Guía para el docente

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Samuel González Río
hace 6 años
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1 Guía para el docente Descripción curricular: - Nivel: 2.º Medio - Subsector: Ciencias físicas - Unidad temática: El movimiento - Palabras clave: Newton, aceleración, fuerza, principio de masa, inercia, acción y reacción, peso. - Contenidos curriculares: - El concepto de fuerza que actúa sobre un objeto. Fuerza de acción y reacción. Formulación y discusión del principio de inercia. - Relación entre la fuerza que actúa sobre un móvil y su aceleración. Concepto de masa inercial. Ejemplos en la naturaleza: en el cosmos, la vida diaria, el mundo de lo pequeño, con énfasis en la disparidad de valores. Uso de la notación científica. - Aprendizajes esperados: - Relacionan cualitativa y cuantitativamente efectos con causas (por ejemplo, aceleración con fuerza) - Identifican el aporte al avance de la ciencia de algunos grandes físicos (Galileo, Kepler y Newton, por ejemplo) - Miden y manejan con soltura magnitudes y unidades de uso común (la masa de un cuerpo, por ejemplo) Contenidos relacionados: - 1.º Medio: La luz: naturaleza ondulatoria de la luz La electricidad: carga y corriente eléctrica La electricidad: la energía eléctrica - 2.º Medio: El movimiento: descripción del movimiento El movimiento: energía mecánica El calor: conservación de la energía La Tierra y su entorno: la Tierra, el dinamismo del planeta La Tierra y su entorno: el sistema solar La Tierra y su entorno: el universo - 3.º Medio: Mecánica Fluidos 1

2 - 4.º Medio: Electricidad y magnetismo El mundo atómico Aprendizajes esperados de esta actividad: - Identificar situaciones en que una fuerza actúa sobre un cuerpo. - Reconocer que las fuerzas actúan sobre los cuerpos y no son propiedad de éstos. - Relacionar la fuerza, masa y aceleración como variables que componen la observación de Newton en su formulación del principio de masa. - Reconocer las unidades con las que se mide la fuerza ejercida sobre un cuerpo. - Reconocer que el peso es una fuerza. - Identificar una situación cotidiana en la que se evidencia la ley de inercia. - Relacionar la formulación de la ley con el actuar de la sociedad. - Reconocer, mediante observaciones de un registro, la ley de acción y reacción en situaciones cotidianas. Recursos digitales asociados: - Ficha temática:. - Diapositivas digitales (ppt): El movimiento Actividades propuestas para este tema: En esta guía de trabajo se pretende reforzar las relaciones y observaciones que se incluyen en las tres leyes del movimiento, planteadas por Isaac Newton. Mediante la presentación de datos y el registro de experiencia, se pretende que el estudiante demuestre una comprensión del manejo de conceptos incluidos en los contenidos de fuerza y movimiento. 2

3 ACTIVIDAD: Leyes de Newton Duración: dos horas pedagógicas 1. Mapas de contenidos tratados A un cuerpo Si se aplica Una fuerza El cuerpo modifica su condición de reposo: se mueve o se detiene. Inicial Constante El cuerpo se moverá y acelerará en virtud de su masa. El cuerpo aplicará una fuerza de igual magnitud como reacción a la que se aplica sobre él. 2. Desarrollo de la actividad: Leyes de Newton Se recomienda aplicar esta guía de trabajo luego de las actividades de reconocimiento de las leyes de Newton. Cada estudiante debe contar con la guía del estudiante y acceso a la ficha n.º 10. Paso 1 Proceda a leer en conjunto con ellos el contenido de la guía, y esté atento a contestar posibles dudas en la formulación de la misma. Paso 2 Pídales que desarrollen la guía de trabajo. Esté atento a las preguntas que surjan, y vigile el desarrollo de la guía. En caso de que surjan dudas, sugiera que anoten sus preguntas para hacerlas luego. 3

4 1. Piensa en un objeto en reposo, como una pelota de fútbol en medio de una cancha. a. Qué debe ocurrir para que esta pelota se mueva? Con esta pregunta se busca que los estudiantes asocien que uno de los efectos de la aplicación de una fuerza sobre un cuerpo es el movimiento. Por lo tanto, las respuestas que den cuenta de que necesitan aplicar una fuerza para que la pelota se mueva, están más cercanas al objetivo de esta pregunta. b. Señala tu grado de acuerdo con la frase Para mover un objeto pesado, debo tener mucha fuerza. Argumenta tu postura. Las fuerzas son interacciones entre dos cuerpos. Se evidencian cuando hay efectos, como movimiento, deformación o ruido de alguno de ellos o ambos. La fuerza no se posee, sino que se aplica o ejerce. La respuesta será más correcta mientras se reconozca que la fuerza se aplica. 2. El siguiente dibujo muestra el esquema de un pequeño camión de juguete sobre una superficie plana en altura. El camión está atado mediante un gancho a una cuerda que pasa por una polea. Desde la cuerda se cuelgan algunos objetos pesados. En el dibujo, m representa una masa que carga el camión y que es variable. F representa una fuerza ejercida sobre el camión. Se aplica una fuerza sobre el camión y se determina la aceleración del camión. Se realizan varios experimentos, modificando cada vez la carga que transportaba el camión (m). La siguiente tabla muestra esos resultados: 4

5 F/N m/kg a m/s 2 9,8 0,3 32,7 9,8 0,4 24,5 9,8 0,5 19,6 9,8 0,6 16,3 9,8 0,7 14,0 a. En qué unidades se mide la fuerza? La fuerza se mide en Newton, o kg m/s 2 b. De acuerdo con lo que observas en el dibujo y en la tabla, señala tu grado de acuerdo con la frase El peso es una fuerza. Argumenta tu posición. Si el peso de un cuerpo causa finalmente el movimiento del vehículo, se reconoce como un efecto de las fuerzas y por lo tanto sería una fuerza. También se reconoce al peso como la fuerza con la cual la Tierra atrae a los cuerpos (ley de gravitación universal). 3. En otro experimento, se mantuvo la masa constante sobre el camión, cambiando la fuerza que se le aplica. Los resultados de la medición de la aceleración son los que muestra la siguiente tabla. F/N m/kg a m/s 2 10,78 0,7 15,4 11,76 0,7 16,8 12,74 0,7 18,2 13,72 0,7 19,6 14,7 0,7 21,0 5

6 Observando las dos tablas presentadas: a. Qué ocurre con la aceleración cuando la masa del camión aumenta? En la primera tabla puede verse el efecto. Mientras la fuerza se mantiene constante, la aceleración del camión disminuye con el aumento de la masa. b. Qué ocurre con la aceleración del camión cuando aumenta la fuerza que se le aplica? De acuerdo con la segunda tabla, al mantener constante la masa del camión, si aumentamos la fuerza con que se empuja, también aumenta la aceleración. 4. En muchos países del mundo, las leyes obligan a los automovilistas a usar el cinturón de seguridad. Explica la razón de esta medida, considerando la ley de inercia de Newton. La ley de inercia de Newton señala que los cuerpos tenderán a mantener su estado de reposo (o movimiento) si no hay ninguna fuerza que cambie ese estado. De acuerdo con ello, los pasajeros de un automóvil van a tender a moverse en el sentido en que se mueve el automóvil, pudiendo ello causar daños si el conductor del vehículo intenta detener su movimiento o si otra fuerza lo hace. 5. Observa el siguiente dibujo, que ilustra una botella de champaña sobre una balanza, antes de descorcharse y justo en el momento en que el corcho sale disparado de la boquilla de la botella. 6

7 De acuerdo con la ley de acción y reacción, elabora una explicación de las diferencias que se observan en la lectura de la balanza. La explicación debe dar cuenta de la comprensión de la acción y la reacción. En este caso se distinguen dos cuerpos: la botella y el corcho. El contenido de la botella ejerce una fuerza sobre el corcho para que éste salga disparado por la boquilla. Cuando el corcho sale, ejerce una fuerza sobre la botella, en dirección contraria a su movimiento, lo cual se refleja en la lectura de la balanza. Las diferencias de masa entre los cuerpos definen cuál será el cuerpo que más se acelere al aplicarse la fuerza. 7

8 Paso 3 Pida a los estudiantes que lean la ficha n.º 10 y que contesten nuevamente la guía. Haga hincapié en la revisión de conceptos definidos y en las relaciones observadas por ellos, en comparación con las enunciadas en la guía. Sugiera que intenten contestar sus dudas de acuerdo con el contenido del texto. 8

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