Temario Prueba de Conocimientos Disciplinarios 2012 Física Enseñanza Media

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1 Temario Prueba de Conocimientos Disciplinarios 2012 Física Enseñanza Media I. EL SONIDO Vibraciones y sonido Amplitud y periodo de vibración en objetos vibrantes. Relación entre los objetos vibrantes y el sonido emitido por ellos. Frecuencia de objetos vibrantes y altura del sonido. Amplitud de vibración de un objeto vibrante e intensidad del sonido. Relación entre frecuencia y periodo de vibración. Reflexión, transmisión y absorción del sonido en diferentes materiales y aplicación a la reverberación en un recinto. Fisiología del oído humano y rangos de audición: el decibel. Contaminación acústica y daño auditivo. Ondas y sonido Cuerda vibrante. Relación entre frecuencia de una cuerda vibrante, longitud, tensión, densidad de masa y el sonido emitido. Frecuencia natural de vibración, resonancia y amplitud de oscilación. Algunas aplicaciones. Ondas longitudinales y transversales. La noción de longitud de onda. Ondas estacionarias. Nodos y antinodos. Propagación y rapidez del sonido. Relación entre longitud de onda, frecuencia y velocidad de propagación. Superposición e interferencia constructiva y destructiva. Armónicos en tubos y cuerdas vibrantes. El efecto Doppler y su aplicación en situaciones de la vida diaria. Espectro sonoro: infrasonido, sonido y ultrasonido. Aplicaciones del ultrasonido en medicina y otros ámbitos. Diferencias de alcance de ondas de baja y alta frecuencia. Composición del sonido Armónicos y su relación con el timbre del sonido. Pulsaciones entre tonos de frecuencia similar. Aplicaciones prácticas. Instrumentos musicales simples: de percusión, cuerda o viento. II. LA LUZ Propagación de la luz Reflexión especular y difusa. Ley de la reflexión. Propagación y rapidez de la luz. Distinción entre medios transparentes y opacos. La refracción y sus aplicaciones. Relación entre fenómenos ópticos y acústicos. Modelos corpuscular y ondulatorio de la luz. La ley de la reflexión y el principio de Fermat. Comportamiento cualitativo de la luz reflejada por distintos tipos de espejos y usos prácticos. Comportamiento cualitativo de la luz en distintos tipos de lentes y usos prácticos. Determinación geométrica del foco en espejos y lentes. Formación de imágenes en espejos y lentes. El ojo humano como instrumento óptico. Corrección mediante lentes de algunos defectos en la visión.

2 Trayectoria de la luz en prismas. El telescopio y su importancia en el desarrollo de la astronomía. Naturaleza ondulatoria de la luz Descomposición de la luz blanca en los diversos colores del espectro. La dispersión cromática y el arco iris. Difracción e interferencia. El experimento de Young y su importancia histórica. Luz visible, radiación infrarroja, ultravioleta, rayos X, rayos gamma, microondas, ondas de radio. Algunas aplicaciones. Descripción del espectro de radiación del Sol. III. LA ELECTRICIDAD Carga y corriente eléctrica El concepto de carga eléctrica. La electricidad en la vida diaria. El electrón como unidad de carga fundamental. Conservación de la carga eléctrica. Electrización por frotación y contacto. Atracción y repulsión entre cargas eléctricas. Corriente eléctrica. Distinción entre corriente continua y alterna. El concepto de resistencia eléctrica. Descripción en función de la estructura de los metales. Relación entre voltaje, corriente y resistencia eléctrica. Ley de Ohm. Circuitos simples en serie y en paralelo. Descripción cualitativa de materiales conductores, semiconductores y superconductores. Componentes y funciones de alambres, aislantes, interruptores, enchufes, instalaciones eléctricas domesticas, etc. La noción de cortocircuito. Factores de riesgo en el ámbito de la electricidad. Magnetismo y fuerza magnética Distinción entre los fenómenos eléctricos y magnéticos. El magnetismo en la vida cotidiana. Polos magnéticos. La Tierra como un gran imán, el concepto de campo magnético y el funcionamiento de la brújula. Las cargas eléctricas en movimiento (corriente) como fuente de campo magnético. Líneas de campo en torno de un conductor de corriente eléctrica. La regla de la mano derecha. Fuerza magnética sobre y entre conductores que portan corriente eléctrica. Campo magnético al interior de espiras y solenoides. Efectos del movimiento relativo entre una espira y un imán. Leyes de Faraday y de Lenz. Electroimanes, motores eléctricos, generadores y transformadores de corriente. La energía eléctrica El concepto de potencia eléctrica. La ley de Joule y aplicaciones prácticas. Métodos de generación de energía eléctrica. IV. EL MOVIMIENTO Descripción del movimiento Magnitudes escalares y vectoriales. Conceptos de distancia recorrida, desplazamiento, rapidez media e instantánea, velocidad instantánea y aceleración. Caracterización y análisis del movimiento rectilíneo uniforme y acelerado. Análisis e interpretación de gráficos posición-tiempo y velocidad-tiempo. Transformación de unidades de velocidad y aceleración entre distintos sistemas de medida.

3 Sistemas de referencia y su importancia para describir el movimiento relativo. Fuerza y movimiento El concepto de fuerza y su acción sobre los cuerpos. Naturaleza vectorial de las fuerzas. Resultante de un sistema de fuerzas. Fuerzas de acción y reacción. Principio de inercia. Relación entre fuerza que actúa sobre un móvil y su aceleración. Concepto de masa inercial. La ley de Hooke y el funcionamiento del dinamómetro. Distinción entre masa inercial y masa gravitacional. Momentun lineal e impulso. Conservación de la cantidad de movimiento. Choques elásticos e inelásticos y el coeficiente de restitución. El concepto de impulso. La fuerza de gravedad y su relación con el peso de un cuerpo. Fuerza de gravedad en las cercanías de la superficie terrestre. Caída libre y su descripción cuantitativa. Roce estático y dinámico. Importancia del roce en el movimiento de los cuerpos. Fuerza normal. El concepto de torque y su relación con las rotaciones. Aplicaciones a situaciones cotidianas de los conceptos estudiados. Energía mecánica Los conceptos de trabajo y potencia mecánica. Trabajo y transferencia de energía. Energía cinética, energía potencial gravitatoria y potencial elástica. Conservación de la energía mecánica. Energía cinética y su relación con los choques elásticos e inelásticos. V. EL CALOR La temperatura Equilibrio térmico, termómetros y escalas de temperatura. Análisis de gráficos volumen-temperatura para un gas ideal. Dilatación térmica. El caso anómalo del agua. Materiales y calor El calor como forma de energía en tránsito. Calor específico y capacidad calorífica. Calor cedido, absorbido y su relación con la variación de temperatura. Transferencia de calor: conducción, convección y radiación. Cambio de fase y estructura molecular de la materia. Temperaturas de fusión y vaporización. Representación gráfica de la temperatura en función del calor de los cambios de fase de una sustancia. Relación entre roce y calor. Sensibilidad térmica de la piel. Conservación de la energía Equivalente mecánico del calor. El experimento de Joule. La caloría y el joule. Perdidas de energía en forma de calor. Ejemplos de transformación de energía de una forma a otra. VI. TIERRA Y SU ENTORNO La Tierra Tamaño, masa y composición de la Tierra: su atmósfera y su estructura interna y externa. Nociones elementales acerca del origen de océanos, continentes y cadenas montañosas. Tectónica de placas, movimiento de continentes, volcanes, sismos, tsunamis.

4 Escalas de Richter y Mercalli. Grandes sismos en Chile. El Sistema Solar Los principales modelos del sistema solar que han aparecido a través de la historia. Descripción del sistema solar. Planetas, asteroides y cometas. Comparación entre diámetros, masas y órbitas de los planetas. Relación entre atracción gravitatoria y orbitas de planetas y cometas. Ley de gravitación universal. Leyes de Kepler. El Universo Características principales de las estrellas y su evolución. El Sol como una estrella. Dimensiones, composición y otras propiedades del Sol. Reacciones nucleares en su interior como fuente de energía. VII. MECÁNICA Movimiento circular Movimiento circular uniforme. Rapidez angular y tangencial. Velocidades tangencial y angular y su carácter vectorial. Aceleración centrípeta y aceleración tangencial. Fuerza centrípeta y su relación con la aceleración angular. Aplicaciones prácticas del movimiento circular y la fuerza centrípeta. Carácter vectorial de la aceleración angular y centrípeta. Manifestación y efectos de la fuerza de Coriolis. Momento de inercia, torque y momento angular. Conservación del momentum angular. Manifestaciones del momento angular de interés práctico. Conservación de la energía mecánica Conservación de la energía mecánica y caída libre. Conceptos de trabajo, energía cinética y potencial en nuestro entorno. Representación gráfica de la energía potencial gravitacional en una montaña rusa. Puntos de equilibrio estable e inestable. Energía mecánica en un péndulo que oscila. Coeficientes de roce estático y dinámico. Fuerza de roce y su relación con la fuerza normal Efectos del roce sobre la conservación de la energía mecánica. Trabajo, fuerza de roce y su manifestación en situaciones prácticas. VIII. FLUIDOS Hidrostática Distinción entre líquidos y gases en términos de las moléculas y átomos que los componen. El concepto de presión. Aplicaciones del concepto de presión en situaciones diversas. La presión en los fluidos. Determinación de la presión a distintas profundidades en un líquido. Principio de Pascal y aplicaciones prácticas. La presión atmosférica y los instrumentos usados para medirla. El principio de Arquímedes. Condiciones de flotabilidad de los cuerpos. Aplicaciones prácticas del principio de Arquímedes. Fuerzas de cohesión y adhesión. Tensión superficial y capilaridad. Importancia de la capilaridad en el mundo vegetal, animal, y otros ejemplos. Hidrodinámica

5 El concepto de caudal. La ecuación de continuidad. Flujos compresibles e incompresibles. Flujos laminares y turbulentos. La ecuación de Bernoulli y la conservación de la energía en un fluido. Aplicaciones de la ecuación de Bernoulli a situaciones diversas como la sustentación de los aviones, los sistemas de regadío, etc. Roce interno en un fluido y viscosidad. Efectos del roce sobre la velocidad de un cuerpo que se mueve en un fluido. El comportamiento de los fluidos en el sistema cardiovascular. Presión sanguínea. IX. ELECTRICIDAD Y MAGNETISMO Fuerzas entre cargas Concepto de carga eléctrica. Ley de Colulomb y aplicaciones diversas. Campo eléctrico y su carácter vectorial. Potencial eléctrico, diferencia de potencial y su relación con el campo eléctrico. Potencial eléctrico, energía potencial eléctrica y movimiento de cargas. Almacenamiento de energía en un campo eléctrico. Líneas de campo eléctrico para distribuciones simples de carga. Equilibrio electrostático en conductores cargados. Aplicaciones a la electricidad atmosférica. El capacitor de placas paralelas y la capacitancia. Aplicaciones prácticas de los capacitores. El movimiento de una partícula cargada en un campo eléctrico y su relación con el movimiento en un campo gravitatorio. El experimento de Millikan para determinar la carga del electrón. Fuerza magnética sobre cargas en movimiento. Fuerza de Lorentz. Líneas de campo magnético generadas por conductores de corriente eléctrica. Intensidad de campo magnético para un conductor recto. Campo magnético y movimiento circular. Trayectorias de partículas cargadas en campos eléctricos y magnéticos. Aplicaciones a algunos dispositivos prácticos de los conceptos estudiados. Corriente alterna Carga y descarga de un circuito RC. Representación gráfica. Corriente y fem inducida por el movimiento relativo entre una espira y un imán. Líneas de campo magnético y el concepto de flujo magnético. Leyes de Faraday y de Lenz. Inducción electromagnética. Inducción mutua entre dos bobinas y autoinducción. Energía almacenada en una bobina. Corriente alterna y valores rms para voltaje e intensidad de corriente. X. EL MUNDO ATÓMICO El núcleo atómico Constituyentes atómicos y ordenes de magnitud. El spin en los constituyentes atómicos y su relación con el magnetismo de la materia. El concepto de isótopo de un elemento. La noción de radiactividad. Radiaciones alfa, beta y gamma. El concepto de vida media. Representación gráfica y aplicaciones prácticas. Relación de Einstein entre masa y energía. Fisión y fusión nuclear. Mecanismos de liberación de energía atómica. Las cuatro fuerzas fundamentales de la naturaleza y su relevancia en fenómenos diversos. La estabilidad de los núcleos y las fuerzas entre quarks.