosas, calorficas, y de radio entre otras. Una onda mecnica representa la forma como se propaga una vibracin o perturbacin inicial, trasmitida de una molcula o otra y as sucesivamente en los medios elsticos. Al punto donde se genera la perturbacin inicial se le llama foco o centro emisor de las ondas. Los movimientos ondulatorios pueden ser longitudinales, si la partcula del medio material vibra paralelamente a la direccin de propagacin de la onda, como las que se producen cuando al tirar un resorte, ste oscila de abajo hacia arriba. sern transversales si las partculas del medio material vibran perpendicularmente a la direccin de propagacin de la onda, tal es el caso de las que se producen al arrojar una piedra en un estanque. Las ondas tambin se pueden clasificar en lineales si se propagan en una sola dimensin, como las que se producen en una cuerda o en un resorte, superficiales, si se difunden en dos dimensiones, como las producidas en una lmina metlica o en la superficie de un lquido, tridimensionales, si se propagan en todas direcciones, como la luz, el calor y el sonido entre otras. La longitud de onda es la distancia entre dos frentes de onda que estn en la misma fase. La frecuencia de una onda es el nmero de ondas que estn en la misma fase. El perodo es el tiempo que tarda en realizarse un ciclo de una onda. La velocidad de propagacin (V) de una onda es aquella con la cual se propaga un pulso a travs de un medio. su expresin matemtica es: V = / V =()(F) La reflexin de las ondas se presentan cuando stas encuentran un obstculo que les impide propagarse, chocan con l, cambian de sentido con una elongacin contraria, sin modificar sus dems caractersticas. La refraccin de las ondas se presentan cuando stas pasan de un medio a otro de distinta densidad, lo que origina que cambien su velocidad de propagacin y su longitud de onda, conservando constante su frecuencia. La difraccin de las ondas se presentan cuando una onda encuentra un obstculo en su camino y lo rodea o contornea. El sonido es el fenmeno fsico que estimula al odo. En los seres humanos, se percibe cuando un cuerpo vibra a una frecuencia comprendida entre 15 y 20 000 ciclos/s. Una onda sonora se propaga por el aire, est constituida por una serie de compresiones y enrarecimientos sucesivos del aire, en la que cada molcula individual transmite la energa de la onda sonora a las molculas que estn cerca de ella. Sin embargo, una vez que pasa la onda sonora, las molculas recuperan ms su misma posicin. El efecto Doppler consiste en un cambio aparente en la frecuencia de un sonido, durante el movimiento relativo entre quien escucha y al fuente sonora.

ACTIVIDAD N 12

32:

Con el propsito de que interpretes correctamente cules son las caractersticas del movimiento ondulatorio, realiza la siguiente: INVESTIGACIN BIBLIOGRFICA. 1.- Renete con tu equipo de trabajo y respondan lo siguiente. a).- Cul es la diferencia fundamental entre una onda mecnica una onda electromagntica?___________________________________________________________________ ___________________________________________________________________________________ ___________________________________________________________________________________ b).- Si se observa un resorte al cual se le da un tirn provocndole expansiones y compresiones. Explica por qu razn se producen ondas longitudinales en el medio material, es decir, en el aire, debido al movimiento de abajo hacia arriba del resorte._____________________________________ ___________________________________________________________________________________ ___________________________________________________________________________________

c).- Si se aprecia una piedra que es arrojada en un recipiente con agua. Explica por qu decimos que se forman ondas transversales en el agua.________________________________________________ ___________________________________________________________________________________ ___________________________________________________________________________________

d).- Cmo puedes explicar, por medio de un ejemplo, que en las ondas mecnicas la que se desplaza o avanza es la onda y no las partculas del medio material?___________________________________ ___________________________________________________________________________________ ___________________________________________________________________________________ ___________________________________________________________________________________

33:e).- Explica por medio de un ejemplo, como se pueden producir ondas superficiales.______________ ___________________________________________________________________________________ ___________________________________________________________________________________ ___________________________________________________________________________________ f).- Explica cul es la caracterstica de la propagacin de las ondas tridimensionales y da dos ejemplos de ellas: caractersticas:______________________________________________________________________ ___________________________________________________________________________________ ___________________________________________________________________________________ Ejemplo 1__________________________________________________________________________ Ejemplo 2__________________________________________________________________________ g).- En la siguiente figura se muestran las caractersticas de las ondas transversales. Obsrvala y contesta que se entiende por: nodo

Longitud de onda__________________________________________________ _________________________________________________________________ Elongacin Frecuencia________________________________________________________ _________________________________________________________________ Perodo____________________________________________________________________________ ___________________________________________________________________________________ Nodo______________________________________________________________________________ ___________________________________________________________________________________ Elongacin__________________________________________________________________________ ___________________________________________________________________________________ Amplitud de onda____________________________________________________________________ ___________________________________________________________________________________ Cresta_____________________________________________________________________________ ___________________________________________________________________________________ Valle______________________________________________________________________________ ___________________________________________________________________________________ Longitud de onda ____________________________________________________________________

34: Velocidad de propagacin_____________________________________________________________ ___________________________________________________________________________________ Frecuencia__________________________________________________________________________ ___________________________________________________________________________________ Para que expliques correctamente qu produce el sonido y como se trasmite, resuelve el siguiente: cuestionario. 1.- Qu es el sonido?_________________________________________________________________ ___________________________________________________________________________________ ___________________________________________________________________________________ 2.- Cmo se produce el sonido?________________________________________________________ ___________________________________________________________________________________ ___________________________________________________________________________________ 3.- Cundo es infrasnica una onda sonora?______________________________________________ ___________________________________________________________________________________ ___________________________________________________________________________________ 4.- Cundo es ultrasnica una onda sonora?______________________________________________ ___________________________________________________________________________________ ___________________________________________________________________________________ 5.-En al siguiente figura se muestra un timbre dentro de una campana de vaco. Explica por qu al extraer el aire que est dentro de la campana no se escuchar la alarma del timbre, aunque se produzca un sonido muy intenso. ______________________________________________ ______________________________________________ ______________________________________________ ________________________________________________ ________________________________________________ 6.- Se trasmite el sonido en los slidos, lquidos y gases?.___________________________________ En caso de respuesta afirmativa, explica con ejemplos cmo se puede demostrar que el sonido se trasmite en los diferentes estados de agregacin de la materia. Slidos_____________________________________________________________________________ Lquidos____________________________________________________________________________ Gaseosos___________________________________________________________________________

35:7.- Escribe cul es la velocidad de propagacin del sonido en los siguientes medios y a qu temperatura se determina dicho valor: Aire:_______________________________________________________________________________ Agua:______________________________________________________________________________ Hierro:_____________________________________________________________________________ 8.- Observando y comparando los valores de la velocidad de propagacin del sonido para diferentes medios, ordena de mayor a menor, en que estado de agregacin se propaga ms rpido el sonido: El sonido se propaga ms rpido en el estado:_____________________________________________ Luego le sigue el estado:_______________________________________________________________ El estado donde se propaga a menor velocidad es el:________________________________________ La acstica es la parte de la fsica que se encarga del estudio de los sonidos. Los fenmenos acsticos, consecuencia de algunos efectos auditivos provocados por el sonido son los siguientes: Eco: se origina por la reflexin continua de un sonido que produce su repeticin. Una aplicacin del eco se tiene al medir la profundidad del mar, usando un aparato llamado sonar. Resonancia: se presenta cuando la vibracin de un cuerpo hace vibrar a otro con su frecuencia natural de vibracin. El fenmeno se aplica en las cajas de resonancia de algunos instrumentos para aumentar el sonido original. Reverberacin: se produce despus de escuchar un sonido original, ste persiste dentro de un lugar. Se reduce empleando cortinas o cubriendo las paredes con corcho o alfombra. Efecto Doppler: Consiste en un cambio aparente en la frecuencia de un sonido, durante el movimiento relativo entre el observador y la fuente que produce las ondas. Por ejemplo, la sirena de la ambulancia en reposo emite ondas sonoras en todas direcciones a una frecuencia particular, cuando la ambulancia se mueve rpidamente conforme se acerca a nosotros, percibimos un mayor nmero de ondas por segundo y el sonido se aprecia ms agudo. Cuando la ambulancia se aleja de nosotros llega un nmero menor de ondas, es decir, la frecuencia es menor y, por lo tanto, el sonido es ms grave. Intensidad: Se refiere a la cantidad de energa que la onda sonora transmite y es numricamente proporcional al cuadrado de la amplitud de la onda. Cuando mayor sea la intensidad del sonido. Ms fuerte lo omos. Por intensidad los sonidos se dividen en fuertes y dbiles. Y se mide en una unidad llamada decibeles (db). Tono: permite la clasificacin en graves y agudos, como ya sabemos, el sonido se propaga en forma de ondas longitudinales, y es la frecuencia de la onda la que determina su tono. Una onda sonora que tiene una frecuencia pequea tiene un sonido grave, como el producido por un tambor, mientras que

36:una onda con frecuencia grande, tiene sonido agudo como el de un violn. Galileo Galilei fue el primero en notar esta relacin entre frecuencia y tono. Timbre: Es la cualidad que permite distinguir entre sonidos de la misma intensidad y tono emitidos por instrumentos diferentes. Esta cualidad del sonido es la que nos permite distinguir los diferentes instrumentos de una orquesta o las voces de familiares y amigos. Pulsaciones: Cuando dos notas de un tono ligeramente distinto suenan al mismo tiempo, se escucha pulsaciones (batido). Este efecto puede producirse con dos diapasones, uno de los cuales est ligeramente fuera de tono con respecto al otro, que se hacen sonar simultneamente. Con ello, la intensidad del sonido sube y baja peridicamente. Llamamos sonido a la sensacin que percibimos cuando las vibraciones son regulares, captadas de una forma continua durante cierto intervalo de tiempo y esta sensacin es agradable. ACTIVIDAD N 13 PROPSITO: medicin de la velocidad-tiempo en el MRU MATERIAL: 1 cronmetro 1 Flexmetro Quin alcanza la mxima velocidad media del grupo? Formar equipos de 8 participantes, uno de los cuales ser el cronometrista (medidor del tiempo) Marcar en el patio de la escuela una distancia de 400 m Cada uno de los 8 participantes recorrer la distancia y el cronometrista medir y registrar el tiempo de cada corredor Todo el equipo participar en el clculo de las velocidades Consulta los resultados de los otros equipos del grupo para localizar al de mayor velocidad media Nombre del corredor distancia 400 m 400 m 400 m 400 m 400 m 400 m 400 m 400 m 400 m tiempo Velocidad media

COMO ES EL MOVIMIENTO CUANDO LA VELOCIDAD CAMBIA?

37:

Es la velocidad de un mvil en determinado instante. Hasta ahora hemos visto cuerpos que se mueven con velocidades constantes en el tiempo. Cuando viajamos en un automvil, cuya velocidad va cambiando y observamos que en el velocmetro la velocidad va aumentando desde que parte del reposo, decimos que el movimiento no es uniforme. El movimiento de un cuerpo no siempre es uniforme, debido a que las fuerzas que lo modifican pueden ser diferentes. El movimiento de un cuerpo dependiendo de su velocidad puede ser: Uniforme o Variado Movimiento Uniforme.- cuando el mvil recorre distancias iguales en tiempos iguales. Movimiento Variado.- cuando el mvil va cambiando su velocidad a medida que transcurre el tiempo. Es decir experimenta una aceleracinLA ACELERACIN

Es el cambio de la velocidad en la unidad de tiempo. Si la velocidad aumenta, la aceleracin es positiva. Si la velocidad disminuye, la aceleracin es negativa. La aceleracin es una magnitud vectorial, pues al igual que la velocidad tiene mdulo, direccin, sentido y punto de aplicacin. De acuerdo a la definicin de la aceleracin su frmula es la siguiente: a = vf vi t a = aceleracin vf = velocidad final vi = velocidad inicial t = tiempo

las unidades de aceleracin son unidades de velocidad entre unidades de tiempo. Unidades de velocidad m/s = m/s2 unidades de aceleracin Unidades de tiempo s Si un cuerpo aumenta su velocidad en la misma cantidad cada unidad de tiempo, se dice que tiene un movimiento uniformente acelerado

v=0 A B

v = 3 m/s C

v = 6 m/s D

v = 9 m/s E

v = 12 m/s F 1s

1s 1s 1s 1s Cunto vale la aceleracin e el intervalo A E? Incremento de velocidad de 0 m/s a 12 m/s, tiempo transcurrido 4 seg.

38:Analizando:DATOS vi = 0 vf = 12 m/s t=4s a=? FRMULA a = vf vi t SUSTITUCIN a = (12 0 ) m/s 4s RESULTADO

a = 3 m/s2

Cunto vale la aceleracin en el intervalo B D? Incremento de velocidad de 3 m/s a 9 m/s, tiempo trascurrido en el intervalo B D 2 seg.DATOS FRMULA SUSTITUCIN RESULTADO

vi = 3 m/s vf = 9 m/s t=2s a=?

a = vf vi t

a = (9 - 3) m/s 2s

a = 3 m/s2

Como podemos observar para cualquier intervalo del movimiento la aceleracin es siempre 3 m/s 2 y por esto es un movimiento uniformente acelerado. En la frmula de la aceleracin intervienen cuatro variables, por lo tanto, hay cuatro tipos de problemas que nos pueden plantear: a).- qu nos pidan la aceleracin, lo cual ya qued demostrado en los ejercicios anteriores. b).- qu nos pidan la velocidad inicial: Un auto mantiene durante 5 segundos una aceleracin de 3 m/s2 si al cabo de este tiempo alcanza una velocidad de 40 m/s cul ser la velocidad inicial?DATOS FRMULA SUSTITUCIN RESULTADO

t=5s t t= 4s vi =?

a = vf viDESPEJE

vi = 40 m/s [(5 s) (3 m/s)]vi = 25 m/s

a=3m/s2

t . a = vf - vi

vi = vf (t . a) c).- qu nos pidan velocidad final: Un auto parte del reposo con una aceleracin constante de 3 m/s2. Cul ser su velocidad al transcurrir 6 segundos?DATOS FRMULA SUSTITUCIN

vi = 0 vf = ? t=6s a = 3 m/s2

a = vf vi tDESPEJE

vf = (3 m/s2) ( 6 s ) + 0

RESULTADO

vf = 18 m/s

a . t + vf vi vf = a . t + vi

d).- qu nos pidan el tiempo: Un avin parte del reposo con una aceleracin constante de 10 m/s2 en cunto tiempo alcanzar una velocidad de 80 m/s?DATOS FRMULA SUSTITUCIN RESULTADO

vi = 0 vf = 80 m/s t=? a = 10 m/s2

a = vf vi t

t = (80 0 ) m/s 10 m/s2

t=8s

39:LAS ECUACIONES MATEMATICAS DEL MOVIMIENTO ACELERADO SON: Si el mvil parte con Si el mvil parte del reposo velocidad inicial a = vf vi a = vf t t vf = vi + a . t vf = a . t d = ( vf + vi ) t d = vi . t + a . t2 2 2 2 a . d = vf vi2 d = vf . t 2 d = a . t2 2 2 a . d = vf2

ACTIVIDAD N 14

PROPSITO: desarrollar en el alumno la habilidad matemtica. Resuelve los siguientes problemas de movimiento uniformemente acelerado. NOTA: recordar que las cantidades se pueden sumar o restar algebraicamente slo cuando tienen las mismas unidades. a).- Un auto mantiene una velocidad constante de 20 m/s, de pronto acelera durante 5 segundos y aumenta su velocidad hasta 30 m/s cul fue su aceleracin?DATOS FRMULA SUSTITUCIN RESULTADO

b).- Un ciclista parte del reposo con una aceleracin de 3 m/s2 qu velocidad llevar a los 10 seg?DATOS FRMULA SUSTITUCIN RESULTADO

40:c).- Un motociclista parte del reposo con una aceleracin constante de 5 m/s2 en cunto tiempo alcanzar una velocidad de 20 m/s?DATOS FRMULA SUSTITUCIN RESULTADO

d).- Un corredor parte del reposo y despus de 8 segundos alcanza una velocidad de 32 m/s cul es su aceleracin?DATOS FRMULA SUSTITUCIN RESULTADO

e).- Un automovilista que se desplaza con una velocidad constante de 72 km/h disminuye su velocidad a 36 km/h en 10 segundos. Calcula su aceleracin en m/s2.DATOS FRMULA SUSTITUCIN RESULTADO

f).- Un motociclista se desplaza hacia el Oeste de una poblacin con una velocidad de 10m/s sin cambiar de direccin y aumenta su velocidad hasta 30 m/s en 2 segundos. Determina su aceleracin en m/s y km/h.DATOS FRMULA SUSTITUCIN RESULTADO

g).- Cul ser la velocidad final de un mvil que tiene una velocidad inicial de 50 cm/s y experimenta una aceleracin de 8 cm/s2 durante 5 segundos?DATOS FRMULA SUSTITUCIN RESULTADO

41:h).- Un muchacho en una patineta baja por una pendiente, si parte del reposo y alcanza una aceleracin de 2m/s2 en 6 segundos. Cul ser su velocidad final?DATOS FRMULA SUSTITUCIN RESULTADO

i).- Un ciclista arranca desde el reposo y mantiene una aceleracin constante de 0.5 m/s2. Encontrar: * En qu tiempo recorrer una distancia de 1.2 km? * Qu velocidad llevar en ese tiempo?DATOS FRMULA SUSTITUCIN RESULTADO

DATOS

FRMULA

SUSTITUCIN

RESULTADO

j).- Un automvil que lleva una velocidad de 25 km/h aumenta su velocidad en 6 segundos. Si su aceleracin es constante. * Cul ser su aceleracin? * Qu distancia recorri en ese tiempo?DATOS FRMULA SUSTITUCIN RESULTADO

DATOS

FRMULA

SUSTITUCIN

RESULTADO

k).- Un camin que lleva una velocidad de 90 km/h al llegar a un semforo aplica los frenos para detenerse en 4 segundos. Encontrar: * Su aceleracin * La distancia que recorri para detenerse. * La velocidad que llevaba a los 3 segundos de aplicar los frenos.DATOS FRMULA SUSTITUCIN RESULTADO

DATOS

FRMULA

SUSTITUCIN

RESULTADO

DATOS

FRMULA

SUSTITUCIN

RESULTADO

42:ACTIVIDAD N 15 PROPSITO: que el alumno represente grficamente las variables del M.U.A. con ejemplos cotidianos. Supongamos que realizas un viaje con tu familia en automvil y decides observar y medir el cambio del kilometraje del coche en su desplazamiento. Para ello, llevas contigo un cronmetro. De est forma obtienes, aproximadamente, los siguientes datos: Velocidad km/h Tiempo (s) 0 0 30 10 60 20 90 30 120 40 120 50 120 60

Transforma las velocidades que aparecen en la tabla a m/s, y escrbelas en la tabla siguiente. Nota: 1 km = 1000 m 1 hr = 3600 s 30 km = 30 X 1000 = 8.33 m hr 1 X 3600 s Velocidad m/s Tiempo (s) 0 0 8.33 10 20 30 40 50 60

2.- Calcula ahora la aceleracin para cada tiempo y anota los datos en la siguiente tabla. aceleracin m/s2 Tiempo (s) a = vf vi t 0 0 0.833 10 20 30 40 50 60

a = 8.33 0 m/s 10 s

= 0.833 m/s2

43:3.- Representa la grfica de la aceleracin frente a tiempo (a- t)a (m/s2)

8..33

t (s)10 20

Analiza la grafica obtenida y anota tus conclusiones:________________________________________ __________________________________________________________________________________ __________________________________________________________________________________ __________________________________________________________________________________ __________________________________________________________________________________ 4.- Con los datos de la primera tabla: a) Determina la distancia recorrida por el mvil en cada intervalo._____________________________ __________________________________________________________________________________ __________________________________________________________________________________ __________________________________________________________________________________ __________________________________________________________________________________ LAS APORTACIONES DE GALILEO: UNA FORMA DIFERENTE DE PENSAR Galileo Galilei, astrnomo, matemtico y fsico,AL GRAVEDAD al mundo un nuevo mtodo ACELERACIN DEBIDA italiano, present cientfico ms digno de confianza El mtodo Experimental, con el que naci una nueva era en la ciencia. En ese tiempo el filsofo griego Aristteles pensaba que los cuerpos pesados caan ms aprisa que los ligeros. Galileo encontr que esa teora estaba equivocada. Se cuenta que en una ocasin, que Galileo atrajo a una gran cantidad de gente a la torre inclinada de Pisa, donde l haba subido por la escalera de caracol hasta el campanario en la parte superior; desde ah dej caer dos cuerpos, uno grande y el otro pequeo. Los cuerpos descendieron uno al lado del otro, golpeando juntos el suelo. Galileo comprob que todos los cuerpos grandes y pequeos, en ausencia de friccin del aire, caen a la tierra con la misma aceleracin. Los experimentos realizados en diferentes puntos de la tierra demuestran que la aceleracin debida a la gravedad no es la misma en todas partes, sino que hay pequeas variaciones, pero son tan pequeas que no tienen ninguna consecuencia. El comit internacional de pesas y medidas ha aceptado como patrn el valor de 9.80665 m/s2 32.174 pies/s2 Para fines prcticos, utilizamos los siguientes valores de la aceleracin de la gravedad: g = 9.81 m/s2 g = 981 cm/s2 g = 32 pies/s2

44:Las ecuaciones matemticas de cada libre son las mismas del movimiento acelerado, sustituyendo a por g y d por h Ecuaciones de cada libre Vf = vi + g . t h = vf + vi t 2 Vf2 = vi2 + 2 g . t h = vi . t + g . t2 2 Ecuaciones de cada libre cuando no hay velocidad inicial. V=g.t h = vf . t 2 Vf = 2 g . h h = g . t2 2

ACTIVIDAD N 16PROPSITO: qu el alumno desarrolle habilidades para resolver problemas matemticos.

Resuelve los siguientes problemas de movimiento uniformente acelerado en cada libre. a).- Si un cuerpo se deja caer libremente cul ser su velocidad a los 3 segundos?DATOS FRMULA SUSTITUCIN RESULTADO

b).- Una piedra cae desde un puente 8 m encima del agua * Cunto tiempo est la piedra en el aire? * A que velocidad llega al agua?DATOS FRMULA SUSTITUCIN RESULTADO

DATOS

FRMULA

SUSTITUCIN

RESULTADO

45:c).- Un costal de arena se deja caer desde un globo aerosttico, choca contra el suelo con una velocidad de 180 km/h. Calcular: * A que altura estaba el globo? * Cunto tiempo tard el saco en caer?DATOS FRMULA SUSTITUCIN RESULTADO

DATOS

FRMULA

SUSTITUCIN

RESULTADO

d).- A un trabajador que se encuentra sobre un edificio elevado se le caen unas pinzas. Si las pinzas caen al suelo en 6 seg. Desde qu altura cayeron las pinzas? Con qu velocidad chocan las pinzas con el suelo?DATOS FRMULA SUSTITUCIN RESULTADO

DATOS

FRMULA

SUSTITUCIN

RESULTADO

e).- Un objeto se deja caer desde un edificio y tarda en llegar al suelo 4.5 segundos. Calcular: * La altura del edificio * La velocidad con que llega al sueloDATOS FRMULA SUSTITUCIN RESULTADO

DATOS

FRMULA

SUSTITUCIN

RESULTADO

46:f).- Se deja caer una piedra desde una ventana de un edificio que se encuentra a 16 m con respecto al suelo. Calcular: * Qu tiempo tardar en caer al suelo? * Con que velocidad llega al suelo?DATOS FRMULA SUSTITUCIN RESULTADO

DATOS

FRMULA

SUSTITUCIN

RESULTADO

47:ACTIVIDAD N 17 Con los siguientes conceptos forma un mapa conceptual. Variable, Rectilnea, Trayectoria, Movimiento, Tiempo, Factores, Rapidez, Distancia, Curvilnea, Movimientos Uniformes, d/t, Constante,MOVIMIENTO

FACTORES

DISTANCIA

TIEMPO

TRAYECTORIA

d/t

RECTILNEA

CURVILNEA

RAPIDEZ

CONSTANTE

VARIABLE

MOVIMIENTOS UNIFORMES

48:

EL CAMBIO COMO RESULTADO DE LAS INTERACCIONES ENTRE OBJETOS.

49:

A nuestro alrededor observamos que las cosas se mueven. Definitivamente hay algo que no podemos ver ni or de manera directa, pero lo percibimos como un cambio debido a la interaccin de las partes involucradas. La fuerza. La Fsica que es una ciencia dedicada al estudio de los fenmenos que se presentan en la naturaleza y se encarga de proponer modelos generales que intentan describir a los fenmenos, nos permitir dar la respuesta a los cambios en la naturaleza. La idea que tenemos de fuerza proviene, inicialmente, de nuestra experiencia diaria; as, sabemos que necesitamos de una fuerza para jalar o empujar un objeto, tambin sabemos que algunas fuerzas se aplican mediante algunas herramientas. Sin embargo, en Fsica es indispensable contar con una definicin ms precisa de fuerza. Para ello, vemos los efectos que tiene la aplicacin de una fuerza. Al jugar futbol o voleibol, se aplica una fuerza al golpear el baln para ponerlo en movimiento. Otras fuerzas se requieren para detenerlo o para que su movimiento cambie de direccin y siga diversos tipos de trayectoria: recta, curva, o quebrada, etc. Los cuerpos cambian su forma cuando se les jala, dobla o estira; si colgamos algunas pesas de un resorte, provocaremos un alargamiento que depender de las masas de las pesas. Por otra parte, para que un cuerpo se mantenga en el aire es necesario aplicar una fuerza que equilibre la fuerza con la que la tierra atrae a dicho cuerpo. De acuerdo con lo expuesto anteriormente, definiremos a las fuerzas como las causantes de que un cuerpo cambie su estado de reposo o movimiento, as como de presionar o producir deformaciones en ese cuerpo. Aristteles consideraba que la fuerza es la causa del movimiento, es decir, nicamente mientras aplique fuerza se consigue movimiento. Esta idea aristotlica es errnea. La fuerza no es la causante del movimiento, la fuerza causa cambios en el estado del movimiento, esto es, una fuerza puede poner en movimiento un cuerpo que se encuentra en reposo, o en reposo un cuerpo en movimiento. La mecnica es la parte de la fsica que estudia el movimiento y se divide en dos ramas: la cinemtica que estudia el desplazamiento, la velocidad, la aceleracin y el tiempo recorrido, es decir, analiza el movimiento sin importar las causas que lo producen; y la dinmica que estudia las causas de reposo o movimiento de los cuerpos. RECUERDA QUE Siempre que interviene una fuerza, existe una interaccin entre dos cuerpos. existen fuerzas de contacto y fuerzas de accin a distancia.

ACTIVIDAD N 18 Con la finalidad de que puedas explicar qu son las fuerzas; cmo se produce la friccin y cuales son sus ventajas y desventajas, te invito a realizar la siguiente: INVESTIGACIN BIBLIOGRFICA. 1.- Consulta en tu libro de texto, en alguna enciclopedia o internet y contesta lo siguiente. a).- Qu es una fuerza?_______________________________________________________________ __________________________________________________________________________________ __________________________________________________________________________________ b).- Qu es una fuerza de contacto?_____________________________________________________ __________________________________________________________________________________ __________________________________________________________________________________ c).- Cundo acta una fuerza a distancia?________________________________________________ __________________________________________________________________________________ __________________________________________________________________________________

50:d).- Cuando pateas una pelota explica si la fuerza es de contacto o a distancia y por qu: __________________________________________________________________________________ __________________________________________________________________________________ __________________________________________________________________________________ e).- Explica si la fuerza es de contacto o a distancia cuando la Tierra ejerce una fuerza de atraccin gravitacional sobre las manzanas que se encuentran en las ramas de un rbol y por qu: __________________________________________________________________________________ __________________________________________________________________________________ __________________________________________________________________________________

UNA EXPLICACION DEL CAMBIO: LA IDEA DE FUERZA Recuerda que las cantidades fsicas que slo presentan una magnitud las llamamos cantidades escalares o simplemente escalares, mientras que las cantidades fsicas que se determinan por medio de magnitud, direccin y sentido las llamamos cantidades vectoriales o vectores. Las magnitudes fsicas se clasifican en dos grupos: VECTORES Y ESCALARES 1.- MAGNITUDES VECTORIALES: Son aquellas que constan de cuatro elementos, mdulo, direccin, sentido y punto de aplicacin. * Mdulo.- es la medida de la magnitud. (Es la intensidad o longitud del vector de acuerdo con una escala convencional) * Direccin.- est determinada convencionalmente por el ngulo de inclinacin. (Puede ser horizontal, vertical o inclinada) * Sentido.- Indica el lugar hacia donde se dirige el vector se representa por una flecha, se indica con los signos positivo (+) y negativo (). * Punto de aplicacin.- Es el punto donde la magnitud se aplica a un cuerpo. (Es el punto de origen del vector)

51:Estas magnitudes se representan grficamente por una flecha llamada vector. Vector: es un segmento de recta con una punta de flecha que indica el sentido

Ejemplo de algunas magnitudes fsicas que son vectoriales son: la velocidad, la fuerza, la aceleracin, etc. Observa cmo se representa grficamente una magnitud vectorial. a).- Representar 30 km/h 30 se elige primero una escala 10 km/h = 1 cm Enseguida se mide el ngulo en un plano cartesiano y se marca tantas veces como sea necesario para completar el valor dado: N (+) los ngulos se miden siempre a partir del eje horizontal positivo y en sentido contrario al movimiento de las manecillas del reloj.

(-)O S (-)

E (+)

1.- MAGNITUDES ESCALARES: Son aquellas que carecen de alguno de los cuatro elementos de las vectoriales y por lo tanto, no se puede representar grficamente con un vector. Ejemplos de magnitudes escalares son: la longitud, la masa, el tiempo, la temperatura, etc. ACTIVIDAD N 19 Representa grficamente las magnitudes dadas en cada inciso elige una escala adecuada.a).- 50 km/h 45 b).- 250 km/h 90

c).- 1200 m/s 160

d).- 800 m/s 230

52:e).- 570 km/s 270 f).- 320 pies/s 345

RESULTANTE DE UN SISTEMA VECTORIAL, METODOS GRFICOS Cuando dos o ms vectores tienen el mismo punto de aplicacin se forma un SISTEMA VECTORIAL. Los sistemas vectoriales pueden ser de tres tipos: colneales, paralelos y concurrentes o angulares

Sistema colneal de igual sentido Sistema colneal de sentido contrario

Sistema paralelo de sentido contrario

Sistema paralelo de igual sentido

Sistema paralelo de igual sentido

Sistema concurrente o angular

53:Colneales.- los vectores tiene la misma lnea de accin. Paralelos.- los vectores tienen lneas de accin paralelas Concurrentes.- las lneas de accin de los vectores forman ngulos diferentes de 0 180. Cada vector aplicado a un cuerpo ejerce un efecto, pero cuando se aplica un conjunto de vectores, es decir, un sistema, el resultado no es un conjunto de efectos diferentes, es un slo efecto provocado por todo el sistema, llamado RESULTANTE.MTODO GRFICO: RESULTANTE DE UN SISTEMA COLNEAL DE IGUAL SENTIDO.

Ejemplo: Un hombre viaja en una barca y rema hacia el este a una velocidad de 5km/h, al mismo tiempo la corriente se mueve hacia el este, a una velocidad de 2 km/h. cul es la velocidad resultante? Escala 1 cm = 1 km/h a) la barca se mueve hacia el este a 5 km/h b) la corriente tambin se mueve hacia al este a 2km/h c) la barca viaja hacia el este a una velocidad de 7km/h Este es el vector resultante Nota. El vector resultante: es el vector que puede sustituir a todo un sistema de fuerzasMTODO GRFICO: RESULTANTE DE UN SISTEMA COLNEAL SE SENTIDO CONTRARIO. Ejemplo:

El profesor de educacin fsica pone a competir, a dos grupos de jvenes a ver quien tiene mayor fuerza sobre una cuerda. El primer grupo lo componen 5 nios aplicando una fuerza de 50 kgf al Este y el segundo 3 nios aplicando una fuerza de 30 kgf al Oeste Cul es la fuerza resultante del sistema? a).- primer grupo aplica una fuerza de 50 kgf al Este 50kgf b).- segundo grupo aplica 30 kgf al Oeste 30kgf c).- la fuerza real del sistema es la diferencia entre las fuerzas = 20 kgf hacia el Este (porque es mayor la fuerza) 20kgfMTODO GRFICO: RESULTANTE DE UN SISTEMA PARALELO DE IGUAL SENTIDO. Ejemplo: En este ejemplo los vectores tienen el mismo sentido, por tanto para encontrar el punto de aplicacin de la resultante se deben de tomar los siguientes puntos. * Transportamos la longitud del vector mayor sobre el menor. * Transportamos la longitud del vector menor sobre la lnea del mayor pero en sentido contrario. * Trazamos la diagonal que une los extremos de las longitudes trasportadas y el punto donde cruza con la lnea que une los puntos de aplicacin de los vectores, ah es el punto de aplicacin de la resultante. * El valor de la resultante es la suma de los vectores, con el mismo sentido y direccin. VR

V1

V2

54:MTODO GRFICO: RESULTANTE DE UN SISTEMA PARALELO DE SENTIDO CONTRARIO. Ejemplo: En este ejemplo los vectores tienen sentido contrario, por lo tanto para encontrar el punto de aplicacin de la resultante se deben de tomar los siguientes puntos. * Transportamos la longitud del vector mayor sobre la lnea del menor. * Transportamos la longitud del vector menor sobre la lnea de accin del mayor, pero en sentido contrario. * Trazamos una lnea que una los extremos de las longitudes transportadas y el punto de aplicacin de la resultante ser donde intercepte a la prolongacin de la recta que pasa por los puntos de aplicacin de los vectores originales. * El valor de la resultante es la diferencia de los vectores y tendr el mismo sentido y direccin del vector mayor.

V2 VR V1

MTODO GRFICO: RESULTANTE DE UN SISTEMA CONCURRENTE. A).- Mtodo del tringulo. Se utiliza para sumar como mximo dos vectores y consiste en colocar el segundo vector a partir del final del primer vector. El vector resultante se traza a partir del origen hacia el final del segundo vector. La magnitud de la resultante ser medida de acuerdo con la escala utilizada. Ejemplo: Cul ser la magnitud y direccin del vector resultante de dos fuerzas cuya magnitud y direccin es: 5 N a 0 y 4 N a 90? a).- Se trazan los ejes cartesianos x y y b).- Se selecciona una escala se toma en cuenta la escala dada, 1 N = 1 cm c).- Se traza el primer vector a 0 y con una magnitud de 5 N = 5 cm d).- En el punto donde termina el primer vector, ah se traza el segundo vector a 90 y con una magnitud de 4 N = 4 cm e).- En el punto donde termina el segundo vector, hacia el punto de origen se traza el vector resultante. f).- Se mide el vector resultante con la escala convenida g).- Se mide el ngulo del vector resultante para obtener la direccin y sentido.

VR V1

V2

55:MTODO GRFICO: RESULTANTE DE UN SISTEMA CONCURRENTE. A).- Mtodo del paralelogramo. Este mtodo se utiliza cuando se quiere encontrar la resultante de dos fuerzas que forman un ngulo. Ejemplo: Encontrar el vector resultante de dos fuerzas A y B que forman un ngulo recto de 5 kgf y 4 kgf Escala: 1 kgf = 1 cm a).- Se traza un vector paralelo al vector B en el extremo del vector A b).- Se traza un vector paralelo al vector A en el extremo del vector B c).- Se traza una lnea desde el punto de origen al punto donde concurren las fuerzas paralelas, siendo esta lnea el vector resultante. d).- Se mide el vector resultante en base a la escala dada o seleccionada y se mide el ngulo, con respecto al eje horizontal positivo.

V1 V2

VR

MTODO GRFICO: RESULTANTE DE UN SISTEMA CONCURRENTE. A).- Mtodo del polgono. Este mtodo grfico se utiliza para obtener el vector resultante cuando 3 ms fuerzas actan sobre un cuerpo. Se trazan todos los vectores del sistema uno a continuacin del otro. (Como en el mtodo del tringulo) La resultante es el vector que une el origen con el fin del ltimo vector. Se mide la longitud y se compara con la escala para determinar la magnitud. Se mide el ngulo con respecto al eje horizontal positivo del ltimo vector. Ejemplo: Calcular la resultante del sistema V1 = 40 kgf 0, V2 = 30 kgf 45, V3 = 70kgf 180 Escala 1 cm = 10 kgf

VR V3 V1 V2

ACTIVIDAD N 20

56:

PROPSITO: que el alumno comprenda la forma como se presenta grficamente un vector. 1.- Un barco navega hacia el Norte a una velocidad de 12 km/h, si sabemos que la ve


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