Semanas del 29 de octubre al 9 de noviembre 2018

Bloque I. La descripción del movimiento y la fuerza

El trabajo de Galileo

• Explicaciones de Aristóteles y Galileo acerca de la caída libre

• Identifica las explicaciones de Aristóteles y las de Galileo respecto al movimiento de caída libre, así como el contexto y las formas de proceder que las sustentaron











Realiza el siguiente experimento y preséntalo en clase.

Te dejo el siguiente link para que lo veas y realiza lo que se te pide.

http://www.objetos.unam.mx/fisica/caidaLibre/index.html

El trabajo de Galileo

La explicación del movimiento ha cambiado en el transcurso de la historia, durante los primeros siglos el hombre creyó que la Tierra era un punto inmóvil en el espacio, que el Sol y la Luna giraban a su alrededor y que las estrellas eran puntos fijos en el cielo.

El trabajo de Galileo:

El movimiento según Aristóteles: se desarrolla bajo los siguientes principios

1. No se admite la existencia del vacío.
2. Existencia de una causa eficiente en todo cambio (es la inclinación de todo cuerpo a ocupar el lugar que le corresponde por su propia naturaleza).
3. Principio de la acción por contacto (el movimiento existe como causa de un objeto de contacto que lo provoca, esto dificultaba explicar el movimiento de las mareas pues no había un objeto de contacto evidente)
4. Existencia de un primer agente inmóvil.

Pero en 1500 todo cambió, Copérnico planteó su teoría heliocéntrica, en donde explicaba que la Tierra y los planetas se movían alrededor del sol.

En el siglo XVI Galileo adoptó las ideas de Copérnico y demostró que lo importante era descubrir cómo se movían los cuerpos y no porqué se movían.

Galileo demostró que la fuerza para mantener a un cuerpo en movimiento solamente se necesita cuando hay fricción, también estableció la inercia de los objetos, estas ideas  se contraponían a las de Aristóteles. Los experimentos que realizó Galileo demostraron que no era necesaria la existencia de ángeles que impulsaran el movimiento de los cuerpos celestes.

¿Cuáles fueron las pruebas realizadas por Galileo?

 En 1589 Galileo dejó rodar  bolas por planos inclinados, pudo observar que en una pendiente  pronunciada las bolas rodaban con una aceleración constante, también pudo notar que en las pendientes menos pronunciadas las bolas rodaban más despacio. Con sus observaciones descubrió que es la fricción lo que detiene el movimiento de un objeto y que los planetas, al moverse en el vacío, no necesitaban de que se les aplicara una fuerza que los mantuviera en movimiento. Galileo demostró los cuerpos caen a la tierra a la misma velocidad y que el peso no influye en la caída del cuerpo, Aristóteles creía que los cuerpos pesados caían primero que los livianos. Lo más importante es Galileo comenzó con la ciencia experimental, al realizar experimentos para demostrar sus teorías.

Galileo convirtió la mecánica en una ciencia del movimiento.Para Aristóteles el mundo era estudiado como una identidad viva, con Galileo, el mundo se vio como una máquina, ahora el mundo está siendo estudiado como un gran ordenador en donde la información es lo más importante. Esto no significa que se eliminen los puntos de vista anteriores, sino que se integran en las nuevas maneras de comprensión del universo.

Logros científicos básicos de Galileo: 

• Leyes de la caída de los cuerpos
• Descubrimientos con los telescopios
• Aceptación del modelo coperniano
• Galileo fue un científico, matemático, filósofo. En su tiempo la ciencia no estaba tan especializada como hoy así que no te sorprenda encontrar los logros de Galileo en varios campos científicos.

Consideremos un plano inclinado de altura $h$ y ancho $L$. Desde lo alto, se deja caer una esfera sobre el plano. Para medir el tiempo, Galileo utilizó un contenedor en el cual se dejaba caer un flujo de agua continuo. Cuando la esfera llegaba al final de la diagonal, el contenedor tenía una cierta cantidad de agua. Si la inclinación cambiaba, la cantidad de agua cambiaba de manera inversamente proporcional, es decir, a mayor inclinación la cantidad de agua será menor y viceversa. Esto se puede apreciar en la siguiente hoja de trabajo de GeoGebra:

Un modelo del plano inclinado de Galileo 

CIENCIAS II. Semana del 22 al 26 octubre 2018.

GUÍA PARA EL EXAMEN OCTUBRE.

1.       Define los siguientes conceptos:

MRU

Rapidez

Distancia

Trayectoria.

Desplazamiento.

Velocidad.

Aceleración.

Marco de referencia.

Magnitud escalar

Magnitud vectorial

Escribe las fórmulas de: velocidad, rapidez, aceleración; a partir de la fórmula de velocidad, encuentra cómo se expresa el tiempo y la distancia (despeja de la ecuación de velocidad, el tiempo y la distancia)

Realiza una gráfica de distancia vs velocidad y grafícala. Preséntala en una hoja aparte y no se te olvide que tú puedes hacer la escala que quieras en los ejes X y Y.

¿Durante cuánto tiempo una persona debe mantener una rapidez de 20 m/s si desea recorrer 600 metros?

·         Movimiento ondulatorio. Define los siguientes conceptos

Frecuencia

Timbre

Periodo

Tono

Realiza un dibujo de los elementos de una onda e identifícalos.

   Es la longitud de una línea recta imaginaria que existe entre el punto de partida y el de llegada:

a)       Rapidez

b)      Distancia

c)       trayectoria

d)      desplazamiento

             ¿Cuáles son las 3 características elementales del MRU?

 3. ¿Durante cuánto tiempo una persona debe mantener una rapidez de 20 m/s si desea recorrer 600 metros?

a          a 30 s

            b  580 s

          c  620 s

          d 12000 s     

                                                                                                            

II.- Relaciona las columnas.                                                                                              

(    ) 4 Nos permite determinar si algo se mueve o está en reposo (    ) 5 Fórmula que permite calcular la distancia recorrida. (    ) 6 Magnitud escalar que determina la distancia recorrida en un instante  de tiempo determinado. (    ) 7 Magnitud vectorial que además de indicar la distancia recorrida en un instante de tiempo determinado nos permite conocer la dirección del desplazamiento. (    ) 8 Es la medida de la longitud de la trayectoria que se ha seguido al efectuar un movimiento. (    ) 9 Fórmula que permite calcular el tiempo transcurrido.

1 Rapidez 2  t =  d/ r 3 Marco de referencia 4 distancia recorrida 5  d = r t 6 velocidad

III.- Completa los siguientes párrafos con las palabras que aparecen abajo.       (valor 1 punto c/u)    

10.- La distancia recorrida es _________________la de la trayectoria descrita por un _____________ en movimiento.

11.- El tono depende de la __________________de las vibraciones, mientras que el ______________ está definido por la forma de la onda.

                             cuerpo           frecuencia            timbre          longitud                                                 

IV.- Responde las siguientes preguntas.                                                                      

12.- ¿Qué es una magnitud escalar?

13. ¿Qué es magnitud vectorial? ________________________________________________________________________________

V.- Organizador gráfico.

 Un automóvil viaja a una velocidad de 120 km / h con MRU. Completa la siguiente tabla y representa en una gráfica de distancia-tiempo los valores de 7 horas.

Distancia (kilómetros)	Tiempo (horas)
0	0
	1
	2
	3
	4
	5
	6
	7

CIENCIAS II. Semana del 15 al 19 octubre 2018

Bloque I. La descripción del movimiento y la fuerza

• Movimiento ondulatorio, modelo de ondas, y explicación de características del sonido.

• Describe características del movimiento ondulatorio con base en el modelo de ondas: cresta, valle, nodo, amplitud, longitud, frecuencia y periodo, y diferencia el movimiento ondulatorio transversal del longitudinal, en términos de la dirección de propagación.
• Describe el comportamiento ondulatorio del sonido: tono, timbre, intensidad y rapidez, a partir del modelo de ondas.

EL tipo de movimiento característico de las ondas se denomina movimiento ondulatorio. Su propiedad esencial es que no implica un transporte de materia de un punto a otro.
Así, no hay una ficha de dominó o un conjunto de ellas que avancen desplazándose desde el punto inicial al final; por el contrario, su movimiento individual no alcanza más de un par de centímetros.

Las olas del mar son ondas mecánicas o materiales, como las del estanque, porque se transmiten a través de un medio material aunque la energía que poseen es mucho mayor.

Lo mismo sucede en la onda que se genera en la superficie de un lago o en la que se produce en una cuerda al hacer vibrar uno de sus extremos. En todos los casos las partículas constituyentes del medio se desplazan relativamente poco respecto de su posición de equilibrio. Lo que avanza y progresa no son ellas, sino la perturbación que transmiten unas a otras. El movimiento ondulatorio supone únicamente un transporte de energía y de cantidad de movimiento.

Tipos de ondas

Junto a una primera clasificación de las ondas en mecánicas y electromagnéticas, es posible distinguir diferentes tipos de ondas atendiendo a criterios distintos.

En relación con su ámbito de propagación las ondas pueden clasificarse en:

Monodimensionales: Son aquellas que, como las ondas en los muelles o en las cuerdas, se propagan a lo largo de una sola dirección del espacio.

Bidimensionales: Se propagan en cualquiera de las direcciones de un plano de una superficie. Se denominan también ondas superficiales y a este grupo pertenecen las ondas que se producen en la superficie de un lago cuando se deja caer una piedra sobre él.

Atendiendo a la periodicidad de la perturbación local que las origina, las ondas se clasifican en:

Periódicas: Corresponden a la propagación de perturbaciones de características periódicas, como vibraciones u oscilaciones que suponen variaciones repetitivas de alguna propiedad. Así, en una cuerda unida por uno de sus extremos a un vibrador se propagará una onda periódica.No periódicas: La perturbación que las origina se da aisladamente y en el caso de que se repita, las perturbaciones sucesivas tienen características diferentes. Las ondas aisladas, como en el caso de las fichas de dominó, se denominan también pulsos.

Según que la dirección de propagación coincida o no con la dirección en la que se produce la perturbación, las ondas pueden ser:

Longitudinales: El movimiento local del medio alcanzado por la perturbación se efectúa en la dirección de avance de la onda. Un muelle que se comprime da lugar a una onda longitudinal.Transversales: La perturbación del medio se lleva a cabo en dirección perpendicular a la de propagación. En las ondas producidas en la superficie del agua las partículas vibran de arriba a abajo y viceversa, mientras que el movimiento ondulatorio progresa en el plano perpendicular. Lo mismo sucede en el caso de una cuerda; cada punto vibra en vertical, pero la perturbación avanza según la dirección de la línea horizontal. Ambas son ondas transversales.

MOVIMIENTO ONDULATORIO

Conceptos Generales

Definimos el Movimiento Ondulatorio como el proceso por el que se propaga energía de un lugar a otro sin transferencia de materia, mediante ondas mecánicas o electromagnéticas. En cualquier punto de la trayectoria de propagación se produce un desplazamiento periódico, u oscilación, alrededor de una posición de equilibrio.

Puede ser una oscilación de moléculas de aire, como en el caso del sonido que viaja por la atmósfera, de moléculas de agua (como en las olas que se forman en la superficie del mar) o de porciones de una cuerda o un resorte. En todos estos casos, las partículas oscilan en torno a su posición de equilibrio y sólo la energía avanza de forma continua. 

Elementos del Movimiento Ondulatorio

En un movimiento ondulatorio se pueden distinguir los siguientes elementos:

• Amplitud : Es la distancia entre el punto de máxima elongación y el punto medio de la onda. Es la elongación máxima alcanzada por la onda.
• Cresta : Es el punto de máxima de elongación. Parte superior de la onda.
• Valle: Es la parte inferior de la onda.
• Período: Es el tiempo que tarda una onda en pasar de un punto de máxima amplitud al siguiente. Tiempo que emplea en realizar una oscilación completa o recorrer una longitud de onda.
• Frecuencia: Es el número de veces que la vibración se produce por unidad de tiempo.
• Longitud de onda:  Es la distancia que recorre la onda cuando realiza una oscilación completa. Es la distancia entre tres nodos consecutivos.

Clases de Ondas

Las ondas pueden ser clasificadas de distintas formas, dependiendo de los factores que se tengan en cuenta para hacerlo o dependiendo de su materia la cual varia dependiendo de la onda o su modo de propagación:

En función del medio de propagación:

• Mecánicas:  (medio material): las ondas mecánicas necesitan un medio elástico (sólido, líquido o gaseoso) para propagarse. Las partículas del medio oscilan alrededor de un punto fijo, por lo que no existe transporte neto de materia a través del medio. Como en el caso de una alfombra o un látigo cuyo extremo se sacude, la alfombra no se desplaza, sin embargo una onda se propaga a través de ella. Dentro de las ondas mecánicas tenemos las ondas elásticas, las ondas sonoras y las ondas de gravedad.

• Electromagnéticas:  (medio no material): son aquellas que no necesitan de un medio elástico, se propagan por el vacío. Dentro de estas ondas se encuentran las electromagnéticas.

En función de su propagación

•  Ondas longitudinales: el movimiento de las partículas que transporta la onda es paralelo a la dirección de propagación de la misma. Por ejemplo, el sonido. 

• Ondas transversales: las partículas se mueven perpendicularmente a la dirección de propagación de la onda. Por ejemplo, las ondas electromagnéticas (son ondas transversales perpendiculares entre sí). 

En función de su periodicidad

• Ondas periódicas: la perturbación local que las origina se produce en ciclos repetitivos por ejemplo una onda senoidal.

• Ondas no periódicas: la perturbación que las origina se da aisladamente o, en el caso de que se repita, las perturbaciones sucesivas tienen características diferentes. Las ondas aisladas se denominan también pulsos.

En función de su frente de onda

• Ondas unidimensionales: las ondas unidimensionales son aquellas que se propagan a lo largo de una sola dirección del espacio, como las ondas en los muelles o en las cuerdas. Si la onda se propaga en una dirección única, sus frentes de onda son planos y paralelos.

• Ondas bidimensionales o superficiales: son ondas que se propagan en dos direcciones. Pueden propagarse, en cualquiera de las direcciones de una superficie, por ello, se denominan también ondas superficiales. Un ejemplo son las ondas que se producen en la superficie de un lago cuando se deja caer una piedra sobre él.

• Ondas tridimensionales o esféricas: son ondas que se propagan en tres direcciones. Las ondas tridimensionales se conocen también como ondas esféricas, porque sus frentes de ondas son esferas concéntricas que salen de la fuente de perturbación expandiéndose en todas direcciones. El sonido es una onda tridimensional. Son ondas tridimensionales las ondas sonoras (mecánicas) y las ondas electromagnéticas.

Fenómenos  Ondulatorios

La antena de la emisora emite las ondas electromagnéticas que tu aparato de radio convierte en ondas sonoras.

Los fenómenos ondulatorios son parte importante del mundo que nos rodea. A través de ondas nos llegan los sonidos, como ondas percibimos la luz; se puede decir que a través de ondas recibimos casi toda la información que poseemos.  A partir del análisis de fenómenos ondulatorios tan sencillos como las olas que se extienden por una charca o las sacudidas que se propagan por una cuerda tensa trataremos de estudiar las características generales de todos los fenómenos ondulatorios. Reflexión de ondas:  Se denomina reflexión de una onda al cambio de dirección que experimenta ésta cuando choca contra una superficie lisa y pulimentada sin cambiar de medio de propagación. Si la reflexión se produce sobre una superficie rugosa, la onda se refleja en todas direcciones y se llama difusión.

Refracción de ondas :Se denomina refracción de una onda al cambio de dirección y de velocidad que experimenta ésta cuando pasa de un medio a otro medio en el que puede propagarse. 

Interferencia de ondas:  Se denomina interferencia a la superposición o suma de dos o más ondas. Dependiendo fundamentalmente de las longitudes de onda, amplitudes y de la distancia relativa entre las mismas se distinguen dos tipos de interferencias:

Constructiva: se produce cuando las ondas chocan o se superponen en fases, obteniendo una onda resultante de mayor amplitud que las ondas iniciales.

Destructiva: es la superposición de ondas en antifase, obteniendo una onda resultante de menor amplitud que las ondas iniciales.

TAREA PARA ENTREGAR EL JUEVES 18 OCTUBRE


Realiza y construye tu experimento de ondas y preséntalo en clase



Fenómenos del más allá? Realiza este experimento y lo presentas en clase. Cuando lleves tus copas, en el momento que llegues a la escuela las dejas con Miss Magos para que no corras el riesgo de romperlas.

CIENCIAS II. Semana del 8 al 12 octubre 2018

Interpretación gráficas posición - tiempo

Una de las dificultades de lograr que los estudiantes interpreten gráficas de posición - tiempo, es el que vinculen el movimiento con la gráfica. Para ello proponemos las siguientes actividades. Actividad 1: Tras observar la siguiente animación responder las siguientes preguntas: ·         ¿Qué distancia recorrió en todo el viaje? ·         ¿Cuánto tiempo duró todo el recorrido? ·         Describe cómo fue el movimiento del vehículo interpretándolo con la gráfica. ·         De la gráfica: v Qué significado tiene el segmento del punto H al I v Qué significado tiene el segmento del punto I al J v Qué significa el segmento del punto J al K. ·         Describan cómo fue el movimiento de las siguientes dos gráficas ·         Realicen los cálculos de velocidad de cada segmento de las siguientes gráficas. ·         Contesten las preguntas Recorrido de Antonio de su casa al trabajo ·         ¿A qué distancia de su casa se encuentra su lugar de trabajo? ·         ¿Cuánto tardó en llegar? ·          Antonio hizo una parada para recoger a su compañera de trabajo, ¿durante cuánto tiempo ha estado esperando? ·         ¿A qué distancia de su casa vive su compañera? Visita en autobús a un museo por un grupo de estudiantes saliendo de su escuela ·         a)  ¿A cuántos kilómetros estaba el lugar que visitaron? ·         b)  ¿Cuánto tiempo duró la visita al lugar? ·         c)  ¿Hubo alguna parada a la ida? ¿Y a la vuelta? ·         d)  ¿Cuánto duró la excursión completa (incluyendo la ida y la vuelta)?

1. ¿Para qué nos sirven las gráficas del movimiento rectilíneo uniforme?

Las gráficas del movimiento rectilíneo uniforme nos permiten observar el comportamiento de un movimiento, éstas gráficas se realizan en un plano cartesiano y el resultado es una línea recta con una pendiente o inclinación que representa el avance de la distancia o la velocidad a medida que transcurre el tiempo.

Para apoyarte en la graficación de puntos en un plano cartesiano, puedes observar este vídeo:

2. ¿Cómo es la gráfica de un movimiento con velocidad constante?
Cuando en un movimiento la velocidad se mantiene constante y esta se representa en una gráfica de velocidad en función del tiempo, el resultado es una línea recta que no cambia con el tiempo:

En la gráfica anterior la velocidad es de 20 m/s y ésta no cambia cuando transcurre el tiempo, por lo tanto, la pendiente de la recta que se muestra en color azul tampoco cambia, en este caso se dice que la velocidad es constante.

Por el contrario, cuando un cuerpo tiene velocidad constante pero se representa en una gráfica de distancia o posición en función del tiempo, se obtiene una línea recta con una inclinación que depende de la magnitud de la velocidad que tiene el cuerpo como puede apreciarse en los siguientes ejemplos.

Ejemplo 1. Obtén la gráfica posición en función del tiempo de un automóvil que se mueve en línea recta con una velocidad de 40 km/h.

a) Construimos una tabla de datos:

b) Con los datos de la tabla, ubicamos en un plano cartesiano los puntos de una gráfica distancia - tiempo:

Ejemplo 2. Obtén la gráfica posición para el mismo automóvil pero ahora con una rapidez de 80 km/h

Si graficamos en el mismo plano que en el ejemplo anterior tendremos el siguiente resultado:

Entre mayor sea la rapidez, más inclinada será la pendiente de la recta, como se puede apreciar en la siguiente gráfica:

3. ¿Cómo es la gráfica de un movimiento con velocidad variable?

Cuando un cuerpo no mantiene una velocidad constante, su gráfica no será una línea recta sino una serie de rectas que dependen de los cambios de velocidad que sufrió el cuerpo mientras transcurría el tiempo como se puede observar en la siguiente gráfica.

En la gráfica anterior, una cuerpo inició su movimiento con velocidad constante, a los 12 minutos detuvo el movimiento y 10 minutos después regresó al punto de origen.

Ejercicio 1)

¿Cuál de los dos movimientos representados tiene mayor velocidad?, ¿por qué?

Porque  
Para el caso 1:  
Para el caso 2:  
Para comparar las velocidades debemos igualar los tiempos y consideramos que

2. En el gráfico siguiente se representa un movimiento rectilíneo uniforme, averigüe gráfica y analíticamente la distancia recorrida en los primeros 4 s.

Desarrollo

Ejercicio 3)

La ecuación del movimiento de una partícula es: x = 4 + 5 · t , donde t está expresado en horas, y x , en kilómetros.

Completamos una tabla x-t y hacemos su representación gráfica.

Posición (km)
Tiempo (h)	0	1	2	4	6

Estudiando la gráfica deducimos que se trata de un movimiento ___________________

Los parámetros de la ecuación son:

 
Comprobemos la posición del móvil a las 6 horas:

Ejercicio 4)

Estudiamos el movimiento de una partícula que se desplaza con MRU a velocidad constante de 10 m/s . La posición inicial de la partícula es x 0 = 10 m .

Los datos nos permiten conformar la siguiente tabla:

v (m/s)	10	10	10	10
x (m)
t (s)	0	2	4	6

 

Gráfica del desplazamiento respecto al tiempo (en función del tiempo)

 
Raliza la Gráfica de la velocidad respecto al tiempo (en función del tiempo)

Otro ejemplo :

Un automóvil recorre 70 km cada hora.

Con los datos anteriores se puede elaborar la tabla siguiente:

punto	A	B	C	D	F	G
distancia (km)	0
tiempo (h)	0	1	2	3	4	5

Los datos de esta tabla nos permiten elaborar una gráfica. 
 
Gráfica de un movimiento rectilíneo uniforme

Se unen con una línea los puntos desde su origen hasta el final.

En la gráfica se observa que al unir los puntos se forma una línea recta, por lo cual se deduce que el movimiento es uniforme, y en este caso el móvil partió del reposo; con ayuda de la gráfica también se puede calcular su velocidad.

Problema n° 1) Para la gráfica de la figura, interpretar como ha variado la velocidad, trazar el diagrama v = f(t) y hallar la distancia recorrida en base a ese diagrama.

Problema n° 2) Calcular el espacio recorrido por el móvil correspondiente a la gráfica:

Problema n° 3) Se  un disparo a 2,04 km de donde se encuentra un policía, ¿cuánto tarda el policía en oírlo si la velocidad del sonido en el aire es de 330 m/s?



Problema n° 4) ¿Cuánto tarda en llegar la luz del sol a la Tierra?, si la velocidad de la luz es de 300.000 km/s y el sol se encuentra a 150.000.000 km de distancia.