Àmbit de les Matemàtiques, de la Ciència i de la Tecnologia 1. QUINS MATERIALS NECESSITES PER TREBALLAR AQUEST MÒDUL?

Transcripción

1 GUIA DE TREBALL Àmbit de les Matemàtiques, de la Ciència i de la Tecnologia Mòdul 22 FORÇA I MOVIMENT 1. QUINS MATERIALS NECESSITES PER TREBALLAR AQUEST MÒDUL? Material escrit: Per a l estudi d aquest mòdul faràs servir un llibre de text i uns apunts complementaris. Nom del llibre de text: Física i química Ciències de la naturalesa 4t llibre 2n Cicle ESO Editorial Text La Galera Aquest llibre pots adquirir-lo a les llibreries de la Generalitat o bé a les altres llibreries. Els apunts complementaris els trobaràs a l apartat 5 d aquesta guia. Vídeos: Cada setmana s emeten unitats televisives pel K3 de a 10.30h Dilluns: Àmbit de la Comunicació Dimecres: Àmbit de les Matemàtiques, Ciència i Tecnologia. Divendres: Àmbit de les Ciències Socials i de la participació. És recomanable que vegis les unitats televisives de l àmbit de les Matemàtiques, Ciència i Tecnologia relacionades amb aquest mòdul que són: Unitat 17: Pomes i estels Unitat 30: Força i moviment Les pots veure des de casa, gravar-les o anar al teu Centre de Suport. És un lloc web on hi ha un espai per a cada mòdul, en què trobaràs recursos, fòrum de dubtes i exercicis d avaluació contínua. És imprescindible que demanis la teva clau d accés al teu tutor-a trucant al telèfon QUÈ SON LES ACTIVITATS D AVALUACIÓ CONTÍNUA? Per a què serveixen les activitats d avaluació contínua? 1

2 Les activitats d avaluació contínua són un exercicis relacionats amb el mòdul que estàs treballant i que hauràs de lliurar dins uns terminis determinats, parla amb el teu tutor,-a. Important: Els exercicis d avaluació contínua tenen una doble utilitat: - t ajuden a saber si estàs assolint els coneixements del mòdul correctament o no. - si els fas amb interès, ajuden a pujar la nota final de l avaluació del mòdul. On pots trobar les activitats d avaluació contínua? Les activitats d avaluació contínua estan penjades a la pàgina d internet Entra amb la teva clau d accés (recorda que l has de demanar al teu tutor,-a) i un cop dins has de buscar l espai dedicat a aquest mòdul: mòdul Força i moviment. Com has de fer les activitats d avaluació contínua i com has d enviarles? Les activitats d'avaluació contínua estan dividides en quatre trameses, per tal que puguis planificar-te el treball quinzenalment. Cada quinzena has de llegir una part del mòdul i fer els exercicis proposats. Això et permetrà planificar millor el trimestre i tenir cada quinze dies la correcció del teu treball. Aquests exercicis et seran corregits pel professor del mòdul. És molt important que t'esforcis a fer les activitats amb el suporttelemàtic, ja que d'aquesta manera la resposta t'arribarà quasi de forma immediata! En aquest mòdul tens quatre trameses a fer: En la primera tramesa treballaràs la primera part dels continguts de la unitat 1 (des de la primera pàgina fins a la pàgina 21). En la segona tramesa treballaràs la segona part dels continguts de la unitat 1 (de la pàgina 22 a la pàgina 25). En la tercera tramesa treballaràs la primera part dels continguts de la unitat 2 (des de la primera pàgina fins a la pàgina 45). En la quarta tramesa treballaràs la segona part dels continguts de la unitat 2 (de la pàgina 46 a la pàgina 49). Has de resoldre les activitats i enviar-les directament des del 2

3 Important: Si no tens accés a un ordinador connectat a internet és necessari que et posis en contacte amb el teu tutor,-a trucant al telèfon gratuït (de 9 a 2, de dilluns a divendres) 3. ON POTS TROBAR AJUDA I ORIENTACIÓ PER RESOLDRE ELS DUBTES SOBRE AQUEST MÒDUL? Tens tres maneres d obtenir ajut i resoldre dubtes sobre aquest mòdul en el moment que ho desitgis: Truca al telèfon de consulta És un telèfon de trucada gratuïta (hi pots trucar des d un telèfon fix, no mòbil) que et permet posar-te en contacte amb Olga Anglada, que és la professora especialista d aquest mòdul. Adreça t al teu Centre de Suport i informa t sobre l horari d atenció individual o en grup. Si ets alumne del CFA Palau de Mar demana al teu tutor,-a en quin horari pots venir personalment al centre per resoldre dubtes sobre aquest mòdul. Accedeix a l adreça d internet introdueix la teva clau d accés, busca el lloc dedicat a aquest mòdul i hi trobaràs un fòrum de dubtes on pots escriure les teves preguntes que seran resoltes pel professor especialista d aquest mòdul. 4. GUIA DE LES UNITATS COM S ESTRUCTURA EL MÒDUL FORÇA I MOVIMENT? El llibre de text d aquest mòdul està dividit en quatre unitats més una unitat final. Quina part del llibre de text has de treballar? Treballaràs a fons i t avaluaràs de les dues primeres unitats: UNITAT 1: LES FORCES UNITAT 2: LES FORCES I EL MOVIMENT Les unitats tres i quatre, tot i que no entraran en l avaluació del mòdul, representen una continuació del que has estudiat en les dues primeres i poden ser molt interessants a l hora d ampliar els teus coneixements de física. Veuràs que cada una de les unitats està estructurada en set apartats: 1. Activitats prèvies i mapa conceptual. Les primeres et fan reflexionar sobre els continguts que treballaràs en la unitat i el mapa conceptual et presenta aquests continguts. 3

4 2. Continguts. Aquest és l apartat en el que t has de centrar a l hora d estudiar la unitat. 3. Activitats. Serviran per practicar i consolidar els continguts treballats. 4. Reportatge. Hi trobaràs un tema d actualitat relacionat amb el que s ha treballat en la unitat. 5. Procediment. Et proposa una experiència a partir de la qual podràs tenir dades experimentals. 6. Eix transversal. Presenta un tema d actualitat de caire transversal. 7. Avaluació. A l hora de treballar les unitats és important que segueixis els passos següents: 1. Llegeix les activitats prèvies i intenta respondre-les. 2. Mira amb deteniment el mapa conceptual. 3. Comença a treballar els continguts i resol les activitats relacionades. Fixa t que tens una taula per cada una de les dues unitats en la qual se t indica quines activitats pots resoldre en funció del contingut treballat. 4. Respon l avaluació quan et vegis prepara t per posar-te a prova 5. La resta d apartats els pots treballar en l ordre que a tu et sembli. Què has d aprendre i on ho trobaràs? UNITAT 1: LES FORCES En aquesta unitat estudiaràs què són les forces, quins són els seus efectes i característiques i alguns tipus de forces i aprendràs a resoldre diferents tipus de problemes de forces. En acabar la unitat has de ser capaç de: Definir el concepte de força i saber explicar-ne els seus efectes (a la pàgina 11 hi trobaràs una definició de força, però el concepte de força i els efectes de les mateixes es va explicant al llarg de tota la unitat). Descriure com es mesuren les forces, quines són les seves característiques i unitats (la mesura i característiques de les forces s expliquen a la pàgina 11 i les unitats de les forces en el dossier del mòdul). Descriure de la manera més completa possible la força gravitatòria, la força elèctrica, la força magnètica, les forces nuclears, la força normal i la força de fricció. Saber quan actuen 4

5 aquestes forces, quins són els seus efectes (ho trobaràs en els pàgines: 12, 13, 16,17, 18, 19, 20, 21, 22 i 23). Conèixer les característiques i comportament de les càrregues elèctriques i dels imants (pàgines 16,17, 20 i 21). Resoldre problemes de força gravitatòria i elèctrica (pàgines 12, 13, 18 i 19). Diferenciar els conceptes de massa i pes i aplicar-los a la resolució de problemes (pàgina 13). Calcular la força resultant que actua sobre un cos (pàgines 24 i 25). Definir el concepte d equilibri (pàgina 25).. UNITAT 2: LES FORCES i EL MOVIMENT En aquesta unitat estudiaràs la relació entre les forces i el moviment, els paràmetres que defineixen el moviment i diferents tipus de moviments. També aprendràs a resoldre problemes de moviment.? En acabar la unitat has de ser capaç de:? Definir i saber treballar amb els conceptes de moviment, repòs, sistema de referència, posició, trajectòria, desplaçament, velocitat i acceleració (pàgines 39, 40 i 41).? Descriure qualitativament i quantitativament el moviment rectilini uniforme i el moviment rectilini uniformement accelerat i retardat (pàgines 42, 43, 44 i 45).? Identificar la caiguda lliure com un exemple de moviment rectilini uniformement accelerat ( si el cos baixa) i retardat (si el cos puja). (pàgina 47).? Resoldre problemes de moviment rectilini uniforme i de moviment rectilini uniformement accelerat i retardat. (pàgines 42, 43, 44, 45, 46, 47, 52 i 53).? Conèixer i poder interpretar gràfics de moviment rectilini uniforme i de moviment rectilini uniformement accelerat i retardat (pàgines 42, 43, 44 i 45). Enunciar les tres lleis de Newton i aplicar-les a la resolució de qüestions teòriques(46, 47, 48 i 49). - Quins exercicis has de fer? 5

6 UNITAT 1: LES FORCES La següent taula et relaciona els continguts de la unitat 1 amb les activitats de la mateixa unitat que hi estan relacionades. És important que treballis bé els continguts abans de resoldre les activitats. Continguts Unitat 1 Activitats de la unitat 1 que pots resoldre Les forces 1 La força 2, 3, 5, 7, 8, 9, gravitatòria 10,11,12,14 El sistema solar 16, 18 La càrrega 19, 21 Les forces elèctriques i nuclears El magnetisme Les forces de contacte Composició de forces 22, 23, 24 25, 26, , 31 UNITAT 2: LES FORCES i EL MOVIMENT La següent taula et relaciona els continguts de la unitat 2 amb les activitats que hi estan relacionades. És important que treballis bé els continguts abans de resoldre les activitats. Els problemes resolts de les pàgines 52 i 53 t ajudaran en la resolució d alguns problemes de les activitats. Continguts Unitat 2 El moviment Activitats de la unitat 2 que pots resoldre Cal que siguis capaç de definir els conceptes de moviment, repòs, sistema de referència, mòbil, mòbil puntual i 6

7 Paràmetres del moviment Moviment rectilini uniforme Moviment uniformement accelerat Força i moviment Força i trajectòria moviment relatiu. 1 2, 3, 4, 5, 8 9,10,11,12 13,14,15,16,17,18, APUNTS COMPLEMENTARIS L objectiu d aquests apunts és el aportar-te eines i coneixements complementaris als del llibre de text, que t ajudin a treballar els continguts del mateix. A. LES MAGNITUDS FISIQUES L estudi de la física va lligat a les magnituds físiques. Magnitud física és tota qualitat d un fenòmen o de la matèria que pot ser mesurada. Són magnituds físiques, per exemple, el temps, la massa, la distància, la velocitat, l acceleració, les forçes, la intensitat de corrent elèctric, per altra banda no ho són la bellesa, la bondat B. COM S EXPRESSA EL VALOR D UNA MAGNITUD FÍSICA? El valor d una magnitud física s expressa mitjançant el producte d un valor numèric per una unitat. Per exemple: m = 10 kg m representa la massa, 10 és el valor numèric i kg és la unitat (el quilogram). Altres exemples: l = 8 m l representa la longitud, 8 és el valor numèric i m és la unitat (el metre). t = 2 s, t representa el temps, 2 és el valor numèric i s és la unitat (el segon). 7

8 Fixa t que que en l exemple la massa està expressada en kg (quilograms), però també podria estar expressada en altres unitats, com els g (grams) o els mg (mil ligrams). De la mateixa manera la longitud, que està expressada en metres, podria estar-ho en km i el temps que ho està en segons ho podria estar en minuts o en hores. Les unitats que hem fet servir en els tres casos (kg, m i s) pertanyen a un mateix sistema d unitats. C. QUÈ SÓN ELS SISTEMES D UNITATS? Un sistema d unitats és un conjunt d unitats que s han agrupat a fi de facilitar l entesa entre els científics. El sistema d unitats que nosaltres farem servir és el Sistema Internacional d unitats que es simbolitza per SI. És possible treballar amb altres sistemes d unitats, però no és correcte barrejar en un mateix problema unitats que pertanyin a diferents sistemes. Abans de resoldre un problema cal escollir el sistema d unitats de treball. Coneguem el Sistema Internacional MAGNITUDS FONAMENTALS DEL SISTEMA INTERNACIONAL Magnitud Unitat Símbol de la unitat Longitud (l) metre m Temps(t) segon s Massa(m) quilogram kg Corrent elèctric(i) ampère A Temperatura(T) kelvin K Quantitat de substància mol mol Intensitat lluminosa Candela cd En aquest quadre hi tens les magnituds anomenades fonamentals i les seves unitats. La resta de magnituds que no hi ha a la taula ( velocitat, acceleració ) reben el nom de magnituds derivades i les seves unitats també són unitats derivades perquè deriven de les anteriors. En l estudi del mòdul aprendràs, per exemple, que la velocitat es calcula dividint la longitud pel temps i que la unitat de velocitat (m/s) es calcula dividint la unitat de longitud (m) per la unitat de temps(s). La unitat de força en el Sistema Internacional d unitats és el newton. Un newton és la força que aplicada a un cos de massa 1 kg li produeix una acceleració de 1 m/s 2 en la mateixa direcció i sentit que la força. El seu símbol és N. 8

9 Múltiples i submúltiples de les unitats Depenent de les quantitats de les magnituds físiques, aquestes es poden trobar expressades fent servir múltiples o submúltiples de les unitats. Això vol dir que, per exemple, si una longitud és petita és més probable que s expressi en centímetres o mil límetres que no pas en metres i si és molt gran és més probable que s expressi en km que no pas en metres. En la taula següent hi tens aquests múltiples i submúltiples de les unitats. Prefix Símbol Factor Exemples giga G Gm = m mega M 10 6 kilo k km = m hecto h 10 2 deca da 10 deci d dm = m = 2,3 m centi c 10-2 mil li m 10-3 micro µ µm = m nano n 10-9 pico p D. ELS FACTORS DE CONVERSIÓ Els factors de conversió ens serveixen per a canviar les unitats d una magnitud física. Veuràs que en els problemes de moviment sovint ens donen la velocitat en km/h (unitat que no és del Sistema Internacional) i nosaltres volem treballar en SI, per tant hem de convertir aquesta velocitat a m/s. Per fer aquest canvi d unitats, farem servir ls factors de conversió. Exemple 1 Expressa en m/s la velocitat de 90 km/h. Per transformar km/h en m/s cal fer dos canvis d unitats:? Convertir els quilòmetres a metres? Convertir les hores a segons. Les igualtats entre quilòmetres i metres i entre hores i segons són les següents: 1km = m = s Expressem les igualtats en forma de factor. Per cada igualtat tenim dos factors possibles: 1km 1.000m, 1.000m 1km 9

10 i o bé Farem servir un o altre factor en funció de les unitats que vulguem canviar. Tots aquests factors tenen valor 1 perquè són els quocient de dues magnituds equivalents. Per això multiplicar per aquests factors ens permet canviar les unitats sense afectar al valor de la magnitud. Per convertir els 90 km/h en m/s transformem primerament els km del numerador en m multiplicant pel factor que té els km en el denominador. Així 90km 1.000m tenim km multiplicant ( ) i km dividint ( ), els quals s anul len entre h 1km ells, quedant metres en el numerador. 90km 1.000m h 1km A continuació hem d eliminar les hores que estan en el denominador. Per això multipliquem pel factor que té les hores en el numerador ( ) i així tenim hores dividint i hores multiplicant, les quals s anul len entre elles quedant segons en el denominador. 90km 1.000m h 1km Ara ja tenim com a unitats de velocitat els m/s. Per calcular el valor de la velocitat multipliquem les quantitats del numerador ( ) i dividim pel denominador (3.600). El resultat obtingut és km 1.000m = 25 m/s h 1km Exemple 2 Expressa en km/h la velocitat de 15 m/s. Per convertir els 15 m/s en km/h transformem primer els m del numerador en km. Per fer això multipliquem pel factor que té els m en el denominador perquè 15 m 1km així tenim m multiplicant ( ) i m dividint ( ), els quals s anul len entre s 1.000m ells, quedant quilòmetres en el numerador. 15m 1km s 1.000m A continuació hem d eliminar els segons que estan en el denominador. Per això multipliquem pel factor que té els segons en el numerador i així tenim segons dividint i segons multiplicant els quals s anul len entre ells, quedant hores en el denominador. 15m 1km s 1.000m Ara ja tenim com a unitats de velocitat els km/h. Per calcular el valor de la velocitat multipliquem les quantitats del numerador ( ) i dividim pel denominador (1.000). El resultat obtingut és m 1km = 54 km/h s 1.000m 10

11 Fixa t que en els dos exemples hem tatxat les unitats que s anul len. Això no cal fer-ho obligatòriament, però fa més fàcil veure quines són les unitats finals de la magnitud. E. PASSOS A SEGUIR EN LA RESOLUCIÓ DELS PROBLEMES Resoldre un problema és sempre un repte i sovint demana, a més de tenir els coneixements necessaris de teoria, dedicar-hi un temps i un esforç. Si segueixes els passos següents et serà més fàcil la resolució dels problemes: 1. Llegeix amb deteniment l enunciat del problema. 2. Identifica les dades que se t donen i les que se t demanen. 3. Apunta aquestes dades al lateral esquerra del full on resoldràs el problema. 4. Comprova que totes les dades pertanyin a un mateix sistema d unitats, si no és el cas, transforma-les-hi (sovint el millor és treballar amb el Sistema Internacional d unitats). 5. Pensa com resoldràs el problema, apunta aquelles fórmules que creguis que hi estan relacionades Resol el problema. 7. Qüestiona t el resultat obtingut (si et sembla coherent o no). En cas de que no t ho sembli, revisa el plantejament i els càlculs a fi de trobar-hi l error o errors. 8. Expressa de manera correcta el resultat del problema. 11