Cambio del Ímpetu:
El ímpetu, es conocido también como
la cantidad de movimiento: él ímpetu de un objeto es el producto de su masa por
su velocidad. Cuando dos objetos chocan, el ímpetu de cada uno de ellos puede
variar, pero el ímpetu total del sistema constituido por ambos objetos a menudo
permanece constante, ya sea exactamente o con muy buena aproximación.
El cambio de
ímpetu de un objeto se relaciona directamente con las fuerzas que actúan sobre
dicho objeto. Las fuerzas que intervienen en los cambios de ímpetu vienen
contenidas en una magnitud denominada impulso.
Segunda ley de Newton o ley de la fuerza:
La Segunda Ley
de Newton se puede resumir como sigue: La aceleración de un objeto es directamente proporcional a la fuerza neta que actúa sobre
él, e inversamente proporcional a
su masa.
La dirección de la aceleración es la misma de la fuerza
aplicada.
Por fuerza neta se entiende la suma vectorial de todas las fuerzas
que actúan sobre el cuerpo
Esta ley explica qué ocurre si sobre un cuerpo en movimiento
(cuya masa no tiene por qué ser constante) actúa una fuerza neta: la fuerza
modificará el estado de movimiento, cambiando la velocidad en módulo o
dirección. En concreto, los cambios experimentados en la cantidad de movimiento
de un cuerpo son proporcionales a la fuerza motriz y se desarrollan en la
dirección de esta; esto es, las fuerzas son causas que producen aceleraciones
en los cuerpos. Consecuentemente, hay relación entre la causa y el efecto,
esto es, la fuerza y la aceleración están relacionadas. Dicho sintéticamente,
la fuerza se define simplemente en función del momento en que se aplica a un
objeto, con lo que dos fuerzas serán iguales si causan la misma tasa de cambio
en el momento del objeto.
Fuerza constante en la dirección del movimiento y el Movimiento
Rectilíneo Uniformemente Acelerado:
El movimiento rectilíneo uniformemente acelerado (MRUA),
también conocido como movimiento rectilíneo uniformemente variado (MRUV), es
aquel en el que un móvil se desplaza sobre una trayectoria recta estando
sometido a una aceleración constante.
También puede definirse el movimiento como el que realiza
una partícula que partiendo del reposo es acelerada por una fuerza constante.
En mecánica clásica el movimiento uniformemente acelerado
(MRUA) presenta tres características fundamentales:
1. La aceleración y
la fuerza resultante sobre la partícula son constantes.
2. La velocidad
varía linealmente respecto del tiempo.
3. La posición varía
según una relación cuadrática respecto del tiempo.
El movimiento rectilíneo uniformemente variado se
caracteriza porque su trayectoria es una línea recta y el módulo de la
velocidad varía proporcionalmente al tiempo lo que determina una aceleración
constante
Este movimiento puede ser acelerado si el módulo de la
velocidad aumenta a medida que transcurre el tiempo y retardado si el módulo de
la velocidad disminuye en el transcurso del tiempo.
La cantidad de movimiento también se conoce como momento
lineal. Es una magnitud vectorial y, en el Sistema Internacional se mide en
Kg·m/s. En términos de esta nueva magnitud física, la Segunda ley de Newton se
expresa de la siguiente manera:
La Fuerza que actúa sobre un cuerpo es igual a la variación
temporal de la cantidad de movimiento de dicho cuerpo.
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Semana4
martes SESIÓN
10
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Movimiento Rectilíneo
Uniformemente Acelerado MRUA
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contenido
temático
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Cambio del ímpetu y 2ª. Ley de Newton.
Fuerza constante con dirección
perpendicular al movimiento.
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Aprendizajes esperados del grupo
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Conceptuales:
·
Describirá el movimiento
uniformemente acelerado, el
desplazamiento y la rapidez.
Procedimentales:
·
Planteamiento de problemas, formulación y
prueba de hipótesis y elaboración de modelos del MRUA.
Actitudinales
·
Confianza, cooperación,
responsabilidad respeto y tolerancia.
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Materiales generales
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De
Laboratorio:
-
Cronometro, flexo metro, móvil, rampa con riel
de aluminio, balanza.
Didáctico:
-
Presentación de información
recabada escrita en Word, en acetatos o Power Point.
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Desarrollo del Proceso
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FASE DE APERTURA
El Profesor
de acuerdo a su Planeación de clase, pregunta lo siguiente: ¿Cómo
es el movimiento de los objetos, que
se encuentran bajo la acción de una fuerza constante y que actúa en la misma
dirección de la velocidad?
Se
emplea con los alumnos, la técnica Discusión en equipo, para procesar su
información, sintetizar y dar repuesta
al cuestionamiento
FASE DE DESARROLLO
- Para
la fase práctica, los alumnos en cada equipo realizaran las mediciones correspondientes, empleando un
móvil (balín), y obtener los datos de distancia, tiempo de recorrido, relación
distancia tiempo, velocidad-tiempo, tabular y graficar los datos empleando el
programa de Hoja de cálculo. Cada equipo desarrolla la actividad
experimental correspondiente.
.
Grafica
aceleración-fuerza
   
Conclusiones:
Se
preparan para mostrar el contenido y sus implicaciones a los demás
equipos.
FASE DE CIERRE
- Al final de las presentaciones se lleva
a cabo una discusión extensa, en la clase, de lo que se aprendió. Para generar una
conclusión y aclaración de dudas.
Actividad Extra clase:
Los
alumnos:
Ø
Elaboraran su informe, para registrar los resultados en su Blog.
Ø
Indagaran los temas siguientes de acuerdo al
cronograma, y los depositaran en su Blog personal en la cual contendrá su
información,
Ø
Los integrantes de cada equipo, se comunicaran
la información indagada y la procesaran en Googledocs,
Ø
Analizaran y sintetizaran los resultados, para
presentarla al Profesor en la siguiente sesión.
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evaluación
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Informe
de la actividad enviada a su Blog
personal.
Producto: Presentación de los
resultados correspondientes al MRUA.
Resumen de la indagación bibliográfica. Actividad de
Laboratorio.
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Fuerza constante con
dirección perpendicular al movimiento: MCU:
Movimiento circular uniforme:
El módulo del vector velocidad es constante en un movimiento
circular uniforme.En física, el movimiento circular uniforme describe el
movimiento de un cuerpo atravesando, con rapidez constante, una trayectoria
circular.
Aunque la rapidez del objeto es constante, su velocidad no
lo es: La velocidad, una magnitud vectorial, tangente a la trayectoria, en cada
instante cambia de dirección. Esta circunstancia implica la existencia de una
aceleración que, si bien en este caso no varía al módulo de la velocidad, sí
varía su dirección.
Cinemática:
Ángulo y velocidad angular
El ángulo abarcado en un movimiento circular es igual a la
longitud del arco de circunferencia recorrida entre el radio.
La longitud del arco y el radio de la circunferencia son
magnitudes de longitud, por lo que el desplazamiento angular es una magnitud
adimensional, llamada radián. Un radián es un arco de circunferencia de
longitud igual al radio de la circunferencia, y la circunferencia completa
tiene radianes.
La velocidad angular es la variación del desplazamiento
angular por unidad de tiempo:
Partiendo de estos conceptos se estudian las condiciones del
movimiento circular uniforme, en cuanto a su trayectoria y espacio recorrido,
velocidad y aceleración, según el modelo físico cinemático.
Vector de posición
Se considera un sistema de referencia en el plano xy, con
vectores unitarios en el sentido de estos ejes. La posición de la partícula en
función del ángulo de giro y del radio r es en un sistema de referencia
cartesiano xy:
Al ser un movimiento uniforme, a iguales incrementos de
tiempo le corresponden iguales desplazamientos angulares.
: es el vector de posición de la partícula.
: es el radio de la trayectoria.
: es la velocidad angular (constante).
: es el tiempo.
Velocidad
La velocidad se obtiene a partir del vector de posición
mediante derivación:
El vector velocidad es tangente a la trayectoria, lo que
puede comprobarse fácilmente efectuando el producto escalar y comprobando que
es nulo.
Aceleración
La aceleración se obtiene a partir del vector velocidad
mediante derivación.
Así pues, vector aceleración tiene la misma dirección y
sentido opuesto que el vector de posición, normal a la trayectoria y apuntando
siempre hacia el centro de la trayectoria circular. Por lo que acostumbramos a
referirnos a ella como aceleración normal o centrípeta.
El módulo de la aceleración es el cuadrado de la velocidad
angular por el radio de giro, aunque lo podemos expresar también en función de
la celeridad de la partícula, ya que, en virtud de la relación, resulta
Esta aceleración es la única que experimenta la partícula
cuando se mueve a velocidad constante en una trayectoria circular, por lo que
la partícula deberá ser atraída hacia en centro mediante una fuerza centrípeta
que la aparte de una trayectoria rectilínea, como correspondería por la ley de
inercia.
Período y frecuencia
El periodo representa el tiempo necesario para que el móvil
complete una vuelta completa y viene dado por:
La frecuencia mide el número de revoluciones o vueltas
completadas por el móvil en la unidad de tiempo.
Resolución de
problemas relativos al MRU, MRUA, MCU:
MRU
Calcular la distancia que recorre un tren que lleva una velocidad de 45 km/h en 45 min.
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d= x m
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v= 45 km
/ h
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d= (45 km
/ h)(3/4 h) = 33.75 km
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t= 45 min
= 3/4 h
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Calcular
la distancia final
y velocidad media de un automóvil que
recorrió 1840 km de Ensenada a Querétaro, en donde la primeradistancia recorrida de 450 km la
realizó en 5 h, la segunda en 4 h en una distancia de 280 km, la tercera de 270 km en 4 h, la cuarta
en 5 h en 400 km y la última distancia en
6h.
Primero determinamos la distancia final.
df= 1840- (450+280+270+400) = 440km
Ahora sumamos los tiempos realizados y calculamos la velocidad promedio.
tf= 5+4+4+5+6=24h
Vm= Ed / Et = 1840 km / 24 h = 76.66 km / h
Primero determinamos la distancia final.
df= 1840- (450+280+270+400) = 440km
Ahora sumamos los tiempos realizados y calculamos la velocidad promedio.
tf= 5+4+4+5+6=24h
Vm= Ed / Et = 1840 km / 24 h = 76.66 km / h
MRUA
La velocidad de un vehículo aumenta uniformemente
desde 15 km/h hasta 60 km/h en 20 s. Calcular a) la velocidad media en km/h y
en m/s, b) la aceleración, c) la distancia, en metros, recorrida durante este
tiempo. Recuerde que para transformar de km/h a m/s hay que dividir por 3,6.
Datos:
vi = 15 (km/h) = 4,167 (m/s)
vf = 60 (km/h) = 16, 67 (m/s)
t = 20 (s)
a = (vf – vi)/t = (16,67 (m/s) - 4,167 (m/s))/20 (s) = 0,625 (m/s2)
d = vit + at2/2 = 4,167 (m/s) x 20 (s) +
0,625 (m/s2) x (20 (s))2/2 = 208,34 (m)
MCU
Un cuerpo A recorrió 515 radianes y un cuerpo B
recorrió 472 radianes. ¿A cuántos grados equivalen los radianes en cada caso?
Solución: Cuerpo A: 515 rad x 57.3°
1 rad
= 29509.5°.
Cuerpo B: 472 rad x 57.3° = 27045.6°.
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Semana4
jueves
SESIÓN
11
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Diferencias
entre el MRU y el MRUA, el MCU
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contenido
temático
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Características
del MRU, MRUA y MCU.
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Aprendizajes esperados del grupo
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Conceptuales:
·
Describirán las diferencias y
semejanzas, entre el MRU, MRUA y el MCU.
Procedimentales:
·
Manejaran material de
laboratorio, resolverán problemas sencillos, relativos al MRU, MRUA y MCU.
Actitudinales
·
Reafirmarán su: Confianza,
cooperación, responsabilidad respeto y tolerancia.
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Materiales generales
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De
Laboratorio:
-
Flexo metro, cronometro, tocadiscos.
Didáctico:
-
Resumen, escrito, en acetatos
o Power Point
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Desarrollo del proceso
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FASE DE APERTURA
El
Profesor de acuerdo a su Planeación de clase, pregunta:
¿Cuáles son las coincidencias y
diferencias que presentan los movimientos, rectilíneo uniforme, uniformemente acelerado y el circular
uniforme?
Discusión
previa sobre la pregunta inicial para procesar su información, sintetizar
y aprender del texto indagado.
Exposición
al grupo y discusión en el grupo sobre lo obtenido en diversos equipos.
FASE DE DESARROLLO
Solicitar
reunirse dos equipos, y cada par desarrollara el ejemplo (anexo)
acerca de las características de cada uno de los movimientos:
Se hace una tabla en la que se anotan
las mediciones:
Graficar los datos en la Hoja de cálculo:
equipo-velocidad y equipo-revoluciones por minuto.
 
Discusión en equipo sobre los
resultados obtenidos. Exposición al grupo y discusión en el grupo sobre lo
obtenido en los diversos equipos.
FASE DE CIERRE
Al
final de las presentaciones se lleva a cabo una discusión extensa mediada por
el Profesor, en la clase, de lo que se
aprendió. Para generar una conclusión grupal.
Actividad Extra clase:
Los
alumnos:
Ø
Elaboraran su informe, para registrar los resultados en su Blog.
Ø
Indagaran los temas siguientes de acuerdo al
cronograma, y los depositaran en su Blog personal en la cual contendrá su
información,
Ø
Los integrantes de cada equipo, se comunicaran
la información indagada y la procesaran en Googledocs,
Ø Analizaran
y sintetizaran los resultados, para presentarla al Profesor en la siguiente
sesión.
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evaluación
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Informe
de la actividad enviada al Blog personal.
Contenido:
Resumen de la indagación bibliográfica.
Actividad desarrollada.
Conclusiones.
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Y ahora la recapitulación de los temas vistos:
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Semana 4
viernes
SESIÓN
12
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Recapitulación 4
|
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contenido
temático
|
El MRU,
MRUA y MCU.
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|
Aprendizajes esperados del grupo
|
Conceptuales
·
Identificaran la variable
física, hipótesis, metodología en
física, en los modelos del MRU, MRUA y MCU
Procedimentales
·
Identificación de magnitudes
y variables físicas, metodología en física para la resolución de problemas
sencillos referentes al movimiento.
Actitudinales
·
Reafirmarán su: confianza, cooperación,
responsabilidad respeto y tolerancia.
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|
Materiales generales
|
-
Pizarrón,
gis, borrador
De
proyección:
-
Proyector de acetatos o
-
PC y proyector tipo cañón, programas: Hoja de
cálculo, documento electrónico.
Didáctico:
-
Presentación, escrita, en
acetatos o Presentador.
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|
Desarrollo del proceso
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FASE DE APERTURA
El
Profesor de acuerdo a su Planeación de clase
1.- ¿Qué
temas se abordaron?
2.- ¿Que aprendí?
3.- ¿Qué dudas tengo?
- Solicita a los alumnos elaboren un
resumen escrito en Word de lo visto en las dos sesiones anteriores.
FASE DE DESARROLLO
- Les solicita que un alumno de
cada equipo lea el resumen elaborado.
- El Profesor pregunta acerca de
las dudas que tengan acerca de los temas vistos en las dos sesiones
anteriores.
FASE
DE CIERRE
El Profesor concluye con un repaso
de la importancia de las magnitudes y unidades y la metodología empleada en
física para la resolución de problemas en los movimientos MRU, MRUA y MCU.
Revisa el trabajo a cada alumno y lo registra en la lista.
Actividad Extra clase:
Los alumnos:
Ø
Elaboraran su informe, para registrar sus resultados en su Blog.
Ø
Indagaran los temas siguientes de acuerdo al
cronograma, y los depositaran en su Blog personal en la cual contendrá su
información,
Ø
Los integrantes de cada equipo, se comunicaran
la información indagada y la procesaran en Googledocs,
Ø
Analizaran y sintetizaran los resultados,
para presentarla al Profesor en la siguiente sesión.
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evaluación
|
Informe
de la actividad en documento
electrónico enviado al Blog.
Contenido:
Resumen de la indagación bibliográfica.
Actividad de Laboratorio. Conclusiones.
Ejercicios resueltos en el Blog personal.
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Semana 4
2,4,5-09-2014
2,4,5-09-2014
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