ÁREA GRADO UNIDAD DE APRNEDIZAJE CIENCIAS NATURALES DÓNDE ESTAMOS UBICADOS EN EL TIEMPO Y EN EL ESPACIO?

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1 ÁREA GRADO UNIDAD DE APRNEDIZAJE CIENCIAS NATURALES TÍTULO DEL OBJETO DE APRENDIZAJE 10 DÓNDE ESTAMOS UBICADOS EN EL TIEMPO Y EN EL ESPACIO? Qué significa "fuerza resultante" y para qué sirve? EJE CURRICULAR ESTÁNDARD Entorno físico. Explico las fuerzas entre objetos como interacciones debidas a la carga eléctrica y a la masa. OBJECTIVOS DE APRENDIZAJE - Verificar y explicar la segunda ley de Newton. - Representar las fuerzas ejercidas sobre un objeto mediante el diagrama de cuerpo libre y deducir la fuerza resultante. HABILIDADES/ CONOCIMIENTOS Comprueba la segunda ley de Newton. Representa con un diagrama de cuerpo libre las fuerzas externas que actúan sobre un cuerpo. Determina la fuerza resultante que actúa sobre un cuerpo en cada uno de sus componentes. Aplica la segunda ley de Newton para resolver ejercicios. Explica en términos cuantitativos el efecto del punto de aplicación de una fuerza sobre el movimiento de un objeto.

2 FLUJO DE APRENDIZAJE GUÍA DE VALORACIÓN 1. Introducción 2. Objetivos 3. Actividad Actividad Actividad Actividad Resumen 8. Tarea 9. Evaluación 10. Bibliografía 11. Glosario Para lograr responder la pregunta, se debe tener en cuenta la siguiente secuencia: Conocer las variables de la segunda ley de Newton. Identificar ejemplos en la vida cotidiana. Representar mediante gráficas las fuerzas que actúan sobre un objeto y cada uno de sus componentes. Determinar la fuerza resultante. Resolver ejercicios aplicando la segunda ley de Newton Resolver problemas de manera cuantitativa teniendo en cuenta la variable del punto de aplicación de una fuerza.

3 Etapa Introducción Flujo de Aprendizaje El estudiante observa la plataforma y el docente soluciona las dudas. Enseñanza/Actividades de aprendizaje Realizar acompañamiento a los estudiantes mostrando la animación basada en el siguiente texto. Un jugador de fútbol coloca un balón en el área de tiro libre, toma impulso para golpear el balón, generando así un cambio en la velocidad dada por su aceleración. Recursos recomendados Animación. Qué sucedió en el momento en que el jugador pateó el balón? Qué cambio ocurrió en su aceleración? El balón hizo una fuerza contraria a la del pateo? Por qué? Desarrollo Actividad 1 Mostrar una imagen o animación acompañada del texto y finalizar exponiendo la actividad de aprendizaje, la cual está acompañada de un video. Multimedia mapa. /Video Skill 1: Comprueba la segunda ley de Newton. La segunda ley de Newton dice que una fuerza es la causa capaz de producir en un cuerpo un cambio de velocidad, es decir, producir un cambio en su aceleración. La dirección de la fuerza coincide con la dirección de la aceleración causada, si se trata de una sola fuerza actuando sobre un cuerpo. La magnitud de la fuerza es el producto de la masa del cuerpo por la magnitud de la aceleración producida. (Tipler, 1995) F =ma

4 Figura. Segunda ley de Newton. Actividad de aprendizaje Consulta el siguiente video: [Vladimir Albiter]. (2009, mayo 18). Segunda Ley de Newton [Archivo de video]. Recuperado de De acuerdo al video, realiza un mapa conceptual, en el que expreses en cuáles momentos de la vida cotidiana observamos la segunda ley de Newton. Tener en cuenta las siguientes preguntas para la realización del mapa conceptual: Cuál es la fuerza que lo atrae a la tierra? Qué fuerza le permite no resbalar en una superficie lisa?

5 Qué fuerza se realiza al levantar un abjeto con una cuerda? Desarrollo Actividad 2 Resolver las inquietudes que surjan en el transcurso de la actividad. Infografía imagen. Skill 2: Representa con un diagrama de cuerpo libre las fuerzas externas que actúan sobre un cuerpo. Skill 3: Determina la fuerza resultante que actúa sobre un cuerpo en cada uno de sus componentes. Figura. De la anterior imagen podemos decir: Diagrama de cuerpo libre m1 Σf(y)=0 N-m1g=0 N=m1g Σf(x)=T T=m1a Diagrama de cuerpo libre m2 Σf(y)=T-m2g Σf(x)=0

6 Sabías que? Hay una fuerza llamada fuerza de fricción que puede ser cinética (se desliza) o estática (no se desliza) y es contraria a la fuerza de aceleración. Actividad de aprendizaje En la siguiente imagen coloca las fuerzas que se ejercen sobre el objeto: fuerza de resistencia Fr, fuerza neta Fn, fuerza de la gravedad g, fuerza normal N. - Toma un objeto de un peso conocido (2 kg o más) y desplázalo sobre una superficie lisa de un metro aproximadamente. Anota cuánto tiempo (en segundos) demoró en moverse el objeto y halla la fuerza neta o resultante. Desarrollo Actividad 3 Skill 4: Aplica la segunda ley de Newton para resolver ejercicios. Skill 5: Explica en términos cuantitativos el efecto del punto de aplicación de una fuerza sobre el movimiento de un objeto. Animación/Infog rafía. Actividad de aprendizaje: 1. Ten en cuenta el siguiente video: [MateMovil]. (2015, mayo 5). Fuerza de Rozamiento Ejercicios R [Archivo de video]. Recuperado de q8ph1bfs0lr5nfcxxgsxh4cgqqy-i&index=65&nohtml5=false

7 A partir del mismo, resuelve los siguientes ejercicios: a. Una fuerza determinada aplicada a una masa m1 le produce una aceleración de 20 m/s 2. La fuerza aplicada a m2 le da una aceleración de 30 m/s 2. Se unen las dos masas y se le aplica la misma fuerza a la combinación. Halla la aceleración resultante. b. Un cuerpo de 5 kg es arrastrado a lo largo de una superficie horizontal sin rozamiento, mediante una fuerza horizontal de 10 N. (a) Si el objeto está en reposo para t=0, qué velocidad posee al cabo de 3 segundos? (b) Qué distancia ha recorrido desde t=0 a t=3 s? El punto de aplicación de una fuerza es el sitio específico en el cual se aplica la fuerza. Observa el siguiente ejercicio para punto de aplicación: Ejercicio: Dos fuerzas paralelas que actúan en el mismo sentido, F1 = 12N y F2 = 9N, están separadas por una distancia de 14 cm. Calcula la fuerza resultante y su punto de aplicación. Solución: 1) La intensidad de la resultante (R) es la suma de las intensidades de las componentes: Entonces: R = F1 + F2 = 12N + 9N = 21N en el mismo sentido que las componentes. 2) El punto de aplicación debe cumplir la ecuación: F1 d1 = F2 d2. (1)

8 Los dos brazos deben cumplir la ecuación: d1 + d2 = 14cm, por tanto, d2 = 14 d1 Sustituyendo en la ecuación (1), tenemos: F1 d1 = F2 d2 = 12N d1 = 9N (14 d1) 12d1 = 126 9d1 12d1 + 9d1 = d1 = 126 d1 = 126/21 d1 = 6 cm Respuesta: La resultante (R) tiene una intensidad de 21N en el sentido de las componentes y su punto de aplicación dista 6 cm de la fuerza mayor. (Profesor en línea) Resumen El docente presenta el tema Actividad de aprendizaje: 1. Dos fuerzas paralelas que actúan en el mismo sentido, F1 = 6N y F2 = 3N, están separadas por una distancia de 10 cm. Calcula la fuerza resultante y su punto de aplicación. Cuando se habla de la segunda Ley de Newton se hace referencia a las fuerzas ejercidas a un objeto capaces de producir un cambio en su velocidad y así en su aceleración. Estas fuerzas (las que actúan sobre un cuerpo) pueden ser representadas mediante un diagrama denominado diagrama de cuerpo libre en el cual se muestran todas las fuerzas externas representadas por flechas que indican sus respectivas direcciones; además cuando en un cuerpo actúan varias fuerzas se pueden sumar las mismas de forma vectorial obteniendo la fuerza resultante, si esta fuerza es igual a cero se presentan dos casos, que el cuerpo está en reposo o con un movimiento rectilíneo uniforme; ahora bien, el movimiento que pueda presentar el objeto dependerá del punto de aplicación de la fuerza. Animación

9 Tarea El docente presenta la tarea En la siguiente tarea se plantean una serie de ejercicios que le permitirán ampliar sus conocimientos en relación a La segunda ley de Newton: Infografía 1. Consulte y describa en un párrafo algunas aplicaciones para la segunda ley de Newton. 2. Explique la relación entre la masa constante y la no constante con la segunda ley de Newton. 3. Haga un cuadro comparativo entre fricción estática y fricción cinética 4. En grupos de tres estudiantes, diseñen los siguientes motejes, realicen los procedimientos descritos, expliquen los resultados y socialicen con sus compañeros. Materiales: un cuerpo (borrador, piedra, trozo de madera, etc.) un resorte un trozo de hilo de longitud tal que se pueda sujetar al cuerpo. Procedimiento: Caso 1: Apoye el cuerpo sobre una mesa horizontal. Caso 2: Sujete el cuerpo del extremo libre de un resorte de manera que quede suspendido verticalmente y en reposo.

10 Caso 3: Sujete el cuerpo con el hilo y estando el cuerpo apoyado sobre la mesa tire del hilo en dirección paralela a la mesa sin que el cuerpo se ponga en movimiento. Para cada uno de los casos anteriores: a) Dibuje el diagrama de cuerpo libre b) De valores a cada fuerza y encuentre la fuerza resultante. Tomado de m/ /7/1/propuesta%20didactica%20- %20leyes%20de%20Newton.pdf el día 07/ 04 / 2016 a las 9:04 pm) 5. Consulte las formas de hacer una sumatoria de vectores y plantee un ejemplo para fuerza resultante. Evaluación Evaluación 1. Coloque frente a los números de la columna A las letras correspondientes de la columna B. Recursos multimedia. Columna A 1. C Segunda ley de Newton 2. D Diagrama de cuerpo libre 3. A Fuerza resultante 4. B Fricción estática Columna B a) Sumatoria de fuerzas b) Fuerza normal c) Cambio de velocidad d) Representación gráfica 1. Ubica estas opciones en el siguiente diagrama: fuerza externa

11 aplicada, fuerza de la gravedad sobre el bloque, fuerza de la mesa sobre el bloque. Figura. Bloque moviéndose a la derecha por acción de una fuerza externa sobre una superficie rugosa. 2. Escribe falso (F) o verdadero (v) según corresponda: a. Cuando el cuerpo está en reposo, la sumatoria de las fuerzas es cero. (V) b. La fuerza aplicada sobre un objeto no genera en este ningún movimiento. (F) c. La fuerza resultante se encuentra mediante una sumatoria vectorial. (v) 3. Preguntas de selección múltiple con única respuesta. Marca con una x la letra correspondiente a la respuesta correcta: I. Es contrario a la dirección de la fuerza: a. Fuerza neta b. Normal c. Gravedad

12 d. Rozamiento II. Cuando el movimiento del cuerpo es horizontal, la sumatoria de las fuerzas en Y es igual a: a. 100 b. 10 c. 1 d. 0 Glosario El docente presenta el tema III. Cuáles fuerzas actúan sobre un cuerpo suspendido en una cuerda? a. Gravedad y normal. b. Tensión y gravedad. c. Tensión y fricción. d. Normal y fricción. Cuantificar: expresar mediante números una magnitud. Notación científica: También denominada patrón o notación en forma exponencial, es una forma de escribir los números que acomoda valores demasiado grandes ( ) o pequeños (0, ) para ser convenientemente escrito de manera convencional. El uso de esta notación se basa en potencias de 10 (los casos ejemplificados anteriormente en notación científica quedarían y , respectivamente"). Multimedia Glosario. Exactitud: se refiere a cuán cerca del valor real se encuentra el valor medido. Precisión: se refiere a la dispersión del conjunto de valores obtenidos de mediciones repetidas de una magnitud. Incertidumbre: "Puede expresarse como el valor de la semiamplitud de un intervalo alrededor del valor resultante de la medida,

13 que se entiende como el valor convencionalmente verdadero". Unidades derivadas: son unidades que se obtienen matemáticamente, a partir de las unidades básicas. Unidades fundamentales o básicas: son aquellas que tienen una medida real standard, siendo: "metro (m), unidad de longitud; kilogramo (kg), unidad de masa; segundo (s), unidad de tiempo; amperio (A), unidad de corriente eléctrica; kelvin (K), unidad de temperatura; mol (mol), unidad de cantidad de sustancia; candela (cd), unidad de intensidad luminosa". Factores de conversión: permiten realizar los distintos cambios entre unidades básicas a derivadas o viceversa. Cifra significativa: Representan el uso de una o más escalas de incertidumbre en determinadas aproximaciones. Se dice que 4,7 tiene 2 cifras significativas, mientras que 4,70 tiene 3". Bibliografía Bibliografía 1. Gabrielamate. Recuperado de: 2. [MateMovil]. (2015, mayo 5). Fuerza de Rozamiento Ejercicios Resueltos Nivel 3. [Archivo de video]. Recuperador de: H1bFS0lr5NfcXXgSxh4CGQqY-i=65=False 4. Profesor en línea. Sistema de fuerzas paralelas y en el mismo sentido. Recuperado de: 5. [Vladimir Albiter]. (2009, mayo 18). Segunda Ley de Newton [Archivo de video]. Recuperado de: 6. Tipler, P. A. (1995). Física tercera edición. Barcelona: Editorial Reverté, S.A. Texto.

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