Profesor Eacutenfasis No De Horas 6Periodo II BIMESTRE Bloque II LEYES DEL MOVIMIENTO

Campo De Formacioacuten

Exploracioacuten y comprensioacuten del mundo natural y social

Competencias Que Se Favorecen

Comprensioacuten de fenoacutemenos y procesos naturales desde la perspectiva cientiacutefica bull Toma de decisionesinformadas para el cuidado del ambiente y la promocioacuten de la salud orientadas a la cultura de laprevencioacuten bull Comprensioacuten de los alcances y limitaciones de la ciencia y del desarrollo tecnoloacutegico en diversos contextos

Estaacutendar Curricular

19 Relaciona la fuerza con las interacciones mecaacutenicas electrostaacuteticas y magneacuteticas y explica sus efectos a partir de las Leyes de Newton

Contenido Disciplinar

bull Primera ley de Newton el estado de reposo o movimiento rectiliacuteneo uniforme La inercia y su relacioacuten con la masabull Segunda ley de Newton relacioacuten fuerza masa y aceleracioacuten El newton como unidad de fuerzabull Tercera ley de Newton la accioacuten y la reaccioacuten magnitud y sentido de las fuerzas

Aacutembito De Estudio

Cambio e interacciones en fenoacutemenos y procesos fiacutesicosiquestCoacutemo son los cambios y por queacute ocurren

Aprendizajes Esperados

bull Interpreta y aplica las Leyes de Newton como un conjunto de reglas para describir y predecir los efectos de las fuerzas en experimentos yo situaciones cotidianasbull Valora la importancia de las Leyes de Newton en la explicacioacuten de las causas del movimiento de los objetos

Palabras Claves

Aceleracioacuten Fuerza y aceleracioacuten Masa Inercia Pares de fuerzas Leyes de la dinaacutemica

Conceptos Nuevos

Preguntas GeneradorasSecuencia Didaacutectica Inicio Tiempo Recursos

DidaacutecticosActividad de inicio 1Encuadre para el trabajo en clase Tiempo estimado 10 min Comentar acerca de las tres ideas fundamentales sobre las fuerzas con los alumnos para dar un panorama general de lo que

se espera que aprendan Establecer con los alumnos los productos y criterios a evaluar en cada una de las actividades que se van ir desarrollando Todos los trabajos que se elaboren seraacuten para formar un portafolioIdeas previasConociendo que en la secuencia anterior al identificar las ideas de los alumnos se teniacutea una interpretacioacuten incorrecta de la fuerza como propiedad material de un cuerpo Es por eso que se propiciaron actividades (andamiajes) que favorecieron la comprensioacuten del concepto de fuerza Ahora las actividades que se van a desarrollar parten de que los alumnos han trabajado ya lo que es fuerza asiacute como el equilibrio de fuerzas para la comprensioacuten de las Leyes de NewtonSolicitar a cada alumno la elaboracioacuten de un mapa conceptual acerca de fuerzas Posteriormente formar parejas para comentar su mapa y construir uno nuevo incorporando las aportaciones de ambos Guardarlo en el portafolio para recuperarlo despueacutesSecuencia DidaacutecticaDesarrollo

Tiempo Recursos Didaacutecticos

iexclMagia o ciencia Tiempo estimado 50 min

A Organizar al grupo en equipos de 4 a 5 integrantes En una superficie plana coloquen una pila de cinco a seis monedas de la misma denominacioacuten y elijan a un integrante del equipo para golpear con el dedo la moneda que se encuentra en la parte de abajo Plantear una suposicioacuten de que va a suceder con las demaacutes monedas que se encuentran en la parte superior Realicen la actividad y contrasten su suposicioacuten con el resultado

Posteriormente a la realizacioacuten de la actividad los alumnos contesten las siguientes preguntas

iquestCuaacutel fue la causa que cambiaran su estado de movimiento las monedas iquestPor queacute las monedas caen sobre la mesa y no se quedan suspendidas

B Un integrante del equipo que retire el mantel de un jaloacuten de la mesa sin desplazar la taza que se encuentra sobre eacutel

Analizar la situacioacuten propuesta con base en las siguientes preguntasiquestQueacute fuerza pone en movimiento al manteliquestA queacute objeto se le aplica la fuerza al mantel o a la taza que estaacuten encimaiquestDe queacute forma el jaloacuten del mantel siacute provoca el desplazamiento de la taza que esta encimaiquestSe moveraacute la taza que esta quieta sobre el mantel si no hay fuerzas que actuacuteen sobre ellaC Comentar y escribir en sus cuadernos queacute creen que sucederiacutea si colocaran la carta de la baraja sobre la boca de una botella

y encima de eacutesta una canica (figura) y si luego dieran un golpe lateral a la carta iquestY si el golpe fuera muy raacutepido

Material Una botella de plaacutestico de 600 ml (vaciacutea) Una canica Una carta de una baraja Una tira de papel de 15 X 16 cmDesarrollo

Colocar la tira de papel sobre la boca de la botella y encima de ella pongan la canica Jalar despacio la tira de manera horizontal iquestqueacute sucede Golpear verticalmente con rapidez y bruscamente la tira de la hoja de papel iquestqueacute sucede

Comprobar la explicacioacuten inicial con el experimentoD Solicitar a los alumnos que por escrito expliquen que sucede cuando van en un vehiacuteculo y arranca de repente asiacute mismo

despueacutes frena intempestivamente el vehiacuteculo

Discutir con la participacioacuten de todos los alumnos del grupo los resultaos y obtener una conclusioacuten con respecto a la tendencia de los objetos en reposoEs importante escuchar a los alumnos sin descalificar sus argumentos ya que permite conocer el manejo de los conceptos y sus ideas del tema

Ideas previasSe presentan algunas ideas previas de los alumnos para considerarse en el tratamiento de la primera Ley de Newton Algunas ideas se comparan con cientiacuteficos desde Aristoacuteteles hasta el siglo catorce ejemplo de ellasa) si hay movimientob) hay una fuerza que actuacuteac) no puede haber una fuerza sin movimiento y si no hay movimiento entonces no hay ninguna fuerza actuandod) cuando un objeto se estaacute moviendo hay una fuerza en la direccioacuten de su movimientoe) un objeto en movimiento tiene dentro de eacutel fuerza que le mantiene andandof) un objeto en movimiento se para cuando su fuerza se gasta y el movimiento es proporcional a la fuerza que actuacuteag) a partir de una fuerza constante se produce una velocidad constanteActividad de desarrollo 2 Tiempo estimado 40 miniexclExperimentos mentalesA) Realizar un anaacutelisis de la lectura acerca de los trabajos de Galileo que fueron antecedentes para establecer la Primera Ley de Newton Hacer los dibujos en el pizarroacuten de los esquemas que se describenAl realizar experimentos mentales Galileo Galilei con planos inclinados se imagino uno frente a otro observoacute que al soltar la bola desde cierta altura por uno de los planos descendiacutea y ascendiacutea por el otro plano hasta alcanzar una altura que era casi igual a la que se habiacutea soltadoGalileo infiere que si la superficie por donde desciende la bola fuera maacutes lisa alcanzariacutea la misma altura al final y deduce que la diferencia en la altura al inicio y final se debe al rozamiento de la bola en la superficie si se eliminara completamente la bola alcanzariacutea la altura inicial

Galileo manipula algunas variables y estudia el efecto que pueda tener la inclinacioacuten del segundo plano sobre la altura a la que llega la bolaObserva que al ir reduciendo el aacutengulo de inclinacioacuten del plano la bola llegaba casi a la misma altura de la que se habiacutea soltado y razonoacute que si no hubiera rozamiento habriacutea llegado hasta la misma altura

Por uacuteltimo Galileo elimina uno de los planos inclinados y deja caer la bola observoacute que despueacutes de rodar por todo el plano inclinado la bola de acero continuacutea su movimiento en plano horizontal y se moviacutea con velocidad constante hasta que era detenida por la friccioacuten y la resistencia del aire

Despueacutes Galileo se puso a estudiar acerca de la resistencia del aire que no es despreciable en la caiacuteda de un objeto y coacutemo un cuerpo se moveraacute cuando se aplica a eacutel fuerzas en direccioacuten diferente a la de su movimientoAsiacute mismo Galileo comproboacute que el efecto de una fuerza no era producir movimiento sino cambiar el movimiento para producir aceleracioacuten y un cuerpo sobre el cual no actuacutea ninguna fuerza se mueve con velocidad uniformeEn 1687 Isaac Newton logra dar a las ideas de Galileo una forma matemaacutetica y puacuteblica enPhilosophiae Naturalis Principia Matemaacutetica (Principios Matemaacuteticos de la Filosofiacutea Natural)Primera ley de NewtonUn objeto en reposo tiende a permanecer en reposo y un objeto en movimiento tiende a permanecer en movimiento con la misma velocidad y en la misma direccioacuten a menos que actuacutee sobre eacutel una fuerza que no esteacute balanceada (se refiere a una fuerza que no estaacute completamente cancelada por las otras fuerzas)B) Organizar a los alumnos en equipos de 4 a 5 integrantes para realizar la actividad experimental que se muestra en las imaacutegenes siguientes y escribir sus observacionesMateriales Un carrito Una polea con el dispositivo adecuado para sujetarla a la mesa Un metro Una cuerda delgada y resistente Una pesa graduada mayor de la masa del carrito Un muntildeeco Una mesa

Hacer una relacioacuten con las actividades del carrito la pila de monedas el mantel la botella y la reflexioacuten del auto para explicar lo sucedido con base en el enunciado de la primera Ley de NewtonActividad 3 Tiempo estimado 30 minEn los experimentos mentales que describe Galileo se consideran dos aspectos importantes que influyen directamente en un movimiento horizontal con velocidad constante de un objeto la friccioacuten y la resistencia del aireIdeas previasAlgunas ideas de los alumnos con relacioacuten a la friccioacuten piensan que las fuerzas soacutelo ltlthacen moverse a las cosasgtgt y no ltltlas parangtgt y no reconocen el rozamiento como fuerzaOtros consideran el rozamiento como una resistencia al movimiento sin direccioacuten distinta de una fuerza opuesta al movimientoiquestQueacute es eso llamado friccioacutenA) Es importante plantear a los alumnos la siguiente situacioacuten para recuperar sus conocimientos de friccioacuten como una fuerzaMateriales Dos reglas de 30 cm Una canica o una pelota pequentildea Una hoja de papel de estraza 30 x 80 cm Una toalla o trapo limpio Un objeto que de grosor mida 2 cm maacuteximo Una hoja de papel de lija de 30 x 60 cm o cartoacuten corrugadoDesarrollo

Sobre una mesa plana y lisa de por lo menos 15 m de largo o en el piso prepara una pista inclinada o rampa con las dos reglas y el libro

Coloca el papel de estraza al final de la pista Deja caer la canica o pelota sin empujar en un punto cercano a la salida de la pista y observa su caiacuteda Mide la distancia desde el final de la rampa hasta el lugar donde se detuvo la canica y apuacutentalo en la tabla que aparece

abajo Cambia diferentes materiales al final de la pista y realiza lo anterior

Material Distancia que recorrioacute lacanica (cm)

Superficie lisaPapel de estrazaTrapo o toallaLija o cartoacuten

Responder las siguientes preguntasiquestQueacute tipo de material detuvo el recorrido de la canicaiquestPor queacute la canica en algunos materiales se desplaza faacutecilmenteiquestCoacutemo se llama a la fuerza que detiene a la canica independientemente de la superficie sobre la que ruedaiquestQueacute le sucederiacutea a la canica si se hace rodar sobre una superficie que no oponga resistenciaAnotar sus observaciones en su cuadernoB) Analizar la situacioacuten para responder a la pregunta que se planteaEn el cumpleantildeos de Pedro su tiacuteo le va a regalar una bicicleta para que se pueda trasladar a la escuela y asiacute llegar raacutepido ya que el camino se encuentra empedrado y llueve muy seguido Al llegar a la tienda el tiacuteo de Pedro le preguntan iquestqueacute caracteriacutesticas quiere que contenga la bicicleta Por ejemplo el tipo de llantas la figura de las llantas el grosor de las llantas la altura de la bicicleta la forma del manubrio el cuadro las velocidades Por las condiciones del lugar donde vive Pedro iquestcoacutemo tiene que ser la bicicleta Explica tu respuesta

Discutir con la participacioacuten de todos los alumnos del grupo los resultaos y obtener una conclusioacuten con respecto a la importancia de la friccioacuten en nuestra vida diariaActividad 4 Tiempo estimado 60 minIdeas previasComprender esta Ley implica establecer relaciones entre la fuerza que actuacutea sobre un cuerpo y la aceleracioacuten que experimenta reconociendo que no todos los cuerpos experimentan la misma aceleracioacuten cuando actuacutea una misma fuerza sobre ellos La aceleracioacuten dependeraacute de la masa del cuerpoSer muy precisos en establecer la relacioacuten que fuerza y aceleracioacuten son directamente proporcionales siempre que la masa permanezca constante Es decir cuando cambia el cuerpo y por tanto la masa cambia la constante de proporcionalidad Es cuando el alumno tiene dificultades en su comprensioacuten del caacutelculo proporcionalEs importante destacar que se pretende que los alumnos comprendan las relaciones cuantitativas entre las magnitudes fuerza masa y aceleracioacuten Esto no quiere decir que la aplicacioacuten de un logaritmo matemaacutetico la habilidad en el caacutelculo y la utilizacioacuten correcta de la foacutermula F = m a no garantiza que el alumno comprenda la relacioacuten entre fuerza y aceleracioacuten Es importante que el alumno comprenda el concepto de sistema de referencia y el valor de cada magnitud de manera que las situaciones problemaacuteticas no estaacuten aisladas y tienen relacioacuten con los conceptos que se han estado trabajando con anterioridad para reconstruir sus aprendizajesiquestQueacute significa F = m aOrganizar al grupo en equipos de 4 a 5 integrantes para realizar las siguientes actividades praacutecticasSe recomienda que los integrantes del equipo sean diferentes para que se logre compartir diferentes puntos de vista y desarrollar habilidades de comunicacioacutenEl dispositivo puede ser modificado de acuerdo con el material que se tenga a su alcanceMateriales

Un carrito Un cronoacutemetro o en su defecto un reloj con segundero Una pelota con el dispositivo adecuado para sujetarla a la mesa Varias pesas graduadas Un metro Una cuerda delgada y resistenteDesarrollo

El experimento se divide en dos partes en la primera se mantiene la masa constante y se variacutea la fuerza en la segunda la fuerza permanece constante y se variacutea la masa En ambas partes antes de iniciar el experimento elaborar una hipoacutetesis acerca de queacute sucede en las relaciones fuerza-aceleracioacuten y masa aceleracioacuten dando argumentos plausibles para ellas

Primera parte masa constanteColgar inicialmente del extremo del cordoacuten pequentildeas pesas hasta que al empujar el carro levemente se desplace sobre la mesa a velocidad constante Ese es el contrapeso de las fuerzas de rozamientoPara proporcionar una fuerza de aceleracioacuten agregue sucesivamente pesas en el extremo colgante del cordoacuten (sin quitar la pesa pequentildea compensadora del rozamiento) y mida en cada caso el tiempo que tarda en desplazarse el carrito desde que parte del reposo hasta que llega a la pelota (tener cuidado de recibir el carro poco antes de que llegue a la polea) Medir la distancia recorrida que deberaacute ser siempre la misma para facilitar los caacutelculos Registrar en una tabla defuerza-tiempo las magnitudes medidasCon los datos de la tabla se podraacute calcular la aceleracioacuten media en cada caso ( d = frac12 a t2) y a partir de ella trazar una graacutefica de fuerza ndash aceleracioacutenDiscutir sus hipoacutetesis iniciales con la experimentacioacutenSegunda parte fuerza constanteElegir una fuerza grande para que mueva el carro con distintas pesas adicionales esa fuerza debe permanecer constante en toda la segunda parte del experimentoVaya agregando sucesivamente distintas pesas al carrito y deacutejelo rodar midiendo en cada caso el tiempo de desplazamiento Registrar las lecturas en una tabla masa-tiempo los datos de la tabla se podraacute calcular la aceleracioacuten media en cada caso (d = frac12 a t2) y a partir de ella discutir si sus hipoacutetesis iniciales se confirmaronDiscutir acerca deiquestPor queacute en un caso las pesas adicionales son fuerza y en el otro son masaiquestPor queacute no es indispensable conocer la masa del carritoiquestQueacute hipoacutetesis se estaacute haciendo cuando se calcula la aceleracioacuten a partir de la foacutermula d= frac12 a t2 iquestes vaacutelidaiquestPor queacute no se puede variar simultaacuteneamente la masa y la fuerzaiquestCuaacutel es el papel de la polea1

Resulta importante enfatizar en el estudio de la segunda ley de NewtonLa aceleracioacuten que adquiere un objeto por efecto de una fuerza resultante es directamente proporcional a la magnitud de la fuerza resultante tiene la misma direccioacuten que la fuerza resultante y es inversamente proporcional a la masa del objetoQue la aplicacioacuten de una fuerza modifica el estado de movimiento del objeto y que esta ley tiene caraacutecter general es decir vale para cualquier tipo de fuerza independientemente de su origen o su naturalezaSolicitar a los alumnos la elaboracioacuten de conclusiones acerca de la relacioacuten que se establece entre la masa y aceleracioacuten cuando una fuerza es aplicadaiexclVamos con la segunda2

En esta actividad obtendremos relaciones equivalentes a la segunda ley de NewtonImagina un bloque sobre el que actuacutea una fuerza F como lo muestra el diagrama siguiente (no hay friccioacuten entre la mesa y el bloque)

iquestQueacute efecto tendraacute la fuerza (escoge una de las opciones siguientes)

a) El bloque no se moveraacuteb) El bloque se moveraacute si la magnitud de la fuerza es lo suficientemente grandec) El bloque se moveraacute con velocidad constanted) El bloque se aceleraraacute

Supongamos que realizamos un experimento con el bloque de arriba variando la fuerza aplicada y observando su movimiento El bloque siempre se aceleraraacute Las aceleraciones producidas por varias fuerzas estaacuten dadas en la tabla siguiente

F (N)a

(ms2)20 2

40 4

60 6

80 8

100 10120 12

Describe que relacioacuten observas entre la fuerza aplicada y la aceleracioacuten producida ________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________iquestCuaacutel seraacute la aceleracioacuten producida si la fuerza aplicada es de 200 newtons _________________________iquestCuaacutel seraacute la aceleracioacuten producida si la fuerza aplicada es de 10 newtons __________________________iquestCuaacutel es el valor de la masa del bloque con la que se hizo este experimento ___________kg ____________

Supoacuten ahora que se realiza el experimento anterior pero con otro bloque distinto variando la fuerza aplicada y observando su movimiento Los valores de la aceleracioacuten producida por varias fuerzas estaacuten dadas en la tabla siguiente

F (N) a (ms2)

20 05

40 1

60 15

80 2

100 25120 3

Describe que relacioacuten observas entre la fuerza aplicada y la aceleracioacuten producida _______________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________iquestCuaacutel seraacute la aceleracioacuten producida si la fuerza aplicada es de 200 newtons ______________________iquestCuaacutel seraacute la aceleracioacuten producida si la fuerza aplicada es de 10 newtons _______________________Compara las aceleraciones producidas de este experimento con el anterior iquestSon mayores o menores ________________ De acuerdo a esto iquestes mayor o menor la masa del bloque utilizado en este experimento relativa al anterior ______________________iquestCuaacutel es el valor de la masa del bloque de este experimento ______________ kgDos formas equivalentes de escribir la segunda ley de Newton son las siguientes m=Fa y a=FmEn cada uno de los dos experimentos de arriba1 Usa la primera forma para obtener la masa del bloque que se usoacute en ese experimento2 Usa la segunda forma y la masa obtenida para verificar los valores de la aceleracioacuten dados en las tablas para cada una de las 6 fuerzas aplicadasDescribe con tus propias palabras lo que significa la segunda ley de NewtonDiscutir sus ideas con el resto del grupoActividad 5iexclLas fuerzas vienen en parejas Tiempo estimado 20 minEn el anaacutelisis de las fuerzas de accioacuten y de reaccioacuten primero se tiene que identificar la interaccioacuten Por ejemplo un objeto A interactuacutea con otro objeto B Las fuerzas de accioacuten y de reaccioacuten se pueden expresar entonces de la siguiente manera

Accioacuten El objeto A ejerce una fuerza sobre el objeto BReaccioacuten El objeto B ejerce una fuerza sobre el objeto A

Es necesario orientar a los alumnos que comprendan que al expresar ltltaccioacutenltlt y ltltreaccioacutengtgt son arbitrarios y pueden asignarse a cualquiera de ambas fuerzas indistintamente Es conveniente sentildealar que ambas fuerzas actuacutean sobre cuerpos diferentesIdeas previasLos teacuterminos ltltaccioacutengtgty ltltreaccioacutengtgt implican una secuencia temporal en las relaciones de causa y efecto mientras que las dos fuerzas a las que se refiere la ley aparecen simultaacuteneamente en una misma interaccioacuten Existe tambieacuten la posibilidad de que los alumnos confundan algunas situaciones con la condicioacuten de equilibrioLos alumnos creen que las fuerzas no surgen en la interaccioacuten entre los cuerpos sino que son una propiedad o caracteriacutestica que algunos cuerpos poseen Al no considerar los alumnos la reciprocidad de la interaccioacuten se produce una mala interpretacioacuten del principio que conduce a los siguientes erroresGeneralmente soacutelo identifican una de las fuerzas de la pareja que existen en toda interaccioacutenCuando expliacutecitamente se les solicita las dos fuerzas que intervienen en una interaccioacuten es frecuente que las dos las consideren aplicadas en el mismo cuerpoAl no ver la pareja de fuerzas como la expresioacuten de la misma interaccioacuten a veces consideran que cada una tiene un valor diferente dependiendo eacuteste de otras magnitudes como la masa carga etc1

Presentar el siguiente dibujo en el pizarroacuten y que los alumnos a manera de lluvia de ideas puedan identificar las fuerzas de accioacuten y de reaccioacuten que se encuentran en interaccioacuten en el sistema

iexclAccioacuten ndash reaccioacuten Tiempo estimado 50 minSe sugiere presentar a los alumnos las siguientes situaciones para favorecer la reestructuracioacuten y construccioacuten de los conceptos que se han analizadoFormar equipos de 4 a 5 alumnos y distribuir a cada equipo una situacioacuten diferente

1 Observar la siguiente figura e identificar las fuerzas que interaccionan en el sistema Registrar los datos en la siguiente tabla

Interaccioacuten Accioacuten Reaccioacuten

Nintildeo - pisoEl piso empuja al nintildeo esto evita que se hunda

Atraccioacuten gravitacionalNintildeo - tierra

Nintildeo -cuerda La cuerda jala la mano del nintildeoCuerda - globo

Globo - aire

Globo - tierra

2 iquestCoacutemo seraacute la fuerza que la caja A ejerce sobre la B comparada con la que ejerce la caja B sobre la AA A ejerce una fuerza mayorB Las fuerzas son iguales

C B ejerce una fuerza mayor

Orientaciones didaacutecticasSe proporcionan algunas respuestas de los alumnos que han dado con respecto a la aplicacioacuten de estas situaciones en investigaciones didaacutecticas para que sirva de antecedente en la orientacioacuten del contenido de tercera ley de Newtona) El uacutenico factor que consideran es la masa esteacute el sistema en reposo con velocidad constante o con aceleracioacuten constante La

caja de mayor masa es la que ejerce una mayor fuerzab) Cuando el sistema estaacute en reposo las fuerzas son iguales pero cuando el sistema se mueve el bloque de mayor masa ejerce

la mayor fuerzac) En reposo las fuerzas son iguales Cuando se estaacuten moviendo el bloque que ltltcausagtgt el movimiento (tira o empuja) ejerce

la fuerza mayord) El reposo y el movimiento con velocidad constante son igual las fuerzas pero para los sistemas acelerados el que tiene

mayor masa ejerce una fuerza mayore) El reposo y el movimiento con velocidad constante las fuerzas son iguales pero para los sistemas acelerados la caja

ltltcausagtgt (idem a c) el movimiento ejerce la mayor fuerzaLos errores que se presenta tienen mayor porcentaje en sus respuestas acerca de Respuestas donde se aplica la segunda ley para responder la pregunta Realizan anaacutelisis parciales de los fenoacutemenos y por lo tanto elaboran conclusiones equivocadas

3 Observa los siguientes dibujos que representan una competencia de tiro de cuerda Las personas a la izquierda estaacuten ganando Los tamantildeos de las flechas representan los valores de las fuerzas iquestQueacute dibujo expresa la situacioacuten que se planteaOrientaciones didaacutecticasEn esta situacioacuten que se presenta los alumnos prefieren los dibujos B y C En ambos casos suponen que la fuerza ejercida por las personas de la izquierda es mayor y se deciden por una u otra situacioacuten seguacuten creen que la fuerza que hace la persona estaacute representada por el vector aplicado en ellos (eligen C o por el vector aplicado en la otra persona (eligen D) Se olvidan en considerar el efecto d el rozamiento que es lo que explica la victoria de un equipo u otro

4 iquestPor queacute el choque de un baloacuten en un cristal no lo rompe Explica la interaccioacuten de las fuerzas

Orientaciones didaacutecticasLos alumnos presentan una dificultad para admitir la igualdad de las fuerzas presentes en una interaccioacuten se encuentra en la confusioacuten entre las fuerzas y sus efectos Se fijan soacutelo en los rasgos maacutes evidentes perceptibles cuando los efectos que experimentan cada uno de los cuerpos son muy diferentes lo interpretan como consecuencia de una desigualdad de las causas las fuerzas Son bastantes los alumnos que admiten la posibilidad de ambas fuerzas interaccionan pero en el caso de que el baloacuten rompa el cristal su explicacioacuten es que la fuerza del baloacuten es mayor que la del cristalSolicitar a los alumnos que elijan un representante del equipo y expongan ante los demaacutes compantildeeros sus argumentos con respecto a sus respuestas de la situacioacutenElaborar conclusiones con respecto a la correcta descripcioacuten de fenoacutemenos con respecto a los cambios del movimiento en funcioacuten de la accioacuten de las fuerzasActividad 6 Tiempo estimado 40 miniexclSobre hombros de GigantesRealizar una lectura comentada acerca de los trabajos de Newton en el estudio del movimiento de los cuerposCinemaacutetica y Dinaacutemica 3Debido al eacutexito con el que Galileo investigoacute muchos temas especiales de la mecaacutenica y desarrolloacute esquemas efectivos para explicar coacutemo se mueven los objetos (cinemaacutetica) Newton pudo dirigir su atencioacuten a la cuestioacuten de por queacute los objetos se mueven como lo hacen (dinaacutemica) En su trabajo sobre mecaacutenica Newton adopta un meacutetodo consistente regido por determinadas reglas

1 Asumir la menor cantidad de causas posibles al explicar un fenoacutemeno particular2 Relacionar tan completamente como sea posibles efectos anaacutelogos a la misma causa3 Extender a todos los cuerpos las propiedades sobre las que es posible efectuar experimentos4 Considerar como vaacutelida toda propuesta obtenida por induccioacuten de fenoacutemenos observados hasta que se observe un

nuevo fenoacutemeno que contradiga o limite dicha propuestaLa tarea esencial que Newton enfrentaba era la de sistematizar gran cantidad de conocimientos acumulados que todaviacutea teniacutean caraacutecter fragmentario y confuso Se ha sugerido que Newton enfrentoacute en la mecaacutenica el mismo tipo de problema que Pascal en la hidrostaacutetica que al enunciar un solo principio universal (la igualdad de la presioacuten en todas direcciones desde cualquier punto de un liacutequido) triunfoacute al sistema tizar toda una rama de la ciencia No obstante el problema de Newton en mecaacutenica era sin duda maacutes difiacutecil debido a la generalidad mucho mayor de su materiaComo hemos visto los cientiacuteficos desde tiempos remotos han especulado sobre el movimiento bajo la influencia de fuerzas internas o externas Para hacer eso fue necesario emplear una terminologiacutea especializada En la actualidad una de las dificultades que los fiacutesicos enfrentan constantemente es que esa rama de la ciencia maacutes que ninguna otra utiliza teacuterminos del lenguaje diario Esto puede ocasionar una falsa sensacioacuten de confianza en la claridad del significado que se da a los teacuterminos (soacutelo hay que pensar en la diferencia de significado que se da a hoy en diacutea a palabras como velocidad potencia y energiacutea cuando se usan estrictamente en fiacutesica o maacutes ampliamente en lenguaje comuacuten) Algunas palabras de uso frecuente como gravedad fuerza resistencia tendencia iacutempetu cantidad de movimiento entre otras fueron usadas en las especulaciones iniciales sobre el movimiento y luego resultaron insuficientemente definidas para ser de utilidad en discusiones cientiacuteficasAsiacute una de las tareas importantes de Newton fue tratar de poner cierto orden en el caos de terminologiacutea Tal vez lo mejor

hubiera sido romper con todo lo anterior y establecer un conjunto de teacuterminos completamente nuevos que no fueran de uso comuacuten Sin embargo esto nunca es faacutecil porque cualquier reformador o revolucionario que desea reorganizar un sistema ha sido educado dentro del mismo y no puede evitar estar influido por su terminologiacutea y conceptosNadie es lo suficientemente radical en la reformulacioacuten y se tiende a conservar las cosas maacutes conocidas que con frecuencia son precisamente las que maacutes necesitan cambiarseParticularmente en el caso de la terminologiacutea las peores confusiones surgen cuando se utilizan teacuterminos viejos para ideas nuevasPodriacutea decirse que en un sentido Newton no teniacutea la personalidad cientiacutefica ideal para triunfar completamente en esta tarea particular Teniacutea una mente excepcional de creatividad brillante que podiacutea formular pruebas elegantes y originales sobre una gran gama de temas pero no era muy adecuada para el trabajo paciente requerido para axiomatizar un tema y a veces sus escritos no definiacutean los teacuterminos con cuidado Sin embargo su sistema axiomaacutetico5 aportoacute aquello que siempre habiacutea faltado en la mecaacutenica antigua y asiacute logroacute establecer bases firmes para desarrollos futuros Auacuten maacutes es importante observar que la axiomatizacioacuten aunque vital para colocar los cimientos es soacutelo un aspecto de la contribucioacuten que puede hacer un genio hacia el desarrollo de su materia La eficacia de los meacutetodos concebidos que pueden representarse como la construccioacuten de la superestructura tambieacuten debe considerarse En esta aacuterea no puede dudarse del genio universal de Newton

Leyes de movimiento de NewtonEl esquema de Newton para la dinaacutemica se resume en sus tres leyes del movimiento En la primera ley se llega finalmente a una comprensioacuten cualitativa satisfactoria de la inercia (tendencia de un objeto a mantener su estado de reposo o movimiento uniforme en liacutenea recta) como propiedad baacutesica inherente a todos los objetosSe trata de una ley del todo general que destaca el hecho de que un solo esquema es aplicable al movimiento en cualquier lugar del universo Es la primera vez en la historia de la fiacutesica donde no se hace distincioacuten entre los dominios terrestre y celesteEn la segunda ley se alcanza por fin una explicacioacuten de la aceleracioacuten y una relacioacuten cuantitativa entre inercia y fuerza [Es interesante recordar que Newton no expresoacute esto como F = ma =(dvdt) sino esencialmente en la forma FDt = mDv o sea que habloacute de cambio de movimiento (= momento) y lo relacionoacute con el valor de fuerza por tiempo]La tercera ley de Newton era muy original y completaba su tratamiento general del concepto de fuerza al explicar que a toda fuerza corresponde una reacuteplica ideacutentica Como consecuencia resulta que una partiacutecula solitaria no puede por siacute sola ejercer ni experimentar fuerza alguna Las fuerzas surgen soacutelo de la interaccioacuten de dos entidades Se puede llamar a una fuerza accioacuten y a la otra reaccioacuten pero el nombrar es arbitrario La relacioacuten es la misma que la del creacutedito y el deacutebito uno es imposible sin el otro Accioacuten y reaccioacuten son de igual magnitud pero de direccioacuten opuesta Cualquier conexioacuten causal que introduzcamos seraacute artificial Lo maacutes importante es que suceden respectivamente a dos entidades diferentesElaborar individualmente sus conclusiones con respecto a las aportaciones de Newton para el desarrollo de la cienciaSecuencia Didaacutectica Cierre Tiempo Recursos

DidaacutecticosActividad de cierre 7 Tiempo estimado 60 miniexclQue las fuerzas me acompantildeenFormar equipos de 4 a 5 integrantes Analizar las situaciones y contestar las preguntas que se plantean dando argumentaciones con base en las Leyes de Newton que se han trabajado en la secuencia

Cuando se encuentran en reposo iquestde queacute forma se aplican fuerza los patinadores para comenzar a moverse iquestEs correcto decir que entre maacutes raacutepido vayan los patinadores maacutes fuerza tienen iquestPor queacute se detienen raacutepidamente al inclinar el patiacuten Expliacutecalo en teacuterminos de la friccioacuten Si le llamamos accioacuten al hecho de que el patinador se impulsa del piso para moverse hacia adelante iquestcuaacutel es la reaccioacuten iquestQueacute trayectoria seguiriacutean los patinadores si dejan de impulsarse y mantienen recto los patines iquestQueacute le sucederiacutea a la velocidad de los patinadores sin que exista ninguacuten tipo de impulso y la friccioacuten con el piso

disminuyera al miacutenimo Observa los pies y las piernas de los patinadores cuando dan vuelta iquestqueacute les sucede Si el patinador quisiera acelerarse maacutes iquestqueacute debe hacer con sus piernas Elaborar sus conclusiones acerca de las leyes de Newton en nuestras actividades cotidianasElevadorIntegra tus conocimientos para dar respuesta a las situaciones que se planteanRodrigo estaacute parado sobre una baacutescula dentro de un elevador Su masa de 100 kilogramosEncuentre su peso aparente en las siguientes situaciones

I El elevador estaacute en reposoII El elevador se mueve hacia arriba con velocidad constante

III El elevador se mueve hacia abajo con velocidad constanteIV El elevador se mueve hacia arriba con una aceleracioacuten de 49 ms2V El elevador se mueve hacia arriba con una aceleracioacuten de 98 ms2

VI El elevador se mueve hacia abajo con una aceleracioacuten de 49 ms2VII El elevador se mueve hacia abajo con una aceleracioacuten de 98 ms2

Orientaciones didaacutecticasSolucioacuten al problema para guiar al alumno en el procedimiento que tiene que realizarHay que considerar las fuerzas que actuacutean sobre Rodrigo su peso P=mg que es la fuerza que la Tierra ejerce sobre eacutel y Fb la fuerza que ejerce la baacutescula sobre eacutelLa fuerza que Rodrigo ejerce sobre la baacutescula tiene la misma magnitud que Fb pero apunta en la direccioacuten contraria como se puede ver la figura Esta fuerza es la que Rodrigo lee en la escala de la baacutescula y es su peso aparenteSe tomaraacute como direccioacuten positiva la que apunta hacia arriba De esta manera la magnitud de la fuerza neta que actuacutea sobre Rodrigo es

F neta = Fb ndash PF neta = Fb ndash mg

La segunda ley de Newton nos dice queF neta = ma

Entonces en las situaciones (i) (ii) y (iii) comoma = F neta = 0

por lo que 0 = F b ndashmg

Fb = mgEn estas tres situaciones como el elevador no estaacute en movimiento acelerado el peso aparente de Rodrigo es igual a su peso real

F b = (100 kg) (98 ms2)Fb = 980 N

En la situacioacuten (iv) tenemos una aceleracioacuten hacia arriba de a = 49 ms2 al usar la segunda ley de Newton F neta = ma = (100 kg) (49 ms2)Entonces

(100 kg) (49 ms2) = Fb ndash (100 kg) (98 ms2)De donde

Fb = 490 N + 980 N = 1470 NEl peso de Rodrigo es de 1470 NEn (v) cuando la aceleracioacuten del elevador es 98 ms2 hacia arriba

F neta = (100 kg) (98 ms2) = 980 N y 980 N = F b ndash P980 N = Fb ndash (100 kg) (98 ms2)

Fb = 980 N + 980 N = 1960 NEn este caso el peso aparente de Rodrigo es el doble de su peso realEn (vi) la aceleracioacuten del elevador es de 49 ms2 hacia abajo a= 49 ms 2Usando la segunda ley de Newton como en las situaciones anteriores

F b ndash P = F neta = (100 kg) (-49 ms2)Fb = -490 N + 980 N

Fb = 490 NY el peso aparente de Rodrigo es la mitad de su peso real Finalmente en (vii) cuando el elevador tiene una aceleracioacuten hacia debajo de 98 ms2 a = -98 ms2Usando nuevamente la segunda ley de Newton

Fb ndash P = (100 kg) (98 ms2) = -980 NFb = 980 N + (-980 N) = 0 N

Y iexclel peso aparente de Rodrigo es ceroiexclLa paradoja del burroExpresa los argumentos para dar solucioacuten a la paradoja y elabora el sistema de fuerzas que estaacute presenteHabiacutea una vez un burro muy flojo que utilizando sus supuestos conocimientos de fiacutesica no queriacutea jalar la carretaEl burro le deciacutea a su duentildeo-iquestPara queacute quieres que jale la carreta si seguacuten la tercera ley de Newton a toda accioacuten corresponde una fuerza de reaccioacuten de igual magnitud pero de sentido contrario Si yo jalo la carreta con cierta fuerza seguacuten lo que afirma la tercera ley la carreta me jalaraacute a miacute con la misma fuerza pero en sentido contrario De manera que iquestpara queacute jalo la carreta si a miacute deciacutea el burro me va a jalar eacutesta con la misma fuerza y asiacute no voy a avanzar

OrientacionesSolucioacuten a la paradojaEfectivamente si se jala con cierta fuerza la carreta es la Tierra la que aporta la reaccioacuten con una fuerza igual pero de sentido contrarioCuando el burro jala la carreta ejerce una fuerza mayor Por ello cuando el sistema unido del burro y la carreta empuja con una fuerza hacia atraacutes la Tierra a traveacutes de la friccioacuten responde con una fuerza hacia delante que permite que avance el burro con la

carretaPero ademaacutes de resolver la paradoja debe sentildealarse que el otro factor que entra en juego es la friccioacutenPara poder caminar nuestro pie ejerce una fuerza hacia atraacutes sobre el suelo de la Tierra gracias a la friccioacuten de la suela de nuestro zapato con el suelo y la Tierra responde con una fuerza de reaccioacuten hacia delante de igual magnitud que nos permite avanzar Si hicieacuteramos lo mismo en aceite para reducir la fuerza de friccioacuten inmediatamente nos caeriacuteamos Por ello ademaacutes de la tercera ley deNewton lo que permite que podamos caminar es la fuerza de friccioacuten iexclCoacutemo nos podemos desplazar cuando no hay friccioacutenSolicitar a los alumnos que elaboren un escrito en doacutende expresen la importancia de considerar las leyes de Newton para dar explicacioacuten a situaciones de la vida diaria y no caer en mentiras de magia Comentar su opinioacuten a los demaacutes compantildeeros

PRAacuteCTICA DE LABORATORIONombre De La Praacutectica De Laboratorio

Propoacutesitos

Contenidos De Vinculacioacuten Con Otras Asignaturas Ejes Temaacuteticos Transversales

Aspectos a Evaluar

Instrumentos De Evaluacioacuten Empleados

PLANEACIOacuteN DEL TRABAJO POR PROYECTO

Nombre del Proyecto iquestCoacutemo se relacionan el movimiento y la fuerza con la importancia del uso del cinturoacuten de seguridad para quienes viajan en algunos transportes

Aprendizajes Esperados

bull Plantea preguntas o hipoacutetesis para responder a la situacioacuten de su intereacutes relacionada con el movimiento las fuerzas o la energiacutea Fase

( ) Planeacioacuten( ) Desarrollo( ) Comunicacioacuten( ) Evaluacioacuten

Ndeg Sesiones Por Semana

Nombre De Los Equipos Participantes

Estrategias Didaacutecticas A Desarrollar

Producto De La Semana Aspectos A Evaluar

Observaciones

PROYECTO SEMANA A SEMANA

En el transcurso del bimestreOrganizador del proyecto del bloque 2SEMANA 1 Evaluar su desempentildeo formar equipos y planear el trabajoSEMANA 2 Llevar a cabo la investigacioacuten documentalSEMANA 3 Terminar la investigacioacuten y organizar la informacioacuten obtenidaSEMANA 4 Experimentar construir entrevistar comprobar de acuerdo con el tipo de proyecto que se haya elegidoSEMANA 5 Analizar la informacioacuten obtenida y preparar tanto reporte como presentacioacutenSEMANA 6 Exposicioacuten de resultados

Podriacutea pedir a los alumnos que investiguen en el campo de la medicina de que forma la fiacutesica ha contribuido a mejorar la salud de las personasPodriacutea mencionarles la importancia de los rayos X de la construccioacuten de proacutetesis entre muchas otras

La Fiacutesica en el mundohellipDe la astronomiacutea La energiacutea de las estrellas se genera mediante reacciones que tienen lugar en su nuacutecleoAsiacute es como el Sol produce la energiacutea que radia hacia el espacio y llega a la Tierra La presioacuten debida a la radiacioacuten y a los productos de esas reacciones de las que hablamos tiende a expandir a la estrella pero la fuerza de gravedad a contraerla En las estrellas como el Sol la fuerza de gravedad y la presioacuten de radiacioacuten estaacuten en equilibrioSin embargo al cabo de cierto tiempo las fuerzas de presioacuten llegan a superar a las fuerzas gravitatorias y las estrellas aumentan de tamantildeo convirtieacutendose en gigantes rojas Finalmente luego de millones de antildeos el agotamiento de la energiacutea de las estrellas provoca la supremaciacutea de las fuerzas gravitatorias y eacutestas se contraen convirtieacutendose en enanas blancas Eacuteste es tambieacuten el destino del Sol

Del desarrollo sustentable La energiacutea eoacutelica se ha convertido en una competitiva forma de generar electricidad limpia pues basta una suave brisa para generarla En los casi 30 antildeos que llevan de existencia los molinos que transforman la fuerza del viento en electricidad han evolucionado notablementeSu potencia ha crecido hasta los 1 500 kW lo que significa que uno solo de esos molinos es capaz de abastecer energiacutea a un pueblo de 4 000 habitantesAdemaacutes se estaacuten desarrollando nuevos molinos que puedan funcionar con vientos muy suaves lo que permite que se utilicen en zonas en las que antes tal vez no era posible instalarlos porque el viento es escasoActualmente hay aparatos que funcionan con un viento de apenas 12 kmh y contra lo que podriacutea suponerse se detienen cuando el viento supera los 90 kmh porque podriacutean dantildearse Despueacutes de todo para que los molinos funcionen lo importante no es que el viento sea fuerte sino que sea constante

De la arqueologiacutea Los arqueoacutelogos han descubierto recientemente que las estructuras arquitectoacutenicas que estaacuten bajo tierra provocan leves desviaciones del campo magneacutetico terrestre Aprovechando este fenoacutemeno ahora pueden ldquoviajar al pasadordquo equipados con magnetoacutemetros muy precisos que como si fueran bruacutejulas les indican el camino sin necesidad de hacer excavacionesUno de los primeros hallazgos realizados mediante este sistema han sido las murallas de la miacutetica ciudad de Troya ante las cuales se desarrolloacute la guerra que Homero describioacute en La Iliacuteada

SEMANA 1Mejorar el trabajo por proyectosIndicar a los alumnos que es necesario que al contestar las preguntas sugeridas en esta paacutegina lo hagan de la manera maacutes honesta posible ya que esto les permitiraacute evitar cometer los errores anteriores y mejorar la calidad de este nuevo proyecto siempre buscando que todos los integrantes del equipo tengan una participacioacuten activaValoracioacuten del desempentildeobull Reconoce aciertos y errores en la planeacioacuten y ejecucioacuten del proyecto anteriorTodas las actividades que llevamos a cabo son tarde o temprano evaluadas En la mayoriacutea de las ocasiones la evaluacioacuten la realizamos nosotros mismos pero hay momentos en los que la hace alguien maacutes Es el caso del trabajo cientiacutefico que es evaluado por expertos que determinan si lo que se ha hecho cumple con los criterios y paraacutemetros teacutecnicos establecidos inicialmenteAutoevaluacioacutenEn el curso anterior de Ciencias trabajaste varios proyectos y durante el primer bimestre de este curso tuviste oportunidad de desarrollar uno maacutes tambieacuten hiciste ya un ejercicio de autocriacutetica y valoraste tu trabajo y el de tus compantildeeros de equipoLa experiencia que ya tienes en el trabajo por proyectos te permite reconocer con claridad los detalles que hacen que un proyecto se lleve a cabo con eacutexito o por el contrario que no llegue a buen teacuterminoPor eso ahora te proponemos que nuevamente te reuacutenas con los compantildeeros que formaron parte de tu equipo de trabajo durante el primer bimestre y juntos evaluacuteen su desempentildeo y los resultados de su proyecto El objetivo es que identifiquen los aciertos y los errores que como equipo tuvieron al momento de desarrollar su proyecto Realizar una evaluacioacuten de este tipo no

es sencillo pues lo que se examina es el trabajo hecho por uno mismo y por personas que conocemos el que haya una

vinculacioacuten o relacioacuten directa con el proyecto y quienes lo hicieron puede afectar la objetividad con la que se realiza la

evaluacioacuten Sin embargo por esa misma razoacuten hacer la evaluacioacuten es muy importantePara que este ejercicio resulte maacutes sencillo a continuacioacuten les presentamos algunas preguntas de las que pueden partir para hacer su evaluacioacuten1 Por evaluar creatividad y originalidada) iquestCoacutemo plantearon el problema en el que basaron su proyectob) Si los hubo iquestcoacutemo idearon sus experimentosc) iquestLos resultados de su proyecto llevaron a la creacioacuten de nuevos objetos o instrumentosd) iquestLa presentacioacuten de los resultados fue igual que la de otros equipos2 Por evaluar coherenciaa) iquestLos resultados sostuvieron o refutaron la hipoacutetesis planteadab) iquestLa informacioacuten era adecuada y estaba completac) iquestHubo relacioacuten entre todas y cada una de las fases del proyecto3 Por evaluar claridada) iquestSu reporte era claro y preciso iquestTeniacutea secciones identificablesb) iquestDesarrollaron de manera loacutegica sencilla y ordenada los contenidos importantes del proyectoc) iquestLos resultados eran claros comprensibles para cualquiera

Lo que sigueDespueacutes de llevar a cabo el ejercicio de autoevaluacioacuten e identificar sus aciertos y errores es momento de organizarse nuevamente con otros compantildeeros para realizar el proyecto de este bimestreLa valoracioacuten que hicieron en el primer bimestre la autoevaluacioacuten efectuada en eacuteste asiacute como la experiencia obtenida hasta ahora en el trabajo por proyectos los ayudaraacute a planear raacutepidamente su trabajo A continuacioacuten encontraraacuten un ejemplo de organizador que quizaacute les sea de utilidad al momento de hacerlo sin embargo ustedes pueden decidir coacutemo les conviene organizarseRecuerden tambieacuten que a lo largo del bimestre les presentamos una seccioacuten titulada ldquoMi proyecto semana a semanardquo en la que se describen las tareas a cumplir semanalmente para llegar al final del bimestre con el proyecto terminado

ActividadesTiemp

oFase 1 Planeacioacuten del proyecto

Integren nuevos equipos de trabajo y elijan un tema Planteen algunas preguntas acerca de su tema Decidan queacute tipo de proyecto trabajaraacuten y cuaacuteles seraacuten

sus objetivos

dos horas

Fase 2 Organizacioacuten del proyecto Especifiquen cuaacuteles seraacuten las tareas y responsabilidades

de los integrantes del equipo Elaboren su cronograma y establezcan liacutemites de tiempo Dependiendo del tipo de proyecto que eligieron acuerden

queacute presupuesto destinaraacuten para conseguir el material que necesitaraacuten para llevarlo a cabo

tres horas

Fase 3 Investigacioacuten Comiencen la investigacioacuten documental ademaacutes de

revisar libros revistas diarios y paacuteginas en Internet recurran a videotecas museos etceacutetera

Organicen la informacioacuten que obtengan usen fichas de trabajo fichas bibliograacuteficas resuacutemenes tablas y esquemas

dos semana

s

Fase 4 Experimentacioacuten observacioacuten y anaacutelisis De acuerdo con el tema y tipo de proyecto que hayan

elegido realicen los experimentos que consideren necesarios

Observen y registren los resultados de sus experimentos organicen la informacioacuten de sus encuestas o describan coacutemo llevan a cabo la construccioacuten de su dispositivo seguacuten sea el caso

Analicen su informacioacuten relacionen sus resultados con las respuestas que se plantearon al inicio y escriban sus conclusiones

una semana

Fase 5 Preparacioacuten y redaccioacuten del informe Redacten su informe final y organicen la presentacioacuten de

sus resultados elaboren los graacuteficos maquetas modelos o prototipos que vayan a usar durante su presentacioacuten

una semana

Fase 6 Presentacioacuten de resultados Presenten al grupo los resultados de su proyecto

una semana

Mi proyecto semana a semanaSEMANA 1Fases 1 y 21048652 Formen los equipos de trabajo y comenten los resultados de su autoevaluacioacuten1048652 Elijan un tema para el proyecto de este bimestre y redacten las preguntas que responderaacuten en su proyecto1048652 Definan sus objetivos de trabajo y las actividades que realizaraacute cada quienSEMANA 2Fases 1 y 21048652 Realicen la investigacioacuten documental si tienen oportunidad entrevisten a alguacuten investigador o experto en el tema de su proyecto1048652 Registren la informacioacuten que obtengan una opcioacuten para hacerlo es elaborar una bitaacutecora que tendraacute a cargo alguno de los integrantes de su equipoSEMANA 3Fase 3Continuacuteen la investigacioacuten documentalComiencen a redactar un reporte preliminar esto los ayudaraacute a organizar su informacioacuten y averiguar si hay dudas que resolverSEMANA 4Fase 41048652 Efectuacuteen sus experimentos o aquellas actividades de campo que se plantearon1048652 Registren en todo momento sus observaciones y los resultados que vayan obteniendo1048652 Comiencen a planear la presentacioacuten de su informe frente al grupoSEMANA 5Fase 51048652 Organicen la informacioacuten que obtuvieron y comiencen a resumir integrar y analizar Con ayuda de la versioacuten preliminar redacten su reporte final No olviden incluir iacutendice presentacioacuten introduccioacuten conclusiones y bibliografiacutea1048652 Comiencen a preparar la presentacioacuten de sus resultadosSEMANA 6Fase 61048652 Es momento de presentar los resultados de su proyecto Utilicen carteles mapas conceptuales graacuteficas folletos o cualquier apoyo auditivo o visual que ayude a la comprensioacuten de los resultados de su proyecto Comiencen a preparar la presentacioacuten de sus resultados

______________________________docente

______________________________Vo Bo

iquestCuaacutel fue la causa que cambiaran su estado de movimiento las monedas iquestPor queacute las monedas caen sobre la mesa y no se quedan suspendidas

B Un integrante del equipo que retire el mantel de un jaloacuten de la mesa sin desplazar la taza que se encuentra sobre eacutel

Analizar la situacioacuten propuesta con base en las siguientes preguntasiquestQueacute fuerza pone en movimiento al manteliquestA queacute objeto se le aplica la fuerza al mantel o a la taza que estaacuten encimaiquestDe queacute forma el jaloacuten del mantel siacute provoca el desplazamiento de la taza que esta encimaiquestSe moveraacute la taza que esta quieta sobre el mantel si no hay fuerzas que actuacuteen sobre ellaC Comentar y escribir en sus cuadernos queacute creen que sucederiacutea si colocaran la carta de la baraja sobre la boca de una botella

y encima de eacutesta una canica (figura) y si luego dieran un golpe lateral a la carta iquestY si el golpe fuera muy raacutepido

Material Una botella de plaacutestico de 600 ml (vaciacutea) Una canica Una carta de una baraja Una tira de papel de 15 X 16 cmDesarrollo

Colocar la tira de papel sobre la boca de la botella y encima de ella pongan la canica Jalar despacio la tira de manera horizontal iquestqueacute sucede Golpear verticalmente con rapidez y bruscamente la tira de la hoja de papel iquestqueacute sucede

Comprobar la explicacioacuten inicial con el experimentoD Solicitar a los alumnos que por escrito expliquen que sucede cuando van en un vehiacuteculo y arranca de repente asiacute mismo

despueacutes frena intempestivamente el vehiacuteculo

Discutir con la participacioacuten de todos los alumnos del grupo los resultaos y obtener una conclusioacuten con respecto a la tendencia de los objetos en reposoEs importante escuchar a los alumnos sin descalificar sus argumentos ya que permite conocer el manejo de los conceptos y sus ideas del tema

Ideas previasSe presentan algunas ideas previas de los alumnos para considerarse en el tratamiento de la primera Ley de Newton Algunas ideas se comparan con cientiacuteficos desde Aristoacuteteles hasta el siglo catorce ejemplo de ellasa) si hay movimientob) hay una fuerza que actuacuteac) no puede haber una fuerza sin movimiento y si no hay movimiento entonces no hay ninguna fuerza actuandod) cuando un objeto se estaacute moviendo hay una fuerza en la direccioacuten de su movimientoe) un objeto en movimiento tiene dentro de eacutel fuerza que le mantiene andandof) un objeto en movimiento se para cuando su fuerza se gasta y el movimiento es proporcional a la fuerza que actuacuteag) a partir de una fuerza constante se produce una velocidad constanteActividad de desarrollo 2 Tiempo estimado 40 miniexclExperimentos mentalesA) Realizar un anaacutelisis de la lectura acerca de los trabajos de Galileo que fueron antecedentes para establecer la Primera Ley de Newton Hacer los dibujos en el pizarroacuten de los esquemas que se describenAl realizar experimentos mentales Galileo Galilei con planos inclinados se imagino uno frente a otro observoacute que al soltar la bola desde cierta altura por uno de los planos descendiacutea y ascendiacutea por el otro plano hasta alcanzar una altura que era casi igual a la que se habiacutea soltadoGalileo infiere que si la superficie por donde desciende la bola fuera maacutes lisa alcanzariacutea la misma altura al final y deduce que la diferencia en la altura al inicio y final se debe al rozamiento de la bola en la superficie si se eliminara completamente la bola alcanzariacutea la altura inicial

Galileo manipula algunas variables y estudia el efecto que pueda tener la inclinacioacuten del segundo plano sobre la altura a la que llega la bolaObserva que al ir reduciendo el aacutengulo de inclinacioacuten del plano la bola llegaba casi a la misma altura de la que se habiacutea soltado y razonoacute que si no hubiera rozamiento habriacutea llegado hasta la misma altura

Por uacuteltimo Galileo elimina uno de los planos inclinados y deja caer la bola observoacute que despueacutes de rodar por todo el plano inclinado la bola de acero continuacutea su movimiento en plano horizontal y se moviacutea con velocidad constante hasta que era detenida por la friccioacuten y la resistencia del aire

Despueacutes Galileo se puso a estudiar acerca de la resistencia del aire que no es despreciable en la caiacuteda de un objeto y coacutemo un cuerpo se moveraacute cuando se aplica a eacutel fuerzas en direccioacuten diferente a la de su movimientoAsiacute mismo Galileo comproboacute que el efecto de una fuerza no era producir movimiento sino cambiar el movimiento para producir aceleracioacuten y un cuerpo sobre el cual no actuacutea ninguna fuerza se mueve con velocidad uniformeEn 1687 Isaac Newton logra dar a las ideas de Galileo una forma matemaacutetica y puacuteblica enPhilosophiae Naturalis Principia Matemaacutetica (Principios Matemaacuteticos de la Filosofiacutea Natural)Primera ley de NewtonUn objeto en reposo tiende a permanecer en reposo y un objeto en movimiento tiende a permanecer en movimiento con la misma velocidad y en la misma direccioacuten a menos que actuacutee sobre eacutel una fuerza que no esteacute balanceada (se refiere a una fuerza que no estaacute completamente cancelada por las otras fuerzas)B) Organizar a los alumnos en equipos de 4 a 5 integrantes para realizar la actividad experimental que se muestra en las imaacutegenes siguientes y escribir sus observacionesMateriales Un carrito Una polea con el dispositivo adecuado para sujetarla a la mesa Un metro Una cuerda delgada y resistente Una pesa graduada mayor de la masa del carrito Un muntildeeco Una mesa

Hacer una relacioacuten con las actividades del carrito la pila de monedas el mantel la botella y la reflexioacuten del auto para explicar lo sucedido con base en el enunciado de la primera Ley de NewtonActividad 3 Tiempo estimado 30 minEn los experimentos mentales que describe Galileo se consideran dos aspectos importantes que influyen directamente en un movimiento horizontal con velocidad constante de un objeto la friccioacuten y la resistencia del aireIdeas previasAlgunas ideas de los alumnos con relacioacuten a la friccioacuten piensan que las fuerzas soacutelo ltlthacen moverse a las cosasgtgt y no ltltlas parangtgt y no reconocen el rozamiento como fuerzaOtros consideran el rozamiento como una resistencia al movimiento sin direccioacuten distinta de una fuerza opuesta al movimientoiquestQueacute es eso llamado friccioacutenA) Es importante plantear a los alumnos la siguiente situacioacuten para recuperar sus conocimientos de friccioacuten como una fuerzaMateriales Dos reglas de 30 cm Una canica o una pelota pequentildea Una hoja de papel de estraza 30 x 80 cm Una toalla o trapo limpio Un objeto que de grosor mida 2 cm maacuteximo Una hoja de papel de lija de 30 x 60 cm o cartoacuten corrugadoDesarrollo

Sobre una mesa plana y lisa de por lo menos 15 m de largo o en el piso prepara una pista inclinada o rampa con las dos reglas y el libro

Coloca el papel de estraza al final de la pista Deja caer la canica o pelota sin empujar en un punto cercano a la salida de la pista y observa su caiacuteda Mide la distancia desde el final de la rampa hasta el lugar donde se detuvo la canica y apuacutentalo en la tabla que aparece

abajo Cambia diferentes materiales al final de la pista y realiza lo anterior

Material Distancia que recorrioacute lacanica (cm)

Superficie lisaPapel de estrazaTrapo o toallaLija o cartoacuten

Responder las siguientes preguntasiquestQueacute tipo de material detuvo el recorrido de la canicaiquestPor queacute la canica en algunos materiales se desplaza faacutecilmenteiquestCoacutemo se llama a la fuerza que detiene a la canica independientemente de la superficie sobre la que ruedaiquestQueacute le sucederiacutea a la canica si se hace rodar sobre una superficie que no oponga resistenciaAnotar sus observaciones en su cuadernoB) Analizar la situacioacuten para responder a la pregunta que se planteaEn el cumpleantildeos de Pedro su tiacuteo le va a regalar una bicicleta para que se pueda trasladar a la escuela y asiacute llegar raacutepido ya que el camino se encuentra empedrado y llueve muy seguido Al llegar a la tienda el tiacuteo de Pedro le preguntan iquestqueacute caracteriacutesticas quiere que contenga la bicicleta Por ejemplo el tipo de llantas la figura de las llantas el grosor de las llantas la altura de la bicicleta la forma del manubrio el cuadro las velocidades Por las condiciones del lugar donde vive Pedro iquestcoacutemo tiene que ser la bicicleta Explica tu respuesta

Discutir con la participacioacuten de todos los alumnos del grupo los resultaos y obtener una conclusioacuten con respecto a la importancia de la friccioacuten en nuestra vida diariaActividad 4 Tiempo estimado 60 minIdeas previasComprender esta Ley implica establecer relaciones entre la fuerza que actuacutea sobre un cuerpo y la aceleracioacuten que experimenta reconociendo que no todos los cuerpos experimentan la misma aceleracioacuten cuando actuacutea una misma fuerza sobre ellos La aceleracioacuten dependeraacute de la masa del cuerpoSer muy precisos en establecer la relacioacuten que fuerza y aceleracioacuten son directamente proporcionales siempre que la masa permanezca constante Es decir cuando cambia el cuerpo y por tanto la masa cambia la constante de proporcionalidad Es cuando el alumno tiene dificultades en su comprensioacuten del caacutelculo proporcionalEs importante destacar que se pretende que los alumnos comprendan las relaciones cuantitativas entre las magnitudes fuerza masa y aceleracioacuten Esto no quiere decir que la aplicacioacuten de un logaritmo matemaacutetico la habilidad en el caacutelculo y la utilizacioacuten correcta de la foacutermula F = m a no garantiza que el alumno comprenda la relacioacuten entre fuerza y aceleracioacuten Es importante que el alumno comprenda el concepto de sistema de referencia y el valor de cada magnitud de manera que las situaciones problemaacuteticas no estaacuten aisladas y tienen relacioacuten con los conceptos que se han estado trabajando con anterioridad para reconstruir sus aprendizajesiquestQueacute significa F = m aOrganizar al grupo en equipos de 4 a 5 integrantes para realizar las siguientes actividades praacutecticasSe recomienda que los integrantes del equipo sean diferentes para que se logre compartir diferentes puntos de vista y desarrollar habilidades de comunicacioacutenEl dispositivo puede ser modificado de acuerdo con el material que se tenga a su alcanceMateriales

Un carrito Un cronoacutemetro o en su defecto un reloj con segundero Una pelota con el dispositivo adecuado para sujetarla a la mesa Varias pesas graduadas Un metro Una cuerda delgada y resistenteDesarrollo

El experimento se divide en dos partes en la primera se mantiene la masa constante y se variacutea la fuerza en la segunda la fuerza permanece constante y se variacutea la masa En ambas partes antes de iniciar el experimento elaborar una hipoacutetesis acerca de queacute sucede en las relaciones fuerza-aceleracioacuten y masa aceleracioacuten dando argumentos plausibles para ellas

Primera parte masa constanteColgar inicialmente del extremo del cordoacuten pequentildeas pesas hasta que al empujar el carro levemente se desplace sobre la mesa a velocidad constante Ese es el contrapeso de las fuerzas de rozamientoPara proporcionar una fuerza de aceleracioacuten agregue sucesivamente pesas en el extremo colgante del cordoacuten (sin quitar la pesa pequentildea compensadora del rozamiento) y mida en cada caso el tiempo que tarda en desplazarse el carrito desde que parte del reposo hasta que llega a la pelota (tener cuidado de recibir el carro poco antes de que llegue a la polea) Medir la distancia recorrida que deberaacute ser siempre la misma para facilitar los caacutelculos Registrar en una tabla defuerza-tiempo las magnitudes medidasCon los datos de la tabla se podraacute calcular la aceleracioacuten media en cada caso ( d = frac12 a t2) y a partir de ella trazar una graacutefica de fuerza ndash aceleracioacutenDiscutir sus hipoacutetesis iniciales con la experimentacioacutenSegunda parte fuerza constanteElegir una fuerza grande para que mueva el carro con distintas pesas adicionales esa fuerza debe permanecer constante en toda la segunda parte del experimentoVaya agregando sucesivamente distintas pesas al carrito y deacutejelo rodar midiendo en cada caso el tiempo de desplazamiento Registrar las lecturas en una tabla masa-tiempo los datos de la tabla se podraacute calcular la aceleracioacuten media en cada caso (d = frac12 a t2) y a partir de ella discutir si sus hipoacutetesis iniciales se confirmaronDiscutir acerca deiquestPor queacute en un caso las pesas adicionales son fuerza y en el otro son masaiquestPor queacute no es indispensable conocer la masa del carritoiquestQueacute hipoacutetesis se estaacute haciendo cuando se calcula la aceleracioacuten a partir de la foacutermula d= frac12 a t2 iquestes vaacutelidaiquestPor queacute no se puede variar simultaacuteneamente la masa y la fuerzaiquestCuaacutel es el papel de la polea1

Resulta importante enfatizar en el estudio de la segunda ley de NewtonLa aceleracioacuten que adquiere un objeto por efecto de una fuerza resultante es directamente proporcional a la magnitud de la fuerza resultante tiene la misma direccioacuten que la fuerza resultante y es inversamente proporcional a la masa del objetoQue la aplicacioacuten de una fuerza modifica el estado de movimiento del objeto y que esta ley tiene caraacutecter general es decir vale para cualquier tipo de fuerza independientemente de su origen o su naturalezaSolicitar a los alumnos la elaboracioacuten de conclusiones acerca de la relacioacuten que se establece entre la masa y aceleracioacuten cuando una fuerza es aplicadaiexclVamos con la segunda2

En esta actividad obtendremos relaciones equivalentes a la segunda ley de NewtonImagina un bloque sobre el que actuacutea una fuerza F como lo muestra el diagrama siguiente (no hay friccioacuten entre la mesa y el bloque)

iquestQueacute efecto tendraacute la fuerza (escoge una de las opciones siguientes)

a) El bloque no se moveraacuteb) El bloque se moveraacute si la magnitud de la fuerza es lo suficientemente grandec) El bloque se moveraacute con velocidad constanted) El bloque se aceleraraacute

Supongamos que realizamos un experimento con el bloque de arriba variando la fuerza aplicada y observando su movimiento El bloque siempre se aceleraraacute Las aceleraciones producidas por varias fuerzas estaacuten dadas en la tabla siguiente

F (N)a

(ms2)20 2

40 4

60 6

80 8

100 10120 12

Describe que relacioacuten observas entre la fuerza aplicada y la aceleracioacuten producida ________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________iquestCuaacutel seraacute la aceleracioacuten producida si la fuerza aplicada es de 200 newtons _________________________iquestCuaacutel seraacute la aceleracioacuten producida si la fuerza aplicada es de 10 newtons __________________________iquestCuaacutel es el valor de la masa del bloque con la que se hizo este experimento ___________kg ____________

Supoacuten ahora que se realiza el experimento anterior pero con otro bloque distinto variando la fuerza aplicada y observando su movimiento Los valores de la aceleracioacuten producida por varias fuerzas estaacuten dadas en la tabla siguiente

F (N) a (ms2)

20 05

40 1

60 15

80 2

100 25120 3

Describe que relacioacuten observas entre la fuerza aplicada y la aceleracioacuten producida _______________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________iquestCuaacutel seraacute la aceleracioacuten producida si la fuerza aplicada es de 200 newtons ______________________iquestCuaacutel seraacute la aceleracioacuten producida si la fuerza aplicada es de 10 newtons _______________________Compara las aceleraciones producidas de este experimento con el anterior iquestSon mayores o menores ________________ De acuerdo a esto iquestes mayor o menor la masa del bloque utilizado en este experimento relativa al anterior ______________________iquestCuaacutel es el valor de la masa del bloque de este experimento ______________ kgDos formas equivalentes de escribir la segunda ley de Newton son las siguientes m=Fa y a=FmEn cada uno de los dos experimentos de arriba1 Usa la primera forma para obtener la masa del bloque que se usoacute en ese experimento2 Usa la segunda forma y la masa obtenida para verificar los valores de la aceleracioacuten dados en las tablas para cada una de las 6 fuerzas aplicadasDescribe con tus propias palabras lo que significa la segunda ley de NewtonDiscutir sus ideas con el resto del grupoActividad 5iexclLas fuerzas vienen en parejas Tiempo estimado 20 minEn el anaacutelisis de las fuerzas de accioacuten y de reaccioacuten primero se tiene que identificar la interaccioacuten Por ejemplo un objeto A interactuacutea con otro objeto B Las fuerzas de accioacuten y de reaccioacuten se pueden expresar entonces de la siguiente manera

Accioacuten El objeto A ejerce una fuerza sobre el objeto BReaccioacuten El objeto B ejerce una fuerza sobre el objeto A

Es necesario orientar a los alumnos que comprendan que al expresar ltltaccioacutenltlt y ltltreaccioacutengtgt son arbitrarios y pueden asignarse a cualquiera de ambas fuerzas indistintamente Es conveniente sentildealar que ambas fuerzas actuacutean sobre cuerpos diferentesIdeas previasLos teacuterminos ltltaccioacutengtgty ltltreaccioacutengtgt implican una secuencia temporal en las relaciones de causa y efecto mientras que las dos fuerzas a las que se refiere la ley aparecen simultaacuteneamente en una misma interaccioacuten Existe tambieacuten la posibilidad de que los alumnos confundan algunas situaciones con la condicioacuten de equilibrioLos alumnos creen que las fuerzas no surgen en la interaccioacuten entre los cuerpos sino que son una propiedad o caracteriacutestica que algunos cuerpos poseen Al no considerar los alumnos la reciprocidad de la interaccioacuten se produce una mala interpretacioacuten del principio que conduce a los siguientes erroresGeneralmente soacutelo identifican una de las fuerzas de la pareja que existen en toda interaccioacutenCuando expliacutecitamente se les solicita las dos fuerzas que intervienen en una interaccioacuten es frecuente que las dos las consideren aplicadas en el mismo cuerpoAl no ver la pareja de fuerzas como la expresioacuten de la misma interaccioacuten a veces consideran que cada una tiene un valor diferente dependiendo eacuteste de otras magnitudes como la masa carga etc1

Presentar el siguiente dibujo en el pizarroacuten y que los alumnos a manera de lluvia de ideas puedan identificar las fuerzas de accioacuten y de reaccioacuten que se encuentran en interaccioacuten en el sistema

iexclAccioacuten ndash reaccioacuten Tiempo estimado 50 minSe sugiere presentar a los alumnos las siguientes situaciones para favorecer la reestructuracioacuten y construccioacuten de los conceptos que se han analizadoFormar equipos de 4 a 5 alumnos y distribuir a cada equipo una situacioacuten diferente

1 Observar la siguiente figura e identificar las fuerzas que interaccionan en el sistema Registrar los datos en la siguiente tabla

Interaccioacuten Accioacuten Reaccioacuten

Nintildeo - pisoEl piso empuja al nintildeo esto evita que se hunda

Atraccioacuten gravitacionalNintildeo - tierra

Nintildeo -cuerda La cuerda jala la mano del nintildeoCuerda - globo

Globo - aire

Globo - tierra

2 iquestCoacutemo seraacute la fuerza que la caja A ejerce sobre la B comparada con la que ejerce la caja B sobre la AA A ejerce una fuerza mayorB Las fuerzas son iguales

C B ejerce una fuerza mayor

Orientaciones didaacutecticasSe proporcionan algunas respuestas de los alumnos que han dado con respecto a la aplicacioacuten de estas situaciones en investigaciones didaacutecticas para que sirva de antecedente en la orientacioacuten del contenido de tercera ley de Newtona) El uacutenico factor que consideran es la masa esteacute el sistema en reposo con velocidad constante o con aceleracioacuten constante La

caja de mayor masa es la que ejerce una mayor fuerzab) Cuando el sistema estaacute en reposo las fuerzas son iguales pero cuando el sistema se mueve el bloque de mayor masa ejerce

la mayor fuerzac) En reposo las fuerzas son iguales Cuando se estaacuten moviendo el bloque que ltltcausagtgt el movimiento (tira o empuja) ejerce

la fuerza mayord) El reposo y el movimiento con velocidad constante son igual las fuerzas pero para los sistemas acelerados el que tiene

mayor masa ejerce una fuerza mayore) El reposo y el movimiento con velocidad constante las fuerzas son iguales pero para los sistemas acelerados la caja

ltltcausagtgt (idem a c) el movimiento ejerce la mayor fuerzaLos errores que se presenta tienen mayor porcentaje en sus respuestas acerca de Respuestas donde se aplica la segunda ley para responder la pregunta Realizan anaacutelisis parciales de los fenoacutemenos y por lo tanto elaboran conclusiones equivocadas

3 Observa los siguientes dibujos que representan una competencia de tiro de cuerda Las personas a la izquierda estaacuten ganando Los tamantildeos de las flechas representan los valores de las fuerzas iquestQueacute dibujo expresa la situacioacuten que se planteaOrientaciones didaacutecticasEn esta situacioacuten que se presenta los alumnos prefieren los dibujos B y C En ambos casos suponen que la fuerza ejercida por las personas de la izquierda es mayor y se deciden por una u otra situacioacuten seguacuten creen que la fuerza que hace la persona estaacute representada por el vector aplicado en ellos (eligen C o por el vector aplicado en la otra persona (eligen D) Se olvidan en considerar el efecto d el rozamiento que es lo que explica la victoria de un equipo u otro

4 iquestPor queacute el choque de un baloacuten en un cristal no lo rompe Explica la interaccioacuten de las fuerzas

Orientaciones didaacutecticasLos alumnos presentan una dificultad para admitir la igualdad de las fuerzas presentes en una interaccioacuten se encuentra en la confusioacuten entre las fuerzas y sus efectos Se fijan soacutelo en los rasgos maacutes evidentes perceptibles cuando los efectos que experimentan cada uno de los cuerpos son muy diferentes lo interpretan como consecuencia de una desigualdad de las causas las fuerzas Son bastantes los alumnos que admiten la posibilidad de ambas fuerzas interaccionan pero en el caso de que el baloacuten rompa el cristal su explicacioacuten es que la fuerza del baloacuten es mayor que la del cristalSolicitar a los alumnos que elijan un representante del equipo y expongan ante los demaacutes compantildeeros sus argumentos con respecto a sus respuestas de la situacioacutenElaborar conclusiones con respecto a la correcta descripcioacuten de fenoacutemenos con respecto a los cambios del movimiento en funcioacuten de la accioacuten de las fuerzasActividad 6 Tiempo estimado 40 miniexclSobre hombros de GigantesRealizar una lectura comentada acerca de los trabajos de Newton en el estudio del movimiento de los cuerposCinemaacutetica y Dinaacutemica 3Debido al eacutexito con el que Galileo investigoacute muchos temas especiales de la mecaacutenica y desarrolloacute esquemas efectivos para explicar coacutemo se mueven los objetos (cinemaacutetica) Newton pudo dirigir su atencioacuten a la cuestioacuten de por queacute los objetos se mueven como lo hacen (dinaacutemica) En su trabajo sobre mecaacutenica Newton adopta un meacutetodo consistente regido por determinadas reglas

1 Asumir la menor cantidad de causas posibles al explicar un fenoacutemeno particular2 Relacionar tan completamente como sea posibles efectos anaacutelogos a la misma causa3 Extender a todos los cuerpos las propiedades sobre las que es posible efectuar experimentos4 Considerar como vaacutelida toda propuesta obtenida por induccioacuten de fenoacutemenos observados hasta que se observe un

nuevo fenoacutemeno que contradiga o limite dicha propuestaLa tarea esencial que Newton enfrentaba era la de sistematizar gran cantidad de conocimientos acumulados que todaviacutea teniacutean caraacutecter fragmentario y confuso Se ha sugerido que Newton enfrentoacute en la mecaacutenica el mismo tipo de problema que Pascal en la hidrostaacutetica que al enunciar un solo principio universal (la igualdad de la presioacuten en todas direcciones desde cualquier punto de un liacutequido) triunfoacute al sistema tizar toda una rama de la ciencia No obstante el problema de Newton en mecaacutenica era sin duda maacutes difiacutecil debido a la generalidad mucho mayor de su materiaComo hemos visto los cientiacuteficos desde tiempos remotos han especulado sobre el movimiento bajo la influencia de fuerzas internas o externas Para hacer eso fue necesario emplear una terminologiacutea especializada En la actualidad una de las dificultades que los fiacutesicos enfrentan constantemente es que esa rama de la ciencia maacutes que ninguna otra utiliza teacuterminos del lenguaje diario Esto puede ocasionar una falsa sensacioacuten de confianza en la claridad del significado que se da a los teacuterminos (soacutelo hay que pensar en la diferencia de significado que se da a hoy en diacutea a palabras como velocidad potencia y energiacutea cuando se usan estrictamente en fiacutesica o maacutes ampliamente en lenguaje comuacuten) Algunas palabras de uso frecuente como gravedad fuerza resistencia tendencia iacutempetu cantidad de movimiento entre otras fueron usadas en las especulaciones iniciales sobre el movimiento y luego resultaron insuficientemente definidas para ser de utilidad en discusiones cientiacuteficasAsiacute una de las tareas importantes de Newton fue tratar de poner cierto orden en el caos de terminologiacutea Tal vez lo mejor

hubiera sido romper con todo lo anterior y establecer un conjunto de teacuterminos completamente nuevos que no fueran de uso comuacuten Sin embargo esto nunca es faacutecil porque cualquier reformador o revolucionario que desea reorganizar un sistema ha sido educado dentro del mismo y no puede evitar estar influido por su terminologiacutea y conceptosNadie es lo suficientemente radical en la reformulacioacuten y se tiende a conservar las cosas maacutes conocidas que con frecuencia son precisamente las que maacutes necesitan cambiarseParticularmente en el caso de la terminologiacutea las peores confusiones surgen cuando se utilizan teacuterminos viejos para ideas nuevasPodriacutea decirse que en un sentido Newton no teniacutea la personalidad cientiacutefica ideal para triunfar completamente en esta tarea particular Teniacutea una mente excepcional de creatividad brillante que podiacutea formular pruebas elegantes y originales sobre una gran gama de temas pero no era muy adecuada para el trabajo paciente requerido para axiomatizar un tema y a veces sus escritos no definiacutean los teacuterminos con cuidado Sin embargo su sistema axiomaacutetico5 aportoacute aquello que siempre habiacutea faltado en la mecaacutenica antigua y asiacute logroacute establecer bases firmes para desarrollos futuros Auacuten maacutes es importante observar que la axiomatizacioacuten aunque vital para colocar los cimientos es soacutelo un aspecto de la contribucioacuten que puede hacer un genio hacia el desarrollo de su materia La eficacia de los meacutetodos concebidos que pueden representarse como la construccioacuten de la superestructura tambieacuten debe considerarse En esta aacuterea no puede dudarse del genio universal de Newton

Leyes de movimiento de NewtonEl esquema de Newton para la dinaacutemica se resume en sus tres leyes del movimiento En la primera ley se llega finalmente a una comprensioacuten cualitativa satisfactoria de la inercia (tendencia de un objeto a mantener su estado de reposo o movimiento uniforme en liacutenea recta) como propiedad baacutesica inherente a todos los objetosSe trata de una ley del todo general que destaca el hecho de que un solo esquema es aplicable al movimiento en cualquier lugar del universo Es la primera vez en la historia de la fiacutesica donde no se hace distincioacuten entre los dominios terrestre y celesteEn la segunda ley se alcanza por fin una explicacioacuten de la aceleracioacuten y una relacioacuten cuantitativa entre inercia y fuerza [Es interesante recordar que Newton no expresoacute esto como F = ma =(dvdt) sino esencialmente en la forma FDt = mDv o sea que habloacute de cambio de movimiento (= momento) y lo relacionoacute con el valor de fuerza por tiempo]La tercera ley de Newton era muy original y completaba su tratamiento general del concepto de fuerza al explicar que a toda fuerza corresponde una reacuteplica ideacutentica Como consecuencia resulta que una partiacutecula solitaria no puede por siacute sola ejercer ni experimentar fuerza alguna Las fuerzas surgen soacutelo de la interaccioacuten de dos entidades Se puede llamar a una fuerza accioacuten y a la otra reaccioacuten pero el nombrar es arbitrario La relacioacuten es la misma que la del creacutedito y el deacutebito uno es imposible sin el otro Accioacuten y reaccioacuten son de igual magnitud pero de direccioacuten opuesta Cualquier conexioacuten causal que introduzcamos seraacute artificial Lo maacutes importante es que suceden respectivamente a dos entidades diferentesElaborar individualmente sus conclusiones con respecto a las aportaciones de Newton para el desarrollo de la cienciaSecuencia Didaacutectica Cierre Tiempo Recursos

DidaacutecticosActividad de cierre 7 Tiempo estimado 60 miniexclQue las fuerzas me acompantildeenFormar equipos de 4 a 5 integrantes Analizar las situaciones y contestar las preguntas que se plantean dando argumentaciones con base en las Leyes de Newton que se han trabajado en la secuencia

Cuando se encuentran en reposo iquestde queacute forma se aplican fuerza los patinadores para comenzar a moverse iquestEs correcto decir que entre maacutes raacutepido vayan los patinadores maacutes fuerza tienen iquestPor queacute se detienen raacutepidamente al inclinar el patiacuten Expliacutecalo en teacuterminos de la friccioacuten Si le llamamos accioacuten al hecho de que el patinador se impulsa del piso para moverse hacia adelante iquestcuaacutel es la reaccioacuten iquestQueacute trayectoria seguiriacutean los patinadores si dejan de impulsarse y mantienen recto los patines iquestQueacute le sucederiacutea a la velocidad de los patinadores sin que exista ninguacuten tipo de impulso y la friccioacuten con el piso

disminuyera al miacutenimo Observa los pies y las piernas de los patinadores cuando dan vuelta iquestqueacute les sucede Si el patinador quisiera acelerarse maacutes iquestqueacute debe hacer con sus piernas Elaborar sus conclusiones acerca de las leyes de Newton en nuestras actividades cotidianasElevadorIntegra tus conocimientos para dar respuesta a las situaciones que se planteanRodrigo estaacute parado sobre una baacutescula dentro de un elevador Su masa de 100 kilogramosEncuentre su peso aparente en las siguientes situaciones

I El elevador estaacute en reposoII El elevador se mueve hacia arriba con velocidad constante

III El elevador se mueve hacia abajo con velocidad constanteIV El elevador se mueve hacia arriba con una aceleracioacuten de 49 ms2V El elevador se mueve hacia arriba con una aceleracioacuten de 98 ms2

VI El elevador se mueve hacia abajo con una aceleracioacuten de 49 ms2VII El elevador se mueve hacia abajo con una aceleracioacuten de 98 ms2

Orientaciones didaacutecticasSolucioacuten al problema para guiar al alumno en el procedimiento que tiene que realizarHay que considerar las fuerzas que actuacutean sobre Rodrigo su peso P=mg que es la fuerza que la Tierra ejerce sobre eacutel y Fb la fuerza que ejerce la baacutescula sobre eacutelLa fuerza que Rodrigo ejerce sobre la baacutescula tiene la misma magnitud que Fb pero apunta en la direccioacuten contraria como se puede ver la figura Esta fuerza es la que Rodrigo lee en la escala de la baacutescula y es su peso aparenteSe tomaraacute como direccioacuten positiva la que apunta hacia arriba De esta manera la magnitud de la fuerza neta que actuacutea sobre Rodrigo es

F neta = Fb ndash PF neta = Fb ndash mg

La segunda ley de Newton nos dice queF neta = ma

Entonces en las situaciones (i) (ii) y (iii) comoma = F neta = 0

por lo que 0 = F b ndashmg

Fb = mgEn estas tres situaciones como el elevador no estaacute en movimiento acelerado el peso aparente de Rodrigo es igual a su peso real

F b = (100 kg) (98 ms2)Fb = 980 N

En la situacioacuten (iv) tenemos una aceleracioacuten hacia arriba de a = 49 ms2 al usar la segunda ley de Newton F neta = ma = (100 kg) (49 ms2)Entonces

(100 kg) (49 ms2) = Fb ndash (100 kg) (98 ms2)De donde

Fb = 490 N + 980 N = 1470 NEl peso de Rodrigo es de 1470 NEn (v) cuando la aceleracioacuten del elevador es 98 ms2 hacia arriba

F neta = (100 kg) (98 ms2) = 980 N y 980 N = F b ndash P980 N = Fb ndash (100 kg) (98 ms2)

Fb = 980 N + 980 N = 1960 NEn este caso el peso aparente de Rodrigo es el doble de su peso realEn (vi) la aceleracioacuten del elevador es de 49 ms2 hacia abajo a= 49 ms 2Usando la segunda ley de Newton como en las situaciones anteriores

F b ndash P = F neta = (100 kg) (-49 ms2)Fb = -490 N + 980 N

Fb = 490 NY el peso aparente de Rodrigo es la mitad de su peso real Finalmente en (vii) cuando el elevador tiene una aceleracioacuten hacia debajo de 98 ms2 a = -98 ms2Usando nuevamente la segunda ley de Newton

Fb ndash P = (100 kg) (98 ms2) = -980 NFb = 980 N + (-980 N) = 0 N

Y iexclel peso aparente de Rodrigo es ceroiexclLa paradoja del burroExpresa los argumentos para dar solucioacuten a la paradoja y elabora el sistema de fuerzas que estaacute presenteHabiacutea una vez un burro muy flojo que utilizando sus supuestos conocimientos de fiacutesica no queriacutea jalar la carretaEl burro le deciacutea a su duentildeo-iquestPara queacute quieres que jale la carreta si seguacuten la tercera ley de Newton a toda accioacuten corresponde una fuerza de reaccioacuten de igual magnitud pero de sentido contrario Si yo jalo la carreta con cierta fuerza seguacuten lo que afirma la tercera ley la carreta me jalaraacute a miacute con la misma fuerza pero en sentido contrario De manera que iquestpara queacute jalo la carreta si a miacute deciacutea el burro me va a jalar eacutesta con la misma fuerza y asiacute no voy a avanzar

OrientacionesSolucioacuten a la paradojaEfectivamente si se jala con cierta fuerza la carreta es la Tierra la que aporta la reaccioacuten con una fuerza igual pero de sentido contrarioCuando el burro jala la carreta ejerce una fuerza mayor Por ello cuando el sistema unido del burro y la carreta empuja con una fuerza hacia atraacutes la Tierra a traveacutes de la friccioacuten responde con una fuerza hacia delante que permite que avance el burro con la

carretaPero ademaacutes de resolver la paradoja debe sentildealarse que el otro factor que entra en juego es la friccioacutenPara poder caminar nuestro pie ejerce una fuerza hacia atraacutes sobre el suelo de la Tierra gracias a la friccioacuten de la suela de nuestro zapato con el suelo y la Tierra responde con una fuerza de reaccioacuten hacia delante de igual magnitud que nos permite avanzar Si hicieacuteramos lo mismo en aceite para reducir la fuerza de friccioacuten inmediatamente nos caeriacuteamos Por ello ademaacutes de la tercera ley deNewton lo que permite que podamos caminar es la fuerza de friccioacuten iexclCoacutemo nos podemos desplazar cuando no hay friccioacutenSolicitar a los alumnos que elaboren un escrito en doacutende expresen la importancia de considerar las leyes de Newton para dar explicacioacuten a situaciones de la vida diaria y no caer en mentiras de magia Comentar su opinioacuten a los demaacutes compantildeeros

PRAacuteCTICA DE LABORATORIONombre De La Praacutectica De Laboratorio

Propoacutesitos

Contenidos De Vinculacioacuten Con Otras Asignaturas Ejes Temaacuteticos Transversales

Aspectos a Evaluar

Instrumentos De Evaluacioacuten Empleados

PLANEACIOacuteN DEL TRABAJO POR PROYECTO

Nombre del Proyecto iquestCoacutemo se relacionan el movimiento y la fuerza con la importancia del uso del cinturoacuten de seguridad para quienes viajan en algunos transportes

Aprendizajes Esperados

bull Plantea preguntas o hipoacutetesis para responder a la situacioacuten de su intereacutes relacionada con el movimiento las fuerzas o la energiacutea Fase

( ) Planeacioacuten( ) Desarrollo( ) Comunicacioacuten( ) Evaluacioacuten

Ndeg Sesiones Por Semana

Nombre De Los Equipos Participantes

Estrategias Didaacutecticas A Desarrollar

Producto De La Semana Aspectos A Evaluar

Observaciones

PROYECTO SEMANA A SEMANA

En el transcurso del bimestreOrganizador del proyecto del bloque 2SEMANA 1 Evaluar su desempentildeo formar equipos y planear el trabajoSEMANA 2 Llevar a cabo la investigacioacuten documentalSEMANA 3 Terminar la investigacioacuten y organizar la informacioacuten obtenidaSEMANA 4 Experimentar construir entrevistar comprobar de acuerdo con el tipo de proyecto que se haya elegidoSEMANA 5 Analizar la informacioacuten obtenida y preparar tanto reporte como presentacioacutenSEMANA 6 Exposicioacuten de resultados

Podriacutea pedir a los alumnos que investiguen en el campo de la medicina de que forma la fiacutesica ha contribuido a mejorar la salud de las personasPodriacutea mencionarles la importancia de los rayos X de la construccioacuten de proacutetesis entre muchas otras

La Fiacutesica en el mundohellipDe la astronomiacutea La energiacutea de las estrellas se genera mediante reacciones que tienen lugar en su nuacutecleoAsiacute es como el Sol produce la energiacutea que radia hacia el espacio y llega a la Tierra La presioacuten debida a la radiacioacuten y a los productos de esas reacciones de las que hablamos tiende a expandir a la estrella pero la fuerza de gravedad a contraerla En las estrellas como el Sol la fuerza de gravedad y la presioacuten de radiacioacuten estaacuten en equilibrioSin embargo al cabo de cierto tiempo las fuerzas de presioacuten llegan a superar a las fuerzas gravitatorias y las estrellas aumentan de tamantildeo convirtieacutendose en gigantes rojas Finalmente luego de millones de antildeos el agotamiento de la energiacutea de las estrellas provoca la supremaciacutea de las fuerzas gravitatorias y eacutestas se contraen convirtieacutendose en enanas blancas Eacuteste es tambieacuten el destino del Sol

Del desarrollo sustentable La energiacutea eoacutelica se ha convertido en una competitiva forma de generar electricidad limpia pues basta una suave brisa para generarla En los casi 30 antildeos que llevan de existencia los molinos que transforman la fuerza del viento en electricidad han evolucionado notablementeSu potencia ha crecido hasta los 1 500 kW lo que significa que uno solo de esos molinos es capaz de abastecer energiacutea a un pueblo de 4 000 habitantesAdemaacutes se estaacuten desarrollando nuevos molinos que puedan funcionar con vientos muy suaves lo que permite que se utilicen en zonas en las que antes tal vez no era posible instalarlos porque el viento es escasoActualmente hay aparatos que funcionan con un viento de apenas 12 kmh y contra lo que podriacutea suponerse se detienen cuando el viento supera los 90 kmh porque podriacutean dantildearse Despueacutes de todo para que los molinos funcionen lo importante no es que el viento sea fuerte sino que sea constante

De la arqueologiacutea Los arqueoacutelogos han descubierto recientemente que las estructuras arquitectoacutenicas que estaacuten bajo tierra provocan leves desviaciones del campo magneacutetico terrestre Aprovechando este fenoacutemeno ahora pueden ldquoviajar al pasadordquo equipados con magnetoacutemetros muy precisos que como si fueran bruacutejulas les indican el camino sin necesidad de hacer excavacionesUno de los primeros hallazgos realizados mediante este sistema han sido las murallas de la miacutetica ciudad de Troya ante las cuales se desarrolloacute la guerra que Homero describioacute en La Iliacuteada

SEMANA 1Mejorar el trabajo por proyectosIndicar a los alumnos que es necesario que al contestar las preguntas sugeridas en esta paacutegina lo hagan de la manera maacutes honesta posible ya que esto les permitiraacute evitar cometer los errores anteriores y mejorar la calidad de este nuevo proyecto siempre buscando que todos los integrantes del equipo tengan una participacioacuten activaValoracioacuten del desempentildeobull Reconoce aciertos y errores en la planeacioacuten y ejecucioacuten del proyecto anteriorTodas las actividades que llevamos a cabo son tarde o temprano evaluadas En la mayoriacutea de las ocasiones la evaluacioacuten la realizamos nosotros mismos pero hay momentos en los que la hace alguien maacutes Es el caso del trabajo cientiacutefico que es evaluado por expertos que determinan si lo que se ha hecho cumple con los criterios y paraacutemetros teacutecnicos establecidos inicialmenteAutoevaluacioacutenEn el curso anterior de Ciencias trabajaste varios proyectos y durante el primer bimestre de este curso tuviste oportunidad de desarrollar uno maacutes tambieacuten hiciste ya un ejercicio de autocriacutetica y valoraste tu trabajo y el de tus compantildeeros de equipoLa experiencia que ya tienes en el trabajo por proyectos te permite reconocer con claridad los detalles que hacen que un proyecto se lleve a cabo con eacutexito o por el contrario que no llegue a buen teacuterminoPor eso ahora te proponemos que nuevamente te reuacutenas con los compantildeeros que formaron parte de tu equipo de trabajo durante el primer bimestre y juntos evaluacuteen su desempentildeo y los resultados de su proyecto El objetivo es que identifiquen los aciertos y los errores que como equipo tuvieron al momento de desarrollar su proyecto Realizar una evaluacioacuten de este tipo no

es sencillo pues lo que se examina es el trabajo hecho por uno mismo y por personas que conocemos el que haya una

vinculacioacuten o relacioacuten directa con el proyecto y quienes lo hicieron puede afectar la objetividad con la que se realiza la

evaluacioacuten Sin embargo por esa misma razoacuten hacer la evaluacioacuten es muy importantePara que este ejercicio resulte maacutes sencillo a continuacioacuten les presentamos algunas preguntas de las que pueden partir para hacer su evaluacioacuten1 Por evaluar creatividad y originalidada) iquestCoacutemo plantearon el problema en el que basaron su proyectob) Si los hubo iquestcoacutemo idearon sus experimentosc) iquestLos resultados de su proyecto llevaron a la creacioacuten de nuevos objetos o instrumentosd) iquestLa presentacioacuten de los resultados fue igual que la de otros equipos2 Por evaluar coherenciaa) iquestLos resultados sostuvieron o refutaron la hipoacutetesis planteadab) iquestLa informacioacuten era adecuada y estaba completac) iquestHubo relacioacuten entre todas y cada una de las fases del proyecto3 Por evaluar claridada) iquestSu reporte era claro y preciso iquestTeniacutea secciones identificablesb) iquestDesarrollaron de manera loacutegica sencilla y ordenada los contenidos importantes del proyectoc) iquestLos resultados eran claros comprensibles para cualquiera

Lo que sigueDespueacutes de llevar a cabo el ejercicio de autoevaluacioacuten e identificar sus aciertos y errores es momento de organizarse nuevamente con otros compantildeeros para realizar el proyecto de este bimestreLa valoracioacuten que hicieron en el primer bimestre la autoevaluacioacuten efectuada en eacuteste asiacute como la experiencia obtenida hasta ahora en el trabajo por proyectos los ayudaraacute a planear raacutepidamente su trabajo A continuacioacuten encontraraacuten un ejemplo de organizador que quizaacute les sea de utilidad al momento de hacerlo sin embargo ustedes pueden decidir coacutemo les conviene organizarseRecuerden tambieacuten que a lo largo del bimestre les presentamos una seccioacuten titulada ldquoMi proyecto semana a semanardquo en la que se describen las tareas a cumplir semanalmente para llegar al final del bimestre con el proyecto terminado

ActividadesTiemp

oFase 1 Planeacioacuten del proyecto

Integren nuevos equipos de trabajo y elijan un tema Planteen algunas preguntas acerca de su tema Decidan queacute tipo de proyecto trabajaraacuten y cuaacuteles seraacuten

sus objetivos

dos horas

Fase 2 Organizacioacuten del proyecto Especifiquen cuaacuteles seraacuten las tareas y responsabilidades

de los integrantes del equipo Elaboren su cronograma y establezcan liacutemites de tiempo Dependiendo del tipo de proyecto que eligieron acuerden

queacute presupuesto destinaraacuten para conseguir el material que necesitaraacuten para llevarlo a cabo

tres horas

Fase 3 Investigacioacuten Comiencen la investigacioacuten documental ademaacutes de

revisar libros revistas diarios y paacuteginas en Internet recurran a videotecas museos etceacutetera

Organicen la informacioacuten que obtengan usen fichas de trabajo fichas bibliograacuteficas resuacutemenes tablas y esquemas

dos semana

s

Fase 4 Experimentacioacuten observacioacuten y anaacutelisis De acuerdo con el tema y tipo de proyecto que hayan

elegido realicen los experimentos que consideren necesarios

Observen y registren los resultados de sus experimentos organicen la informacioacuten de sus encuestas o describan coacutemo llevan a cabo la construccioacuten de su dispositivo seguacuten sea el caso

Analicen su informacioacuten relacionen sus resultados con las respuestas que se plantearon al inicio y escriban sus conclusiones

una semana

Fase 5 Preparacioacuten y redaccioacuten del informe Redacten su informe final y organicen la presentacioacuten de

sus resultados elaboren los graacuteficos maquetas modelos o prototipos que vayan a usar durante su presentacioacuten

una semana

Fase 6 Presentacioacuten de resultados Presenten al grupo los resultados de su proyecto

una semana

Mi proyecto semana a semanaSEMANA 1Fases 1 y 21048652 Formen los equipos de trabajo y comenten los resultados de su autoevaluacioacuten1048652 Elijan un tema para el proyecto de este bimestre y redacten las preguntas que responderaacuten en su proyecto1048652 Definan sus objetivos de trabajo y las actividades que realizaraacute cada quienSEMANA 2Fases 1 y 21048652 Realicen la investigacioacuten documental si tienen oportunidad entrevisten a alguacuten investigador o experto en el tema de su proyecto1048652 Registren la informacioacuten que obtengan una opcioacuten para hacerlo es elaborar una bitaacutecora que tendraacute a cargo alguno de los integrantes de su equipoSEMANA 3Fase 3Continuacuteen la investigacioacuten documentalComiencen a redactar un reporte preliminar esto los ayudaraacute a organizar su informacioacuten y averiguar si hay dudas que resolverSEMANA 4Fase 41048652 Efectuacuteen sus experimentos o aquellas actividades de campo que se plantearon1048652 Registren en todo momento sus observaciones y los resultados que vayan obteniendo1048652 Comiencen a planear la presentacioacuten de su informe frente al grupoSEMANA 5Fase 51048652 Organicen la informacioacuten que obtuvieron y comiencen a resumir integrar y analizar Con ayuda de la versioacuten preliminar redacten su reporte final No olviden incluir iacutendice presentacioacuten introduccioacuten conclusiones y bibliografiacutea1048652 Comiencen a preparar la presentacioacuten de sus resultadosSEMANA 6Fase 61048652 Es momento de presentar los resultados de su proyecto Utilicen carteles mapas conceptuales graacuteficas folletos o cualquier apoyo auditivo o visual que ayude a la comprensioacuten de los resultados de su proyecto Comiencen a preparar la presentacioacuten de sus resultados

______________________________docente

______________________________Vo Bo

Ideas previasSe presentan algunas ideas previas de los alumnos para considerarse en el tratamiento de la primera Ley de Newton Algunas ideas se comparan con cientiacuteficos desde Aristoacuteteles hasta el siglo catorce ejemplo de ellasa) si hay movimientob) hay una fuerza que actuacuteac) no puede haber una fuerza sin movimiento y si no hay movimiento entonces no hay ninguna fuerza actuandod) cuando un objeto se estaacute moviendo hay una fuerza en la direccioacuten de su movimientoe) un objeto en movimiento tiene dentro de eacutel fuerza que le mantiene andandof) un objeto en movimiento se para cuando su fuerza se gasta y el movimiento es proporcional a la fuerza que actuacuteag) a partir de una fuerza constante se produce una velocidad constanteActividad de desarrollo 2 Tiempo estimado 40 miniexclExperimentos mentalesA) Realizar un anaacutelisis de la lectura acerca de los trabajos de Galileo que fueron antecedentes para establecer la Primera Ley de Newton Hacer los dibujos en el pizarroacuten de los esquemas que se describenAl realizar experimentos mentales Galileo Galilei con planos inclinados se imagino uno frente a otro observoacute que al soltar la bola desde cierta altura por uno de los planos descendiacutea y ascendiacutea por el otro plano hasta alcanzar una altura que era casi igual a la que se habiacutea soltadoGalileo infiere que si la superficie por donde desciende la bola fuera maacutes lisa alcanzariacutea la misma altura al final y deduce que la diferencia en la altura al inicio y final se debe al rozamiento de la bola en la superficie si se eliminara completamente la bola alcanzariacutea la altura inicial

Galileo manipula algunas variables y estudia el efecto que pueda tener la inclinacioacuten del segundo plano sobre la altura a la que llega la bolaObserva que al ir reduciendo el aacutengulo de inclinacioacuten del plano la bola llegaba casi a la misma altura de la que se habiacutea soltado y razonoacute que si no hubiera rozamiento habriacutea llegado hasta la misma altura

Por uacuteltimo Galileo elimina uno de los planos inclinados y deja caer la bola observoacute que despueacutes de rodar por todo el plano inclinado la bola de acero continuacutea su movimiento en plano horizontal y se moviacutea con velocidad constante hasta que era detenida por la friccioacuten y la resistencia del aire

Despueacutes Galileo se puso a estudiar acerca de la resistencia del aire que no es despreciable en la caiacuteda de un objeto y coacutemo un cuerpo se moveraacute cuando se aplica a eacutel fuerzas en direccioacuten diferente a la de su movimientoAsiacute mismo Galileo comproboacute que el efecto de una fuerza no era producir movimiento sino cambiar el movimiento para producir aceleracioacuten y un cuerpo sobre el cual no actuacutea ninguna fuerza se mueve con velocidad uniformeEn 1687 Isaac Newton logra dar a las ideas de Galileo una forma matemaacutetica y puacuteblica enPhilosophiae Naturalis Principia Matemaacutetica (Principios Matemaacuteticos de la Filosofiacutea Natural)Primera ley de NewtonUn objeto en reposo tiende a permanecer en reposo y un objeto en movimiento tiende a permanecer en movimiento con la misma velocidad y en la misma direccioacuten a menos que actuacutee sobre eacutel una fuerza que no esteacute balanceada (se refiere a una fuerza que no estaacute completamente cancelada por las otras fuerzas)B) Organizar a los alumnos en equipos de 4 a 5 integrantes para realizar la actividad experimental que se muestra en las imaacutegenes siguientes y escribir sus observacionesMateriales Un carrito Una polea con el dispositivo adecuado para sujetarla a la mesa Un metro Una cuerda delgada y resistente Una pesa graduada mayor de la masa del carrito Un muntildeeco Una mesa

Hacer una relacioacuten con las actividades del carrito la pila de monedas el mantel la botella y la reflexioacuten del auto para explicar lo sucedido con base en el enunciado de la primera Ley de NewtonActividad 3 Tiempo estimado 30 minEn los experimentos mentales que describe Galileo se consideran dos aspectos importantes que influyen directamente en un movimiento horizontal con velocidad constante de un objeto la friccioacuten y la resistencia del aireIdeas previasAlgunas ideas de los alumnos con relacioacuten a la friccioacuten piensan que las fuerzas soacutelo ltlthacen moverse a las cosasgtgt y no ltltlas parangtgt y no reconocen el rozamiento como fuerzaOtros consideran el rozamiento como una resistencia al movimiento sin direccioacuten distinta de una fuerza opuesta al movimientoiquestQueacute es eso llamado friccioacutenA) Es importante plantear a los alumnos la siguiente situacioacuten para recuperar sus conocimientos de friccioacuten como una fuerzaMateriales Dos reglas de 30 cm Una canica o una pelota pequentildea Una hoja de papel de estraza 30 x 80 cm Una toalla o trapo limpio Un objeto que de grosor mida 2 cm maacuteximo Una hoja de papel de lija de 30 x 60 cm o cartoacuten corrugadoDesarrollo

Sobre una mesa plana y lisa de por lo menos 15 m de largo o en el piso prepara una pista inclinada o rampa con las dos reglas y el libro

Coloca el papel de estraza al final de la pista Deja caer la canica o pelota sin empujar en un punto cercano a la salida de la pista y observa su caiacuteda Mide la distancia desde el final de la rampa hasta el lugar donde se detuvo la canica y apuacutentalo en la tabla que aparece

abajo Cambia diferentes materiales al final de la pista y realiza lo anterior

Material Distancia que recorrioacute lacanica (cm)

Superficie lisaPapel de estrazaTrapo o toallaLija o cartoacuten

Responder las siguientes preguntasiquestQueacute tipo de material detuvo el recorrido de la canicaiquestPor queacute la canica en algunos materiales se desplaza faacutecilmenteiquestCoacutemo se llama a la fuerza que detiene a la canica independientemente de la superficie sobre la que ruedaiquestQueacute le sucederiacutea a la canica si se hace rodar sobre una superficie que no oponga resistenciaAnotar sus observaciones en su cuadernoB) Analizar la situacioacuten para responder a la pregunta que se planteaEn el cumpleantildeos de Pedro su tiacuteo le va a regalar una bicicleta para que se pueda trasladar a la escuela y asiacute llegar raacutepido ya que el camino se encuentra empedrado y llueve muy seguido Al llegar a la tienda el tiacuteo de Pedro le preguntan iquestqueacute caracteriacutesticas quiere que contenga la bicicleta Por ejemplo el tipo de llantas la figura de las llantas el grosor de las llantas la altura de la bicicleta la forma del manubrio el cuadro las velocidades Por las condiciones del lugar donde vive Pedro iquestcoacutemo tiene que ser la bicicleta Explica tu respuesta

Discutir con la participacioacuten de todos los alumnos del grupo los resultaos y obtener una conclusioacuten con respecto a la importancia de la friccioacuten en nuestra vida diariaActividad 4 Tiempo estimado 60 minIdeas previasComprender esta Ley implica establecer relaciones entre la fuerza que actuacutea sobre un cuerpo y la aceleracioacuten que experimenta reconociendo que no todos los cuerpos experimentan la misma aceleracioacuten cuando actuacutea una misma fuerza sobre ellos La aceleracioacuten dependeraacute de la masa del cuerpoSer muy precisos en establecer la relacioacuten que fuerza y aceleracioacuten son directamente proporcionales siempre que la masa permanezca constante Es decir cuando cambia el cuerpo y por tanto la masa cambia la constante de proporcionalidad Es cuando el alumno tiene dificultades en su comprensioacuten del caacutelculo proporcionalEs importante destacar que se pretende que los alumnos comprendan las relaciones cuantitativas entre las magnitudes fuerza masa y aceleracioacuten Esto no quiere decir que la aplicacioacuten de un logaritmo matemaacutetico la habilidad en el caacutelculo y la utilizacioacuten correcta de la foacutermula F = m a no garantiza que el alumno comprenda la relacioacuten entre fuerza y aceleracioacuten Es importante que el alumno comprenda el concepto de sistema de referencia y el valor de cada magnitud de manera que las situaciones problemaacuteticas no estaacuten aisladas y tienen relacioacuten con los conceptos que se han estado trabajando con anterioridad para reconstruir sus aprendizajesiquestQueacute significa F = m aOrganizar al grupo en equipos de 4 a 5 integrantes para realizar las siguientes actividades praacutecticasSe recomienda que los integrantes del equipo sean diferentes para que se logre compartir diferentes puntos de vista y desarrollar habilidades de comunicacioacutenEl dispositivo puede ser modificado de acuerdo con el material que se tenga a su alcanceMateriales

Un carrito Un cronoacutemetro o en su defecto un reloj con segundero Una pelota con el dispositivo adecuado para sujetarla a la mesa Varias pesas graduadas Un metro Una cuerda delgada y resistenteDesarrollo

El experimento se divide en dos partes en la primera se mantiene la masa constante y se variacutea la fuerza en la segunda la fuerza permanece constante y se variacutea la masa En ambas partes antes de iniciar el experimento elaborar una hipoacutetesis acerca de queacute sucede en las relaciones fuerza-aceleracioacuten y masa aceleracioacuten dando argumentos plausibles para ellas

Primera parte masa constanteColgar inicialmente del extremo del cordoacuten pequentildeas pesas hasta que al empujar el carro levemente se desplace sobre la mesa a velocidad constante Ese es el contrapeso de las fuerzas de rozamientoPara proporcionar una fuerza de aceleracioacuten agregue sucesivamente pesas en el extremo colgante del cordoacuten (sin quitar la pesa pequentildea compensadora del rozamiento) y mida en cada caso el tiempo que tarda en desplazarse el carrito desde que parte del reposo hasta que llega a la pelota (tener cuidado de recibir el carro poco antes de que llegue a la polea) Medir la distancia recorrida que deberaacute ser siempre la misma para facilitar los caacutelculos Registrar en una tabla defuerza-tiempo las magnitudes medidasCon los datos de la tabla se podraacute calcular la aceleracioacuten media en cada caso ( d = frac12 a t2) y a partir de ella trazar una graacutefica de fuerza ndash aceleracioacutenDiscutir sus hipoacutetesis iniciales con la experimentacioacutenSegunda parte fuerza constanteElegir una fuerza grande para que mueva el carro con distintas pesas adicionales esa fuerza debe permanecer constante en toda la segunda parte del experimentoVaya agregando sucesivamente distintas pesas al carrito y deacutejelo rodar midiendo en cada caso el tiempo de desplazamiento Registrar las lecturas en una tabla masa-tiempo los datos de la tabla se podraacute calcular la aceleracioacuten media en cada caso (d = frac12 a t2) y a partir de ella discutir si sus hipoacutetesis iniciales se confirmaronDiscutir acerca deiquestPor queacute en un caso las pesas adicionales son fuerza y en el otro son masaiquestPor queacute no es indispensable conocer la masa del carritoiquestQueacute hipoacutetesis se estaacute haciendo cuando se calcula la aceleracioacuten a partir de la foacutermula d= frac12 a t2 iquestes vaacutelidaiquestPor queacute no se puede variar simultaacuteneamente la masa y la fuerzaiquestCuaacutel es el papel de la polea1

Resulta importante enfatizar en el estudio de la segunda ley de NewtonLa aceleracioacuten que adquiere un objeto por efecto de una fuerza resultante es directamente proporcional a la magnitud de la fuerza resultante tiene la misma direccioacuten que la fuerza resultante y es inversamente proporcional a la masa del objetoQue la aplicacioacuten de una fuerza modifica el estado de movimiento del objeto y que esta ley tiene caraacutecter general es decir vale para cualquier tipo de fuerza independientemente de su origen o su naturalezaSolicitar a los alumnos la elaboracioacuten de conclusiones acerca de la relacioacuten que se establece entre la masa y aceleracioacuten cuando una fuerza es aplicadaiexclVamos con la segunda2

En esta actividad obtendremos relaciones equivalentes a la segunda ley de NewtonImagina un bloque sobre el que actuacutea una fuerza F como lo muestra el diagrama siguiente (no hay friccioacuten entre la mesa y el bloque)

iquestQueacute efecto tendraacute la fuerza (escoge una de las opciones siguientes)

a) El bloque no se moveraacuteb) El bloque se moveraacute si la magnitud de la fuerza es lo suficientemente grandec) El bloque se moveraacute con velocidad constanted) El bloque se aceleraraacute

Supongamos que realizamos un experimento con el bloque de arriba variando la fuerza aplicada y observando su movimiento El bloque siempre se aceleraraacute Las aceleraciones producidas por varias fuerzas estaacuten dadas en la tabla siguiente

F (N)a

(ms2)20 2

40 4

60 6

80 8

100 10120 12

Describe que relacioacuten observas entre la fuerza aplicada y la aceleracioacuten producida ________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________iquestCuaacutel seraacute la aceleracioacuten producida si la fuerza aplicada es de 200 newtons _________________________iquestCuaacutel seraacute la aceleracioacuten producida si la fuerza aplicada es de 10 newtons __________________________iquestCuaacutel es el valor de la masa del bloque con la que se hizo este experimento ___________kg ____________

Supoacuten ahora que se realiza el experimento anterior pero con otro bloque distinto variando la fuerza aplicada y observando su movimiento Los valores de la aceleracioacuten producida por varias fuerzas estaacuten dadas en la tabla siguiente

F (N) a (ms2)

20 05

40 1

60 15

80 2

100 25120 3

Describe que relacioacuten observas entre la fuerza aplicada y la aceleracioacuten producida _______________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________iquestCuaacutel seraacute la aceleracioacuten producida si la fuerza aplicada es de 200 newtons ______________________iquestCuaacutel seraacute la aceleracioacuten producida si la fuerza aplicada es de 10 newtons _______________________Compara las aceleraciones producidas de este experimento con el anterior iquestSon mayores o menores ________________ De acuerdo a esto iquestes mayor o menor la masa del bloque utilizado en este experimento relativa al anterior ______________________iquestCuaacutel es el valor de la masa del bloque de este experimento ______________ kgDos formas equivalentes de escribir la segunda ley de Newton son las siguientes m=Fa y a=FmEn cada uno de los dos experimentos de arriba1 Usa la primera forma para obtener la masa del bloque que se usoacute en ese experimento2 Usa la segunda forma y la masa obtenida para verificar los valores de la aceleracioacuten dados en las tablas para cada una de las 6 fuerzas aplicadasDescribe con tus propias palabras lo que significa la segunda ley de NewtonDiscutir sus ideas con el resto del grupoActividad 5iexclLas fuerzas vienen en parejas Tiempo estimado 20 minEn el anaacutelisis de las fuerzas de accioacuten y de reaccioacuten primero se tiene que identificar la interaccioacuten Por ejemplo un objeto A interactuacutea con otro objeto B Las fuerzas de accioacuten y de reaccioacuten se pueden expresar entonces de la siguiente manera

Accioacuten El objeto A ejerce una fuerza sobre el objeto BReaccioacuten El objeto B ejerce una fuerza sobre el objeto A

Es necesario orientar a los alumnos que comprendan que al expresar ltltaccioacutenltlt y ltltreaccioacutengtgt son arbitrarios y pueden asignarse a cualquiera de ambas fuerzas indistintamente Es conveniente sentildealar que ambas fuerzas actuacutean sobre cuerpos diferentesIdeas previasLos teacuterminos ltltaccioacutengtgty ltltreaccioacutengtgt implican una secuencia temporal en las relaciones de causa y efecto mientras que las dos fuerzas a las que se refiere la ley aparecen simultaacuteneamente en una misma interaccioacuten Existe tambieacuten la posibilidad de que los alumnos confundan algunas situaciones con la condicioacuten de equilibrioLos alumnos creen que las fuerzas no surgen en la interaccioacuten entre los cuerpos sino que son una propiedad o caracteriacutestica que algunos cuerpos poseen Al no considerar los alumnos la reciprocidad de la interaccioacuten se produce una mala interpretacioacuten del principio que conduce a los siguientes erroresGeneralmente soacutelo identifican una de las fuerzas de la pareja que existen en toda interaccioacutenCuando expliacutecitamente se les solicita las dos fuerzas que intervienen en una interaccioacuten es frecuente que las dos las consideren aplicadas en el mismo cuerpoAl no ver la pareja de fuerzas como la expresioacuten de la misma interaccioacuten a veces consideran que cada una tiene un valor diferente dependiendo eacuteste de otras magnitudes como la masa carga etc1

Presentar el siguiente dibujo en el pizarroacuten y que los alumnos a manera de lluvia de ideas puedan identificar las fuerzas de accioacuten y de reaccioacuten que se encuentran en interaccioacuten en el sistema

iexclAccioacuten ndash reaccioacuten Tiempo estimado 50 minSe sugiere presentar a los alumnos las siguientes situaciones para favorecer la reestructuracioacuten y construccioacuten de los conceptos que se han analizadoFormar equipos de 4 a 5 alumnos y distribuir a cada equipo una situacioacuten diferente

1 Observar la siguiente figura e identificar las fuerzas que interaccionan en el sistema Registrar los datos en la siguiente tabla

Interaccioacuten Accioacuten Reaccioacuten

Nintildeo - pisoEl piso empuja al nintildeo esto evita que se hunda

Atraccioacuten gravitacionalNintildeo - tierra

Nintildeo -cuerda La cuerda jala la mano del nintildeoCuerda - globo

Globo - aire

Globo - tierra

2 iquestCoacutemo seraacute la fuerza que la caja A ejerce sobre la B comparada con la que ejerce la caja B sobre la AA A ejerce una fuerza mayorB Las fuerzas son iguales

C B ejerce una fuerza mayor

Orientaciones didaacutecticasSe proporcionan algunas respuestas de los alumnos que han dado con respecto a la aplicacioacuten de estas situaciones en investigaciones didaacutecticas para que sirva de antecedente en la orientacioacuten del contenido de tercera ley de Newtona) El uacutenico factor que consideran es la masa esteacute el sistema en reposo con velocidad constante o con aceleracioacuten constante La

caja de mayor masa es la que ejerce una mayor fuerzab) Cuando el sistema estaacute en reposo las fuerzas son iguales pero cuando el sistema se mueve el bloque de mayor masa ejerce

la mayor fuerzac) En reposo las fuerzas son iguales Cuando se estaacuten moviendo el bloque que ltltcausagtgt el movimiento (tira o empuja) ejerce

la fuerza mayord) El reposo y el movimiento con velocidad constante son igual las fuerzas pero para los sistemas acelerados el que tiene

mayor masa ejerce una fuerza mayore) El reposo y el movimiento con velocidad constante las fuerzas son iguales pero para los sistemas acelerados la caja

ltltcausagtgt (idem a c) el movimiento ejerce la mayor fuerzaLos errores que se presenta tienen mayor porcentaje en sus respuestas acerca de Respuestas donde se aplica la segunda ley para responder la pregunta Realizan anaacutelisis parciales de los fenoacutemenos y por lo tanto elaboran conclusiones equivocadas

3 Observa los siguientes dibujos que representan una competencia de tiro de cuerda Las personas a la izquierda estaacuten ganando Los tamantildeos de las flechas representan los valores de las fuerzas iquestQueacute dibujo expresa la situacioacuten que se planteaOrientaciones didaacutecticasEn esta situacioacuten que se presenta los alumnos prefieren los dibujos B y C En ambos casos suponen que la fuerza ejercida por las personas de la izquierda es mayor y se deciden por una u otra situacioacuten seguacuten creen que la fuerza que hace la persona estaacute representada por el vector aplicado en ellos (eligen C o por el vector aplicado en la otra persona (eligen D) Se olvidan en considerar el efecto d el rozamiento que es lo que explica la victoria de un equipo u otro

4 iquestPor queacute el choque de un baloacuten en un cristal no lo rompe Explica la interaccioacuten de las fuerzas

Orientaciones didaacutecticasLos alumnos presentan una dificultad para admitir la igualdad de las fuerzas presentes en una interaccioacuten se encuentra en la confusioacuten entre las fuerzas y sus efectos Se fijan soacutelo en los rasgos maacutes evidentes perceptibles cuando los efectos que experimentan cada uno de los cuerpos son muy diferentes lo interpretan como consecuencia de una desigualdad de las causas las fuerzas Son bastantes los alumnos que admiten la posibilidad de ambas fuerzas interaccionan pero en el caso de que el baloacuten rompa el cristal su explicacioacuten es que la fuerza del baloacuten es mayor que la del cristalSolicitar a los alumnos que elijan un representante del equipo y expongan ante los demaacutes compantildeeros sus argumentos con respecto a sus respuestas de la situacioacutenElaborar conclusiones con respecto a la correcta descripcioacuten de fenoacutemenos con respecto a los cambios del movimiento en funcioacuten de la accioacuten de las fuerzasActividad 6 Tiempo estimado 40 miniexclSobre hombros de GigantesRealizar una lectura comentada acerca de los trabajos de Newton en el estudio del movimiento de los cuerposCinemaacutetica y Dinaacutemica 3Debido al eacutexito con el que Galileo investigoacute muchos temas especiales de la mecaacutenica y desarrolloacute esquemas efectivos para explicar coacutemo se mueven los objetos (cinemaacutetica) Newton pudo dirigir su atencioacuten a la cuestioacuten de por queacute los objetos se mueven como lo hacen (dinaacutemica) En su trabajo sobre mecaacutenica Newton adopta un meacutetodo consistente regido por determinadas reglas

1 Asumir la menor cantidad de causas posibles al explicar un fenoacutemeno particular2 Relacionar tan completamente como sea posibles efectos anaacutelogos a la misma causa3 Extender a todos los cuerpos las propiedades sobre las que es posible efectuar experimentos4 Considerar como vaacutelida toda propuesta obtenida por induccioacuten de fenoacutemenos observados hasta que se observe un

nuevo fenoacutemeno que contradiga o limite dicha propuestaLa tarea esencial que Newton enfrentaba era la de sistematizar gran cantidad de conocimientos acumulados que todaviacutea teniacutean caraacutecter fragmentario y confuso Se ha sugerido que Newton enfrentoacute en la mecaacutenica el mismo tipo de problema que Pascal en la hidrostaacutetica que al enunciar un solo principio universal (la igualdad de la presioacuten en todas direcciones desde cualquier punto de un liacutequido) triunfoacute al sistema tizar toda una rama de la ciencia No obstante el problema de Newton en mecaacutenica era sin duda maacutes difiacutecil debido a la generalidad mucho mayor de su materiaComo hemos visto los cientiacuteficos desde tiempos remotos han especulado sobre el movimiento bajo la influencia de fuerzas internas o externas Para hacer eso fue necesario emplear una terminologiacutea especializada En la actualidad una de las dificultades que los fiacutesicos enfrentan constantemente es que esa rama de la ciencia maacutes que ninguna otra utiliza teacuterminos del lenguaje diario Esto puede ocasionar una falsa sensacioacuten de confianza en la claridad del significado que se da a los teacuterminos (soacutelo hay que pensar en la diferencia de significado que se da a hoy en diacutea a palabras como velocidad potencia y energiacutea cuando se usan estrictamente en fiacutesica o maacutes ampliamente en lenguaje comuacuten) Algunas palabras de uso frecuente como gravedad fuerza resistencia tendencia iacutempetu cantidad de movimiento entre otras fueron usadas en las especulaciones iniciales sobre el movimiento y luego resultaron insuficientemente definidas para ser de utilidad en discusiones cientiacuteficasAsiacute una de las tareas importantes de Newton fue tratar de poner cierto orden en el caos de terminologiacutea Tal vez lo mejor

hubiera sido romper con todo lo anterior y establecer un conjunto de teacuterminos completamente nuevos que no fueran de uso comuacuten Sin embargo esto nunca es faacutecil porque cualquier reformador o revolucionario que desea reorganizar un sistema ha sido educado dentro del mismo y no puede evitar estar influido por su terminologiacutea y conceptosNadie es lo suficientemente radical en la reformulacioacuten y se tiende a conservar las cosas maacutes conocidas que con frecuencia son precisamente las que maacutes necesitan cambiarseParticularmente en el caso de la terminologiacutea las peores confusiones surgen cuando se utilizan teacuterminos viejos para ideas nuevasPodriacutea decirse que en un sentido Newton no teniacutea la personalidad cientiacutefica ideal para triunfar completamente en esta tarea particular Teniacutea una mente excepcional de creatividad brillante que podiacutea formular pruebas elegantes y originales sobre una gran gama de temas pero no era muy adecuada para el trabajo paciente requerido para axiomatizar un tema y a veces sus escritos no definiacutean los teacuterminos con cuidado Sin embargo su sistema axiomaacutetico5 aportoacute aquello que siempre habiacutea faltado en la mecaacutenica antigua y asiacute logroacute establecer bases firmes para desarrollos futuros Auacuten maacutes es importante observar que la axiomatizacioacuten aunque vital para colocar los cimientos es soacutelo un aspecto de la contribucioacuten que puede hacer un genio hacia el desarrollo de su materia La eficacia de los meacutetodos concebidos que pueden representarse como la construccioacuten de la superestructura tambieacuten debe considerarse En esta aacuterea no puede dudarse del genio universal de Newton

Leyes de movimiento de NewtonEl esquema de Newton para la dinaacutemica se resume en sus tres leyes del movimiento En la primera ley se llega finalmente a una comprensioacuten cualitativa satisfactoria de la inercia (tendencia de un objeto a mantener su estado de reposo o movimiento uniforme en liacutenea recta) como propiedad baacutesica inherente a todos los objetosSe trata de una ley del todo general que destaca el hecho de que un solo esquema es aplicable al movimiento en cualquier lugar del universo Es la primera vez en la historia de la fiacutesica donde no se hace distincioacuten entre los dominios terrestre y celesteEn la segunda ley se alcanza por fin una explicacioacuten de la aceleracioacuten y una relacioacuten cuantitativa entre inercia y fuerza [Es interesante recordar que Newton no expresoacute esto como F = ma =(dvdt) sino esencialmente en la forma FDt = mDv o sea que habloacute de cambio de movimiento (= momento) y lo relacionoacute con el valor de fuerza por tiempo]La tercera ley de Newton era muy original y completaba su tratamiento general del concepto de fuerza al explicar que a toda fuerza corresponde una reacuteplica ideacutentica Como consecuencia resulta que una partiacutecula solitaria no puede por siacute sola ejercer ni experimentar fuerza alguna Las fuerzas surgen soacutelo de la interaccioacuten de dos entidades Se puede llamar a una fuerza accioacuten y a la otra reaccioacuten pero el nombrar es arbitrario La relacioacuten es la misma que la del creacutedito y el deacutebito uno es imposible sin el otro Accioacuten y reaccioacuten son de igual magnitud pero de direccioacuten opuesta Cualquier conexioacuten causal que introduzcamos seraacute artificial Lo maacutes importante es que suceden respectivamente a dos entidades diferentesElaborar individualmente sus conclusiones con respecto a las aportaciones de Newton para el desarrollo de la cienciaSecuencia Didaacutectica Cierre Tiempo Recursos

DidaacutecticosActividad de cierre 7 Tiempo estimado 60 miniexclQue las fuerzas me acompantildeenFormar equipos de 4 a 5 integrantes Analizar las situaciones y contestar las preguntas que se plantean dando argumentaciones con base en las Leyes de Newton que se han trabajado en la secuencia

Cuando se encuentran en reposo iquestde queacute forma se aplican fuerza los patinadores para comenzar a moverse iquestEs correcto decir que entre maacutes raacutepido vayan los patinadores maacutes fuerza tienen iquestPor queacute se detienen raacutepidamente al inclinar el patiacuten Expliacutecalo en teacuterminos de la friccioacuten Si le llamamos accioacuten al hecho de que el patinador se impulsa del piso para moverse hacia adelante iquestcuaacutel es la reaccioacuten iquestQueacute trayectoria seguiriacutean los patinadores si dejan de impulsarse y mantienen recto los patines iquestQueacute le sucederiacutea a la velocidad de los patinadores sin que exista ninguacuten tipo de impulso y la friccioacuten con el piso

disminuyera al miacutenimo Observa los pies y las piernas de los patinadores cuando dan vuelta iquestqueacute les sucede Si el patinador quisiera acelerarse maacutes iquestqueacute debe hacer con sus piernas Elaborar sus conclusiones acerca de las leyes de Newton en nuestras actividades cotidianasElevadorIntegra tus conocimientos para dar respuesta a las situaciones que se planteanRodrigo estaacute parado sobre una baacutescula dentro de un elevador Su masa de 100 kilogramosEncuentre su peso aparente en las siguientes situaciones

I El elevador estaacute en reposoII El elevador se mueve hacia arriba con velocidad constante

III El elevador se mueve hacia abajo con velocidad constanteIV El elevador se mueve hacia arriba con una aceleracioacuten de 49 ms2V El elevador se mueve hacia arriba con una aceleracioacuten de 98 ms2

VI El elevador se mueve hacia abajo con una aceleracioacuten de 49 ms2VII El elevador se mueve hacia abajo con una aceleracioacuten de 98 ms2

Orientaciones didaacutecticasSolucioacuten al problema para guiar al alumno en el procedimiento que tiene que realizarHay que considerar las fuerzas que actuacutean sobre Rodrigo su peso P=mg que es la fuerza que la Tierra ejerce sobre eacutel y Fb la fuerza que ejerce la baacutescula sobre eacutelLa fuerza que Rodrigo ejerce sobre la baacutescula tiene la misma magnitud que Fb pero apunta en la direccioacuten contraria como se puede ver la figura Esta fuerza es la que Rodrigo lee en la escala de la baacutescula y es su peso aparenteSe tomaraacute como direccioacuten positiva la que apunta hacia arriba De esta manera la magnitud de la fuerza neta que actuacutea sobre Rodrigo es

F neta = Fb ndash PF neta = Fb ndash mg

La segunda ley de Newton nos dice queF neta = ma

Entonces en las situaciones (i) (ii) y (iii) comoma = F neta = 0

por lo que 0 = F b ndashmg

Fb = mgEn estas tres situaciones como el elevador no estaacute en movimiento acelerado el peso aparente de Rodrigo es igual a su peso real

F b = (100 kg) (98 ms2)Fb = 980 N

En la situacioacuten (iv) tenemos una aceleracioacuten hacia arriba de a = 49 ms2 al usar la segunda ley de Newton F neta = ma = (100 kg) (49 ms2)Entonces

(100 kg) (49 ms2) = Fb ndash (100 kg) (98 ms2)De donde

Fb = 490 N + 980 N = 1470 NEl peso de Rodrigo es de 1470 NEn (v) cuando la aceleracioacuten del elevador es 98 ms2 hacia arriba

F neta = (100 kg) (98 ms2) = 980 N y 980 N = F b ndash P980 N = Fb ndash (100 kg) (98 ms2)

Fb = 980 N + 980 N = 1960 NEn este caso el peso aparente de Rodrigo es el doble de su peso realEn (vi) la aceleracioacuten del elevador es de 49 ms2 hacia abajo a= 49 ms 2Usando la segunda ley de Newton como en las situaciones anteriores

F b ndash P = F neta = (100 kg) (-49 ms2)Fb = -490 N + 980 N

Fb = 490 NY el peso aparente de Rodrigo es la mitad de su peso real Finalmente en (vii) cuando el elevador tiene una aceleracioacuten hacia debajo de 98 ms2 a = -98 ms2Usando nuevamente la segunda ley de Newton

Fb ndash P = (100 kg) (98 ms2) = -980 NFb = 980 N + (-980 N) = 0 N

Y iexclel peso aparente de Rodrigo es ceroiexclLa paradoja del burroExpresa los argumentos para dar solucioacuten a la paradoja y elabora el sistema de fuerzas que estaacute presenteHabiacutea una vez un burro muy flojo que utilizando sus supuestos conocimientos de fiacutesica no queriacutea jalar la carretaEl burro le deciacutea a su duentildeo-iquestPara queacute quieres que jale la carreta si seguacuten la tercera ley de Newton a toda accioacuten corresponde una fuerza de reaccioacuten de igual magnitud pero de sentido contrario Si yo jalo la carreta con cierta fuerza seguacuten lo que afirma la tercera ley la carreta me jalaraacute a miacute con la misma fuerza pero en sentido contrario De manera que iquestpara queacute jalo la carreta si a miacute deciacutea el burro me va a jalar eacutesta con la misma fuerza y asiacute no voy a avanzar

OrientacionesSolucioacuten a la paradojaEfectivamente si se jala con cierta fuerza la carreta es la Tierra la que aporta la reaccioacuten con una fuerza igual pero de sentido contrarioCuando el burro jala la carreta ejerce una fuerza mayor Por ello cuando el sistema unido del burro y la carreta empuja con una fuerza hacia atraacutes la Tierra a traveacutes de la friccioacuten responde con una fuerza hacia delante que permite que avance el burro con la

carretaPero ademaacutes de resolver la paradoja debe sentildealarse que el otro factor que entra en juego es la friccioacutenPara poder caminar nuestro pie ejerce una fuerza hacia atraacutes sobre el suelo de la Tierra gracias a la friccioacuten de la suela de nuestro zapato con el suelo y la Tierra responde con una fuerza de reaccioacuten hacia delante de igual magnitud que nos permite avanzar Si hicieacuteramos lo mismo en aceite para reducir la fuerza de friccioacuten inmediatamente nos caeriacuteamos Por ello ademaacutes de la tercera ley deNewton lo que permite que podamos caminar es la fuerza de friccioacuten iexclCoacutemo nos podemos desplazar cuando no hay friccioacutenSolicitar a los alumnos que elaboren un escrito en doacutende expresen la importancia de considerar las leyes de Newton para dar explicacioacuten a situaciones de la vida diaria y no caer en mentiras de magia Comentar su opinioacuten a los demaacutes compantildeeros

PRAacuteCTICA DE LABORATORIONombre De La Praacutectica De Laboratorio

Propoacutesitos

Contenidos De Vinculacioacuten Con Otras Asignaturas Ejes Temaacuteticos Transversales

Aspectos a Evaluar

Instrumentos De Evaluacioacuten Empleados

PLANEACIOacuteN DEL TRABAJO POR PROYECTO

Nombre del Proyecto iquestCoacutemo se relacionan el movimiento y la fuerza con la importancia del uso del cinturoacuten de seguridad para quienes viajan en algunos transportes

Aprendizajes Esperados

bull Plantea preguntas o hipoacutetesis para responder a la situacioacuten de su intereacutes relacionada con el movimiento las fuerzas o la energiacutea Fase

( ) Planeacioacuten( ) Desarrollo( ) Comunicacioacuten( ) Evaluacioacuten

Ndeg Sesiones Por Semana

Nombre De Los Equipos Participantes

Estrategias Didaacutecticas A Desarrollar

Producto De La Semana Aspectos A Evaluar

Observaciones

PROYECTO SEMANA A SEMANA

En el transcurso del bimestreOrganizador del proyecto del bloque 2SEMANA 1 Evaluar su desempentildeo formar equipos y planear el trabajoSEMANA 2 Llevar a cabo la investigacioacuten documentalSEMANA 3 Terminar la investigacioacuten y organizar la informacioacuten obtenidaSEMANA 4 Experimentar construir entrevistar comprobar de acuerdo con el tipo de proyecto que se haya elegidoSEMANA 5 Analizar la informacioacuten obtenida y preparar tanto reporte como presentacioacutenSEMANA 6 Exposicioacuten de resultados

Podriacutea pedir a los alumnos que investiguen en el campo de la medicina de que forma la fiacutesica ha contribuido a mejorar la salud de las personasPodriacutea mencionarles la importancia de los rayos X de la construccioacuten de proacutetesis entre muchas otras

La Fiacutesica en el mundohellipDe la astronomiacutea La energiacutea de las estrellas se genera mediante reacciones que tienen lugar en su nuacutecleoAsiacute es como el Sol produce la energiacutea que radia hacia el espacio y llega a la Tierra La presioacuten debida a la radiacioacuten y a los productos de esas reacciones de las que hablamos tiende a expandir a la estrella pero la fuerza de gravedad a contraerla En las estrellas como el Sol la fuerza de gravedad y la presioacuten de radiacioacuten estaacuten en equilibrioSin embargo al cabo de cierto tiempo las fuerzas de presioacuten llegan a superar a las fuerzas gravitatorias y las estrellas aumentan de tamantildeo convirtieacutendose en gigantes rojas Finalmente luego de millones de antildeos el agotamiento de la energiacutea de las estrellas provoca la supremaciacutea de las fuerzas gravitatorias y eacutestas se contraen convirtieacutendose en enanas blancas Eacuteste es tambieacuten el destino del Sol

Del desarrollo sustentable La energiacutea eoacutelica se ha convertido en una competitiva forma de generar electricidad limpia pues basta una suave brisa para generarla En los casi 30 antildeos que llevan de existencia los molinos que transforman la fuerza del viento en electricidad han evolucionado notablementeSu potencia ha crecido hasta los 1 500 kW lo que significa que uno solo de esos molinos es capaz de abastecer energiacutea a un pueblo de 4 000 habitantesAdemaacutes se estaacuten desarrollando nuevos molinos que puedan funcionar con vientos muy suaves lo que permite que se utilicen en zonas en las que antes tal vez no era posible instalarlos porque el viento es escasoActualmente hay aparatos que funcionan con un viento de apenas 12 kmh y contra lo que podriacutea suponerse se detienen cuando el viento supera los 90 kmh porque podriacutean dantildearse Despueacutes de todo para que los molinos funcionen lo importante no es que el viento sea fuerte sino que sea constante

De la arqueologiacutea Los arqueoacutelogos han descubierto recientemente que las estructuras arquitectoacutenicas que estaacuten bajo tierra provocan leves desviaciones del campo magneacutetico terrestre Aprovechando este fenoacutemeno ahora pueden ldquoviajar al pasadordquo equipados con magnetoacutemetros muy precisos que como si fueran bruacutejulas les indican el camino sin necesidad de hacer excavacionesUno de los primeros hallazgos realizados mediante este sistema han sido las murallas de la miacutetica ciudad de Troya ante las cuales se desarrolloacute la guerra que Homero describioacute en La Iliacuteada

SEMANA 1Mejorar el trabajo por proyectosIndicar a los alumnos que es necesario que al contestar las preguntas sugeridas en esta paacutegina lo hagan de la manera maacutes honesta posible ya que esto les permitiraacute evitar cometer los errores anteriores y mejorar la calidad de este nuevo proyecto siempre buscando que todos los integrantes del equipo tengan una participacioacuten activaValoracioacuten del desempentildeobull Reconoce aciertos y errores en la planeacioacuten y ejecucioacuten del proyecto anteriorTodas las actividades que llevamos a cabo son tarde o temprano evaluadas En la mayoriacutea de las ocasiones la evaluacioacuten la realizamos nosotros mismos pero hay momentos en los que la hace alguien maacutes Es el caso del trabajo cientiacutefico que es evaluado por expertos que determinan si lo que se ha hecho cumple con los criterios y paraacutemetros teacutecnicos establecidos inicialmenteAutoevaluacioacutenEn el curso anterior de Ciencias trabajaste varios proyectos y durante el primer bimestre de este curso tuviste oportunidad de desarrollar uno maacutes tambieacuten hiciste ya un ejercicio de autocriacutetica y valoraste tu trabajo y el de tus compantildeeros de equipoLa experiencia que ya tienes en el trabajo por proyectos te permite reconocer con claridad los detalles que hacen que un proyecto se lleve a cabo con eacutexito o por el contrario que no llegue a buen teacuterminoPor eso ahora te proponemos que nuevamente te reuacutenas con los compantildeeros que formaron parte de tu equipo de trabajo durante el primer bimestre y juntos evaluacuteen su desempentildeo y los resultados de su proyecto El objetivo es que identifiquen los aciertos y los errores que como equipo tuvieron al momento de desarrollar su proyecto Realizar una evaluacioacuten de este tipo no

es sencillo pues lo que se examina es el trabajo hecho por uno mismo y por personas que conocemos el que haya una

vinculacioacuten o relacioacuten directa con el proyecto y quienes lo hicieron puede afectar la objetividad con la que se realiza la

evaluacioacuten Sin embargo por esa misma razoacuten hacer la evaluacioacuten es muy importantePara que este ejercicio resulte maacutes sencillo a continuacioacuten les presentamos algunas preguntas de las que pueden partir para hacer su evaluacioacuten1 Por evaluar creatividad y originalidada) iquestCoacutemo plantearon el problema en el que basaron su proyectob) Si los hubo iquestcoacutemo idearon sus experimentosc) iquestLos resultados de su proyecto llevaron a la creacioacuten de nuevos objetos o instrumentosd) iquestLa presentacioacuten de los resultados fue igual que la de otros equipos2 Por evaluar coherenciaa) iquestLos resultados sostuvieron o refutaron la hipoacutetesis planteadab) iquestLa informacioacuten era adecuada y estaba completac) iquestHubo relacioacuten entre todas y cada una de las fases del proyecto3 Por evaluar claridada) iquestSu reporte era claro y preciso iquestTeniacutea secciones identificablesb) iquestDesarrollaron de manera loacutegica sencilla y ordenada los contenidos importantes del proyectoc) iquestLos resultados eran claros comprensibles para cualquiera

Lo que sigueDespueacutes de llevar a cabo el ejercicio de autoevaluacioacuten e identificar sus aciertos y errores es momento de organizarse nuevamente con otros compantildeeros para realizar el proyecto de este bimestreLa valoracioacuten que hicieron en el primer bimestre la autoevaluacioacuten efectuada en eacuteste asiacute como la experiencia obtenida hasta ahora en el trabajo por proyectos los ayudaraacute a planear raacutepidamente su trabajo A continuacioacuten encontraraacuten un ejemplo de organizador que quizaacute les sea de utilidad al momento de hacerlo sin embargo ustedes pueden decidir coacutemo les conviene organizarseRecuerden tambieacuten que a lo largo del bimestre les presentamos una seccioacuten titulada ldquoMi proyecto semana a semanardquo en la que se describen las tareas a cumplir semanalmente para llegar al final del bimestre con el proyecto terminado

ActividadesTiemp

oFase 1 Planeacioacuten del proyecto

Integren nuevos equipos de trabajo y elijan un tema Planteen algunas preguntas acerca de su tema Decidan queacute tipo de proyecto trabajaraacuten y cuaacuteles seraacuten

sus objetivos

dos horas

Fase 2 Organizacioacuten del proyecto Especifiquen cuaacuteles seraacuten las tareas y responsabilidades

de los integrantes del equipo Elaboren su cronograma y establezcan liacutemites de tiempo Dependiendo del tipo de proyecto que eligieron acuerden

queacute presupuesto destinaraacuten para conseguir el material que necesitaraacuten para llevarlo a cabo

tres horas

Fase 3 Investigacioacuten Comiencen la investigacioacuten documental ademaacutes de

revisar libros revistas diarios y paacuteginas en Internet recurran a videotecas museos etceacutetera

Organicen la informacioacuten que obtengan usen fichas de trabajo fichas bibliograacuteficas resuacutemenes tablas y esquemas

dos semana

s

Fase 4 Experimentacioacuten observacioacuten y anaacutelisis De acuerdo con el tema y tipo de proyecto que hayan

elegido realicen los experimentos que consideren necesarios

Observen y registren los resultados de sus experimentos organicen la informacioacuten de sus encuestas o describan coacutemo llevan a cabo la construccioacuten de su dispositivo seguacuten sea el caso

Analicen su informacioacuten relacionen sus resultados con las respuestas que se plantearon al inicio y escriban sus conclusiones

una semana

Fase 5 Preparacioacuten y redaccioacuten del informe Redacten su informe final y organicen la presentacioacuten de

sus resultados elaboren los graacuteficos maquetas modelos o prototipos que vayan a usar durante su presentacioacuten

una semana

Fase 6 Presentacioacuten de resultados Presenten al grupo los resultados de su proyecto

una semana

Mi proyecto semana a semanaSEMANA 1Fases 1 y 21048652 Formen los equipos de trabajo y comenten los resultados de su autoevaluacioacuten1048652 Elijan un tema para el proyecto de este bimestre y redacten las preguntas que responderaacuten en su proyecto1048652 Definan sus objetivos de trabajo y las actividades que realizaraacute cada quienSEMANA 2Fases 1 y 21048652 Realicen la investigacioacuten documental si tienen oportunidad entrevisten a alguacuten investigador o experto en el tema de su proyecto1048652 Registren la informacioacuten que obtengan una opcioacuten para hacerlo es elaborar una bitaacutecora que tendraacute a cargo alguno de los integrantes de su equipoSEMANA 3Fase 3Continuacuteen la investigacioacuten documentalComiencen a redactar un reporte preliminar esto los ayudaraacute a organizar su informacioacuten y averiguar si hay dudas que resolverSEMANA 4Fase 41048652 Efectuacuteen sus experimentos o aquellas actividades de campo que se plantearon1048652 Registren en todo momento sus observaciones y los resultados que vayan obteniendo1048652 Comiencen a planear la presentacioacuten de su informe frente al grupoSEMANA 5Fase 51048652 Organicen la informacioacuten que obtuvieron y comiencen a resumir integrar y analizar Con ayuda de la versioacuten preliminar redacten su reporte final No olviden incluir iacutendice presentacioacuten introduccioacuten conclusiones y bibliografiacutea1048652 Comiencen a preparar la presentacioacuten de sus resultadosSEMANA 6Fase 61048652 Es momento de presentar los resultados de su proyecto Utilicen carteles mapas conceptuales graacuteficas folletos o cualquier apoyo auditivo o visual que ayude a la comprensioacuten de los resultados de su proyecto Comiencen a preparar la presentacioacuten de sus resultados

______________________________docente

______________________________Vo Bo

Despueacutes Galileo se puso a estudiar acerca de la resistencia del aire que no es despreciable en la caiacuteda de un objeto y coacutemo un cuerpo se moveraacute cuando se aplica a eacutel fuerzas en direccioacuten diferente a la de su movimientoAsiacute mismo Galileo comproboacute que el efecto de una fuerza no era producir movimiento sino cambiar el movimiento para producir aceleracioacuten y un cuerpo sobre el cual no actuacutea ninguna fuerza se mueve con velocidad uniformeEn 1687 Isaac Newton logra dar a las ideas de Galileo una forma matemaacutetica y puacuteblica enPhilosophiae Naturalis Principia Matemaacutetica (Principios Matemaacuteticos de la Filosofiacutea Natural)Primera ley de NewtonUn objeto en reposo tiende a permanecer en reposo y un objeto en movimiento tiende a permanecer en movimiento con la misma velocidad y en la misma direccioacuten a menos que actuacutee sobre eacutel una fuerza que no esteacute balanceada (se refiere a una fuerza que no estaacute completamente cancelada por las otras fuerzas)B) Organizar a los alumnos en equipos de 4 a 5 integrantes para realizar la actividad experimental que se muestra en las imaacutegenes siguientes y escribir sus observacionesMateriales Un carrito Una polea con el dispositivo adecuado para sujetarla a la mesa Un metro Una cuerda delgada y resistente Una pesa graduada mayor de la masa del carrito Un muntildeeco Una mesa

Hacer una relacioacuten con las actividades del carrito la pila de monedas el mantel la botella y la reflexioacuten del auto para explicar lo sucedido con base en el enunciado de la primera Ley de NewtonActividad 3 Tiempo estimado 30 minEn los experimentos mentales que describe Galileo se consideran dos aspectos importantes que influyen directamente en un movimiento horizontal con velocidad constante de un objeto la friccioacuten y la resistencia del aireIdeas previasAlgunas ideas de los alumnos con relacioacuten a la friccioacuten piensan que las fuerzas soacutelo ltlthacen moverse a las cosasgtgt y no ltltlas parangtgt y no reconocen el rozamiento como fuerzaOtros consideran el rozamiento como una resistencia al movimiento sin direccioacuten distinta de una fuerza opuesta al movimientoiquestQueacute es eso llamado friccioacutenA) Es importante plantear a los alumnos la siguiente situacioacuten para recuperar sus conocimientos de friccioacuten como una fuerzaMateriales Dos reglas de 30 cm Una canica o una pelota pequentildea Una hoja de papel de estraza 30 x 80 cm Una toalla o trapo limpio Un objeto que de grosor mida 2 cm maacuteximo Una hoja de papel de lija de 30 x 60 cm o cartoacuten corrugadoDesarrollo

Sobre una mesa plana y lisa de por lo menos 15 m de largo o en el piso prepara una pista inclinada o rampa con las dos reglas y el libro

Coloca el papel de estraza al final de la pista Deja caer la canica o pelota sin empujar en un punto cercano a la salida de la pista y observa su caiacuteda Mide la distancia desde el final de la rampa hasta el lugar donde se detuvo la canica y apuacutentalo en la tabla que aparece

abajo Cambia diferentes materiales al final de la pista y realiza lo anterior

Material Distancia que recorrioacute lacanica (cm)

Superficie lisaPapel de estrazaTrapo o toallaLija o cartoacuten

Responder las siguientes preguntasiquestQueacute tipo de material detuvo el recorrido de la canicaiquestPor queacute la canica en algunos materiales se desplaza faacutecilmenteiquestCoacutemo se llama a la fuerza que detiene a la canica independientemente de la superficie sobre la que ruedaiquestQueacute le sucederiacutea a la canica si se hace rodar sobre una superficie que no oponga resistenciaAnotar sus observaciones en su cuadernoB) Analizar la situacioacuten para responder a la pregunta que se planteaEn el cumpleantildeos de Pedro su tiacuteo le va a regalar una bicicleta para que se pueda trasladar a la escuela y asiacute llegar raacutepido ya que el camino se encuentra empedrado y llueve muy seguido Al llegar a la tienda el tiacuteo de Pedro le preguntan iquestqueacute caracteriacutesticas quiere que contenga la bicicleta Por ejemplo el tipo de llantas la figura de las llantas el grosor de las llantas la altura de la bicicleta la forma del manubrio el cuadro las velocidades Por las condiciones del lugar donde vive Pedro iquestcoacutemo tiene que ser la bicicleta Explica tu respuesta

Discutir con la participacioacuten de todos los alumnos del grupo los resultaos y obtener una conclusioacuten con respecto a la importancia de la friccioacuten en nuestra vida diariaActividad 4 Tiempo estimado 60 minIdeas previasComprender esta Ley implica establecer relaciones entre la fuerza que actuacutea sobre un cuerpo y la aceleracioacuten que experimenta reconociendo que no todos los cuerpos experimentan la misma aceleracioacuten cuando actuacutea una misma fuerza sobre ellos La aceleracioacuten dependeraacute de la masa del cuerpoSer muy precisos en establecer la relacioacuten que fuerza y aceleracioacuten son directamente proporcionales siempre que la masa permanezca constante Es decir cuando cambia el cuerpo y por tanto la masa cambia la constante de proporcionalidad Es cuando el alumno tiene dificultades en su comprensioacuten del caacutelculo proporcionalEs importante destacar que se pretende que los alumnos comprendan las relaciones cuantitativas entre las magnitudes fuerza masa y aceleracioacuten Esto no quiere decir que la aplicacioacuten de un logaritmo matemaacutetico la habilidad en el caacutelculo y la utilizacioacuten correcta de la foacutermula F = m a no garantiza que el alumno comprenda la relacioacuten entre fuerza y aceleracioacuten Es importante que el alumno comprenda el concepto de sistema de referencia y el valor de cada magnitud de manera que las situaciones problemaacuteticas no estaacuten aisladas y tienen relacioacuten con los conceptos que se han estado trabajando con anterioridad para reconstruir sus aprendizajesiquestQueacute significa F = m aOrganizar al grupo en equipos de 4 a 5 integrantes para realizar las siguientes actividades praacutecticasSe recomienda que los integrantes del equipo sean diferentes para que se logre compartir diferentes puntos de vista y desarrollar habilidades de comunicacioacutenEl dispositivo puede ser modificado de acuerdo con el material que se tenga a su alcanceMateriales

Un carrito Un cronoacutemetro o en su defecto un reloj con segundero Una pelota con el dispositivo adecuado para sujetarla a la mesa Varias pesas graduadas Un metro Una cuerda delgada y resistenteDesarrollo

El experimento se divide en dos partes en la primera se mantiene la masa constante y se variacutea la fuerza en la segunda la fuerza permanece constante y se variacutea la masa En ambas partes antes de iniciar el experimento elaborar una hipoacutetesis acerca de queacute sucede en las relaciones fuerza-aceleracioacuten y masa aceleracioacuten dando argumentos plausibles para ellas

Primera parte masa constanteColgar inicialmente del extremo del cordoacuten pequentildeas pesas hasta que al empujar el carro levemente se desplace sobre la mesa a velocidad constante Ese es el contrapeso de las fuerzas de rozamientoPara proporcionar una fuerza de aceleracioacuten agregue sucesivamente pesas en el extremo colgante del cordoacuten (sin quitar la pesa pequentildea compensadora del rozamiento) y mida en cada caso el tiempo que tarda en desplazarse el carrito desde que parte del reposo hasta que llega a la pelota (tener cuidado de recibir el carro poco antes de que llegue a la polea) Medir la distancia recorrida que deberaacute ser siempre la misma para facilitar los caacutelculos Registrar en una tabla defuerza-tiempo las magnitudes medidasCon los datos de la tabla se podraacute calcular la aceleracioacuten media en cada caso ( d = frac12 a t2) y a partir de ella trazar una graacutefica de fuerza ndash aceleracioacutenDiscutir sus hipoacutetesis iniciales con la experimentacioacutenSegunda parte fuerza constanteElegir una fuerza grande para que mueva el carro con distintas pesas adicionales esa fuerza debe permanecer constante en toda la segunda parte del experimentoVaya agregando sucesivamente distintas pesas al carrito y deacutejelo rodar midiendo en cada caso el tiempo de desplazamiento Registrar las lecturas en una tabla masa-tiempo los datos de la tabla se podraacute calcular la aceleracioacuten media en cada caso (d = frac12 a t2) y a partir de ella discutir si sus hipoacutetesis iniciales se confirmaronDiscutir acerca deiquestPor queacute en un caso las pesas adicionales son fuerza y en el otro son masaiquestPor queacute no es indispensable conocer la masa del carritoiquestQueacute hipoacutetesis se estaacute haciendo cuando se calcula la aceleracioacuten a partir de la foacutermula d= frac12 a t2 iquestes vaacutelidaiquestPor queacute no se puede variar simultaacuteneamente la masa y la fuerzaiquestCuaacutel es el papel de la polea1

Resulta importante enfatizar en el estudio de la segunda ley de NewtonLa aceleracioacuten que adquiere un objeto por efecto de una fuerza resultante es directamente proporcional a la magnitud de la fuerza resultante tiene la misma direccioacuten que la fuerza resultante y es inversamente proporcional a la masa del objetoQue la aplicacioacuten de una fuerza modifica el estado de movimiento del objeto y que esta ley tiene caraacutecter general es decir vale para cualquier tipo de fuerza independientemente de su origen o su naturalezaSolicitar a los alumnos la elaboracioacuten de conclusiones acerca de la relacioacuten que se establece entre la masa y aceleracioacuten cuando una fuerza es aplicadaiexclVamos con la segunda2

En esta actividad obtendremos relaciones equivalentes a la segunda ley de NewtonImagina un bloque sobre el que actuacutea una fuerza F como lo muestra el diagrama siguiente (no hay friccioacuten entre la mesa y el bloque)

iquestQueacute efecto tendraacute la fuerza (escoge una de las opciones siguientes)

a) El bloque no se moveraacuteb) El bloque se moveraacute si la magnitud de la fuerza es lo suficientemente grandec) El bloque se moveraacute con velocidad constanted) El bloque se aceleraraacute

Supongamos que realizamos un experimento con el bloque de arriba variando la fuerza aplicada y observando su movimiento El bloque siempre se aceleraraacute Las aceleraciones producidas por varias fuerzas estaacuten dadas en la tabla siguiente

F (N)a

(ms2)20 2

40 4

60 6

80 8

100 10120 12

Describe que relacioacuten observas entre la fuerza aplicada y la aceleracioacuten producida ________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________iquestCuaacutel seraacute la aceleracioacuten producida si la fuerza aplicada es de 200 newtons _________________________iquestCuaacutel seraacute la aceleracioacuten producida si la fuerza aplicada es de 10 newtons __________________________iquestCuaacutel es el valor de la masa del bloque con la que se hizo este experimento ___________kg ____________

Supoacuten ahora que se realiza el experimento anterior pero con otro bloque distinto variando la fuerza aplicada y observando su movimiento Los valores de la aceleracioacuten producida por varias fuerzas estaacuten dadas en la tabla siguiente

F (N) a (ms2)

20 05

40 1

60 15

80 2

100 25120 3

Describe que relacioacuten observas entre la fuerza aplicada y la aceleracioacuten producida _______________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________iquestCuaacutel seraacute la aceleracioacuten producida si la fuerza aplicada es de 200 newtons ______________________iquestCuaacutel seraacute la aceleracioacuten producida si la fuerza aplicada es de 10 newtons _______________________Compara las aceleraciones producidas de este experimento con el anterior iquestSon mayores o menores ________________ De acuerdo a esto iquestes mayor o menor la masa del bloque utilizado en este experimento relativa al anterior ______________________iquestCuaacutel es el valor de la masa del bloque de este experimento ______________ kgDos formas equivalentes de escribir la segunda ley de Newton son las siguientes m=Fa y a=FmEn cada uno de los dos experimentos de arriba1 Usa la primera forma para obtener la masa del bloque que se usoacute en ese experimento2 Usa la segunda forma y la masa obtenida para verificar los valores de la aceleracioacuten dados en las tablas para cada una de las 6 fuerzas aplicadasDescribe con tus propias palabras lo que significa la segunda ley de NewtonDiscutir sus ideas con el resto del grupoActividad 5iexclLas fuerzas vienen en parejas Tiempo estimado 20 minEn el anaacutelisis de las fuerzas de accioacuten y de reaccioacuten primero se tiene que identificar la interaccioacuten Por ejemplo un objeto A interactuacutea con otro objeto B Las fuerzas de accioacuten y de reaccioacuten se pueden expresar entonces de la siguiente manera

Accioacuten El objeto A ejerce una fuerza sobre el objeto BReaccioacuten El objeto B ejerce una fuerza sobre el objeto A

Es necesario orientar a los alumnos que comprendan que al expresar ltltaccioacutenltlt y ltltreaccioacutengtgt son arbitrarios y pueden asignarse a cualquiera de ambas fuerzas indistintamente Es conveniente sentildealar que ambas fuerzas actuacutean sobre cuerpos diferentesIdeas previasLos teacuterminos ltltaccioacutengtgty ltltreaccioacutengtgt implican una secuencia temporal en las relaciones de causa y efecto mientras que las dos fuerzas a las que se refiere la ley aparecen simultaacuteneamente en una misma interaccioacuten Existe tambieacuten la posibilidad de que los alumnos confundan algunas situaciones con la condicioacuten de equilibrioLos alumnos creen que las fuerzas no surgen en la interaccioacuten entre los cuerpos sino que son una propiedad o caracteriacutestica que algunos cuerpos poseen Al no considerar los alumnos la reciprocidad de la interaccioacuten se produce una mala interpretacioacuten del principio que conduce a los siguientes erroresGeneralmente soacutelo identifican una de las fuerzas de la pareja que existen en toda interaccioacutenCuando expliacutecitamente se les solicita las dos fuerzas que intervienen en una interaccioacuten es frecuente que las dos las consideren aplicadas en el mismo cuerpoAl no ver la pareja de fuerzas como la expresioacuten de la misma interaccioacuten a veces consideran que cada una tiene un valor diferente dependiendo eacuteste de otras magnitudes como la masa carga etc1

Presentar el siguiente dibujo en el pizarroacuten y que los alumnos a manera de lluvia de ideas puedan identificar las fuerzas de accioacuten y de reaccioacuten que se encuentran en interaccioacuten en el sistema

iexclAccioacuten ndash reaccioacuten Tiempo estimado 50 minSe sugiere presentar a los alumnos las siguientes situaciones para favorecer la reestructuracioacuten y construccioacuten de los conceptos que se han analizadoFormar equipos de 4 a 5 alumnos y distribuir a cada equipo una situacioacuten diferente

1 Observar la siguiente figura e identificar las fuerzas que interaccionan en el sistema Registrar los datos en la siguiente tabla

Interaccioacuten Accioacuten Reaccioacuten

Nintildeo - pisoEl piso empuja al nintildeo esto evita que se hunda

Atraccioacuten gravitacionalNintildeo - tierra

Nintildeo -cuerda La cuerda jala la mano del nintildeoCuerda - globo

Globo - aire

Globo - tierra

2 iquestCoacutemo seraacute la fuerza que la caja A ejerce sobre la B comparada con la que ejerce la caja B sobre la AA A ejerce una fuerza mayorB Las fuerzas son iguales

C B ejerce una fuerza mayor

Orientaciones didaacutecticasSe proporcionan algunas respuestas de los alumnos que han dado con respecto a la aplicacioacuten de estas situaciones en investigaciones didaacutecticas para que sirva de antecedente en la orientacioacuten del contenido de tercera ley de Newtona) El uacutenico factor que consideran es la masa esteacute el sistema en reposo con velocidad constante o con aceleracioacuten constante La

caja de mayor masa es la que ejerce una mayor fuerzab) Cuando el sistema estaacute en reposo las fuerzas son iguales pero cuando el sistema se mueve el bloque de mayor masa ejerce

la mayor fuerzac) En reposo las fuerzas son iguales Cuando se estaacuten moviendo el bloque que ltltcausagtgt el movimiento (tira o empuja) ejerce

la fuerza mayord) El reposo y el movimiento con velocidad constante son igual las fuerzas pero para los sistemas acelerados el que tiene

mayor masa ejerce una fuerza mayore) El reposo y el movimiento con velocidad constante las fuerzas son iguales pero para los sistemas acelerados la caja

ltltcausagtgt (idem a c) el movimiento ejerce la mayor fuerzaLos errores que se presenta tienen mayor porcentaje en sus respuestas acerca de Respuestas donde se aplica la segunda ley para responder la pregunta Realizan anaacutelisis parciales de los fenoacutemenos y por lo tanto elaboran conclusiones equivocadas

3 Observa los siguientes dibujos que representan una competencia de tiro de cuerda Las personas a la izquierda estaacuten ganando Los tamantildeos de las flechas representan los valores de las fuerzas iquestQueacute dibujo expresa la situacioacuten que se planteaOrientaciones didaacutecticasEn esta situacioacuten que se presenta los alumnos prefieren los dibujos B y C En ambos casos suponen que la fuerza ejercida por las personas de la izquierda es mayor y se deciden por una u otra situacioacuten seguacuten creen que la fuerza que hace la persona estaacute representada por el vector aplicado en ellos (eligen C o por el vector aplicado en la otra persona (eligen D) Se olvidan en considerar el efecto d el rozamiento que es lo que explica la victoria de un equipo u otro

4 iquestPor queacute el choque de un baloacuten en un cristal no lo rompe Explica la interaccioacuten de las fuerzas

Orientaciones didaacutecticasLos alumnos presentan una dificultad para admitir la igualdad de las fuerzas presentes en una interaccioacuten se encuentra en la confusioacuten entre las fuerzas y sus efectos Se fijan soacutelo en los rasgos maacutes evidentes perceptibles cuando los efectos que experimentan cada uno de los cuerpos son muy diferentes lo interpretan como consecuencia de una desigualdad de las causas las fuerzas Son bastantes los alumnos que admiten la posibilidad de ambas fuerzas interaccionan pero en el caso de que el baloacuten rompa el cristal su explicacioacuten es que la fuerza del baloacuten es mayor que la del cristalSolicitar a los alumnos que elijan un representante del equipo y expongan ante los demaacutes compantildeeros sus argumentos con respecto a sus respuestas de la situacioacutenElaborar conclusiones con respecto a la correcta descripcioacuten de fenoacutemenos con respecto a los cambios del movimiento en funcioacuten de la accioacuten de las fuerzasActividad 6 Tiempo estimado 40 miniexclSobre hombros de GigantesRealizar una lectura comentada acerca de los trabajos de Newton en el estudio del movimiento de los cuerposCinemaacutetica y Dinaacutemica 3Debido al eacutexito con el que Galileo investigoacute muchos temas especiales de la mecaacutenica y desarrolloacute esquemas efectivos para explicar coacutemo se mueven los objetos (cinemaacutetica) Newton pudo dirigir su atencioacuten a la cuestioacuten de por queacute los objetos se mueven como lo hacen (dinaacutemica) En su trabajo sobre mecaacutenica Newton adopta un meacutetodo consistente regido por determinadas reglas

1 Asumir la menor cantidad de causas posibles al explicar un fenoacutemeno particular2 Relacionar tan completamente como sea posibles efectos anaacutelogos a la misma causa3 Extender a todos los cuerpos las propiedades sobre las que es posible efectuar experimentos4 Considerar como vaacutelida toda propuesta obtenida por induccioacuten de fenoacutemenos observados hasta que se observe un

nuevo fenoacutemeno que contradiga o limite dicha propuestaLa tarea esencial que Newton enfrentaba era la de sistematizar gran cantidad de conocimientos acumulados que todaviacutea teniacutean caraacutecter fragmentario y confuso Se ha sugerido que Newton enfrentoacute en la mecaacutenica el mismo tipo de problema que Pascal en la hidrostaacutetica que al enunciar un solo principio universal (la igualdad de la presioacuten en todas direcciones desde cualquier punto de un liacutequido) triunfoacute al sistema tizar toda una rama de la ciencia No obstante el problema de Newton en mecaacutenica era sin duda maacutes difiacutecil debido a la generalidad mucho mayor de su materiaComo hemos visto los cientiacuteficos desde tiempos remotos han especulado sobre el movimiento bajo la influencia de fuerzas internas o externas Para hacer eso fue necesario emplear una terminologiacutea especializada En la actualidad una de las dificultades que los fiacutesicos enfrentan constantemente es que esa rama de la ciencia maacutes que ninguna otra utiliza teacuterminos del lenguaje diario Esto puede ocasionar una falsa sensacioacuten de confianza en la claridad del significado que se da a los teacuterminos (soacutelo hay que pensar en la diferencia de significado que se da a hoy en diacutea a palabras como velocidad potencia y energiacutea cuando se usan estrictamente en fiacutesica o maacutes ampliamente en lenguaje comuacuten) Algunas palabras de uso frecuente como gravedad fuerza resistencia tendencia iacutempetu cantidad de movimiento entre otras fueron usadas en las especulaciones iniciales sobre el movimiento y luego resultaron insuficientemente definidas para ser de utilidad en discusiones cientiacuteficasAsiacute una de las tareas importantes de Newton fue tratar de poner cierto orden en el caos de terminologiacutea Tal vez lo mejor

hubiera sido romper con todo lo anterior y establecer un conjunto de teacuterminos completamente nuevos que no fueran de uso comuacuten Sin embargo esto nunca es faacutecil porque cualquier reformador o revolucionario que desea reorganizar un sistema ha sido educado dentro del mismo y no puede evitar estar influido por su terminologiacutea y conceptosNadie es lo suficientemente radical en la reformulacioacuten y se tiende a conservar las cosas maacutes conocidas que con frecuencia son precisamente las que maacutes necesitan cambiarseParticularmente en el caso de la terminologiacutea las peores confusiones surgen cuando se utilizan teacuterminos viejos para ideas nuevasPodriacutea decirse que en un sentido Newton no teniacutea la personalidad cientiacutefica ideal para triunfar completamente en esta tarea particular Teniacutea una mente excepcional de creatividad brillante que podiacutea formular pruebas elegantes y originales sobre una gran gama de temas pero no era muy adecuada para el trabajo paciente requerido para axiomatizar un tema y a veces sus escritos no definiacutean los teacuterminos con cuidado Sin embargo su sistema axiomaacutetico5 aportoacute aquello que siempre habiacutea faltado en la mecaacutenica antigua y asiacute logroacute establecer bases firmes para desarrollos futuros Auacuten maacutes es importante observar que la axiomatizacioacuten aunque vital para colocar los cimientos es soacutelo un aspecto de la contribucioacuten que puede hacer un genio hacia el desarrollo de su materia La eficacia de los meacutetodos concebidos que pueden representarse como la construccioacuten de la superestructura tambieacuten debe considerarse En esta aacuterea no puede dudarse del genio universal de Newton

Leyes de movimiento de NewtonEl esquema de Newton para la dinaacutemica se resume en sus tres leyes del movimiento En la primera ley se llega finalmente a una comprensioacuten cualitativa satisfactoria de la inercia (tendencia de un objeto a mantener su estado de reposo o movimiento uniforme en liacutenea recta) como propiedad baacutesica inherente a todos los objetosSe trata de una ley del todo general que destaca el hecho de que un solo esquema es aplicable al movimiento en cualquier lugar del universo Es la primera vez en la historia de la fiacutesica donde no se hace distincioacuten entre los dominios terrestre y celesteEn la segunda ley se alcanza por fin una explicacioacuten de la aceleracioacuten y una relacioacuten cuantitativa entre inercia y fuerza [Es interesante recordar que Newton no expresoacute esto como F = ma =(dvdt) sino esencialmente en la forma FDt = mDv o sea que habloacute de cambio de movimiento (= momento) y lo relacionoacute con el valor de fuerza por tiempo]La tercera ley de Newton era muy original y completaba su tratamiento general del concepto de fuerza al explicar que a toda fuerza corresponde una reacuteplica ideacutentica Como consecuencia resulta que una partiacutecula solitaria no puede por siacute sola ejercer ni experimentar fuerza alguna Las fuerzas surgen soacutelo de la interaccioacuten de dos entidades Se puede llamar a una fuerza accioacuten y a la otra reaccioacuten pero el nombrar es arbitrario La relacioacuten es la misma que la del creacutedito y el deacutebito uno es imposible sin el otro Accioacuten y reaccioacuten son de igual magnitud pero de direccioacuten opuesta Cualquier conexioacuten causal que introduzcamos seraacute artificial Lo maacutes importante es que suceden respectivamente a dos entidades diferentesElaborar individualmente sus conclusiones con respecto a las aportaciones de Newton para el desarrollo de la cienciaSecuencia Didaacutectica Cierre Tiempo Recursos

DidaacutecticosActividad de cierre 7 Tiempo estimado 60 miniexclQue las fuerzas me acompantildeenFormar equipos de 4 a 5 integrantes Analizar las situaciones y contestar las preguntas que se plantean dando argumentaciones con base en las Leyes de Newton que se han trabajado en la secuencia

Cuando se encuentran en reposo iquestde queacute forma se aplican fuerza los patinadores para comenzar a moverse iquestEs correcto decir que entre maacutes raacutepido vayan los patinadores maacutes fuerza tienen iquestPor queacute se detienen raacutepidamente al inclinar el patiacuten Expliacutecalo en teacuterminos de la friccioacuten Si le llamamos accioacuten al hecho de que el patinador se impulsa del piso para moverse hacia adelante iquestcuaacutel es la reaccioacuten iquestQueacute trayectoria seguiriacutean los patinadores si dejan de impulsarse y mantienen recto los patines iquestQueacute le sucederiacutea a la velocidad de los patinadores sin que exista ninguacuten tipo de impulso y la friccioacuten con el piso

disminuyera al miacutenimo Observa los pies y las piernas de los patinadores cuando dan vuelta iquestqueacute les sucede Si el patinador quisiera acelerarse maacutes iquestqueacute debe hacer con sus piernas Elaborar sus conclusiones acerca de las leyes de Newton en nuestras actividades cotidianasElevadorIntegra tus conocimientos para dar respuesta a las situaciones que se planteanRodrigo estaacute parado sobre una baacutescula dentro de un elevador Su masa de 100 kilogramosEncuentre su peso aparente en las siguientes situaciones

I El elevador estaacute en reposoII El elevador se mueve hacia arriba con velocidad constante

III El elevador se mueve hacia abajo con velocidad constanteIV El elevador se mueve hacia arriba con una aceleracioacuten de 49 ms2V El elevador se mueve hacia arriba con una aceleracioacuten de 98 ms2

VI El elevador se mueve hacia abajo con una aceleracioacuten de 49 ms2VII El elevador se mueve hacia abajo con una aceleracioacuten de 98 ms2

Orientaciones didaacutecticasSolucioacuten al problema para guiar al alumno en el procedimiento que tiene que realizarHay que considerar las fuerzas que actuacutean sobre Rodrigo su peso P=mg que es la fuerza que la Tierra ejerce sobre eacutel y Fb la fuerza que ejerce la baacutescula sobre eacutelLa fuerza que Rodrigo ejerce sobre la baacutescula tiene la misma magnitud que Fb pero apunta en la direccioacuten contraria como se puede ver la figura Esta fuerza es la que Rodrigo lee en la escala de la baacutescula y es su peso aparenteSe tomaraacute como direccioacuten positiva la que apunta hacia arriba De esta manera la magnitud de la fuerza neta que actuacutea sobre Rodrigo es

F neta = Fb ndash PF neta = Fb ndash mg

La segunda ley de Newton nos dice queF neta = ma

Entonces en las situaciones (i) (ii) y (iii) comoma = F neta = 0

por lo que 0 = F b ndashmg

Fb = mgEn estas tres situaciones como el elevador no estaacute en movimiento acelerado el peso aparente de Rodrigo es igual a su peso real

F b = (100 kg) (98 ms2)Fb = 980 N

En la situacioacuten (iv) tenemos una aceleracioacuten hacia arriba de a = 49 ms2 al usar la segunda ley de Newton F neta = ma = (100 kg) (49 ms2)Entonces

(100 kg) (49 ms2) = Fb ndash (100 kg) (98 ms2)De donde

Fb = 490 N + 980 N = 1470 NEl peso de Rodrigo es de 1470 NEn (v) cuando la aceleracioacuten del elevador es 98 ms2 hacia arriba

F neta = (100 kg) (98 ms2) = 980 N y 980 N = F b ndash P980 N = Fb ndash (100 kg) (98 ms2)

Fb = 980 N + 980 N = 1960 NEn este caso el peso aparente de Rodrigo es el doble de su peso realEn (vi) la aceleracioacuten del elevador es de 49 ms2 hacia abajo a= 49 ms 2Usando la segunda ley de Newton como en las situaciones anteriores

F b ndash P = F neta = (100 kg) (-49 ms2)Fb = -490 N + 980 N

Fb = 490 NY el peso aparente de Rodrigo es la mitad de su peso real Finalmente en (vii) cuando el elevador tiene una aceleracioacuten hacia debajo de 98 ms2 a = -98 ms2Usando nuevamente la segunda ley de Newton

Fb ndash P = (100 kg) (98 ms2) = -980 NFb = 980 N + (-980 N) = 0 N

Y iexclel peso aparente de Rodrigo es ceroiexclLa paradoja del burroExpresa los argumentos para dar solucioacuten a la paradoja y elabora el sistema de fuerzas que estaacute presenteHabiacutea una vez un burro muy flojo que utilizando sus supuestos conocimientos de fiacutesica no queriacutea jalar la carretaEl burro le deciacutea a su duentildeo-iquestPara queacute quieres que jale la carreta si seguacuten la tercera ley de Newton a toda accioacuten corresponde una fuerza de reaccioacuten de igual magnitud pero de sentido contrario Si yo jalo la carreta con cierta fuerza seguacuten lo que afirma la tercera ley la carreta me jalaraacute a miacute con la misma fuerza pero en sentido contrario De manera que iquestpara queacute jalo la carreta si a miacute deciacutea el burro me va a jalar eacutesta con la misma fuerza y asiacute no voy a avanzar

OrientacionesSolucioacuten a la paradojaEfectivamente si se jala con cierta fuerza la carreta es la Tierra la que aporta la reaccioacuten con una fuerza igual pero de sentido contrarioCuando el burro jala la carreta ejerce una fuerza mayor Por ello cuando el sistema unido del burro y la carreta empuja con una fuerza hacia atraacutes la Tierra a traveacutes de la friccioacuten responde con una fuerza hacia delante que permite que avance el burro con la

carretaPero ademaacutes de resolver la paradoja debe sentildealarse que el otro factor que entra en juego es la friccioacutenPara poder caminar nuestro pie ejerce una fuerza hacia atraacutes sobre el suelo de la Tierra gracias a la friccioacuten de la suela de nuestro zapato con el suelo y la Tierra responde con una fuerza de reaccioacuten hacia delante de igual magnitud que nos permite avanzar Si hicieacuteramos lo mismo en aceite para reducir la fuerza de friccioacuten inmediatamente nos caeriacuteamos Por ello ademaacutes de la tercera ley deNewton lo que permite que podamos caminar es la fuerza de friccioacuten iexclCoacutemo nos podemos desplazar cuando no hay friccioacutenSolicitar a los alumnos que elaboren un escrito en doacutende expresen la importancia de considerar las leyes de Newton para dar explicacioacuten a situaciones de la vida diaria y no caer en mentiras de magia Comentar su opinioacuten a los demaacutes compantildeeros

PRAacuteCTICA DE LABORATORIONombre De La Praacutectica De Laboratorio

Propoacutesitos

Contenidos De Vinculacioacuten Con Otras Asignaturas Ejes Temaacuteticos Transversales

Aspectos a Evaluar

Instrumentos De Evaluacioacuten Empleados

PLANEACIOacuteN DEL TRABAJO POR PROYECTO

Nombre del Proyecto iquestCoacutemo se relacionan el movimiento y la fuerza con la importancia del uso del cinturoacuten de seguridad para quienes viajan en algunos transportes

Aprendizajes Esperados

bull Plantea preguntas o hipoacutetesis para responder a la situacioacuten de su intereacutes relacionada con el movimiento las fuerzas o la energiacutea Fase

( ) Planeacioacuten( ) Desarrollo( ) Comunicacioacuten( ) Evaluacioacuten

Ndeg Sesiones Por Semana

Nombre De Los Equipos Participantes

Estrategias Didaacutecticas A Desarrollar

Producto De La Semana Aspectos A Evaluar

Observaciones

PROYECTO SEMANA A SEMANA

En el transcurso del bimestreOrganizador del proyecto del bloque 2SEMANA 1 Evaluar su desempentildeo formar equipos y planear el trabajoSEMANA 2 Llevar a cabo la investigacioacuten documentalSEMANA 3 Terminar la investigacioacuten y organizar la informacioacuten obtenidaSEMANA 4 Experimentar construir entrevistar comprobar de acuerdo con el tipo de proyecto que se haya elegidoSEMANA 5 Analizar la informacioacuten obtenida y preparar tanto reporte como presentacioacutenSEMANA 6 Exposicioacuten de resultados

Podriacutea pedir a los alumnos que investiguen en el campo de la medicina de que forma la fiacutesica ha contribuido a mejorar la salud de las personasPodriacutea mencionarles la importancia de los rayos X de la construccioacuten de proacutetesis entre muchas otras

La Fiacutesica en el mundohellipDe la astronomiacutea La energiacutea de las estrellas se genera mediante reacciones que tienen lugar en su nuacutecleoAsiacute es como el Sol produce la energiacutea que radia hacia el espacio y llega a la Tierra La presioacuten debida a la radiacioacuten y a los productos de esas reacciones de las que hablamos tiende a expandir a la estrella pero la fuerza de gravedad a contraerla En las estrellas como el Sol la fuerza de gravedad y la presioacuten de radiacioacuten estaacuten en equilibrioSin embargo al cabo de cierto tiempo las fuerzas de presioacuten llegan a superar a las fuerzas gravitatorias y las estrellas aumentan de tamantildeo convirtieacutendose en gigantes rojas Finalmente luego de millones de antildeos el agotamiento de la energiacutea de las estrellas provoca la supremaciacutea de las fuerzas gravitatorias y eacutestas se contraen convirtieacutendose en enanas blancas Eacuteste es tambieacuten el destino del Sol

Del desarrollo sustentable La energiacutea eoacutelica se ha convertido en una competitiva forma de generar electricidad limpia pues basta una suave brisa para generarla En los casi 30 antildeos que llevan de existencia los molinos que transforman la fuerza del viento en electricidad han evolucionado notablementeSu potencia ha crecido hasta los 1 500 kW lo que significa que uno solo de esos molinos es capaz de abastecer energiacutea a un pueblo de 4 000 habitantesAdemaacutes se estaacuten desarrollando nuevos molinos que puedan funcionar con vientos muy suaves lo que permite que se utilicen en zonas en las que antes tal vez no era posible instalarlos porque el viento es escasoActualmente hay aparatos que funcionan con un viento de apenas 12 kmh y contra lo que podriacutea suponerse se detienen cuando el viento supera los 90 kmh porque podriacutean dantildearse Despueacutes de todo para que los molinos funcionen lo importante no es que el viento sea fuerte sino que sea constante

De la arqueologiacutea Los arqueoacutelogos han descubierto recientemente que las estructuras arquitectoacutenicas que estaacuten bajo tierra provocan leves desviaciones del campo magneacutetico terrestre Aprovechando este fenoacutemeno ahora pueden ldquoviajar al pasadordquo equipados con magnetoacutemetros muy precisos que como si fueran bruacutejulas les indican el camino sin necesidad de hacer excavacionesUno de los primeros hallazgos realizados mediante este sistema han sido las murallas de la miacutetica ciudad de Troya ante las cuales se desarrolloacute la guerra que Homero describioacute en La Iliacuteada

SEMANA 1Mejorar el trabajo por proyectosIndicar a los alumnos que es necesario que al contestar las preguntas sugeridas en esta paacutegina lo hagan de la manera maacutes honesta posible ya que esto les permitiraacute evitar cometer los errores anteriores y mejorar la calidad de este nuevo proyecto siempre buscando que todos los integrantes del equipo tengan una participacioacuten activaValoracioacuten del desempentildeobull Reconoce aciertos y errores en la planeacioacuten y ejecucioacuten del proyecto anteriorTodas las actividades que llevamos a cabo son tarde o temprano evaluadas En la mayoriacutea de las ocasiones la evaluacioacuten la realizamos nosotros mismos pero hay momentos en los que la hace alguien maacutes Es el caso del trabajo cientiacutefico que es evaluado por expertos que determinan si lo que se ha hecho cumple con los criterios y paraacutemetros teacutecnicos establecidos inicialmenteAutoevaluacioacutenEn el curso anterior de Ciencias trabajaste varios proyectos y durante el primer bimestre de este curso tuviste oportunidad de desarrollar uno maacutes tambieacuten hiciste ya un ejercicio de autocriacutetica y valoraste tu trabajo y el de tus compantildeeros de equipoLa experiencia que ya tienes en el trabajo por proyectos te permite reconocer con claridad los detalles que hacen que un proyecto se lleve a cabo con eacutexito o por el contrario que no llegue a buen teacuterminoPor eso ahora te proponemos que nuevamente te reuacutenas con los compantildeeros que formaron parte de tu equipo de trabajo durante el primer bimestre y juntos evaluacuteen su desempentildeo y los resultados de su proyecto El objetivo es que identifiquen los aciertos y los errores que como equipo tuvieron al momento de desarrollar su proyecto Realizar una evaluacioacuten de este tipo no

es sencillo pues lo que se examina es el trabajo hecho por uno mismo y por personas que conocemos el que haya una

vinculacioacuten o relacioacuten directa con el proyecto y quienes lo hicieron puede afectar la objetividad con la que se realiza la

evaluacioacuten Sin embargo por esa misma razoacuten hacer la evaluacioacuten es muy importantePara que este ejercicio resulte maacutes sencillo a continuacioacuten les presentamos algunas preguntas de las que pueden partir para hacer su evaluacioacuten1 Por evaluar creatividad y originalidada) iquestCoacutemo plantearon el problema en el que basaron su proyectob) Si los hubo iquestcoacutemo idearon sus experimentosc) iquestLos resultados de su proyecto llevaron a la creacioacuten de nuevos objetos o instrumentosd) iquestLa presentacioacuten de los resultados fue igual que la de otros equipos2 Por evaluar coherenciaa) iquestLos resultados sostuvieron o refutaron la hipoacutetesis planteadab) iquestLa informacioacuten era adecuada y estaba completac) iquestHubo relacioacuten entre todas y cada una de las fases del proyecto3 Por evaluar claridada) iquestSu reporte era claro y preciso iquestTeniacutea secciones identificablesb) iquestDesarrollaron de manera loacutegica sencilla y ordenada los contenidos importantes del proyectoc) iquestLos resultados eran claros comprensibles para cualquiera

Lo que sigueDespueacutes de llevar a cabo el ejercicio de autoevaluacioacuten e identificar sus aciertos y errores es momento de organizarse nuevamente con otros compantildeeros para realizar el proyecto de este bimestreLa valoracioacuten que hicieron en el primer bimestre la autoevaluacioacuten efectuada en eacuteste asiacute como la experiencia obtenida hasta ahora en el trabajo por proyectos los ayudaraacute a planear raacutepidamente su trabajo A continuacioacuten encontraraacuten un ejemplo de organizador que quizaacute les sea de utilidad al momento de hacerlo sin embargo ustedes pueden decidir coacutemo les conviene organizarseRecuerden tambieacuten que a lo largo del bimestre les presentamos una seccioacuten titulada ldquoMi proyecto semana a semanardquo en la que se describen las tareas a cumplir semanalmente para llegar al final del bimestre con el proyecto terminado

ActividadesTiemp

oFase 1 Planeacioacuten del proyecto

Integren nuevos equipos de trabajo y elijan un tema Planteen algunas preguntas acerca de su tema Decidan queacute tipo de proyecto trabajaraacuten y cuaacuteles seraacuten

sus objetivos

dos horas

Fase 2 Organizacioacuten del proyecto Especifiquen cuaacuteles seraacuten las tareas y responsabilidades

de los integrantes del equipo Elaboren su cronograma y establezcan liacutemites de tiempo Dependiendo del tipo de proyecto que eligieron acuerden

queacute presupuesto destinaraacuten para conseguir el material que necesitaraacuten para llevarlo a cabo

tres horas

Fase 3 Investigacioacuten Comiencen la investigacioacuten documental ademaacutes de

revisar libros revistas diarios y paacuteginas en Internet recurran a videotecas museos etceacutetera

Organicen la informacioacuten que obtengan usen fichas de trabajo fichas bibliograacuteficas resuacutemenes tablas y esquemas

dos semana

s

Fase 4 Experimentacioacuten observacioacuten y anaacutelisis De acuerdo con el tema y tipo de proyecto que hayan

elegido realicen los experimentos que consideren necesarios

Observen y registren los resultados de sus experimentos organicen la informacioacuten de sus encuestas o describan coacutemo llevan a cabo la construccioacuten de su dispositivo seguacuten sea el caso

Analicen su informacioacuten relacionen sus resultados con las respuestas que se plantearon al inicio y escriban sus conclusiones

una semana

Fase 5 Preparacioacuten y redaccioacuten del informe Redacten su informe final y organicen la presentacioacuten de

sus resultados elaboren los graacuteficos maquetas modelos o prototipos que vayan a usar durante su presentacioacuten

una semana

Fase 6 Presentacioacuten de resultados Presenten al grupo los resultados de su proyecto

una semana

Mi proyecto semana a semanaSEMANA 1Fases 1 y 21048652 Formen los equipos de trabajo y comenten los resultados de su autoevaluacioacuten1048652 Elijan un tema para el proyecto de este bimestre y redacten las preguntas que responderaacuten en su proyecto1048652 Definan sus objetivos de trabajo y las actividades que realizaraacute cada quienSEMANA 2Fases 1 y 21048652 Realicen la investigacioacuten documental si tienen oportunidad entrevisten a alguacuten investigador o experto en el tema de su proyecto1048652 Registren la informacioacuten que obtengan una opcioacuten para hacerlo es elaborar una bitaacutecora que tendraacute a cargo alguno de los integrantes de su equipoSEMANA 3Fase 3Continuacuteen la investigacioacuten documentalComiencen a redactar un reporte preliminar esto los ayudaraacute a organizar su informacioacuten y averiguar si hay dudas que resolverSEMANA 4Fase 41048652 Efectuacuteen sus experimentos o aquellas actividades de campo que se plantearon1048652 Registren en todo momento sus observaciones y los resultados que vayan obteniendo1048652 Comiencen a planear la presentacioacuten de su informe frente al grupoSEMANA 5Fase 51048652 Organicen la informacioacuten que obtuvieron y comiencen a resumir integrar y analizar Con ayuda de la versioacuten preliminar redacten su reporte final No olviden incluir iacutendice presentacioacuten introduccioacuten conclusiones y bibliografiacutea1048652 Comiencen a preparar la presentacioacuten de sus resultadosSEMANA 6Fase 61048652 Es momento de presentar los resultados de su proyecto Utilicen carteles mapas conceptuales graacuteficas folletos o cualquier apoyo auditivo o visual que ayude a la comprensioacuten de los resultados de su proyecto Comiencen a preparar la presentacioacuten de sus resultados

______________________________docente

______________________________Vo Bo

Sobre una mesa plana y lisa de por lo menos 15 m de largo o en el piso prepara una pista inclinada o rampa con las dos reglas y el libro

Coloca el papel de estraza al final de la pista Deja caer la canica o pelota sin empujar en un punto cercano a la salida de la pista y observa su caiacuteda Mide la distancia desde el final de la rampa hasta el lugar donde se detuvo la canica y apuacutentalo en la tabla que aparece

abajo Cambia diferentes materiales al final de la pista y realiza lo anterior

Material Distancia que recorrioacute lacanica (cm)

Superficie lisaPapel de estrazaTrapo o toallaLija o cartoacuten

Responder las siguientes preguntasiquestQueacute tipo de material detuvo el recorrido de la canicaiquestPor queacute la canica en algunos materiales se desplaza faacutecilmenteiquestCoacutemo se llama a la fuerza que detiene a la canica independientemente de la superficie sobre la que ruedaiquestQueacute le sucederiacutea a la canica si se hace rodar sobre una superficie que no oponga resistenciaAnotar sus observaciones en su cuadernoB) Analizar la situacioacuten para responder a la pregunta que se planteaEn el cumpleantildeos de Pedro su tiacuteo le va a regalar una bicicleta para que se pueda trasladar a la escuela y asiacute llegar raacutepido ya que el camino se encuentra empedrado y llueve muy seguido Al llegar a la tienda el tiacuteo de Pedro le preguntan iquestqueacute caracteriacutesticas quiere que contenga la bicicleta Por ejemplo el tipo de llantas la figura de las llantas el grosor de las llantas la altura de la bicicleta la forma del manubrio el cuadro las velocidades Por las condiciones del lugar donde vive Pedro iquestcoacutemo tiene que ser la bicicleta Explica tu respuesta

Discutir con la participacioacuten de todos los alumnos del grupo los resultaos y obtener una conclusioacuten con respecto a la importancia de la friccioacuten en nuestra vida diariaActividad 4 Tiempo estimado 60 minIdeas previasComprender esta Ley implica establecer relaciones entre la fuerza que actuacutea sobre un cuerpo y la aceleracioacuten que experimenta reconociendo que no todos los cuerpos experimentan la misma aceleracioacuten cuando actuacutea una misma fuerza sobre ellos La aceleracioacuten dependeraacute de la masa del cuerpoSer muy precisos en establecer la relacioacuten que fuerza y aceleracioacuten son directamente proporcionales siempre que la masa permanezca constante Es decir cuando cambia el cuerpo y por tanto la masa cambia la constante de proporcionalidad Es cuando el alumno tiene dificultades en su comprensioacuten del caacutelculo proporcionalEs importante destacar que se pretende que los alumnos comprendan las relaciones cuantitativas entre las magnitudes fuerza masa y aceleracioacuten Esto no quiere decir que la aplicacioacuten de un logaritmo matemaacutetico la habilidad en el caacutelculo y la utilizacioacuten correcta de la foacutermula F = m a no garantiza que el alumno comprenda la relacioacuten entre fuerza y aceleracioacuten Es importante que el alumno comprenda el concepto de sistema de referencia y el valor de cada magnitud de manera que las situaciones problemaacuteticas no estaacuten aisladas y tienen relacioacuten con los conceptos que se han estado trabajando con anterioridad para reconstruir sus aprendizajesiquestQueacute significa F = m aOrganizar al grupo en equipos de 4 a 5 integrantes para realizar las siguientes actividades praacutecticasSe recomienda que los integrantes del equipo sean diferentes para que se logre compartir diferentes puntos de vista y desarrollar habilidades de comunicacioacutenEl dispositivo puede ser modificado de acuerdo con el material que se tenga a su alcanceMateriales

Un carrito Un cronoacutemetro o en su defecto un reloj con segundero Una pelota con el dispositivo adecuado para sujetarla a la mesa Varias pesas graduadas Un metro Una cuerda delgada y resistenteDesarrollo

El experimento se divide en dos partes en la primera se mantiene la masa constante y se variacutea la fuerza en la segunda la fuerza permanece constante y se variacutea la masa En ambas partes antes de iniciar el experimento elaborar una hipoacutetesis acerca de queacute sucede en las relaciones fuerza-aceleracioacuten y masa aceleracioacuten dando argumentos plausibles para ellas

Primera parte masa constanteColgar inicialmente del extremo del cordoacuten pequentildeas pesas hasta que al empujar el carro levemente se desplace sobre la mesa a velocidad constante Ese es el contrapeso de las fuerzas de rozamientoPara proporcionar una fuerza de aceleracioacuten agregue sucesivamente pesas en el extremo colgante del cordoacuten (sin quitar la pesa pequentildea compensadora del rozamiento) y mida en cada caso el tiempo que tarda en desplazarse el carrito desde que parte del reposo hasta que llega a la pelota (tener cuidado de recibir el carro poco antes de que llegue a la polea) Medir la distancia recorrida que deberaacute ser siempre la misma para facilitar los caacutelculos Registrar en una tabla defuerza-tiempo las magnitudes medidasCon los datos de la tabla se podraacute calcular la aceleracioacuten media en cada caso ( d = frac12 a t2) y a partir de ella trazar una graacutefica de fuerza ndash aceleracioacutenDiscutir sus hipoacutetesis iniciales con la experimentacioacutenSegunda parte fuerza constanteElegir una fuerza grande para que mueva el carro con distintas pesas adicionales esa fuerza debe permanecer constante en toda la segunda parte del experimentoVaya agregando sucesivamente distintas pesas al carrito y deacutejelo rodar midiendo en cada caso el tiempo de desplazamiento Registrar las lecturas en una tabla masa-tiempo los datos de la tabla se podraacute calcular la aceleracioacuten media en cada caso (d = frac12 a t2) y a partir de ella discutir si sus hipoacutetesis iniciales se confirmaronDiscutir acerca deiquestPor queacute en un caso las pesas adicionales son fuerza y en el otro son masaiquestPor queacute no es indispensable conocer la masa del carritoiquestQueacute hipoacutetesis se estaacute haciendo cuando se calcula la aceleracioacuten a partir de la foacutermula d= frac12 a t2 iquestes vaacutelidaiquestPor queacute no se puede variar simultaacuteneamente la masa y la fuerzaiquestCuaacutel es el papel de la polea1

Resulta importante enfatizar en el estudio de la segunda ley de NewtonLa aceleracioacuten que adquiere un objeto por efecto de una fuerza resultante es directamente proporcional a la magnitud de la fuerza resultante tiene la misma direccioacuten que la fuerza resultante y es inversamente proporcional a la masa del objetoQue la aplicacioacuten de una fuerza modifica el estado de movimiento del objeto y que esta ley tiene caraacutecter general es decir vale para cualquier tipo de fuerza independientemente de su origen o su naturalezaSolicitar a los alumnos la elaboracioacuten de conclusiones acerca de la relacioacuten que se establece entre la masa y aceleracioacuten cuando una fuerza es aplicadaiexclVamos con la segunda2

En esta actividad obtendremos relaciones equivalentes a la segunda ley de NewtonImagina un bloque sobre el que actuacutea una fuerza F como lo muestra el diagrama siguiente (no hay friccioacuten entre la mesa y el bloque)

iquestQueacute efecto tendraacute la fuerza (escoge una de las opciones siguientes)

a) El bloque no se moveraacuteb) El bloque se moveraacute si la magnitud de la fuerza es lo suficientemente grandec) El bloque se moveraacute con velocidad constanted) El bloque se aceleraraacute

Supongamos que realizamos un experimento con el bloque de arriba variando la fuerza aplicada y observando su movimiento El bloque siempre se aceleraraacute Las aceleraciones producidas por varias fuerzas estaacuten dadas en la tabla siguiente

F (N)a

(ms2)20 2

40 4

60 6

80 8

100 10120 12

Describe que relacioacuten observas entre la fuerza aplicada y la aceleracioacuten producida ________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________iquestCuaacutel seraacute la aceleracioacuten producida si la fuerza aplicada es de 200 newtons _________________________iquestCuaacutel seraacute la aceleracioacuten producida si la fuerza aplicada es de 10 newtons __________________________iquestCuaacutel es el valor de la masa del bloque con la que se hizo este experimento ___________kg ____________

Supoacuten ahora que se realiza el experimento anterior pero con otro bloque distinto variando la fuerza aplicada y observando su movimiento Los valores de la aceleracioacuten producida por varias fuerzas estaacuten dadas en la tabla siguiente

F (N) a (ms2)

20 05

40 1

60 15

80 2

100 25120 3

Describe que relacioacuten observas entre la fuerza aplicada y la aceleracioacuten producida _______________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________iquestCuaacutel seraacute la aceleracioacuten producida si la fuerza aplicada es de 200 newtons ______________________iquestCuaacutel seraacute la aceleracioacuten producida si la fuerza aplicada es de 10 newtons _______________________Compara las aceleraciones producidas de este experimento con el anterior iquestSon mayores o menores ________________ De acuerdo a esto iquestes mayor o menor la masa del bloque utilizado en este experimento relativa al anterior ______________________iquestCuaacutel es el valor de la masa del bloque de este experimento ______________ kgDos formas equivalentes de escribir la segunda ley de Newton son las siguientes m=Fa y a=FmEn cada uno de los dos experimentos de arriba1 Usa la primera forma para obtener la masa del bloque que se usoacute en ese experimento2 Usa la segunda forma y la masa obtenida para verificar los valores de la aceleracioacuten dados en las tablas para cada una de las 6 fuerzas aplicadasDescribe con tus propias palabras lo que significa la segunda ley de NewtonDiscutir sus ideas con el resto del grupoActividad 5iexclLas fuerzas vienen en parejas Tiempo estimado 20 minEn el anaacutelisis de las fuerzas de accioacuten y de reaccioacuten primero se tiene que identificar la interaccioacuten Por ejemplo un objeto A interactuacutea con otro objeto B Las fuerzas de accioacuten y de reaccioacuten se pueden expresar entonces de la siguiente manera

Accioacuten El objeto A ejerce una fuerza sobre el objeto BReaccioacuten El objeto B ejerce una fuerza sobre el objeto A

Es necesario orientar a los alumnos que comprendan que al expresar ltltaccioacutenltlt y ltltreaccioacutengtgt son arbitrarios y pueden asignarse a cualquiera de ambas fuerzas indistintamente Es conveniente sentildealar que ambas fuerzas actuacutean sobre cuerpos diferentesIdeas previasLos teacuterminos ltltaccioacutengtgty ltltreaccioacutengtgt implican una secuencia temporal en las relaciones de causa y efecto mientras que las dos fuerzas a las que se refiere la ley aparecen simultaacuteneamente en una misma interaccioacuten Existe tambieacuten la posibilidad de que los alumnos confundan algunas situaciones con la condicioacuten de equilibrioLos alumnos creen que las fuerzas no surgen en la interaccioacuten entre los cuerpos sino que son una propiedad o caracteriacutestica que algunos cuerpos poseen Al no considerar los alumnos la reciprocidad de la interaccioacuten se produce una mala interpretacioacuten del principio que conduce a los siguientes erroresGeneralmente soacutelo identifican una de las fuerzas de la pareja que existen en toda interaccioacutenCuando expliacutecitamente se les solicita las dos fuerzas que intervienen en una interaccioacuten es frecuente que las dos las consideren aplicadas en el mismo cuerpoAl no ver la pareja de fuerzas como la expresioacuten de la misma interaccioacuten a veces consideran que cada una tiene un valor diferente dependiendo eacuteste de otras magnitudes como la masa carga etc1

Presentar el siguiente dibujo en el pizarroacuten y que los alumnos a manera de lluvia de ideas puedan identificar las fuerzas de accioacuten y de reaccioacuten que se encuentran en interaccioacuten en el sistema

iexclAccioacuten ndash reaccioacuten Tiempo estimado 50 minSe sugiere presentar a los alumnos las siguientes situaciones para favorecer la reestructuracioacuten y construccioacuten de los conceptos que se han analizadoFormar equipos de 4 a 5 alumnos y distribuir a cada equipo una situacioacuten diferente

1 Observar la siguiente figura e identificar las fuerzas que interaccionan en el sistema Registrar los datos en la siguiente tabla

Interaccioacuten Accioacuten Reaccioacuten

Nintildeo - pisoEl piso empuja al nintildeo esto evita que se hunda

Atraccioacuten gravitacionalNintildeo - tierra

Nintildeo -cuerda La cuerda jala la mano del nintildeoCuerda - globo

Globo - aire

Globo - tierra

2 iquestCoacutemo seraacute la fuerza que la caja A ejerce sobre la B comparada con la que ejerce la caja B sobre la AA A ejerce una fuerza mayorB Las fuerzas son iguales

C B ejerce una fuerza mayor

Orientaciones didaacutecticasSe proporcionan algunas respuestas de los alumnos que han dado con respecto a la aplicacioacuten de estas situaciones en investigaciones didaacutecticas para que sirva de antecedente en la orientacioacuten del contenido de tercera ley de Newtona) El uacutenico factor que consideran es la masa esteacute el sistema en reposo con velocidad constante o con aceleracioacuten constante La

caja de mayor masa es la que ejerce una mayor fuerzab) Cuando el sistema estaacute en reposo las fuerzas son iguales pero cuando el sistema se mueve el bloque de mayor masa ejerce

la mayor fuerzac) En reposo las fuerzas son iguales Cuando se estaacuten moviendo el bloque que ltltcausagtgt el movimiento (tira o empuja) ejerce

la fuerza mayord) El reposo y el movimiento con velocidad constante son igual las fuerzas pero para los sistemas acelerados el que tiene

mayor masa ejerce una fuerza mayore) El reposo y el movimiento con velocidad constante las fuerzas son iguales pero para los sistemas acelerados la caja

ltltcausagtgt (idem a c) el movimiento ejerce la mayor fuerzaLos errores que se presenta tienen mayor porcentaje en sus respuestas acerca de Respuestas donde se aplica la segunda ley para responder la pregunta Realizan anaacutelisis parciales de los fenoacutemenos y por lo tanto elaboran conclusiones equivocadas

3 Observa los siguientes dibujos que representan una competencia de tiro de cuerda Las personas a la izquierda estaacuten ganando Los tamantildeos de las flechas representan los valores de las fuerzas iquestQueacute dibujo expresa la situacioacuten que se planteaOrientaciones didaacutecticasEn esta situacioacuten que se presenta los alumnos prefieren los dibujos B y C En ambos casos suponen que la fuerza ejercida por las personas de la izquierda es mayor y se deciden por una u otra situacioacuten seguacuten creen que la fuerza que hace la persona estaacute representada por el vector aplicado en ellos (eligen C o por el vector aplicado en la otra persona (eligen D) Se olvidan en considerar el efecto d el rozamiento que es lo que explica la victoria de un equipo u otro

4 iquestPor queacute el choque de un baloacuten en un cristal no lo rompe Explica la interaccioacuten de las fuerzas

Orientaciones didaacutecticasLos alumnos presentan una dificultad para admitir la igualdad de las fuerzas presentes en una interaccioacuten se encuentra en la confusioacuten entre las fuerzas y sus efectos Se fijan soacutelo en los rasgos maacutes evidentes perceptibles cuando los efectos que experimentan cada uno de los cuerpos son muy diferentes lo interpretan como consecuencia de una desigualdad de las causas las fuerzas Son bastantes los alumnos que admiten la posibilidad de ambas fuerzas interaccionan pero en el caso de que el baloacuten rompa el cristal su explicacioacuten es que la fuerza del baloacuten es mayor que la del cristalSolicitar a los alumnos que elijan un representante del equipo y expongan ante los demaacutes compantildeeros sus argumentos con respecto a sus respuestas de la situacioacutenElaborar conclusiones con respecto a la correcta descripcioacuten de fenoacutemenos con respecto a los cambios del movimiento en funcioacuten de la accioacuten de las fuerzasActividad 6 Tiempo estimado 40 miniexclSobre hombros de GigantesRealizar una lectura comentada acerca de los trabajos de Newton en el estudio del movimiento de los cuerposCinemaacutetica y Dinaacutemica 3Debido al eacutexito con el que Galileo investigoacute muchos temas especiales de la mecaacutenica y desarrolloacute esquemas efectivos para explicar coacutemo se mueven los objetos (cinemaacutetica) Newton pudo dirigir su atencioacuten a la cuestioacuten de por queacute los objetos se mueven como lo hacen (dinaacutemica) En su trabajo sobre mecaacutenica Newton adopta un meacutetodo consistente regido por determinadas reglas

1 Asumir la menor cantidad de causas posibles al explicar un fenoacutemeno particular2 Relacionar tan completamente como sea posibles efectos anaacutelogos a la misma causa3 Extender a todos los cuerpos las propiedades sobre las que es posible efectuar experimentos4 Considerar como vaacutelida toda propuesta obtenida por induccioacuten de fenoacutemenos observados hasta que se observe un

nuevo fenoacutemeno que contradiga o limite dicha propuestaLa tarea esencial que Newton enfrentaba era la de sistematizar gran cantidad de conocimientos acumulados que todaviacutea teniacutean caraacutecter fragmentario y confuso Se ha sugerido que Newton enfrentoacute en la mecaacutenica el mismo tipo de problema que Pascal en la hidrostaacutetica que al enunciar un solo principio universal (la igualdad de la presioacuten en todas direcciones desde cualquier punto de un liacutequido) triunfoacute al sistema tizar toda una rama de la ciencia No obstante el problema de Newton en mecaacutenica era sin duda maacutes difiacutecil debido a la generalidad mucho mayor de su materiaComo hemos visto los cientiacuteficos desde tiempos remotos han especulado sobre el movimiento bajo la influencia de fuerzas internas o externas Para hacer eso fue necesario emplear una terminologiacutea especializada En la actualidad una de las dificultades que los fiacutesicos enfrentan constantemente es que esa rama de la ciencia maacutes que ninguna otra utiliza teacuterminos del lenguaje diario Esto puede ocasionar una falsa sensacioacuten de confianza en la claridad del significado que se da a los teacuterminos (soacutelo hay que pensar en la diferencia de significado que se da a hoy en diacutea a palabras como velocidad potencia y energiacutea cuando se usan estrictamente en fiacutesica o maacutes ampliamente en lenguaje comuacuten) Algunas palabras de uso frecuente como gravedad fuerza resistencia tendencia iacutempetu cantidad de movimiento entre otras fueron usadas en las especulaciones iniciales sobre el movimiento y luego resultaron insuficientemente definidas para ser de utilidad en discusiones cientiacuteficasAsiacute una de las tareas importantes de Newton fue tratar de poner cierto orden en el caos de terminologiacutea Tal vez lo mejor

hubiera sido romper con todo lo anterior y establecer un conjunto de teacuterminos completamente nuevos que no fueran de uso comuacuten Sin embargo esto nunca es faacutecil porque cualquier reformador o revolucionario que desea reorganizar un sistema ha sido educado dentro del mismo y no puede evitar estar influido por su terminologiacutea y conceptosNadie es lo suficientemente radical en la reformulacioacuten y se tiende a conservar las cosas maacutes conocidas que con frecuencia son precisamente las que maacutes necesitan cambiarseParticularmente en el caso de la terminologiacutea las peores confusiones surgen cuando se utilizan teacuterminos viejos para ideas nuevasPodriacutea decirse que en un sentido Newton no teniacutea la personalidad cientiacutefica ideal para triunfar completamente en esta tarea particular Teniacutea una mente excepcional de creatividad brillante que podiacutea formular pruebas elegantes y originales sobre una gran gama de temas pero no era muy adecuada para el trabajo paciente requerido para axiomatizar un tema y a veces sus escritos no definiacutean los teacuterminos con cuidado Sin embargo su sistema axiomaacutetico5 aportoacute aquello que siempre habiacutea faltado en la mecaacutenica antigua y asiacute logroacute establecer bases firmes para desarrollos futuros Auacuten maacutes es importante observar que la axiomatizacioacuten aunque vital para colocar los cimientos es soacutelo un aspecto de la contribucioacuten que puede hacer un genio hacia el desarrollo de su materia La eficacia de los meacutetodos concebidos que pueden representarse como la construccioacuten de la superestructura tambieacuten debe considerarse En esta aacuterea no puede dudarse del genio universal de Newton

Leyes de movimiento de NewtonEl esquema de Newton para la dinaacutemica se resume en sus tres leyes del movimiento En la primera ley se llega finalmente a una comprensioacuten cualitativa satisfactoria de la inercia (tendencia de un objeto a mantener su estado de reposo o movimiento uniforme en liacutenea recta) como propiedad baacutesica inherente a todos los objetosSe trata de una ley del todo general que destaca el hecho de que un solo esquema es aplicable al movimiento en cualquier lugar del universo Es la primera vez en la historia de la fiacutesica donde no se hace distincioacuten entre los dominios terrestre y celesteEn la segunda ley se alcanza por fin una explicacioacuten de la aceleracioacuten y una relacioacuten cuantitativa entre inercia y fuerza [Es interesante recordar que Newton no expresoacute esto como F = ma =(dvdt) sino esencialmente en la forma FDt = mDv o sea que habloacute de cambio de movimiento (= momento) y lo relacionoacute con el valor de fuerza por tiempo]La tercera ley de Newton era muy original y completaba su tratamiento general del concepto de fuerza al explicar que a toda fuerza corresponde una reacuteplica ideacutentica Como consecuencia resulta que una partiacutecula solitaria no puede por siacute sola ejercer ni experimentar fuerza alguna Las fuerzas surgen soacutelo de la interaccioacuten de dos entidades Se puede llamar a una fuerza accioacuten y a la otra reaccioacuten pero el nombrar es arbitrario La relacioacuten es la misma que la del creacutedito y el deacutebito uno es imposible sin el otro Accioacuten y reaccioacuten son de igual magnitud pero de direccioacuten opuesta Cualquier conexioacuten causal que introduzcamos seraacute artificial Lo maacutes importante es que suceden respectivamente a dos entidades diferentesElaborar individualmente sus conclusiones con respecto a las aportaciones de Newton para el desarrollo de la cienciaSecuencia Didaacutectica Cierre Tiempo Recursos

DidaacutecticosActividad de cierre 7 Tiempo estimado 60 miniexclQue las fuerzas me acompantildeenFormar equipos de 4 a 5 integrantes Analizar las situaciones y contestar las preguntas que se plantean dando argumentaciones con base en las Leyes de Newton que se han trabajado en la secuencia

Cuando se encuentran en reposo iquestde queacute forma se aplican fuerza los patinadores para comenzar a moverse iquestEs correcto decir que entre maacutes raacutepido vayan los patinadores maacutes fuerza tienen iquestPor queacute se detienen raacutepidamente al inclinar el patiacuten Expliacutecalo en teacuterminos de la friccioacuten Si le llamamos accioacuten al hecho de que el patinador se impulsa del piso para moverse hacia adelante iquestcuaacutel es la reaccioacuten iquestQueacute trayectoria seguiriacutean los patinadores si dejan de impulsarse y mantienen recto los patines iquestQueacute le sucederiacutea a la velocidad de los patinadores sin que exista ninguacuten tipo de impulso y la friccioacuten con el piso

disminuyera al miacutenimo Observa los pies y las piernas de los patinadores cuando dan vuelta iquestqueacute les sucede Si el patinador quisiera acelerarse maacutes iquestqueacute debe hacer con sus piernas Elaborar sus conclusiones acerca de las leyes de Newton en nuestras actividades cotidianasElevadorIntegra tus conocimientos para dar respuesta a las situaciones que se planteanRodrigo estaacute parado sobre una baacutescula dentro de un elevador Su masa de 100 kilogramosEncuentre su peso aparente en las siguientes situaciones

I El elevador estaacute en reposoII El elevador se mueve hacia arriba con velocidad constante

III El elevador se mueve hacia abajo con velocidad constanteIV El elevador se mueve hacia arriba con una aceleracioacuten de 49 ms2V El elevador se mueve hacia arriba con una aceleracioacuten de 98 ms2

VI El elevador se mueve hacia abajo con una aceleracioacuten de 49 ms2VII El elevador se mueve hacia abajo con una aceleracioacuten de 98 ms2

Orientaciones didaacutecticasSolucioacuten al problema para guiar al alumno en el procedimiento que tiene que realizarHay que considerar las fuerzas que actuacutean sobre Rodrigo su peso P=mg que es la fuerza que la Tierra ejerce sobre eacutel y Fb la fuerza que ejerce la baacutescula sobre eacutelLa fuerza que Rodrigo ejerce sobre la baacutescula tiene la misma magnitud que Fb pero apunta en la direccioacuten contraria como se puede ver la figura Esta fuerza es la que Rodrigo lee en la escala de la baacutescula y es su peso aparenteSe tomaraacute como direccioacuten positiva la que apunta hacia arriba De esta manera la magnitud de la fuerza neta que actuacutea sobre Rodrigo es

F neta = Fb ndash PF neta = Fb ndash mg

La segunda ley de Newton nos dice queF neta = ma

Entonces en las situaciones (i) (ii) y (iii) comoma = F neta = 0

por lo que 0 = F b ndashmg

Fb = mgEn estas tres situaciones como el elevador no estaacute en movimiento acelerado el peso aparente de Rodrigo es igual a su peso real

F b = (100 kg) (98 ms2)Fb = 980 N

En la situacioacuten (iv) tenemos una aceleracioacuten hacia arriba de a = 49 ms2 al usar la segunda ley de Newton F neta = ma = (100 kg) (49 ms2)Entonces

(100 kg) (49 ms2) = Fb ndash (100 kg) (98 ms2)De donde

Fb = 490 N + 980 N = 1470 NEl peso de Rodrigo es de 1470 NEn (v) cuando la aceleracioacuten del elevador es 98 ms2 hacia arriba

F neta = (100 kg) (98 ms2) = 980 N y 980 N = F b ndash P980 N = Fb ndash (100 kg) (98 ms2)

Fb = 980 N + 980 N = 1960 NEn este caso el peso aparente de Rodrigo es el doble de su peso realEn (vi) la aceleracioacuten del elevador es de 49 ms2 hacia abajo a= 49 ms 2Usando la segunda ley de Newton como en las situaciones anteriores

F b ndash P = F neta = (100 kg) (-49 ms2)Fb = -490 N + 980 N

Fb = 490 NY el peso aparente de Rodrigo es la mitad de su peso real Finalmente en (vii) cuando el elevador tiene una aceleracioacuten hacia debajo de 98 ms2 a = -98 ms2Usando nuevamente la segunda ley de Newton

Fb ndash P = (100 kg) (98 ms2) = -980 NFb = 980 N + (-980 N) = 0 N

Y iexclel peso aparente de Rodrigo es ceroiexclLa paradoja del burroExpresa los argumentos para dar solucioacuten a la paradoja y elabora el sistema de fuerzas que estaacute presenteHabiacutea una vez un burro muy flojo que utilizando sus supuestos conocimientos de fiacutesica no queriacutea jalar la carretaEl burro le deciacutea a su duentildeo-iquestPara queacute quieres que jale la carreta si seguacuten la tercera ley de Newton a toda accioacuten corresponde una fuerza de reaccioacuten de igual magnitud pero de sentido contrario Si yo jalo la carreta con cierta fuerza seguacuten lo que afirma la tercera ley la carreta me jalaraacute a miacute con la misma fuerza pero en sentido contrario De manera que iquestpara queacute jalo la carreta si a miacute deciacutea el burro me va a jalar eacutesta con la misma fuerza y asiacute no voy a avanzar

OrientacionesSolucioacuten a la paradojaEfectivamente si se jala con cierta fuerza la carreta es la Tierra la que aporta la reaccioacuten con una fuerza igual pero de sentido contrarioCuando el burro jala la carreta ejerce una fuerza mayor Por ello cuando el sistema unido del burro y la carreta empuja con una fuerza hacia atraacutes la Tierra a traveacutes de la friccioacuten responde con una fuerza hacia delante que permite que avance el burro con la

carretaPero ademaacutes de resolver la paradoja debe sentildealarse que el otro factor que entra en juego es la friccioacutenPara poder caminar nuestro pie ejerce una fuerza hacia atraacutes sobre el suelo de la Tierra gracias a la friccioacuten de la suela de nuestro zapato con el suelo y la Tierra responde con una fuerza de reaccioacuten hacia delante de igual magnitud que nos permite avanzar Si hicieacuteramos lo mismo en aceite para reducir la fuerza de friccioacuten inmediatamente nos caeriacuteamos Por ello ademaacutes de la tercera ley deNewton lo que permite que podamos caminar es la fuerza de friccioacuten iexclCoacutemo nos podemos desplazar cuando no hay friccioacutenSolicitar a los alumnos que elaboren un escrito en doacutende expresen la importancia de considerar las leyes de Newton para dar explicacioacuten a situaciones de la vida diaria y no caer en mentiras de magia Comentar su opinioacuten a los demaacutes compantildeeros

PRAacuteCTICA DE LABORATORIONombre De La Praacutectica De Laboratorio

Propoacutesitos

Contenidos De Vinculacioacuten Con Otras Asignaturas Ejes Temaacuteticos Transversales

Aspectos a Evaluar

Instrumentos De Evaluacioacuten Empleados

PLANEACIOacuteN DEL TRABAJO POR PROYECTO

Nombre del Proyecto iquestCoacutemo se relacionan el movimiento y la fuerza con la importancia del uso del cinturoacuten de seguridad para quienes viajan en algunos transportes

Aprendizajes Esperados

bull Plantea preguntas o hipoacutetesis para responder a la situacioacuten de su intereacutes relacionada con el movimiento las fuerzas o la energiacutea Fase

( ) Planeacioacuten( ) Desarrollo( ) Comunicacioacuten( ) Evaluacioacuten

Ndeg Sesiones Por Semana

Nombre De Los Equipos Participantes

Estrategias Didaacutecticas A Desarrollar

Producto De La Semana Aspectos A Evaluar

Observaciones

PROYECTO SEMANA A SEMANA

En el transcurso del bimestreOrganizador del proyecto del bloque 2SEMANA 1 Evaluar su desempentildeo formar equipos y planear el trabajoSEMANA 2 Llevar a cabo la investigacioacuten documentalSEMANA 3 Terminar la investigacioacuten y organizar la informacioacuten obtenidaSEMANA 4 Experimentar construir entrevistar comprobar de acuerdo con el tipo de proyecto que se haya elegidoSEMANA 5 Analizar la informacioacuten obtenida y preparar tanto reporte como presentacioacutenSEMANA 6 Exposicioacuten de resultados

Podriacutea pedir a los alumnos que investiguen en el campo de la medicina de que forma la fiacutesica ha contribuido a mejorar la salud de las personasPodriacutea mencionarles la importancia de los rayos X de la construccioacuten de proacutetesis entre muchas otras

La Fiacutesica en el mundohellipDe la astronomiacutea La energiacutea de las estrellas se genera mediante reacciones que tienen lugar en su nuacutecleoAsiacute es como el Sol produce la energiacutea que radia hacia el espacio y llega a la Tierra La presioacuten debida a la radiacioacuten y a los productos de esas reacciones de las que hablamos tiende a expandir a la estrella pero la fuerza de gravedad a contraerla En las estrellas como el Sol la fuerza de gravedad y la presioacuten de radiacioacuten estaacuten en equilibrioSin embargo al cabo de cierto tiempo las fuerzas de presioacuten llegan a superar a las fuerzas gravitatorias y las estrellas aumentan de tamantildeo convirtieacutendose en gigantes rojas Finalmente luego de millones de antildeos el agotamiento de la energiacutea de las estrellas provoca la supremaciacutea de las fuerzas gravitatorias y eacutestas se contraen convirtieacutendose en enanas blancas Eacuteste es tambieacuten el destino del Sol

Del desarrollo sustentable La energiacutea eoacutelica se ha convertido en una competitiva forma de generar electricidad limpia pues basta una suave brisa para generarla En los casi 30 antildeos que llevan de existencia los molinos que transforman la fuerza del viento en electricidad han evolucionado notablementeSu potencia ha crecido hasta los 1 500 kW lo que significa que uno solo de esos molinos es capaz de abastecer energiacutea a un pueblo de 4 000 habitantesAdemaacutes se estaacuten desarrollando nuevos molinos que puedan funcionar con vientos muy suaves lo que permite que se utilicen en zonas en las que antes tal vez no era posible instalarlos porque el viento es escasoActualmente hay aparatos que funcionan con un viento de apenas 12 kmh y contra lo que podriacutea suponerse se detienen cuando el viento supera los 90 kmh porque podriacutean dantildearse Despueacutes de todo para que los molinos funcionen lo importante no es que el viento sea fuerte sino que sea constante

De la arqueologiacutea Los arqueoacutelogos han descubierto recientemente que las estructuras arquitectoacutenicas que estaacuten bajo tierra provocan leves desviaciones del campo magneacutetico terrestre Aprovechando este fenoacutemeno ahora pueden ldquoviajar al pasadordquo equipados con magnetoacutemetros muy precisos que como si fueran bruacutejulas les indican el camino sin necesidad de hacer excavacionesUno de los primeros hallazgos realizados mediante este sistema han sido las murallas de la miacutetica ciudad de Troya ante las cuales se desarrolloacute la guerra que Homero describioacute en La Iliacuteada

SEMANA 1Mejorar el trabajo por proyectosIndicar a los alumnos que es necesario que al contestar las preguntas sugeridas en esta paacutegina lo hagan de la manera maacutes honesta posible ya que esto les permitiraacute evitar cometer los errores anteriores y mejorar la calidad de este nuevo proyecto siempre buscando que todos los integrantes del equipo tengan una participacioacuten activaValoracioacuten del desempentildeobull Reconoce aciertos y errores en la planeacioacuten y ejecucioacuten del proyecto anteriorTodas las actividades que llevamos a cabo son tarde o temprano evaluadas En la mayoriacutea de las ocasiones la evaluacioacuten la realizamos nosotros mismos pero hay momentos en los que la hace alguien maacutes Es el caso del trabajo cientiacutefico que es evaluado por expertos que determinan si lo que se ha hecho cumple con los criterios y paraacutemetros teacutecnicos establecidos inicialmenteAutoevaluacioacutenEn el curso anterior de Ciencias trabajaste varios proyectos y durante el primer bimestre de este curso tuviste oportunidad de desarrollar uno maacutes tambieacuten hiciste ya un ejercicio de autocriacutetica y valoraste tu trabajo y el de tus compantildeeros de equipoLa experiencia que ya tienes en el trabajo por proyectos te permite reconocer con claridad los detalles que hacen que un proyecto se lleve a cabo con eacutexito o por el contrario que no llegue a buen teacuterminoPor eso ahora te proponemos que nuevamente te reuacutenas con los compantildeeros que formaron parte de tu equipo de trabajo durante el primer bimestre y juntos evaluacuteen su desempentildeo y los resultados de su proyecto El objetivo es que identifiquen los aciertos y los errores que como equipo tuvieron al momento de desarrollar su proyecto Realizar una evaluacioacuten de este tipo no

es sencillo pues lo que se examina es el trabajo hecho por uno mismo y por personas que conocemos el que haya una

vinculacioacuten o relacioacuten directa con el proyecto y quienes lo hicieron puede afectar la objetividad con la que se realiza la

evaluacioacuten Sin embargo por esa misma razoacuten hacer la evaluacioacuten es muy importantePara que este ejercicio resulte maacutes sencillo a continuacioacuten les presentamos algunas preguntas de las que pueden partir para hacer su evaluacioacuten1 Por evaluar creatividad y originalidada) iquestCoacutemo plantearon el problema en el que basaron su proyectob) Si los hubo iquestcoacutemo idearon sus experimentosc) iquestLos resultados de su proyecto llevaron a la creacioacuten de nuevos objetos o instrumentosd) iquestLa presentacioacuten de los resultados fue igual que la de otros equipos2 Por evaluar coherenciaa) iquestLos resultados sostuvieron o refutaron la hipoacutetesis planteadab) iquestLa informacioacuten era adecuada y estaba completac) iquestHubo relacioacuten entre todas y cada una de las fases del proyecto3 Por evaluar claridada) iquestSu reporte era claro y preciso iquestTeniacutea secciones identificablesb) iquestDesarrollaron de manera loacutegica sencilla y ordenada los contenidos importantes del proyectoc) iquestLos resultados eran claros comprensibles para cualquiera

Lo que sigueDespueacutes de llevar a cabo el ejercicio de autoevaluacioacuten e identificar sus aciertos y errores es momento de organizarse nuevamente con otros compantildeeros para realizar el proyecto de este bimestreLa valoracioacuten que hicieron en el primer bimestre la autoevaluacioacuten efectuada en eacuteste asiacute como la experiencia obtenida hasta ahora en el trabajo por proyectos los ayudaraacute a planear raacutepidamente su trabajo A continuacioacuten encontraraacuten un ejemplo de organizador que quizaacute les sea de utilidad al momento de hacerlo sin embargo ustedes pueden decidir coacutemo les conviene organizarseRecuerden tambieacuten que a lo largo del bimestre les presentamos una seccioacuten titulada ldquoMi proyecto semana a semanardquo en la que se describen las tareas a cumplir semanalmente para llegar al final del bimestre con el proyecto terminado

ActividadesTiemp

oFase 1 Planeacioacuten del proyecto

Integren nuevos equipos de trabajo y elijan un tema Planteen algunas preguntas acerca de su tema Decidan queacute tipo de proyecto trabajaraacuten y cuaacuteles seraacuten

sus objetivos

dos horas

Fase 2 Organizacioacuten del proyecto Especifiquen cuaacuteles seraacuten las tareas y responsabilidades

de los integrantes del equipo Elaboren su cronograma y establezcan liacutemites de tiempo Dependiendo del tipo de proyecto que eligieron acuerden

queacute presupuesto destinaraacuten para conseguir el material que necesitaraacuten para llevarlo a cabo

tres horas

Fase 3 Investigacioacuten Comiencen la investigacioacuten documental ademaacutes de

revisar libros revistas diarios y paacuteginas en Internet recurran a videotecas museos etceacutetera

Organicen la informacioacuten que obtengan usen fichas de trabajo fichas bibliograacuteficas resuacutemenes tablas y esquemas

dos semana

s

Fase 4 Experimentacioacuten observacioacuten y anaacutelisis De acuerdo con el tema y tipo de proyecto que hayan

elegido realicen los experimentos que consideren necesarios

Observen y registren los resultados de sus experimentos organicen la informacioacuten de sus encuestas o describan coacutemo llevan a cabo la construccioacuten de su dispositivo seguacuten sea el caso

Analicen su informacioacuten relacionen sus resultados con las respuestas que se plantearon al inicio y escriban sus conclusiones

una semana

Fase 5 Preparacioacuten y redaccioacuten del informe Redacten su informe final y organicen la presentacioacuten de

sus resultados elaboren los graacuteficos maquetas modelos o prototipos que vayan a usar durante su presentacioacuten

una semana

Fase 6 Presentacioacuten de resultados Presenten al grupo los resultados de su proyecto

una semana

Mi proyecto semana a semanaSEMANA 1Fases 1 y 21048652 Formen los equipos de trabajo y comenten los resultados de su autoevaluacioacuten1048652 Elijan un tema para el proyecto de este bimestre y redacten las preguntas que responderaacuten en su proyecto1048652 Definan sus objetivos de trabajo y las actividades que realizaraacute cada quienSEMANA 2Fases 1 y 21048652 Realicen la investigacioacuten documental si tienen oportunidad entrevisten a alguacuten investigador o experto en el tema de su proyecto1048652 Registren la informacioacuten que obtengan una opcioacuten para hacerlo es elaborar una bitaacutecora que tendraacute a cargo alguno de los integrantes de su equipoSEMANA 3Fase 3Continuacuteen la investigacioacuten documentalComiencen a redactar un reporte preliminar esto los ayudaraacute a organizar su informacioacuten y averiguar si hay dudas que resolverSEMANA 4Fase 41048652 Efectuacuteen sus experimentos o aquellas actividades de campo que se plantearon1048652 Registren en todo momento sus observaciones y los resultados que vayan obteniendo1048652 Comiencen a planear la presentacioacuten de su informe frente al grupoSEMANA 5Fase 51048652 Organicen la informacioacuten que obtuvieron y comiencen a resumir integrar y analizar Con ayuda de la versioacuten preliminar redacten su reporte final No olviden incluir iacutendice presentacioacuten introduccioacuten conclusiones y bibliografiacutea1048652 Comiencen a preparar la presentacioacuten de sus resultadosSEMANA 6Fase 61048652 Es momento de presentar los resultados de su proyecto Utilicen carteles mapas conceptuales graacuteficas folletos o cualquier apoyo auditivo o visual que ayude a la comprensioacuten de los resultados de su proyecto Comiencen a preparar la presentacioacuten de sus resultados

______________________________docente

______________________________Vo Bo

Un carrito Un cronoacutemetro o en su defecto un reloj con segundero Una pelota con el dispositivo adecuado para sujetarla a la mesa Varias pesas graduadas Un metro Una cuerda delgada y resistenteDesarrollo

El experimento se divide en dos partes en la primera se mantiene la masa constante y se variacutea la fuerza en la segunda la fuerza permanece constante y se variacutea la masa En ambas partes antes de iniciar el experimento elaborar una hipoacutetesis acerca de queacute sucede en las relaciones fuerza-aceleracioacuten y masa aceleracioacuten dando argumentos plausibles para ellas

Primera parte masa constanteColgar inicialmente del extremo del cordoacuten pequentildeas pesas hasta que al empujar el carro levemente se desplace sobre la mesa a velocidad constante Ese es el contrapeso de las fuerzas de rozamientoPara proporcionar una fuerza de aceleracioacuten agregue sucesivamente pesas en el extremo colgante del cordoacuten (sin quitar la pesa pequentildea compensadora del rozamiento) y mida en cada caso el tiempo que tarda en desplazarse el carrito desde que parte del reposo hasta que llega a la pelota (tener cuidado de recibir el carro poco antes de que llegue a la polea) Medir la distancia recorrida que deberaacute ser siempre la misma para facilitar los caacutelculos Registrar en una tabla defuerza-tiempo las magnitudes medidasCon los datos de la tabla se podraacute calcular la aceleracioacuten media en cada caso ( d = frac12 a t2) y a partir de ella trazar una graacutefica de fuerza ndash aceleracioacutenDiscutir sus hipoacutetesis iniciales con la experimentacioacutenSegunda parte fuerza constanteElegir una fuerza grande para que mueva el carro con distintas pesas adicionales esa fuerza debe permanecer constante en toda la segunda parte del experimentoVaya agregando sucesivamente distintas pesas al carrito y deacutejelo rodar midiendo en cada caso el tiempo de desplazamiento Registrar las lecturas en una tabla masa-tiempo los datos de la tabla se podraacute calcular la aceleracioacuten media en cada caso (d = frac12 a t2) y a partir de ella discutir si sus hipoacutetesis iniciales se confirmaronDiscutir acerca deiquestPor queacute en un caso las pesas adicionales son fuerza y en el otro son masaiquestPor queacute no es indispensable conocer la masa del carritoiquestQueacute hipoacutetesis se estaacute haciendo cuando se calcula la aceleracioacuten a partir de la foacutermula d= frac12 a t2 iquestes vaacutelidaiquestPor queacute no se puede variar simultaacuteneamente la masa y la fuerzaiquestCuaacutel es el papel de la polea1

Resulta importante enfatizar en el estudio de la segunda ley de NewtonLa aceleracioacuten que adquiere un objeto por efecto de una fuerza resultante es directamente proporcional a la magnitud de la fuerza resultante tiene la misma direccioacuten que la fuerza resultante y es inversamente proporcional a la masa del objetoQue la aplicacioacuten de una fuerza modifica el estado de movimiento del objeto y que esta ley tiene caraacutecter general es decir vale para cualquier tipo de fuerza independientemente de su origen o su naturalezaSolicitar a los alumnos la elaboracioacuten de conclusiones acerca de la relacioacuten que se establece entre la masa y aceleracioacuten cuando una fuerza es aplicadaiexclVamos con la segunda2

En esta actividad obtendremos relaciones equivalentes a la segunda ley de NewtonImagina un bloque sobre el que actuacutea una fuerza F como lo muestra el diagrama siguiente (no hay friccioacuten entre la mesa y el bloque)

iquestQueacute efecto tendraacute la fuerza (escoge una de las opciones siguientes)

a) El bloque no se moveraacuteb) El bloque se moveraacute si la magnitud de la fuerza es lo suficientemente grandec) El bloque se moveraacute con velocidad constanted) El bloque se aceleraraacute

Supongamos que realizamos un experimento con el bloque de arriba variando la fuerza aplicada y observando su movimiento El bloque siempre se aceleraraacute Las aceleraciones producidas por varias fuerzas estaacuten dadas en la tabla siguiente

F (N)a

(ms2)20 2

40 4

60 6

80 8

100 10120 12

Describe que relacioacuten observas entre la fuerza aplicada y la aceleracioacuten producida ________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________iquestCuaacutel seraacute la aceleracioacuten producida si la fuerza aplicada es de 200 newtons _________________________iquestCuaacutel seraacute la aceleracioacuten producida si la fuerza aplicada es de 10 newtons __________________________iquestCuaacutel es el valor de la masa del bloque con la que se hizo este experimento ___________kg ____________

Supoacuten ahora que se realiza el experimento anterior pero con otro bloque distinto variando la fuerza aplicada y observando su movimiento Los valores de la aceleracioacuten producida por varias fuerzas estaacuten dadas en la tabla siguiente

F (N) a (ms2)

20 05

40 1

60 15

80 2

100 25120 3

Describe que relacioacuten observas entre la fuerza aplicada y la aceleracioacuten producida _______________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________iquestCuaacutel seraacute la aceleracioacuten producida si la fuerza aplicada es de 200 newtons ______________________iquestCuaacutel seraacute la aceleracioacuten producida si la fuerza aplicada es de 10 newtons _______________________Compara las aceleraciones producidas de este experimento con el anterior iquestSon mayores o menores ________________ De acuerdo a esto iquestes mayor o menor la masa del bloque utilizado en este experimento relativa al anterior ______________________iquestCuaacutel es el valor de la masa del bloque de este experimento ______________ kgDos formas equivalentes de escribir la segunda ley de Newton son las siguientes m=Fa y a=FmEn cada uno de los dos experimentos de arriba1 Usa la primera forma para obtener la masa del bloque que se usoacute en ese experimento2 Usa la segunda forma y la masa obtenida para verificar los valores de la aceleracioacuten dados en las tablas para cada una de las 6 fuerzas aplicadasDescribe con tus propias palabras lo que significa la segunda ley de NewtonDiscutir sus ideas con el resto del grupoActividad 5iexclLas fuerzas vienen en parejas Tiempo estimado 20 minEn el anaacutelisis de las fuerzas de accioacuten y de reaccioacuten primero se tiene que identificar la interaccioacuten Por ejemplo un objeto A interactuacutea con otro objeto B Las fuerzas de accioacuten y de reaccioacuten se pueden expresar entonces de la siguiente manera

Accioacuten El objeto A ejerce una fuerza sobre el objeto BReaccioacuten El objeto B ejerce una fuerza sobre el objeto A

Es necesario orientar a los alumnos que comprendan que al expresar ltltaccioacutenltlt y ltltreaccioacutengtgt son arbitrarios y pueden asignarse a cualquiera de ambas fuerzas indistintamente Es conveniente sentildealar que ambas fuerzas actuacutean sobre cuerpos diferentesIdeas previasLos teacuterminos ltltaccioacutengtgty ltltreaccioacutengtgt implican una secuencia temporal en las relaciones de causa y efecto mientras que las dos fuerzas a las que se refiere la ley aparecen simultaacuteneamente en una misma interaccioacuten Existe tambieacuten la posibilidad de que los alumnos confundan algunas situaciones con la condicioacuten de equilibrioLos alumnos creen que las fuerzas no surgen en la interaccioacuten entre los cuerpos sino que son una propiedad o caracteriacutestica que algunos cuerpos poseen Al no considerar los alumnos la reciprocidad de la interaccioacuten se produce una mala interpretacioacuten del principio que conduce a los siguientes erroresGeneralmente soacutelo identifican una de las fuerzas de la pareja que existen en toda interaccioacutenCuando expliacutecitamente se les solicita las dos fuerzas que intervienen en una interaccioacuten es frecuente que las dos las consideren aplicadas en el mismo cuerpoAl no ver la pareja de fuerzas como la expresioacuten de la misma interaccioacuten a veces consideran que cada una tiene un valor diferente dependiendo eacuteste de otras magnitudes como la masa carga etc1

Presentar el siguiente dibujo en el pizarroacuten y que los alumnos a manera de lluvia de ideas puedan identificar las fuerzas de accioacuten y de reaccioacuten que se encuentran en interaccioacuten en el sistema

iexclAccioacuten ndash reaccioacuten Tiempo estimado 50 minSe sugiere presentar a los alumnos las siguientes situaciones para favorecer la reestructuracioacuten y construccioacuten de los conceptos que se han analizadoFormar equipos de 4 a 5 alumnos y distribuir a cada equipo una situacioacuten diferente

1 Observar la siguiente figura e identificar las fuerzas que interaccionan en el sistema Registrar los datos en la siguiente tabla

Interaccioacuten Accioacuten Reaccioacuten

Nintildeo - pisoEl piso empuja al nintildeo esto evita que se hunda

Atraccioacuten gravitacionalNintildeo - tierra

Nintildeo -cuerda La cuerda jala la mano del nintildeoCuerda - globo

Globo - aire

Globo - tierra

2 iquestCoacutemo seraacute la fuerza que la caja A ejerce sobre la B comparada con la que ejerce la caja B sobre la AA A ejerce una fuerza mayorB Las fuerzas son iguales

C B ejerce una fuerza mayor

Orientaciones didaacutecticasSe proporcionan algunas respuestas de los alumnos que han dado con respecto a la aplicacioacuten de estas situaciones en investigaciones didaacutecticas para que sirva de antecedente en la orientacioacuten del contenido de tercera ley de Newtona) El uacutenico factor que consideran es la masa esteacute el sistema en reposo con velocidad constante o con aceleracioacuten constante La

caja de mayor masa es la que ejerce una mayor fuerzab) Cuando el sistema estaacute en reposo las fuerzas son iguales pero cuando el sistema se mueve el bloque de mayor masa ejerce

la mayor fuerzac) En reposo las fuerzas son iguales Cuando se estaacuten moviendo el bloque que ltltcausagtgt el movimiento (tira o empuja) ejerce

la fuerza mayord) El reposo y el movimiento con velocidad constante son igual las fuerzas pero para los sistemas acelerados el que tiene

mayor masa ejerce una fuerza mayore) El reposo y el movimiento con velocidad constante las fuerzas son iguales pero para los sistemas acelerados la caja

ltltcausagtgt (idem a c) el movimiento ejerce la mayor fuerzaLos errores que se presenta tienen mayor porcentaje en sus respuestas acerca de Respuestas donde se aplica la segunda ley para responder la pregunta Realizan anaacutelisis parciales de los fenoacutemenos y por lo tanto elaboran conclusiones equivocadas

3 Observa los siguientes dibujos que representan una competencia de tiro de cuerda Las personas a la izquierda estaacuten ganando Los tamantildeos de las flechas representan los valores de las fuerzas iquestQueacute dibujo expresa la situacioacuten que se planteaOrientaciones didaacutecticasEn esta situacioacuten que se presenta los alumnos prefieren los dibujos B y C En ambos casos suponen que la fuerza ejercida por las personas de la izquierda es mayor y se deciden por una u otra situacioacuten seguacuten creen que la fuerza que hace la persona estaacute representada por el vector aplicado en ellos (eligen C o por el vector aplicado en la otra persona (eligen D) Se olvidan en considerar el efecto d el rozamiento que es lo que explica la victoria de un equipo u otro

4 iquestPor queacute el choque de un baloacuten en un cristal no lo rompe Explica la interaccioacuten de las fuerzas

Orientaciones didaacutecticasLos alumnos presentan una dificultad para admitir la igualdad de las fuerzas presentes en una interaccioacuten se encuentra en la confusioacuten entre las fuerzas y sus efectos Se fijan soacutelo en los rasgos maacutes evidentes perceptibles cuando los efectos que experimentan cada uno de los cuerpos son muy diferentes lo interpretan como consecuencia de una desigualdad de las causas las fuerzas Son bastantes los alumnos que admiten la posibilidad de ambas fuerzas interaccionan pero en el caso de que el baloacuten rompa el cristal su explicacioacuten es que la fuerza del baloacuten es mayor que la del cristalSolicitar a los alumnos que elijan un representante del equipo y expongan ante los demaacutes compantildeeros sus argumentos con respecto a sus respuestas de la situacioacutenElaborar conclusiones con respecto a la correcta descripcioacuten de fenoacutemenos con respecto a los cambios del movimiento en funcioacuten de la accioacuten de las fuerzasActividad 6 Tiempo estimado 40 miniexclSobre hombros de GigantesRealizar una lectura comentada acerca de los trabajos de Newton en el estudio del movimiento de los cuerposCinemaacutetica y Dinaacutemica 3Debido al eacutexito con el que Galileo investigoacute muchos temas especiales de la mecaacutenica y desarrolloacute esquemas efectivos para explicar coacutemo se mueven los objetos (cinemaacutetica) Newton pudo dirigir su atencioacuten a la cuestioacuten de por queacute los objetos se mueven como lo hacen (dinaacutemica) En su trabajo sobre mecaacutenica Newton adopta un meacutetodo consistente regido por determinadas reglas

1 Asumir la menor cantidad de causas posibles al explicar un fenoacutemeno particular2 Relacionar tan completamente como sea posibles efectos anaacutelogos a la misma causa3 Extender a todos los cuerpos las propiedades sobre las que es posible efectuar experimentos4 Considerar como vaacutelida toda propuesta obtenida por induccioacuten de fenoacutemenos observados hasta que se observe un

nuevo fenoacutemeno que contradiga o limite dicha propuestaLa tarea esencial que Newton enfrentaba era la de sistematizar gran cantidad de conocimientos acumulados que todaviacutea teniacutean caraacutecter fragmentario y confuso Se ha sugerido que Newton enfrentoacute en la mecaacutenica el mismo tipo de problema que Pascal en la hidrostaacutetica que al enunciar un solo principio universal (la igualdad de la presioacuten en todas direcciones desde cualquier punto de un liacutequido) triunfoacute al sistema tizar toda una rama de la ciencia No obstante el problema de Newton en mecaacutenica era sin duda maacutes difiacutecil debido a la generalidad mucho mayor de su materiaComo hemos visto los cientiacuteficos desde tiempos remotos han especulado sobre el movimiento bajo la influencia de fuerzas internas o externas Para hacer eso fue necesario emplear una terminologiacutea especializada En la actualidad una de las dificultades que los fiacutesicos enfrentan constantemente es que esa rama de la ciencia maacutes que ninguna otra utiliza teacuterminos del lenguaje diario Esto puede ocasionar una falsa sensacioacuten de confianza en la claridad del significado que se da a los teacuterminos (soacutelo hay que pensar en la diferencia de significado que se da a hoy en diacutea a palabras como velocidad potencia y energiacutea cuando se usan estrictamente en fiacutesica o maacutes ampliamente en lenguaje comuacuten) Algunas palabras de uso frecuente como gravedad fuerza resistencia tendencia iacutempetu cantidad de movimiento entre otras fueron usadas en las especulaciones iniciales sobre el movimiento y luego resultaron insuficientemente definidas para ser de utilidad en discusiones cientiacuteficasAsiacute una de las tareas importantes de Newton fue tratar de poner cierto orden en el caos de terminologiacutea Tal vez lo mejor

hubiera sido romper con todo lo anterior y establecer un conjunto de teacuterminos completamente nuevos que no fueran de uso comuacuten Sin embargo esto nunca es faacutecil porque cualquier reformador o revolucionario que desea reorganizar un sistema ha sido educado dentro del mismo y no puede evitar estar influido por su terminologiacutea y conceptosNadie es lo suficientemente radical en la reformulacioacuten y se tiende a conservar las cosas maacutes conocidas que con frecuencia son precisamente las que maacutes necesitan cambiarseParticularmente en el caso de la terminologiacutea las peores confusiones surgen cuando se utilizan teacuterminos viejos para ideas nuevasPodriacutea decirse que en un sentido Newton no teniacutea la personalidad cientiacutefica ideal para triunfar completamente en esta tarea particular Teniacutea una mente excepcional de creatividad brillante que podiacutea formular pruebas elegantes y originales sobre una gran gama de temas pero no era muy adecuada para el trabajo paciente requerido para axiomatizar un tema y a veces sus escritos no definiacutean los teacuterminos con cuidado Sin embargo su sistema axiomaacutetico5 aportoacute aquello que siempre habiacutea faltado en la mecaacutenica antigua y asiacute logroacute establecer bases firmes para desarrollos futuros Auacuten maacutes es importante observar que la axiomatizacioacuten aunque vital para colocar los cimientos es soacutelo un aspecto de la contribucioacuten que puede hacer un genio hacia el desarrollo de su materia La eficacia de los meacutetodos concebidos que pueden representarse como la construccioacuten de la superestructura tambieacuten debe considerarse En esta aacuterea no puede dudarse del genio universal de Newton

Leyes de movimiento de NewtonEl esquema de Newton para la dinaacutemica se resume en sus tres leyes del movimiento En la primera ley se llega finalmente a una comprensioacuten cualitativa satisfactoria de la inercia (tendencia de un objeto a mantener su estado de reposo o movimiento uniforme en liacutenea recta) como propiedad baacutesica inherente a todos los objetosSe trata de una ley del todo general que destaca el hecho de que un solo esquema es aplicable al movimiento en cualquier lugar del universo Es la primera vez en la historia de la fiacutesica donde no se hace distincioacuten entre los dominios terrestre y celesteEn la segunda ley se alcanza por fin una explicacioacuten de la aceleracioacuten y una relacioacuten cuantitativa entre inercia y fuerza [Es interesante recordar que Newton no expresoacute esto como F = ma =(dvdt) sino esencialmente en la forma FDt = mDv o sea que habloacute de cambio de movimiento (= momento) y lo relacionoacute con el valor de fuerza por tiempo]La tercera ley de Newton era muy original y completaba su tratamiento general del concepto de fuerza al explicar que a toda fuerza corresponde una reacuteplica ideacutentica Como consecuencia resulta que una partiacutecula solitaria no puede por siacute sola ejercer ni experimentar fuerza alguna Las fuerzas surgen soacutelo de la interaccioacuten de dos entidades Se puede llamar a una fuerza accioacuten y a la otra reaccioacuten pero el nombrar es arbitrario La relacioacuten es la misma que la del creacutedito y el deacutebito uno es imposible sin el otro Accioacuten y reaccioacuten son de igual magnitud pero de direccioacuten opuesta Cualquier conexioacuten causal que introduzcamos seraacute artificial Lo maacutes importante es que suceden respectivamente a dos entidades diferentesElaborar individualmente sus conclusiones con respecto a las aportaciones de Newton para el desarrollo de la cienciaSecuencia Didaacutectica Cierre Tiempo Recursos

DidaacutecticosActividad de cierre 7 Tiempo estimado 60 miniexclQue las fuerzas me acompantildeenFormar equipos de 4 a 5 integrantes Analizar las situaciones y contestar las preguntas que se plantean dando argumentaciones con base en las Leyes de Newton que se han trabajado en la secuencia

Cuando se encuentran en reposo iquestde queacute forma se aplican fuerza los patinadores para comenzar a moverse iquestEs correcto decir que entre maacutes raacutepido vayan los patinadores maacutes fuerza tienen iquestPor queacute se detienen raacutepidamente al inclinar el patiacuten Expliacutecalo en teacuterminos de la friccioacuten Si le llamamos accioacuten al hecho de que el patinador se impulsa del piso para moverse hacia adelante iquestcuaacutel es la reaccioacuten iquestQueacute trayectoria seguiriacutean los patinadores si dejan de impulsarse y mantienen recto los patines iquestQueacute le sucederiacutea a la velocidad de los patinadores sin que exista ninguacuten tipo de impulso y la friccioacuten con el piso

disminuyera al miacutenimo Observa los pies y las piernas de los patinadores cuando dan vuelta iquestqueacute les sucede Si el patinador quisiera acelerarse maacutes iquestqueacute debe hacer con sus piernas Elaborar sus conclusiones acerca de las leyes de Newton en nuestras actividades cotidianasElevadorIntegra tus conocimientos para dar respuesta a las situaciones que se planteanRodrigo estaacute parado sobre una baacutescula dentro de un elevador Su masa de 100 kilogramosEncuentre su peso aparente en las siguientes situaciones

I El elevador estaacute en reposoII El elevador se mueve hacia arriba con velocidad constante

III El elevador se mueve hacia abajo con velocidad constanteIV El elevador se mueve hacia arriba con una aceleracioacuten de 49 ms2V El elevador se mueve hacia arriba con una aceleracioacuten de 98 ms2

VI El elevador se mueve hacia abajo con una aceleracioacuten de 49 ms2VII El elevador se mueve hacia abajo con una aceleracioacuten de 98 ms2

Orientaciones didaacutecticasSolucioacuten al problema para guiar al alumno en el procedimiento que tiene que realizarHay que considerar las fuerzas que actuacutean sobre Rodrigo su peso P=mg que es la fuerza que la Tierra ejerce sobre eacutel y Fb la fuerza que ejerce la baacutescula sobre eacutelLa fuerza que Rodrigo ejerce sobre la baacutescula tiene la misma magnitud que Fb pero apunta en la direccioacuten contraria como se puede ver la figura Esta fuerza es la que Rodrigo lee en la escala de la baacutescula y es su peso aparenteSe tomaraacute como direccioacuten positiva la que apunta hacia arriba De esta manera la magnitud de la fuerza neta que actuacutea sobre Rodrigo es

F neta = Fb ndash PF neta = Fb ndash mg

La segunda ley de Newton nos dice queF neta = ma

Entonces en las situaciones (i) (ii) y (iii) comoma = F neta = 0

por lo que 0 = F b ndashmg

Fb = mgEn estas tres situaciones como el elevador no estaacute en movimiento acelerado el peso aparente de Rodrigo es igual a su peso real

F b = (100 kg) (98 ms2)Fb = 980 N

En la situacioacuten (iv) tenemos una aceleracioacuten hacia arriba de a = 49 ms2 al usar la segunda ley de Newton F neta = ma = (100 kg) (49 ms2)Entonces

(100 kg) (49 ms2) = Fb ndash (100 kg) (98 ms2)De donde

Fb = 490 N + 980 N = 1470 NEl peso de Rodrigo es de 1470 NEn (v) cuando la aceleracioacuten del elevador es 98 ms2 hacia arriba

F neta = (100 kg) (98 ms2) = 980 N y 980 N = F b ndash P980 N = Fb ndash (100 kg) (98 ms2)

Fb = 980 N + 980 N = 1960 NEn este caso el peso aparente de Rodrigo es el doble de su peso realEn (vi) la aceleracioacuten del elevador es de 49 ms2 hacia abajo a= 49 ms 2Usando la segunda ley de Newton como en las situaciones anteriores

F b ndash P = F neta = (100 kg) (-49 ms2)Fb = -490 N + 980 N

Fb = 490 NY el peso aparente de Rodrigo es la mitad de su peso real Finalmente en (vii) cuando el elevador tiene una aceleracioacuten hacia debajo de 98 ms2 a = -98 ms2Usando nuevamente la segunda ley de Newton

Fb ndash P = (100 kg) (98 ms2) = -980 NFb = 980 N + (-980 N) = 0 N

Y iexclel peso aparente de Rodrigo es ceroiexclLa paradoja del burroExpresa los argumentos para dar solucioacuten a la paradoja y elabora el sistema de fuerzas que estaacute presenteHabiacutea una vez un burro muy flojo que utilizando sus supuestos conocimientos de fiacutesica no queriacutea jalar la carretaEl burro le deciacutea a su duentildeo-iquestPara queacute quieres que jale la carreta si seguacuten la tercera ley de Newton a toda accioacuten corresponde una fuerza de reaccioacuten de igual magnitud pero de sentido contrario Si yo jalo la carreta con cierta fuerza seguacuten lo que afirma la tercera ley la carreta me jalaraacute a miacute con la misma fuerza pero en sentido contrario De manera que iquestpara queacute jalo la carreta si a miacute deciacutea el burro me va a jalar eacutesta con la misma fuerza y asiacute no voy a avanzar

OrientacionesSolucioacuten a la paradojaEfectivamente si se jala con cierta fuerza la carreta es la Tierra la que aporta la reaccioacuten con una fuerza igual pero de sentido contrarioCuando el burro jala la carreta ejerce una fuerza mayor Por ello cuando el sistema unido del burro y la carreta empuja con una fuerza hacia atraacutes la Tierra a traveacutes de la friccioacuten responde con una fuerza hacia delante que permite que avance el burro con la

carretaPero ademaacutes de resolver la paradoja debe sentildealarse que el otro factor que entra en juego es la friccioacutenPara poder caminar nuestro pie ejerce una fuerza hacia atraacutes sobre el suelo de la Tierra gracias a la friccioacuten de la suela de nuestro zapato con el suelo y la Tierra responde con una fuerza de reaccioacuten hacia delante de igual magnitud que nos permite avanzar Si hicieacuteramos lo mismo en aceite para reducir la fuerza de friccioacuten inmediatamente nos caeriacuteamos Por ello ademaacutes de la tercera ley deNewton lo que permite que podamos caminar es la fuerza de friccioacuten iexclCoacutemo nos podemos desplazar cuando no hay friccioacutenSolicitar a los alumnos que elaboren un escrito en doacutende expresen la importancia de considerar las leyes de Newton para dar explicacioacuten a situaciones de la vida diaria y no caer en mentiras de magia Comentar su opinioacuten a los demaacutes compantildeeros

PRAacuteCTICA DE LABORATORIONombre De La Praacutectica De Laboratorio

Propoacutesitos

Contenidos De Vinculacioacuten Con Otras Asignaturas Ejes Temaacuteticos Transversales

Aspectos a Evaluar

Instrumentos De Evaluacioacuten Empleados

PLANEACIOacuteN DEL TRABAJO POR PROYECTO

Nombre del Proyecto iquestCoacutemo se relacionan el movimiento y la fuerza con la importancia del uso del cinturoacuten de seguridad para quienes viajan en algunos transportes

Aprendizajes Esperados

bull Plantea preguntas o hipoacutetesis para responder a la situacioacuten de su intereacutes relacionada con el movimiento las fuerzas o la energiacutea Fase

( ) Planeacioacuten( ) Desarrollo( ) Comunicacioacuten( ) Evaluacioacuten

Ndeg Sesiones Por Semana

Nombre De Los Equipos Participantes

Estrategias Didaacutecticas A Desarrollar

Producto De La Semana Aspectos A Evaluar

Observaciones

PROYECTO SEMANA A SEMANA

En el transcurso del bimestreOrganizador del proyecto del bloque 2SEMANA 1 Evaluar su desempentildeo formar equipos y planear el trabajoSEMANA 2 Llevar a cabo la investigacioacuten documentalSEMANA 3 Terminar la investigacioacuten y organizar la informacioacuten obtenidaSEMANA 4 Experimentar construir entrevistar comprobar de acuerdo con el tipo de proyecto que se haya elegidoSEMANA 5 Analizar la informacioacuten obtenida y preparar tanto reporte como presentacioacutenSEMANA 6 Exposicioacuten de resultados

Podriacutea pedir a los alumnos que investiguen en el campo de la medicina de que forma la fiacutesica ha contribuido a mejorar la salud de las personasPodriacutea mencionarles la importancia de los rayos X de la construccioacuten de proacutetesis entre muchas otras

La Fiacutesica en el mundohellipDe la astronomiacutea La energiacutea de las estrellas se genera mediante reacciones que tienen lugar en su nuacutecleoAsiacute es como el Sol produce la energiacutea que radia hacia el espacio y llega a la Tierra La presioacuten debida a la radiacioacuten y a los productos de esas reacciones de las que hablamos tiende a expandir a la estrella pero la fuerza de gravedad a contraerla En las estrellas como el Sol la fuerza de gravedad y la presioacuten de radiacioacuten estaacuten en equilibrioSin embargo al cabo de cierto tiempo las fuerzas de presioacuten llegan a superar a las fuerzas gravitatorias y las estrellas aumentan de tamantildeo convirtieacutendose en gigantes rojas Finalmente luego de millones de antildeos el agotamiento de la energiacutea de las estrellas provoca la supremaciacutea de las fuerzas gravitatorias y eacutestas se contraen convirtieacutendose en enanas blancas Eacuteste es tambieacuten el destino del Sol

Del desarrollo sustentable La energiacutea eoacutelica se ha convertido en una competitiva forma de generar electricidad limpia pues basta una suave brisa para generarla En los casi 30 antildeos que llevan de existencia los molinos que transforman la fuerza del viento en electricidad han evolucionado notablementeSu potencia ha crecido hasta los 1 500 kW lo que significa que uno solo de esos molinos es capaz de abastecer energiacutea a un pueblo de 4 000 habitantesAdemaacutes se estaacuten desarrollando nuevos molinos que puedan funcionar con vientos muy suaves lo que permite que se utilicen en zonas en las que antes tal vez no era posible instalarlos porque el viento es escasoActualmente hay aparatos que funcionan con un viento de apenas 12 kmh y contra lo que podriacutea suponerse se detienen cuando el viento supera los 90 kmh porque podriacutean dantildearse Despueacutes de todo para que los molinos funcionen lo importante no es que el viento sea fuerte sino que sea constante

De la arqueologiacutea Los arqueoacutelogos han descubierto recientemente que las estructuras arquitectoacutenicas que estaacuten bajo tierra provocan leves desviaciones del campo magneacutetico terrestre Aprovechando este fenoacutemeno ahora pueden ldquoviajar al pasadordquo equipados con magnetoacutemetros muy precisos que como si fueran bruacutejulas les indican el camino sin necesidad de hacer excavacionesUno de los primeros hallazgos realizados mediante este sistema han sido las murallas de la miacutetica ciudad de Troya ante las cuales se desarrolloacute la guerra que Homero describioacute en La Iliacuteada

SEMANA 1Mejorar el trabajo por proyectosIndicar a los alumnos que es necesario que al contestar las preguntas sugeridas en esta paacutegina lo hagan de la manera maacutes honesta posible ya que esto les permitiraacute evitar cometer los errores anteriores y mejorar la calidad de este nuevo proyecto siempre buscando que todos los integrantes del equipo tengan una participacioacuten activaValoracioacuten del desempentildeobull Reconoce aciertos y errores en la planeacioacuten y ejecucioacuten del proyecto anteriorTodas las actividades que llevamos a cabo son tarde o temprano evaluadas En la mayoriacutea de las ocasiones la evaluacioacuten la realizamos nosotros mismos pero hay momentos en los que la hace alguien maacutes Es el caso del trabajo cientiacutefico que es evaluado por expertos que determinan si lo que se ha hecho cumple con los criterios y paraacutemetros teacutecnicos establecidos inicialmenteAutoevaluacioacutenEn el curso anterior de Ciencias trabajaste varios proyectos y durante el primer bimestre de este curso tuviste oportunidad de desarrollar uno maacutes tambieacuten hiciste ya un ejercicio de autocriacutetica y valoraste tu trabajo y el de tus compantildeeros de equipoLa experiencia que ya tienes en el trabajo por proyectos te permite reconocer con claridad los detalles que hacen que un proyecto se lleve a cabo con eacutexito o por el contrario que no llegue a buen teacuterminoPor eso ahora te proponemos que nuevamente te reuacutenas con los compantildeeros que formaron parte de tu equipo de trabajo durante el primer bimestre y juntos evaluacuteen su desempentildeo y los resultados de su proyecto El objetivo es que identifiquen los aciertos y los errores que como equipo tuvieron al momento de desarrollar su proyecto Realizar una evaluacioacuten de este tipo no

es sencillo pues lo que se examina es el trabajo hecho por uno mismo y por personas que conocemos el que haya una

vinculacioacuten o relacioacuten directa con el proyecto y quienes lo hicieron puede afectar la objetividad con la que se realiza la

evaluacioacuten Sin embargo por esa misma razoacuten hacer la evaluacioacuten es muy importantePara que este ejercicio resulte maacutes sencillo a continuacioacuten les presentamos algunas preguntas de las que pueden partir para hacer su evaluacioacuten1 Por evaluar creatividad y originalidada) iquestCoacutemo plantearon el problema en el que basaron su proyectob) Si los hubo iquestcoacutemo idearon sus experimentosc) iquestLos resultados de su proyecto llevaron a la creacioacuten de nuevos objetos o instrumentosd) iquestLa presentacioacuten de los resultados fue igual que la de otros equipos2 Por evaluar coherenciaa) iquestLos resultados sostuvieron o refutaron la hipoacutetesis planteadab) iquestLa informacioacuten era adecuada y estaba completac) iquestHubo relacioacuten entre todas y cada una de las fases del proyecto3 Por evaluar claridada) iquestSu reporte era claro y preciso iquestTeniacutea secciones identificablesb) iquestDesarrollaron de manera loacutegica sencilla y ordenada los contenidos importantes del proyectoc) iquestLos resultados eran claros comprensibles para cualquiera

Lo que sigueDespueacutes de llevar a cabo el ejercicio de autoevaluacioacuten e identificar sus aciertos y errores es momento de organizarse nuevamente con otros compantildeeros para realizar el proyecto de este bimestreLa valoracioacuten que hicieron en el primer bimestre la autoevaluacioacuten efectuada en eacuteste asiacute como la experiencia obtenida hasta ahora en el trabajo por proyectos los ayudaraacute a planear raacutepidamente su trabajo A continuacioacuten encontraraacuten un ejemplo de organizador que quizaacute les sea de utilidad al momento de hacerlo sin embargo ustedes pueden decidir coacutemo les conviene organizarseRecuerden tambieacuten que a lo largo del bimestre les presentamos una seccioacuten titulada ldquoMi proyecto semana a semanardquo en la que se describen las tareas a cumplir semanalmente para llegar al final del bimestre con el proyecto terminado

ActividadesTiemp

oFase 1 Planeacioacuten del proyecto

Integren nuevos equipos de trabajo y elijan un tema Planteen algunas preguntas acerca de su tema Decidan queacute tipo de proyecto trabajaraacuten y cuaacuteles seraacuten

sus objetivos

dos horas

Fase 2 Organizacioacuten del proyecto Especifiquen cuaacuteles seraacuten las tareas y responsabilidades

de los integrantes del equipo Elaboren su cronograma y establezcan liacutemites de tiempo Dependiendo del tipo de proyecto que eligieron acuerden

queacute presupuesto destinaraacuten para conseguir el material que necesitaraacuten para llevarlo a cabo

tres horas

Fase 3 Investigacioacuten Comiencen la investigacioacuten documental ademaacutes de

revisar libros revistas diarios y paacuteginas en Internet recurran a videotecas museos etceacutetera

Organicen la informacioacuten que obtengan usen fichas de trabajo fichas bibliograacuteficas resuacutemenes tablas y esquemas

dos semana

s

Fase 4 Experimentacioacuten observacioacuten y anaacutelisis De acuerdo con el tema y tipo de proyecto que hayan

elegido realicen los experimentos que consideren necesarios

Observen y registren los resultados de sus experimentos organicen la informacioacuten de sus encuestas o describan coacutemo llevan a cabo la construccioacuten de su dispositivo seguacuten sea el caso

Analicen su informacioacuten relacionen sus resultados con las respuestas que se plantearon al inicio y escriban sus conclusiones

una semana

Fase 5 Preparacioacuten y redaccioacuten del informe Redacten su informe final y organicen la presentacioacuten de

sus resultados elaboren los graacuteficos maquetas modelos o prototipos que vayan a usar durante su presentacioacuten

una semana

Fase 6 Presentacioacuten de resultados Presenten al grupo los resultados de su proyecto

una semana

Mi proyecto semana a semanaSEMANA 1Fases 1 y 21048652 Formen los equipos de trabajo y comenten los resultados de su autoevaluacioacuten1048652 Elijan un tema para el proyecto de este bimestre y redacten las preguntas que responderaacuten en su proyecto1048652 Definan sus objetivos de trabajo y las actividades que realizaraacute cada quienSEMANA 2Fases 1 y 21048652 Realicen la investigacioacuten documental si tienen oportunidad entrevisten a alguacuten investigador o experto en el tema de su proyecto1048652 Registren la informacioacuten que obtengan una opcioacuten para hacerlo es elaborar una bitaacutecora que tendraacute a cargo alguno de los integrantes de su equipoSEMANA 3Fase 3Continuacuteen la investigacioacuten documentalComiencen a redactar un reporte preliminar esto los ayudaraacute a organizar su informacioacuten y averiguar si hay dudas que resolverSEMANA 4Fase 41048652 Efectuacuteen sus experimentos o aquellas actividades de campo que se plantearon1048652 Registren en todo momento sus observaciones y los resultados que vayan obteniendo1048652 Comiencen a planear la presentacioacuten de su informe frente al grupoSEMANA 5Fase 51048652 Organicen la informacioacuten que obtuvieron y comiencen a resumir integrar y analizar Con ayuda de la versioacuten preliminar redacten su reporte final No olviden incluir iacutendice presentacioacuten introduccioacuten conclusiones y bibliografiacutea1048652 Comiencen a preparar la presentacioacuten de sus resultadosSEMANA 6Fase 61048652 Es momento de presentar los resultados de su proyecto Utilicen carteles mapas conceptuales graacuteficas folletos o cualquier apoyo auditivo o visual que ayude a la comprensioacuten de los resultados de su proyecto Comiencen a preparar la presentacioacuten de sus resultados

______________________________docente

______________________________Vo Bo

a) El bloque no se moveraacuteb) El bloque se moveraacute si la magnitud de la fuerza es lo suficientemente grandec) El bloque se moveraacute con velocidad constanted) El bloque se aceleraraacute

Supongamos que realizamos un experimento con el bloque de arriba variando la fuerza aplicada y observando su movimiento El bloque siempre se aceleraraacute Las aceleraciones producidas por varias fuerzas estaacuten dadas en la tabla siguiente

F (N)a

(ms2)20 2

40 4

60 6

80 8

100 10120 12

Describe que relacioacuten observas entre la fuerza aplicada y la aceleracioacuten producida ________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________iquestCuaacutel seraacute la aceleracioacuten producida si la fuerza aplicada es de 200 newtons _________________________iquestCuaacutel seraacute la aceleracioacuten producida si la fuerza aplicada es de 10 newtons __________________________iquestCuaacutel es el valor de la masa del bloque con la que se hizo este experimento ___________kg ____________

Supoacuten ahora que se realiza el experimento anterior pero con otro bloque distinto variando la fuerza aplicada y observando su movimiento Los valores de la aceleracioacuten producida por varias fuerzas estaacuten dadas en la tabla siguiente

F (N) a (ms2)

20 05

40 1

60 15

80 2

100 25120 3

Describe que relacioacuten observas entre la fuerza aplicada y la aceleracioacuten producida _______________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________iquestCuaacutel seraacute la aceleracioacuten producida si la fuerza aplicada es de 200 newtons ______________________iquestCuaacutel seraacute la aceleracioacuten producida si la fuerza aplicada es de 10 newtons _______________________Compara las aceleraciones producidas de este experimento con el anterior iquestSon mayores o menores ________________ De acuerdo a esto iquestes mayor o menor la masa del bloque utilizado en este experimento relativa al anterior ______________________iquestCuaacutel es el valor de la masa del bloque de este experimento ______________ kgDos formas equivalentes de escribir la segunda ley de Newton son las siguientes m=Fa y a=FmEn cada uno de los dos experimentos de arriba1 Usa la primera forma para obtener la masa del bloque que se usoacute en ese experimento2 Usa la segunda forma y la masa obtenida para verificar los valores de la aceleracioacuten dados en las tablas para cada una de las 6 fuerzas aplicadasDescribe con tus propias palabras lo que significa la segunda ley de NewtonDiscutir sus ideas con el resto del grupoActividad 5iexclLas fuerzas vienen en parejas Tiempo estimado 20 minEn el anaacutelisis de las fuerzas de accioacuten y de reaccioacuten primero se tiene que identificar la interaccioacuten Por ejemplo un objeto A interactuacutea con otro objeto B Las fuerzas de accioacuten y de reaccioacuten se pueden expresar entonces de la siguiente manera

Accioacuten El objeto A ejerce una fuerza sobre el objeto BReaccioacuten El objeto B ejerce una fuerza sobre el objeto A

Es necesario orientar a los alumnos que comprendan que al expresar ltltaccioacutenltlt y ltltreaccioacutengtgt son arbitrarios y pueden asignarse a cualquiera de ambas fuerzas indistintamente Es conveniente sentildealar que ambas fuerzas actuacutean sobre cuerpos diferentesIdeas previasLos teacuterminos ltltaccioacutengtgty ltltreaccioacutengtgt implican una secuencia temporal en las relaciones de causa y efecto mientras que las dos fuerzas a las que se refiere la ley aparecen simultaacuteneamente en una misma interaccioacuten Existe tambieacuten la posibilidad de que los alumnos confundan algunas situaciones con la condicioacuten de equilibrioLos alumnos creen que las fuerzas no surgen en la interaccioacuten entre los cuerpos sino que son una propiedad o caracteriacutestica que algunos cuerpos poseen Al no considerar los alumnos la reciprocidad de la interaccioacuten se produce una mala interpretacioacuten del principio que conduce a los siguientes erroresGeneralmente soacutelo identifican una de las fuerzas de la pareja que existen en toda interaccioacutenCuando expliacutecitamente se les solicita las dos fuerzas que intervienen en una interaccioacuten es frecuente que las dos las consideren aplicadas en el mismo cuerpoAl no ver la pareja de fuerzas como la expresioacuten de la misma interaccioacuten a veces consideran que cada una tiene un valor diferente dependiendo eacuteste de otras magnitudes como la masa carga etc1

Presentar el siguiente dibujo en el pizarroacuten y que los alumnos a manera de lluvia de ideas puedan identificar las fuerzas de accioacuten y de reaccioacuten que se encuentran en interaccioacuten en el sistema

iexclAccioacuten ndash reaccioacuten Tiempo estimado 50 minSe sugiere presentar a los alumnos las siguientes situaciones para favorecer la reestructuracioacuten y construccioacuten de los conceptos que se han analizadoFormar equipos de 4 a 5 alumnos y distribuir a cada equipo una situacioacuten diferente

1 Observar la siguiente figura e identificar las fuerzas que interaccionan en el sistema Registrar los datos en la siguiente tabla

Interaccioacuten Accioacuten Reaccioacuten

Nintildeo - pisoEl piso empuja al nintildeo esto evita que se hunda

Atraccioacuten gravitacionalNintildeo - tierra

Nintildeo -cuerda La cuerda jala la mano del nintildeoCuerda - globo

Globo - aire

Globo - tierra

2 iquestCoacutemo seraacute la fuerza que la caja A ejerce sobre la B comparada con la que ejerce la caja B sobre la AA A ejerce una fuerza mayorB Las fuerzas son iguales

C B ejerce una fuerza mayor

Orientaciones didaacutecticasSe proporcionan algunas respuestas de los alumnos que han dado con respecto a la aplicacioacuten de estas situaciones en investigaciones didaacutecticas para que sirva de antecedente en la orientacioacuten del contenido de tercera ley de Newtona) El uacutenico factor que consideran es la masa esteacute el sistema en reposo con velocidad constante o con aceleracioacuten constante La

caja de mayor masa es la que ejerce una mayor fuerzab) Cuando el sistema estaacute en reposo las fuerzas son iguales pero cuando el sistema se mueve el bloque de mayor masa ejerce

la mayor fuerzac) En reposo las fuerzas son iguales Cuando se estaacuten moviendo el bloque que ltltcausagtgt el movimiento (tira o empuja) ejerce

la fuerza mayord) El reposo y el movimiento con velocidad constante son igual las fuerzas pero para los sistemas acelerados el que tiene

mayor masa ejerce una fuerza mayore) El reposo y el movimiento con velocidad constante las fuerzas son iguales pero para los sistemas acelerados la caja

ltltcausagtgt (idem a c) el movimiento ejerce la mayor fuerzaLos errores que se presenta tienen mayor porcentaje en sus respuestas acerca de Respuestas donde se aplica la segunda ley para responder la pregunta Realizan anaacutelisis parciales de los fenoacutemenos y por lo tanto elaboran conclusiones equivocadas

3 Observa los siguientes dibujos que representan una competencia de tiro de cuerda Las personas a la izquierda estaacuten ganando Los tamantildeos de las flechas representan los valores de las fuerzas iquestQueacute dibujo expresa la situacioacuten que se planteaOrientaciones didaacutecticasEn esta situacioacuten que se presenta los alumnos prefieren los dibujos B y C En ambos casos suponen que la fuerza ejercida por las personas de la izquierda es mayor y se deciden por una u otra situacioacuten seguacuten creen que la fuerza que hace la persona estaacute representada por el vector aplicado en ellos (eligen C o por el vector aplicado en la otra persona (eligen D) Se olvidan en considerar el efecto d el rozamiento que es lo que explica la victoria de un equipo u otro

4 iquestPor queacute el choque de un baloacuten en un cristal no lo rompe Explica la interaccioacuten de las fuerzas

Orientaciones didaacutecticasLos alumnos presentan una dificultad para admitir la igualdad de las fuerzas presentes en una interaccioacuten se encuentra en la confusioacuten entre las fuerzas y sus efectos Se fijan soacutelo en los rasgos maacutes evidentes perceptibles cuando los efectos que experimentan cada uno de los cuerpos son muy diferentes lo interpretan como consecuencia de una desigualdad de las causas las fuerzas Son bastantes los alumnos que admiten la posibilidad de ambas fuerzas interaccionan pero en el caso de que el baloacuten rompa el cristal su explicacioacuten es que la fuerza del baloacuten es mayor que la del cristalSolicitar a los alumnos que elijan un representante del equipo y expongan ante los demaacutes compantildeeros sus argumentos con respecto a sus respuestas de la situacioacutenElaborar conclusiones con respecto a la correcta descripcioacuten de fenoacutemenos con respecto a los cambios del movimiento en funcioacuten de la accioacuten de las fuerzasActividad 6 Tiempo estimado 40 miniexclSobre hombros de GigantesRealizar una lectura comentada acerca de los trabajos de Newton en el estudio del movimiento de los cuerposCinemaacutetica y Dinaacutemica 3Debido al eacutexito con el que Galileo investigoacute muchos temas especiales de la mecaacutenica y desarrolloacute esquemas efectivos para explicar coacutemo se mueven los objetos (cinemaacutetica) Newton pudo dirigir su atencioacuten a la cuestioacuten de por queacute los objetos se mueven como lo hacen (dinaacutemica) En su trabajo sobre mecaacutenica Newton adopta un meacutetodo consistente regido por determinadas reglas

1 Asumir la menor cantidad de causas posibles al explicar un fenoacutemeno particular2 Relacionar tan completamente como sea posibles efectos anaacutelogos a la misma causa3 Extender a todos los cuerpos las propiedades sobre las que es posible efectuar experimentos4 Considerar como vaacutelida toda propuesta obtenida por induccioacuten de fenoacutemenos observados hasta que se observe un

nuevo fenoacutemeno que contradiga o limite dicha propuestaLa tarea esencial que Newton enfrentaba era la de sistematizar gran cantidad de conocimientos acumulados que todaviacutea teniacutean caraacutecter fragmentario y confuso Se ha sugerido que Newton enfrentoacute en la mecaacutenica el mismo tipo de problema que Pascal en la hidrostaacutetica que al enunciar un solo principio universal (la igualdad de la presioacuten en todas direcciones desde cualquier punto de un liacutequido) triunfoacute al sistema tizar toda una rama de la ciencia No obstante el problema de Newton en mecaacutenica era sin duda maacutes difiacutecil debido a la generalidad mucho mayor de su materiaComo hemos visto los cientiacuteficos desde tiempos remotos han especulado sobre el movimiento bajo la influencia de fuerzas internas o externas Para hacer eso fue necesario emplear una terminologiacutea especializada En la actualidad una de las dificultades que los fiacutesicos enfrentan constantemente es que esa rama de la ciencia maacutes que ninguna otra utiliza teacuterminos del lenguaje diario Esto puede ocasionar una falsa sensacioacuten de confianza en la claridad del significado que se da a los teacuterminos (soacutelo hay que pensar en la diferencia de significado que se da a hoy en diacutea a palabras como velocidad potencia y energiacutea cuando se usan estrictamente en fiacutesica o maacutes ampliamente en lenguaje comuacuten) Algunas palabras de uso frecuente como gravedad fuerza resistencia tendencia iacutempetu cantidad de movimiento entre otras fueron usadas en las especulaciones iniciales sobre el movimiento y luego resultaron insuficientemente definidas para ser de utilidad en discusiones cientiacuteficasAsiacute una de las tareas importantes de Newton fue tratar de poner cierto orden en el caos de terminologiacutea Tal vez lo mejor

hubiera sido romper con todo lo anterior y establecer un conjunto de teacuterminos completamente nuevos que no fueran de uso comuacuten Sin embargo esto nunca es faacutecil porque cualquier reformador o revolucionario que desea reorganizar un sistema ha sido educado dentro del mismo y no puede evitar estar influido por su terminologiacutea y conceptosNadie es lo suficientemente radical en la reformulacioacuten y se tiende a conservar las cosas maacutes conocidas que con frecuencia son precisamente las que maacutes necesitan cambiarseParticularmente en el caso de la terminologiacutea las peores confusiones surgen cuando se utilizan teacuterminos viejos para ideas nuevasPodriacutea decirse que en un sentido Newton no teniacutea la personalidad cientiacutefica ideal para triunfar completamente en esta tarea particular Teniacutea una mente excepcional de creatividad brillante que podiacutea formular pruebas elegantes y originales sobre una gran gama de temas pero no era muy adecuada para el trabajo paciente requerido para axiomatizar un tema y a veces sus escritos no definiacutean los teacuterminos con cuidado Sin embargo su sistema axiomaacutetico5 aportoacute aquello que siempre habiacutea faltado en la mecaacutenica antigua y asiacute logroacute establecer bases firmes para desarrollos futuros Auacuten maacutes es importante observar que la axiomatizacioacuten aunque vital para colocar los cimientos es soacutelo un aspecto de la contribucioacuten que puede hacer un genio hacia el desarrollo de su materia La eficacia de los meacutetodos concebidos que pueden representarse como la construccioacuten de la superestructura tambieacuten debe considerarse En esta aacuterea no puede dudarse del genio universal de Newton

Leyes de movimiento de NewtonEl esquema de Newton para la dinaacutemica se resume en sus tres leyes del movimiento En la primera ley se llega finalmente a una comprensioacuten cualitativa satisfactoria de la inercia (tendencia de un objeto a mantener su estado de reposo o movimiento uniforme en liacutenea recta) como propiedad baacutesica inherente a todos los objetosSe trata de una ley del todo general que destaca el hecho de que un solo esquema es aplicable al movimiento en cualquier lugar del universo Es la primera vez en la historia de la fiacutesica donde no se hace distincioacuten entre los dominios terrestre y celesteEn la segunda ley se alcanza por fin una explicacioacuten de la aceleracioacuten y una relacioacuten cuantitativa entre inercia y fuerza [Es interesante recordar que Newton no expresoacute esto como F = ma =(dvdt) sino esencialmente en la forma FDt = mDv o sea que habloacute de cambio de movimiento (= momento) y lo relacionoacute con el valor de fuerza por tiempo]La tercera ley de Newton era muy original y completaba su tratamiento general del concepto de fuerza al explicar que a toda fuerza corresponde una reacuteplica ideacutentica Como consecuencia resulta que una partiacutecula solitaria no puede por siacute sola ejercer ni experimentar fuerza alguna Las fuerzas surgen soacutelo de la interaccioacuten de dos entidades Se puede llamar a una fuerza accioacuten y a la otra reaccioacuten pero el nombrar es arbitrario La relacioacuten es la misma que la del creacutedito y el deacutebito uno es imposible sin el otro Accioacuten y reaccioacuten son de igual magnitud pero de direccioacuten opuesta Cualquier conexioacuten causal que introduzcamos seraacute artificial Lo maacutes importante es que suceden respectivamente a dos entidades diferentesElaborar individualmente sus conclusiones con respecto a las aportaciones de Newton para el desarrollo de la cienciaSecuencia Didaacutectica Cierre Tiempo Recursos

DidaacutecticosActividad de cierre 7 Tiempo estimado 60 miniexclQue las fuerzas me acompantildeenFormar equipos de 4 a 5 integrantes Analizar las situaciones y contestar las preguntas que se plantean dando argumentaciones con base en las Leyes de Newton que se han trabajado en la secuencia

Cuando se encuentran en reposo iquestde queacute forma se aplican fuerza los patinadores para comenzar a moverse iquestEs correcto decir que entre maacutes raacutepido vayan los patinadores maacutes fuerza tienen iquestPor queacute se detienen raacutepidamente al inclinar el patiacuten Expliacutecalo en teacuterminos de la friccioacuten Si le llamamos accioacuten al hecho de que el patinador se impulsa del piso para moverse hacia adelante iquestcuaacutel es la reaccioacuten iquestQueacute trayectoria seguiriacutean los patinadores si dejan de impulsarse y mantienen recto los patines iquestQueacute le sucederiacutea a la velocidad de los patinadores sin que exista ninguacuten tipo de impulso y la friccioacuten con el piso

disminuyera al miacutenimo Observa los pies y las piernas de los patinadores cuando dan vuelta iquestqueacute les sucede Si el patinador quisiera acelerarse maacutes iquestqueacute debe hacer con sus piernas Elaborar sus conclusiones acerca de las leyes de Newton en nuestras actividades cotidianasElevadorIntegra tus conocimientos para dar respuesta a las situaciones que se planteanRodrigo estaacute parado sobre una baacutescula dentro de un elevador Su masa de 100 kilogramosEncuentre su peso aparente en las siguientes situaciones

I El elevador estaacute en reposoII El elevador se mueve hacia arriba con velocidad constante

III El elevador se mueve hacia abajo con velocidad constanteIV El elevador se mueve hacia arriba con una aceleracioacuten de 49 ms2V El elevador se mueve hacia arriba con una aceleracioacuten de 98 ms2

VI El elevador se mueve hacia abajo con una aceleracioacuten de 49 ms2VII El elevador se mueve hacia abajo con una aceleracioacuten de 98 ms2

Orientaciones didaacutecticasSolucioacuten al problema para guiar al alumno en el procedimiento que tiene que realizarHay que considerar las fuerzas que actuacutean sobre Rodrigo su peso P=mg que es la fuerza que la Tierra ejerce sobre eacutel y Fb la fuerza que ejerce la baacutescula sobre eacutelLa fuerza que Rodrigo ejerce sobre la baacutescula tiene la misma magnitud que Fb pero apunta en la direccioacuten contraria como se puede ver la figura Esta fuerza es la que Rodrigo lee en la escala de la baacutescula y es su peso aparenteSe tomaraacute como direccioacuten positiva la que apunta hacia arriba De esta manera la magnitud de la fuerza neta que actuacutea sobre Rodrigo es

F neta = Fb ndash PF neta = Fb ndash mg

La segunda ley de Newton nos dice queF neta = ma

Entonces en las situaciones (i) (ii) y (iii) comoma = F neta = 0

por lo que 0 = F b ndashmg

Fb = mgEn estas tres situaciones como el elevador no estaacute en movimiento acelerado el peso aparente de Rodrigo es igual a su peso real

F b = (100 kg) (98 ms2)Fb = 980 N

En la situacioacuten (iv) tenemos una aceleracioacuten hacia arriba de a = 49 ms2 al usar la segunda ley de Newton F neta = ma = (100 kg) (49 ms2)Entonces

(100 kg) (49 ms2) = Fb ndash (100 kg) (98 ms2)De donde

Fb = 490 N + 980 N = 1470 NEl peso de Rodrigo es de 1470 NEn (v) cuando la aceleracioacuten del elevador es 98 ms2 hacia arriba

F neta = (100 kg) (98 ms2) = 980 N y 980 N = F b ndash P980 N = Fb ndash (100 kg) (98 ms2)

Fb = 980 N + 980 N = 1960 NEn este caso el peso aparente de Rodrigo es el doble de su peso realEn (vi) la aceleracioacuten del elevador es de 49 ms2 hacia abajo a= 49 ms 2Usando la segunda ley de Newton como en las situaciones anteriores

F b ndash P = F neta = (100 kg) (-49 ms2)Fb = -490 N + 980 N

Fb = 490 NY el peso aparente de Rodrigo es la mitad de su peso real Finalmente en (vii) cuando el elevador tiene una aceleracioacuten hacia debajo de 98 ms2 a = -98 ms2Usando nuevamente la segunda ley de Newton

Fb ndash P = (100 kg) (98 ms2) = -980 NFb = 980 N + (-980 N) = 0 N

Y iexclel peso aparente de Rodrigo es ceroiexclLa paradoja del burroExpresa los argumentos para dar solucioacuten a la paradoja y elabora el sistema de fuerzas que estaacute presenteHabiacutea una vez un burro muy flojo que utilizando sus supuestos conocimientos de fiacutesica no queriacutea jalar la carretaEl burro le deciacutea a su duentildeo-iquestPara queacute quieres que jale la carreta si seguacuten la tercera ley de Newton a toda accioacuten corresponde una fuerza de reaccioacuten de igual magnitud pero de sentido contrario Si yo jalo la carreta con cierta fuerza seguacuten lo que afirma la tercera ley la carreta me jalaraacute a miacute con la misma fuerza pero en sentido contrario De manera que iquestpara queacute jalo la carreta si a miacute deciacutea el burro me va a jalar eacutesta con la misma fuerza y asiacute no voy a avanzar

OrientacionesSolucioacuten a la paradojaEfectivamente si se jala con cierta fuerza la carreta es la Tierra la que aporta la reaccioacuten con una fuerza igual pero de sentido contrarioCuando el burro jala la carreta ejerce una fuerza mayor Por ello cuando el sistema unido del burro y la carreta empuja con una fuerza hacia atraacutes la Tierra a traveacutes de la friccioacuten responde con una fuerza hacia delante que permite que avance el burro con la

carretaPero ademaacutes de resolver la paradoja debe sentildealarse que el otro factor que entra en juego es la friccioacutenPara poder caminar nuestro pie ejerce una fuerza hacia atraacutes sobre el suelo de la Tierra gracias a la friccioacuten de la suela de nuestro zapato con el suelo y la Tierra responde con una fuerza de reaccioacuten hacia delante de igual magnitud que nos permite avanzar Si hicieacuteramos lo mismo en aceite para reducir la fuerza de friccioacuten inmediatamente nos caeriacuteamos Por ello ademaacutes de la tercera ley deNewton lo que permite que podamos caminar es la fuerza de friccioacuten iexclCoacutemo nos podemos desplazar cuando no hay friccioacutenSolicitar a los alumnos que elaboren un escrito en doacutende expresen la importancia de considerar las leyes de Newton para dar explicacioacuten a situaciones de la vida diaria y no caer en mentiras de magia Comentar su opinioacuten a los demaacutes compantildeeros

PRAacuteCTICA DE LABORATORIONombre De La Praacutectica De Laboratorio

Propoacutesitos

Contenidos De Vinculacioacuten Con Otras Asignaturas Ejes Temaacuteticos Transversales

Aspectos a Evaluar

Instrumentos De Evaluacioacuten Empleados

PLANEACIOacuteN DEL TRABAJO POR PROYECTO

Nombre del Proyecto iquestCoacutemo se relacionan el movimiento y la fuerza con la importancia del uso del cinturoacuten de seguridad para quienes viajan en algunos transportes

Aprendizajes Esperados

bull Plantea preguntas o hipoacutetesis para responder a la situacioacuten de su intereacutes relacionada con el movimiento las fuerzas o la energiacutea Fase

( ) Planeacioacuten( ) Desarrollo( ) Comunicacioacuten( ) Evaluacioacuten

Ndeg Sesiones Por Semana

Nombre De Los Equipos Participantes

Estrategias Didaacutecticas A Desarrollar

Producto De La Semana Aspectos A Evaluar

Observaciones

PROYECTO SEMANA A SEMANA

En el transcurso del bimestreOrganizador del proyecto del bloque 2SEMANA 1 Evaluar su desempentildeo formar equipos y planear el trabajoSEMANA 2 Llevar a cabo la investigacioacuten documentalSEMANA 3 Terminar la investigacioacuten y organizar la informacioacuten obtenidaSEMANA 4 Experimentar construir entrevistar comprobar de acuerdo con el tipo de proyecto que se haya elegidoSEMANA 5 Analizar la informacioacuten obtenida y preparar tanto reporte como presentacioacutenSEMANA 6 Exposicioacuten de resultados

Podriacutea pedir a los alumnos que investiguen en el campo de la medicina de que forma la fiacutesica ha contribuido a mejorar la salud de las personasPodriacutea mencionarles la importancia de los rayos X de la construccioacuten de proacutetesis entre muchas otras

La Fiacutesica en el mundohellipDe la astronomiacutea La energiacutea de las estrellas se genera mediante reacciones que tienen lugar en su nuacutecleoAsiacute es como el Sol produce la energiacutea que radia hacia el espacio y llega a la Tierra La presioacuten debida a la radiacioacuten y a los productos de esas reacciones de las que hablamos tiende a expandir a la estrella pero la fuerza de gravedad a contraerla En las estrellas como el Sol la fuerza de gravedad y la presioacuten de radiacioacuten estaacuten en equilibrioSin embargo al cabo de cierto tiempo las fuerzas de presioacuten llegan a superar a las fuerzas gravitatorias y las estrellas aumentan de tamantildeo convirtieacutendose en gigantes rojas Finalmente luego de millones de antildeos el agotamiento de la energiacutea de las estrellas provoca la supremaciacutea de las fuerzas gravitatorias y eacutestas se contraen convirtieacutendose en enanas blancas Eacuteste es tambieacuten el destino del Sol

Del desarrollo sustentable La energiacutea eoacutelica se ha convertido en una competitiva forma de generar electricidad limpia pues basta una suave brisa para generarla En los casi 30 antildeos que llevan de existencia los molinos que transforman la fuerza del viento en electricidad han evolucionado notablementeSu potencia ha crecido hasta los 1 500 kW lo que significa que uno solo de esos molinos es capaz de abastecer energiacutea a un pueblo de 4 000 habitantesAdemaacutes se estaacuten desarrollando nuevos molinos que puedan funcionar con vientos muy suaves lo que permite que se utilicen en zonas en las que antes tal vez no era posible instalarlos porque el viento es escasoActualmente hay aparatos que funcionan con un viento de apenas 12 kmh y contra lo que podriacutea suponerse se detienen cuando el viento supera los 90 kmh porque podriacutean dantildearse Despueacutes de todo para que los molinos funcionen lo importante no es que el viento sea fuerte sino que sea constante

De la arqueologiacutea Los arqueoacutelogos han descubierto recientemente que las estructuras arquitectoacutenicas que estaacuten bajo tierra provocan leves desviaciones del campo magneacutetico terrestre Aprovechando este fenoacutemeno ahora pueden ldquoviajar al pasadordquo equipados con magnetoacutemetros muy precisos que como si fueran bruacutejulas les indican el camino sin necesidad de hacer excavacionesUno de los primeros hallazgos realizados mediante este sistema han sido las murallas de la miacutetica ciudad de Troya ante las cuales se desarrolloacute la guerra que Homero describioacute en La Iliacuteada

SEMANA 1Mejorar el trabajo por proyectosIndicar a los alumnos que es necesario que al contestar las preguntas sugeridas en esta paacutegina lo hagan de la manera maacutes honesta posible ya que esto les permitiraacute evitar cometer los errores anteriores y mejorar la calidad de este nuevo proyecto siempre buscando que todos los integrantes del equipo tengan una participacioacuten activaValoracioacuten del desempentildeobull Reconoce aciertos y errores en la planeacioacuten y ejecucioacuten del proyecto anteriorTodas las actividades que llevamos a cabo son tarde o temprano evaluadas En la mayoriacutea de las ocasiones la evaluacioacuten la realizamos nosotros mismos pero hay momentos en los que la hace alguien maacutes Es el caso del trabajo cientiacutefico que es evaluado por expertos que determinan si lo que se ha hecho cumple con los criterios y paraacutemetros teacutecnicos establecidos inicialmenteAutoevaluacioacutenEn el curso anterior de Ciencias trabajaste varios proyectos y durante el primer bimestre de este curso tuviste oportunidad de desarrollar uno maacutes tambieacuten hiciste ya un ejercicio de autocriacutetica y valoraste tu trabajo y el de tus compantildeeros de equipoLa experiencia que ya tienes en el trabajo por proyectos te permite reconocer con claridad los detalles que hacen que un proyecto se lleve a cabo con eacutexito o por el contrario que no llegue a buen teacuterminoPor eso ahora te proponemos que nuevamente te reuacutenas con los compantildeeros que formaron parte de tu equipo de trabajo durante el primer bimestre y juntos evaluacuteen su desempentildeo y los resultados de su proyecto El objetivo es que identifiquen los aciertos y los errores que como equipo tuvieron al momento de desarrollar su proyecto Realizar una evaluacioacuten de este tipo no

es sencillo pues lo que se examina es el trabajo hecho por uno mismo y por personas que conocemos el que haya una

vinculacioacuten o relacioacuten directa con el proyecto y quienes lo hicieron puede afectar la objetividad con la que se realiza la

evaluacioacuten Sin embargo por esa misma razoacuten hacer la evaluacioacuten es muy importantePara que este ejercicio resulte maacutes sencillo a continuacioacuten les presentamos algunas preguntas de las que pueden partir para hacer su evaluacioacuten1 Por evaluar creatividad y originalidada) iquestCoacutemo plantearon el problema en el que basaron su proyectob) Si los hubo iquestcoacutemo idearon sus experimentosc) iquestLos resultados de su proyecto llevaron a la creacioacuten de nuevos objetos o instrumentosd) iquestLa presentacioacuten de los resultados fue igual que la de otros equipos2 Por evaluar coherenciaa) iquestLos resultados sostuvieron o refutaron la hipoacutetesis planteadab) iquestLa informacioacuten era adecuada y estaba completac) iquestHubo relacioacuten entre todas y cada una de las fases del proyecto3 Por evaluar claridada) iquestSu reporte era claro y preciso iquestTeniacutea secciones identificablesb) iquestDesarrollaron de manera loacutegica sencilla y ordenada los contenidos importantes del proyectoc) iquestLos resultados eran claros comprensibles para cualquiera

Lo que sigueDespueacutes de llevar a cabo el ejercicio de autoevaluacioacuten e identificar sus aciertos y errores es momento de organizarse nuevamente con otros compantildeeros para realizar el proyecto de este bimestreLa valoracioacuten que hicieron en el primer bimestre la autoevaluacioacuten efectuada en eacuteste asiacute como la experiencia obtenida hasta ahora en el trabajo por proyectos los ayudaraacute a planear raacutepidamente su trabajo A continuacioacuten encontraraacuten un ejemplo de organizador que quizaacute les sea de utilidad al momento de hacerlo sin embargo ustedes pueden decidir coacutemo les conviene organizarseRecuerden tambieacuten que a lo largo del bimestre les presentamos una seccioacuten titulada ldquoMi proyecto semana a semanardquo en la que se describen las tareas a cumplir semanalmente para llegar al final del bimestre con el proyecto terminado

ActividadesTiemp

oFase 1 Planeacioacuten del proyecto

Integren nuevos equipos de trabajo y elijan un tema Planteen algunas preguntas acerca de su tema Decidan queacute tipo de proyecto trabajaraacuten y cuaacuteles seraacuten

sus objetivos

dos horas

Fase 2 Organizacioacuten del proyecto Especifiquen cuaacuteles seraacuten las tareas y responsabilidades

de los integrantes del equipo Elaboren su cronograma y establezcan liacutemites de tiempo Dependiendo del tipo de proyecto que eligieron acuerden

queacute presupuesto destinaraacuten para conseguir el material que necesitaraacuten para llevarlo a cabo

tres horas

Fase 3 Investigacioacuten Comiencen la investigacioacuten documental ademaacutes de

revisar libros revistas diarios y paacuteginas en Internet recurran a videotecas museos etceacutetera

Organicen la informacioacuten que obtengan usen fichas de trabajo fichas bibliograacuteficas resuacutemenes tablas y esquemas

dos semana

s

Fase 4 Experimentacioacuten observacioacuten y anaacutelisis De acuerdo con el tema y tipo de proyecto que hayan

elegido realicen los experimentos que consideren necesarios

Observen y registren los resultados de sus experimentos organicen la informacioacuten de sus encuestas o describan coacutemo llevan a cabo la construccioacuten de su dispositivo seguacuten sea el caso

Analicen su informacioacuten relacionen sus resultados con las respuestas que se plantearon al inicio y escriban sus conclusiones

una semana

Fase 5 Preparacioacuten y redaccioacuten del informe Redacten su informe final y organicen la presentacioacuten de

sus resultados elaboren los graacuteficos maquetas modelos o prototipos que vayan a usar durante su presentacioacuten

una semana

Fase 6 Presentacioacuten de resultados Presenten al grupo los resultados de su proyecto

una semana

Mi proyecto semana a semanaSEMANA 1Fases 1 y 21048652 Formen los equipos de trabajo y comenten los resultados de su autoevaluacioacuten1048652 Elijan un tema para el proyecto de este bimestre y redacten las preguntas que responderaacuten en su proyecto1048652 Definan sus objetivos de trabajo y las actividades que realizaraacute cada quienSEMANA 2Fases 1 y 21048652 Realicen la investigacioacuten documental si tienen oportunidad entrevisten a alguacuten investigador o experto en el tema de su proyecto1048652 Registren la informacioacuten que obtengan una opcioacuten para hacerlo es elaborar una bitaacutecora que tendraacute a cargo alguno de los integrantes de su equipoSEMANA 3Fase 3Continuacuteen la investigacioacuten documentalComiencen a redactar un reporte preliminar esto los ayudaraacute a organizar su informacioacuten y averiguar si hay dudas que resolverSEMANA 4Fase 41048652 Efectuacuteen sus experimentos o aquellas actividades de campo que se plantearon1048652 Registren en todo momento sus observaciones y los resultados que vayan obteniendo1048652 Comiencen a planear la presentacioacuten de su informe frente al grupoSEMANA 5Fase 51048652 Organicen la informacioacuten que obtuvieron y comiencen a resumir integrar y analizar Con ayuda de la versioacuten preliminar redacten su reporte final No olviden incluir iacutendice presentacioacuten introduccioacuten conclusiones y bibliografiacutea1048652 Comiencen a preparar la presentacioacuten de sus resultadosSEMANA 6Fase 61048652 Es momento de presentar los resultados de su proyecto Utilicen carteles mapas conceptuales graacuteficas folletos o cualquier apoyo auditivo o visual que ayude a la comprensioacuten de los resultados de su proyecto Comiencen a preparar la presentacioacuten de sus resultados

______________________________docente

______________________________Vo Bo

Accioacuten El objeto A ejerce una fuerza sobre el objeto BReaccioacuten El objeto B ejerce una fuerza sobre el objeto A

Es necesario orientar a los alumnos que comprendan que al expresar ltltaccioacutenltlt y ltltreaccioacutengtgt son arbitrarios y pueden asignarse a cualquiera de ambas fuerzas indistintamente Es conveniente sentildealar que ambas fuerzas actuacutean sobre cuerpos diferentesIdeas previasLos teacuterminos ltltaccioacutengtgty ltltreaccioacutengtgt implican una secuencia temporal en las relaciones de causa y efecto mientras que las dos fuerzas a las que se refiere la ley aparecen simultaacuteneamente en una misma interaccioacuten Existe tambieacuten la posibilidad de que los alumnos confundan algunas situaciones con la condicioacuten de equilibrioLos alumnos creen que las fuerzas no surgen en la interaccioacuten entre los cuerpos sino que son una propiedad o caracteriacutestica que algunos cuerpos poseen Al no considerar los alumnos la reciprocidad de la interaccioacuten se produce una mala interpretacioacuten del principio que conduce a los siguientes erroresGeneralmente soacutelo identifican una de las fuerzas de la pareja que existen en toda interaccioacutenCuando expliacutecitamente se les solicita las dos fuerzas que intervienen en una interaccioacuten es frecuente que las dos las consideren aplicadas en el mismo cuerpoAl no ver la pareja de fuerzas como la expresioacuten de la misma interaccioacuten a veces consideran que cada una tiene un valor diferente dependiendo eacuteste de otras magnitudes como la masa carga etc1

Presentar el siguiente dibujo en el pizarroacuten y que los alumnos a manera de lluvia de ideas puedan identificar las fuerzas de accioacuten y de reaccioacuten que se encuentran en interaccioacuten en el sistema

iexclAccioacuten ndash reaccioacuten Tiempo estimado 50 minSe sugiere presentar a los alumnos las siguientes situaciones para favorecer la reestructuracioacuten y construccioacuten de los conceptos que se han analizadoFormar equipos de 4 a 5 alumnos y distribuir a cada equipo una situacioacuten diferente

1 Observar la siguiente figura e identificar las fuerzas que interaccionan en el sistema Registrar los datos en la siguiente tabla

Interaccioacuten Accioacuten Reaccioacuten

Nintildeo - pisoEl piso empuja al nintildeo esto evita que se hunda

Atraccioacuten gravitacionalNintildeo - tierra

Nintildeo -cuerda La cuerda jala la mano del nintildeoCuerda - globo

Globo - aire

Globo - tierra

2 iquestCoacutemo seraacute la fuerza que la caja A ejerce sobre la B comparada con la que ejerce la caja B sobre la AA A ejerce una fuerza mayorB Las fuerzas son iguales

C B ejerce una fuerza mayor

Orientaciones didaacutecticasSe proporcionan algunas respuestas de los alumnos que han dado con respecto a la aplicacioacuten de estas situaciones en investigaciones didaacutecticas para que sirva de antecedente en la orientacioacuten del contenido de tercera ley de Newtona) El uacutenico factor que consideran es la masa esteacute el sistema en reposo con velocidad constante o con aceleracioacuten constante La

caja de mayor masa es la que ejerce una mayor fuerzab) Cuando el sistema estaacute en reposo las fuerzas son iguales pero cuando el sistema se mueve el bloque de mayor masa ejerce

la mayor fuerzac) En reposo las fuerzas son iguales Cuando se estaacuten moviendo el bloque que ltltcausagtgt el movimiento (tira o empuja) ejerce

la fuerza mayord) El reposo y el movimiento con velocidad constante son igual las fuerzas pero para los sistemas acelerados el que tiene

mayor masa ejerce una fuerza mayore) El reposo y el movimiento con velocidad constante las fuerzas son iguales pero para los sistemas acelerados la caja

ltltcausagtgt (idem a c) el movimiento ejerce la mayor fuerzaLos errores que se presenta tienen mayor porcentaje en sus respuestas acerca de Respuestas donde se aplica la segunda ley para responder la pregunta Realizan anaacutelisis parciales de los fenoacutemenos y por lo tanto elaboran conclusiones equivocadas

3 Observa los siguientes dibujos que representan una competencia de tiro de cuerda Las personas a la izquierda estaacuten ganando Los tamantildeos de las flechas representan los valores de las fuerzas iquestQueacute dibujo expresa la situacioacuten que se planteaOrientaciones didaacutecticasEn esta situacioacuten que se presenta los alumnos prefieren los dibujos B y C En ambos casos suponen que la fuerza ejercida por las personas de la izquierda es mayor y se deciden por una u otra situacioacuten seguacuten creen que la fuerza que hace la persona estaacute representada por el vector aplicado en ellos (eligen C o por el vector aplicado en la otra persona (eligen D) Se olvidan en considerar el efecto d el rozamiento que es lo que explica la victoria de un equipo u otro

4 iquestPor queacute el choque de un baloacuten en un cristal no lo rompe Explica la interaccioacuten de las fuerzas

Orientaciones didaacutecticasLos alumnos presentan una dificultad para admitir la igualdad de las fuerzas presentes en una interaccioacuten se encuentra en la confusioacuten entre las fuerzas y sus efectos Se fijan soacutelo en los rasgos maacutes evidentes perceptibles cuando los efectos que experimentan cada uno de los cuerpos son muy diferentes lo interpretan como consecuencia de una desigualdad de las causas las fuerzas Son bastantes los alumnos que admiten la posibilidad de ambas fuerzas interaccionan pero en el caso de que el baloacuten rompa el cristal su explicacioacuten es que la fuerza del baloacuten es mayor que la del cristalSolicitar a los alumnos que elijan un representante del equipo y expongan ante los demaacutes compantildeeros sus argumentos con respecto a sus respuestas de la situacioacutenElaborar conclusiones con respecto a la correcta descripcioacuten de fenoacutemenos con respecto a los cambios del movimiento en funcioacuten de la accioacuten de las fuerzasActividad 6 Tiempo estimado 40 miniexclSobre hombros de GigantesRealizar una lectura comentada acerca de los trabajos de Newton en el estudio del movimiento de los cuerposCinemaacutetica y Dinaacutemica 3Debido al eacutexito con el que Galileo investigoacute muchos temas especiales de la mecaacutenica y desarrolloacute esquemas efectivos para explicar coacutemo se mueven los objetos (cinemaacutetica) Newton pudo dirigir su atencioacuten a la cuestioacuten de por queacute los objetos se mueven como lo hacen (dinaacutemica) En su trabajo sobre mecaacutenica Newton adopta un meacutetodo consistente regido por determinadas reglas

1 Asumir la menor cantidad de causas posibles al explicar un fenoacutemeno particular2 Relacionar tan completamente como sea posibles efectos anaacutelogos a la misma causa3 Extender a todos los cuerpos las propiedades sobre las que es posible efectuar experimentos4 Considerar como vaacutelida toda propuesta obtenida por induccioacuten de fenoacutemenos observados hasta que se observe un

nuevo fenoacutemeno que contradiga o limite dicha propuestaLa tarea esencial que Newton enfrentaba era la de sistematizar gran cantidad de conocimientos acumulados que todaviacutea teniacutean caraacutecter fragmentario y confuso Se ha sugerido que Newton enfrentoacute en la mecaacutenica el mismo tipo de problema que Pascal en la hidrostaacutetica que al enunciar un solo principio universal (la igualdad de la presioacuten en todas direcciones desde cualquier punto de un liacutequido) triunfoacute al sistema tizar toda una rama de la ciencia No obstante el problema de Newton en mecaacutenica era sin duda maacutes difiacutecil debido a la generalidad mucho mayor de su materiaComo hemos visto los cientiacuteficos desde tiempos remotos han especulado sobre el movimiento bajo la influencia de fuerzas internas o externas Para hacer eso fue necesario emplear una terminologiacutea especializada En la actualidad una de las dificultades que los fiacutesicos enfrentan constantemente es que esa rama de la ciencia maacutes que ninguna otra utiliza teacuterminos del lenguaje diario Esto puede ocasionar una falsa sensacioacuten de confianza en la claridad del significado que se da a los teacuterminos (soacutelo hay que pensar en la diferencia de significado que se da a hoy en diacutea a palabras como velocidad potencia y energiacutea cuando se usan estrictamente en fiacutesica o maacutes ampliamente en lenguaje comuacuten) Algunas palabras de uso frecuente como gravedad fuerza resistencia tendencia iacutempetu cantidad de movimiento entre otras fueron usadas en las especulaciones iniciales sobre el movimiento y luego resultaron insuficientemente definidas para ser de utilidad en discusiones cientiacuteficasAsiacute una de las tareas importantes de Newton fue tratar de poner cierto orden en el caos de terminologiacutea Tal vez lo mejor

hubiera sido romper con todo lo anterior y establecer un conjunto de teacuterminos completamente nuevos que no fueran de uso comuacuten Sin embargo esto nunca es faacutecil porque cualquier reformador o revolucionario que desea reorganizar un sistema ha sido educado dentro del mismo y no puede evitar estar influido por su terminologiacutea y conceptosNadie es lo suficientemente radical en la reformulacioacuten y se tiende a conservar las cosas maacutes conocidas que con frecuencia son precisamente las que maacutes necesitan cambiarseParticularmente en el caso de la terminologiacutea las peores confusiones surgen cuando se utilizan teacuterminos viejos para ideas nuevasPodriacutea decirse que en un sentido Newton no teniacutea la personalidad cientiacutefica ideal para triunfar completamente en esta tarea particular Teniacutea una mente excepcional de creatividad brillante que podiacutea formular pruebas elegantes y originales sobre una gran gama de temas pero no era muy adecuada para el trabajo paciente requerido para axiomatizar un tema y a veces sus escritos no definiacutean los teacuterminos con cuidado Sin embargo su sistema axiomaacutetico5 aportoacute aquello que siempre habiacutea faltado en la mecaacutenica antigua y asiacute logroacute establecer bases firmes para desarrollos futuros Auacuten maacutes es importante observar que la axiomatizacioacuten aunque vital para colocar los cimientos es soacutelo un aspecto de la contribucioacuten que puede hacer un genio hacia el desarrollo de su materia La eficacia de los meacutetodos concebidos que pueden representarse como la construccioacuten de la superestructura tambieacuten debe considerarse En esta aacuterea no puede dudarse del genio universal de Newton

Leyes de movimiento de NewtonEl esquema de Newton para la dinaacutemica se resume en sus tres leyes del movimiento En la primera ley se llega finalmente a una comprensioacuten cualitativa satisfactoria de la inercia (tendencia de un objeto a mantener su estado de reposo o movimiento uniforme en liacutenea recta) como propiedad baacutesica inherente a todos los objetosSe trata de una ley del todo general que destaca el hecho de que un solo esquema es aplicable al movimiento en cualquier lugar del universo Es la primera vez en la historia de la fiacutesica donde no se hace distincioacuten entre los dominios terrestre y celesteEn la segunda ley se alcanza por fin una explicacioacuten de la aceleracioacuten y una relacioacuten cuantitativa entre inercia y fuerza [Es interesante recordar que Newton no expresoacute esto como F = ma =(dvdt) sino esencialmente en la forma FDt = mDv o sea que habloacute de cambio de movimiento (= momento) y lo relacionoacute con el valor de fuerza por tiempo]La tercera ley de Newton era muy original y completaba su tratamiento general del concepto de fuerza al explicar que a toda fuerza corresponde una reacuteplica ideacutentica Como consecuencia resulta que una partiacutecula solitaria no puede por siacute sola ejercer ni experimentar fuerza alguna Las fuerzas surgen soacutelo de la interaccioacuten de dos entidades Se puede llamar a una fuerza accioacuten y a la otra reaccioacuten pero el nombrar es arbitrario La relacioacuten es la misma que la del creacutedito y el deacutebito uno es imposible sin el otro Accioacuten y reaccioacuten son de igual magnitud pero de direccioacuten opuesta Cualquier conexioacuten causal que introduzcamos seraacute artificial Lo maacutes importante es que suceden respectivamente a dos entidades diferentesElaborar individualmente sus conclusiones con respecto a las aportaciones de Newton para el desarrollo de la cienciaSecuencia Didaacutectica Cierre Tiempo Recursos

DidaacutecticosActividad de cierre 7 Tiempo estimado 60 miniexclQue las fuerzas me acompantildeenFormar equipos de 4 a 5 integrantes Analizar las situaciones y contestar las preguntas que se plantean dando argumentaciones con base en las Leyes de Newton que se han trabajado en la secuencia

Cuando se encuentran en reposo iquestde queacute forma se aplican fuerza los patinadores para comenzar a moverse iquestEs correcto decir que entre maacutes raacutepido vayan los patinadores maacutes fuerza tienen iquestPor queacute se detienen raacutepidamente al inclinar el patiacuten Expliacutecalo en teacuterminos de la friccioacuten Si le llamamos accioacuten al hecho de que el patinador se impulsa del piso para moverse hacia adelante iquestcuaacutel es la reaccioacuten iquestQueacute trayectoria seguiriacutean los patinadores si dejan de impulsarse y mantienen recto los patines iquestQueacute le sucederiacutea a la velocidad de los patinadores sin que exista ninguacuten tipo de impulso y la friccioacuten con el piso

disminuyera al miacutenimo Observa los pies y las piernas de los patinadores cuando dan vuelta iquestqueacute les sucede Si el patinador quisiera acelerarse maacutes iquestqueacute debe hacer con sus piernas Elaborar sus conclusiones acerca de las leyes de Newton en nuestras actividades cotidianasElevadorIntegra tus conocimientos para dar respuesta a las situaciones que se planteanRodrigo estaacute parado sobre una baacutescula dentro de un elevador Su masa de 100 kilogramosEncuentre su peso aparente en las siguientes situaciones

I El elevador estaacute en reposoII El elevador se mueve hacia arriba con velocidad constante

III El elevador se mueve hacia abajo con velocidad constanteIV El elevador se mueve hacia arriba con una aceleracioacuten de 49 ms2V El elevador se mueve hacia arriba con una aceleracioacuten de 98 ms2

VI El elevador se mueve hacia abajo con una aceleracioacuten de 49 ms2VII El elevador se mueve hacia abajo con una aceleracioacuten de 98 ms2

Orientaciones didaacutecticasSolucioacuten al problema para guiar al alumno en el procedimiento que tiene que realizarHay que considerar las fuerzas que actuacutean sobre Rodrigo su peso P=mg que es la fuerza que la Tierra ejerce sobre eacutel y Fb la fuerza que ejerce la baacutescula sobre eacutelLa fuerza que Rodrigo ejerce sobre la baacutescula tiene la misma magnitud que Fb pero apunta en la direccioacuten contraria como se puede ver la figura Esta fuerza es la que Rodrigo lee en la escala de la baacutescula y es su peso aparenteSe tomaraacute como direccioacuten positiva la que apunta hacia arriba De esta manera la magnitud de la fuerza neta que actuacutea sobre Rodrigo es

F neta = Fb ndash PF neta = Fb ndash mg

La segunda ley de Newton nos dice queF neta = ma

Entonces en las situaciones (i) (ii) y (iii) comoma = F neta = 0

por lo que 0 = F b ndashmg

Fb = mgEn estas tres situaciones como el elevador no estaacute en movimiento acelerado el peso aparente de Rodrigo es igual a su peso real

F b = (100 kg) (98 ms2)Fb = 980 N

En la situacioacuten (iv) tenemos una aceleracioacuten hacia arriba de a = 49 ms2 al usar la segunda ley de Newton F neta = ma = (100 kg) (49 ms2)Entonces

(100 kg) (49 ms2) = Fb ndash (100 kg) (98 ms2)De donde

Fb = 490 N + 980 N = 1470 NEl peso de Rodrigo es de 1470 NEn (v) cuando la aceleracioacuten del elevador es 98 ms2 hacia arriba

F neta = (100 kg) (98 ms2) = 980 N y 980 N = F b ndash P980 N = Fb ndash (100 kg) (98 ms2)

Fb = 980 N + 980 N = 1960 NEn este caso el peso aparente de Rodrigo es el doble de su peso realEn (vi) la aceleracioacuten del elevador es de 49 ms2 hacia abajo a= 49 ms 2Usando la segunda ley de Newton como en las situaciones anteriores

F b ndash P = F neta = (100 kg) (-49 ms2)Fb = -490 N + 980 N

Fb = 490 NY el peso aparente de Rodrigo es la mitad de su peso real Finalmente en (vii) cuando el elevador tiene una aceleracioacuten hacia debajo de 98 ms2 a = -98 ms2Usando nuevamente la segunda ley de Newton

Fb ndash P = (100 kg) (98 ms2) = -980 NFb = 980 N + (-980 N) = 0 N

Y iexclel peso aparente de Rodrigo es ceroiexclLa paradoja del burroExpresa los argumentos para dar solucioacuten a la paradoja y elabora el sistema de fuerzas que estaacute presenteHabiacutea una vez un burro muy flojo que utilizando sus supuestos conocimientos de fiacutesica no queriacutea jalar la carretaEl burro le deciacutea a su duentildeo-iquestPara queacute quieres que jale la carreta si seguacuten la tercera ley de Newton a toda accioacuten corresponde una fuerza de reaccioacuten de igual magnitud pero de sentido contrario Si yo jalo la carreta con cierta fuerza seguacuten lo que afirma la tercera ley la carreta me jalaraacute a miacute con la misma fuerza pero en sentido contrario De manera que iquestpara queacute jalo la carreta si a miacute deciacutea el burro me va a jalar eacutesta con la misma fuerza y asiacute no voy a avanzar

OrientacionesSolucioacuten a la paradojaEfectivamente si se jala con cierta fuerza la carreta es la Tierra la que aporta la reaccioacuten con una fuerza igual pero de sentido contrarioCuando el burro jala la carreta ejerce una fuerza mayor Por ello cuando el sistema unido del burro y la carreta empuja con una fuerza hacia atraacutes la Tierra a traveacutes de la friccioacuten responde con una fuerza hacia delante que permite que avance el burro con la

carretaPero ademaacutes de resolver la paradoja debe sentildealarse que el otro factor que entra en juego es la friccioacutenPara poder caminar nuestro pie ejerce una fuerza hacia atraacutes sobre el suelo de la Tierra gracias a la friccioacuten de la suela de nuestro zapato con el suelo y la Tierra responde con una fuerza de reaccioacuten hacia delante de igual magnitud que nos permite avanzar Si hicieacuteramos lo mismo en aceite para reducir la fuerza de friccioacuten inmediatamente nos caeriacuteamos Por ello ademaacutes de la tercera ley deNewton lo que permite que podamos caminar es la fuerza de friccioacuten iexclCoacutemo nos podemos desplazar cuando no hay friccioacutenSolicitar a los alumnos que elaboren un escrito en doacutende expresen la importancia de considerar las leyes de Newton para dar explicacioacuten a situaciones de la vida diaria y no caer en mentiras de magia Comentar su opinioacuten a los demaacutes compantildeeros

PRAacuteCTICA DE LABORATORIONombre De La Praacutectica De Laboratorio

Propoacutesitos

Contenidos De Vinculacioacuten Con Otras Asignaturas Ejes Temaacuteticos Transversales

Aspectos a Evaluar

Instrumentos De Evaluacioacuten Empleados

PLANEACIOacuteN DEL TRABAJO POR PROYECTO

Nombre del Proyecto iquestCoacutemo se relacionan el movimiento y la fuerza con la importancia del uso del cinturoacuten de seguridad para quienes viajan en algunos transportes

Aprendizajes Esperados

bull Plantea preguntas o hipoacutetesis para responder a la situacioacuten de su intereacutes relacionada con el movimiento las fuerzas o la energiacutea Fase

( ) Planeacioacuten( ) Desarrollo( ) Comunicacioacuten( ) Evaluacioacuten

Ndeg Sesiones Por Semana

Nombre De Los Equipos Participantes

Estrategias Didaacutecticas A Desarrollar

Producto De La Semana Aspectos A Evaluar

Observaciones

PROYECTO SEMANA A SEMANA

En el transcurso del bimestreOrganizador del proyecto del bloque 2SEMANA 1 Evaluar su desempentildeo formar equipos y planear el trabajoSEMANA 2 Llevar a cabo la investigacioacuten documentalSEMANA 3 Terminar la investigacioacuten y organizar la informacioacuten obtenidaSEMANA 4 Experimentar construir entrevistar comprobar de acuerdo con el tipo de proyecto que se haya elegidoSEMANA 5 Analizar la informacioacuten obtenida y preparar tanto reporte como presentacioacutenSEMANA 6 Exposicioacuten de resultados

Podriacutea pedir a los alumnos que investiguen en el campo de la medicina de que forma la fiacutesica ha contribuido a mejorar la salud de las personasPodriacutea mencionarles la importancia de los rayos X de la construccioacuten de proacutetesis entre muchas otras

La Fiacutesica en el mundohellipDe la astronomiacutea La energiacutea de las estrellas se genera mediante reacciones que tienen lugar en su nuacutecleoAsiacute es como el Sol produce la energiacutea que radia hacia el espacio y llega a la Tierra La presioacuten debida a la radiacioacuten y a los productos de esas reacciones de las que hablamos tiende a expandir a la estrella pero la fuerza de gravedad a contraerla En las estrellas como el Sol la fuerza de gravedad y la presioacuten de radiacioacuten estaacuten en equilibrioSin embargo al cabo de cierto tiempo las fuerzas de presioacuten llegan a superar a las fuerzas gravitatorias y las estrellas aumentan de tamantildeo convirtieacutendose en gigantes rojas Finalmente luego de millones de antildeos el agotamiento de la energiacutea de las estrellas provoca la supremaciacutea de las fuerzas gravitatorias y eacutestas se contraen convirtieacutendose en enanas blancas Eacuteste es tambieacuten el destino del Sol

Del desarrollo sustentable La energiacutea eoacutelica se ha convertido en una competitiva forma de generar electricidad limpia pues basta una suave brisa para generarla En los casi 30 antildeos que llevan de existencia los molinos que transforman la fuerza del viento en electricidad han evolucionado notablementeSu potencia ha crecido hasta los 1 500 kW lo que significa que uno solo de esos molinos es capaz de abastecer energiacutea a un pueblo de 4 000 habitantesAdemaacutes se estaacuten desarrollando nuevos molinos que puedan funcionar con vientos muy suaves lo que permite que se utilicen en zonas en las que antes tal vez no era posible instalarlos porque el viento es escasoActualmente hay aparatos que funcionan con un viento de apenas 12 kmh y contra lo que podriacutea suponerse se detienen cuando el viento supera los 90 kmh porque podriacutean dantildearse Despueacutes de todo para que los molinos funcionen lo importante no es que el viento sea fuerte sino que sea constante

De la arqueologiacutea Los arqueoacutelogos han descubierto recientemente que las estructuras arquitectoacutenicas que estaacuten bajo tierra provocan leves desviaciones del campo magneacutetico terrestre Aprovechando este fenoacutemeno ahora pueden ldquoviajar al pasadordquo equipados con magnetoacutemetros muy precisos que como si fueran bruacutejulas les indican el camino sin necesidad de hacer excavacionesUno de los primeros hallazgos realizados mediante este sistema han sido las murallas de la miacutetica ciudad de Troya ante las cuales se desarrolloacute la guerra que Homero describioacute en La Iliacuteada

SEMANA 1Mejorar el trabajo por proyectosIndicar a los alumnos que es necesario que al contestar las preguntas sugeridas en esta paacutegina lo hagan de la manera maacutes honesta posible ya que esto les permitiraacute evitar cometer los errores anteriores y mejorar la calidad de este nuevo proyecto siempre buscando que todos los integrantes del equipo tengan una participacioacuten activaValoracioacuten del desempentildeobull Reconoce aciertos y errores en la planeacioacuten y ejecucioacuten del proyecto anteriorTodas las actividades que llevamos a cabo son tarde o temprano evaluadas En la mayoriacutea de las ocasiones la evaluacioacuten la realizamos nosotros mismos pero hay momentos en los que la hace alguien maacutes Es el caso del trabajo cientiacutefico que es evaluado por expertos que determinan si lo que se ha hecho cumple con los criterios y paraacutemetros teacutecnicos establecidos inicialmenteAutoevaluacioacutenEn el curso anterior de Ciencias trabajaste varios proyectos y durante el primer bimestre de este curso tuviste oportunidad de desarrollar uno maacutes tambieacuten hiciste ya un ejercicio de autocriacutetica y valoraste tu trabajo y el de tus compantildeeros de equipoLa experiencia que ya tienes en el trabajo por proyectos te permite reconocer con claridad los detalles que hacen que un proyecto se lleve a cabo con eacutexito o por el contrario que no llegue a buen teacuterminoPor eso ahora te proponemos que nuevamente te reuacutenas con los compantildeeros que formaron parte de tu equipo de trabajo durante el primer bimestre y juntos evaluacuteen su desempentildeo y los resultados de su proyecto El objetivo es que identifiquen los aciertos y los errores que como equipo tuvieron al momento de desarrollar su proyecto Realizar una evaluacioacuten de este tipo no

es sencillo pues lo que se examina es el trabajo hecho por uno mismo y por personas que conocemos el que haya una

vinculacioacuten o relacioacuten directa con el proyecto y quienes lo hicieron puede afectar la objetividad con la que se realiza la

evaluacioacuten Sin embargo por esa misma razoacuten hacer la evaluacioacuten es muy importantePara que este ejercicio resulte maacutes sencillo a continuacioacuten les presentamos algunas preguntas de las que pueden partir para hacer su evaluacioacuten1 Por evaluar creatividad y originalidada) iquestCoacutemo plantearon el problema en el que basaron su proyectob) Si los hubo iquestcoacutemo idearon sus experimentosc) iquestLos resultados de su proyecto llevaron a la creacioacuten de nuevos objetos o instrumentosd) iquestLa presentacioacuten de los resultados fue igual que la de otros equipos2 Por evaluar coherenciaa) iquestLos resultados sostuvieron o refutaron la hipoacutetesis planteadab) iquestLa informacioacuten era adecuada y estaba completac) iquestHubo relacioacuten entre todas y cada una de las fases del proyecto3 Por evaluar claridada) iquestSu reporte era claro y preciso iquestTeniacutea secciones identificablesb) iquestDesarrollaron de manera loacutegica sencilla y ordenada los contenidos importantes del proyectoc) iquestLos resultados eran claros comprensibles para cualquiera

Lo que sigueDespueacutes de llevar a cabo el ejercicio de autoevaluacioacuten e identificar sus aciertos y errores es momento de organizarse nuevamente con otros compantildeeros para realizar el proyecto de este bimestreLa valoracioacuten que hicieron en el primer bimestre la autoevaluacioacuten efectuada en eacuteste asiacute como la experiencia obtenida hasta ahora en el trabajo por proyectos los ayudaraacute a planear raacutepidamente su trabajo A continuacioacuten encontraraacuten un ejemplo de organizador que quizaacute les sea de utilidad al momento de hacerlo sin embargo ustedes pueden decidir coacutemo les conviene organizarseRecuerden tambieacuten que a lo largo del bimestre les presentamos una seccioacuten titulada ldquoMi proyecto semana a semanardquo en la que se describen las tareas a cumplir semanalmente para llegar al final del bimestre con el proyecto terminado

ActividadesTiemp

oFase 1 Planeacioacuten del proyecto

Integren nuevos equipos de trabajo y elijan un tema Planteen algunas preguntas acerca de su tema Decidan queacute tipo de proyecto trabajaraacuten y cuaacuteles seraacuten

sus objetivos

dos horas

Fase 2 Organizacioacuten del proyecto Especifiquen cuaacuteles seraacuten las tareas y responsabilidades

de los integrantes del equipo Elaboren su cronograma y establezcan liacutemites de tiempo Dependiendo del tipo de proyecto que eligieron acuerden

queacute presupuesto destinaraacuten para conseguir el material que necesitaraacuten para llevarlo a cabo

tres horas

Fase 3 Investigacioacuten Comiencen la investigacioacuten documental ademaacutes de

revisar libros revistas diarios y paacuteginas en Internet recurran a videotecas museos etceacutetera

Organicen la informacioacuten que obtengan usen fichas de trabajo fichas bibliograacuteficas resuacutemenes tablas y esquemas

dos semana

s

Fase 4 Experimentacioacuten observacioacuten y anaacutelisis De acuerdo con el tema y tipo de proyecto que hayan

elegido realicen los experimentos que consideren necesarios

Observen y registren los resultados de sus experimentos organicen la informacioacuten de sus encuestas o describan coacutemo llevan a cabo la construccioacuten de su dispositivo seguacuten sea el caso

Analicen su informacioacuten relacionen sus resultados con las respuestas que se plantearon al inicio y escriban sus conclusiones

una semana

Fase 5 Preparacioacuten y redaccioacuten del informe Redacten su informe final y organicen la presentacioacuten de

sus resultados elaboren los graacuteficos maquetas modelos o prototipos que vayan a usar durante su presentacioacuten

una semana

Fase 6 Presentacioacuten de resultados Presenten al grupo los resultados de su proyecto

una semana

Mi proyecto semana a semanaSEMANA 1Fases 1 y 21048652 Formen los equipos de trabajo y comenten los resultados de su autoevaluacioacuten1048652 Elijan un tema para el proyecto de este bimestre y redacten las preguntas que responderaacuten en su proyecto1048652 Definan sus objetivos de trabajo y las actividades que realizaraacute cada quienSEMANA 2Fases 1 y 21048652 Realicen la investigacioacuten documental si tienen oportunidad entrevisten a alguacuten investigador o experto en el tema de su proyecto1048652 Registren la informacioacuten que obtengan una opcioacuten para hacerlo es elaborar una bitaacutecora que tendraacute a cargo alguno de los integrantes de su equipoSEMANA 3Fase 3Continuacuteen la investigacioacuten documentalComiencen a redactar un reporte preliminar esto los ayudaraacute a organizar su informacioacuten y averiguar si hay dudas que resolverSEMANA 4Fase 41048652 Efectuacuteen sus experimentos o aquellas actividades de campo que se plantearon1048652 Registren en todo momento sus observaciones y los resultados que vayan obteniendo1048652 Comiencen a planear la presentacioacuten de su informe frente al grupoSEMANA 5Fase 51048652 Organicen la informacioacuten que obtuvieron y comiencen a resumir integrar y analizar Con ayuda de la versioacuten preliminar redacten su reporte final No olviden incluir iacutendice presentacioacuten introduccioacuten conclusiones y bibliografiacutea1048652 Comiencen a preparar la presentacioacuten de sus resultadosSEMANA 6Fase 61048652 Es momento de presentar los resultados de su proyecto Utilicen carteles mapas conceptuales graacuteficas folletos o cualquier apoyo auditivo o visual que ayude a la comprensioacuten de los resultados de su proyecto Comiencen a preparar la presentacioacuten de sus resultados

______________________________docente

______________________________Vo Bo

C B ejerce una fuerza mayor

Orientaciones didaacutecticasSe proporcionan algunas respuestas de los alumnos que han dado con respecto a la aplicacioacuten de estas situaciones en investigaciones didaacutecticas para que sirva de antecedente en la orientacioacuten del contenido de tercera ley de Newtona) El uacutenico factor que consideran es la masa esteacute el sistema en reposo con velocidad constante o con aceleracioacuten constante La

caja de mayor masa es la que ejerce una mayor fuerzab) Cuando el sistema estaacute en reposo las fuerzas son iguales pero cuando el sistema se mueve el bloque de mayor masa ejerce

la mayor fuerzac) En reposo las fuerzas son iguales Cuando se estaacuten moviendo el bloque que ltltcausagtgt el movimiento (tira o empuja) ejerce

la fuerza mayord) El reposo y el movimiento con velocidad constante son igual las fuerzas pero para los sistemas acelerados el que tiene

mayor masa ejerce una fuerza mayore) El reposo y el movimiento con velocidad constante las fuerzas son iguales pero para los sistemas acelerados la caja

ltltcausagtgt (idem a c) el movimiento ejerce la mayor fuerzaLos errores que se presenta tienen mayor porcentaje en sus respuestas acerca de Respuestas donde se aplica la segunda ley para responder la pregunta Realizan anaacutelisis parciales de los fenoacutemenos y por lo tanto elaboran conclusiones equivocadas

3 Observa los siguientes dibujos que representan una competencia de tiro de cuerda Las personas a la izquierda estaacuten ganando Los tamantildeos de las flechas representan los valores de las fuerzas iquestQueacute dibujo expresa la situacioacuten que se planteaOrientaciones didaacutecticasEn esta situacioacuten que se presenta los alumnos prefieren los dibujos B y C En ambos casos suponen que la fuerza ejercida por las personas de la izquierda es mayor y se deciden por una u otra situacioacuten seguacuten creen que la fuerza que hace la persona estaacute representada por el vector aplicado en ellos (eligen C o por el vector aplicado en la otra persona (eligen D) Se olvidan en considerar el efecto d el rozamiento que es lo que explica la victoria de un equipo u otro

4 iquestPor queacute el choque de un baloacuten en un cristal no lo rompe Explica la interaccioacuten de las fuerzas

Orientaciones didaacutecticasLos alumnos presentan una dificultad para admitir la igualdad de las fuerzas presentes en una interaccioacuten se encuentra en la confusioacuten entre las fuerzas y sus efectos Se fijan soacutelo en los rasgos maacutes evidentes perceptibles cuando los efectos que experimentan cada uno de los cuerpos son muy diferentes lo interpretan como consecuencia de una desigualdad de las causas las fuerzas Son bastantes los alumnos que admiten la posibilidad de ambas fuerzas interaccionan pero en el caso de que el baloacuten rompa el cristal su explicacioacuten es que la fuerza del baloacuten es mayor que la del cristalSolicitar a los alumnos que elijan un representante del equipo y expongan ante los demaacutes compantildeeros sus argumentos con respecto a sus respuestas de la situacioacutenElaborar conclusiones con respecto a la correcta descripcioacuten de fenoacutemenos con respecto a los cambios del movimiento en funcioacuten de la accioacuten de las fuerzasActividad 6 Tiempo estimado 40 miniexclSobre hombros de GigantesRealizar una lectura comentada acerca de los trabajos de Newton en el estudio del movimiento de los cuerposCinemaacutetica y Dinaacutemica 3Debido al eacutexito con el que Galileo investigoacute muchos temas especiales de la mecaacutenica y desarrolloacute esquemas efectivos para explicar coacutemo se mueven los objetos (cinemaacutetica) Newton pudo dirigir su atencioacuten a la cuestioacuten de por queacute los objetos se mueven como lo hacen (dinaacutemica) En su trabajo sobre mecaacutenica Newton adopta un meacutetodo consistente regido por determinadas reglas

1 Asumir la menor cantidad de causas posibles al explicar un fenoacutemeno particular2 Relacionar tan completamente como sea posibles efectos anaacutelogos a la misma causa3 Extender a todos los cuerpos las propiedades sobre las que es posible efectuar experimentos4 Considerar como vaacutelida toda propuesta obtenida por induccioacuten de fenoacutemenos observados hasta que se observe un

nuevo fenoacutemeno que contradiga o limite dicha propuestaLa tarea esencial que Newton enfrentaba era la de sistematizar gran cantidad de conocimientos acumulados que todaviacutea teniacutean caraacutecter fragmentario y confuso Se ha sugerido que Newton enfrentoacute en la mecaacutenica el mismo tipo de problema que Pascal en la hidrostaacutetica que al enunciar un solo principio universal (la igualdad de la presioacuten en todas direcciones desde cualquier punto de un liacutequido) triunfoacute al sistema tizar toda una rama de la ciencia No obstante el problema de Newton en mecaacutenica era sin duda maacutes difiacutecil debido a la generalidad mucho mayor de su materiaComo hemos visto los cientiacuteficos desde tiempos remotos han especulado sobre el movimiento bajo la influencia de fuerzas internas o externas Para hacer eso fue necesario emplear una terminologiacutea especializada En la actualidad una de las dificultades que los fiacutesicos enfrentan constantemente es que esa rama de la ciencia maacutes que ninguna otra utiliza teacuterminos del lenguaje diario Esto puede ocasionar una falsa sensacioacuten de confianza en la claridad del significado que se da a los teacuterminos (soacutelo hay que pensar en la diferencia de significado que se da a hoy en diacutea a palabras como velocidad potencia y energiacutea cuando se usan estrictamente en fiacutesica o maacutes ampliamente en lenguaje comuacuten) Algunas palabras de uso frecuente como gravedad fuerza resistencia tendencia iacutempetu cantidad de movimiento entre otras fueron usadas en las especulaciones iniciales sobre el movimiento y luego resultaron insuficientemente definidas para ser de utilidad en discusiones cientiacuteficasAsiacute una de las tareas importantes de Newton fue tratar de poner cierto orden en el caos de terminologiacutea Tal vez lo mejor

hubiera sido romper con todo lo anterior y establecer un conjunto de teacuterminos completamente nuevos que no fueran de uso comuacuten Sin embargo esto nunca es faacutecil porque cualquier reformador o revolucionario que desea reorganizar un sistema ha sido educado dentro del mismo y no puede evitar estar influido por su terminologiacutea y conceptosNadie es lo suficientemente radical en la reformulacioacuten y se tiende a conservar las cosas maacutes conocidas que con frecuencia son precisamente las que maacutes necesitan cambiarseParticularmente en el caso de la terminologiacutea las peores confusiones surgen cuando se utilizan teacuterminos viejos para ideas nuevasPodriacutea decirse que en un sentido Newton no teniacutea la personalidad cientiacutefica ideal para triunfar completamente en esta tarea particular Teniacutea una mente excepcional de creatividad brillante que podiacutea formular pruebas elegantes y originales sobre una gran gama de temas pero no era muy adecuada para el trabajo paciente requerido para axiomatizar un tema y a veces sus escritos no definiacutean los teacuterminos con cuidado Sin embargo su sistema axiomaacutetico5 aportoacute aquello que siempre habiacutea faltado en la mecaacutenica antigua y asiacute logroacute establecer bases firmes para desarrollos futuros Auacuten maacutes es importante observar que la axiomatizacioacuten aunque vital para colocar los cimientos es soacutelo un aspecto de la contribucioacuten que puede hacer un genio hacia el desarrollo de su materia La eficacia de los meacutetodos concebidos que pueden representarse como la construccioacuten de la superestructura tambieacuten debe considerarse En esta aacuterea no puede dudarse del genio universal de Newton

Leyes de movimiento de NewtonEl esquema de Newton para la dinaacutemica se resume en sus tres leyes del movimiento En la primera ley se llega finalmente a una comprensioacuten cualitativa satisfactoria de la inercia (tendencia de un objeto a mantener su estado de reposo o movimiento uniforme en liacutenea recta) como propiedad baacutesica inherente a todos los objetosSe trata de una ley del todo general que destaca el hecho de que un solo esquema es aplicable al movimiento en cualquier lugar del universo Es la primera vez en la historia de la fiacutesica donde no se hace distincioacuten entre los dominios terrestre y celesteEn la segunda ley se alcanza por fin una explicacioacuten de la aceleracioacuten y una relacioacuten cuantitativa entre inercia y fuerza [Es interesante recordar que Newton no expresoacute esto como F = ma =(dvdt) sino esencialmente en la forma FDt = mDv o sea que habloacute de cambio de movimiento (= momento) y lo relacionoacute con el valor de fuerza por tiempo]La tercera ley de Newton era muy original y completaba su tratamiento general del concepto de fuerza al explicar que a toda fuerza corresponde una reacuteplica ideacutentica Como consecuencia resulta que una partiacutecula solitaria no puede por siacute sola ejercer ni experimentar fuerza alguna Las fuerzas surgen soacutelo de la interaccioacuten de dos entidades Se puede llamar a una fuerza accioacuten y a la otra reaccioacuten pero el nombrar es arbitrario La relacioacuten es la misma que la del creacutedito y el deacutebito uno es imposible sin el otro Accioacuten y reaccioacuten son de igual magnitud pero de direccioacuten opuesta Cualquier conexioacuten causal que introduzcamos seraacute artificial Lo maacutes importante es que suceden respectivamente a dos entidades diferentesElaborar individualmente sus conclusiones con respecto a las aportaciones de Newton para el desarrollo de la cienciaSecuencia Didaacutectica Cierre Tiempo Recursos

DidaacutecticosActividad de cierre 7 Tiempo estimado 60 miniexclQue las fuerzas me acompantildeenFormar equipos de 4 a 5 integrantes Analizar las situaciones y contestar las preguntas que se plantean dando argumentaciones con base en las Leyes de Newton que se han trabajado en la secuencia

Cuando se encuentran en reposo iquestde queacute forma se aplican fuerza los patinadores para comenzar a moverse iquestEs correcto decir que entre maacutes raacutepido vayan los patinadores maacutes fuerza tienen iquestPor queacute se detienen raacutepidamente al inclinar el patiacuten Expliacutecalo en teacuterminos de la friccioacuten Si le llamamos accioacuten al hecho de que el patinador se impulsa del piso para moverse hacia adelante iquestcuaacutel es la reaccioacuten iquestQueacute trayectoria seguiriacutean los patinadores si dejan de impulsarse y mantienen recto los patines iquestQueacute le sucederiacutea a la velocidad de los patinadores sin que exista ninguacuten tipo de impulso y la friccioacuten con el piso

disminuyera al miacutenimo Observa los pies y las piernas de los patinadores cuando dan vuelta iquestqueacute les sucede Si el patinador quisiera acelerarse maacutes iquestqueacute debe hacer con sus piernas Elaborar sus conclusiones acerca de las leyes de Newton en nuestras actividades cotidianasElevadorIntegra tus conocimientos para dar respuesta a las situaciones que se planteanRodrigo estaacute parado sobre una baacutescula dentro de un elevador Su masa de 100 kilogramosEncuentre su peso aparente en las siguientes situaciones

I El elevador estaacute en reposoII El elevador se mueve hacia arriba con velocidad constante

III El elevador se mueve hacia abajo con velocidad constanteIV El elevador se mueve hacia arriba con una aceleracioacuten de 49 ms2V El elevador se mueve hacia arriba con una aceleracioacuten de 98 ms2

VI El elevador se mueve hacia abajo con una aceleracioacuten de 49 ms2VII El elevador se mueve hacia abajo con una aceleracioacuten de 98 ms2

Orientaciones didaacutecticasSolucioacuten al problema para guiar al alumno en el procedimiento que tiene que realizarHay que considerar las fuerzas que actuacutean sobre Rodrigo su peso P=mg que es la fuerza que la Tierra ejerce sobre eacutel y Fb la fuerza que ejerce la baacutescula sobre eacutelLa fuerza que Rodrigo ejerce sobre la baacutescula tiene la misma magnitud que Fb pero apunta en la direccioacuten contraria como se puede ver la figura Esta fuerza es la que Rodrigo lee en la escala de la baacutescula y es su peso aparenteSe tomaraacute como direccioacuten positiva la que apunta hacia arriba De esta manera la magnitud de la fuerza neta que actuacutea sobre Rodrigo es

F neta = Fb ndash PF neta = Fb ndash mg

La segunda ley de Newton nos dice queF neta = ma

Entonces en las situaciones (i) (ii) y (iii) comoma = F neta = 0

por lo que 0 = F b ndashmg

Fb = mgEn estas tres situaciones como el elevador no estaacute en movimiento acelerado el peso aparente de Rodrigo es igual a su peso real

F b = (100 kg) (98 ms2)Fb = 980 N

En la situacioacuten (iv) tenemos una aceleracioacuten hacia arriba de a = 49 ms2 al usar la segunda ley de Newton F neta = ma = (100 kg) (49 ms2)Entonces

(100 kg) (49 ms2) = Fb ndash (100 kg) (98 ms2)De donde

Fb = 490 N + 980 N = 1470 NEl peso de Rodrigo es de 1470 NEn (v) cuando la aceleracioacuten del elevador es 98 ms2 hacia arriba

F neta = (100 kg) (98 ms2) = 980 N y 980 N = F b ndash P980 N = Fb ndash (100 kg) (98 ms2)

Fb = 980 N + 980 N = 1960 NEn este caso el peso aparente de Rodrigo es el doble de su peso realEn (vi) la aceleracioacuten del elevador es de 49 ms2 hacia abajo a= 49 ms 2Usando la segunda ley de Newton como en las situaciones anteriores

F b ndash P = F neta = (100 kg) (-49 ms2)Fb = -490 N + 980 N

Fb = 490 NY el peso aparente de Rodrigo es la mitad de su peso real Finalmente en (vii) cuando el elevador tiene una aceleracioacuten hacia debajo de 98 ms2 a = -98 ms2Usando nuevamente la segunda ley de Newton

Fb ndash P = (100 kg) (98 ms2) = -980 NFb = 980 N + (-980 N) = 0 N

Y iexclel peso aparente de Rodrigo es ceroiexclLa paradoja del burroExpresa los argumentos para dar solucioacuten a la paradoja y elabora el sistema de fuerzas que estaacute presenteHabiacutea una vez un burro muy flojo que utilizando sus supuestos conocimientos de fiacutesica no queriacutea jalar la carretaEl burro le deciacutea a su duentildeo-iquestPara queacute quieres que jale la carreta si seguacuten la tercera ley de Newton a toda accioacuten corresponde una fuerza de reaccioacuten de igual magnitud pero de sentido contrario Si yo jalo la carreta con cierta fuerza seguacuten lo que afirma la tercera ley la carreta me jalaraacute a miacute con la misma fuerza pero en sentido contrario De manera que iquestpara queacute jalo la carreta si a miacute deciacutea el burro me va a jalar eacutesta con la misma fuerza y asiacute no voy a avanzar

OrientacionesSolucioacuten a la paradojaEfectivamente si se jala con cierta fuerza la carreta es la Tierra la que aporta la reaccioacuten con una fuerza igual pero de sentido contrarioCuando el burro jala la carreta ejerce una fuerza mayor Por ello cuando el sistema unido del burro y la carreta empuja con una fuerza hacia atraacutes la Tierra a traveacutes de la friccioacuten responde con una fuerza hacia delante que permite que avance el burro con la

carretaPero ademaacutes de resolver la paradoja debe sentildealarse que el otro factor que entra en juego es la friccioacutenPara poder caminar nuestro pie ejerce una fuerza hacia atraacutes sobre el suelo de la Tierra gracias a la friccioacuten de la suela de nuestro zapato con el suelo y la Tierra responde con una fuerza de reaccioacuten hacia delante de igual magnitud que nos permite avanzar Si hicieacuteramos lo mismo en aceite para reducir la fuerza de friccioacuten inmediatamente nos caeriacuteamos Por ello ademaacutes de la tercera ley deNewton lo que permite que podamos caminar es la fuerza de friccioacuten iexclCoacutemo nos podemos desplazar cuando no hay friccioacutenSolicitar a los alumnos que elaboren un escrito en doacutende expresen la importancia de considerar las leyes de Newton para dar explicacioacuten a situaciones de la vida diaria y no caer en mentiras de magia Comentar su opinioacuten a los demaacutes compantildeeros

PRAacuteCTICA DE LABORATORIONombre De La Praacutectica De Laboratorio

Propoacutesitos

Contenidos De Vinculacioacuten Con Otras Asignaturas Ejes Temaacuteticos Transversales

Aspectos a Evaluar

Instrumentos De Evaluacioacuten Empleados

PLANEACIOacuteN DEL TRABAJO POR PROYECTO

Nombre del Proyecto iquestCoacutemo se relacionan el movimiento y la fuerza con la importancia del uso del cinturoacuten de seguridad para quienes viajan en algunos transportes

Aprendizajes Esperados

bull Plantea preguntas o hipoacutetesis para responder a la situacioacuten de su intereacutes relacionada con el movimiento las fuerzas o la energiacutea Fase

( ) Planeacioacuten( ) Desarrollo( ) Comunicacioacuten( ) Evaluacioacuten

Ndeg Sesiones Por Semana

Nombre De Los Equipos Participantes

Estrategias Didaacutecticas A Desarrollar

Producto De La Semana Aspectos A Evaluar

Observaciones

PROYECTO SEMANA A SEMANA

En el transcurso del bimestreOrganizador del proyecto del bloque 2SEMANA 1 Evaluar su desempentildeo formar equipos y planear el trabajoSEMANA 2 Llevar a cabo la investigacioacuten documentalSEMANA 3 Terminar la investigacioacuten y organizar la informacioacuten obtenidaSEMANA 4 Experimentar construir entrevistar comprobar de acuerdo con el tipo de proyecto que se haya elegidoSEMANA 5 Analizar la informacioacuten obtenida y preparar tanto reporte como presentacioacutenSEMANA 6 Exposicioacuten de resultados

Podriacutea pedir a los alumnos que investiguen en el campo de la medicina de que forma la fiacutesica ha contribuido a mejorar la salud de las personasPodriacutea mencionarles la importancia de los rayos X de la construccioacuten de proacutetesis entre muchas otras

La Fiacutesica en el mundohellipDe la astronomiacutea La energiacutea de las estrellas se genera mediante reacciones que tienen lugar en su nuacutecleoAsiacute es como el Sol produce la energiacutea que radia hacia el espacio y llega a la Tierra La presioacuten debida a la radiacioacuten y a los productos de esas reacciones de las que hablamos tiende a expandir a la estrella pero la fuerza de gravedad a contraerla En las estrellas como el Sol la fuerza de gravedad y la presioacuten de radiacioacuten estaacuten en equilibrioSin embargo al cabo de cierto tiempo las fuerzas de presioacuten llegan a superar a las fuerzas gravitatorias y las estrellas aumentan de tamantildeo convirtieacutendose en gigantes rojas Finalmente luego de millones de antildeos el agotamiento de la energiacutea de las estrellas provoca la supremaciacutea de las fuerzas gravitatorias y eacutestas se contraen convirtieacutendose en enanas blancas Eacuteste es tambieacuten el destino del Sol

Del desarrollo sustentable La energiacutea eoacutelica se ha convertido en una competitiva forma de generar electricidad limpia pues basta una suave brisa para generarla En los casi 30 antildeos que llevan de existencia los molinos que transforman la fuerza del viento en electricidad han evolucionado notablementeSu potencia ha crecido hasta los 1 500 kW lo que significa que uno solo de esos molinos es capaz de abastecer energiacutea a un pueblo de 4 000 habitantesAdemaacutes se estaacuten desarrollando nuevos molinos que puedan funcionar con vientos muy suaves lo que permite que se utilicen en zonas en las que antes tal vez no era posible instalarlos porque el viento es escasoActualmente hay aparatos que funcionan con un viento de apenas 12 kmh y contra lo que podriacutea suponerse se detienen cuando el viento supera los 90 kmh porque podriacutean dantildearse Despueacutes de todo para que los molinos funcionen lo importante no es que el viento sea fuerte sino que sea constante

De la arqueologiacutea Los arqueoacutelogos han descubierto recientemente que las estructuras arquitectoacutenicas que estaacuten bajo tierra provocan leves desviaciones del campo magneacutetico terrestre Aprovechando este fenoacutemeno ahora pueden ldquoviajar al pasadordquo equipados con magnetoacutemetros muy precisos que como si fueran bruacutejulas les indican el camino sin necesidad de hacer excavacionesUno de los primeros hallazgos realizados mediante este sistema han sido las murallas de la miacutetica ciudad de Troya ante las cuales se desarrolloacute la guerra que Homero describioacute en La Iliacuteada

SEMANA 1Mejorar el trabajo por proyectosIndicar a los alumnos que es necesario que al contestar las preguntas sugeridas en esta paacutegina lo hagan de la manera maacutes honesta posible ya que esto les permitiraacute evitar cometer los errores anteriores y mejorar la calidad de este nuevo proyecto siempre buscando que todos los integrantes del equipo tengan una participacioacuten activaValoracioacuten del desempentildeobull Reconoce aciertos y errores en la planeacioacuten y ejecucioacuten del proyecto anteriorTodas las actividades que llevamos a cabo son tarde o temprano evaluadas En la mayoriacutea de las ocasiones la evaluacioacuten la realizamos nosotros mismos pero hay momentos en los que la hace alguien maacutes Es el caso del trabajo cientiacutefico que es evaluado por expertos que determinan si lo que se ha hecho cumple con los criterios y paraacutemetros teacutecnicos establecidos inicialmenteAutoevaluacioacutenEn el curso anterior de Ciencias trabajaste varios proyectos y durante el primer bimestre de este curso tuviste oportunidad de desarrollar uno maacutes tambieacuten hiciste ya un ejercicio de autocriacutetica y valoraste tu trabajo y el de tus compantildeeros de equipoLa experiencia que ya tienes en el trabajo por proyectos te permite reconocer con claridad los detalles que hacen que un proyecto se lleve a cabo con eacutexito o por el contrario que no llegue a buen teacuterminoPor eso ahora te proponemos que nuevamente te reuacutenas con los compantildeeros que formaron parte de tu equipo de trabajo durante el primer bimestre y juntos evaluacuteen su desempentildeo y los resultados de su proyecto El objetivo es que identifiquen los aciertos y los errores que como equipo tuvieron al momento de desarrollar su proyecto Realizar una evaluacioacuten de este tipo no

es sencillo pues lo que se examina es el trabajo hecho por uno mismo y por personas que conocemos el que haya una

vinculacioacuten o relacioacuten directa con el proyecto y quienes lo hicieron puede afectar la objetividad con la que se realiza la

evaluacioacuten Sin embargo por esa misma razoacuten hacer la evaluacioacuten es muy importantePara que este ejercicio resulte maacutes sencillo a continuacioacuten les presentamos algunas preguntas de las que pueden partir para hacer su evaluacioacuten1 Por evaluar creatividad y originalidada) iquestCoacutemo plantearon el problema en el que basaron su proyectob) Si los hubo iquestcoacutemo idearon sus experimentosc) iquestLos resultados de su proyecto llevaron a la creacioacuten de nuevos objetos o instrumentosd) iquestLa presentacioacuten de los resultados fue igual que la de otros equipos2 Por evaluar coherenciaa) iquestLos resultados sostuvieron o refutaron la hipoacutetesis planteadab) iquestLa informacioacuten era adecuada y estaba completac) iquestHubo relacioacuten entre todas y cada una de las fases del proyecto3 Por evaluar claridada) iquestSu reporte era claro y preciso iquestTeniacutea secciones identificablesb) iquestDesarrollaron de manera loacutegica sencilla y ordenada los contenidos importantes del proyectoc) iquestLos resultados eran claros comprensibles para cualquiera

Lo que sigueDespueacutes de llevar a cabo el ejercicio de autoevaluacioacuten e identificar sus aciertos y errores es momento de organizarse nuevamente con otros compantildeeros para realizar el proyecto de este bimestreLa valoracioacuten que hicieron en el primer bimestre la autoevaluacioacuten efectuada en eacuteste asiacute como la experiencia obtenida hasta ahora en el trabajo por proyectos los ayudaraacute a planear raacutepidamente su trabajo A continuacioacuten encontraraacuten un ejemplo de organizador que quizaacute les sea de utilidad al momento de hacerlo sin embargo ustedes pueden decidir coacutemo les conviene organizarseRecuerden tambieacuten que a lo largo del bimestre les presentamos una seccioacuten titulada ldquoMi proyecto semana a semanardquo en la que se describen las tareas a cumplir semanalmente para llegar al final del bimestre con el proyecto terminado

ActividadesTiemp

oFase 1 Planeacioacuten del proyecto

Integren nuevos equipos de trabajo y elijan un tema Planteen algunas preguntas acerca de su tema Decidan queacute tipo de proyecto trabajaraacuten y cuaacuteles seraacuten

sus objetivos

dos horas

Fase 2 Organizacioacuten del proyecto Especifiquen cuaacuteles seraacuten las tareas y responsabilidades

de los integrantes del equipo Elaboren su cronograma y establezcan liacutemites de tiempo Dependiendo del tipo de proyecto que eligieron acuerden

queacute presupuesto destinaraacuten para conseguir el material que necesitaraacuten para llevarlo a cabo

tres horas

Fase 3 Investigacioacuten Comiencen la investigacioacuten documental ademaacutes de

revisar libros revistas diarios y paacuteginas en Internet recurran a videotecas museos etceacutetera

Organicen la informacioacuten que obtengan usen fichas de trabajo fichas bibliograacuteficas resuacutemenes tablas y esquemas

dos semana

s

Fase 4 Experimentacioacuten observacioacuten y anaacutelisis De acuerdo con el tema y tipo de proyecto que hayan

elegido realicen los experimentos que consideren necesarios

Observen y registren los resultados de sus experimentos organicen la informacioacuten de sus encuestas o describan coacutemo llevan a cabo la construccioacuten de su dispositivo seguacuten sea el caso

Analicen su informacioacuten relacionen sus resultados con las respuestas que se plantearon al inicio y escriban sus conclusiones

una semana

Fase 5 Preparacioacuten y redaccioacuten del informe Redacten su informe final y organicen la presentacioacuten de

sus resultados elaboren los graacuteficos maquetas modelos o prototipos que vayan a usar durante su presentacioacuten

una semana

Fase 6 Presentacioacuten de resultados Presenten al grupo los resultados de su proyecto

una semana

Mi proyecto semana a semanaSEMANA 1Fases 1 y 21048652 Formen los equipos de trabajo y comenten los resultados de su autoevaluacioacuten1048652 Elijan un tema para el proyecto de este bimestre y redacten las preguntas que responderaacuten en su proyecto1048652 Definan sus objetivos de trabajo y las actividades que realizaraacute cada quienSEMANA 2Fases 1 y 21048652 Realicen la investigacioacuten documental si tienen oportunidad entrevisten a alguacuten investigador o experto en el tema de su proyecto1048652 Registren la informacioacuten que obtengan una opcioacuten para hacerlo es elaborar una bitaacutecora que tendraacute a cargo alguno de los integrantes de su equipoSEMANA 3Fase 3Continuacuteen la investigacioacuten documentalComiencen a redactar un reporte preliminar esto los ayudaraacute a organizar su informacioacuten y averiguar si hay dudas que resolverSEMANA 4Fase 41048652 Efectuacuteen sus experimentos o aquellas actividades de campo que se plantearon1048652 Registren en todo momento sus observaciones y los resultados que vayan obteniendo1048652 Comiencen a planear la presentacioacuten de su informe frente al grupoSEMANA 5Fase 51048652 Organicen la informacioacuten que obtuvieron y comiencen a resumir integrar y analizar Con ayuda de la versioacuten preliminar redacten su reporte final No olviden incluir iacutendice presentacioacuten introduccioacuten conclusiones y bibliografiacutea1048652 Comiencen a preparar la presentacioacuten de sus resultadosSEMANA 6Fase 61048652 Es momento de presentar los resultados de su proyecto Utilicen carteles mapas conceptuales graacuteficas folletos o cualquier apoyo auditivo o visual que ayude a la comprensioacuten de los resultados de su proyecto Comiencen a preparar la presentacioacuten de sus resultados

______________________________docente

______________________________Vo Bo

4 iquestPor queacute el choque de un baloacuten en un cristal no lo rompe Explica la interaccioacuten de las fuerzas

Orientaciones didaacutecticasLos alumnos presentan una dificultad para admitir la igualdad de las fuerzas presentes en una interaccioacuten se encuentra en la confusioacuten entre las fuerzas y sus efectos Se fijan soacutelo en los rasgos maacutes evidentes perceptibles cuando los efectos que experimentan cada uno de los cuerpos son muy diferentes lo interpretan como consecuencia de una desigualdad de las causas las fuerzas Son bastantes los alumnos que admiten la posibilidad de ambas fuerzas interaccionan pero en el caso de que el baloacuten rompa el cristal su explicacioacuten es que la fuerza del baloacuten es mayor que la del cristalSolicitar a los alumnos que elijan un representante del equipo y expongan ante los demaacutes compantildeeros sus argumentos con respecto a sus respuestas de la situacioacutenElaborar conclusiones con respecto a la correcta descripcioacuten de fenoacutemenos con respecto a los cambios del movimiento en funcioacuten de la accioacuten de las fuerzasActividad 6 Tiempo estimado 40 miniexclSobre hombros de GigantesRealizar una lectura comentada acerca de los trabajos de Newton en el estudio del movimiento de los cuerposCinemaacutetica y Dinaacutemica 3Debido al eacutexito con el que Galileo investigoacute muchos temas especiales de la mecaacutenica y desarrolloacute esquemas efectivos para explicar coacutemo se mueven los objetos (cinemaacutetica) Newton pudo dirigir su atencioacuten a la cuestioacuten de por queacute los objetos se mueven como lo hacen (dinaacutemica) En su trabajo sobre mecaacutenica Newton adopta un meacutetodo consistente regido por determinadas reglas

1 Asumir la menor cantidad de causas posibles al explicar un fenoacutemeno particular2 Relacionar tan completamente como sea posibles efectos anaacutelogos a la misma causa3 Extender a todos los cuerpos las propiedades sobre las que es posible efectuar experimentos4 Considerar como vaacutelida toda propuesta obtenida por induccioacuten de fenoacutemenos observados hasta que se observe un

nuevo fenoacutemeno que contradiga o limite dicha propuestaLa tarea esencial que Newton enfrentaba era la de sistematizar gran cantidad de conocimientos acumulados que todaviacutea teniacutean caraacutecter fragmentario y confuso Se ha sugerido que Newton enfrentoacute en la mecaacutenica el mismo tipo de problema que Pascal en la hidrostaacutetica que al enunciar un solo principio universal (la igualdad de la presioacuten en todas direcciones desde cualquier punto de un liacutequido) triunfoacute al sistema tizar toda una rama de la ciencia No obstante el problema de Newton en mecaacutenica era sin duda maacutes difiacutecil debido a la generalidad mucho mayor de su materiaComo hemos visto los cientiacuteficos desde tiempos remotos han especulado sobre el movimiento bajo la influencia de fuerzas internas o externas Para hacer eso fue necesario emplear una terminologiacutea especializada En la actualidad una de las dificultades que los fiacutesicos enfrentan constantemente es que esa rama de la ciencia maacutes que ninguna otra utiliza teacuterminos del lenguaje diario Esto puede ocasionar una falsa sensacioacuten de confianza en la claridad del significado que se da a los teacuterminos (soacutelo hay que pensar en la diferencia de significado que se da a hoy en diacutea a palabras como velocidad potencia y energiacutea cuando se usan estrictamente en fiacutesica o maacutes ampliamente en lenguaje comuacuten) Algunas palabras de uso frecuente como gravedad fuerza resistencia tendencia iacutempetu cantidad de movimiento entre otras fueron usadas en las especulaciones iniciales sobre el movimiento y luego resultaron insuficientemente definidas para ser de utilidad en discusiones cientiacuteficasAsiacute una de las tareas importantes de Newton fue tratar de poner cierto orden en el caos de terminologiacutea Tal vez lo mejor

hubiera sido romper con todo lo anterior y establecer un conjunto de teacuterminos completamente nuevos que no fueran de uso comuacuten Sin embargo esto nunca es faacutecil porque cualquier reformador o revolucionario que desea reorganizar un sistema ha sido educado dentro del mismo y no puede evitar estar influido por su terminologiacutea y conceptosNadie es lo suficientemente radical en la reformulacioacuten y se tiende a conservar las cosas maacutes conocidas que con frecuencia son precisamente las que maacutes necesitan cambiarseParticularmente en el caso de la terminologiacutea las peores confusiones surgen cuando se utilizan teacuterminos viejos para ideas nuevasPodriacutea decirse que en un sentido Newton no teniacutea la personalidad cientiacutefica ideal para triunfar completamente en esta tarea particular Teniacutea una mente excepcional de creatividad brillante que podiacutea formular pruebas elegantes y originales sobre una gran gama de temas pero no era muy adecuada para el trabajo paciente requerido para axiomatizar un tema y a veces sus escritos no definiacutean los teacuterminos con cuidado Sin embargo su sistema axiomaacutetico5 aportoacute aquello que siempre habiacutea faltado en la mecaacutenica antigua y asiacute logroacute establecer bases firmes para desarrollos futuros Auacuten maacutes es importante observar que la axiomatizacioacuten aunque vital para colocar los cimientos es soacutelo un aspecto de la contribucioacuten que puede hacer un genio hacia el desarrollo de su materia La eficacia de los meacutetodos concebidos que pueden representarse como la construccioacuten de la superestructura tambieacuten debe considerarse En esta aacuterea no puede dudarse del genio universal de Newton

Leyes de movimiento de NewtonEl esquema de Newton para la dinaacutemica se resume en sus tres leyes del movimiento En la primera ley se llega finalmente a una comprensioacuten cualitativa satisfactoria de la inercia (tendencia de un objeto a mantener su estado de reposo o movimiento uniforme en liacutenea recta) como propiedad baacutesica inherente a todos los objetosSe trata de una ley del todo general que destaca el hecho de que un solo esquema es aplicable al movimiento en cualquier lugar del universo Es la primera vez en la historia de la fiacutesica donde no se hace distincioacuten entre los dominios terrestre y celesteEn la segunda ley se alcanza por fin una explicacioacuten de la aceleracioacuten y una relacioacuten cuantitativa entre inercia y fuerza [Es interesante recordar que Newton no expresoacute esto como F = ma =(dvdt) sino esencialmente en la forma FDt = mDv o sea que habloacute de cambio de movimiento (= momento) y lo relacionoacute con el valor de fuerza por tiempo]La tercera ley de Newton era muy original y completaba su tratamiento general del concepto de fuerza al explicar que a toda fuerza corresponde una reacuteplica ideacutentica Como consecuencia resulta que una partiacutecula solitaria no puede por siacute sola ejercer ni experimentar fuerza alguna Las fuerzas surgen soacutelo de la interaccioacuten de dos entidades Se puede llamar a una fuerza accioacuten y a la otra reaccioacuten pero el nombrar es arbitrario La relacioacuten es la misma que la del creacutedito y el deacutebito uno es imposible sin el otro Accioacuten y reaccioacuten son de igual magnitud pero de direccioacuten opuesta Cualquier conexioacuten causal que introduzcamos seraacute artificial Lo maacutes importante es que suceden respectivamente a dos entidades diferentesElaborar individualmente sus conclusiones con respecto a las aportaciones de Newton para el desarrollo de la cienciaSecuencia Didaacutectica Cierre Tiempo Recursos

DidaacutecticosActividad de cierre 7 Tiempo estimado 60 miniexclQue las fuerzas me acompantildeenFormar equipos de 4 a 5 integrantes Analizar las situaciones y contestar las preguntas que se plantean dando argumentaciones con base en las Leyes de Newton que se han trabajado en la secuencia

Cuando se encuentran en reposo iquestde queacute forma se aplican fuerza los patinadores para comenzar a moverse iquestEs correcto decir que entre maacutes raacutepido vayan los patinadores maacutes fuerza tienen iquestPor queacute se detienen raacutepidamente al inclinar el patiacuten Expliacutecalo en teacuterminos de la friccioacuten Si le llamamos accioacuten al hecho de que el patinador se impulsa del piso para moverse hacia adelante iquestcuaacutel es la reaccioacuten iquestQueacute trayectoria seguiriacutean los patinadores si dejan de impulsarse y mantienen recto los patines iquestQueacute le sucederiacutea a la velocidad de los patinadores sin que exista ninguacuten tipo de impulso y la friccioacuten con el piso

disminuyera al miacutenimo Observa los pies y las piernas de los patinadores cuando dan vuelta iquestqueacute les sucede Si el patinador quisiera acelerarse maacutes iquestqueacute debe hacer con sus piernas Elaborar sus conclusiones acerca de las leyes de Newton en nuestras actividades cotidianasElevadorIntegra tus conocimientos para dar respuesta a las situaciones que se planteanRodrigo estaacute parado sobre una baacutescula dentro de un elevador Su masa de 100 kilogramosEncuentre su peso aparente en las siguientes situaciones

I El elevador estaacute en reposoII El elevador se mueve hacia arriba con velocidad constante

III El elevador se mueve hacia abajo con velocidad constanteIV El elevador se mueve hacia arriba con una aceleracioacuten de 49 ms2V El elevador se mueve hacia arriba con una aceleracioacuten de 98 ms2

VI El elevador se mueve hacia abajo con una aceleracioacuten de 49 ms2VII El elevador se mueve hacia abajo con una aceleracioacuten de 98 ms2

Orientaciones didaacutecticasSolucioacuten al problema para guiar al alumno en el procedimiento que tiene que realizarHay que considerar las fuerzas que actuacutean sobre Rodrigo su peso P=mg que es la fuerza que la Tierra ejerce sobre eacutel y Fb la fuerza que ejerce la baacutescula sobre eacutelLa fuerza que Rodrigo ejerce sobre la baacutescula tiene la misma magnitud que Fb pero apunta en la direccioacuten contraria como se puede ver la figura Esta fuerza es la que Rodrigo lee en la escala de la baacutescula y es su peso aparenteSe tomaraacute como direccioacuten positiva la que apunta hacia arriba De esta manera la magnitud de la fuerza neta que actuacutea sobre Rodrigo es

F neta = Fb ndash PF neta = Fb ndash mg

La segunda ley de Newton nos dice queF neta = ma

Entonces en las situaciones (i) (ii) y (iii) comoma = F neta = 0

por lo que 0 = F b ndashmg

Fb = mgEn estas tres situaciones como el elevador no estaacute en movimiento acelerado el peso aparente de Rodrigo es igual a su peso real

F b = (100 kg) (98 ms2)Fb = 980 N

En la situacioacuten (iv) tenemos una aceleracioacuten hacia arriba de a = 49 ms2 al usar la segunda ley de Newton F neta = ma = (100 kg) (49 ms2)Entonces

(100 kg) (49 ms2) = Fb ndash (100 kg) (98 ms2)De donde

Fb = 490 N + 980 N = 1470 NEl peso de Rodrigo es de 1470 NEn (v) cuando la aceleracioacuten del elevador es 98 ms2 hacia arriba

F neta = (100 kg) (98 ms2) = 980 N y 980 N = F b ndash P980 N = Fb ndash (100 kg) (98 ms2)

Fb = 980 N + 980 N = 1960 NEn este caso el peso aparente de Rodrigo es el doble de su peso realEn (vi) la aceleracioacuten del elevador es de 49 ms2 hacia abajo a= 49 ms 2Usando la segunda ley de Newton como en las situaciones anteriores

F b ndash P = F neta = (100 kg) (-49 ms2)Fb = -490 N + 980 N

Fb = 490 NY el peso aparente de Rodrigo es la mitad de su peso real Finalmente en (vii) cuando el elevador tiene una aceleracioacuten hacia debajo de 98 ms2 a = -98 ms2Usando nuevamente la segunda ley de Newton

Fb ndash P = (100 kg) (98 ms2) = -980 NFb = 980 N + (-980 N) = 0 N

Y iexclel peso aparente de Rodrigo es ceroiexclLa paradoja del burroExpresa los argumentos para dar solucioacuten a la paradoja y elabora el sistema de fuerzas que estaacute presenteHabiacutea una vez un burro muy flojo que utilizando sus supuestos conocimientos de fiacutesica no queriacutea jalar la carretaEl burro le deciacutea a su duentildeo-iquestPara queacute quieres que jale la carreta si seguacuten la tercera ley de Newton a toda accioacuten corresponde una fuerza de reaccioacuten de igual magnitud pero de sentido contrario Si yo jalo la carreta con cierta fuerza seguacuten lo que afirma la tercera ley la carreta me jalaraacute a miacute con la misma fuerza pero en sentido contrario De manera que iquestpara queacute jalo la carreta si a miacute deciacutea el burro me va a jalar eacutesta con la misma fuerza y asiacute no voy a avanzar

OrientacionesSolucioacuten a la paradojaEfectivamente si se jala con cierta fuerza la carreta es la Tierra la que aporta la reaccioacuten con una fuerza igual pero de sentido contrarioCuando el burro jala la carreta ejerce una fuerza mayor Por ello cuando el sistema unido del burro y la carreta empuja con una fuerza hacia atraacutes la Tierra a traveacutes de la friccioacuten responde con una fuerza hacia delante que permite que avance el burro con la

carretaPero ademaacutes de resolver la paradoja debe sentildealarse que el otro factor que entra en juego es la friccioacutenPara poder caminar nuestro pie ejerce una fuerza hacia atraacutes sobre el suelo de la Tierra gracias a la friccioacuten de la suela de nuestro zapato con el suelo y la Tierra responde con una fuerza de reaccioacuten hacia delante de igual magnitud que nos permite avanzar Si hicieacuteramos lo mismo en aceite para reducir la fuerza de friccioacuten inmediatamente nos caeriacuteamos Por ello ademaacutes de la tercera ley deNewton lo que permite que podamos caminar es la fuerza de friccioacuten iexclCoacutemo nos podemos desplazar cuando no hay friccioacutenSolicitar a los alumnos que elaboren un escrito en doacutende expresen la importancia de considerar las leyes de Newton para dar explicacioacuten a situaciones de la vida diaria y no caer en mentiras de magia Comentar su opinioacuten a los demaacutes compantildeeros

PRAacuteCTICA DE LABORATORIONombre De La Praacutectica De Laboratorio

Propoacutesitos

Contenidos De Vinculacioacuten Con Otras Asignaturas Ejes Temaacuteticos Transversales

Aspectos a Evaluar

Instrumentos De Evaluacioacuten Empleados

PLANEACIOacuteN DEL TRABAJO POR PROYECTO

Nombre del Proyecto iquestCoacutemo se relacionan el movimiento y la fuerza con la importancia del uso del cinturoacuten de seguridad para quienes viajan en algunos transportes

Aprendizajes Esperados

bull Plantea preguntas o hipoacutetesis para responder a la situacioacuten de su intereacutes relacionada con el movimiento las fuerzas o la energiacutea Fase

( ) Planeacioacuten( ) Desarrollo( ) Comunicacioacuten( ) Evaluacioacuten

Ndeg Sesiones Por Semana

Nombre De Los Equipos Participantes

Estrategias Didaacutecticas A Desarrollar

Producto De La Semana Aspectos A Evaluar

Observaciones

PROYECTO SEMANA A SEMANA

En el transcurso del bimestreOrganizador del proyecto del bloque 2SEMANA 1 Evaluar su desempentildeo formar equipos y planear el trabajoSEMANA 2 Llevar a cabo la investigacioacuten documentalSEMANA 3 Terminar la investigacioacuten y organizar la informacioacuten obtenidaSEMANA 4 Experimentar construir entrevistar comprobar de acuerdo con el tipo de proyecto que se haya elegidoSEMANA 5 Analizar la informacioacuten obtenida y preparar tanto reporte como presentacioacutenSEMANA 6 Exposicioacuten de resultados

Podriacutea pedir a los alumnos que investiguen en el campo de la medicina de que forma la fiacutesica ha contribuido a mejorar la salud de las personasPodriacutea mencionarles la importancia de los rayos X de la construccioacuten de proacutetesis entre muchas otras

La Fiacutesica en el mundohellipDe la astronomiacutea La energiacutea de las estrellas se genera mediante reacciones que tienen lugar en su nuacutecleoAsiacute es como el Sol produce la energiacutea que radia hacia el espacio y llega a la Tierra La presioacuten debida a la radiacioacuten y a los productos de esas reacciones de las que hablamos tiende a expandir a la estrella pero la fuerza de gravedad a contraerla En las estrellas como el Sol la fuerza de gravedad y la presioacuten de radiacioacuten estaacuten en equilibrioSin embargo al cabo de cierto tiempo las fuerzas de presioacuten llegan a superar a las fuerzas gravitatorias y las estrellas aumentan de tamantildeo convirtieacutendose en gigantes rojas Finalmente luego de millones de antildeos el agotamiento de la energiacutea de las estrellas provoca la supremaciacutea de las fuerzas gravitatorias y eacutestas se contraen convirtieacutendose en enanas blancas Eacuteste es tambieacuten el destino del Sol

Del desarrollo sustentable La energiacutea eoacutelica se ha convertido en una competitiva forma de generar electricidad limpia pues basta una suave brisa para generarla En los casi 30 antildeos que llevan de existencia los molinos que transforman la fuerza del viento en electricidad han evolucionado notablementeSu potencia ha crecido hasta los 1 500 kW lo que significa que uno solo de esos molinos es capaz de abastecer energiacutea a un pueblo de 4 000 habitantesAdemaacutes se estaacuten desarrollando nuevos molinos que puedan funcionar con vientos muy suaves lo que permite que se utilicen en zonas en las que antes tal vez no era posible instalarlos porque el viento es escasoActualmente hay aparatos que funcionan con un viento de apenas 12 kmh y contra lo que podriacutea suponerse se detienen cuando el viento supera los 90 kmh porque podriacutean dantildearse Despueacutes de todo para que los molinos funcionen lo importante no es que el viento sea fuerte sino que sea constante

De la arqueologiacutea Los arqueoacutelogos han descubierto recientemente que las estructuras arquitectoacutenicas que estaacuten bajo tierra provocan leves desviaciones del campo magneacutetico terrestre Aprovechando este fenoacutemeno ahora pueden ldquoviajar al pasadordquo equipados con magnetoacutemetros muy precisos que como si fueran bruacutejulas les indican el camino sin necesidad de hacer excavacionesUno de los primeros hallazgos realizados mediante este sistema han sido las murallas de la miacutetica ciudad de Troya ante las cuales se desarrolloacute la guerra que Homero describioacute en La Iliacuteada

SEMANA 1Mejorar el trabajo por proyectosIndicar a los alumnos que es necesario que al contestar las preguntas sugeridas en esta paacutegina lo hagan de la manera maacutes honesta posible ya que esto les permitiraacute evitar cometer los errores anteriores y mejorar la calidad de este nuevo proyecto siempre buscando que todos los integrantes del equipo tengan una participacioacuten activaValoracioacuten del desempentildeobull Reconoce aciertos y errores en la planeacioacuten y ejecucioacuten del proyecto anteriorTodas las actividades que llevamos a cabo son tarde o temprano evaluadas En la mayoriacutea de las ocasiones la evaluacioacuten la realizamos nosotros mismos pero hay momentos en los que la hace alguien maacutes Es el caso del trabajo cientiacutefico que es evaluado por expertos que determinan si lo que se ha hecho cumple con los criterios y paraacutemetros teacutecnicos establecidos inicialmenteAutoevaluacioacutenEn el curso anterior de Ciencias trabajaste varios proyectos y durante el primer bimestre de este curso tuviste oportunidad de desarrollar uno maacutes tambieacuten hiciste ya un ejercicio de autocriacutetica y valoraste tu trabajo y el de tus compantildeeros de equipoLa experiencia que ya tienes en el trabajo por proyectos te permite reconocer con claridad los detalles que hacen que un proyecto se lleve a cabo con eacutexito o por el contrario que no llegue a buen teacuterminoPor eso ahora te proponemos que nuevamente te reuacutenas con los compantildeeros que formaron parte de tu equipo de trabajo durante el primer bimestre y juntos evaluacuteen su desempentildeo y los resultados de su proyecto El objetivo es que identifiquen los aciertos y los errores que como equipo tuvieron al momento de desarrollar su proyecto Realizar una evaluacioacuten de este tipo no

es sencillo pues lo que se examina es el trabajo hecho por uno mismo y por personas que conocemos el que haya una

vinculacioacuten o relacioacuten directa con el proyecto y quienes lo hicieron puede afectar la objetividad con la que se realiza la

evaluacioacuten Sin embargo por esa misma razoacuten hacer la evaluacioacuten es muy importantePara que este ejercicio resulte maacutes sencillo a continuacioacuten les presentamos algunas preguntas de las que pueden partir para hacer su evaluacioacuten1 Por evaluar creatividad y originalidada) iquestCoacutemo plantearon el problema en el que basaron su proyectob) Si los hubo iquestcoacutemo idearon sus experimentosc) iquestLos resultados de su proyecto llevaron a la creacioacuten de nuevos objetos o instrumentosd) iquestLa presentacioacuten de los resultados fue igual que la de otros equipos2 Por evaluar coherenciaa) iquestLos resultados sostuvieron o refutaron la hipoacutetesis planteadab) iquestLa informacioacuten era adecuada y estaba completac) iquestHubo relacioacuten entre todas y cada una de las fases del proyecto3 Por evaluar claridada) iquestSu reporte era claro y preciso iquestTeniacutea secciones identificablesb) iquestDesarrollaron de manera loacutegica sencilla y ordenada los contenidos importantes del proyectoc) iquestLos resultados eran claros comprensibles para cualquiera

Lo que sigueDespueacutes de llevar a cabo el ejercicio de autoevaluacioacuten e identificar sus aciertos y errores es momento de organizarse nuevamente con otros compantildeeros para realizar el proyecto de este bimestreLa valoracioacuten que hicieron en el primer bimestre la autoevaluacioacuten efectuada en eacuteste asiacute como la experiencia obtenida hasta ahora en el trabajo por proyectos los ayudaraacute a planear raacutepidamente su trabajo A continuacioacuten encontraraacuten un ejemplo de organizador que quizaacute les sea de utilidad al momento de hacerlo sin embargo ustedes pueden decidir coacutemo les conviene organizarseRecuerden tambieacuten que a lo largo del bimestre les presentamos una seccioacuten titulada ldquoMi proyecto semana a semanardquo en la que se describen las tareas a cumplir semanalmente para llegar al final del bimestre con el proyecto terminado

ActividadesTiemp

oFase 1 Planeacioacuten del proyecto

Integren nuevos equipos de trabajo y elijan un tema Planteen algunas preguntas acerca de su tema Decidan queacute tipo de proyecto trabajaraacuten y cuaacuteles seraacuten

sus objetivos

dos horas

Fase 2 Organizacioacuten del proyecto Especifiquen cuaacuteles seraacuten las tareas y responsabilidades

de los integrantes del equipo Elaboren su cronograma y establezcan liacutemites de tiempo Dependiendo del tipo de proyecto que eligieron acuerden

queacute presupuesto destinaraacuten para conseguir el material que necesitaraacuten para llevarlo a cabo

tres horas

Fase 3 Investigacioacuten Comiencen la investigacioacuten documental ademaacutes de

revisar libros revistas diarios y paacuteginas en Internet recurran a videotecas museos etceacutetera

Organicen la informacioacuten que obtengan usen fichas de trabajo fichas bibliograacuteficas resuacutemenes tablas y esquemas

dos semana

s

Fase 4 Experimentacioacuten observacioacuten y anaacutelisis De acuerdo con el tema y tipo de proyecto que hayan

elegido realicen los experimentos que consideren necesarios

Observen y registren los resultados de sus experimentos organicen la informacioacuten de sus encuestas o describan coacutemo llevan a cabo la construccioacuten de su dispositivo seguacuten sea el caso

Analicen su informacioacuten relacionen sus resultados con las respuestas que se plantearon al inicio y escriban sus conclusiones

una semana

Fase 5 Preparacioacuten y redaccioacuten del informe Redacten su informe final y organicen la presentacioacuten de

sus resultados elaboren los graacuteficos maquetas modelos o prototipos que vayan a usar durante su presentacioacuten

una semana

Fase 6 Presentacioacuten de resultados Presenten al grupo los resultados de su proyecto

una semana

Mi proyecto semana a semanaSEMANA 1Fases 1 y 21048652 Formen los equipos de trabajo y comenten los resultados de su autoevaluacioacuten1048652 Elijan un tema para el proyecto de este bimestre y redacten las preguntas que responderaacuten en su proyecto1048652 Definan sus objetivos de trabajo y las actividades que realizaraacute cada quienSEMANA 2Fases 1 y 21048652 Realicen la investigacioacuten documental si tienen oportunidad entrevisten a alguacuten investigador o experto en el tema de su proyecto1048652 Registren la informacioacuten que obtengan una opcioacuten para hacerlo es elaborar una bitaacutecora que tendraacute a cargo alguno de los integrantes de su equipoSEMANA 3Fase 3Continuacuteen la investigacioacuten documentalComiencen a redactar un reporte preliminar esto los ayudaraacute a organizar su informacioacuten y averiguar si hay dudas que resolverSEMANA 4Fase 41048652 Efectuacuteen sus experimentos o aquellas actividades de campo que se plantearon1048652 Registren en todo momento sus observaciones y los resultados que vayan obteniendo1048652 Comiencen a planear la presentacioacuten de su informe frente al grupoSEMANA 5Fase 51048652 Organicen la informacioacuten que obtuvieron y comiencen a resumir integrar y analizar Con ayuda de la versioacuten preliminar redacten su reporte final No olviden incluir iacutendice presentacioacuten introduccioacuten conclusiones y bibliografiacutea1048652 Comiencen a preparar la presentacioacuten de sus resultadosSEMANA 6Fase 61048652 Es momento de presentar los resultados de su proyecto Utilicen carteles mapas conceptuales graacuteficas folletos o cualquier apoyo auditivo o visual que ayude a la comprensioacuten de los resultados de su proyecto Comiencen a preparar la presentacioacuten de sus resultados

______________________________docente

______________________________Vo Bo

hubiera sido romper con todo lo anterior y establecer un conjunto de teacuterminos completamente nuevos que no fueran de uso comuacuten Sin embargo esto nunca es faacutecil porque cualquier reformador o revolucionario que desea reorganizar un sistema ha sido educado dentro del mismo y no puede evitar estar influido por su terminologiacutea y conceptosNadie es lo suficientemente radical en la reformulacioacuten y se tiende a conservar las cosas maacutes conocidas que con frecuencia son precisamente las que maacutes necesitan cambiarseParticularmente en el caso de la terminologiacutea las peores confusiones surgen cuando se utilizan teacuterminos viejos para ideas nuevasPodriacutea decirse que en un sentido Newton no teniacutea la personalidad cientiacutefica ideal para triunfar completamente en esta tarea particular Teniacutea una mente excepcional de creatividad brillante que podiacutea formular pruebas elegantes y originales sobre una gran gama de temas pero no era muy adecuada para el trabajo paciente requerido para axiomatizar un tema y a veces sus escritos no definiacutean los teacuterminos con cuidado Sin embargo su sistema axiomaacutetico5 aportoacute aquello que siempre habiacutea faltado en la mecaacutenica antigua y asiacute logroacute establecer bases firmes para desarrollos futuros Auacuten maacutes es importante observar que la axiomatizacioacuten aunque vital para colocar los cimientos es soacutelo un aspecto de la contribucioacuten que puede hacer un genio hacia el desarrollo de su materia La eficacia de los meacutetodos concebidos que pueden representarse como la construccioacuten de la superestructura tambieacuten debe considerarse En esta aacuterea no puede dudarse del genio universal de Newton

Leyes de movimiento de NewtonEl esquema de Newton para la dinaacutemica se resume en sus tres leyes del movimiento En la primera ley se llega finalmente a una comprensioacuten cualitativa satisfactoria de la inercia (tendencia de un objeto a mantener su estado de reposo o movimiento uniforme en liacutenea recta) como propiedad baacutesica inherente a todos los objetosSe trata de una ley del todo general que destaca el hecho de que un solo esquema es aplicable al movimiento en cualquier lugar del universo Es la primera vez en la historia de la fiacutesica donde no se hace distincioacuten entre los dominios terrestre y celesteEn la segunda ley se alcanza por fin una explicacioacuten de la aceleracioacuten y una relacioacuten cuantitativa entre inercia y fuerza [Es interesante recordar que Newton no expresoacute esto como F = ma =(dvdt) sino esencialmente en la forma FDt = mDv o sea que habloacute de cambio de movimiento (= momento) y lo relacionoacute con el valor de fuerza por tiempo]La tercera ley de Newton era muy original y completaba su tratamiento general del concepto de fuerza al explicar que a toda fuerza corresponde una reacuteplica ideacutentica Como consecuencia resulta que una partiacutecula solitaria no puede por siacute sola ejercer ni experimentar fuerza alguna Las fuerzas surgen soacutelo de la interaccioacuten de dos entidades Se puede llamar a una fuerza accioacuten y a la otra reaccioacuten pero el nombrar es arbitrario La relacioacuten es la misma que la del creacutedito y el deacutebito uno es imposible sin el otro Accioacuten y reaccioacuten son de igual magnitud pero de direccioacuten opuesta Cualquier conexioacuten causal que introduzcamos seraacute artificial Lo maacutes importante es que suceden respectivamente a dos entidades diferentesElaborar individualmente sus conclusiones con respecto a las aportaciones de Newton para el desarrollo de la cienciaSecuencia Didaacutectica Cierre Tiempo Recursos

DidaacutecticosActividad de cierre 7 Tiempo estimado 60 miniexclQue las fuerzas me acompantildeenFormar equipos de 4 a 5 integrantes Analizar las situaciones y contestar las preguntas que se plantean dando argumentaciones con base en las Leyes de Newton que se han trabajado en la secuencia

Cuando se encuentran en reposo iquestde queacute forma se aplican fuerza los patinadores para comenzar a moverse iquestEs correcto decir que entre maacutes raacutepido vayan los patinadores maacutes fuerza tienen iquestPor queacute se detienen raacutepidamente al inclinar el patiacuten Expliacutecalo en teacuterminos de la friccioacuten Si le llamamos accioacuten al hecho de que el patinador se impulsa del piso para moverse hacia adelante iquestcuaacutel es la reaccioacuten iquestQueacute trayectoria seguiriacutean los patinadores si dejan de impulsarse y mantienen recto los patines iquestQueacute le sucederiacutea a la velocidad de los patinadores sin que exista ninguacuten tipo de impulso y la friccioacuten con el piso

disminuyera al miacutenimo Observa los pies y las piernas de los patinadores cuando dan vuelta iquestqueacute les sucede Si el patinador quisiera acelerarse maacutes iquestqueacute debe hacer con sus piernas Elaborar sus conclusiones acerca de las leyes de Newton en nuestras actividades cotidianasElevadorIntegra tus conocimientos para dar respuesta a las situaciones que se planteanRodrigo estaacute parado sobre una baacutescula dentro de un elevador Su masa de 100 kilogramosEncuentre su peso aparente en las siguientes situaciones

I El elevador estaacute en reposoII El elevador se mueve hacia arriba con velocidad constante

III El elevador se mueve hacia abajo con velocidad constanteIV El elevador se mueve hacia arriba con una aceleracioacuten de 49 ms2V El elevador se mueve hacia arriba con una aceleracioacuten de 98 ms2

VI El elevador se mueve hacia abajo con una aceleracioacuten de 49 ms2VII El elevador se mueve hacia abajo con una aceleracioacuten de 98 ms2

Orientaciones didaacutecticasSolucioacuten al problema para guiar al alumno en el procedimiento que tiene que realizarHay que considerar las fuerzas que actuacutean sobre Rodrigo su peso P=mg que es la fuerza que la Tierra ejerce sobre eacutel y Fb la fuerza que ejerce la baacutescula sobre eacutelLa fuerza que Rodrigo ejerce sobre la baacutescula tiene la misma magnitud que Fb pero apunta en la direccioacuten contraria como se puede ver la figura Esta fuerza es la que Rodrigo lee en la escala de la baacutescula y es su peso aparenteSe tomaraacute como direccioacuten positiva la que apunta hacia arriba De esta manera la magnitud de la fuerza neta que actuacutea sobre Rodrigo es

F neta = Fb ndash PF neta = Fb ndash mg

La segunda ley de Newton nos dice queF neta = ma

Entonces en las situaciones (i) (ii) y (iii) comoma = F neta = 0

por lo que 0 = F b ndashmg

Fb = mgEn estas tres situaciones como el elevador no estaacute en movimiento acelerado el peso aparente de Rodrigo es igual a su peso real

F b = (100 kg) (98 ms2)Fb = 980 N

En la situacioacuten (iv) tenemos una aceleracioacuten hacia arriba de a = 49 ms2 al usar la segunda ley de Newton F neta = ma = (100 kg) (49 ms2)Entonces

(100 kg) (49 ms2) = Fb ndash (100 kg) (98 ms2)De donde

Fb = 490 N + 980 N = 1470 NEl peso de Rodrigo es de 1470 NEn (v) cuando la aceleracioacuten del elevador es 98 ms2 hacia arriba

F neta = (100 kg) (98 ms2) = 980 N y 980 N = F b ndash P980 N = Fb ndash (100 kg) (98 ms2)

Fb = 980 N + 980 N = 1960 NEn este caso el peso aparente de Rodrigo es el doble de su peso realEn (vi) la aceleracioacuten del elevador es de 49 ms2 hacia abajo a= 49 ms 2Usando la segunda ley de Newton como en las situaciones anteriores

F b ndash P = F neta = (100 kg) (-49 ms2)Fb = -490 N + 980 N

Fb = 490 NY el peso aparente de Rodrigo es la mitad de su peso real Finalmente en (vii) cuando el elevador tiene una aceleracioacuten hacia debajo de 98 ms2 a = -98 ms2Usando nuevamente la segunda ley de Newton

Fb ndash P = (100 kg) (98 ms2) = -980 NFb = 980 N + (-980 N) = 0 N

Y iexclel peso aparente de Rodrigo es ceroiexclLa paradoja del burroExpresa los argumentos para dar solucioacuten a la paradoja y elabora el sistema de fuerzas que estaacute presenteHabiacutea una vez un burro muy flojo que utilizando sus supuestos conocimientos de fiacutesica no queriacutea jalar la carretaEl burro le deciacutea a su duentildeo-iquestPara queacute quieres que jale la carreta si seguacuten la tercera ley de Newton a toda accioacuten corresponde una fuerza de reaccioacuten de igual magnitud pero de sentido contrario Si yo jalo la carreta con cierta fuerza seguacuten lo que afirma la tercera ley la carreta me jalaraacute a miacute con la misma fuerza pero en sentido contrario De manera que iquestpara queacute jalo la carreta si a miacute deciacutea el burro me va a jalar eacutesta con la misma fuerza y asiacute no voy a avanzar

OrientacionesSolucioacuten a la paradojaEfectivamente si se jala con cierta fuerza la carreta es la Tierra la que aporta la reaccioacuten con una fuerza igual pero de sentido contrarioCuando el burro jala la carreta ejerce una fuerza mayor Por ello cuando el sistema unido del burro y la carreta empuja con una fuerza hacia atraacutes la Tierra a traveacutes de la friccioacuten responde con una fuerza hacia delante que permite que avance el burro con la

carretaPero ademaacutes de resolver la paradoja debe sentildealarse que el otro factor que entra en juego es la friccioacutenPara poder caminar nuestro pie ejerce una fuerza hacia atraacutes sobre el suelo de la Tierra gracias a la friccioacuten de la suela de nuestro zapato con el suelo y la Tierra responde con una fuerza de reaccioacuten hacia delante de igual magnitud que nos permite avanzar Si hicieacuteramos lo mismo en aceite para reducir la fuerza de friccioacuten inmediatamente nos caeriacuteamos Por ello ademaacutes de la tercera ley deNewton lo que permite que podamos caminar es la fuerza de friccioacuten iexclCoacutemo nos podemos desplazar cuando no hay friccioacutenSolicitar a los alumnos que elaboren un escrito en doacutende expresen la importancia de considerar las leyes de Newton para dar explicacioacuten a situaciones de la vida diaria y no caer en mentiras de magia Comentar su opinioacuten a los demaacutes compantildeeros

PRAacuteCTICA DE LABORATORIONombre De La Praacutectica De Laboratorio

Propoacutesitos

Contenidos De Vinculacioacuten Con Otras Asignaturas Ejes Temaacuteticos Transversales

Aspectos a Evaluar

Instrumentos De Evaluacioacuten Empleados

PLANEACIOacuteN DEL TRABAJO POR PROYECTO

Nombre del Proyecto iquestCoacutemo se relacionan el movimiento y la fuerza con la importancia del uso del cinturoacuten de seguridad para quienes viajan en algunos transportes

Aprendizajes Esperados

bull Plantea preguntas o hipoacutetesis para responder a la situacioacuten de su intereacutes relacionada con el movimiento las fuerzas o la energiacutea Fase

( ) Planeacioacuten( ) Desarrollo( ) Comunicacioacuten( ) Evaluacioacuten

Ndeg Sesiones Por Semana

Nombre De Los Equipos Participantes

Estrategias Didaacutecticas A Desarrollar

Producto De La Semana Aspectos A Evaluar

Observaciones

PROYECTO SEMANA A SEMANA

En el transcurso del bimestreOrganizador del proyecto del bloque 2SEMANA 1 Evaluar su desempentildeo formar equipos y planear el trabajoSEMANA 2 Llevar a cabo la investigacioacuten documentalSEMANA 3 Terminar la investigacioacuten y organizar la informacioacuten obtenidaSEMANA 4 Experimentar construir entrevistar comprobar de acuerdo con el tipo de proyecto que se haya elegidoSEMANA 5 Analizar la informacioacuten obtenida y preparar tanto reporte como presentacioacutenSEMANA 6 Exposicioacuten de resultados

Podriacutea pedir a los alumnos que investiguen en el campo de la medicina de que forma la fiacutesica ha contribuido a mejorar la salud de las personasPodriacutea mencionarles la importancia de los rayos X de la construccioacuten de proacutetesis entre muchas otras

La Fiacutesica en el mundohellipDe la astronomiacutea La energiacutea de las estrellas se genera mediante reacciones que tienen lugar en su nuacutecleoAsiacute es como el Sol produce la energiacutea que radia hacia el espacio y llega a la Tierra La presioacuten debida a la radiacioacuten y a los productos de esas reacciones de las que hablamos tiende a expandir a la estrella pero la fuerza de gravedad a contraerla En las estrellas como el Sol la fuerza de gravedad y la presioacuten de radiacioacuten estaacuten en equilibrioSin embargo al cabo de cierto tiempo las fuerzas de presioacuten llegan a superar a las fuerzas gravitatorias y las estrellas aumentan de tamantildeo convirtieacutendose en gigantes rojas Finalmente luego de millones de antildeos el agotamiento de la energiacutea de las estrellas provoca la supremaciacutea de las fuerzas gravitatorias y eacutestas se contraen convirtieacutendose en enanas blancas Eacuteste es tambieacuten el destino del Sol

Del desarrollo sustentable La energiacutea eoacutelica se ha convertido en una competitiva forma de generar electricidad limpia pues basta una suave brisa para generarla En los casi 30 antildeos que llevan de existencia los molinos que transforman la fuerza del viento en electricidad han evolucionado notablementeSu potencia ha crecido hasta los 1 500 kW lo que significa que uno solo de esos molinos es capaz de abastecer energiacutea a un pueblo de 4 000 habitantesAdemaacutes se estaacuten desarrollando nuevos molinos que puedan funcionar con vientos muy suaves lo que permite que se utilicen en zonas en las que antes tal vez no era posible instalarlos porque el viento es escasoActualmente hay aparatos que funcionan con un viento de apenas 12 kmh y contra lo que podriacutea suponerse se detienen cuando el viento supera los 90 kmh porque podriacutean dantildearse Despueacutes de todo para que los molinos funcionen lo importante no es que el viento sea fuerte sino que sea constante

De la arqueologiacutea Los arqueoacutelogos han descubierto recientemente que las estructuras arquitectoacutenicas que estaacuten bajo tierra provocan leves desviaciones del campo magneacutetico terrestre Aprovechando este fenoacutemeno ahora pueden ldquoviajar al pasadordquo equipados con magnetoacutemetros muy precisos que como si fueran bruacutejulas les indican el camino sin necesidad de hacer excavacionesUno de los primeros hallazgos realizados mediante este sistema han sido las murallas de la miacutetica ciudad de Troya ante las cuales se desarrolloacute la guerra que Homero describioacute en La Iliacuteada

SEMANA 1Mejorar el trabajo por proyectosIndicar a los alumnos que es necesario que al contestar las preguntas sugeridas en esta paacutegina lo hagan de la manera maacutes honesta posible ya que esto les permitiraacute evitar cometer los errores anteriores y mejorar la calidad de este nuevo proyecto siempre buscando que todos los integrantes del equipo tengan una participacioacuten activaValoracioacuten del desempentildeobull Reconoce aciertos y errores en la planeacioacuten y ejecucioacuten del proyecto anteriorTodas las actividades que llevamos a cabo son tarde o temprano evaluadas En la mayoriacutea de las ocasiones la evaluacioacuten la realizamos nosotros mismos pero hay momentos en los que la hace alguien maacutes Es el caso del trabajo cientiacutefico que es evaluado por expertos que determinan si lo que se ha hecho cumple con los criterios y paraacutemetros teacutecnicos establecidos inicialmenteAutoevaluacioacutenEn el curso anterior de Ciencias trabajaste varios proyectos y durante el primer bimestre de este curso tuviste oportunidad de desarrollar uno maacutes tambieacuten hiciste ya un ejercicio de autocriacutetica y valoraste tu trabajo y el de tus compantildeeros de equipoLa experiencia que ya tienes en el trabajo por proyectos te permite reconocer con claridad los detalles que hacen que un proyecto se lleve a cabo con eacutexito o por el contrario que no llegue a buen teacuterminoPor eso ahora te proponemos que nuevamente te reuacutenas con los compantildeeros que formaron parte de tu equipo de trabajo durante el primer bimestre y juntos evaluacuteen su desempentildeo y los resultados de su proyecto El objetivo es que identifiquen los aciertos y los errores que como equipo tuvieron al momento de desarrollar su proyecto Realizar una evaluacioacuten de este tipo no

es sencillo pues lo que se examina es el trabajo hecho por uno mismo y por personas que conocemos el que haya una

vinculacioacuten o relacioacuten directa con el proyecto y quienes lo hicieron puede afectar la objetividad con la que se realiza la

evaluacioacuten Sin embargo por esa misma razoacuten hacer la evaluacioacuten es muy importantePara que este ejercicio resulte maacutes sencillo a continuacioacuten les presentamos algunas preguntas de las que pueden partir para hacer su evaluacioacuten1 Por evaluar creatividad y originalidada) iquestCoacutemo plantearon el problema en el que basaron su proyectob) Si los hubo iquestcoacutemo idearon sus experimentosc) iquestLos resultados de su proyecto llevaron a la creacioacuten de nuevos objetos o instrumentosd) iquestLa presentacioacuten de los resultados fue igual que la de otros equipos2 Por evaluar coherenciaa) iquestLos resultados sostuvieron o refutaron la hipoacutetesis planteadab) iquestLa informacioacuten era adecuada y estaba completac) iquestHubo relacioacuten entre todas y cada una de las fases del proyecto3 Por evaluar claridada) iquestSu reporte era claro y preciso iquestTeniacutea secciones identificablesb) iquestDesarrollaron de manera loacutegica sencilla y ordenada los contenidos importantes del proyectoc) iquestLos resultados eran claros comprensibles para cualquiera

Lo que sigueDespueacutes de llevar a cabo el ejercicio de autoevaluacioacuten e identificar sus aciertos y errores es momento de organizarse nuevamente con otros compantildeeros para realizar el proyecto de este bimestreLa valoracioacuten que hicieron en el primer bimestre la autoevaluacioacuten efectuada en eacuteste asiacute como la experiencia obtenida hasta ahora en el trabajo por proyectos los ayudaraacute a planear raacutepidamente su trabajo A continuacioacuten encontraraacuten un ejemplo de organizador que quizaacute les sea de utilidad al momento de hacerlo sin embargo ustedes pueden decidir coacutemo les conviene organizarseRecuerden tambieacuten que a lo largo del bimestre les presentamos una seccioacuten titulada ldquoMi proyecto semana a semanardquo en la que se describen las tareas a cumplir semanalmente para llegar al final del bimestre con el proyecto terminado

ActividadesTiemp

oFase 1 Planeacioacuten del proyecto

Integren nuevos equipos de trabajo y elijan un tema Planteen algunas preguntas acerca de su tema Decidan queacute tipo de proyecto trabajaraacuten y cuaacuteles seraacuten

sus objetivos

dos horas

Fase 2 Organizacioacuten del proyecto Especifiquen cuaacuteles seraacuten las tareas y responsabilidades

de los integrantes del equipo Elaboren su cronograma y establezcan liacutemites de tiempo Dependiendo del tipo de proyecto que eligieron acuerden

queacute presupuesto destinaraacuten para conseguir el material que necesitaraacuten para llevarlo a cabo

tres horas

Fase 3 Investigacioacuten Comiencen la investigacioacuten documental ademaacutes de

revisar libros revistas diarios y paacuteginas en Internet recurran a videotecas museos etceacutetera

Organicen la informacioacuten que obtengan usen fichas de trabajo fichas bibliograacuteficas resuacutemenes tablas y esquemas

dos semana

s

Fase 4 Experimentacioacuten observacioacuten y anaacutelisis De acuerdo con el tema y tipo de proyecto que hayan

elegido realicen los experimentos que consideren necesarios

Observen y registren los resultados de sus experimentos organicen la informacioacuten de sus encuestas o describan coacutemo llevan a cabo la construccioacuten de su dispositivo seguacuten sea el caso

Analicen su informacioacuten relacionen sus resultados con las respuestas que se plantearon al inicio y escriban sus conclusiones

una semana

Fase 5 Preparacioacuten y redaccioacuten del informe Redacten su informe final y organicen la presentacioacuten de

sus resultados elaboren los graacuteficos maquetas modelos o prototipos que vayan a usar durante su presentacioacuten

una semana

Fase 6 Presentacioacuten de resultados Presenten al grupo los resultados de su proyecto

una semana

Mi proyecto semana a semanaSEMANA 1Fases 1 y 21048652 Formen los equipos de trabajo y comenten los resultados de su autoevaluacioacuten1048652 Elijan un tema para el proyecto de este bimestre y redacten las preguntas que responderaacuten en su proyecto1048652 Definan sus objetivos de trabajo y las actividades que realizaraacute cada quienSEMANA 2Fases 1 y 21048652 Realicen la investigacioacuten documental si tienen oportunidad entrevisten a alguacuten investigador o experto en el tema de su proyecto1048652 Registren la informacioacuten que obtengan una opcioacuten para hacerlo es elaborar una bitaacutecora que tendraacute a cargo alguno de los integrantes de su equipoSEMANA 3Fase 3Continuacuteen la investigacioacuten documentalComiencen a redactar un reporte preliminar esto los ayudaraacute a organizar su informacioacuten y averiguar si hay dudas que resolverSEMANA 4Fase 41048652 Efectuacuteen sus experimentos o aquellas actividades de campo que se plantearon1048652 Registren en todo momento sus observaciones y los resultados que vayan obteniendo1048652 Comiencen a planear la presentacioacuten de su informe frente al grupoSEMANA 5Fase 51048652 Organicen la informacioacuten que obtuvieron y comiencen a resumir integrar y analizar Con ayuda de la versioacuten preliminar redacten su reporte final No olviden incluir iacutendice presentacioacuten introduccioacuten conclusiones y bibliografiacutea1048652 Comiencen a preparar la presentacioacuten de sus resultadosSEMANA 6Fase 61048652 Es momento de presentar los resultados de su proyecto Utilicen carteles mapas conceptuales graacuteficas folletos o cualquier apoyo auditivo o visual que ayude a la comprensioacuten de los resultados de su proyecto Comiencen a preparar la presentacioacuten de sus resultados

______________________________docente

______________________________Vo Bo

Cuando se encuentran en reposo iquestde queacute forma se aplican fuerza los patinadores para comenzar a moverse iquestEs correcto decir que entre maacutes raacutepido vayan los patinadores maacutes fuerza tienen iquestPor queacute se detienen raacutepidamente al inclinar el patiacuten Expliacutecalo en teacuterminos de la friccioacuten Si le llamamos accioacuten al hecho de que el patinador se impulsa del piso para moverse hacia adelante iquestcuaacutel es la reaccioacuten iquestQueacute trayectoria seguiriacutean los patinadores si dejan de impulsarse y mantienen recto los patines iquestQueacute le sucederiacutea a la velocidad de los patinadores sin que exista ninguacuten tipo de impulso y la friccioacuten con el piso

disminuyera al miacutenimo Observa los pies y las piernas de los patinadores cuando dan vuelta iquestqueacute les sucede Si el patinador quisiera acelerarse maacutes iquestqueacute debe hacer con sus piernas Elaborar sus conclusiones acerca de las leyes de Newton en nuestras actividades cotidianasElevadorIntegra tus conocimientos para dar respuesta a las situaciones que se planteanRodrigo estaacute parado sobre una baacutescula dentro de un elevador Su masa de 100 kilogramosEncuentre su peso aparente en las siguientes situaciones

I El elevador estaacute en reposoII El elevador se mueve hacia arriba con velocidad constante

III El elevador se mueve hacia abajo con velocidad constanteIV El elevador se mueve hacia arriba con una aceleracioacuten de 49 ms2V El elevador se mueve hacia arriba con una aceleracioacuten de 98 ms2

VI El elevador se mueve hacia abajo con una aceleracioacuten de 49 ms2VII El elevador se mueve hacia abajo con una aceleracioacuten de 98 ms2

Orientaciones didaacutecticasSolucioacuten al problema para guiar al alumno en el procedimiento que tiene que realizarHay que considerar las fuerzas que actuacutean sobre Rodrigo su peso P=mg que es la fuerza que la Tierra ejerce sobre eacutel y Fb la fuerza que ejerce la baacutescula sobre eacutelLa fuerza que Rodrigo ejerce sobre la baacutescula tiene la misma magnitud que Fb pero apunta en la direccioacuten contraria como se puede ver la figura Esta fuerza es la que Rodrigo lee en la escala de la baacutescula y es su peso aparenteSe tomaraacute como direccioacuten positiva la que apunta hacia arriba De esta manera la magnitud de la fuerza neta que actuacutea sobre Rodrigo es

F neta = Fb ndash PF neta = Fb ndash mg

La segunda ley de Newton nos dice queF neta = ma

Entonces en las situaciones (i) (ii) y (iii) comoma = F neta = 0

por lo que 0 = F b ndashmg

Fb = mgEn estas tres situaciones como el elevador no estaacute en movimiento acelerado el peso aparente de Rodrigo es igual a su peso real

F b = (100 kg) (98 ms2)Fb = 980 N

En la situacioacuten (iv) tenemos una aceleracioacuten hacia arriba de a = 49 ms2 al usar la segunda ley de Newton F neta = ma = (100 kg) (49 ms2)Entonces

(100 kg) (49 ms2) = Fb ndash (100 kg) (98 ms2)De donde

Fb = 490 N + 980 N = 1470 NEl peso de Rodrigo es de 1470 NEn (v) cuando la aceleracioacuten del elevador es 98 ms2 hacia arriba

F neta = (100 kg) (98 ms2) = 980 N y 980 N = F b ndash P980 N = Fb ndash (100 kg) (98 ms2)

Fb = 980 N + 980 N = 1960 NEn este caso el peso aparente de Rodrigo es el doble de su peso realEn (vi) la aceleracioacuten del elevador es de 49 ms2 hacia abajo a= 49 ms 2Usando la segunda ley de Newton como en las situaciones anteriores

F b ndash P = F neta = (100 kg) (-49 ms2)Fb = -490 N + 980 N

Fb = 490 NY el peso aparente de Rodrigo es la mitad de su peso real Finalmente en (vii) cuando el elevador tiene una aceleracioacuten hacia debajo de 98 ms2 a = -98 ms2Usando nuevamente la segunda ley de Newton

Fb ndash P = (100 kg) (98 ms2) = -980 NFb = 980 N + (-980 N) = 0 N

Y iexclel peso aparente de Rodrigo es ceroiexclLa paradoja del burroExpresa los argumentos para dar solucioacuten a la paradoja y elabora el sistema de fuerzas que estaacute presenteHabiacutea una vez un burro muy flojo que utilizando sus supuestos conocimientos de fiacutesica no queriacutea jalar la carretaEl burro le deciacutea a su duentildeo-iquestPara queacute quieres que jale la carreta si seguacuten la tercera ley de Newton a toda accioacuten corresponde una fuerza de reaccioacuten de igual magnitud pero de sentido contrario Si yo jalo la carreta con cierta fuerza seguacuten lo que afirma la tercera ley la carreta me jalaraacute a miacute con la misma fuerza pero en sentido contrario De manera que iquestpara queacute jalo la carreta si a miacute deciacutea el burro me va a jalar eacutesta con la misma fuerza y asiacute no voy a avanzar

OrientacionesSolucioacuten a la paradojaEfectivamente si se jala con cierta fuerza la carreta es la Tierra la que aporta la reaccioacuten con una fuerza igual pero de sentido contrarioCuando el burro jala la carreta ejerce una fuerza mayor Por ello cuando el sistema unido del burro y la carreta empuja con una fuerza hacia atraacutes la Tierra a traveacutes de la friccioacuten responde con una fuerza hacia delante que permite que avance el burro con la

carretaPero ademaacutes de resolver la paradoja debe sentildealarse que el otro factor que entra en juego es la friccioacutenPara poder caminar nuestro pie ejerce una fuerza hacia atraacutes sobre el suelo de la Tierra gracias a la friccioacuten de la suela de nuestro zapato con el suelo y la Tierra responde con una fuerza de reaccioacuten hacia delante de igual magnitud que nos permite avanzar Si hicieacuteramos lo mismo en aceite para reducir la fuerza de friccioacuten inmediatamente nos caeriacuteamos Por ello ademaacutes de la tercera ley deNewton lo que permite que podamos caminar es la fuerza de friccioacuten iexclCoacutemo nos podemos desplazar cuando no hay friccioacutenSolicitar a los alumnos que elaboren un escrito en doacutende expresen la importancia de considerar las leyes de Newton para dar explicacioacuten a situaciones de la vida diaria y no caer en mentiras de magia Comentar su opinioacuten a los demaacutes compantildeeros

PRAacuteCTICA DE LABORATORIONombre De La Praacutectica De Laboratorio

Propoacutesitos

Contenidos De Vinculacioacuten Con Otras Asignaturas Ejes Temaacuteticos Transversales

Aspectos a Evaluar

Instrumentos De Evaluacioacuten Empleados

PLANEACIOacuteN DEL TRABAJO POR PROYECTO

Nombre del Proyecto iquestCoacutemo se relacionan el movimiento y la fuerza con la importancia del uso del cinturoacuten de seguridad para quienes viajan en algunos transportes

Aprendizajes Esperados

bull Plantea preguntas o hipoacutetesis para responder a la situacioacuten de su intereacutes relacionada con el movimiento las fuerzas o la energiacutea Fase

( ) Planeacioacuten( ) Desarrollo( ) Comunicacioacuten( ) Evaluacioacuten

Ndeg Sesiones Por Semana

Nombre De Los Equipos Participantes

Estrategias Didaacutecticas A Desarrollar

Producto De La Semana Aspectos A Evaluar

Observaciones

PROYECTO SEMANA A SEMANA

En el transcurso del bimestreOrganizador del proyecto del bloque 2SEMANA 1 Evaluar su desempentildeo formar equipos y planear el trabajoSEMANA 2 Llevar a cabo la investigacioacuten documentalSEMANA 3 Terminar la investigacioacuten y organizar la informacioacuten obtenidaSEMANA 4 Experimentar construir entrevistar comprobar de acuerdo con el tipo de proyecto que se haya elegidoSEMANA 5 Analizar la informacioacuten obtenida y preparar tanto reporte como presentacioacutenSEMANA 6 Exposicioacuten de resultados

Podriacutea pedir a los alumnos que investiguen en el campo de la medicina de que forma la fiacutesica ha contribuido a mejorar la salud de las personasPodriacutea mencionarles la importancia de los rayos X de la construccioacuten de proacutetesis entre muchas otras

La Fiacutesica en el mundohellipDe la astronomiacutea La energiacutea de las estrellas se genera mediante reacciones que tienen lugar en su nuacutecleoAsiacute es como el Sol produce la energiacutea que radia hacia el espacio y llega a la Tierra La presioacuten debida a la radiacioacuten y a los productos de esas reacciones de las que hablamos tiende a expandir a la estrella pero la fuerza de gravedad a contraerla En las estrellas como el Sol la fuerza de gravedad y la presioacuten de radiacioacuten estaacuten en equilibrioSin embargo al cabo de cierto tiempo las fuerzas de presioacuten llegan a superar a las fuerzas gravitatorias y las estrellas aumentan de tamantildeo convirtieacutendose en gigantes rojas Finalmente luego de millones de antildeos el agotamiento de la energiacutea de las estrellas provoca la supremaciacutea de las fuerzas gravitatorias y eacutestas se contraen convirtieacutendose en enanas blancas Eacuteste es tambieacuten el destino del Sol

Del desarrollo sustentable La energiacutea eoacutelica se ha convertido en una competitiva forma de generar electricidad limpia pues basta una suave brisa para generarla En los casi 30 antildeos que llevan de existencia los molinos que transforman la fuerza del viento en electricidad han evolucionado notablementeSu potencia ha crecido hasta los 1 500 kW lo que significa que uno solo de esos molinos es capaz de abastecer energiacutea a un pueblo de 4 000 habitantesAdemaacutes se estaacuten desarrollando nuevos molinos que puedan funcionar con vientos muy suaves lo que permite que se utilicen en zonas en las que antes tal vez no era posible instalarlos porque el viento es escasoActualmente hay aparatos que funcionan con un viento de apenas 12 kmh y contra lo que podriacutea suponerse se detienen cuando el viento supera los 90 kmh porque podriacutean dantildearse Despueacutes de todo para que los molinos funcionen lo importante no es que el viento sea fuerte sino que sea constante

De la arqueologiacutea Los arqueoacutelogos han descubierto recientemente que las estructuras arquitectoacutenicas que estaacuten bajo tierra provocan leves desviaciones del campo magneacutetico terrestre Aprovechando este fenoacutemeno ahora pueden ldquoviajar al pasadordquo equipados con magnetoacutemetros muy precisos que como si fueran bruacutejulas les indican el camino sin necesidad de hacer excavacionesUno de los primeros hallazgos realizados mediante este sistema han sido las murallas de la miacutetica ciudad de Troya ante las cuales se desarrolloacute la guerra que Homero describioacute en La Iliacuteada

SEMANA 1Mejorar el trabajo por proyectosIndicar a los alumnos que es necesario que al contestar las preguntas sugeridas en esta paacutegina lo hagan de la manera maacutes honesta posible ya que esto les permitiraacute evitar cometer los errores anteriores y mejorar la calidad de este nuevo proyecto siempre buscando que todos los integrantes del equipo tengan una participacioacuten activaValoracioacuten del desempentildeobull Reconoce aciertos y errores en la planeacioacuten y ejecucioacuten del proyecto anteriorTodas las actividades que llevamos a cabo son tarde o temprano evaluadas En la mayoriacutea de las ocasiones la evaluacioacuten la realizamos nosotros mismos pero hay momentos en los que la hace alguien maacutes Es el caso del trabajo cientiacutefico que es evaluado por expertos que determinan si lo que se ha hecho cumple con los criterios y paraacutemetros teacutecnicos establecidos inicialmenteAutoevaluacioacutenEn el curso anterior de Ciencias trabajaste varios proyectos y durante el primer bimestre de este curso tuviste oportunidad de desarrollar uno maacutes tambieacuten hiciste ya un ejercicio de autocriacutetica y valoraste tu trabajo y el de tus compantildeeros de equipoLa experiencia que ya tienes en el trabajo por proyectos te permite reconocer con claridad los detalles que hacen que un proyecto se lleve a cabo con eacutexito o por el contrario que no llegue a buen teacuterminoPor eso ahora te proponemos que nuevamente te reuacutenas con los compantildeeros que formaron parte de tu equipo de trabajo durante el primer bimestre y juntos evaluacuteen su desempentildeo y los resultados de su proyecto El objetivo es que identifiquen los aciertos y los errores que como equipo tuvieron al momento de desarrollar su proyecto Realizar una evaluacioacuten de este tipo no

es sencillo pues lo que se examina es el trabajo hecho por uno mismo y por personas que conocemos el que haya una

vinculacioacuten o relacioacuten directa con el proyecto y quienes lo hicieron puede afectar la objetividad con la que se realiza la

evaluacioacuten Sin embargo por esa misma razoacuten hacer la evaluacioacuten es muy importantePara que este ejercicio resulte maacutes sencillo a continuacioacuten les presentamos algunas preguntas de las que pueden partir para hacer su evaluacioacuten1 Por evaluar creatividad y originalidada) iquestCoacutemo plantearon el problema en el que basaron su proyectob) Si los hubo iquestcoacutemo idearon sus experimentosc) iquestLos resultados de su proyecto llevaron a la creacioacuten de nuevos objetos o instrumentosd) iquestLa presentacioacuten de los resultados fue igual que la de otros equipos2 Por evaluar coherenciaa) iquestLos resultados sostuvieron o refutaron la hipoacutetesis planteadab) iquestLa informacioacuten era adecuada y estaba completac) iquestHubo relacioacuten entre todas y cada una de las fases del proyecto3 Por evaluar claridada) iquestSu reporte era claro y preciso iquestTeniacutea secciones identificablesb) iquestDesarrollaron de manera loacutegica sencilla y ordenada los contenidos importantes del proyectoc) iquestLos resultados eran claros comprensibles para cualquiera

Lo que sigueDespueacutes de llevar a cabo el ejercicio de autoevaluacioacuten e identificar sus aciertos y errores es momento de organizarse nuevamente con otros compantildeeros para realizar el proyecto de este bimestreLa valoracioacuten que hicieron en el primer bimestre la autoevaluacioacuten efectuada en eacuteste asiacute como la experiencia obtenida hasta ahora en el trabajo por proyectos los ayudaraacute a planear raacutepidamente su trabajo A continuacioacuten encontraraacuten un ejemplo de organizador que quizaacute les sea de utilidad al momento de hacerlo sin embargo ustedes pueden decidir coacutemo les conviene organizarseRecuerden tambieacuten que a lo largo del bimestre les presentamos una seccioacuten titulada ldquoMi proyecto semana a semanardquo en la que se describen las tareas a cumplir semanalmente para llegar al final del bimestre con el proyecto terminado

ActividadesTiemp

oFase 1 Planeacioacuten del proyecto

Integren nuevos equipos de trabajo y elijan un tema Planteen algunas preguntas acerca de su tema Decidan queacute tipo de proyecto trabajaraacuten y cuaacuteles seraacuten

sus objetivos

dos horas

Fase 2 Organizacioacuten del proyecto Especifiquen cuaacuteles seraacuten las tareas y responsabilidades

de los integrantes del equipo Elaboren su cronograma y establezcan liacutemites de tiempo Dependiendo del tipo de proyecto que eligieron acuerden

queacute presupuesto destinaraacuten para conseguir el material que necesitaraacuten para llevarlo a cabo

tres horas

Fase 3 Investigacioacuten Comiencen la investigacioacuten documental ademaacutes de

revisar libros revistas diarios y paacuteginas en Internet recurran a videotecas museos etceacutetera

Organicen la informacioacuten que obtengan usen fichas de trabajo fichas bibliograacuteficas resuacutemenes tablas y esquemas

dos semana

s

Fase 4 Experimentacioacuten observacioacuten y anaacutelisis De acuerdo con el tema y tipo de proyecto que hayan

elegido realicen los experimentos que consideren necesarios

Observen y registren los resultados de sus experimentos organicen la informacioacuten de sus encuestas o describan coacutemo llevan a cabo la construccioacuten de su dispositivo seguacuten sea el caso

Analicen su informacioacuten relacionen sus resultados con las respuestas que se plantearon al inicio y escriban sus conclusiones

una semana

Fase 5 Preparacioacuten y redaccioacuten del informe Redacten su informe final y organicen la presentacioacuten de

sus resultados elaboren los graacuteficos maquetas modelos o prototipos que vayan a usar durante su presentacioacuten

una semana

Fase 6 Presentacioacuten de resultados Presenten al grupo los resultados de su proyecto

una semana

Mi proyecto semana a semanaSEMANA 1Fases 1 y 21048652 Formen los equipos de trabajo y comenten los resultados de su autoevaluacioacuten1048652 Elijan un tema para el proyecto de este bimestre y redacten las preguntas que responderaacuten en su proyecto1048652 Definan sus objetivos de trabajo y las actividades que realizaraacute cada quienSEMANA 2Fases 1 y 21048652 Realicen la investigacioacuten documental si tienen oportunidad entrevisten a alguacuten investigador o experto en el tema de su proyecto1048652 Registren la informacioacuten que obtengan una opcioacuten para hacerlo es elaborar una bitaacutecora que tendraacute a cargo alguno de los integrantes de su equipoSEMANA 3Fase 3Continuacuteen la investigacioacuten documentalComiencen a redactar un reporte preliminar esto los ayudaraacute a organizar su informacioacuten y averiguar si hay dudas que resolverSEMANA 4Fase 41048652 Efectuacuteen sus experimentos o aquellas actividades de campo que se plantearon1048652 Registren en todo momento sus observaciones y los resultados que vayan obteniendo1048652 Comiencen a planear la presentacioacuten de su informe frente al grupoSEMANA 5Fase 51048652 Organicen la informacioacuten que obtuvieron y comiencen a resumir integrar y analizar Con ayuda de la versioacuten preliminar redacten su reporte final No olviden incluir iacutendice presentacioacuten introduccioacuten conclusiones y bibliografiacutea1048652 Comiencen a preparar la presentacioacuten de sus resultadosSEMANA 6Fase 61048652 Es momento de presentar los resultados de su proyecto Utilicen carteles mapas conceptuales graacuteficas folletos o cualquier apoyo auditivo o visual que ayude a la comprensioacuten de los resultados de su proyecto Comiencen a preparar la presentacioacuten de sus resultados

______________________________docente

______________________________Vo Bo

F neta = Fb ndash PF neta = Fb ndash mg

La segunda ley de Newton nos dice queF neta = ma

Entonces en las situaciones (i) (ii) y (iii) comoma = F neta = 0

por lo que 0 = F b ndashmg

Fb = mgEn estas tres situaciones como el elevador no estaacute en movimiento acelerado el peso aparente de Rodrigo es igual a su peso real

F b = (100 kg) (98 ms2)Fb = 980 N

En la situacioacuten (iv) tenemos una aceleracioacuten hacia arriba de a = 49 ms2 al usar la segunda ley de Newton F neta = ma = (100 kg) (49 ms2)Entonces

(100 kg) (49 ms2) = Fb ndash (100 kg) (98 ms2)De donde

Fb = 490 N + 980 N = 1470 NEl peso de Rodrigo es de 1470 NEn (v) cuando la aceleracioacuten del elevador es 98 ms2 hacia arriba

F neta = (100 kg) (98 ms2) = 980 N y 980 N = F b ndash P980 N = Fb ndash (100 kg) (98 ms2)

Fb = 980 N + 980 N = 1960 NEn este caso el peso aparente de Rodrigo es el doble de su peso realEn (vi) la aceleracioacuten del elevador es de 49 ms2 hacia abajo a= 49 ms 2Usando la segunda ley de Newton como en las situaciones anteriores

F b ndash P = F neta = (100 kg) (-49 ms2)Fb = -490 N + 980 N

Fb = 490 NY el peso aparente de Rodrigo es la mitad de su peso real Finalmente en (vii) cuando el elevador tiene una aceleracioacuten hacia debajo de 98 ms2 a = -98 ms2Usando nuevamente la segunda ley de Newton

Fb ndash P = (100 kg) (98 ms2) = -980 NFb = 980 N + (-980 N) = 0 N

Y iexclel peso aparente de Rodrigo es ceroiexclLa paradoja del burroExpresa los argumentos para dar solucioacuten a la paradoja y elabora el sistema de fuerzas que estaacute presenteHabiacutea una vez un burro muy flojo que utilizando sus supuestos conocimientos de fiacutesica no queriacutea jalar la carretaEl burro le deciacutea a su duentildeo-iquestPara queacute quieres que jale la carreta si seguacuten la tercera ley de Newton a toda accioacuten corresponde una fuerza de reaccioacuten de igual magnitud pero de sentido contrario Si yo jalo la carreta con cierta fuerza seguacuten lo que afirma la tercera ley la carreta me jalaraacute a miacute con la misma fuerza pero en sentido contrario De manera que iquestpara queacute jalo la carreta si a miacute deciacutea el burro me va a jalar eacutesta con la misma fuerza y asiacute no voy a avanzar

OrientacionesSolucioacuten a la paradojaEfectivamente si se jala con cierta fuerza la carreta es la Tierra la que aporta la reaccioacuten con una fuerza igual pero de sentido contrarioCuando el burro jala la carreta ejerce una fuerza mayor Por ello cuando el sistema unido del burro y la carreta empuja con una fuerza hacia atraacutes la Tierra a traveacutes de la friccioacuten responde con una fuerza hacia delante que permite que avance el burro con la

carretaPero ademaacutes de resolver la paradoja debe sentildealarse que el otro factor que entra en juego es la friccioacutenPara poder caminar nuestro pie ejerce una fuerza hacia atraacutes sobre el suelo de la Tierra gracias a la friccioacuten de la suela de nuestro zapato con el suelo y la Tierra responde con una fuerza de reaccioacuten hacia delante de igual magnitud que nos permite avanzar Si hicieacuteramos lo mismo en aceite para reducir la fuerza de friccioacuten inmediatamente nos caeriacuteamos Por ello ademaacutes de la tercera ley deNewton lo que permite que podamos caminar es la fuerza de friccioacuten iexclCoacutemo nos podemos desplazar cuando no hay friccioacutenSolicitar a los alumnos que elaboren un escrito en doacutende expresen la importancia de considerar las leyes de Newton para dar explicacioacuten a situaciones de la vida diaria y no caer en mentiras de magia Comentar su opinioacuten a los demaacutes compantildeeros

PRAacuteCTICA DE LABORATORIONombre De La Praacutectica De Laboratorio

Propoacutesitos

Contenidos De Vinculacioacuten Con Otras Asignaturas Ejes Temaacuteticos Transversales

Aspectos a Evaluar

Instrumentos De Evaluacioacuten Empleados

PLANEACIOacuteN DEL TRABAJO POR PROYECTO

Nombre del Proyecto iquestCoacutemo se relacionan el movimiento y la fuerza con la importancia del uso del cinturoacuten de seguridad para quienes viajan en algunos transportes

Aprendizajes Esperados

bull Plantea preguntas o hipoacutetesis para responder a la situacioacuten de su intereacutes relacionada con el movimiento las fuerzas o la energiacutea Fase

( ) Planeacioacuten( ) Desarrollo( ) Comunicacioacuten( ) Evaluacioacuten

Ndeg Sesiones Por Semana

Nombre De Los Equipos Participantes

Estrategias Didaacutecticas A Desarrollar

Producto De La Semana Aspectos A Evaluar

Observaciones

PROYECTO SEMANA A SEMANA

En el transcurso del bimestreOrganizador del proyecto del bloque 2SEMANA 1 Evaluar su desempentildeo formar equipos y planear el trabajoSEMANA 2 Llevar a cabo la investigacioacuten documentalSEMANA 3 Terminar la investigacioacuten y organizar la informacioacuten obtenidaSEMANA 4 Experimentar construir entrevistar comprobar de acuerdo con el tipo de proyecto que se haya elegidoSEMANA 5 Analizar la informacioacuten obtenida y preparar tanto reporte como presentacioacutenSEMANA 6 Exposicioacuten de resultados

Podriacutea pedir a los alumnos que investiguen en el campo de la medicina de que forma la fiacutesica ha contribuido a mejorar la salud de las personasPodriacutea mencionarles la importancia de los rayos X de la construccioacuten de proacutetesis entre muchas otras

La Fiacutesica en el mundohellipDe la astronomiacutea La energiacutea de las estrellas se genera mediante reacciones que tienen lugar en su nuacutecleoAsiacute es como el Sol produce la energiacutea que radia hacia el espacio y llega a la Tierra La presioacuten debida a la radiacioacuten y a los productos de esas reacciones de las que hablamos tiende a expandir a la estrella pero la fuerza de gravedad a contraerla En las estrellas como el Sol la fuerza de gravedad y la presioacuten de radiacioacuten estaacuten en equilibrioSin embargo al cabo de cierto tiempo las fuerzas de presioacuten llegan a superar a las fuerzas gravitatorias y las estrellas aumentan de tamantildeo convirtieacutendose en gigantes rojas Finalmente luego de millones de antildeos el agotamiento de la energiacutea de las estrellas provoca la supremaciacutea de las fuerzas gravitatorias y eacutestas se contraen convirtieacutendose en enanas blancas Eacuteste es tambieacuten el destino del Sol

Del desarrollo sustentable La energiacutea eoacutelica se ha convertido en una competitiva forma de generar electricidad limpia pues basta una suave brisa para generarla En los casi 30 antildeos que llevan de existencia los molinos que transforman la fuerza del viento en electricidad han evolucionado notablementeSu potencia ha crecido hasta los 1 500 kW lo que significa que uno solo de esos molinos es capaz de abastecer energiacutea a un pueblo de 4 000 habitantesAdemaacutes se estaacuten desarrollando nuevos molinos que puedan funcionar con vientos muy suaves lo que permite que se utilicen en zonas en las que antes tal vez no era posible instalarlos porque el viento es escasoActualmente hay aparatos que funcionan con un viento de apenas 12 kmh y contra lo que podriacutea suponerse se detienen cuando el viento supera los 90 kmh porque podriacutean dantildearse Despueacutes de todo para que los molinos funcionen lo importante no es que el viento sea fuerte sino que sea constante

De la arqueologiacutea Los arqueoacutelogos han descubierto recientemente que las estructuras arquitectoacutenicas que estaacuten bajo tierra provocan leves desviaciones del campo magneacutetico terrestre Aprovechando este fenoacutemeno ahora pueden ldquoviajar al pasadordquo equipados con magnetoacutemetros muy precisos que como si fueran bruacutejulas les indican el camino sin necesidad de hacer excavacionesUno de los primeros hallazgos realizados mediante este sistema han sido las murallas de la miacutetica ciudad de Troya ante las cuales se desarrolloacute la guerra que Homero describioacute en La Iliacuteada

SEMANA 1Mejorar el trabajo por proyectosIndicar a los alumnos que es necesario que al contestar las preguntas sugeridas en esta paacutegina lo hagan de la manera maacutes honesta posible ya que esto les permitiraacute evitar cometer los errores anteriores y mejorar la calidad de este nuevo proyecto siempre buscando que todos los integrantes del equipo tengan una participacioacuten activaValoracioacuten del desempentildeobull Reconoce aciertos y errores en la planeacioacuten y ejecucioacuten del proyecto anteriorTodas las actividades que llevamos a cabo son tarde o temprano evaluadas En la mayoriacutea de las ocasiones la evaluacioacuten la realizamos nosotros mismos pero hay momentos en los que la hace alguien maacutes Es el caso del trabajo cientiacutefico que es evaluado por expertos que determinan si lo que se ha hecho cumple con los criterios y paraacutemetros teacutecnicos establecidos inicialmenteAutoevaluacioacutenEn el curso anterior de Ciencias trabajaste varios proyectos y durante el primer bimestre de este curso tuviste oportunidad de desarrollar uno maacutes tambieacuten hiciste ya un ejercicio de autocriacutetica y valoraste tu trabajo y el de tus compantildeeros de equipoLa experiencia que ya tienes en el trabajo por proyectos te permite reconocer con claridad los detalles que hacen que un proyecto se lleve a cabo con eacutexito o por el contrario que no llegue a buen teacuterminoPor eso ahora te proponemos que nuevamente te reuacutenas con los compantildeeros que formaron parte de tu equipo de trabajo durante el primer bimestre y juntos evaluacuteen su desempentildeo y los resultados de su proyecto El objetivo es que identifiquen los aciertos y los errores que como equipo tuvieron al momento de desarrollar su proyecto Realizar una evaluacioacuten de este tipo no

es sencillo pues lo que se examina es el trabajo hecho por uno mismo y por personas que conocemos el que haya una

vinculacioacuten o relacioacuten directa con el proyecto y quienes lo hicieron puede afectar la objetividad con la que se realiza la

evaluacioacuten Sin embargo por esa misma razoacuten hacer la evaluacioacuten es muy importantePara que este ejercicio resulte maacutes sencillo a continuacioacuten les presentamos algunas preguntas de las que pueden partir para hacer su evaluacioacuten1 Por evaluar creatividad y originalidada) iquestCoacutemo plantearon el problema en el que basaron su proyectob) Si los hubo iquestcoacutemo idearon sus experimentosc) iquestLos resultados de su proyecto llevaron a la creacioacuten de nuevos objetos o instrumentosd) iquestLa presentacioacuten de los resultados fue igual que la de otros equipos2 Por evaluar coherenciaa) iquestLos resultados sostuvieron o refutaron la hipoacutetesis planteadab) iquestLa informacioacuten era adecuada y estaba completac) iquestHubo relacioacuten entre todas y cada una de las fases del proyecto3 Por evaluar claridada) iquestSu reporte era claro y preciso iquestTeniacutea secciones identificablesb) iquestDesarrollaron de manera loacutegica sencilla y ordenada los contenidos importantes del proyectoc) iquestLos resultados eran claros comprensibles para cualquiera

Lo que sigueDespueacutes de llevar a cabo el ejercicio de autoevaluacioacuten e identificar sus aciertos y errores es momento de organizarse nuevamente con otros compantildeeros para realizar el proyecto de este bimestreLa valoracioacuten que hicieron en el primer bimestre la autoevaluacioacuten efectuada en eacuteste asiacute como la experiencia obtenida hasta ahora en el trabajo por proyectos los ayudaraacute a planear raacutepidamente su trabajo A continuacioacuten encontraraacuten un ejemplo de organizador que quizaacute les sea de utilidad al momento de hacerlo sin embargo ustedes pueden decidir coacutemo les conviene organizarseRecuerden tambieacuten que a lo largo del bimestre les presentamos una seccioacuten titulada ldquoMi proyecto semana a semanardquo en la que se describen las tareas a cumplir semanalmente para llegar al final del bimestre con el proyecto terminado

ActividadesTiemp

oFase 1 Planeacioacuten del proyecto

Integren nuevos equipos de trabajo y elijan un tema Planteen algunas preguntas acerca de su tema Decidan queacute tipo de proyecto trabajaraacuten y cuaacuteles seraacuten

sus objetivos

dos horas

Fase 2 Organizacioacuten del proyecto Especifiquen cuaacuteles seraacuten las tareas y responsabilidades

de los integrantes del equipo Elaboren su cronograma y establezcan liacutemites de tiempo Dependiendo del tipo de proyecto que eligieron acuerden

queacute presupuesto destinaraacuten para conseguir el material que necesitaraacuten para llevarlo a cabo

tres horas

Fase 3 Investigacioacuten Comiencen la investigacioacuten documental ademaacutes de

revisar libros revistas diarios y paacuteginas en Internet recurran a videotecas museos etceacutetera

Organicen la informacioacuten que obtengan usen fichas de trabajo fichas bibliograacuteficas resuacutemenes tablas y esquemas

dos semana

s

Fase 4 Experimentacioacuten observacioacuten y anaacutelisis De acuerdo con el tema y tipo de proyecto que hayan

elegido realicen los experimentos que consideren necesarios

Observen y registren los resultados de sus experimentos organicen la informacioacuten de sus encuestas o describan coacutemo llevan a cabo la construccioacuten de su dispositivo seguacuten sea el caso

Analicen su informacioacuten relacionen sus resultados con las respuestas que se plantearon al inicio y escriban sus conclusiones

una semana

Fase 5 Preparacioacuten y redaccioacuten del informe Redacten su informe final y organicen la presentacioacuten de

sus resultados elaboren los graacuteficos maquetas modelos o prototipos que vayan a usar durante su presentacioacuten

una semana

Fase 6 Presentacioacuten de resultados Presenten al grupo los resultados de su proyecto

una semana

Mi proyecto semana a semanaSEMANA 1Fases 1 y 21048652 Formen los equipos de trabajo y comenten los resultados de su autoevaluacioacuten1048652 Elijan un tema para el proyecto de este bimestre y redacten las preguntas que responderaacuten en su proyecto1048652 Definan sus objetivos de trabajo y las actividades que realizaraacute cada quienSEMANA 2Fases 1 y 21048652 Realicen la investigacioacuten documental si tienen oportunidad entrevisten a alguacuten investigador o experto en el tema de su proyecto1048652 Registren la informacioacuten que obtengan una opcioacuten para hacerlo es elaborar una bitaacutecora que tendraacute a cargo alguno de los integrantes de su equipoSEMANA 3Fase 3Continuacuteen la investigacioacuten documentalComiencen a redactar un reporte preliminar esto los ayudaraacute a organizar su informacioacuten y averiguar si hay dudas que resolverSEMANA 4Fase 41048652 Efectuacuteen sus experimentos o aquellas actividades de campo que se plantearon1048652 Registren en todo momento sus observaciones y los resultados que vayan obteniendo1048652 Comiencen a planear la presentacioacuten de su informe frente al grupoSEMANA 5Fase 51048652 Organicen la informacioacuten que obtuvieron y comiencen a resumir integrar y analizar Con ayuda de la versioacuten preliminar redacten su reporte final No olviden incluir iacutendice presentacioacuten introduccioacuten conclusiones y bibliografiacutea1048652 Comiencen a preparar la presentacioacuten de sus resultadosSEMANA 6Fase 61048652 Es momento de presentar los resultados de su proyecto Utilicen carteles mapas conceptuales graacuteficas folletos o cualquier apoyo auditivo o visual que ayude a la comprensioacuten de los resultados de su proyecto Comiencen a preparar la presentacioacuten de sus resultados

______________________________docente

______________________________Vo Bo

carretaPero ademaacutes de resolver la paradoja debe sentildealarse que el otro factor que entra en juego es la friccioacutenPara poder caminar nuestro pie ejerce una fuerza hacia atraacutes sobre el suelo de la Tierra gracias a la friccioacuten de la suela de nuestro zapato con el suelo y la Tierra responde con una fuerza de reaccioacuten hacia delante de igual magnitud que nos permite avanzar Si hicieacuteramos lo mismo en aceite para reducir la fuerza de friccioacuten inmediatamente nos caeriacuteamos Por ello ademaacutes de la tercera ley deNewton lo que permite que podamos caminar es la fuerza de friccioacuten iexclCoacutemo nos podemos desplazar cuando no hay friccioacutenSolicitar a los alumnos que elaboren un escrito en doacutende expresen la importancia de considerar las leyes de Newton para dar explicacioacuten a situaciones de la vida diaria y no caer en mentiras de magia Comentar su opinioacuten a los demaacutes compantildeeros

PRAacuteCTICA DE LABORATORIONombre De La Praacutectica De Laboratorio

Propoacutesitos

Contenidos De Vinculacioacuten Con Otras Asignaturas Ejes Temaacuteticos Transversales

Aspectos a Evaluar

Instrumentos De Evaluacioacuten Empleados

PLANEACIOacuteN DEL TRABAJO POR PROYECTO

Nombre del Proyecto iquestCoacutemo se relacionan el movimiento y la fuerza con la importancia del uso del cinturoacuten de seguridad para quienes viajan en algunos transportes

Aprendizajes Esperados

bull Plantea preguntas o hipoacutetesis para responder a la situacioacuten de su intereacutes relacionada con el movimiento las fuerzas o la energiacutea Fase

( ) Planeacioacuten( ) Desarrollo( ) Comunicacioacuten( ) Evaluacioacuten

Ndeg Sesiones Por Semana

Nombre De Los Equipos Participantes

Estrategias Didaacutecticas A Desarrollar

Producto De La Semana Aspectos A Evaluar

Observaciones

PROYECTO SEMANA A SEMANA

En el transcurso del bimestreOrganizador del proyecto del bloque 2SEMANA 1 Evaluar su desempentildeo formar equipos y planear el trabajoSEMANA 2 Llevar a cabo la investigacioacuten documentalSEMANA 3 Terminar la investigacioacuten y organizar la informacioacuten obtenidaSEMANA 4 Experimentar construir entrevistar comprobar de acuerdo con el tipo de proyecto que se haya elegidoSEMANA 5 Analizar la informacioacuten obtenida y preparar tanto reporte como presentacioacutenSEMANA 6 Exposicioacuten de resultados

Podriacutea pedir a los alumnos que investiguen en el campo de la medicina de que forma la fiacutesica ha contribuido a mejorar la salud de las personasPodriacutea mencionarles la importancia de los rayos X de la construccioacuten de proacutetesis entre muchas otras

La Fiacutesica en el mundohellipDe la astronomiacutea La energiacutea de las estrellas se genera mediante reacciones que tienen lugar en su nuacutecleoAsiacute es como el Sol produce la energiacutea que radia hacia el espacio y llega a la Tierra La presioacuten debida a la radiacioacuten y a los productos de esas reacciones de las que hablamos tiende a expandir a la estrella pero la fuerza de gravedad a contraerla En las estrellas como el Sol la fuerza de gravedad y la presioacuten de radiacioacuten estaacuten en equilibrioSin embargo al cabo de cierto tiempo las fuerzas de presioacuten llegan a superar a las fuerzas gravitatorias y las estrellas aumentan de tamantildeo convirtieacutendose en gigantes rojas Finalmente luego de millones de antildeos el agotamiento de la energiacutea de las estrellas provoca la supremaciacutea de las fuerzas gravitatorias y eacutestas se contraen convirtieacutendose en enanas blancas Eacuteste es tambieacuten el destino del Sol

Del desarrollo sustentable La energiacutea eoacutelica se ha convertido en una competitiva forma de generar electricidad limpia pues basta una suave brisa para generarla En los casi 30 antildeos que llevan de existencia los molinos que transforman la fuerza del viento en electricidad han evolucionado notablementeSu potencia ha crecido hasta los 1 500 kW lo que significa que uno solo de esos molinos es capaz de abastecer energiacutea a un pueblo de 4 000 habitantesAdemaacutes se estaacuten desarrollando nuevos molinos que puedan funcionar con vientos muy suaves lo que permite que se utilicen en zonas en las que antes tal vez no era posible instalarlos porque el viento es escasoActualmente hay aparatos que funcionan con un viento de apenas 12 kmh y contra lo que podriacutea suponerse se detienen cuando el viento supera los 90 kmh porque podriacutean dantildearse Despueacutes de todo para que los molinos funcionen lo importante no es que el viento sea fuerte sino que sea constante

De la arqueologiacutea Los arqueoacutelogos han descubierto recientemente que las estructuras arquitectoacutenicas que estaacuten bajo tierra provocan leves desviaciones del campo magneacutetico terrestre Aprovechando este fenoacutemeno ahora pueden ldquoviajar al pasadordquo equipados con magnetoacutemetros muy precisos que como si fueran bruacutejulas les indican el camino sin necesidad de hacer excavacionesUno de los primeros hallazgos realizados mediante este sistema han sido las murallas de la miacutetica ciudad de Troya ante las cuales se desarrolloacute la guerra que Homero describioacute en La Iliacuteada

SEMANA 1Mejorar el trabajo por proyectosIndicar a los alumnos que es necesario que al contestar las preguntas sugeridas en esta paacutegina lo hagan de la manera maacutes honesta posible ya que esto les permitiraacute evitar cometer los errores anteriores y mejorar la calidad de este nuevo proyecto siempre buscando que todos los integrantes del equipo tengan una participacioacuten activaValoracioacuten del desempentildeobull Reconoce aciertos y errores en la planeacioacuten y ejecucioacuten del proyecto anteriorTodas las actividades que llevamos a cabo son tarde o temprano evaluadas En la mayoriacutea de las ocasiones la evaluacioacuten la realizamos nosotros mismos pero hay momentos en los que la hace alguien maacutes Es el caso del trabajo cientiacutefico que es evaluado por expertos que determinan si lo que se ha hecho cumple con los criterios y paraacutemetros teacutecnicos establecidos inicialmenteAutoevaluacioacutenEn el curso anterior de Ciencias trabajaste varios proyectos y durante el primer bimestre de este curso tuviste oportunidad de desarrollar uno maacutes tambieacuten hiciste ya un ejercicio de autocriacutetica y valoraste tu trabajo y el de tus compantildeeros de equipoLa experiencia que ya tienes en el trabajo por proyectos te permite reconocer con claridad los detalles que hacen que un proyecto se lleve a cabo con eacutexito o por el contrario que no llegue a buen teacuterminoPor eso ahora te proponemos que nuevamente te reuacutenas con los compantildeeros que formaron parte de tu equipo de trabajo durante el primer bimestre y juntos evaluacuteen su desempentildeo y los resultados de su proyecto El objetivo es que identifiquen los aciertos y los errores que como equipo tuvieron al momento de desarrollar su proyecto Realizar una evaluacioacuten de este tipo no

es sencillo pues lo que se examina es el trabajo hecho por uno mismo y por personas que conocemos el que haya una

vinculacioacuten o relacioacuten directa con el proyecto y quienes lo hicieron puede afectar la objetividad con la que se realiza la

evaluacioacuten Sin embargo por esa misma razoacuten hacer la evaluacioacuten es muy importantePara que este ejercicio resulte maacutes sencillo a continuacioacuten les presentamos algunas preguntas de las que pueden partir para hacer su evaluacioacuten1 Por evaluar creatividad y originalidada) iquestCoacutemo plantearon el problema en el que basaron su proyectob) Si los hubo iquestcoacutemo idearon sus experimentosc) iquestLos resultados de su proyecto llevaron a la creacioacuten de nuevos objetos o instrumentosd) iquestLa presentacioacuten de los resultados fue igual que la de otros equipos2 Por evaluar coherenciaa) iquestLos resultados sostuvieron o refutaron la hipoacutetesis planteadab) iquestLa informacioacuten era adecuada y estaba completac) iquestHubo relacioacuten entre todas y cada una de las fases del proyecto3 Por evaluar claridada) iquestSu reporte era claro y preciso iquestTeniacutea secciones identificablesb) iquestDesarrollaron de manera loacutegica sencilla y ordenada los contenidos importantes del proyectoc) iquestLos resultados eran claros comprensibles para cualquiera

Lo que sigueDespueacutes de llevar a cabo el ejercicio de autoevaluacioacuten e identificar sus aciertos y errores es momento de organizarse nuevamente con otros compantildeeros para realizar el proyecto de este bimestreLa valoracioacuten que hicieron en el primer bimestre la autoevaluacioacuten efectuada en eacuteste asiacute como la experiencia obtenida hasta ahora en el trabajo por proyectos los ayudaraacute a planear raacutepidamente su trabajo A continuacioacuten encontraraacuten un ejemplo de organizador que quizaacute les sea de utilidad al momento de hacerlo sin embargo ustedes pueden decidir coacutemo les conviene organizarseRecuerden tambieacuten que a lo largo del bimestre les presentamos una seccioacuten titulada ldquoMi proyecto semana a semanardquo en la que se describen las tareas a cumplir semanalmente para llegar al final del bimestre con el proyecto terminado

ActividadesTiemp

oFase 1 Planeacioacuten del proyecto

Integren nuevos equipos de trabajo y elijan un tema Planteen algunas preguntas acerca de su tema Decidan queacute tipo de proyecto trabajaraacuten y cuaacuteles seraacuten

sus objetivos

dos horas

Fase 2 Organizacioacuten del proyecto Especifiquen cuaacuteles seraacuten las tareas y responsabilidades

de los integrantes del equipo Elaboren su cronograma y establezcan liacutemites de tiempo Dependiendo del tipo de proyecto que eligieron acuerden

queacute presupuesto destinaraacuten para conseguir el material que necesitaraacuten para llevarlo a cabo

tres horas

Fase 3 Investigacioacuten Comiencen la investigacioacuten documental ademaacutes de

revisar libros revistas diarios y paacuteginas en Internet recurran a videotecas museos etceacutetera

Organicen la informacioacuten que obtengan usen fichas de trabajo fichas bibliograacuteficas resuacutemenes tablas y esquemas

dos semana

s

Fase 4 Experimentacioacuten observacioacuten y anaacutelisis De acuerdo con el tema y tipo de proyecto que hayan

elegido realicen los experimentos que consideren necesarios

Observen y registren los resultados de sus experimentos organicen la informacioacuten de sus encuestas o describan coacutemo llevan a cabo la construccioacuten de su dispositivo seguacuten sea el caso

Analicen su informacioacuten relacionen sus resultados con las respuestas que se plantearon al inicio y escriban sus conclusiones

una semana

Fase 5 Preparacioacuten y redaccioacuten del informe Redacten su informe final y organicen la presentacioacuten de

sus resultados elaboren los graacuteficos maquetas modelos o prototipos que vayan a usar durante su presentacioacuten

una semana

Fase 6 Presentacioacuten de resultados Presenten al grupo los resultados de su proyecto

una semana

Mi proyecto semana a semanaSEMANA 1Fases 1 y 21048652 Formen los equipos de trabajo y comenten los resultados de su autoevaluacioacuten1048652 Elijan un tema para el proyecto de este bimestre y redacten las preguntas que responderaacuten en su proyecto1048652 Definan sus objetivos de trabajo y las actividades que realizaraacute cada quienSEMANA 2Fases 1 y 21048652 Realicen la investigacioacuten documental si tienen oportunidad entrevisten a alguacuten investigador o experto en el tema de su proyecto1048652 Registren la informacioacuten que obtengan una opcioacuten para hacerlo es elaborar una bitaacutecora que tendraacute a cargo alguno de los integrantes de su equipoSEMANA 3Fase 3Continuacuteen la investigacioacuten documentalComiencen a redactar un reporte preliminar esto los ayudaraacute a organizar su informacioacuten y averiguar si hay dudas que resolverSEMANA 4Fase 41048652 Efectuacuteen sus experimentos o aquellas actividades de campo que se plantearon1048652 Registren en todo momento sus observaciones y los resultados que vayan obteniendo1048652 Comiencen a planear la presentacioacuten de su informe frente al grupoSEMANA 5Fase 51048652 Organicen la informacioacuten que obtuvieron y comiencen a resumir integrar y analizar Con ayuda de la versioacuten preliminar redacten su reporte final No olviden incluir iacutendice presentacioacuten introduccioacuten conclusiones y bibliografiacutea1048652 Comiencen a preparar la presentacioacuten de sus resultadosSEMANA 6Fase 61048652 Es momento de presentar los resultados de su proyecto Utilicen carteles mapas conceptuales graacuteficas folletos o cualquier apoyo auditivo o visual que ayude a la comprensioacuten de los resultados de su proyecto Comiencen a preparar la presentacioacuten de sus resultados

______________________________docente

______________________________Vo Bo

Podriacutea pedir a los alumnos que investiguen en el campo de la medicina de que forma la fiacutesica ha contribuido a mejorar la salud de las personasPodriacutea mencionarles la importancia de los rayos X de la construccioacuten de proacutetesis entre muchas otras

La Fiacutesica en el mundohellipDe la astronomiacutea La energiacutea de las estrellas se genera mediante reacciones que tienen lugar en su nuacutecleoAsiacute es como el Sol produce la energiacutea que radia hacia el espacio y llega a la Tierra La presioacuten debida a la radiacioacuten y a los productos de esas reacciones de las que hablamos tiende a expandir a la estrella pero la fuerza de gravedad a contraerla En las estrellas como el Sol la fuerza de gravedad y la presioacuten de radiacioacuten estaacuten en equilibrioSin embargo al cabo de cierto tiempo las fuerzas de presioacuten llegan a superar a las fuerzas gravitatorias y las estrellas aumentan de tamantildeo convirtieacutendose en gigantes rojas Finalmente luego de millones de antildeos el agotamiento de la energiacutea de las estrellas provoca la supremaciacutea de las fuerzas gravitatorias y eacutestas se contraen convirtieacutendose en enanas blancas Eacuteste es tambieacuten el destino del Sol

Del desarrollo sustentable La energiacutea eoacutelica se ha convertido en una competitiva forma de generar electricidad limpia pues basta una suave brisa para generarla En los casi 30 antildeos que llevan de existencia los molinos que transforman la fuerza del viento en electricidad han evolucionado notablementeSu potencia ha crecido hasta los 1 500 kW lo que significa que uno solo de esos molinos es capaz de abastecer energiacutea a un pueblo de 4 000 habitantesAdemaacutes se estaacuten desarrollando nuevos molinos que puedan funcionar con vientos muy suaves lo que permite que se utilicen en zonas en las que antes tal vez no era posible instalarlos porque el viento es escasoActualmente hay aparatos que funcionan con un viento de apenas 12 kmh y contra lo que podriacutea suponerse se detienen cuando el viento supera los 90 kmh porque podriacutean dantildearse Despueacutes de todo para que los molinos funcionen lo importante no es que el viento sea fuerte sino que sea constante

De la arqueologiacutea Los arqueoacutelogos han descubierto recientemente que las estructuras arquitectoacutenicas que estaacuten bajo tierra provocan leves desviaciones del campo magneacutetico terrestre Aprovechando este fenoacutemeno ahora pueden ldquoviajar al pasadordquo equipados con magnetoacutemetros muy precisos que como si fueran bruacutejulas les indican el camino sin necesidad de hacer excavacionesUno de los primeros hallazgos realizados mediante este sistema han sido las murallas de la miacutetica ciudad de Troya ante las cuales se desarrolloacute la guerra que Homero describioacute en La Iliacuteada

SEMANA 1Mejorar el trabajo por proyectosIndicar a los alumnos que es necesario que al contestar las preguntas sugeridas en esta paacutegina lo hagan de la manera maacutes honesta posible ya que esto les permitiraacute evitar cometer los errores anteriores y mejorar la calidad de este nuevo proyecto siempre buscando que todos los integrantes del equipo tengan una participacioacuten activaValoracioacuten del desempentildeobull Reconoce aciertos y errores en la planeacioacuten y ejecucioacuten del proyecto anteriorTodas las actividades que llevamos a cabo son tarde o temprano evaluadas En la mayoriacutea de las ocasiones la evaluacioacuten la realizamos nosotros mismos pero hay momentos en los que la hace alguien maacutes Es el caso del trabajo cientiacutefico que es evaluado por expertos que determinan si lo que se ha hecho cumple con los criterios y paraacutemetros teacutecnicos establecidos inicialmenteAutoevaluacioacutenEn el curso anterior de Ciencias trabajaste varios proyectos y durante el primer bimestre de este curso tuviste oportunidad de desarrollar uno maacutes tambieacuten hiciste ya un ejercicio de autocriacutetica y valoraste tu trabajo y el de tus compantildeeros de equipoLa experiencia que ya tienes en el trabajo por proyectos te permite reconocer con claridad los detalles que hacen que un proyecto se lleve a cabo con eacutexito o por el contrario que no llegue a buen teacuterminoPor eso ahora te proponemos que nuevamente te reuacutenas con los compantildeeros que formaron parte de tu equipo de trabajo durante el primer bimestre y juntos evaluacuteen su desempentildeo y los resultados de su proyecto El objetivo es que identifiquen los aciertos y los errores que como equipo tuvieron al momento de desarrollar su proyecto Realizar una evaluacioacuten de este tipo no

es sencillo pues lo que se examina es el trabajo hecho por uno mismo y por personas que conocemos el que haya una

vinculacioacuten o relacioacuten directa con el proyecto y quienes lo hicieron puede afectar la objetividad con la que se realiza la

evaluacioacuten Sin embargo por esa misma razoacuten hacer la evaluacioacuten es muy importantePara que este ejercicio resulte maacutes sencillo a continuacioacuten les presentamos algunas preguntas de las que pueden partir para hacer su evaluacioacuten1 Por evaluar creatividad y originalidada) iquestCoacutemo plantearon el problema en el que basaron su proyectob) Si los hubo iquestcoacutemo idearon sus experimentosc) iquestLos resultados de su proyecto llevaron a la creacioacuten de nuevos objetos o instrumentosd) iquestLa presentacioacuten de los resultados fue igual que la de otros equipos2 Por evaluar coherenciaa) iquestLos resultados sostuvieron o refutaron la hipoacutetesis planteadab) iquestLa informacioacuten era adecuada y estaba completac) iquestHubo relacioacuten entre todas y cada una de las fases del proyecto3 Por evaluar claridada) iquestSu reporte era claro y preciso iquestTeniacutea secciones identificablesb) iquestDesarrollaron de manera loacutegica sencilla y ordenada los contenidos importantes del proyectoc) iquestLos resultados eran claros comprensibles para cualquiera

Lo que sigueDespueacutes de llevar a cabo el ejercicio de autoevaluacioacuten e identificar sus aciertos y errores es momento de organizarse nuevamente con otros compantildeeros para realizar el proyecto de este bimestreLa valoracioacuten que hicieron en el primer bimestre la autoevaluacioacuten efectuada en eacuteste asiacute como la experiencia obtenida hasta ahora en el trabajo por proyectos los ayudaraacute a planear raacutepidamente su trabajo A continuacioacuten encontraraacuten un ejemplo de organizador que quizaacute les sea de utilidad al momento de hacerlo sin embargo ustedes pueden decidir coacutemo les conviene organizarseRecuerden tambieacuten que a lo largo del bimestre les presentamos una seccioacuten titulada ldquoMi proyecto semana a semanardquo en la que se describen las tareas a cumplir semanalmente para llegar al final del bimestre con el proyecto terminado

ActividadesTiemp

oFase 1 Planeacioacuten del proyecto

Integren nuevos equipos de trabajo y elijan un tema Planteen algunas preguntas acerca de su tema Decidan queacute tipo de proyecto trabajaraacuten y cuaacuteles seraacuten

sus objetivos

dos horas

Fase 2 Organizacioacuten del proyecto Especifiquen cuaacuteles seraacuten las tareas y responsabilidades

de los integrantes del equipo Elaboren su cronograma y establezcan liacutemites de tiempo Dependiendo del tipo de proyecto que eligieron acuerden

queacute presupuesto destinaraacuten para conseguir el material que necesitaraacuten para llevarlo a cabo

tres horas

Fase 3 Investigacioacuten Comiencen la investigacioacuten documental ademaacutes de

revisar libros revistas diarios y paacuteginas en Internet recurran a videotecas museos etceacutetera

Organicen la informacioacuten que obtengan usen fichas de trabajo fichas bibliograacuteficas resuacutemenes tablas y esquemas

dos semana

s

Fase 4 Experimentacioacuten observacioacuten y anaacutelisis De acuerdo con el tema y tipo de proyecto que hayan

elegido realicen los experimentos que consideren necesarios

Observen y registren los resultados de sus experimentos organicen la informacioacuten de sus encuestas o describan coacutemo llevan a cabo la construccioacuten de su dispositivo seguacuten sea el caso

Analicen su informacioacuten relacionen sus resultados con las respuestas que se plantearon al inicio y escriban sus conclusiones

una semana

Fase 5 Preparacioacuten y redaccioacuten del informe Redacten su informe final y organicen la presentacioacuten de

sus resultados elaboren los graacuteficos maquetas modelos o prototipos que vayan a usar durante su presentacioacuten

una semana

Fase 6 Presentacioacuten de resultados Presenten al grupo los resultados de su proyecto

una semana

Mi proyecto semana a semanaSEMANA 1Fases 1 y 21048652 Formen los equipos de trabajo y comenten los resultados de su autoevaluacioacuten1048652 Elijan un tema para el proyecto de este bimestre y redacten las preguntas que responderaacuten en su proyecto1048652 Definan sus objetivos de trabajo y las actividades que realizaraacute cada quienSEMANA 2Fases 1 y 21048652 Realicen la investigacioacuten documental si tienen oportunidad entrevisten a alguacuten investigador o experto en el tema de su proyecto1048652 Registren la informacioacuten que obtengan una opcioacuten para hacerlo es elaborar una bitaacutecora que tendraacute a cargo alguno de los integrantes de su equipoSEMANA 3Fase 3Continuacuteen la investigacioacuten documentalComiencen a redactar un reporte preliminar esto los ayudaraacute a organizar su informacioacuten y averiguar si hay dudas que resolverSEMANA 4Fase 41048652 Efectuacuteen sus experimentos o aquellas actividades de campo que se plantearon1048652 Registren en todo momento sus observaciones y los resultados que vayan obteniendo1048652 Comiencen a planear la presentacioacuten de su informe frente al grupoSEMANA 5Fase 51048652 Organicen la informacioacuten que obtuvieron y comiencen a resumir integrar y analizar Con ayuda de la versioacuten preliminar redacten su reporte final No olviden incluir iacutendice presentacioacuten introduccioacuten conclusiones y bibliografiacutea1048652 Comiencen a preparar la presentacioacuten de sus resultadosSEMANA 6Fase 61048652 Es momento de presentar los resultados de su proyecto Utilicen carteles mapas conceptuales graacuteficas folletos o cualquier apoyo auditivo o visual que ayude a la comprensioacuten de los resultados de su proyecto Comiencen a preparar la presentacioacuten de sus resultados

______________________________docente

______________________________Vo Bo

Lo que sigueDespueacutes de llevar a cabo el ejercicio de autoevaluacioacuten e identificar sus aciertos y errores es momento de organizarse nuevamente con otros compantildeeros para realizar el proyecto de este bimestreLa valoracioacuten que hicieron en el primer bimestre la autoevaluacioacuten efectuada en eacuteste asiacute como la experiencia obtenida hasta ahora en el trabajo por proyectos los ayudaraacute a planear raacutepidamente su trabajo A continuacioacuten encontraraacuten un ejemplo de organizador que quizaacute les sea de utilidad al momento de hacerlo sin embargo ustedes pueden decidir coacutemo les conviene organizarseRecuerden tambieacuten que a lo largo del bimestre les presentamos una seccioacuten titulada ldquoMi proyecto semana a semanardquo en la que se describen las tareas a cumplir semanalmente para llegar al final del bimestre con el proyecto terminado

ActividadesTiemp

oFase 1 Planeacioacuten del proyecto

Integren nuevos equipos de trabajo y elijan un tema Planteen algunas preguntas acerca de su tema Decidan queacute tipo de proyecto trabajaraacuten y cuaacuteles seraacuten

sus objetivos

dos horas

Fase 2 Organizacioacuten del proyecto Especifiquen cuaacuteles seraacuten las tareas y responsabilidades

de los integrantes del equipo Elaboren su cronograma y establezcan liacutemites de tiempo Dependiendo del tipo de proyecto que eligieron acuerden

queacute presupuesto destinaraacuten para conseguir el material que necesitaraacuten para llevarlo a cabo

tres horas

Fase 3 Investigacioacuten Comiencen la investigacioacuten documental ademaacutes de

revisar libros revistas diarios y paacuteginas en Internet recurran a videotecas museos etceacutetera

Organicen la informacioacuten que obtengan usen fichas de trabajo fichas bibliograacuteficas resuacutemenes tablas y esquemas

dos semana

s

Fase 4 Experimentacioacuten observacioacuten y anaacutelisis De acuerdo con el tema y tipo de proyecto que hayan

elegido realicen los experimentos que consideren necesarios

Observen y registren los resultados de sus experimentos organicen la informacioacuten de sus encuestas o describan coacutemo llevan a cabo la construccioacuten de su dispositivo seguacuten sea el caso

Analicen su informacioacuten relacionen sus resultados con las respuestas que se plantearon al inicio y escriban sus conclusiones

una semana

Fase 5 Preparacioacuten y redaccioacuten del informe Redacten su informe final y organicen la presentacioacuten de

sus resultados elaboren los graacuteficos maquetas modelos o prototipos que vayan a usar durante su presentacioacuten

una semana

Fase 6 Presentacioacuten de resultados Presenten al grupo los resultados de su proyecto

una semana

Mi proyecto semana a semanaSEMANA 1Fases 1 y 21048652 Formen los equipos de trabajo y comenten los resultados de su autoevaluacioacuten1048652 Elijan un tema para el proyecto de este bimestre y redacten las preguntas que responderaacuten en su proyecto1048652 Definan sus objetivos de trabajo y las actividades que realizaraacute cada quienSEMANA 2Fases 1 y 21048652 Realicen la investigacioacuten documental si tienen oportunidad entrevisten a alguacuten investigador o experto en el tema de su proyecto1048652 Registren la informacioacuten que obtengan una opcioacuten para hacerlo es elaborar una bitaacutecora que tendraacute a cargo alguno de los integrantes de su equipoSEMANA 3Fase 3Continuacuteen la investigacioacuten documentalComiencen a redactar un reporte preliminar esto los ayudaraacute a organizar su informacioacuten y averiguar si hay dudas que resolverSEMANA 4Fase 41048652 Efectuacuteen sus experimentos o aquellas actividades de campo que se plantearon1048652 Registren en todo momento sus observaciones y los resultados que vayan obteniendo1048652 Comiencen a planear la presentacioacuten de su informe frente al grupoSEMANA 5Fase 51048652 Organicen la informacioacuten que obtuvieron y comiencen a resumir integrar y analizar Con ayuda de la versioacuten preliminar redacten su reporte final No olviden incluir iacutendice presentacioacuten introduccioacuten conclusiones y bibliografiacutea1048652 Comiencen a preparar la presentacioacuten de sus resultadosSEMANA 6Fase 61048652 Es momento de presentar los resultados de su proyecto Utilicen carteles mapas conceptuales graacuteficas folletos o cualquier apoyo auditivo o visual que ayude a la comprensioacuten de los resultados de su proyecto Comiencen a preparar la presentacioacuten de sus resultados

______________________________docente

______________________________Vo Bo