11 - Colegios Arquidiocesanos
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ARQUIDIÓCESIS DE CALI FUNDACIONES EDUCATIVAS ARQUIDIOCESANAS DISEÑO CURRICULAR COLEGIOS ARQUIDIOCESANOS GUÍA-TALLER Año lectivo: ___________ ÁREA: CIENCIAS NATURALES: FÍSICA PERÍODO: 1 GRADO: UNDÉCIMO FLUÍDOS Y TERMODINÁMICA 1 Equipo Académico-Pedagógico. Área Ciencias Naturales y Educación Ambiental: Física. Colegios Arquidiocesanos de Cali. PRESENTACIÓN COLEGIO: GRADO: 11 ÁREA: CIENCIAS NATURALES: FÍSICA DOCENTE (S): TIEMPO PREVISTO: HORAS: TRES HORAS / PRIMER PERIODO SEMANA PROPÓSITOS DE PERÍODO: AFECTIVO: Que manifestemos todo el interés en resolver problemas, interpretar gráficos, aplicación en las lecturas desarrollo del pensamiento a través de las estructuras proposicionales, conceptuales y precategoriales, relacionados con los fluidos y la termodinámica. COGNITIVO: Que comprehendamos los procedimientos para resolver problemas, interpretar gráficos, sobre cada una de las preguntas ICFFES y ejes temáticos categóricos. EXPRESIVO: Que resolvamos problemas, interpretemos gráficos y apliquemos en las lecturas desarrollo del pensamiento a través de estructuras proposicionales, conceptuales y precategoriales, relacionados con los fluidos y la termodinámica. EVALUACIÓN: INDICADORES DE DESEMPEÑO: 1. Desarrollo del pensamiento a través de la aplicación de operadores intelectuales de las proposiciones complejas, conceptos y precategorías presente en textos sobre los fluidos y la termodinámica. -De igual manera potenciar los operadores del M.L.O. 2. Sigo instrucciones y utilizo diferentes procedimientos en el planteamiento y solución de problemas que hacen referencia a los fluidos y la termodinámica. 3. Analizo y argumento datos, tablas y gráficos como resultado de la interpretación de situaciones y establecimiento de condiciones sobre los fluidos y la termodinámica. 4. Realizo lectura comprehensiva e interpreto textos relacionados con los fluidos y la termodinámica. 5. Produzco textos orales y escritos a partir de observaciones que me permiten resolver problemas referentes a los fluidos y la termodinámica. 2 Equipo Académico-Pedagógico. Área Ciencias Naturales y Educación Ambiental: Física. Colegios Arquidiocesanos de Cali. ENSEÑANZAS COMPETENCIAS 1.Desarrollar del pensamiento a través de la aplicación de operadores intelectuales de las proposiciones complejas, conceptos y precategorías presente en textos sobre la energía, las vitaminas y la herencia. -De igual manera potenciar los operadores del M.L.O HABILIDADES Observar Plantear y argumentar hipótesis y regularidades Seguir instrucciones Relievar 2. Seguir instrucciones y utilizo diferentes procedimientos en el planteamiento y solución de Inferir problemas relacionados con ejes temáticos Construir macroproposiciones propio de las ciencias naturales, aplicando el método científico. Realizar lectura comprehensiva 3. Analizar y argumentar datos, tablas y gráficos Interpretar textos argumentales como resultado de la interpretación de Producir textos argumentales situaciones y establecimiento de condiciones. Usar adecuadamente instrumentos de conocimiento; - Explico las fuerzas entre objetos como proposiciones, conceptos y interacciones debidas a la carga eléctrica y a la precategorías masa. Establecer relaciones - Utilizo modelos biológicos, físicos y químicos para explicar la transformación y conservación Plantear y resolver problemas. de la energía. 4. Comprehender e interpretar textos donde: EJES TEMÁTICOS: - Mecánica de fluidos: La densidad. La presión. La presión en los líquidos y gases. - El principio de Pascal. - El principio de Arquímedes. - Los fluidos en movimiento: El movimiento de los fluidos. Ecuación de continuidad, ecuación de Bernoulli y sus aplicaciones y viscosidad. - Termodinámica: Calor y temperatura. Conceptos de calor y temperatura, calor especifico, Cálculo del calor, equilibrio térmico, la transmisión del calor, la dilatación de los cuerpos. DIDÁCTICAS A EMPLEAR DURANTE EL PERÍODO: * Didácticas proposicionales. * Didácticas conceptuales * Didácticas argumentales 3 Equipo Académico-Pedagógico. Área Ciencias Naturales y Educación Ambiental: Física. Colegios Arquidiocesanos de Cali. GUÍA- TALLER N°1. INSUMOS TIEMPO PREVISTO: Semana N° ___ del ____ al ____ de ____________ de20__ Horas de trabajo: 3 / semana MOTIVACIÓN: Corta y pertinente a la enseñanza. PROPÓSITO EXPRESIVO: Que yo formule y resuelva problemas aplicados a los fluidos y la termodinámica, demostrando sus avances en el desarrollo del pensamiento científico integral. INDICADOR DE DESEMPEÑO 2. Sigo instrucciones y utilizo diferentes procedimientos en el planteamiento y solución de problemas que hacen referencia a los fluidos y termodinámica. FASE COGNITIVA: Concepto general de mecánica clásica y sus clases. Cada una de las partes en la que se considera está dividida la física. RAMAS DE LA FÍSICA El calor, el trabajo y la temperatura. Describe el movimiento de sistemas de partículas físicas de sistemas macroscópicos y a velocidades pequeñas comparadas con la velocidad de la luz. TERMODINÁMICA MECÁNICA CLÁSICA Teoría de la electricidad y el magnetismo. ELECTROMAGNETISMO Según el campo de estudio Estudia las causas que provocan los cambios de estado físico y/o estado de movimiento. Estudio del movimiento de los cuerpos sin tener en cuenta que lo causa. CINEMÁTICA Propone un modelo unificado para sólidos deformables, sólidos rígidos y fluidos. Fluidos como líquidos y gases. DINÁMICA* Estudia el equilibrio de fuerzas sobre un cuerpo en reposo. MECÁNICA DE MEDIOS CONTINUOS ESTÁTICA La mecánica de fluidos puede subdividirse en dos campos principales: la estática de fluidos, o hidrostática, que se ocupa de fluidos en reposo, y la dinámica de fluidos, que 4 Equipo Académico-Pedagógico. Área Ciencias Naturales y Educación Ambiental: Física. Colegios Arquidiocesanos de Cali. trata de fluidos en movimiento. El término de hidrodinámica se aplica al flujo de líquidos o al flujo de los gases a baja velocidad, en el que puede considerarse que el gas es esencialmente incompresible. La aerodinámica o dinámica de gases, se ocupa del comportamiento de los gases cuando los cambios de velocidad y presión son suficientemente grandes para que sea necesario incluir los efectos de compresibilidad. FASE EXPRESIVA: Antes de realizar estos ejercicios que me preparan para las pruebas de estado es importante calentar nuestro cerebro. A continuación se presentan una serie de razonamientos que con tu lógica, SELECCIONARÁS LA OPCIÓN CORRESPONDIENTE. Quita 4 palillos de los 16 que forman la figura de manera que puedan exactamente 4 triángulos equiláteros iguales. Transforma la espiral de la figura en 3 cuadrados (no necesariamente todos iguales ) moviendo solo 4 palillos Convierte la iglesia en 3 cuadrados iguales moviendo solo 5 palillos. Desplaza solo 2 palillos para cambiar el sentido del movimiento del animal. EJERCICIOS TIPO ICFES DE SELECCIÓN MÚLTIPLE. 1. En cuanto a la presión hidrostática, de las siguientes características son las que presentan las fuerzas que los líquidos ejercen sobre los objetos sumergidos en ellos y sobre las paredes de los recipientes: I. La fuerza ejercida por el fluido aumenta con la profundidad. II. Las fuerzas en el interior de los líquidos se ejercen en todas las direcciones. III. Las fuerzas dependen de la cantidad de líquido que hay en el recipiente. IV. La fuerza ejercida por el fluido disminuye con la profundidad. Es cierto para: A. III Y IV B. II Y III 5 C. I Y II D. I Y IV Equipo Académico-Pedagógico. Área Ciencias Naturales y Educación Ambiental: Física. Colegios Arquidiocesanos de Cali. 2. Un hombre atraviesa nadando por el fondo de una piscina, que contiene tres niveles diferentes de profundidad. Nivel I tiene 1𝑚 de profundidad, nivel II de 1,5𝑚 de profundidad y nivel III de 3m de profundidad. Se afirma que el agua ejerce mayor presión sobre el cuerpo del nadador a la profundidad de: A. Entre el nivel I Y II B. En el nivel III C. En el nivel II D. En el nivel I 𝑔𝑟𝑓 3. La presión física en 𝑐𝑚 2 , que tiene un cubo de 8𝑐𝑐 si su peso es de 36𝑔𝑟𝑓 sobre un superficie horizontal es: 𝑔𝑟𝑓 𝑔𝑟𝑓 A. 9 𝑐𝑚 2 C. 10 𝑐𝑚 2 B. 18 𝑔𝑟𝑓 𝑐𝑚 2 D. 2 𝑔𝑟𝑓 𝑐𝑚 2 4. El esquema muestra un Barómetro, éste instrumento es utilizado para medir A. la presión de gases encerrados. B. la presión atmosférica. C. la precipitación de la lluvia. D. la fuerza y velocidad del viento. 5. El oxígeno, como uno de los componentes del aire constituye un 21% de su volumen y es necesario para la combustión y la respiración de los seres vivos. La razón por la que es administrado a las personas que vuelan a grandes altitudes es: A. Porque hay una mala ventilación debido a los contaminantes del aire que afectan el tracto respiratorio. B. Para que se facilite la respiración y se produzca la liberación de energía en el aire. C. Para compensar la debilidad de la persona que se expone a altitudes elevadas. D. La baja concentración del gas no permite la respiración normal. RESPONDA LAS PREGUNTAS 6 Y 7 DE ACUERDO CON LA SIGUIENTE INFORMACIÓN En la ciudad A, a un recipiente que contiene gas ideal se conecta un tubo en forma de U parcialmente lleno con aceite. Se observa que el aceite sube hasta el nivel 𝑙1 6 Equipo Académico-Pedagógico. Área Ciencias Naturales y Educación Ambiental: Física. Colegios Arquidiocesanos de Cali. como se muestra en la figura. El recipiente se transporta a la ciudad B. Allí el aceite sube hasta el nivel 𝑙2 que se muestra en la figura. 6. De lo anterior se concluye que A. la temperatura promedio de la ciudad B es mayor que la de A B. la temperatura promedio de la ciudad B es menor que la de A C. hubo una fuga de gas D. la ciudad B está a menor altura sobre el mar que la ciudad A 7. las longitudes 𝑙1 y 𝑙2 están en relación 2 a 3; con lo anterior se afirma que: A. La presión del gas ideal en la ciudad A es mayor que la presión que tiene en la ciudad B. B. La presión del gas ideal en la ciudad A es menor que la presión que tiene en la ciudad B C. La presión del gas ideal en el recipiente es igual, independiente de la ciudad A y B. D. La presión atmosférica es independiente de la ciudad A y B. 8. Se sabe que la presión que ejerce un fluido en un punto del fondo de un recipiente Cumple la relación 𝑝 = 𝑟𝑔, en donde 𝑟 es la densidad del fluido, la aceleración gravitacional es 𝑔 y la profundidad del fluido como muestra la figura. También se sabe que al nivel del mar la presión atmosférica es de 101324 pascales y la densidad del aire es de 1 𝑘𝑔/𝑚3 . Si la densidad del aire fuera homogénea (en realidad disminuye con la altura) la altura de la capa de aire sería de: A. 1 km B. 10,1 km C. 10,5 km D. 10,3 km 9. Un lago de densidad “ρ” se afirma que la profundidad que tiene cuando la presión absoluta es el doble de la presión atmosférica es: 2𝑃 ×𝜌 A. = 𝑃0 × 𝜌 × 𝑔 C. = 0𝑔 B. = 2𝑃0 × 𝜌 × 𝑔 2𝑃 D. = 𝜌×𝑔0 10. La presión atmosférica que hay en la superficie de un lago es de 𝑃0 = 105 𝑃𝑎. Se afirma que la presión que experimenta un objeto a 100𝑚 de profundidad es: A. 105 𝑃𝑎 + 106 𝑃𝑎 B. 2 × 1010 𝑃𝑎 C. 1 × 1010 𝑃𝑎 D. 1,5 𝑃𝑎 11. La presión a la que están sometidos los ocupantes de un globo que se encuentra a 500𝑚 de altura sobre el nivel del mar ,se considera constante la densidad del aire 𝑘𝑔 de 1,2 𝑚 3 es: A. 1000 𝑃𝑎 B. 3,54 × 105 𝑃𝑎 C. 5000 𝑃𝑎 D. 6000 𝑃𝑎 12. Lo diferencia de presiones de dos puntos situados en el interior del mar que se 𝑘𝑔 encuentran a 10m y 20m de profundidad. (Densidad del mar es 1025 𝑚 3 ) es: A. 1050 𝑃𝑎 B. 2025 𝑃𝑎 C. 2050 𝑃𝑎 D. 102,5 𝐾𝑃𝑎 7 Equipo Académico-Pedagógico. Área Ciencias Naturales y Educación Ambiental: Física. Colegios Arquidiocesanos de Cali. GUÍA TALLER Nº 2. TIEMPO PREVISTO: La semana del ___ al __ de ______de 2011 (3 horas semanales). INSUMO: MOTIVACIÓN: Según el gráfico. Contesto. 1. De la presión de fluido manifiesto: _____________________________________________ ________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________ 2. Relacionado con la magnitud de la 𝐹2 afirmo: ____________________________________ ________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________ 3. Qué diferencia existe entre las dos columnas: ___________________________________ ________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________ _______________________________________________________________________ 4. Qué tipo de relación matemática hay entre la magnitud de la fuerza y el área de la sección en cada columna: ______________________________________________ ___________________________________________________________________ ___________________________________________________________________ 8 Equipo Académico-Pedagógico. Área Ciencias Naturales y Educación Ambiental: Física. Colegios Arquidiocesanos de Cali. Según el gráfico. Contesto. 1. Por qué los cuerpos dentro de un líquido registran menor peso sabiendo que es la misma masa: ________________________________________________________ ___________________________________________________________________ ___________________________________________________________________ ___________________________________________________________________ 2. Que diferencia existe entre los cuerpos que flotan en un líquido y aquellos que se hunden: ____________________________________________________________ ___________________________________________________________________ ___________________________________________________________________ ___________________________________________________________________ PROPÓSITO EXPRESIVO: Que yo interprete, argumente y proponga sobre los datos obtenidos de una experiencia de mecánica de fluidos que tenga aplicabilidad los principios de Pascal y Arquímedes INDICADORES DE DESEMPEÑO: Analizo y argumento datos, tablas y gráficos como resultado de la interpretación de situaciones y establecimiento de condiciones sobre los fluidos y la termodinámica. FASE COGNITIVA: Concepto sobre los principios de Pascal y Arquímedes Las principales cuestiones analizadas por la hidrostática derivan de dos leyes fundamentales enunciadas por Arquímedes y Pascal en los albores de la ciencia mecánica, aunque separadas en el tiempo. El principio de Pascal aprovecha el conocimiento de la variación de la presión con la profundidad para explicar la llamada paradoja hidrostática. La paradoja hidrostática dice que si se ponen en comunicación un cierto número de vasijas de diferentes formas, puede observarse que el líquido vertido en ellas, alcanza el mismo nivel en todos. Según el principio de Pascal, toda presión aplicada a un fluido confinado se comunica por igual a todos los puntos del mismo y a las paredes del recipiente que lo contiene. Principio que justificó la construcción de prácticos artificios como la prensa hidráulica. El principio de Arquímedes sobre el equilibro de los cuerpos flotantes, según el cual todo cuerpo sumergido parcial o totalmente en un medio fluido experimenta un empuje en sentido ascendente que equivale al peso del fluido que desaloja, fue incluido con éxito en la posterior doctrina mecanicista de Newton, y constituye la base de la resolución de los problemas de flotación aplicada al diseño y construcción de barcos. 9 Equipo Académico-Pedagógico. Área Ciencias Naturales y Educación Ambiental: Física. Colegios Arquidiocesanos de Cali. FASE EXPRESIVA: Ahora si tengo el ánimo y mi instrumento de conocimiento claro sobre los principios de pascal y Arquímedes aplicados a la mecánica de los líquidos Mi deseo es de realizar ejercicios que me preparan para las pruebas de estado. A continuación se presentan una serie de razonamientos que con mi lógica: SELECCION0 LA OPCIÓN CORRESPONDIENTE. EJERCICIOS TIPO ICFES DE SELECCIÓN MÚLTIPLE. 1. Si se tienen los siguientes puntos: uno situado en la superficie libre de un líquido y el otro sumergido al interior del líquido, ¿cuál es la presión que actúa sobre ellos? A. Absoluta. B. Atmosférica. C. Barométrica. D. Manométrica. 2. La subida de cera fundida por las mechas de una vela y la absorción de líquidos por toallas absorbentes, son ejemplos de algunas aplicaciones de la propiedad de los fluidos llamada. A. capilaridad. B. densidad C. tensión superficial. D. viscosidad. 3. El principio de Arquímedes se enuncia así: “Un cuerpo parcial o totalmente sumergido en un líquido experimenta un empuje vertical ascendente igual al peso del líquido que desplaza” ¿En cuál de las siguientes opciones se ha aplicado este principio? A. El agua que se mueve o desplaza por una tubería. B. El funcionamiento de un ascensor. C. En la navegación, especialmente en los submarinos. D. La circulación de aire que se establece alrededor del ala de un avión. 4. La prensa hidráulica y los frenos de un coche, son ejemplos de la aplicación del principio de: A. Arquímedes. B. Bernoulli. C. Pascal. D. Torricelli 5. ¿Cuál de las siguientes funciones de la vejiga natatoria de los peces se relaciona directamente con el principio de Arquímedes? A. Aumentar la flotabilidad. 10 Equipo Académico-Pedagógico. Área Ciencias Naturales y Educación Ambiental: Física. Colegios Arquidiocesanos de Cali. B. Controlar la profundidad. C. Detectar y producir sonidos. D. Permitir la respiración. 6. Observa el esquema de la prensa hidráulica, ¿cuál es la mejor explicación de su funcionamiento? A. Al aplicar una fuerza grande sobre el émbolo del cilindro de mayor sección SB, se levantan grandes masas colocadas en el cilindro de menor sección SA. B. Al aplicar una fuerza grande sobre el émbolo del cilindro de menor sección SA, se levantan grandes masas colocadas en el cilindro de mayor sección SB. C. Cuando se aplica una fuerza pequeña sobre el émbolo del cilindro de menor sección, SA, se pueden levantar grandes masas colocadas sobre el cilindro de mayor sección, SB. D. Cuando se aplica una fuerza pequeña sobre el émbolo del cilindro de mayor sección, SB, se pueden levantar grandes masas colocadas sobre el cilindro de menor sección, SA. 7. El radio de un pistón de una prensa hidráulica es de 30 𝑐𝑚 y el área del pistón pequeño es de 400 𝑐𝑚𝑠 2 . Si se le aplica al área pequeña una fuerza de 60 𝑁𝑒𝑤𝑡𝑜𝑛, la fuerza sobre el pistón grande será de. A. 14.13 𝑛𝑡 B. 4.5 𝑛𝑡 C. 423.9 𝑛𝑡 D. 8.49 𝑛𝑡 8. Según la fuerza de empuje y el peso de un cuerpo, cuando éste permanece en el fondo de una vasija llena de agua, como se observa en la figura, se puede afirmar que A. el peso del cuerpo es menor que el peso del líquido que desplaza. B. el peso del cuerpo y el peso del líquido que desplaza son iguales. C. la fuerza de empuje es mayor que el peso del cuerpo. D. la fuerza de empuje es menor que el peso del cuerpo. Solución: 1 a b c d 11 2 a b c d 3 a b c d 4 a b c d Equipo Académico-Pedagógico. Área Ciencias Naturales y Educación Ambiental: Física. Colegios Arquidiocesanos de Cali. 5 a b c d 6 a b c d 7 a b c d 8 a b c d GUÍA TALLER Nº 3. TIEMPO PREVISTO: La semana del ___ al __ de ______de 2011 (3 horas semanales). INSUMO: MOTIVACIÓN: Según el gráfico. Contesto. 5. El gráfico correcto es:: __________________________________________________ ________________________________________________________________________ _______________________________________________________________________ 6. Justifico la respuesta anterior: _____________________________________________ ________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________ _______________________________________________________________________ 7. El Teorema que nos permite la explicación de lo ocurrido en el gráfico de la mecánica de los fluidos es: __________________________________________________________ ________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________ 8. Qué me manifiesta el Teorema: _________________________________________ ___________________________________________________________________ ___________________________________________________________________ HIELO EN AGUA Tengo un vaso con agua lleno hasta el borde donde flota un cubito de hielo. Qué ocurre al fundirse el hielo: ___________________ _____________________________________________ _____________________________________________ _____________________________________________ _____________________________________________ ¿Bajará el nivel del agua?_________________________________________________ ______________________________________________________________________ ______________________________________________________________________ ______________________________________________________________________ 12 Equipo Académico-Pedagógico. Área Ciencias Naturales y Educación Ambiental: Física. Colegios Arquidiocesanos de Cali. PROPÓSITO EXPRESIVO: Que yo interprete, argumente y proponga la aplicación de la hidrodinámica en sistemas físicos de estudio INDICADORES DE DESEMPEÑO: Produzco textos orales y escritos a partir de observaciones que me permiten resolver problemas referentes a los fluidos y la termodinámica. FASE COGNITIVA: Concepto sobre Hidrodinámica Hidrodinámica En la hidromecánica quien estudia las propiedades y el comportamiento de los líquidos y gases en movimiento reciben el nombre de hidrodinámica. Esta ciencia emplea los conceptos generales de densidad y presión e incluye consideraciones acerca de la viscosidad y los fenómenos de turbulencia observados en el interior de los fluidos. La ecuación de continuidad y la ecuación de Bernoulli constituyen la principal base teórica de la hidrodinámica. 𝑉1 La ecuación de continuidad o A1 conservación de masa es una herramienta muy útil para el análisis de A2 fluidos que circulan a través de tubos o 𝑉2 ductos con diámetro variable. En estos casos, la velocidad "𝒗" del flujo cambia debido a que el área "𝐴" transversal varía de una sección del ducto a otra. Si se tiene un fluido con un flujo estable a través de un volumen fijo como un tanque con una entrada y una salida, la razón con la cual el fluido entra en el volumen debe ser igual a la razón con la que el fluido sale del volumen para que se cumpla el principio fundamental de conservación de masa. A1 v1 = A2 v2 La ecuación de Bernoulli relaciona la presión, la velocidad y la altura de una línea de corriente del fluido o trayectoria ideal que seguiría una partícula. En estas condiciones, tales variables se interrelacionan a través de la expresión: 𝟏 ∙ 𝝆 ∙ 𝒗𝟐 + 𝝆 ∙ 𝒈 ∙ 𝒉 + 𝑷 = 𝒄𝒐𝒏𝒔𝒕𝒂𝒏𝒕𝒆 𝟐 13 Equipo Académico-Pedagógico. Área Ciencias Naturales y Educación Ambiental: Física. Colegios Arquidiocesanos de Cali. En la que "𝑷" es la presión del fluido, "𝝆" su densidad, "𝑔" la aceleración de la gravedad, “𝑣” la velocidad de desplazamiento y “" la altura considerada. Una consecuencia inmediata de la ecuación de Bernoulli es la aceleración que adquieren los fluidos al atravesar tramos estrechos de su recorrido y su relajamiento en las zonas anchas del mismo, que tiende a mantener constante el caudal por unidad de tiempo. El teorema de Torricelli manifiesta que: “La velocidad del surtidor que sale por un único orificio en un recipiente es directamente proporcional a la raíz cuadrada de dos veces el valor de la aceleración de la gravedad multiplicada por la altura a la que se encuentra el nivel del fluido a partir del orificio. FASE EXPRESIVA: Ahora si tengo el ánimo y mi instrumento de conocimiento claro sobre fluidos en movimiento aplicados a la mecánica de los líquidos Mi deseo es de realizar ejercicios que me preparan para las pruebas de estado. A continuación se presentan una serie de razonamientos que con mi lógica: SELECCION0 LA OPCIÓN CORRESPONDIENTE. EJERCICIOS TIPO ICFES DE SELECCIÓN MÚLTIPLE. 1. Dos recipientes contienen dos mezclas distintas. El recipiente 1 contiene agua y aceite y el recipiente 2 contiene metanol y gasolina. Al combinar los contenidos de los dos recipientes, el número de fases que se obtiene de acuerdo con los datos de la tabla es A. B. C. D. 14 1 2 3 4 Equipo Académico-Pedagógico. Área Ciencias Naturales y Educación Ambiental: Física. Colegios Arquidiocesanos de Cali. 2. El teorema de Bernoulli es una consecuencia aplicada por la mecánica clásica basada en: A. Conservación de la masa B. Conservación del volumen C. Conservación de la cantidad de movimiento D. Conservación de las energías mecánica. CONTESTE LAS PREGUNTAS 3 Y 4 DE ACUERDO CON LA SIGUIENTE INFORMACIÓN Un deposito grande contiene agua de densidad “ρ” hasta cierta altura "", se abre una perforación en el fondo. En la parte superior del depósito la presión atmosférica es "𝑃" 3. La velocidad de salida del agua por la perforación a una presión "𝑃" es: A. B. 𝑔 2𝜌 × 𝑔× D. 2 × 𝑔 × C. 2 2(𝑃 − 𝜌 × 𝑔 × ) 4. Si en la parte alta del depósito la presión es de 2𝑝. La velocidad de salida del agua por la perforación es 2(𝑃−𝜌×𝑔×) C. 2𝜌 × 𝑔 × A. 2 D. 2(𝑃 + 𝜌 × 𝑔 × ) B. 2(𝑃+𝜌×𝑔×) 𝜌 5. La velocidad de salida del agua por la perforación, si su presión de salida es de 2𝑃: 2(𝜌×𝑔×−𝑃) C. 2×𝑔× A. 𝜌 B. 2(𝑃+𝜌 ×𝑔×) D. 2(𝑃+𝜌×𝑔×) 2 𝜌 CONTESTE LAS PREGUNTAS 6 Y 7 DE ACUERDO CON LA SIGUIENTE INFORMACIÓN El agua fluye a través de un tubo de 16 𝑐𝑚𝑠 de diámetro, en la parte ancha, con una 𝑚 rapidez de 2 𝑠 . 6. El diámetro que debe tener el tubo para que la rapidez del fluido sea el cuádruplo de la que tenía en la parte ancha, es: A. 8𝑐𝑚𝑠 C. 12𝑐𝑚𝑠 B. 4𝑐𝑚𝑠 D. 16𝑐𝑚𝑠 7. El caudal por la parte ancha del tubo es: A. 64𝜋 B. 16𝜋 15 𝑐𝑐 𝑠 𝑐𝑐 𝑠 Equipo Académico-Pedagógico. Área Ciencias Naturales y Educación Ambiental: Física. Colegios Arquidiocesanos de Cali. C. 128𝜋 D. 4𝜋 𝑐𝑐 𝑠 𝑐𝑐 𝑠 GUÍA TALLER Nº 4. TIEMPO PREVISTO: La semana del ___ al __ de ______de 2011 (3 horas semanales). INSUMO: MOTIVACIÓN: En la siguiente sopa de letras encontraras 10 contaminantes de nuestro entorno: SOPA DE LETRAS – CONTAMINANTES 1. ______________________ 2. ______________________ 3. ______________________ 4. ______________________ 5. ______________________ 6. ______________________ 7. ______________________ 8. ______________________ 9. ______________________ 10. ______________________ PROPÓSITO EXPRESIVO: Que yo interprete, argumente y proponga la aplicación de la hidrodinámica en sistemas físicos de estudio INDICADORES DE DESEMPEÑO: Desarrollo del pensamiento a través de la aplicación de operadores intelectuales de las proposiciones complejas, conceptos y precategorías presente en textos sobre los fluidos y la termodinámica. -De igual manera potenciar los operadores del M.L.O. 16 Equipo Académico-Pedagógico. Área Ciencias Naturales y Educación Ambiental: Física. Colegios Arquidiocesanos de Cali. FASE COGNITIVA: Concepto sobre Hidrodinámica Aerodinámica La disciplina de la mecánica de fluidos que estudia las propiedades de los gases en movimiento se denomina aerodinámica. Normalmente se considera esta ciencia como una especialización de la hidrodinámica. La disciplina alcanzó un importante desarrollo con el surgimiento de la navegación aérea, aunque sus experiencias se aplicaron a otros medios de transporte. Los postulados de la aerodinámica teórica constituyen una particularización de las ecuaciones generales de la hidrodinámica de las que se suprime la acción gravitatoria debido al escaso peso específico del aire. Sin embargo, la observación de cuerpos en movimiento en la atmósfera a velocidades superiores a la del sonido muestra serias discrepancias con las predicciones teóricas, por lo que es preciso recurrir a la experimentación para resolver los problemas concretos. El nacimiento de la aviación fomentó un espectacular avance en las técnicas aerodinámicas, con la creación de centros de simulación de vuelo y la construcción de prototipos representativos de los modelos reales. La práctica imposibilidad de resolver en todos sus aspectos los complejos problemas planteados en las condiciones naturales bajo los postulados teóricos conocidos convierte a la mecánica de fluidos en una ciencia práctica en la que las aportaciones de la técnica y la experimentación desempeñan un papel preeminente. Así, la aerodinámica experimental realiza amplias investigaciones mediante la fabricación de modelos a escala y prototipos representativos que se someten a simulaciones en túneles aerodinámicos. COMPREHENSIÓN E INTERPRETACIÓN DE TEXTOS Preguntas de Lectura ¿Qué estudia la hidromecánica? ¿Cuáles son los fluidos y qué características tienen? ¿Qué se entiende por el principio de Arquímedes? Competencia Textual Después de leer comprehensivamente las preguntas de lectura, analizo el texto, buscando las respuestas a las preguntas. Relievo o subrayo las oraciones que responden las preguntas. Selecciono las oraciones relievadas y las escribo aparte. - La mecánica de fluidos o hidromecánica es la rama de la mecánica de medios continuos (que a su vez es una rama de la física) cuyo objeto de estudio es el movimiento y las propiedades de los cuerpos líquidos y gaseosos. 17 Equipo Académico-Pedagógico. Área Ciencias Naturales y Educación Ambiental: Física. Colegios Arquidiocesanos de Cali. - Esta ciencia engloba dentro de la categoría de fluidos a gases y líquidos, y señala como principal diferencia entre ambos la proporcionalmente escasa compresibilidad de estos últimos. - El principio de Arquímedes sobre el equilibro de los cuerpos flotantes, según el cual todo cuerpo sumergido parcial o totalmente en un medio fluido experimenta un empuje en sentido ascendente que equivale al peso del fluido que desaloja, fue incluido con éxito en la posterior doctrina mecanicista de Newton, y constituye la base de la resolución de los problemas de flotación aplicada al diseño y construcción de barcos. Analice la oración, subraye los pronominales en la lectura e indique cuál es su referente. Pronominales Referente Esta ambos estos el cual Infiera proposicionalmente, simplifique la proposicional e identifique los cromatizadores. Modele el pensamiento o la proposición. oración, extraiga el núcleo MODELACIÓN DE PENSAMIENTOS “La hidromecánica, que es una rama de la mecánica de medios continuos, estudia el movimiento y propiedades de los fluidos”. FASE EXPRESIVA: Ahora si tengo el ánimo y mi instrumento de conocimiento claro sobre fluidos en movimiento aplicados a la mecánica de los líquidos Mi deseo es de realizar ejercicios que me preparan para las pruebas de estado. A continuación se presentan una serie de razonamientos que con mi lógica: SELECCION0 LA OPCIÓN CORRESPONDIENTE. EJERCICIOS TIPO ICFES DE SELECCIÓN MÚLTIPLE. 1. Un tubo, a través del cual circula un líquido viscoso, el volumen de líquido que fluye por unidad de tiempo o caudal aumenta, si 18 Equipo Académico-Pedagógico. Área Ciencias Naturales y Educación Ambiental: Física. Colegios Arquidiocesanos de Cali. A. B. C. D. se acorta el tubo y se aumenta la temperatura. se acorta y se disminuye el área del tubo. se disminuye la presión a la que se somete el fluido. se alarga el tubo y se aumenta la temperatura. 2. El gasto o caudal tiene unidades de: A. 𝑚3 𝑚2 B. 𝑠 𝑚3 C. 𝑠 D. 𝑃𝑎 × 𝑚2 3. Una inyección de 3𝑐𝑚3 se aplica en un minuto. El caudal en unidades S.I. es: A. B. C. D. 3 × 10−8 5 × 10−2 5 × 10−8 3 × 10−2 4. La ecuación de continuidad es consecuencia de la conservación de: A. El área B. La masa C. El volumen D. La presión Se toma una jeringa de área transversal A y se mueve su émbolo hacia arriba una distancia d. La temperatura del lugar es T y P la presión atmosférica. Luego se sella la punta de la jeringa. Considere el aire en el interior de la jeringa como un gas ideal y deprecie cualquier fricción 5. Si a partir de la posición indicada en la figura, el émbolo se desplaza hacia arriba una distancia X y se suelta, sucederá que émbolo A. se quedará en la nueva posición, porque la nueva presión del gas es mayor que P. B. se quedará en la nueva posición, porque la presión del gas sigue siendo P. C. retornará a la posición inicial, porque la presión del gas sigue siendo P. D. retornará a la posición inicial, porque la nueva presión del gas es menor que P. 19 Equipo Académico-Pedagógico. Área Ciencias Naturales y Educación Ambiental: Física. Colegios Arquidiocesanos de Cali. GUÍA TALLER Nº 5. TIEMPO PREVISTO: La semana del ___ al __ de ______de 2011 (3 horas semanales). INSUMO: MOTIVACIÓN: Coloque en el dibujo, los números del 3 𝑎𝑙 9, de tal forma que en cualquier dirección de las indicadas sume un total de 18. PROPÓSITO EXPRESIVO: Que yo interprete, argumente y proponga los conceptos de calor y temperatura, calor especifico, Cálculo del calor, equilibrio térmico, la transmisión del calor, la dilatación de los cuerpos en sistemas físicos. INDICADORES DE DESEMPEÑO: Produzco textos orales y escritos a partir de observaciones que me permiten resolver problemas referentes a los fluidos y la termodinámica. FASE COGNITIVA: Concepto sobre Calor y temperatura El pensamiento de conocimiento sobre la termodinámica en productores lo represento en un mentefacto. Según la fuente de energía del nivel trófico, la termodinámica en productores, que la caracterizan organismos capaces de captar y aprovechar la energía solar o lumínica para transformar sustancias pobres en energía química (inorgánicas) en sustancias ricas en energía química (orgánicas), y que a partir de ellas se alimentan los demás organismos, se diferencia de: La termodinámica en consumidores: la caracterizan organismos heterótrofos que usan como fuente de materia y energía a los organismos productores, obteniendo la energía de los enlaces de carbono de las sustancias orgánicas ricas en energía química. 20 Equipo Académico-Pedagógico. Área Ciencias Naturales y Educación Ambiental: Física. Colegios Arquidiocesanos de Cali. La termodinámica en detritívoros: la caracterizan organismos que aprovechan la materia y la energía que aún contienen los restos de seres vivos. FASE EXPRESIVA: Ahora si tengo el ánimo y mi instrumento de conocimiento claro sobre termodinámica para aplicarlos en el planteamiento y resolución de problemas. Mi deseo es de realizar ejercicios que me preparan para las pruebas de estado. A continuación se presentan una serie de razonamientos que con mi lógica: SELECCION0 LA OPCIÓN CORRESPONDIENTE. EJERCICIOS TIPO ICFES DE SELECCIÓN MÚLTIPLE. RESPONDA LAS PREGUNTAS 1 A 3 DE ACUERDO CON LA SIGUIENTE INFORMACIÓN La gráfica muestra la densidad de una sustancia sólida en función de la temperatura. 21 Equipo Académico-Pedagógico. Área Ciencias Naturales y Educación Ambiental: Física. Colegios Arquidiocesanos de Cali. 1. El volumen en cm3 de 5 kg de esta sustancia a la temperatura de 5ºC es A. 0,625 B. 6,25 C. 62,5 D. 625 2. El volumen de estos 5 kg cambia al variar su temperatura. Con base en la gráfica se puede concluir que su volumen es A. mínimo cuando su temperatura es de -15ºC. B. mínimo cuando su temperatura es de 5ºC. C. máximo cuando su temperatura es de 5ºC. D. mínimo cuando su temperatura es de +15ºC. 3. Si se toma un bloque de esta sustancia a temperatura T = 10ºC y se coloca en una tina con agua a temperatura T = 20ºC es correcto afirmar que al cabo de cierto tiempo el A. peso del bloque ha aumentado. B. peso del bloque ha disminuido. C. volumen del bloque ha aumentado. D. volumen del bloque ha disminuido. RESPONDA LAS PREGUNTAS 4 Y 5 DE ACUERDO CON LA SIGUIENTE INFORMACIÓN El dispositivo indicado en la figura consta de una caja dividida en dos partes por un émbolo sin fricción. En el compartimiento de la izquierda hay 𝑛 moles de gas ideal y un resorte de constante 𝐾 y longitud natural l que sujeta el émbolo permaneciendo elongado en equilibrio, como se muestra. 4. De acuerdo con esto y sabiendo que la temperatura del gas es 𝑇𝑜, se tiene que la constante 𝐾 del resorte es igual a A. B. 𝑛𝑅𝑇𝑜 C. 𝑛𝑅 𝑇𝑜 D. 𝑙 𝑛𝑅 𝑇𝑜 6𝑙 2 𝑛𝑇𝑜 3𝑅𝑙 5. Si en el compartimiento vacío de la situación anterior se introducen 𝑛 moles de gas ideal, sucederá que el émbolo A. permanece en donde estaba, pues las presiones de los gases son iguales en los dos compartimientos B. se corre hacia la izquierda puesto que el nuevo gas ejerce fuerza sobre el émbolo 22 Equipo Académico-Pedagógico. Área Ciencias Naturales y Educación Ambiental: Física. Colegios Arquidiocesanos de Cali. C. se corre hacia la derecha dado que el resorte debe comprimir el nuevo gas D. puede moverse a un lado u otro dependiendo de la presión del vacío en la situación inicial 6. Se tiene agua fría a 10 ºC y agua caliente a 50 ºC y se desea tener agua a 30 ºC, la proporción de agua fría: agua caliente que se debe mezclar es A. 1 : 1 B. 1 : 2 C. 1 : 4 D. 1 : 5 RESPONDA LAS PREGUNTAS 7 Y 8 DE ACUERDO CON LA SIGUIENTE INFORMACIÓN Dentro de una caja hermética, de paredes totalmente aislantes y al vacío, se halla un trozo de hielo a -20ºC. La caja contiene una bombilla inicialmente apagada. 7. Mientras la bombilla permanece apagada la gráfica que muestra la temperatura del hielo en función del tiempo es: 8. Estando el trozo de hielo a -20ºC se enciende la bombilla. A partir de este instante, acerca de la temperatura del trozo de hielo se puede afirmar que: A. no cambia, puesto que no hay materia entre la bombilla y el hielo para el intercambio de calor B. va aumentando, porque la radiación de la bombilla comunica energía cinética a las moléculas del hielo C. no cambia puesto que no hay contacto entre la superficie de la bombilla y la del hielo D. aumenta, porque la luz de la bombilla crea nueva materia entre la bombilla y el hielo, que permite el intercambio de calor 9. En la preparación de una sopa se utilizan ingredientes con masa 𝑚! y con un calor específico promedio 𝑐! . Además de los ingredientes se añade una masa 𝑚 de agua cuyo calor específico es 𝑐. La energía que hay que cederle a la sopa para llevarla desde la temperatura ambiente 𝑇𝑜, hasta su punto de ebullición 𝑇𝑒, es: 𝑐 +𝑐 A. 𝑚! + 𝑚 !2 (𝑇𝑜 − 𝑇𝑒) B. 𝑚! 𝑐! + 𝑚𝑐 (𝑇𝑒 − 𝑇𝑜) 23 C. 𝑚! + 𝑚 𝑐! + 𝑐 (𝑇𝑒 − 𝑇𝑜) D. 𝑚! 𝑐 + 𝑚𝑐! (𝑇𝑒 − 𝑇𝑜) Equipo Académico-Pedagógico. Área Ciencias Naturales y Educación Ambiental: Física. Colegios Arquidiocesanos de Cali. GUÍA TALLER Nº 6. TIEMPO PREVISTO: La semana del ___ al __ de ______de 2011 (3 horas semanales). INSUMO: MOTIVACIÓN: Con mis conocimientos sobre termodinámica, argumento sobre: Calor: _________________________________________________________________ ______________________________________________________________________ Temperatura: ___________________________________________________________ ______________________________________________________________________ Menciona, al menos dos escalas para medir la temperatura: ______________________ ______________________________________________________________________ PROPÓSITO EXPRESIVO: Que yo interprete, argumente y proponga los conceptos de calor y temperatura, calor especifico, Cálculo del calor, equilibrio térmico, la transmisión del calor, la dilatación de los cuerpos en sistemas físicos. INDICADORES DE DESEMPEÑO: Produzco textos orales y escritos a partir de observaciones que me permiten resolver problemas referentes a los fluidos y la termodinámica. FASE COGNITIVA: Concepto sobre Calor y temperatura Texto: CALOR Y TEMPERATURA Los fenómenos térmicos y caloríficos forman parte de los fenómenos físicos cotidianos. Es sabido que Calor y Temperatura son sustantivos que están incorporados al lenguaje popular y que raramente son utilizados de una forma científicamente correcta. Frecuentemente se identifican o bien se utilizan en definiciones circulares en las que uno hace referencia directa al otro como sinónimo. El calor representa la cantidad de energía que un cuerpo transfiere a otro como consecuencia de una diferencia de temperatura entre ambos. El tipo de energía que se pone en juego en los fenómenos caloríficos se denomina energía térmica. El carácter energético del calor lleva consigo la posibilidad de transformarlo en trabajo mecánico. Sin embargo, la naturaleza impone ciertas limitaciones a este tipo de conversión, lo cual hace que sólo una fracción del calor disponible sea aprovechable en forma de trabajo 24 Equipo Académico-Pedagógico. Área Ciencias Naturales y Educación Ambiental: Física. Colegios Arquidiocesanos de Cali. útil. De esta manera se sabe que los cuerpos pueden calentarse (aumentar su energía térmica) o enfriarse (perder energía térmica). La energía ganada o perdida en estos procesos es el calor. La energía térmica es la suma de las energías de todas las partículas que componen un cuerpo. La temperatura es el valor medio de la energía cinética de estas partículas y es aquella propiedad física que permite asegurar si dos o más sistemas están o no en equilibrio térmico (cuando dos cuerpos están a la misma temperatura), esto quiere decir que la temperatura es la magnitud física que mide cuan caliente o cuan frío se encuentra un objeto. La temperatura se mide en unidades llamadas grados, por medio de los termómetros, esto se refiere que para medir la temperatura utilizamos una de las magnitudes que sufre variaciones linealmente a medida que se altera la temperatura. Existen diferentes escalas de temperatura, En la escala Celsius: el valor 0º corresponde al de fusión del hielo y el valor 100º al de ebullición del agua. En la escala Kelvin el valor 0º es el cero absoluto de temperatura, la temperatura a la que las partículas de un cuerpo tienen la menor agitación posible. Temperatura Kelvin = Temperatura Celsius + 273 EXTRACCIÓN Y MODELACIÓN DE PENSAMIENTOS “El calor representa la cantidad de energía que un cuerpo transfiere a otro mediante procesos de aumento o pérdida de energía térmica, mientras que la temperatura es el valor medio de la energía cinética de todas las partículas que componen un cuerpo y es una propiedad física que permite asegurar si dos o más sistemas están o no en equilibrio térmico”. FASE EXPRESIVA: Ahora si tengo el ánimo y mi instrumento de conocimiento claro sobre termodinámica para aplicarlos en el planteamiento y resolución de problemas. Mi deseo es de realizar ejercicios que me preparan para las pruebas de estado. A continuación se presentan una serie de razonamientos que con mi lógica: SELECCION0 LA OPCIÓN CORRESPONDIENTE. 25 Equipo Académico-Pedagógico. Área Ciencias Naturales y Educación Ambiental: Física. Colegios Arquidiocesanos de Cali. EJERCICIOS TIPO ICFES DE SELECCIÓN MÚLTIPLE. 1. En la preparación de una sopa se utilizan ingredientes con masa 𝑚! y con un calor específico promedio 𝑐! . Además de los ingredientes se añade una masa 𝑚 de agua cuyo calor específico es 𝑐. Para terminar la sopa, una vez ésta se encuentra a la temperatura de ebullición, Te, se debe esperar a que la mitad del agua se evapore. Suponga que los ingredientes permanecen a la temperatura Te. Si "ℓ" es el calor latente de vaporización del agua, la energía necesaria para evaporar el agua es igual a E. 𝑚 2 ℓ 𝑚 F. 𝑚! + 2 ℓ 𝑚 G. 𝑚! × 𝑐! + ℓ 2 𝑚 H. 𝑚 × 𝑐! × Te + 2 ℓ 2. En la siguiente gráfica se observa el comportamiento del volumen de 1 g de agua cuando se le aplica calor a presión atmosférica. De acuerdo con la información contenida en la gráfica la temperatura para la cual la densidad del agua es máxima es: A. 8 ºC B. 16 ºC C. 0 ºC D. 4 ºC 3. Se calientan 5𝑔 de agua de 15ºC a 19ºC. Si el calor específico del agua es 1 cal/gºC, el calor cedido al agua en el proceso es: A. 75 cal B. 20 cal C. 95 cal D. 5 cal 4. De las siguientes temperaturas de 1 litro de agua a presión de 1 bar, la menor es: A. 273 K C. -5ºC B. 32ºF D. 250 K RESPONDA LAS PREGUNTAS 5 A 7 DEACUERDO CON LA SIGUIENTE INFORMACIÓN El calor específico de una sustancia está definido por la expresión En donde Q es el calor que es necesario suministrar a la unidad de masa de esa sustancia para que su temperatura aumente en una unidad 26 Equipo Académico-Pedagógico. Área Ciencias Naturales y Educación Ambiental: Física. Colegios Arquidiocesanos de Cali. Se tiene un calorímetro (recipiente construido para aislar térmicamente su contenido del exterior) de masa despreciable, con una masa de agua M a temperatura T. 5. Se introduce un cuerpo de masa m a temperatura T 0. Si T0 > T, la temperatura Tf, a la cual llegará el sistema al alcanzar el equilibrio térmico, es: A. T0 B. T C. menor que T D. menor que T0 pero mayor que T 6. Si Tf es la temperatura final del conjunto y 𝐶1 es el calor específico del agua y 𝐶2 el del cuerpo de masa m, el calor ganado por la masa de agua M es: A. M 𝐶2 ( T0 - Tf) B. m 𝐶2 ( Tf - T0) C. M 𝐶1 ( Tf - T) D. m 𝐶1 ( Tf - T) 7. De acuerdo con lo anterior, de las siguientes expresiones, la que es válida para el calor específico 𝐶2 del cuerpo de masa m, es: 8. Una caja de paredes exteriores adiabáticas tiene una pared interna que separa el gas de la izquierda con temperatura y presión mayores que las del gas de la derecha. Si la pared interna A. es móvil y adiabática la temperatura final es igual en ambas divisiones B. es fija y diatérmica la presión final en ambas divisiones es la misma C. permite el intercambio de partículas las presiones finales son iguales pero las temperaturas distintas D. es móvil y diatérmica las presiones finales son iguales y las temperaturas finales iguales 9. En la novela de Julio Verne, VIAJE AL CENTRO DE LA TIERRA, los tres protagonistas, luego de descender verticalmente más de dos leguas (casi 11 kilómetros de profundidad!) encuentran agua líquida a más de 100°C. De las siguientes explicaciones para este hecho, la más adecuada es: a esa profundidad A. cambia la fórmula molecular del agua y, por tanto, aumenta su temperatura de ebullición. B. los termómetros no funcionan y, por tanto, la temperatura medida por los protagonistas es falsa. C. el agua se ioniza y, por tanto, aumenta su temperatura de ebullición. D. la presión atmosférica es muy grande y, por tanto, la temperatura de ebullición del agua es mucho mayor. 27 Equipo Académico-Pedagógico. Área Ciencias Naturales y Educación Ambiental: Física. Colegios Arquidiocesanos de Cali. GUÍA TALLER Nº 7. TIEMPO PREVISTO: La semana del ___ al __ de ______de 2011 (3 horas semanales). INSUMO: MOTIVACIÓN: Siguiendo el sentido de las flechas encuentra un camino para ir desde el punto A hasta el punto B. ¿Cuántos caminos diferentes hay? PROPÓSITO EXPRESIVO: Que yo interprete, argumente y proponga los conceptos de calor y temperatura, calor especifico, Cálculo del calor, equilibrio térmico, la transmisión del calor, la dilatación de los cuerpos en sistemas físicos. INDICADORES DE DESEMPEÑO: Produzco textos orales y escritos a partir de observaciones que me permiten resolver problemas referentes a los fluidos y la termodinámica. FASE COGNITIVA: Concepto sobre Calor específico y capacidad calorífica Calor Específico y Capacidad Calorífica Es sabido, por ejemplo, que cuando una cuchara metálica se deja en un plato de sopa caliente su temperatura sube rápidamente, lo que no ocurriría si la cuchara fuese de madera. Esta prueba y otras análogas llevaron a definir una magnitud característica de un cuerpo de acuerdo a su naturaleza, el calor específico. El calor específico es la energía necesaria que la unidad de masa de un cuerpo ha de intercambiar con el entorno para variar su temperatura en un grado; sus unidades son J/kg°C, aunque en el laboratorio es muy frecuente emplear la caloría/gºC, donde la caloría es el calor necesario para que un gramo de agua aumente un grado su temperatura. El calor específico del agua es una caloría por gramo y grado centígrado, es decir, hay que suministrar una caloría a un gramo de agua para elevar su temperatura en un grado centígrado. 28 Equipo Académico-Pedagógico. Área Ciencias Naturales y Educación Ambiental: Física. Colegios Arquidiocesanos de Cali. De acuerdo con la ley formulada por los químicos franceses Pierre Louis Dulong y Alexis Thérèse Petit, para la mayoría de los elementos sólidos, el producto de su calor específico por su masa atómica es una cantidad aproximadamente constante. Si se expande un gas mientras se le suministra calor, hacen falta más calorías para aumentar su temperatura en un grado, porque parte de la energía suministrada se consume en el trabajo de expansión. Por eso, el calor específico a presión constante es mayor que el calor específico a volumen constante. La capacidad calorífica de un cuerpo es el cociente entre la cantidad de energía calorífica transferida a un cuerpo o sistema en un proceso cualquiera y el cambio de temperatura que experimenta. En una forma menos formal es la energía necesaria para aumentar 1 K su temperatura, (usando el SI). Indica la mayor o menor dificultad que presenta dicho cuerpo para experimentar cambios de temperatura bajo el suministro de calor. Puede interpretarse como una medida de inercia térmica. Es una propiedad extensiva, ya que su magnitud depende, no solo de la sustancia, sino también de la cantidad de materia del cuerpo o sistema; por ello, es característica de un cuerpo o sistema particular. Por ejemplo, la capacidad calorífica del agua de una piscina olímpica será mayor que la de un vaso de agua. En general, la capacidad calorífica depende además de la temperatura y de la presión. La capacidad calorífica no debe ser confundida con la capacidad calorífica específica o calor específico, el cual es la propiedad intensiva que se refiere a la capacidad de un cuerpo para “almacenar calor”, y es el cociente entre la capacidad calorífica y la masa del objeto. El calor específico es una propiedad característica de las sustancias y depende de las mismas variables que la capacidad calorífica. Está dada por la ecuación: C = Q/T Donde C es la capacidad calorífica, Q es el calor y T la variación de temperatura. Se mide en Julios por kelvin (unidades del SI). La capacidad calorífica va variando según la sustancia. Su relación con el calor específico es: C=c·m En donde c es el calor específico, y m la masa de la sustancia considerada. Igualando ambas ecuaciones, procedamos a analizar: Q/T = c · m De aquí es fácil inferir que aumentando la masa de una sustancia, aumentamos su capacidad calorífica, y con ello aumenta la dificultad de la sustancia para variar su temperatura. Un ejemplo de esto se puede apreciar en las ciudades costeras donde el mar actúa como un gran termostato regulando las variaciones de temperatura. Transferencia de Calor En física, es el proceso por el que se intercambia energía en forma de calor entre distintos cuerpos, o entre diferentes partes de un mismo cuerpo que están a distinta temperatura. El calor se transfiere mediante convección, radiación o conducción. Aunque estos tres procesos pueden tener lugar simultáneamente, puede ocurrir que uno de los mecanismos predomine sobre los otros dos. Por ejemplo, el calor se transmite a través de la pared de una casa fundamentalmente por conducción, el agua de una cacerola situada sobre un quemador de gas se calienta en gran medida por convección, y la Tierra recibe calor del Sol casi exclusivamente por radiación. EXTRACCIÓN Y MODELACIÓN DE PENSAMIENTOS 29 Equipo Académico-Pedagógico. Área Ciencias Naturales y Educación Ambiental: Física. Colegios Arquidiocesanos de Cali. “El calor específico y la capacidad calorífica son conceptos que se relacionan pero presentan diferencias entre sí. La capacidad calorífica de un cuerpo es el cociente entre la cantidad de energía calorífica transferida a un cuerpo o sistema en un proceso cualquiera y el cambio de temperatura que experimenta, además es una propiedad extensiva, ya que su magnitud depende, no solo de la sustancia, sino también de la cantidad de materia del cuerpo o sistema. Por el contrario el calor específico es el cociente entre la capacidad calorífica y la masa del objeto, asimismo es una propiedad intensiva de las sustancias”. De un cuerpo es el cociente entre la cantidad de energía calorífica transferida a un cuerpo o sistema en un proceso cualquiera y el cambio de temperatura que experimenta Es el cociente entre la capacidad calorífica y la masa del objeto Es una propiedad intensiva de las sustancias Es una propiedad extensiva, ya que su magnitud depende, no solo de la sustancia, sino también de la cantidad de materia del cuerpo o sistema Calor específico Capacidad calorífica FASE EXPRESIVA: Ahora si tengo el ánimo y mi instrumento de conocimiento claro sobre termodinámica para aplicarlos en el planteamiento y resolución de problemas. Mi deseo es de realizar ejercicios que me preparan para las pruebas de estado. A continuación se presentan una serie de razonamientos que con mi lógica: SELECCION0 LA OPCIÓN CORRESPONDIENTE. EJERCICIOS TIPO ICFES DE SELECCIÓN MÚLTIPLE. RESPONDOLAS PREGUNTAS 1 A 3 DE ACUERDO CON LA SIGUIENTE INFORMACIÓN Se tienen tres cuerpos iguales aislados del medio ambiente, a temperatura T 1, T2 y T3, tales que T1 > T3 > T2. Se ponen en contacto como lo muestra la figura 1. Inicialmente es correcto afirmar que: A. 1 cede calor a 2 y 2 cede calor a 3 B. 1 cede calor a 2 y 3 cede calor a 2 C. 2 cede calor a 1 y 3 cede calor a 2 D. 2 cede calor a 1 y 2 cede calor a 3 30 Equipo Académico-Pedagógico. Área Ciencias Naturales y Educación Ambiental: Física. Colegios Arquidiocesanos de Cali. 2. Si la capacidad calorífica del cuerpo 1 es C, el calor que éste cede al cuerpo 2 hasta alcanzar la temperatura de equilibrio Tf vale: A. C (T3 - T2) C. C (T1 - Tf - T3) B. C (Tf - T2) D. C (T1 - Tf) 3. Al cabo de cierto tiempo los cuerpos alcanzan una temperatura constante T f tal que T3 < Tf. La gráfica que mejor representa la temperatura del cuerpo 3 en función del tiempo es: RESPONDA LAS PREGUNTAS 4 A 6 DE ACUERDO CON LA SIGUIENTE INFORMACIÓN Se tiene un gas ideal encerrado por un pistón como muestra la figura. El pistón comprime el gas del volumen V1 a un volumen V2 a temperatura constante To. De los siguientes enunciados, referentes a este proceso, I. la energía interna del gas permanece constante II. el pistón hace trabajo sobre el gas III. la presión del gas disminuye, pues la temperatura es constante. 4. Son correctos: A. I y III C. II y III B. I y II D. sólo II 5. De las siguientes gráficas, en donde C1, C2 y C3 son constantes Las que corresponden al proceso de la pregunta anterior son: A. I y II B. II y III C. I y III D. I, II y III 6. Durante el proceso descrito el gas cede una cantidad de calor "𝑄" al medio ambiente. El valor del trabajo hecho sobre el gas es igual a: A. 𝑃𝐹 (𝑉1 − 𝑉2) 2 B. − 𝑄 + 3 × 𝑛𝑅𝑇 2 C. 𝑄 + 3 × 𝑛𝑅𝑇 D. 𝑄 31 Equipo Académico-Pedagógico. Área Ciencias Naturales y Educación Ambiental: Física. Colegios Arquidiocesanos de Cali. GUÍA LABORATORIO Nº 8. TIEMPO PREVISTO: La semana del ___ al __ de ______de 2011 (3 horas semanales). PROPÓSITO EXPRESIVO: Que yo interprete, argumente y proponga sobre los datos obtenidos de una experiencia dentro de un laboratorio, acerca de mecánica de los líquidos. Motivación: A los líquidos y los gases se les llama fluidos, no tienen forma propia adoptan la del recipiente. Materiales: Bomba de caucho para inflar, de tamaño regular, 50cm de piola, 100cc de alcohol, Glicerina 100cc aproximadamente. Calculadora. Me pregunto: ¿la presión medida a través de la columna de un manómetro, en diferentes profundidades de un líquido es la misma? ¿El peso del líquido desalojado por un cuerpo que flota en un líquido, corresponde verdaderamente, al volumen del cuerpo sumergido en el líquido? Hipótesis: A. “La presión dentro de un liquido depende de la profundidad en que se tome”. B. “El volumen ocupado por un cuerpo dentro de un recipiente corresponde al peso del líquido desalojado por este”. Experimento: 1. Un manómetro es un instrumento adecuado para medir presión. La figura 1, presenta la forma de usarlo y el método de medición. Llevo la boca a la boquilla de la manguera previamente desinfectada con alcohol, con una ligera exhalación de aire, observo como el nivel de líquido de la manguera sube. Menciono mi conclusión de la experiencia:________________________ __________________________________________________________________ __________________________________________________________________ __________________________________________________________________ 2. Todos hemos realizado la siguiente experiencia: Inflar una bomba con aire, luego inténtala, hundir en un recipiente lleno de liquido, según la anterior experiencia; concluyo:__________________________________________________________ __________________________________________________________________ __________________________________________________________________ __________________________________________________________________ 32 Equipo Académico-Pedagógico. Área Ciencias Naturales y Educación Ambiental: Física. Colegios Arquidiocesanos de Cali. 3. El efecto de la profundidad sobre la presión: Cubro la base de un embudo con una membrana de caucho y sujeto fuertemente con piola o hilo para que no permita el paso de agua. Conecto el embudo a un manómetro de agua mediante una manguera de caucho, como lo indica la figura 2. Introduzco el embudo en un recipiente con agua, hasta el punto A. donde previamente he tomado la profundidad con respecto al nivel del líquido: La presión que existe en el punto A se transmite a través de la membrana de caucho, por el aire que hay en la manguera, hasta el manómetro. Registro la lectura del manómetro y repito la experiencia para encontrar la presión en los puntos B y C que están a menos profundidad. Según la experiencia concluyo:__________________________________________________________ __________________________________________________________________ __________________________________________________________________ __________________________________________________________________ __________________________________________________________________ 4. Si la anterior experiencia se realiza no con agua sino con aceite, que conclusión tengo con respecto a la presión dada:____________________________________ __________________________________________________________________ __________________________________________________________________ __________________________________________________________________ __________________________________________________________________ 5. Perdida aparente del peso de los objeto sumergidos: Suspendo un cilindro de metal, de 0.1kg de masa aproximadamente, de un dinamómetro, registro el peso del cilindro, cuando el cilindro este suspendido en el aire, en Newton: ________.Coloco unos 60cm 3 de alcohol en una probeta de 100cc, sumerjo el cilindro de metal en el alcohol, como indica la figura 3, ; registro el peso del cilindro sumergido, en Newton:___________ Registro el volumen de alcohol desplazado: _____c.c. Repito la experiencia usando el cilindro de metal, pero colocándolo en los siguientes líquidos en la probeta: glicerina, luego con agua. 6. Completa la tabla: Peso en el aire W 1 Peso en el liquido W 2 W1-W2 Volumen del liquido desplazado V Empuje Alcohol Glicerina agua Tengo presente que: Densidad del alcohol 800𝑘𝑔/𝑚3 , densidad de la glicerina 1260𝑘𝑔/ 𝑚3 densidad del agua 1000𝑘𝑔/𝑚3 De la experiencia del numeral 6 concluyo: ______________________________________ 33 Equipo Académico-Pedagógico. Área Ciencias Naturales y Educación Ambiental: Física. Colegios Arquidiocesanos de Cali. _______________________________________________________________________ _______________________________________________________________________ Con respecto a la hipótesis “La presión dentro de un liquido depende de la profundidad en que se tome”. Interpreto, argumento y propongo mi punto de vista: ____________________________ _____________________________________________________________________ _____________________________________________________________________ _____________________________________________________________________ _____________________________________________________________________ _____________________________________________________________________ Con respecto a la hipótesis “El volumen ocupado por un cuerpo dentro de un recipiente corresponde al peso del líquido desalojado por este”. Interpreto, argumento y propongo mi punto de vista: ____________________________ _____________________________________________________________________ _____________________________________________________________________ _____________________________________________________________________ _____________________________________________________________________ _____________________________________________________________________ 1. Escribo al frente de la frase una V si es verdadera, o una F si es falso. Justifico mis respuestas. a. Es más fácil sacar el tapón de un tanque de agua cuando éste se encuentra lleno, que cuando está vacío. ( ) b. Un iceberg es una mole de hielo y flota en el mar porque el hielo es más denso que el agua líquida. ( ) c. Una persona ejerce mayor presión sobre el suelo cuando está de pie que cuando está acostada. ( ) d. Los cuerpos de madera se hunden en la gasolina, porque la gasolina es menos densa que la madera. ( e. f. ) El empuje sobre un cuerpo totalmente sumergido depende de la profundidad a la que éste se encuentre ( ) La presión atmosférica aumenta a medida que aumenta la altura. ) ( 2. Relaciono las situaciones de la columna de la derecha con los conceptos de la columna de la izquierda. a) Presión 1. Un barco en alta mar b) Principio de Pascal 2. Esterilización por vació. c) Principio de Arquímedes 3. Una persona parada sobre unos esquís d) Presión atmosférica 4. El funcionamiento de un gato hidráulico 3. Escribe al frente de la frase una V si es verdadera, o una F si es falso. Justifica tus respuestas. a. Un flujo enorme significa que todas las partículas de un fluido tienen la misma rapidez al pasar por un punto. ( ) 34 Equipo Académico-Pedagógico. Área Ciencias Naturales y Educación Ambiental: Física. Colegios Arquidiocesanos de Cali. b. La viscosidad se refiere a una fricción interna del fluido. ( ) c. ( ) Las líneas de corriente indican la velocidad de flujo. d. Las líneas de flujo siempre se cruzan. ( ) e. Un fluido incompresible tiene una densidad constante. ( ) f. En un tubo por el que fluye un líquido, al aumentar el área disminuye la presión.( ) g. La velocidad de flujo de un líquido aumenta al disminuir el área del tubo. ( h. El gasto volumétrico de un fluido es mayor cuanto más viscoso es el fluido. ( i. ) ) La presión sistólica se presenta cuando el corazón se contrae y la presión es mínima. ( ) 5. Elijo la respuesta correcta. Un líquido con viscosidad despreciable fluye por un tubo de área constante. La velocidad es mayor en el punto: a. b. c. d. Punto A Punto B Punto C Punto D 6. Analizo y resuelvo: Si coloco un pitillo dentro de un vaso con agua y con otro pitillo soplo horizontalmente sobre la boca del primero, tal como se muestra en la figura, observo que el agua sube por el pitillo vertical. Explico la razón de este sorprendente comportamiento: _________________________ _______________________________________________________________________ _______________________________________________________________________ _______________________________________________________________________ _______________________________________________________________________ _______________________________________________________________________ _______________________________________________________________________ _______________________________________________________________________ _______________________________________________________________________ _______________________________________________________________________ _______________________________________________________________________ 35 Equipo Académico-Pedagógico. Área Ciencias Naturales y Educación Ambiental: Física. Colegios Arquidiocesanos de Cali. GUÍA TALLER Nº 9. TIEMPO PREVISTO: La semana del ___ al __ de ______de 2011 (3 horas semanales). INSUMO: MOTIVACIÓN: Formo parte de un ambiente interesante, aunque lo que a simple vista se ve no siempre es fácil de entender. A veces, me pregunto sobre hechos que observo, por ejemplo: por qué las cosas al subir vuelven a cae; por qué ciertos elementos arden y otros solo se calientan. Por qué una luz alumbra. Por qué siento frío o calor cuando tengo contacto con otro elemento. Por qué el sol y la luna se mueven. Los científicos hombres y mujeres de ciencia, han dado respuestas a estos interrogantes. Intentar entender el mundo y el universo puede ser DIVERTIDO, pero requiere de un esfuerzo que me invita a reflexionar a partir de la observación y del razonamiento. En el planeta tierra ocurren continuamente cambios, por ejemplo, cambios en el clima, cambios en los seres vivos, cambio de posición de los objetos. Para estudiar por qué se producen estos cambios es importante realizar pruebas prácticas, pensar en procedimientos, desarrollar experimentos. Ciertamente, para estudiar la influencia de la luz sobre los cuerpos, los científicos hacen experimentos. El trabajo científico es un proceso que nace de la curiosidad natural por conocer y comprender los fenómenos que nos rodean. Es una pauta que permite a los investigadores ir desde el punto A hasta el punto Z con la confianza de obtener un conocimiento válido. Esta curiosidad es un elemento clave de la búsqueda científica, es una primera pieza de una larga cadena que supone: planteamiento del problema, desarrollos de experimentos, búsqueda de explicaciones y comunicación de los resultados. Con el comentario del texto anterior contesto las pregunta de inducción al tema. 1. El texto me invita a la investigación. Qué nombre recibe el proceso que se menciona con la expresión literal "pauta que permite a los investigadores ir desde el punto A hasta el punto Z con la confianza de obtener un conocimiento válido". ___________________________________________________________________ 2. Menciona los pasos más relevantes del proceso de investigación que se menciona en el punto anterior. ___________________________________________________________________ 3. Qué magnitudes físicas hacen parte en la medida de calor que presenta un sistema físico:______________________________________________________________ El procedimiento científico se puede aplicar en el entorno de mi vida diaria. Por ejemplo, determinar algunas formas de regular el tránsito en la ciudad o crear una tonalidad cuando mezclo diferentes pinturas; en ellas involucro la aplicación del método científico. PROPÓSITO EXPRESIVO: Que yo interprete, argumente y proponga lo relacionado con las leyes de la termodinámica, con énfasis en la aplicación del principio de la conservación de la energía. INDICADORES DE DESEMPEÑO: Produzco textos orales y escritos a partir de observaciones que me permiten resolver problemas referentes a los fluidos y la termodinámica. 36 Equipo Académico-Pedagógico. Área Ciencias Naturales y Educación Ambiental: Física. Colegios Arquidiocesanos de Cali. FASE COGNITIVA: Concepto sobre Calor específico y capacidad calorífica CALOR ESPECÍFICO DEL AGUA El agua es la referencia para concretar la unidad de calor, ya que es viable deducir que el calor específico del agua equivale a la unidad (1). Si tengo 1 𝑔𝑟𝑎𝑚𝑜 de agua a 10 °𝐶 , entonces para elevarla a 50°𝐶 , necesito 40 𝑐𝑎𝑙 ya que por cada grado °C de incremento de temperatura la cantidad de calor entregada al sistema es 1 𝑐𝑎𝑙𝑜𝑟𝑖𝑎. CALOR ESPECÍFICO He nombrado sólo el agua, pero me pregunto qué ocurrirá con el calor específico de las demás sustancias. Observo las dos figuras. En la primera si mantengo constante la masa de sustancia, y entrego el doble de calor, el incremento de temperatura será también el doble. En la segunda figura si mantengo constante la temperatura y duplico la masa el calor también debe duplicarse. Me indica que el calor entregado al sistema es directamente proporcional a la masa del mismo y al incremento de temperatura; En símbolos: 𝑸 𝒎 . 𝒕. para igualar una proporcionalidad, debo agregar una constante y esa constante es el calor específico, quedando la fórmula de cantidad de calor 𝑸 = 𝒎 × 𝑪𝒆 × 𝒕. 𝑸: Cantidad de calor, se mide en calorías. 𝒎: Masa de la sustancia, se mide en gramos. 𝑪𝒆 : Calor especifico de la sustancia, se mide en Cal / g . °C. y 𝒕: el incremento de temperatura, es decir la diferencia de la temperatura inicial con la temperatura final, se mide en ºC Se tiene 200 gramos de alcohol, cuyo calor específico es de 0,60cal/gr.ºC Cuántas calorías se deben suministrar a la solución para que su temperatura inicial de 5ºC pase a 25ºC. Sustituyo en la ecuación: 𝑸 = 𝒎 × 𝑪𝒆 × 𝒕 0,60𝑐𝑎𝑙 𝑄 = 200𝑔𝑟 × 𝑔𝑟 . º𝐶 × 25 − 5 °𝐶 = 2400 𝑐𝑎𝑙 Solución: Se necesitan incorpórale a la solución de alcohol 𝟐𝟒𝟎𝟎 𝒄𝒂𝒍 Cuando una sustancia adsorbe calor, entonces como consecuencia se aumenta la temperatura, por tanto el calor absorbido se toma positivo (+). La experiencia contraria, es decir, la sustancia cede calor, hay bajón de temperatura entonces, el calor cedido se considera negativo (-) según la aplicación de la ecuación anterior. Hay equilibrio térmico cuando dos cuerpos que están en contacto mecánico directo o están separados por una superficie que les permite transferencia de calor, en ellos alcancen la misma temperatura. 37 Equipo Académico-Pedagógico. Área Ciencias Naturales y Educación Ambiental: Física. Colegios Arquidiocesanos de Cali. Entonces se concluye que el calor absorbido por uno de los cuerpos es cedido por el otro, hasta alcanzar la misma temperatura ocasionando un equilibrio térmico. Surge la ecuación: 𝑸𝒂𝒃𝒔𝒐𝒓𝒃𝒆 = −𝑸𝑪𝒆𝒅𝒆 Contesto la pregunta. Un bloque de metal de masa de 125 𝑔𝑟𝑎𝑚𝑜𝑠 , de calor específico 0,16𝑐𝑎𝑙/𝑔𝑟. °𝐶, calentado a 100°𝐶, se introduce dentro de un calorímetro que contiene 200 𝑔𝑟𝑎𝑚𝑜𝑠 de agua, a 12°𝐶. La temperatura final del agua es: __________________ Planteo el problema con la ecuación: 𝑸𝒂𝒃𝒔𝒐𝒓𝒃𝒆 = −𝑸𝑪𝒆𝒅𝒆 ya que el calor perdido por el bloque es ganado por el agua del calorímetro. Si “𝑡” es la temperatura final del agua. Se tiene que el bloque cede calor mientras que el agua absorbe calor. 𝒎 𝒂𝒈𝒖𝒂 × 𝑪𝒆 𝒂𝒈𝒖𝒂 × (𝒕𝒆𝒎𝒑𝒇𝒊𝒏𝒂𝒍 − 𝒕𝒆𝒎𝒑𝒊𝒏𝒊𝒄𝒊𝒂𝒍) = −𝒎𝒃𝒍𝒐𝒒𝒖𝒆 × 𝑪𝒆 𝒃𝒍𝒐𝒒𝒖𝒆 × (𝒕𝒆𝒎𝒑𝒇𝒊𝒏𝒂𝒍 − 𝒕𝒆𝒎𝒑𝒊𝒏𝒊𝒄𝒊𝒂𝒍) Reemplazo: 1𝑐𝑎𝑙 200𝑔𝑟 × 𝑔×°𝐶 × 𝑡 − 12 °𝐶 = −125𝑔𝑟 × 0,16𝑐𝑎𝑙 𝑔×°𝐶 × (𝑡 − 100)°𝐶 Despejo “𝑡” 𝒕 = 𝟐𝟎°𝑪 Solución: La temperatura final del agua es de 𝟐𝟎°𝑪 Si se tiene en cuenta ahora que el calorímetro es de 100 gramos de masa y el calor específico de 0,2 cal/gr.ºC. La temperatura del agua es: _________________ FASE EXPRESIVA: Ahora si tengo el ánimo y mi instrumento de conocimiento claro sobre termodinámica para aplicarlos en el planteamiento y resolución de problemas. Mi deseo es de realizar ejercicios que me preparan para las pruebas de estado. A continuación se presentan una serie de razonamientos que con mi lógica: SELECCION0 LA OPCIÓN CORRESPONDIENTE. EJERCICIOS TIPO ICFES DE SELECCIÓN MÚLTIPLE. 1. La unidad de calor específico de una sustancia es: A. 𝐶𝑎𝑙 C. 𝐶𝑎𝑙 B. 𝑘𝑔 ×°𝐶 D. 𝐶𝑎𝑙 𝑔×°𝐶 𝐶𝑎𝑙 °𝐶 2. Se mezcla cierta masa de agua, a 20°𝐶, con una masa doble de agua, a 50°𝐶. La temperatura final es: A. 5°𝐶 B. 25°𝐶 38 Equipo Académico-Pedagógico. Área Ciencias Naturales y Educación Ambiental: Física. Colegios Arquidiocesanos de Cali. C. 35°𝐶 D. 40°𝐶 3. La dilatación de los cuerpos ( "ΔL" )es uno de los efectos que el calor produce sobre casi todos los cuerpos; cuya relación numérica es proporcional a: el coeficiente de dilatación lineal del cuerpo ("𝛼"), a la longitud inicial del cuerpo ( 𝑙𝑜 ) y al cambio de temperatura( 𝛥𝑡𝑒𝑚𝑝), es decir: ΔL = 𝜶 × 𝒍𝒐 × 𝜟𝒕𝒆𝒎𝒑 Una varilla de 50𝑐𝑚 de largo se observa que se dilata 85𝑐𝑚 cuando su temperatura 1 de 20°𝐶 pasa a 120°𝐶. Su coeficiente de dilatación lineal en °𝐶 es: A. 0,3 C. 0,04 B. 0,02 D. 0,1 4. Se introducen 100 𝑔𝑟𝑎𝑚𝑜𝑠 de vapor a 100°𝐶( Calor de vaporización del agua 540 cal/gr) dentro de 200 gramos de agua a 20,5°𝐶. la temperatura final es: A. 20°𝐶 C. 40°𝐶 B. 30°𝐶 D. 50°𝐶 RESPONDA LAS PREGUNTAS 5 A 7 DE ACUERDO CON LA SIGUIENTE INFORMACIÓN La gráfica muestra la densidad de una sustancia sólida en función de la temperatura. 5. El volumen en cm3 de 5 kg de esta sustancia a la temperatura de 5ºC es: A. 0,625 B. 6,25 C. 62,5 D. 625 6. El volumen de estos 5 kg cambia al variar su temperatura. Con base en la gráfica se puede concluir que su volumen es: A. mínimo cuando su temperatura es de -15ºC. B. mínimo cuando su temperatura es de 5ºC. C. máximo cuando su temperatura es de 5ºC. D. mínimo cuando su temperatura es de +15ºC. 7. Si se toma un bloque de esta sustancia a temperatura T = 10ºC y se coloca en una tina con agua a temperatura T = 20ºC es correcto afirmar que al cabo de cierto tiempo el: A. B. C. D. peso del bloque ha aumentado. peso del bloque ha disminuido. volumen del bloque ha aumentado. volumen del bloque ha disminuido. 39 Equipo Académico-Pedagógico. Área Ciencias Naturales y Educación Ambiental: Física. Colegios Arquidiocesanos de Cali. GUÍA TALLER Nº 10. TIEMPO PREVISTO: La semana del ___ al __ de ______de 2011 (3 horas semanales). INSUMO: MOTIVACIÓN: La transmisión del calor ocurre de los cuerpos con mayor temperatura a los de menor temperatura, es decir, de los más calientes a los más fríos. Cuando dos cuerpos tienen la misma temperatura no hay trasferencia de calor. La transmisión de calor se presenta de tres formas: por convección, es por transporte de materia o movimiento de la materia de una posición a otra. Para ejemplificar: el agua al hervir hace una convección, puesto que las moléculas más calientes ascienden y las más frías descienden. Lo mismo ocurre con el aire en una habitación. El aire caliente asciende y el aire frío desciende, simplemente por densidad. Por conducción, es a nivel molecular. Si caliento una barra de hierro por un extremo con un mechero, al cabo de un tiempo el otro extremo estará caliente. Esto se debe a que las moléculas que toman contacto con el fuego se calientan y comienzan a vibrar pasándole su energía a las moléculas vecinas hasta llegar a las del otro extremo. Por radiación, es por ondas electromagnéticas. Sé que el calor del sol llega a la tierra y no lo hace por transporte de materia o vía molecular porque en el espacio no hay materia. Estos rayos son ondas electromagnéticas. Los cuerpos incandescentes irradian calor por medio de ondas. Con la interpretación del texto anterior, menciono el tipo de transmisión que representado en cada gráfico. 1.______________________________ 3. ______________________________ 2. ______________________________ 3. ______________________________ PROPÓSITO EXPRESIVO: Que yo interprete, argumente y proponga lo relacionado con las leyes de la termodinámica, con énfasis en la aplicación del principio de la conservación de la energía. INDICADORES DE DESEMPEÑO: Produzco textos orales y escritos a partir de observaciones que me permiten resolver problemas referentes a los fluidos y la termodinámica. 40 está Equipo Académico-Pedagógico. Área Ciencias Naturales y Educación Ambiental: Física. Colegios Arquidiocesanos de Cali. FASE COGNITIVA: Concepto sobre Calor específico y capacidad calorífica Primera Ley de la Termodinámica Se expresa como el cambio de energía interna que se 𝚫 𝐄𝐢𝐧𝐭𝐞𝐫𝐧𝐚 = 𝑸 − 𝒘 da en un sistema es igual al calor absorbido, es positivo, o cedido, siendo su valor numérico negativo, por el sistema (𝑄), menos el trabajo efectuado por el sistema o ejecutado sobre el sistema (𝑊) El signo menos en el lado derecho de la ecuación se debe justamente a que "𝒘" se define como el trabajo efectuado por el sistema, cuando se realiza sobre el sistema este es negativo y su signo a su derecha es positivo, si aplico el convenio de signos en la multiplicación. Para comprender esta ley, es imaginar un gas encerrado en un cilindro, una de cuyas tapas es un émbolo móvil y que mediante un mechero puedo suministrarle calor. El cambio en la energía interna del gas estará dado por la diferencia entre el calor suministrado y el trabajo que el gas hace al levantar el émbolo contra la presión atmosférica. Segunda Ley de la Termodinámica Direcciona los procesos termodinámicos y, luego, la imposibilidad de que sucedan en el sentido contrario, por ejemplo, que un cuerpo cae de cierta altura, no se puede esperar que por iniciativa del cuerpo este suba al lugar que tenía antes de caer. La primera ley me dice que la energía se conserva. Sin embargo, imagino muchos procesos en que se conserve la energía, pero que realmente no ocurren en la naturaleza. Si se acerca un objeto caliente a uno frío, el calor pasa del caliente al frío y nunca al revés. Si pienso que ocurre al revés, se seguiría conservando la energía y se cumpliría la primera ley. En la naturaleza hay procesos que suceden, pero cuyos procesos inversos no. Ley Cero de la Termodinámica (de Equilibrio): "Si dos objetos A y B están por separado en equilibrio térmico con un tercer objeto C, entonces los objetos A y B están en equilibrio térmico entre sí". Tercera Ley de la Termodinámica. Tiene varios enunciados equivalentes: A. "No se puede llegar al cero absoluto mediante una serie finita de procesos" Es el calor que entra desde el "mundo exterior" lo que impide que en los experimentos se alcancen temperaturas más bajas. El cero absoluto es la temperatura teórica más baja posible y se caracteriza por la total ausencia de calor. Es la temperatura a la cual cesa el movimiento de las partículas. El cero absoluto (0°𝐾) corresponde aproximadamente a la temperatura de −273,16°𝐶 . Nunca se ha alcanzado tal temperatura y la termodinámica asegura que es inalcanzable. B. "La entropía de cualquier sustancia pura en equilibrio termodinámico tiende a cero a medida que la temperatura tiende a cero". C. "La primera y la segunda ley de la termodinámica se pueden aplicar hasta el límite del cero absoluto, siempre y cuando en este límite las variaciones de entropía sean nulas para todo proceso reversible". 1. Se mezcla dos sustancias tipo A y B. Si la sustancia tipo A de 200 gramos de masa y calor específico 0,8 cal/g.ºC que inicialmente se encuentra a 30ºC; mientras que la sustancia tipo B con 100 gramos de masa y calor específico de 0,48 cal/g.ºC. La temperatura al final de la mezcla es: _____________ 41 Equipo Académico-Pedagógico. Área Ciencias Naturales y Educación Ambiental: Física. Colegios Arquidiocesanos de Cali. La sustancia tipo A absorbe calor, mientras que la tipo B Cede. 𝑸𝒂𝒃𝒔𝒐𝒓𝒃𝒆 + 𝑸𝒄𝒆𝒅𝒆 = 𝟎 𝑻: Valor numérico en grados de la temperatura final Se reemplaza los datos: 𝒄𝒂𝒍 𝒄𝒂𝒍 𝟐𝟎𝟎𝒈 × 𝟎, 𝟖 𝒈×°𝑪 × 𝑻 − 𝟑𝟎 °𝑪 + 𝟏𝟎𝟎𝒈 × 𝟎, 𝟒𝟖 𝒈×°𝑪 × 𝑻 − 𝟖𝟎 °𝑪 = 𝟎 Despejo 𝑻: 160𝑇 − 4800 = −48𝑇 + 3840 Donde 𝑇 = 8600 208 = 41,33°𝑪 Solución: La temperatura final de la mezcla es de 𝟒𝟏, 𝟑𝟑°𝑪 2. Al unir 200 gramos de Glicerina que están a 60ºC, cuyo calor específico es de 0,54 cal/g.ºC y cierto número de gramos de cobre que se encuentran a 20ºC. Sabiendo que el calor específico del cobre es de 0,092 cal/g.ºC y su temperatura final es de 40ºC. Los gramos de cobre Son: _________________ 3. A una sartén de acero de 300 g de masa se le aumenta la energía interna en 200 J. Calor específico del acero 450 J/kg·K A. El aumento de temperatura que se produce es: _______ B. Si su temperatura inicial es de 25 ºC, la temperatura final es: _______ 4. El aumento de la energía interna de 500 g de agua cuando se aumenta su temperatura de 50 ºC a 60 ºC es: _________ 5. Se pone en contacto 500 g de agua a 10 ºC con 500 g de hierro a 90º C. La temperatura a la que se produce el equilibrio térmico. Si el calor específico del hierro es 0.489 J/g·K. es: ____________ 6. Se dispone de un motor que trabaja entre dos focos, del primero obtiene 32000 J y cede al segundo 18000 J. El trabajo obtenido por dicho motor es: ______ FASE EXPRESIVA: EJERCICIOS TIPO ICFES DE SELECCIÓN MÚLTIPLE. Se tiene una barra metálica de longitud 𝐿𝑜 a temperatura 𝑇𝑜 inicialmente. La barra se dilata o encoge debido a cambios de temperatura, obedeciendo la ley: 𝜟𝑳 = 𝜶 × 𝑳𝒐 × 𝜟𝑻 Donde 𝜟𝑳 y 𝜟𝑻 son los cambios de longitud y temperatura respectivamente, y "𝜶" es una constante de dilatación para cada material. La banda se somete a cambios de temperatura. Se obtiene la siguiente gráfica de 𝜟𝑳 en función del tiempo. La diferencia de temperaturas entre 𝑡 = 0 𝑚𝑖𝑛 y 𝑡 = 8 𝑚𝑖𝑛 es: 42 Equipo Académico-Pedagógico. Área Ciencias Naturales y Educación Ambiental: Física. Colegios Arquidiocesanos de Cali. 1. Desde hace mucho tiempo, sobre una mesa se encuentran un recipiente con agua, un pedazo de madera y un trozo de vidrio. Simultáneamente se coloca un termómetro en contacto con cada uno de estos objetos. Es correcto afirmar que la lectura: A. B. C. D. en los tres termómetros será la misma del termómetro del agua es mayor que las otras dos del termómetro del vidrio es mayor que las otras dos del termómetro de la madera es mayor que las otras dos 2. Dentro de una probeta de vidrio con coeficiente de expansión volumétrica "𝜷𝒗 " hay un líquido, de coeficiente de expansión volumétrico "𝜷𝒍 " , hasta una altura h. 𝜷𝒗 < 𝜷𝒍 , Cuando se aumenta la temperatura del sistema, es cierto que. A. la altura del líquido disminuye, porque el recipiente de vidrio aumenta su tamaño B. la altura del líquido aumenta, porque el recipiente de vidrio se contrae C. la altura del líquido aumenta, pues su volumen aumenta más que el volumen del recipiente de vidrio D. la altura del líquido disminuye, pues su volumen aumenta menos que el del recipiente de vidrio. CONTESTE LAS PREGUNTAS 4 INFORMACIÓN A 6 DE ACUERDO CON LA SIGUIENTE El trabajo realizado por un gas, cuando pasa del estado A al estado B, en una gráfica presión contra volumen equivale al área bajo la curva como se indica en la figura. La primera ley de la termodinámica establece que la variación de la energía interna de un sistema es igual al calor que recibe o cede el sistema menos el trabajo realizado sobre o por el sistema 𝚫 𝐄𝐢𝐧𝐭𝐞𝐫𝐧𝐚 = 𝑸 − 𝒘 La energía interna de un gas perfecto depende sólo de la temperatura. 3. Cuando el sistema vuelve a su estado inicial A, tenemos que la variación de energía interna fue A. mayor que cero C. igual al calor recibido B. igual a cero D. menor que cero 4. Si el gas ideal es sometido a un proceso a temperatura constante tenemos que 𝑄 = 𝑊, porque A. el sistema ha efectuado un C. el sistema está aislado ciclo térmicamente B. la energía interna no varía D. no hay flujo de calor hacia el sistema 5. Si el gas ideal pasa de un estado “𝟏” a un estado “𝟐”, estando aislado térmicamente, tenemos que C. 𝒘 = −𝑸 A. 𝚫 𝐄𝐢𝐧𝐭𝐞𝐫𝐧𝐚 = −𝐰 D. 𝒘 = 𝑸 B. 𝚫 𝐄𝐢𝐧𝐭𝐞𝐫𝐧𝐚 = 𝐐 43 Equipo Académico-Pedagógico. Área Ciencias Naturales y Educación Ambiental: Física. Colegios Arquidiocesanos de Cali. GUIA- PRE- EVALUACIÓN N°11. EVENTOS FISICOS Propósito Expresivo: Que yo aplique los procesos vistos en clase de la interpretación y argumentación del movimiento de los líquidos y de la termodinámica en sistemas físicos. 1. La presión que ejerce sobre la superficie de un cubo, por una de sus caras, si contiene un peso de 2,0 10 2 dinas y una arista es de 2 cms, es: a. 400ba b. 50ba c. 1000ba d. 200ba 2. Las figuras representan tres recipientes conteniendo el mismo líquido. Los puntos 𝑥, 𝑦, 𝑧 se encuentran a una profundidad "". Con relación a la presión 𝑃𝑥 , 𝑃𝑦 , 𝑃𝑧 en los puntos x, y, z .Se puede concluir que: a. 𝑃𝑥 < 𝑃𝑦 c. . 𝑃𝑥 > 𝑃𝑦 b. > 𝑃𝑧 𝑃𝑥 = 𝑃𝑦 d. 𝑃𝑥 = 𝑃𝑦 3. En el esquema se indica que X e Y son dos líquidos no miscibles y homogéneos, contenidos en un sistema de vasos comunicantes en equilibrio hidrostático. El valor que más se aproxima a la densidad del líquido Y en relación al líquido X es: a. 0,40 de densidad de Y b. 1,25 de la densidad de Y > 𝑃𝑧 = 𝑃𝑧 c. 0,85 de la densidad de Y d. 1,50 de la densidad de Y 4. Un gato hidráulico tiene dos pistones de diámetro 1 y 5 cm. La fuerza, en Newton, necesaria en el pistón pequeño para que el grande levante un objeto de 10nt, es: a. 0,4 b. 0,2 c. 0.10 d. 0.05 5. Dentro del agua las personas se sienten más livianas en virtud de la fuerza ejercida por el agua sobre el cuerpo sumergido. A esta fuerza descrita por el principio de Arquímedes se denomina empuje. Se afirmar que: a. La dirección del empuje puede ser horizontal b. El empuje es siempre menor que el cuerpo sumergido c. El empuje es igual al peso del cuerpo d. El empuje es proporcional al peso del agua desplazada. 6. Una esfera colocada en el fondo de una piscina, sube hasta la superficie porque: a. El empuje sobre la esfera es mayor que el peso de la esfera. b. La presión en el fondo de la piscina es menor que en la superficie c. El empuje sobre la esfera disminuye a medida que ella sube d. La esfera es más liviana que el agua Responda las preguntas 7 a 10 de acuerdo al texto. Cuando quieres saber mi temperatura corporal, si tengo fiebre, coloco un termómetro en mi boca o debajo de mi brazo y espero unos minutos. El termómetro me proporciona la 44 Equipo Académico-Pedagógico. Área Ciencias Naturales y Educación Ambiental: Física. Colegios Arquidiocesanos de Cali. medida de mi temperatura corporal. Cuando hay contacto entre los dos, puesto que mi cuerpo está a mayor temperatura que el termómetro éste recibe calor en la medida en que mi cuerpo se la cede hasta que los dos, mi cuerpo y el termómetro, quedan a la misma temperatura. Cuando dos cuerpos que se encuentran a temperaturas diferentes, T1 y T2, se ponen en contacto, el calor fluye desde el cuerpo con mayor temperatura hacia aquel que se encuentra a menor temperatura y este flujo de calor se mantiene hasta que las temperaturas de ambos cuerpos se igualan. Cuando se produce esta igualdad de temperaturas, se dice que hay “equilibrio térmico”. La temperatura, T, a la que tiene lugar el equilibrio térmico puede calcularse fácilmente teniendo en cuenta que el calor absorbido por el cuerpo que se calienta es exactamente igual, aunque de signo contrario al calor desprendido por el cuerpo que experimenta una disminución en su temperatura. Por tanto, puedo argumentar que el calor absorbido, 𝑄𝑎𝑏𝑠. y el desprendido 𝑄𝑑𝑒𝑠𝑝. , se relacionan mediante lo siguiente: 𝑄𝑎𝑏𝑠. = − 𝑄𝑑𝑒𝑠𝑝. El calor 𝑄 absorbido o desprendido por un cuerpo para que se produzca en él un aumento o disminución de temperatura depende de tres factores: de la masa el cuerpo, el calor específico y del cambio de temperatura. Estos factores se relacionan mediante la expresión:𝑄 = 𝑚 ∙ 𝐶𝑒 ∙ ∆𝑇 De acuerdo con el texto se puede inferir que: 7. Cuando entre dos cuerpos se alcanza el equilibrio térmico, se dice que: a. Hubo transferencia de calor desde el cuerpo de mayor temperatura al de menor temperatura. b. Hubo transferencia de calor desde el cuerpo de menor temperatura al de mayor temperatura. c. No se da trasferencia de calor entre los cuerpos. d. El sistema físico no realiza trabajo. 8. El caso en que se daría la transferencia de calor sería: a. De agua fría a un cubo de hielo. c. De un cubo de hielo a agua fría. b. De agua dulce a agua de mar. d. De la llama de una vela a la llama de un encendedor. 9. En el caso de la trasferencia de calor representada en la ecuación: a. La pérdida de calor de un cuerpo es menor que la ganancia del otro. b. La ganancia de calor de un cuerpo es directamente proporcional a la temperatura. c. La pérdida de calor generada en uno de los cuerpos es equivalente a la ganancia de calor generada en el otro. d. La ganancia de calor de un cuerpo es inversamente proporcional a la temperatura. 10. El calor absorbido de un cuerpo depende de: a. La temperatura. c. La temperatura y la masa. b. La masa. d. La masa, el calor específico y la diferencia de temperatura. 11. La relación que hay entre la masa de un cuerpo y el calor específico: a. La masa es directamente proporcional al calor específico. b. La masa es inversamente proporcional al calor específico. c. El calor específico es directamente proporcional a la masa. d. El calor absorbido depende de la masa, el calor específico y la temperatura. Solución: 45 1 a b c d 2 a b c d 3 a b c d 4 a b c d 5 a b c d 6 a b c d Equipo Académico-Pedagógico. Área Ciencias Naturales y Educación Ambiental: Física. Colegios Arquidiocesanos de Cali. 7 a b c d 8 a b c d 9 a b c d 10 a b c d 11 a b c d ARQUIDIÓCESIS DE CALI FUNDACIONES EDUCATIVAS ARQUIDIOCESANAS DISEÑO CURRICULAR COLEGIOS ARQUIDIOCESANOS GUÍA-TALLER Año lectivo: ___________ ÁREA: CIENCIAS NATURALES: FÍSICA PERÍODO: 2 GRADO: UNDÉCIMO “La energía se degrada aunque se conserve su valor, antes o después de una alternativa” 46 Equipo Académico-Pedagógico. Área Ciencias Naturales y Educación Ambiental: Física. Colegios Arquidiocesanos de Cali. COLEGIO: DOCENTE(S): GRADO: 11º ÁREA: Ciencias Naturales Y Educación Ambiental TIEMPO PREVISTO: HORAS: Segundo período 39h/ período PRÓPÓSITOS DEL PERÍODO AFECTIVO: Que nosotros los estudiantes desde nuestro mundo, descubramos la utilidad de: Plantear y resolver problemas sobre el impacto ambiental de algunas tecnologías desarrolladas en Colombia, relacionadas con las leyes de la termodinámica y de eventos ondulatorios. Extraer pensamientos y modelar mentefactos conceptuales y proposicionales cromatizados (de especificación, ejemplificación, de función y circunstanciales). Para que se aproximen al pensamiento científico integral. COGNITIVO: Desde nuestro pensamiento científico que comprehendamos claramente los principios que se aplica en la termodinámica y en los eventos ondulatorios. EXPRESIVO: Que nosotros los educandos tengamos la capacidad de: Extraer adecuadamente pensamientos, y modelarlos en mentefactos conceptuales y proposicionales cromatizados. Interpretar, argumentar y resolver situaciones problemas en la aplicabilidad práctica del diario vivir, en lo relacionado con las leyes de la termodinámica y de eventos ondulatorios. Demostrando nuestros avances en el desarrollo del pensamiento científico. EVALUACION INDICADORES DE DESEMPEÑO 1. Desarrollo del pensamiento a través de la aplicación de operadores intelectuales de las proposiciones complejas, conceptos y precategorías presente en textos sobre la materia, los gases y la termodinámica. -De igual manera potenciar los operadores del M.L.O 2. Sigo instrucciones y utilizo diferentes procedimientos en el planteamiento y solución de problemas que hacen referencia con la termodinámica y los eventos ondulatorios. 3. Analizo y argumento datos, tablas y gráficos como resultado de la interpretación de situaciones y establecimiento de condiciones sobre la termodinámica y los eventos ondulatorios. 4. Realizo lectura comprehensiva e interpreto textos relacionados con la termodinámica y los eventos ondulatorios. 47 Equipo Académico-Pedagógico. Área Ciencias Naturales y Educación Ambiental: Física. Colegios Arquidiocesanos de Cali. 5. Produzco textos orales y escritos a partir de observaciones que me permiten resolver problemas referentes a la termodinámica y los eventos ondulatorios. ENSEÑANZAS COMPETENCIAS HABILIDADES Desarrollar del pensamiento a través de la aplicación de operadores intelectuales de las proposiciones complejas, conceptos y precategorías presente en textos sobre la energía, las vitaminas y la herencia. -De igual manera potenciar los operadores del M.L.O Observar Plantear y argumentar hipótesis y regularidades Seguir instrucciones Seguir instrucciones y utilizo procedimientos en el planteamiento de problemas relacionados temáticos propio de las ciencias aplicando el método científico. Relievar Inferir Construir macroproposiciones Analizar y argumentar datos, tablas y gráficos como resultado de la interpretación de situaciones y establecimiento de condiciones. Realizar lectura comprehensiva Interpretar textos argumentales Comprehender e interpretar textos donde: - Explico las fuerzas entre objetos como interacciones debidas a la carga eléctrica y a la masa. - Utilizo modelos biológicos, físicos y químicos para explicar la transformación y conservación de la energía. Producir textos argumentales Usar adecuadamente instrumentos de conocimiento; proposiciones, conceptos y precategorías Establecer relaciones Plantear y resolver problemas. diferentes y solución con ejes naturales, EJES TEMATICOS En el entorno físico TERMODINÁMICA Las leyes de la termodinámica: La primera ley de la termodinámica, procesos termodinámicos. La segunda ley de la termodinámica, la maquinas térmicas. La entropía EVENTOS ONDULATORIOS Eventos ondulatorios. DIDACTICAS A EMPLEAR DURANTE EL PERÍODO: Didácticas proposicionales. Didácticas conceptuales Didácticas argumentales Experiencias de laboratorios y videos virtuales. 48 Equipo Académico-Pedagógico. Área Ciencias Naturales y Educación Ambiental: Física. Colegios Arquidiocesanos de Cali. ARQUIDIOCESIS DE CALI FUNDACIONES EDUCATIVAS ARQUIDIOCESANAS DISEÑO CURRICULAR COLEGIOS ARQUIDIOCESANOS PRUEBA DIAGNOSTICA PARA GRADOS ONCES Propósito Expresivo: Que yo plantee y resuelva problemas aplicados al pensamiento de la leyes de la termodinámica y de los eventos ondulatorios Conteste las preguntas 1 a 3 con la siguiente información. Se tiene un bloque de hierro de 0,5 𝑘𝑔 a 200ºC y una lámina de aluminio de 0,15 𝑘𝑔 a 20ºC. Ellos se encuentran aislados térmicamente del medio ambiente. 1. Se espera que después de cierto tiempo: A. B. C. D. Los dos cuerpos estén a la misma temperatura La temperatura del aluminio sea mayor que la del hierro. La temperatura del hierro sea mayor que la del aluminio. Las temperaturas se hayan mantenido constantes. 2. Teniendo en cuenta que el calor recibido o cedido por un cuerpo está determinado por la relación: 𝑸 = 𝒎 × 𝑪𝒆 × (Tf − Ti ) Donde 𝑪𝒆 es el calor específico del cuerpo, 𝑚 su masa, Ti y Tf son temperaturas inicial y final del cuerpo. Si el calor específico del aluminio es de 920J/Kg.ºk y el del hierro 370 J/Kg.ºk, se puede afirmar que siendo 𝑇 la temperatura de equilibrio , el calor: A. B. C. D. Recibido por el hierro es 𝑄 = 185(𝑇 − 30) Recibido por el aluminio es 𝑄 = 138(𝑇 − 150) Cedido por el aluminio es 𝑄 = 138(𝑇 − 30) Cedido por el hierro es 𝑄 = 185(𝑇 − 150) 3. Estando los dos cuerpos aislados térmicamente del medio se cumple que: A. B. C. D. El calor cedido por el hierro es mayor que el recibido por el aluminio. El calor recibido por el hierro es igual al cedido por el aluminio. El calor cedido por el aluminio es menor que el recibido por el hierro. El calor recibido por el aluminio es mayor que el cedido por el hierro. 4. Dentro de un recipiente que tiene 1 𝑘𝑔 de agua se introduce una barra de hierro de 1 𝑘𝑔 a 110ºC. cuando el sistema alcanza el equilibrio térmico, su temperatura es de 65ºC. La gráfica de barras que muestra la relación correcta entre el calor cedido por la barra de hierro (𝑄𝑐 ) y el calor recibido por el agua (𝑄𝑟 ) es: A. 𝑄 𝑄𝑟 B. 𝑄𝑐 𝑄𝑟 𝑄 𝑄𝑐 C. 𝑄 D. 𝑄𝑐 𝑄𝑟 𝑄𝑐 𝑄 𝑄𝑟 Conteste las preguntas 5 a 8 con la siguiente información. En un gas es posible variar la presión, la temperatura y el volumen. Al variar una de ellas, por lo menos otra experimenta variación. 49 Equipo Académico-Pedagógico. Área Ciencias Naturales y Educación Ambiental: Física. Colegios Arquidiocesanos de Cali. 5. Al suministra una cantidad de calor ”𝑄”, el gas experimenta una variación de volumen “𝑉” a una presión constante. De acuerdo con el texto, el trabajo realizado por el gas depende de: A. La presión y el volumen final. B. El calor suministrado y la presión. C. La presión y la variación del volumen. D. La presión y el volumen inicial. 6. El proceso producido por el recipiente se presenta en la gráfica P vs. V, por: P A. B. C. D. ab bc cd da b c a d V 𝑽𝟏 𝑽𝟐 7. De acuerdo con la situación descrita, en el sistema se produce un proceso: A. Isotérmico C. Isobárico. B. Isócoro. D. Adiabático 8. Al aumentar la presión y mantener el volumen constante, en la gráfica en la parte ab, se cumple que: A. La energía interna aumenta. B. La temperatura disminuye. C. La energía interna disminuye. D. La temperatura permanece constante. 9. Un movimiento armónico simple es un movimiento: A. Rectilíneo B. Circular 10. Una onda es un transporte de: C. Parabólico. D. Elíptico. A. Materia. C. Partículas. B. Energía. D. Corpúsculos. 11. Si las partículas vibran en dirección paralela a la dirección de la velocidad de propagación, se dice que la onda es: A. Trasversal. B. Longitudinal C. Polarizada D. Plana. 12. Se considera una onda incidente de amplitud “A” y una onda reflejada con la misma amplitud “A” y la misma frecuencia. La suma de estas dos ondas produce: A. Interferencia. B. Ondas moduladas Solución: 50 1 A B C D 2 A B C D 3 A B C D C. Pulsaciones D. Ondas estacionaria 4 A B C D 5 A B C D 6 A B C D 7 A B C D 8 A B C D Equipo Académico-Pedagógico. Área Ciencias Naturales y Educación Ambiental: Física. Colegios Arquidiocesanos de Cali. 9 A B C D 10 A B C D 11 A B C D 12 A B C D GUÍA TALLER Nº 12. TIEMPO PREVISTO: La semana del ___ al __ de ______de 2011 (3 horas semanales). INSUMO: MOTIVACIÓN: Coloca los dígitos del 1 al 9 en las casillas correspondientes para que se cumpla el orden de mayor que, también el orden menor que, indicado por las puntas de flecha Orden: Mayor que Orden: Menor que PROPÓSITO EXPRESIVO: Que yo interprete, argumente y proponga los conceptos de la formación de ondas y su propagación. INDICADORES DE DESEMPEÑO: Sigo instrucciones y utilizo diferentes procedimientos en el planteamiento y solución de problemas que hacen referencia con la termodinámica y los eventos ondulatorios. FASE COGNITIVA: Concepto sobre formación y propagación de las ondas Normalmente el estudio del movimiento ondulatorio suele ser en los procesos físicos, como uno de los temarios de más importancia. Así también al abordar los fenómenos ondulatorios permite estudiar otras cuestiones que en principio poco parecen tener que ver entre sí. Las ondas según sus características se clasifican como ondas mecánicas, aquellas que necesitan de un medio para propagarse, como en el caso de las ondas sonoras y las ondas sísmicas de tipo P ocasionada por ciertos terremotos. La ondas electromagnéticas viajan en el vacío, entre ellas se tiene las ondas de radio. Según la propagación de las ondas se tiene ondas longitudinales y transversales. En la onda longitudinal el movimiento de oscilación de las partículas del medio es paralelo a la dirección de propagación de la onda. También reciben el nombre de ondas de presión u ondas de compresión. En las ondas transversales sus oscilaciones ocurren perpendiculares a la dirección de propagación. Cuando una onda transversal se mueve en el plano eje horizontal positivo, sus oscilaciones van en dirección arriba y abajo con respecto al eje vertical del plano 51 Equipo Académico-Pedagógico. Área Ciencias Naturales y Educación Ambiental: Física. Colegios Arquidiocesanos de Cali. El frente de onda se define al lugar geométrico en que los puntos del medio son alcanzados en un mismo intervalo de tiempo, por una determinada onda. Cuando se propaga una onda en el espacio o sobre una superficie, los frentes de onda pueden representarse como superficies o líneas que se desplazan a lo largo del tiempo apartándose, en todas las direcciones, de la fuente sin palparse. El pulso de onda al moverse una partícula del medio perturba el medio que lo rodea y esta perturbación, al propagarse, origina un pulso, si ocurre en un solo instante. Pero si lo hace periódicamente lo que se propaga es un conjunto de pulsos uniformes a lo que se la llama tren de ondas Si el movimiento del tren de ondas es ondulatorio, se tiene que mientras una partícula baja y sube con un tiempo equivalente a un período, el punto de máximo desplazamiento o cresta de la onda recorre una distancia llamada longitud de onda que se simboliza con la letra lambda del alfabeto Griego "𝝀". La onda viaja a velocidad uniforme, entonces la velocidad de la onda se define como la razón entre la longitud de la onda y su período. 𝑽= 𝝀 𝑻 𝑽: Velocidad de propagación de la onda. 𝝀 : Longitud de onda. FASE EXPRESIVA: 52 Equipo Académico-Pedagógico. Área Ciencias Naturales y Educación Ambiental: Física. Colegios Arquidiocesanos de Cali. 𝑻: Período. Ahora si tengo el ánimo y mi instrumento de conocimiento claro sobre termodinámica para aplicarlos en el planteamiento y resolución de problemas. Mi deseo es de realizar ejercicios que me preparan para las pruebas de estado. A continuación se presentan una serie de razonamientos que con mi lógica: SELECCION0 LA OPCIÓN CORRESPONDIENTE. EJERCICIOS TIPO ICFES DE SELECCIÓN MÚLTIPLE. 1. Un flautista hace sonar su instrumento durante 5 segundos en una nota cuya frecuencia es de 55Hz. El número de longitudes de onda que emite la flauta en este intervalo de tiempo es: A. 275 B. 11 C. 66 D. 30 RESPONDA LAS PREGUNTAS 2 Y 3 DEACUERDO CON LA SIGUIENTE INFORMACIÓN Una persona deja caer periódicamente esferas sobre un punto de la superficie de una piscina. Después de 2 s observa que se han formado 20 frentes de onda y que la rapidez de avance de ellos es de 10 m/s. 2. 0,2 s después de haber arrojado la primera esfera la cantidad de frentes de onda que observa es: A. 0 B. 2 C. 10 D. 0,1 3. La longitud de onda de estas perturbaciones es igual a: A. 100 m. B. 20 m. C. 5 m. D. 1 m. RESPONDA LAS PREGUNTAS 4 A 6 DEACUERDO CON LA SIGUIENTE INFORMACIÓN En el extremo izquierdo de un tubo abierto, un pistón se mueve con movimiento armónico simple. El siguiente diagrama corresponde a cinco estados consecutivos del sistema en los tiempos indicados. En cada imagen la flecha señala la posición de la "cresta" de la onda generada y el punto representa la posición de una molécula de gas que en t = 0 segundos está en su posición de equilibrio. 53 Equipo Académico-Pedagógico. Área Ciencias Naturales y Educación Ambiental: Física. Colegios Arquidiocesanos de Cali. 4. La velocidad de la onda es: A. 0,1 m/s B. 0,25 m/s C. 1 cm/s D. 2,5 cm/s 5. Si T es el periodo de la onda, el intervalo de tiempo entre dos imágenes sucesivas de la gráfica corresponde a: A. B. C. D. T/2 T T/4 T/8 6. En la imagen que corresponde a t = 0,8 s las regiones que se encuentran a mínima y máxima presión son, respectivamente: A. B. C. D. 1y3 3y1 3y2 1y2 1. La luz necesita 1,28𝑠 para viajar desde la Luna a la Tierra. La distancia entre ellas es de:_______ 2. El Sol se encuentra a 1,5 𝑥 108 𝑘𝑚 de la Tierra. El tiempo que emplea la luz del Sol para llegar a la Tierra es: _________ 3. La frecuencia que tienen microondas cuya longitud de onda es 3,0 𝑐𝑚. Es: ______ 4. La distancia que recorre la luz en 14 𝑠𝑒𝑔. Es:_________ 5. Se genera en una cuerda una onda transversal cuya velocidad de propagación es 𝑚 de 2 , su longitud de onda es de 0,2 𝑐𝑚. La frecuencia de la onda es: _____ 𝑠 54 Equipo Académico-Pedagógico. Área Ciencias Naturales y Educación Ambiental: Física. Colegios Arquidiocesanos de Cali. GUÍA TALLER Nº 13. TIEMPO PREVISTO: La semana del ___ al __ de ______de 2011 (3 horas semanales). INSUMO: MOTIVACIÓN: El mundo físico de nuestro entorno, se comporta como un mundo dual, o es una partícula en movimiento que se desplaza, o es una onda encargada de transportar energía de un lugar a otro. El movimiento ondulatorio de las ondas tiene relación con la acústica, óptica, la electricidad y la mecánica cuántica, sometidas a las mismas reglas matemáticas y leyes físicas. Pues se habla de vibración u oscilación cuando solo se analiza el movimiento periódico de una partícula, pero de onda cuando la vibración se propaga en el espacio. Hay que tener presente que un móvil está en movimiento periódico cuando tiene la misma posición en tiempos iguales a los que se le denominan periodos. Los movimientos periódicos se clasifican en circulares, Movimientos armónicos simples, ondulatorios, vibratorios y periódicos propiamente dichos. Para cada experiencia señalo el tipo de movimiento periódico presente en ella. 1. _________________ 2. _______________ 3. _________________ 4. __________________ 5. _______________ 6. _________________ PROPÓSITO EXPRESIVO: Que yo interprete, argumente y proponga los conceptos de la formación de ondas y su propagación. 55 Equipo Académico-Pedagógico. Área Ciencias Naturales y Educación Ambiental: Física. Colegios Arquidiocesanos de Cali. INDICADORES DE DESEMPEÑO: Sigo instrucciones y utilizo diferentes procedimientos en el planteamiento y solución de problemas que hacen referencia con la termodinámica y los eventos ondulatorios. FASE COGNITIVA: Concepto sobre la superposición de ondas El fenómeno ondulatorio de la interferencia es el resultado de la superposición de dos o más ondas, resultando en la formación un nuevo patrón de ondas. En la acústica puede resultar también interesante el caso de la superposición de ondas senoidales desarrollados sobre ejes perpendiculares. En la mecánica ondulatoria Aunque el concepto más usual para interferencia se refiere a la superposición de dos o más ondas de frecuencia idéntica o similar. Matemáticamente, la onda resultante es la suma algebraica de las ondas incidentes, de tal forma que la función de onda en un punto es la suma de todas las funciones de onda en ese punto. El principio de superposición de ondas establece que la forma de onda resultante de la superposición de ondas se obtiene sumando algebraicamente cada una de las ondas senoidales que componen ese movimiento complejo. Esto es consecuencia de que la Ecuación de onda es lineal, y por tanto si existen dos o más soluciones, cualquier combinación lineal de ellas será también solución. Si superpongo ondas senoidales de igual frecuencia, aunque con distintas amplitudes y/o fases, obtendré otra onda senoidal con la misma frecuencia, pero con diferente amplitud y fase. Casualmente esas ondas pueden cancelarse, por ejemplo si tuvieran igual amplitud pero una diferencia de fase de 180º. 1. Los televisores emiten pulsos de luz a razón de 24 por segundo. Un extremo de una regla flexible se hace oscilar manteniendo el otro extremo fijo a una mesa. La regla se ilumina con la luz del televisor y se observa que siempre parece estar en la misma posición. Una posible frecuencia de oscilación del extremo de la regla en pulsos por 56 Equipo Académico-Pedagógico. Área Ciencias Naturales y Educación Ambiental: Física. Colegios Arquidiocesanos de Cali. segundo es: A. 12 B. 48 C. 6 D. 3 CONTESTE LAS PREGUNTAS 2 y 3 DE ACUERDO CON LA SIGUIENTE INFORMACIÓN Desde un helicóptero que vuela en línea recta a 100 m sobre el nivel del mar, se envían pulsos de ondas infrasónicas para medir la profundidad del océano. De esta forma se construyó la gráfica: “tiempo entre el envío y la recepción del pulso” contra “posición X del helicóptero” [t(s) vs x(m)] 2. De los siguientes enunciados: 1. La profundidad del mar aumenta entre posición x = 0 y Posición x = 200m 2. La profundidad del mar en Posición x = 100m es el doble que en posición x = 0 3. La máxima inclinación del suelo marino se encuentra entre posición x = 50m y posición x = 150m 4. la máxima profundidad se encuentra en posición x = 0 Son correctos: A. B. C. D. 1y4 2y4 2y3 1y3 3. Al realizar las mediciones, los técnicos del helicóptero registraban primero una señal débil y luego la señal proveniente del fondo del mar. De las siguientes explicaciones para este fenómeno 1. La señal débil es producto de la interferencia destructiva entre el pulso emitido y el pulso reflejado por el suelo marino. 2. La señal débil se debe al reflejo del sonido en la superficie del mar. 3. Esto se debe a la irregularidad del suelo marino. 4. El receptor capta una leve señal de las ondas que se alejan, pero con menor frecuencia debido al efecto Doppler. Son correctas A. 1 y 2 B. sólo 3 C. sólo 2 D. 2 y 4 4. Según la forma de la onda sonora. Al incrementar la intensidad, entonces la forma de la onda sonora es: 57 Equipo Académico-Pedagógico. Área Ciencias Naturales y Educación Ambiental: Física. Colegios Arquidiocesanos de Cali. A. B. C. D. 5. Cierto individuo argumenta con respecto a la forma de la onda mecánica. Que si la frecuencia de la onda aumenta, entonces su longitud de onda aumenta. Esta afirmación es: A. Falsa porque la forma de la onda no varía. Entonces tiene la misma longitud de onda. B. Falsa, porque si la frecuencia de la onda aumenta, la longitud de onda disminuye. C. Verdadera, porque la forma de la onda varía, lo que incrementa su longitud de onda. D. Verdadera, porque si la frecuencia aumenta la longitud de onda disminuye. 6. Si se incrementa la longitud de onda en la forma de la onda mecánica, se espera que: A. Su energía sea la misma, ya que la energía depende de la frecuencia de onda. B. Su energía no cambie, pues la energía es independiente de la longitud de onda. C. Tenga menor energía, porque la energía es inversamente proporcional a la longitud de onda. D. Tenga mayor energía, porque la energía es de proporción directa a la longitud de onda. 7. Entre las formas de las ondas sonoras tipo I y II teniendo que la distancia AB es la misma, se afirma que: O me A. B. C. D. 58 presentan la misma intensidad de energía. Tienen diferente velocidad de propagación. Están en desfase. Están en fase. Equipo Académico-Pedagógico. Área Ciencias Naturales y Educación Ambiental: Física. Colegios Arquidiocesanos de Cali. GUÍA TALLER Nº 14. TIEMPO PREVISTO: La semana del ___ al __ de ______de 2011 (3 horas semanales). INSUMO: MOTIVACIÓN: Experimentar y describir en texto. Realizo la experiencia y la relato en un texto procedimental; máximo de cinco reglones. Tengo 13 objetos aparentemente iguales en forma, tamaño, color, etc., pero me aseguran que uno de ellos pesa diferente a las otros 12, no me dicen si pesa más o menos. Con una balanza de dos platillos y en tan sólo tres (3) pesadas debo de localizar ese objeto. ¿Cómo lo haría? ______________________________________________________________________ ______________________________________________________________________ ______________________________________________________________________ ______________________________________________________________________ ____________________________________________________________________ PROPÓSITO EXPRESIVO: Que yo interprete, argumente y proponga los conceptos de los fenómenos ondulatorios. INDICADORES DE DESEMPEÑO: Produzco textos orales y escritos a partir de observaciones que me permiten resolver problemas referentes a la termodinámica y los eventos ondulatorios. FASE COGNITIVA: Concepto sobre los fenómenos ondulatorios. Una onda en su propagación puede presentar una serie de fenómenos ondulatorios como cuando se encuentra con obstáculos, cuando cambia de medio o cuando se encuentra con otras ondas de la misma naturaleza. Experimentan una serie de cambios, tanto en su velocidad, en su intensidad y dirección. La reflexión de las ondas manifiesta que el ángulo que forma el frente de onda incidente con la barrera es congruente con el ángulo formado entre el frente de onda reflejado y la barrera. 59 Equipo Académico-Pedagógico. Área Ciencias Naturales y Educación Ambiental: Física. Colegios Arquidiocesanos de Cali. La refracción de las ondas se fundamenta en el cambio de dirección que experimenta una onda en su trayectoria, cuando pasa de un medio a otro medio. Christian Huygens concluye que en un frente de onda, todo punto que hace parte de ese frente de onda se considera como una fuente de nuevas ondas que se propagan en todas las direcciones, con la misma velocidad de la onda propagada en ese frente de onda. La difracción, como fenómeno ondulatorio ocurre, cuando en la trayectoria de la onda, esta se encuentra con un obstáculo, doblando sobre él. Fenómeno explicado bajo el concepto de frente de onda según Christian Huygens. La interferencia se presenta como fenómeno ondulatorio, cuando en un punto del espacio llegan dos ondas de igual frecuencia y amplitud, propagándose a la misma velocidad, produciéndose una interferencia que puede ser Constructiva, cuando la diferencia de camino es un número entero de longitud de onda. Destructiva, cuando esa diferencia de camino es un número impar de media longitud de onda. FASE EXPRESIVA: Ahora si tengo el ánimo y mi instrumento de conocimiento claro sobre eventos ondulatorios. Mi deseo es de realizar ejercicios que me preparan para las pruebas de estado. A continuación se presentan una serie de razonamientos que con mi lógica: SELECCION0 LA OPCIÓN CORRESPONDIENTE. EJERCICIOS TIPO ICFES DE SELECCIÓN MÚLTIPLE. 1. Dos rayos de luz roja se refractan en dos materiales de índices de refracción n1 y n2, tales que n1> n2. El índice de refracción de un material se define como el cociente entre la velocidad de la luz en el vacío y la velocidad de la luz en ese material. 60 Equipo Académico-Pedagógico. Área Ciencias Naturales y Educación Ambiental: Física. Colegios Arquidiocesanos de Cali. Si 𝝀𝟏 , 𝒇𝟏 , 𝑽𝟏 y 𝝀𝟐 , 𝒇𝟐 , 𝑽𝟐 son las longitudes de onda, frecuencia y velocidades de los rayos refractados en los materiales 1 y 2 respectivamente, se puede afirmar que: 2. Dos espejos planos se colocan sobre una mesa formando un ángulo de 90o, como ilustra la figura. Un rayo luminoso incide sobre el espejo 1 formando el ángulo indicado de 30o. El ángulo “𝜽” que forma el rayo emergente con el espejo 2, vale: A. B. C. D. 15º 30º 45º 60º 3. Un haz monocromático incide sobre una lámina de caras paralelas formando un ángulo de 30º con la normal a la lámina. El espesor de la lámina es de 4 cm y el desplazamiento lateral cuando el haz emerge de la lámina es de 3 cm. De los siguientes valores ¿cuál corresponde al índice de refracción de la lámina, respecto al medio exterior? A. B. C. D. 5/6 3/10 1/2 1 4. Se tiene una lámina que a 45º refleja el 60% de la energía que incide sobre ella y transmite el restante 40%. Dos haces de luz, uno azul y otro rojo, provenientes de láser, se hacen incidir sobre la lámina como se muestra en la figura En los detectores 1 y 2 se observará respectivamente luz de color A. roja y azul B. azul y roja C. morada y morada D. blanca y blanca 61 Equipo Académico-Pedagógico. Área Ciencias Naturales y Educación Ambiental: Física. Colegios Arquidiocesanos de Cali. RESPONDA LAS PREGUNTAS 5 A 8 DE ACUERDO CON LA SIGUIENTE INFORMACIÓN Un lazo de longitud L y masa por unidad de longitud igual a "µ" se tensiona mediante bloques de masa m cada uno, como se muestra en las siguientes figuras. La masa del lazo es mucho menor que la masa de un bloque. 5. Las situaciones en las cuales el lazo está sujeto a iguales tensiones son: A. B. C. D. solamente 1 y 2 solamente 2 y 4 solamente 1, 2 y 4 1, 2, 3, 4 6. Se produce un pulso transversal en cada lazo. Respecto a las rapideces con que avanzan dichos pulsos es correcto afirmar que: A. B. C. D. en 1 es mayor que en 2 en 3 es mayor que en 4 en las cuatro son iguales la menor de todas es la de 2 7. En la situación 2 se genera en el lazo una onda estacionaria de tal forma que vibra en su modo fundamental como muestra la figura. 8. Si en la situación 1 la masa del lazo es casi igual a la del bloque, de las siguientes afirmaciones. a. la tensión del lazo crece de abajo hacia arriba b. los pulsos viajan por la cuerda con rapidez variable c. el tiempo que tarda un pulso en recorrer la cuerda hacia arriba es igual que al recorrerla hacia abajo Son ciertas A. sólo la a B. sólo la b y la c 62 C. sólo la c D. la a, la b y la c Equipo Académico-Pedagógico. Área Ciencias Naturales y Educación Ambiental: Física. Colegios Arquidiocesanos de Cali. GUÍA TALLER Nº 15. TIEMPO PREVISTO: La semana del ___ al __ de ______de 2011 (3 horas semanales). INSUMO: MOTIVACIÓN: Experimentar con limitación de tiempo. Registro el tiempo que tarde en dar mi respuesta: _____________ PROPÓSITO EXPRESIVO: Que yo interprete, argumente y proponga los conceptos de los fenómenos ondulatorios con respecto a ondas estacionarias y tubos sonoros. INDICADORES DE DESEMPEÑO: Analizo y argumento datos, tablas y gráficos como resultado de la interpretación de situaciones y establecimiento de condiciones sobre la termodinámica y los eventos ondulatorios. FASE COGNITIVA: Concepto sobre los fenómenos ondulatorios relacionados con ondas estacionarias y tubos sonoros. Cuando el medio de propagación del movimiento ondulatorio es limitado, es decir, finito, la onda se refleja y se forma entonces una superposición de la onda incidente con la reflejada dando lugar a la formación de un onda estacionaria. 63 Equipo Académico-Pedagógico. Área Ciencias Naturales y Educación Ambiental: Física. Colegios Arquidiocesanos de Cali. La energía no fluye debido a la existencia de puntos fijos que se dan, llamados Nodos, solo entre nodo y nodo la energía que se presenta es una energía mecánica descrita como energía cinética y energía potencial gravitacional. Entre nodo y nodo hay media longitud de onda; además en los extremos de la onda estacionaria siempre habrá nodos. Cada limitación que se limita por nodo a nodo recibe el nombre de Huso que tiene media longitud de onda en su extensión horizontal. Los puntos de máxima amplitud se denominan Vientres o antinodos; entre vientre a vientre hay media longitud de onda. La cuerda vibrante que corresponde a una cuerda fija por ambos extremos y un dispositivo externo que la hace vibrar se presenta un tren de ondas que se refleja en los extremos produciendo ondas estacionarias sobre la cuerda, con dos nodos obligados en los extremos y un sin número de husos, separados por nodos. La frecuencia en una cuerda atada en los extremos esta dada por la ecuación: 𝒇= 𝒏 𝑻 × 𝟐𝒍 µ 𝒇: Frecuencia de la onda; 𝒏: Es el número de husos; 𝒍: Longitud de la cuerda 𝑻: Tensión de la cuerda; µ: Densidad lineal de la cuerda. Interpreto, argumento y propongo la solución de problemas de ondas estacionarias. 1. Se tiene una cuerda de 30 𝑘𝑔 de masa tensionada a 180𝑛𝑡, como lo muestra la figura. Puedo afirmar que la frecuencia de la onda que se presenta en la cuerda es de: _____ Reemplazo en la ecuación: 𝒇 = 64 𝒏 𝟐𝒍 × 𝑻 µ Se tiene: Equipo Académico-Pedagógico. Área Ciencias Naturales y Educación Ambiental: Física. Colegios Arquidiocesanos de Cali. 𝑓= 1 × 2 × 1,5𝑚 180𝑛𝑡 = 1𝑧 30𝑘𝑔 1,5𝑚 Solución: La frecuencia es de 𝟏𝒉𝒛 2. Si es la misma cuerda con la misma tensión para la figura 2 la frecuencia de la onda presente en la cuerda es: ______ 3. De la figura 1 y 2 puedo afirmar que la longitud de onda de cada una de las ondas que interactúan en la cuerda es de: _________ 4. De la figura 3, se dice que su frecuencia es de 10hz, entonces propongo que su velocidad en cm/s es de: ________ En los tubos sonoros se producen ondas estacionarias longitudinales por la corriente de aire dentro del tubo. Los tubos sonoros presentes en la naturaleza son de extremos abiertos o cerrados. En los tubos de extremos abiertos, sus ondas estacionarias en los extremos terminan representadas en vientres y todas las frecuencias posibles son todos los múltiplos enteros de la frecuencia fundamental. Las relaciones de sus magnitudes se representan con las ecuaciones: 𝒍=𝒏× 𝝀 𝟐 y 𝒇= 𝒏×𝑽 𝟐𝒍 En los tubos de extremos cerrados como impide el movimiento de las moléculas, por tanto será un nodo de desplazamiento semejante al extremo fijo de una cuerda. Las relaciones de sus magnitudes se representan con las ecuaciones: 𝒍 = (𝟐𝒏 + 𝟏) × 𝝀 𝟒 Tubo de extremos abiertos 65 y 𝒇= (𝟐𝒏 + 𝟏) × 𝑽 𝟒𝒍 Tubo de extremo cerrado. Equipo Académico-Pedagógico. Área Ciencias Naturales y Educación Ambiental: Física. Colegios Arquidiocesanos de Cali. FASE EXPRESIVA: Ahora si tengo el ánimo y mi instrumento de conocimiento claro sobre eventos ondulatorios. Mi deseo es de realizar ejercicios que me preparan para las pruebas de estado. A continuación se presentan una serie de razonamientos que con mi lógica: SELECCION0 LA OPCIÓN CORRESPONDIENTE. EJERCICIOS TIPO ICFES DE SELECCIÓN MÚLTIPLE. RESPONDA LAS PREGUNTAS 1 A 3 DE ACUERDOCON LA SIGUIENTE INFORMACIÓN En la figura se muestran gráficamente el primer armónico que se produce en un tubo abierto y uno cerrado de la misma longitud “𝒍” . La región sombreada representa la mayor densidad de moléculas de aire. 1. En esta situación, la longitud del tubo abierto en términos de su correspondiente longitud de onda es: 2. Si fa y fc son, respectivamente, las frecuencias de los primeros armónicos del tubo abierto y del cerrado, entonces: A. fa = fc C. fa = 2fc B. 2fa = fc D. fa = fc /4 3. Al aumentar la longitud de los tubos de la situación anterior en la misma proporción, se cumple que: A. la frecuencia del tubo abierto disminuye mientras la del cerrado aumenta B. la frecuencia del tubo abierto aumenta mientras la del cerrado disminuye C. las frecuencias de los dos tubos aumentan D. las frecuencias de los dos tubos disminuyen 4. Una cuerda de longitud l, densidad lineal “µ” y tensionada por una fuerza F, presenta la onda estacionaria mostrada en la figura, al ponerla a oscilar con frecuencia f. Si se toma otra cuerda de igual longitud l, tensionada por una fuerza igual F, igualmente sujeta por sus extremos pero de densidad lineal 4µ , y se la pone a oscilar con la misma frecuencia f, el patrón de ondas estacionarias que se observa es el mostrado en la figura: 66 Equipo Académico-Pedagógico. Área Ciencias Naturales y Educación Ambiental: Física. Colegios Arquidiocesanos de Cali. GUÍA TALLER Nº 16. TIEMPO PREVISTO: La semana del ___ al __ de ______de 2011 (3 horas semanales). INSUMO: PROPÓSITO EXPRESIVO: Que yo interprete, argumente y proponga lo relacionado con los conceptos de la termodinámica y los de eventos ondulatorios. INDICADORES DE DESEMPEÑO: Produzco textos orales y escritos a partir de observaciones que me permiten resolver problemas referentes a la termodinámica y los eventos ondulatorios. FASE EXPRESIVA: EJERCICIOS TIPO ICFES DE SELECCIÓN MÚLTIPLE. RESPONDA LAS PREGUNTAS 1 y 2 DE ACUERDO CON LA SIGUIENTE INFORMACIÓN Hay un anti-estresante como la forma de la figura adjunta, con una gota de mercurio dentro de un tubo delgado permaneciendo en el centro de este, con el cual se afirma que un gas que se encuentra en cada lado de la gota de mercurio tiene el mismo volumen y es el mismo gas. 1. Un persona con las manos calientes toca la base del lado izquierdo de la figura, correcto afirmar que la gota de mercurio. A. Se dilata aumentando su volumen B. Se corre hacia la izquierda C. Se corre hacia la derecha. D. No se mueve del lugar de equilibrio 2. El gráfico que representa la diferencia de presiones de los dos extremos de la gota de mercurio en función del tiempo es: A. Volume n Tiempo D Volume n C. Volume n B. Volume n Tiempo Tiempo Tiempo RESPONDA LAS PREGUNTAS 3 a 5 DE ACUERDO CON LA SIGUIENTE INFORMACIÓN 67 Equipo Académico-Pedagógico. Área Ciencias Naturales y Educación Ambiental: Física. Colegios Arquidiocesanos de Cali. Dentro del cilindro con un embolo como se observa en la figura anexa, hay cierto gas. Las paredes del cilindro son adiabáticas. 3. Cuando se realiza una compresión a presión constante es correcto afirmar que: A. Se efectúa trabajo sobre el sistema. B. No se realiza trabajo C. El sistema realiza trabajo sobre el exterior D. Se ejecuta trabajo sobre el sistema y sobre el exterior. 4. La gráfica que representa mejor el proceso descrito entre presión y volumen es: A. B. Presión V1 Presión V2 Volume n V1 V2 Volume n D. C. Presión Presión V 1 V2 Volume Volume n n 5. Como consecuencia de la compresión se afirma que la energía interna del sistema: A. Varia la temperatura B. No varía y no cambia la temperatura C. La temperatura aumenta D. La temperatura disminuye V1 V2 6. Un gas se expande 2𝑚3 a la presión constante de 100 gas es: A. 200𝐽 B. 100𝐽 C. 50𝐽 D. 150𝐽 68 Equipo Académico-Pedagógico. Área Ciencias Naturales y Educación Ambiental: Física. Colegios Arquidiocesanos de Cali. 𝑛𝑡 𝑚2 ; El trabajo que realiza el 7. Un péndulo simple tiene sobre la tierra, en donde la aceleración de la gravedad es 𝑔, un período 𝑇. Si la masa del péndulo es 4 veces mayor que la anterior, el período del péndulo es: 𝑇 A. 2 B. 𝑇 4 C. 𝑇 D. 4𝑇 RESPONDA LAS PREGUNTAS 8 y 9 DE ACUERDO CON LA SIGUIENTE INFORMACIÓN Un insecto parado sobre un charco de agua se rasca las patas y genera una serie de ondas como se muestra en la figura anexa. Un joven parado en el extremo derecho del charco observa el insecto. 8. Se encuentra que cada 20 𝑠𝑒𝑔. llegan tres crestas al borde y éstas están 20 𝑐𝑚 . La velocidad de propagación de las ondas es: A. O,5cm/s C. 4cm/s B. 2cm/s D. 5cm/s 9. El insecto comienza a moverse hacia la izquierda entonces el joven observa que: A. La frecuencia de la cresta aumenta. B. La frecuencia de la cresta disminuye. C. La amplitud de las crestas aumenta D. La amplitud de las crestas disminuye. 10. En un péndulo, si el peso realiza pequeñas oscilaciones, es porque describe un movimiento: A. Circular uniforme C. Uniforme. B. Uniforme acelerado. D. Armónico simple. 11. Una onda sonora es una oscilación en la presión del medio, por lo que la velocidad del sonido en el aire, depende de: A. De la composición química del aire. B. La densidad del medio. C. La intensidad sonora. D. La acidez del medio RESPONDA LAS PREGUNTAS 12 y 13 DE ACUERDO CON LA SIGUIENTE INFORMACIÓN 69 Equipo Académico-Pedagógico. Área Ciencias Naturales y Educación Ambiental: Física. Colegios Arquidiocesanos de Cali. Un insecto está parado en la superficie del agua de un charco comienza a desplazarse en forma lineal. El movimiento de sus patas produce una onda en cada paso siendo armónica simple. La velocidad del insecto es mayor que la de la onda mecánica que se desplaza en el agua. 12. El gráfico más próximo a la realidad, entre el desplazamiento del insecto y el de la onda mecánica es: 13. Si detrás del insecto hay un papel. Con respecto a la frecuencia del movimiento del papel sobre la superficie del agua, a medida que transcurre el tiempo, se afirma que: A. Disminuye, porque las ondas desplazan al papel alejándolo del insecto. B. Disminuye porque la distancia entre el papel y el insecto va aumentando. C. Aumenta porque la distancia entre el papel y el insecto va aumentando. D. Aumentan porque las ondas desplazan al papel alejándolo del insecto. 14. Una cuerda fija en sus extremos, como lo muestra la figura 1, vibra con dos husos y con una frecuencia de 200𝑧. Si se quiere tener tres husos sin modificar la longitud de la cuerda, se afirma que la nueva frecuencia es: A. 250𝑧. B. 300𝑧 C. 350𝑧. D. 400𝑧 RESPONDA LAS PREGUNTAS 11 a 12 DE ACUERDO CON LA SIGUIENTE INFORMACIÓN Una lamina metálica de 0,2 𝑚 de longitud, presenta un extremo fijo y otro libre que vibra trasversamente con una frecuencia de 200𝑧 como se observa en la gráfica 2. 15. Se afirma que la longitud de onda dentro de la lamina es de: A. 1,5𝑚 B. 1,2𝑚 C. 1𝑚 D. 0,8𝑚 16. La velocidad, en 𝑚/𝑠, de la onda trasversal en esa lamina es: A. 100𝑚/𝑠 C. 160𝑚/𝑠 B. 120𝑚/𝑠 D. 200𝑚/𝑠 17. La longitud de onda de las ondas produce esta lamina es: A. 1,7𝑚 C. 2,5𝑚 B. 2𝑚 D. 3,5𝑚 70 Equipo Académico-Pedagógico. Área Ciencias Naturales y Educación Ambiental: Física. Colegios Arquidiocesanos de Cali. GUÍA TALLER Nº 17. TIEMPO PREVISTO: La semana del ___ al __ de ______de 2011 (3 horas semanales). INSUMO: MOTIVACIÓN: ENCUENTRA EL INTERRUPTOR Estamos en una casa de dos pisos. En el piso de abajo hay tres interruptores y en el piso de arriba hay una única bombilla. Debemos descubrir cuál de los tres interruptores es el que enciende esa bombilla teniendo en cuenta que sólo podemos subir una única vez al piso de arriba a comprobar si la bombilla está encendida. No podemos salir de la casa, no vemos reflejos, etc., solamente si subimos podemos comprobar si la bombilla está encendida o no. Expreso textualmente como lo haría. ______________________________________________________________________ ______________________________________________________________________ ______________________________________________________________________ ______________________________________________________________________ ______________________________________________________________________ ______________________________________________________________________ ______________________________________________________________________ ______________________________________________________________________ ____________________________________________________________________ PROPÓSITO EXPRESIVO: Que yo interprete, argumente y proponga lo relacionado con la electrostática. INDICADORES DE DESEMPEÑO: Sigo instrucciones y utilizo diferentes procedimientos en el planteamiento y solución de problemas que hacen referencia a energía, trabajo, electromagnetismo, ondas y óptica. . 71 Equipo Académico-Pedagógico. Área Ciencias Naturales y Educación Ambiental: Física. Colegios Arquidiocesanos de Cali. FASE COGNITIVA: Concepto sobre la electrostática CLARIDAD COGNITIVA DEL INSUMO Cada una de las partes en la que se considera está dividida la física. Estudia los fenómenos físicos en los cuales intervienen cargas eléctricas en reposo y en movimiento, así como los relativos a los campos magnéticos y a sus efectos sobre diversas sustancias sólidas, líquidas y gaseosas. RAMAS DE LA FÍSICA ELECTROMAGNETISMO El calor, el trabajo y la temperatura. TERMODINÁMICA Según el campo de estudio ELECTRICIDAD ELECTROSTÁTICA Estudia las leyes que rigen los fenómenos eléctricos. Estudia los fenómenos eléctricos producidos por distribuciones de cargas estáticas, esto es, el campo electrostático de un cuerpo cargado. ELECTRODINÁMICA Estudia la evolución temporal en sistemas donde interactúan campos eléctricos y magnéticos con cargas en movimiento. FASE EXPRESIVA: Ahora si tengo el ánimo y mi instrumento de conocimiento claro sobre electromagnetismo para aplicarlos planteamiento y resolución de problemas. en el Mi deseo es de realizar ejercicios que me preparan para las pruebas de estado. A continuación se presentan una serie de razonamientos que con mi lógica: SELECCION0 LA OPCIÓN CORRESPONDIENTE. EJERCICIOS TIPO ICFES DE SELECCIÓN MÚLTIPLE. 1. Se colocaron cargas iguales en las esquinas de un triángulo equilátero siguiendo el orden esquematizado en las figuras: Inicialmente las cargas estaban muy lejos unas de otras. El trabajo que se hizo para formarlas en triángulo es igual a k = constante de la ley de Coulomb 72 Equipo Académico-Pedagógico. Área Ciencias Naturales y Educación Ambiental: Física. Colegios Arquidiocesanos de Cali. 2. Dos cargas q y -q se encuentran dispuestas en la forma indicada en la figura Si 𝐸1 y 𝐸2 son los campos eléctricos generados respectivamente por q y - q en el punto P, el diagrama que los representa es: RESPONDA LAS PREGUNTAS 3 A 5 DE ACUERDO CON LA SIGUIENTE SITUACIÓN Un cilindro conductor de longitud L, se introduce en un campo eléctrico constante paralelo al eje del cilindro y de magnitud Eo 3. El dibujo que esquematiza la distribución final de carga en el cilindro es: 4. En estas condiciones el campo eléctrico en las cercanías del cilindro será el resultante de la superposición del campo inicial Eo más el de la carga de polarización del cilindro. Además por ser metálico el campo dentro del cilindro vale 73 Equipo Académico-Pedagógico. Área Ciencias Naturales y Educación Ambiental: Física. Colegios Arquidiocesanos de Cali. cero. De las siguientes gráficas la que más adecuadamente corresponde al campo neto en las cercanías del cilindro, es: 5. La diferencia de potencial entre los extremos de la barra, puntos A y B es: (A es el área transversal del cilindro) CONTESTE LAS PREGUNTAS 6 A 26 DE ACUERDO CON LA SIGUIENTE INFORMACIÓN Utilizando dos láminas metálicas cargadas se genera un campo eléctrico constante en la región limitada por las placas. Una persona camina dentro de la región con campo llevando una pequeña esfera cargada eléctricamente con -0,1C. 6. Que la diferencia de potencial entre las placas sea 100 voltios, significa que: A. en cualquier punto entre las placas la energía eléctrica de 1C es 1 Joule B. la energía necesaria para llevar 1C de una placa a la otra es 100J C. la energía asociada a 1C es 100 voltios D. la energía necesaria para llevar 100C de una placa a la otra es 1J 7. Para hacer trabajo contra la fuerza eléctrica la persona debe caminar en la dirección: A. N C. E B. S D. O 8. El trabajo en contra de la fuerza debido al campo eléctrico, para llevar la esfera cargada desde el punto A hasta el punto B, es: A. 50J, positivo porque la energía eléctrica de la esfera aumenta cuando se mueve de A a B B. -50J, negativo porque la energía eléctrica de la esfera disminuye cuando se mueve de A a B C. 10J, positivo porque la energía eléctrica de la esfera aumenta cuando se mueve de A a B D. -10J, negativo porque la energía eléctrica de la esfera disminuye cuando se mueve de A a B 74 Equipo Académico-Pedagógico. Área Ciencias Naturales y Educación Ambiental: Física. Colegios Arquidiocesanos de Cali. GUÍA TALLER Nº 18. TIEMPO PREVISTO: La semana del ___ al __ de ______de 2011 (3 horas semanales). INSUMO: MOTIVACIÓN: CON LOS RELOJES DE ARENA HAY QUE MEDIR 11 MINUTOS 8 MINUTOS 5 MINUTOS Solamente dispones de dos relojes de arena, cuyas capacidades son de 8 minutos y de 5 minutos. ¿Podrás sólo con ellos medir un intervalo de 11 minutos? Expreso textualmente como lo haría. ______________________________________________________________________ ______________________________________________________________________ ______________________________________________________________________ ______________________________________________________________________ ______________________________________________________________________ ______________________________________________________________________ ______________________________________________________________________ ______________________________________________________________________ ______________________________________________________________________ ______________________________________________________________________ ____________________________________________________________________ PROPÓSITO EXPRESIVO: Que yo interprete, argumente y proponga lo relacionado con la electrostática. INDICADORES DE DESEMPEÑO: Desarrollo del pensamiento a través de la aplicación de operadores intelectuales de las proposiciones complejas, conceptos y precategorías presente en textos sobre energía, trabajo, electromagnetismo, ondas y óptica. -De igual manera potenciar los operadores del M.L.O . 75 Equipo Académico-Pedagógico. Área Ciencias Naturales y Educación Ambiental: Física. Colegios Arquidiocesanos de Cali. FASE COGNITIVA: Concepto sobre la electrostática CLARIDAD COGNITIVA DEL INSUMO Con el pensamiento de conocimiento sobre la electrostática, construya un mentefacto. Según el campo de estudio, el electromagnetismo, que estudia los fenómenos físicos en los cuales intervienen cargas eléctricas en reposo y en movimiento, así como los relativos a los campos magnéticos y a sus efectos sobre diversas sustancias sólidas, líquidas y gaseosas, se clasifica en: Electricidad: estudia las leyes que rigen los fenómenos eléctricos. Electrostática: estudia los fenómenos eléctricos producidos por distribuciones de cargas estáticas, esto es, el campo electrostático de un cuerpo cargado. Electrodinámica: estudia la evolución temporal en sistemas donde interactúan campos eléctricos y magnéticos con cargas en movimiento. FASE EXPRESIVA: Ahora si tengo el ánimo y mi instrumento de conocimiento claro sobre electromagnetismo para aplicarlos en el planteamiento y resolución de problemas. Mi deseo es de realizar ejercicios que me preparan para las pruebas de estado. A continuación se presentan una serie de razonamientos que con mi lógica: SELECCION0 LA OPCIÓN CORRESPONDIENTE. EJERCICIOS TIPO ICFES DE SELECCIÓN MÚLTIPLE. 1. Dos esferas (1 y 2) con cargas iguales se encuentran sobre una superficie lisa no conductora y están atadas a un hilo no conductor. La esfera 1 está fija a la superficie. Al cortar el hilo, la gráfica de aceleración contra x de la esfera 2 es 76 Equipo Académico-Pedagógico. Área Ciencias Naturales y Educación Ambiental: Física. Colegios Arquidiocesanos de Cali. 2. Tres bloques de metal están en contacto sobre una mesa de madera. Otros dos bloques metálicos cargados positivamente se colocan cerca de los anteriores como muestra la figura. Luego se separan lentamente los 3 bloques centrales mediante una varilla aislante y finalmente se retiran los dos bloques cargados positivamente. La gráfica que ilustra las cargas que quedan en los bloques es: RESPONDA LAS PREGUNTAS 3 Y 4 DE ACUERDO CON LA SIGUIENTE INFORMACIÓN La figura muestra dos partículas cargadas (1 y 2) en donde la partícula 1 está fija. 3. En estas condiciones es cierto que: A. la fuerza electrostática sobre 2 vale cero, porque la carga neta es cero. B. para mantener a 2 en reposo se debe ejercer sobre ella una fuerza de valor 𝐾×𝑄 2 𝑑2 en la dirección positiva del eje x. C. la distancia d puede variar sin que se modifique la fuerza eléctrica de q sobre –q. D. es posible mantener a 2 en reposo ejerciendo sobre ella una fuerza mayor en magnitud a 𝐾×𝑄 2 𝑑2 , formando un ángulo apropiado con el eje x. 4. Si sobre la partícula 2 se ejerce una fuerza 𝐹 paralela al eje X tal que la distancia entre 1 y 2 aumenta linealmente con el tiempo, es cierto que: 77 Equipo Académico-Pedagógico. Área Ciencias Naturales y Educación Ambiental: Física. Colegios Arquidiocesanos de Cali. A. la fuerza neta sobre 2 es cero en todo instante. B. como la interacción eléctrica disminuye, el valor de 𝐹 aumenta C. el movimiento de 2 es uniformemente acelerado debido a la interacción eléctrica con la partícula 1 D. el valor de 𝐹 permanece constante RESPONDA LAS PREGUNTAS 31 A 34 DE ACUERDO CON LA SIGUIENTE INFORMACIÓN Una partícula de carga +q se desplaza con velocidad 𝑉 y penetra en una región de ancho L donde existe un campo eléctrico constante 𝐸 paralelo al eje 𝑋, como muestra la figura (1). 5. La componente de la velocidad de la partícula en el eje 𝑌 , mientras atraviesa la región con campo eléctrico A. aumenta linealmente con el tiempo B. disminuye linealmente con el tiempo C. varía proporcionalmente al cuadro del tiempo D. Permanece constante y es igual a 𝑉 6. La trayectoria seguida por la partícula en la región del campo eléctrico, es la mostrada en: 7. El tiempo que tarda la partícula en atravesar la región con campo eléctrico es su aceleración horizontal vale 𝑞𝐸 𝑚 𝐿 𝑉 y . El punto en donde la partícula abandona el 𝐿 campo eléctrico tiene como ordenada 𝑦 = − abscisa "𝑥" igual a: 2 8. Una vez la carga abandona la región del campo eléctrico, su velocidad en el marco de referencia de la figura (1), está mejor representada por el vector mostrado en: 78 Equipo Académico-Pedagógico. Área Ciencias Naturales y Educación Ambiental: Física. Colegios Arquidiocesanos de Cali. GUÍA TALLER Nº 19. TIEMPO PREVISTO: La semana del ___ al __ de ______de 2011 (3 horas semanales). INSUMO: MOTIVACIÓN: El huevo y la tortilla Cualquier persona con habilidades culinarias medias puede tomar unos cuantos huevos y elaborar con ellos una tortilla. Lo contrario, claro está, es más difícil. ¿Cuánto costaría hacer un dispositivo que recibiera tortillas de huevos como entradas y produjera a la salida huevos enteros? Aun contando con un presupuesto ilimitado, los más brillantes ingenieros probablemente no lo conseguirían. ¿Y tú?, ¿Eres capaz de encontrar una solución a este problema? Menciónala: ____________________________________________________________ ______________________________________________________________________ ______________________________________________________________________ ______________________________________________________________________ ______________________________________________________________________ PROPÓSITO EXPRESIVO: Que yo interprete, argumente y proponga lo relacionado con la electricidad y los circuitos eléctricos. INDICADORES DE DESEMPEÑO: Analizo y argumento datos, tablas y gráficos como resultado de la interpretación de situaciones y establecimiento de condiciones sobre energía, trabajo, ondas y óptica. . FASE COGNITIVA: Concepto sobre la electrostática CLARIDAD COGNITIVA DEL INSUMO A un conductor, sus extremos se conectan a dos puntos distintos de un campo eléctrico, permiten que las fuerzas del campo actúen sobre los electrones libres y puedan 79 Equipo Académico-Pedagógico. Área Ciencias Naturales y Educación Ambiental: Física. Colegios Arquidiocesanos de Cali. moverse del punto de mayor potencial al punto de menor potencial. Este movimiento de los electrones a lo largo del conductor recibe el nombre de corriente eléctrica. 𝑸 𝑰= La intensidad de la corriente eléctrica (I) corresponde a la cantidad de 𝒕 carga que atraviesa un conductor en la unidad de tiempo. La unidad de 1 𝑐𝑜𝑢𝑙𝑜𝑚𝑏𝑖𝑜 medida en el S.I. es en Amperios que es: 1 𝑎𝑚𝑝𝑒𝑟𝑖𝑜 = 1 𝑠𝑒𝑔𝑢𝑛𝑑𝑜 𝑰: Intensidad de corriente eléctrica; 𝑸: carga que atraviesa una sección; 𝒕: Tiempo Se denomina resistencia de un conductor, a la oposición que 𝒍 𝑹=𝝆× encuentran los electrones para moverse libremente dentro del 𝑨 conductor, depende de la naturaleza del conductor, de su longitud y de su sección. 𝑹 : Resistencia de un conductor; 𝝆: es una constante de cada material llamada 1 resistividad; su inverso corresponde a su conductividad ( 𝝆 ); 𝒍: longitud del conductor; 𝑨: Sección o área del conductor. En el S.I. la resistencia de un conductor se mide en ohmios, ( Ω) y se describe como: La relación de resistencia ( 𝑹 ), potencial eléctrico ( 𝑽) e intensidad 𝑽=𝑹×𝑰 que se mide en voltios ( 𝑰 ) se conoce como Ley de Ohm. Se expresa: La fuerza electromotriz (f.e.m.): La energía que requiere las cargas eléctricas para desplazarse a través de todo el circuito, manteniendo una diferencia en los extremos de la resistencia, está dada por la razón entre energía ejecutada por unidad de carga. Circuitos Eléctricos Son caminos cerrados, constituidos por conductores, por los cuales pueden viajar las cargas eléctricas. Los componentes de un circuito se llaman resistencias y se simbolizan con la letra R. Para decir que existe un circuito eléctrico cualquiera, es necesario disponer siempre de tres componentes o elementos fundamentales: Una fuente de fuerza electromotriz (fem), que suministre la energía eléctrica necesaria en voltios, por ejemplo una pila o batería. El flujo de una intensidad de corriente de electrones que lo puede proporcionar el cableado. Existencia de una resistencia o carga conectada al circuito, que consuma la energía que proporciona la fuente de fuerza electromotriz y la transforme en energía útil, como puede ser, encender una lámpara, proporcionar frío o calor, poner en movimiento un motor, amplificar sonidos por un altavoz, reproducir imágenes en una pantalla, etc Según su configuración los circuitos electrónicos se clasifican en circuitos en serie y paralelos. Cada uno tiene unas características específicas en voltaje, resistencia y corriente. Circuito en Serie Es aquel que solo constituye un solo camino para la corriente, donde la resistencia equivalente es la suma de la resistencias de cada uno de los elementos. R eq = R1 + R 2 + R 3 + … En todos los puntos del circuito en serie la corriente es constante por lo tanto la diferencia potencial o voltaje total será la suma de éstos en cada punto del circuito. ε = V1 + V2 + V3 + … 80 Equipo Académico-Pedagógico. Área Ciencias Naturales y Educación Ambiental: Física. Colegios Arquidiocesanos de Cali. Los circuitos eléctricos en serie son aplicaciones muy concretas. Nunca se debe ocurrir el conectar las bombillas de nuestra casa en serie, ya que esto supondría un caos a cualquiera de ellas, se fundiría simplemente si se apaga una de ellas. Los circuitos en serie se utilizan en las luces brillantes del árbol de navidad, en la iluminación de las autopistas etc. En conclusión, en el caso de una conexión en serie de resistencias, se observan las siguientes características: La intensidad de la corriente es la misma en todas las partes del circuito. La diferencia de potencial aplicada es igual a la suma de las diferencias de potencial entre los extremos de cada una de las resistencias. La resistencia total o equivalente es igual a la suma de las resistencias asociadas. Ejemplo: Cuatro resistencias de 2 Ω, 5 Ω, 6 Ω y 7 Ω se conectan en serie a una batería que proporciona una diferencia de potencial de 60 V. Calcular la intensidad de la corriente que circula por cada resistencia y la diferencia de potencial en cada una de ellas. Solución: La figura muestra las resistencias conectadas en serie. La resistencia equivalente es: Req = R1 + R2 + R3 + R4 entonces: Req = 2 Ω + 5 Ω + 6 Ω + 7 Ω = 20 Ω 𝑉 60 𝑉 Y la corriente que circula por todas las resistencias es 𝐼 = 𝑅 = 20 𝛺 = 3 𝐴 𝑒𝑞 Así la caída de potencial en cada resistencia será: 𝑉1 = 𝐼 × 𝑅1 = (3 𝑎𝑚𝑝) × (2 𝛺) = 6 𝑉 𝑉2 = 𝐼 × 𝑅2 = (3 𝑎𝑚𝑝) × (5 𝛺) = 15 𝑉 𝑉3 = 𝐼 × 𝑅3 = (3 𝑎𝑚𝑝) × (6 𝛺) = 18 𝑉 𝑉4 = 𝐼 × 𝑅4 = (3 𝑎𝑚𝑝) × (7 𝛺) = 21 𝑉 Se observa que la suma de los voltajes de cada resistencia es igual al voltaje total. Circuito Paralelo En que la corriente encuentra caminos diferentes, donde la corriente que pasa a través de cada una de las resistencias es constante e inversamente proporcional a las resistencias. Por la tanto la corriente I se dividirá: I1 es la corriente que atraviesa a R1, I2 es la corriente que pasa por R2, y así 1 1 1 1 sucesivamente, de tal forma que: R = R + R + R + … lo que: I = I1 + I2 + … eq 1 2 3 Las propiedades de un circuito en paralelo son: La intensidad de la corriente total es igual a la suma de las intensidades de las corrientes parciales. La diferencia de potencial en cada una de las resistencias es igual a la diferencia de potencial aplicada. El inverso de la resistencia equivalente es igual a la suma de los inversos de las resistencias asociadas. Ejemplo: Tres resistencias se conectan en paralelo a una fuente de 57 V. Calcular: a) La resistencia equivalente. b) La corriente total. 81 Equipo Académico-Pedagógico. Área Ciencias Naturales y Educación Ambiental: Física. Colegios Arquidiocesanos de Cali. c) La corriente que circula por cada resistencia. Solución: 1 1 1 1 1 a) Resistencia equivalente. 𝑅 = 𝑅 + 𝑅 + 𝑅 Entonces: 𝑅 = Luego 𝑅𝑒𝑞 = 3 Ω 1 𝑒𝑞 1 2 3 𝑒𝑞 1 6 + Ω 1 9 + Ω 1 18 1 =3 Ω Ω =3 Ω b) Corriente total: 𝐼𝑇 = 𝜀 𝑅𝑒𝑞 = 57 𝑉 3 Ω = 19 𝑎𝑚𝑝 c) Corriente que circula por cada resistencia. 𝐼1 = 𝑉 𝑅1 = 57 𝑉 6 Ω = 9,5 𝑎𝑚𝑝 𝐼2 = 𝑉 𝑅2 = 57 𝑉 9 Ω = 6,33 𝑎𝑚𝑝 𝐼3 = Se observa que: 𝐼𝑇 = 9,5 𝐴 + 6,33 𝐴 + 3,16 𝐴 = 19 𝐴 𝑉 𝑅3 = 57 𝑉 18 Ω = 3,16 𝑎𝑚𝑝 FASE EXPRESIVA: Ahora si tengo el ánimo y mi instrumento de conocimiento claro sobre electromagnetismo para aplicarlos planteamiento y resolución de problemas. en el Mi deseo es de realizar ejercicios que me preparan para las pruebas de estado. A continuación se presentan una serie de razonamientos que con mi lógica: SELECCION0 LA OPCIÓN CORRESPONDIENTE. EJERCICIOS TIPO ICFES DE SELECCIÓN MÚLTIPLE. CONTESTE LAS PREGUNTAS 1 Y 2 DE ACUERDO CON LA SIGUIENTE INFORMACIÓN En el circuito que se muestra en el dibujo, el agua es pura y el bombillo no alumbra La diferencia de potencial de la batería es de 20 voltios, la resistencia del bombillo es 10 ohmios, y la resistencia de los cables y de las láminas es despreciable. 1. Después de agregar cierta cantidad de sal al agua, el bombillo alumbra. De lo anterior es válido afirmar que la sal produjo que en el nuevo circuito la A. diferencia de potencial fuera mayor que en el inicial B. diferencia de potencial fuera menor que en el inicial C. resistencia fuera mayor que en el inicial D. resistencia fuera menor que en el inicial 2. La corriente que circula por el circuito cuando el bombillo está alumbrando es 0,5 amperios. Recordando que en un circuito eléctrico el voltaje, la resistencia y la corriente cumplen la relación V = I* R, y que dos resistencias (R1 y R2) conectadas en serie se comportan como una sola resistencia de valor R1 + R2, es posible determinar que la resistencia en ohmios del agua con sal es A. 0 82 B.30 C. 10 D. 200 Equipo Académico-Pedagógico. Área Ciencias Naturales y Educación Ambiental: Física. Colegios Arquidiocesanos de Cali. GUÍA TALLER Nº 20. TIEMPO PREVISTO: La semana del ___ al __ de ______de 2011 (3 horas semanales). INSUMO: PROPÓSITO EXPRESIVO: Que yo interprete, argumente y proponga lo relacionado con los conceptos de electrostática y corriente eléctrica. INDICADORES DE DESEMPEÑO: Sigo instrucciones y utilizo diferentes procedimientos en el planteamiento y solución de problemas que hacen referencia a energía, trabajo, electromagnetismo, ondas y óptica. FASE EXPRESIVA: EJERCICIOS TIPO ICFES DE SELECCIÓN MÚLTIPLE. RESPONDA LAS PREGUNTAS 1 Y 2 DE ACUERDO CON LA SIGUIENTE INFORMACIÓN Las esferas conductoras 1 y 2 de radios R y 1.5R respectivamente, se encuentran muy alejadas una de la otra y se disponen con un interruptor a como ilustra la figura. Las esferas 1 y 2 tienen cargas 2Q y -Q respectivamente. 1. El esquema que muestra la distribución de carga eléctrica en cada una de las esferas después de cerrar el interruptor a, cuando el sistema está en equilibrio, es 2. En esta situación se debe satisfacer que A. Q1 + Q2 = 3Q B. Q1 + Q2 = Q 83 C. Q1 + Q2 = 2,5Q D. Q1 + Q2 = 0,5Q Equipo Académico-Pedagógico. Área Ciencias Naturales y Educación Ambiental: Física. Colegios Arquidiocesanos de Cali. 3. Se construye un circuito con una pila y un alambre doblado en forma de rectángulo como se muestra en la figura. Otro alambre se argolla por sus extremos al primero de tal forma que pueda deslizarse sobre él sin que se pierda el contacto entre ellos. El campo magnético que hace que el segundo alambre se mueva hacia la pila es 4. El alambre argollado se cambia por otro de mayor resistividad. Si se aplica un campo magnético igual de la anterior pregunta el alambre argollado se mueve más: A. rápido hacia la pila B. despacio hacia la pila C. rápido alejándose de la pila D. despacio alejándose de la pila 5. Para estudiar un .circuito. formado por tubos que conducen agua, se puede hacer una analogía con un circuito eléctrico como se sugiere en la figura, donde una bomba equivalente a una fuente, una resistencia a una región estrecha, un voltímetro a un manómetro y un swich a una llave de paso. Aplicando la analogía a los siguientes circuitos de agua, se concluye que aquel en el cual la presión en el punto B es menor, es: 84 Equipo Académico-Pedagógico. Área Ciencias Naturales y Educación Ambiental: Física. Colegios Arquidiocesanos de Cali. 6. Se lanza un haz de partículas, todas con igual velocidad y carga, en una región en donde existe un campo magnético uniforme de magnitud B. El haz se divide en cuatro, cada uno de los cuales describe una semicircunferencia, como se observa en la figura El haz que tiene las partículas más masivas es: A. 1 B. 2 C. 3 D. 4 7. La potencia disipada por una resistencia se define como el calor disipado en una unidad de tiempo ( 𝒑 = 𝜟𝑸 𝜟𝑻 ). De las siguientes ecuaciones, la que tiene unidades de potencia es: A. 𝑷 = 𝑽 𝑰 B. 𝑷 = 𝑽 × 𝑰 C. 𝑷 = 𝑰 𝑽 D. 𝑷 = 𝑽 × 𝑰𝟐 8. Las esferas metálicas que se muestran en la figura se cargan con 1C cada una. La balanza se equilibra al situar el contrapeso a una distancia x del eje Se pone una tercera esfera a una distancia 2d por debajo de la esfera A y cargada con -2C. Para equilibrar la balanza se debe: A. agregar carga positiva a la esfera A B. mover la esfera B hacia abajo C. mover el contrapeso a la derecha D. mover el contrapeso a la izquierda RESPONDA LAS PREGUNTAS 8 A 124 DE ACUERDO CON LA SIGUIENTE INFORMACIÓN Se tiene dos alambres de sección transversal circular, del mismo material y de la misma longitud L. El radio del alambre 1 es r mientras que el del alambre 2 es 2r. Con un ohmiómetro, se mide la resistencia eléctrica entre uno de los extremos del alambre 1 y distintos puntos a lo largo de 85 Equipo Académico-Pedagógico. Área Ciencias Naturales y Educación Ambiental: Física. Colegios Arquidiocesanos de Cali. éste. Con los valores obtenidos se obtiene la siguiente gráfica 9. Se repite el experimento anterior con el alambre 2. La gráfica de R contra "𝑙" que se obtiene en este caso es (tenga en cuenta que la resistencia de un alambre es inversamente proporcional al área transversal del mismo) 𝐿 10. La resistencia de un alambre se puede expresar como 𝑅 = 𝜌 × 𝐴 ; donde L es la longitud, A el área transversal y "𝜌" una constante característica del material denominada resistividad. Con otro alambre (3) de radio r, se realizan las mediciones indicadas anteriormente, obteniéndose la gráfica siguiente De acuerdo con esto, es válido afirmar que, con respecto al alambre 1, el alambre 3 es: A. del mismo material y de longitud 3L B. del mismo material y de longitud L/3 C. de otro material cuya resistividad es 3 𝜌 D. de otro material cuya resistividad es 𝜌 /3 11. Si se construye un circuito con cada uno de los tres alambres, sometiéndolos a un mismo potencial, es correcto afirmar que la corriente que circula por: A. los tres circuitos es igual B. el circuito del alambre 1 es mayor que en los otros dos C. el circuito del alambre 2 es mayor que en los otros dos D. el circuito del alambre 3 es mayor que en los otros dos 12. Se hacen tres circuitos conectando los tres alambres de maneras diferentes, como se muestra en los esquemas De acuerdo con esto, es correcto decir que la potencia disipada en: A. los tres circuitos es la misma B. el circuito 1 es menor que en los otros dos C. el circuito 2 es menor que en los otros dos D. el circuito 3 es menor que en los otros dos 86 Equipo Académico-Pedagógico. Área Ciencias Naturales y Educación Ambiental: Física. Colegios Arquidiocesanos de Cali. GUÍA LABORATORIO Nº 21. TIEMPO PREVISTO: La semana del ___ al __ de ______de 2011 (3 horas semanales). PROPÓSITO EXPRESIVO: Que yo interprete, argumente y proponga sobre los datos obtenidos de una experiencia dentro de un laboratorio, acerca de electricidad. Motivación: A los cuerpos los cargan eléctricamente. Las cargas eléctricas que permanecen en reposo producen electricidad estática. Cuando los cuerpos se cargan eléctricamente se atraen si sus cargas son de signos contrarios, y se repelen si son del mismo signo. Materiales: Bomba de caucho para inflar, de tamaño regular, un pedazo de lana, un pedazo de seda. Me pregunto: Las cargas eléctricas que permanecen en reposo producen electricidad estática. ¿Cuándo los cuerpos se cargan eléctricamente se atraen si sus cargas son de signos contrarios, y se repelen si son del mismo signo? Hipótesis: “Cuando los cuerpos se cargan eléctricamente se atraen si sus cargas son de signos contrarios, y se repelen si son del mismo signo”. Experimento: Froto un globo contra un paño de lana y luego la cerco a una puerta metálica. Como lo ilustra la gráfica. Qué ocurre con el globo cuando lo acerco a la puerta y aparto mis manos: __________________________________________________________________________ ___________________________________________________________________________ ___________________________________________________________________________ ___________________________________________________________________________ __________________________________________________________________________ ___________________________________________________________________________ __________________________________________________________________________ 87 Equipo Académico-Pedagógico. Área Ciencias Naturales y Educación Ambiental: Física. Colegios Arquidiocesanos de Cali. _________________________________________________________ _________________________________________________________ ___________________________________ Ahora froto mis manos con un pedazo de seda como lo ilustra la gráfica. Qué ocurre cuando froto mi piel con el pedazo de seda: _________________________________________________________ _________________________________________________________ _________________________________________________________ Cómo se cargo eléctricamente mi piel: ________________________________________ _________________________________________________________________________ _________________________________________________________________________ Por qué mi piel atrae al pedazo de seda: ___________________________________________ _________________________________________________________________________ _________________________________________________________________________ Ahora me pregunto: ¿Cuándo los cuerpos se cargan eléctricamente se atraen si sus cargas son de signos contrarios, y se repelen si son del mismo signo? ______________________________________________________________________ ______________________________________________________________________ ______________________________________________________________________ ______________________________________________________________________ ______________________________________________________________________ Qué podría afirmar acerca de las cargas de los cuerpos. Entre mayor sea sus cargas, sus fuerzas de atracción son: _______________________ Entre mayor sea sus distancias, sus fuerzas de atracción son: ____________________ Menciono la ley de Coulombio: _____________________________________________ ______________________________________________________________________ ______________________________________________________________________ ______________________________________________________________________ ______________________________________________________________________ ______________________________________________________________________ ______________________________________________________________________ Motivación: Un circuito eléctrico se forma cuando por medio de un conductor se conectan los polos de una fuente de energía a un dispositivo que la aprovecha. Materiales: Tres pilas de 1,5 voltios, un bombillo para 2,4 voltios, 25 cms de alambre Nº 22 y 25 cms de alambre Nº 24 88 Equipo Académico-Pedagógico. Área Ciencias Naturales y Educación Ambiental: Física. Colegios Arquidiocesanos de Cali. Me pregunto: ¿Qué función tiene el calibre del alambre conductor en un circuito? Hipótesis: “Los alambre de diferente calibre conducen las cargas eléctricas por unidad de tiempo de un potencial eléctrico mayor a un potencial eléctrico menor en el circuito, en las mismas condiciones”. Experimento: Realizo el montaje que observo en la figura anexa. Qué ocurre si cambio la longitud del cable: ____________________________________ ______________________________________________________________________ ______________________________________________________________________ ______________________________________________________________________ ______________________________________________________________________ ______________________________________________________________________ ______________________________________________________________________ Ahora me pregunto: ¿Qué función tiene el calibre del alambre conductor en un circuito? ______________________________________________________________________ ______________________________________________________________________ ______________________________________________________________________ Con respecto a la hipótesis: “Los alambre de diferente calibre conducen las cargas eléctricas por unidad de tiempo de un potencial eléctrico mayor a un potencial eléctrico menor en el circuito, en las mismas condiciones”. Manifiesto: _____________________________________________________________ ¿Qué ley tiene relación con lo anterior? ______________________________________ Al ensamblar los siguientes circuitos en mi práctica de electricidad, Según el brillo de las bombillas concluyo para cada caso A. ____________________________________________________ ____________________________________________________ __________________________________________________ B. ____________________________________________________ ____________________________________________________ __________________________________________________ C. ____________________________________________________ ____________________________________________________ ____________________________________________________ ___________________________________________ 89 Equipo Académico-Pedagógico. Área Ciencias Naturales y Educación Ambiental: Física. Colegios Arquidiocesanos de Cali. D. __________________________________________________ _________________________________________________ ________________________________________________ E. __________________________________________________ _________________________________________________ ________________________________________________ 1. Una barra cargada positivamente se acerca a un pedazo neutro de papel, al que atrae. Dibuje un diagrama que muestre la separación de carga y explique por qué ocurre la atracción. Explicación: ______________________________________________________________________ ______________________________________________________________________ ______________________________________________________________________ 2. Para duplicar la fuerza que se ejercen dos cargas se debe: A. B. C. D. duplicar la magnitud de las cargas. duplicar la distancia entre las cargas. duplicar la magnitud de una de las cargas. reducir a la mitad la distancia entre las cargas. 3. ¿Cuál es la intensidad de una corriente eléctrica, si por cualquier sección del conductor circulan 55 C cada 2,5 s? 4. Una resistencia Ro se conecta en serie a otra resistencia R. Para que la resistencia equivalente sea igual a 2Ro, se debe cumplir que el valor de R sea igual a A. 2Ro B. Ro/2 C. Ro D. 1/Ro 5. La resistencia eléctrica de un alambre conductor de longitud L y sección transversal A, hecho con un material de resistividad 𝛒 es: 𝐋 𝐑= 𝛒 𝐀 A partir de esta ecuación se deduce que si se quieren fabricar nuevos alambres del mismo material con una mayor resistencia, es posible hacerlos A. disminuyendo la longitud y aumentando la sección transversal. B. aumentando la longitud y disminuyendo la sección transversal. C. disminuyendo en igual proporción la longitud y la sección transversal. D. aumentando en igual proporción la longitud y la sección transversal. 90 Equipo Académico-Pedagógico. Área Ciencias Naturales y Educación Ambiental: Física. Colegios Arquidiocesanos de Cali. ARQUIDIOCESIS DE CALI FUNDACIONES EDUCATIVAS ARQUIDIOCESANAS PRUEBA PRE- EVALUACIÓN ICFES GRADO ONCE DE EVENTOS FISICOS SEGUNDO PERIODO Propósito Expresivo: Aplicar los procesos vistos en clase, para interpretar y argumentar acerca de la termodinámica en sistemas físicos y de eventos ondulatorios. RESPONDA LAS PREGUNTAS 1 y 2 DE ACUERDO AL TEXTO. Cuando quieres saber la temperatura de tu cuerpo para saber si tienes fiebre, colocas un termómetro en tu boca o debajo de tu brazo y esperas unos minutos. El termómetro te proporciona una medida de la temperatura de tu cuerpo. Cuando hay contacto entre los dos, puesto que tu cuerpo está a mayor temperatura que el termómetro éste recibe calor en la medida en que tu cuerpo se la cede hasta que los dos, tu cuerpo y el termómetro, quedan a la misma temperatura. Cuando dos cuerpos que se encuentran a temperaturas diferentes, T1 y T2, se ponen en contacto, el calor fluye desde el cuerpo con mayor temperatura hacia aquel que se encuentra a menor temperatura y este flujo de calor se mantiene hasta que las temperaturas de ambos cuerpos se igualan. Cuando se produce esta igualdad en las temperaturas, se dice que se produjo el equilibrio térmico. La temperatura, T, a la que tiene lugar el equilibrio térmico puede calcularse fácilmente teniendo en cuenta que el calor absorbido por el cuerpo que se calienta es exactamente igual, aunque de signo contrario al calor desprendido por el cuerpo que experimenta una disminución en su temperatura. Por tanto, podemos escribir que el calor absorbido, 𝑄𝑎𝑏𝑠𝑜𝑟𝑏𝑖𝑑𝑜, y 𝑄𝑑𝑒𝑠𝑝𝑟𝑒𝑛𝑑𝑖𝑑𝑜 el desprendido, se relacionan mediante la siguiente igualdad: 𝑸𝒂𝒃𝒔𝒐𝒓𝒃𝒊𝒅𝒐 = − 𝑸𝒅𝒆𝒔𝒑𝒓𝒆𝒏𝒅𝒊𝒅𝒐 El calor 𝑄 absorbido o desprendido por un cuerpo para que se produzca en él un aumento o disminución de temperatura depende de tres factores: de la masa el cuerpo, el calor específico y del cambio de temperatura. Estos factores se relacionan mediante la expresión: 𝑸 = 𝒎 ∙ 𝑪𝒆 ∙ ∆𝑻 De acuerdo con el texto se puede inferir que: 1. Cuando entre dos cuerpos se alcanza el equilibrio térmico, se dice que: e. Hubo transferencia de calor desde el cuerpo de mayor temperatura al de menor temperatura. f. Hubo transferencia de calor desde el cuerpo de menor temperatura al de mayor temperatura. g. No se da trasferencia de calor entre los cuerpos. h. El sistema físico no realiza trabajo. 2. El caso en que se daría la transferencia de calor sería: e. De agua fría a un cubo de hielo. g. De un cubo de hielo a agua fría. f. De agua dulce a agua de mar. h. De la llama de una vela a la llama de un encendedor. RESPONDA LAS PREGUNTAS 3 y 4 CON BASE EN LA INFORMACIÓN DEL GRÁFICO 3. Los tipos de transferencia de calor que se observan en la gráfica son: A. Conducción y radiación. B. Convección y conducción. C. Solamente conducción. D. Convección, conducción y radiación. 4. La transferencia de calor por convección se da en: A. En el líquido que está en la olla. B. En el mango de la olla. 91 Equipo Académico-Pedagógico. Área Ciencias Naturales y Educación Ambiental: Física. Colegios Arquidiocesanos de Cali. C. En la hoguera. D. Entre la olla y el fuego. 5. La energía interna es la suma de la energía cinética y potencial de las moléculas. Si un cuerpo transfiere calor a otro, disminuye su energía interna y en consecuencia la del otro aumenta. Si Q es el calor transferido al sistema y W es el trabajo realizado por el sistema, el cambio en la energía interna del sistema se expresa como: ∆ ∪= 𝑄 − 𝑊 Primera ley de la termodinámica. En determinado proceso, se suministra a un sistema 2000 J de calor y al mismo tiempo se realiza un trabajo sobre el sistema de 100 J. La variación de energía interna es: A. 2100 J. C. -2100 J. B. 1900 J. D. -1900 J. LAS PREGUNTAS 6 y 7 CONTESTA SEGÚN LA INFORMACIÓN Según el gráfico de velocidad contra tiempo, velocidad en metros/segundo y tiempo en segundos, de un M.A.S. V (m/s) 4 0 1 2 3 4 5 6 7 8 seg. -4 6. su aceleración máxima en B. 2 A. 4 C. 3 2 𝑚 𝑠2 7. La frecuencia, en hertz, es: es: A. 8 D. B. 1 8 C. 1 D. 8 8. Para que exista un período de 8 seg. en un péndulo, la longitud de la cuerda, en metros, que cuelga cierto peso es: A. 30 B.160 C. 300 D. 80 9. Para un objeto en movimiento armónico simple, es correcto: A. Todo movimiento armónico simple es periódico B. La aceleración de un objeto que describe M.A.S. es de proporción directa al periodo C. La frecuencia y el período en M.A.S. son de proporción directa. D. El periodo de un M.A.S. indica el número de oscilaciones en determinado tiempo. 10. En un M.A. S. de un péndulo, se afirma, menos: A. La frecuencia es inversamente proporcional al tiempo que tarda en dar una oscilación completa. B. Presenta su máxima velocidad en su menor amplitud C. La frecuencia depende de la masa que cuelgue en el péndulo. D. Su frecuencia depende de la longitud de la cuerda. Solución: 1 A B C D 92 2 A B C D 3 A B C D 4 A B C D 5 A B C D 6 A B C D 7 A B C D Equipo Académico-Pedagógico. Área Ciencias Naturales y Educación Ambiental: Física. Colegios Arquidiocesanos de Cali. 8 A B C D 9 A B C D 10 A B C D ARQUIDIÓCESIS DE CALI FUNDACIONES EDUCATIVAS ARQUIOCESANAS DISEÑO CURRICULAR COLEGIOS ARQUIDIOCESANOS GUIA DEL ESTUDIANTE GUÍA-TALLER Año lectivo: ___________ ÁREA: CIENCIAS NATURALES: FÍSICA PERÍODO: 3 GRADO: UNDÉCIMO “La electricidad, la fuente energía más práctica” 93 Equipo Académico-Pedagógico. Área Ciencias Naturales y Educación Ambiental: Física. Colegios Arquidiocesanos de Cali. COLEGIO: DOCENTE(S): GRADO: 11º ÁREA: Ciencias Naturales Y Educación Ambiental TIEMPO PREVISTO: HORAS: Tercer período 39h/ período PRÓPÓSITOS DEL PERÍODO AFECTIVO: Que nosotros los estudiantes desde nuestro mundo, descubramos la utilidad de: Plantear y resolver problemas sobre la importancia de la energía y su impacto en la vida diaria. Extraer pensamientos y modelar mentefactos conceptuales y proposicionales cromatizados (de especificación, ejemplificación, de función y circunstanciales). Para que se aproximen al pensamiento científico integral. COGNITIVO: Desde nuestro pensamiento científico que comprehendamos claramente el planteamiento y resolución de problemas sobre la importancia de la energía y su impacto en la vida diaria. Así tengamos claridad cognitiva sobre cada una de las habilidades y ejes temáticos categóricos. EXPRESIVO: Que nosotros los educandos tengamos la capacidad de: Extraer adecuadamente pensamientos, y modelarlos en mentefactos conceptuales y proposicionales cromatizados. Interpretar, argumentar y resolver situaciones problemas en la aplicabilidad práctica del diario vivir, en lo relacionado con la importancia de la energía y su impacto en la vida diaria. Demostrando nuestros avances en el desarrollo del pensamiento científico. EVALUACION INDICADORES DE DESEMPEÑO 1. Desarrollo del pensamiento a través de la aplicación de operadores intelectuales de las proposiciones complejas, conceptos y precategorías presente en textos sobre energía, trabajo, electromagnetismo, ondas y óptica. -De igual manera potenciar los operadores del M.L.O 2. Sigo instrucciones y utilizo diferentes procedimientos en el planteamiento y solución de problemas que hacen referencia a energía, trabajo, electromagnetismo, ondas y óptica. 3. Analizo y argumento datos, tablas y gráficos como resultado de la interpretación de situaciones y establecimiento de condiciones sobre energía, trabajo, ondas y óptica. 94 Equipo Académico-Pedagógico. Área Ciencias Naturales y Educación Ambiental: Física. Colegios Arquidiocesanos de Cali. 4. Realizo lectura comprehensiva e interpreto textos relacionados con energía, trabajo, electromagnetismo, ondas y óptica 5. Produzco textos orales y escritos a partir de observaciones que me permiten resolver problemas referentes a energía, trabajo, electromagnetismo, ondas y óptica. ENSEÑANZAS COMPETENCIAS Desarrollar el pensamiento a través del uso adecuado de la proposición modal con sus respectivas operaciones intelectuales y mentefacto. De igual manera potenciar los operadores del M.L.O. Seguir instrucciones y utilizar flujogramas en el planteamiento y resolución de problemas aplicando el método científico. Interpretar y analizar datos, tablas y gráficos como resultado de la aplicación del método científico. Comprehender e interpretar textos donde: • • Explico las fuerzas entre objetos como interacciones debidas a la carga eléctrica y a la masa. Utilizo modelos biológicos, físicos y químicos para explicar la transformación y conservación de la energía. HABILIDADES Observar Plantear y argumentar hipótesis y regularidades Seguir instrucciones Relievar Inferir Construir macroproposiciones Realizar lectura comprehensiva Interpretar textos argumentales Producir textos argumentales Usar adecuadamente instrumentos de conocimiento; proposiciones, conceptos y precategorías Establecer relaciones Plantear y resolver problemas. EJES TEMATICOS En el entorno físico ELECTROMAGNETISMO La energía, trabajo y potencia. Electrostática. La fuerza de atracción. Campo eléctrico. Potencial Condensadores. Corriente eléctrica. Circuitos eléctricos. Leyes de Kirchhoff. EVENTOS ONDULATORIOS Sonido. Naturaleza de la luz. Óptica. DIDACTICAS A EMPLEAR DURANTE EL PERÍODO: Didácticas proposicionales. Didácticas conceptuales Didácticas argumentales Experiencias de laboratorios y videos virtuales. 95 Equipo Académico-Pedagógico. Área Ciencias Naturales y Educación Ambiental: Física. Colegios Arquidiocesanos de Cali. ARQUIDIOCESIS DE CALI FUNDACIONES EDUCATIVAS ARQUIDIOCESANAS PRUEBA DIAGNOSTICA PARA GRADOS ONCES Propósito Expresivo: Plantear y resolver problemas aplicados al pensamiento del electromagnetismo y de los eventos ondulatorios. CONTESTE LAS PREGUNTAS 1 Y 2 CON LA SIGUIENTE INFORMACIÓN. Un cuerpo de 4 𝑘𝑔 de masa, inicialmente en reposo, tiene una aceleración de 2 𝑚 𝑠2 . El cuerpo se desplaza en la dirección de la aceleración. 1. Si el desplazamiento lo hace de 10 metros en dirección de la aceleración, el trabajo de la fuerza que actúa sobre el cuerpo es: A. 20𝐽 C. 80𝐽. B. 50𝐽. D. 90𝐽. 2. Si se desplaza durante 10 segundos en la dirección de la aceleración, el trabajo de la fuerza que actúa sobre el cuerpo es: A. 800𝐽. C. 900𝐽. B. 850𝐽. D. 950𝐽. 3. Un automóvil de 1000 𝑘𝑔 se desplaza a 72 𝑘𝑚 . La cantidad de trabajo que se realizó para proporcionar la energía cinética que tiene este móvil es de: A. 50.000𝐽. C. 150.000𝐽 B. 100.000𝐽. D. 200.000𝐽. Conteste las preguntas 4 a 6 con la siguiente información. Una piedra de 10 𝑘𝑔 atada al extremo de una cuerda de 2 𝑚𝑒𝑡𝑟𝑜𝑠 de longitud, gira efectuando 4/𝜋 revoluciones por segundo. 4. Su energía cinética es: A. 1000𝐽. B. 1280𝐽. C. 1540𝐽. D. 2240𝐽. 5. La fuerza centrípeta que actúa sobre la piedra es: A. 1280𝐽. C. 1640𝐽. B. 1500𝐽 D. 1700𝐽. 6. El trabajo que realizas la fuerza centrípeta en una vuelta es: A. 0𝐽. C. 20𝜋𝐽. B. 12𝜋𝐽. D. 10𝜋𝐽. CONTESTE LAS PREGUNTAS 7 Y 8 CON LA SIGUIENTE INFORMACIÓN. Un móvil parte sin velocidad inicial desde el punto A de la pista, sin rozamiento, como muestra el grafico adjunto, 96 Equipo Académico-Pedagógico. Área Ciencias Naturales y Educación Ambiental: Física. Colegios Arquidiocesanos de Cali. 7. La velocidad del móvil en el punto B, es: A. 20 𝑚/𝑠 B. 30 𝑚/𝑠 C. 40 𝑚/𝑠 D. 45 𝑚/𝑠 8. La velocidad del cuerpo en el punto C, es: A. 20 𝑚/𝑠 B. 30 𝑚/𝑠 C. 40 𝑚/𝑠 D. 45 𝑚/𝑠 CONTESTE LAS PREGUNTAS 9 Y 10 CON LA SIGUIENTE INFORMACIÓN. En la figura se observa la experiencia I de un pulso que viaja sobre una cuerda aproximándose a una barrera más rígida que la cuerda. En la experiencia II el pulso se ha reflejado. 9. Como la cuerda y la barrera son muy diferentes, la mayor parte de la energía de la onda es: A. Transferida. C. Acumulada. B. Concentrada. D. Reflejada. 10. En el gráfico se observa que la onda se invierte, debido a: A. Ocurre cuando el pulso llega al extremo fijo dado por la barrera, produce hacía éste una fuerza que a su vez la barrera produce sobre él una fuerza de igual dirección y magnitud, pero de sentido contrario, generando un pulso de amplitud y sentido opuesto a la onda incidente. B. Ocurre cuando cambia su frecuencia. C. Ocurre cuando su longitud de onda se hace menor, ya que la barrera rígida absorbe gran cantidad de su energía. D. Ocurre porque la velocidad de la onda incidente cambia, ya que su frecuencia disminuye por la pérdida de energía que es atraída por la barrera rígida. Solución: 97 1 A B C D 2 A B C D 3 A B C D 4 A B C D 5 A B C D 6 A B C D 7 A B C D Equipo Académico-Pedagógico. Área Ciencias Naturales y Educación Ambiental: Física. Colegios Arquidiocesanos de Cali. 8 A B C D 9 A B C D 10 A B C D GUÍA TALLER Nº 23. TIEMPO PREVISTO: La semana del ___ al __ de ______de 2011 (3 horas semanales). INSUMO: MOTIVACIÓN: Escribe sobre la gráfica de la onda el nombre de cada uno de los elementos que aparecen señalados: Amplitud, cresta, valle, nodo y longitud de onda. PROPÓSITO EXPRESIVO: Que yo interprete, argumente y proponga los conceptos de los fenómenos ondulatorios con respecto a los fenómenos ondulatorios. INDICADORES DE DESEMPEÑO: Sigo instrucciones y utilizo diferentes procedimientos en el planteamiento y solución de problemas que hacen referencia a energía, trabajo, electromagnetismo, ondas y óptica. FASE COGNITIVA: Concepto sobre los fenómenos relativos a las ondas Los fenómenos relativos a la propagación de la onda, son: Reflexión: 98 Equipo Académico-Pedagógico. Área Ciencias Naturales y Educación Ambiental: Física. Colegios Arquidiocesanos de Cali. Se presentan cuando las ondas encuentran un obstáculo que no puede atravesar en su camino de propagación, entonces cambian de dirección . En la reflexión el ángulo formado entre el rayo de incidencia de la onda con la dirección de la normal del obstáculo, es congruente al ángulo formado entre la dirección de rayo reflejado de la onda y la dirección de la normal. Refracción: Se presenta cuando la onda cambia de medio de propagación. Pues cambia su dirección y velocidad de propagación, pero la frecuencia permanece constante. 𝒔𝒆𝒏𝒊 = 𝒏𝟐 = 𝑽𝟏 = 𝝀𝟏 𝒔𝒆𝒏𝒓 𝒏𝟏 𝑽𝟐 𝝀𝟐 como la Ley de Snell Donde: 𝒊: = 𝝆𝟐 𝝆𝟏 ángulo de incidencia; Conocida 𝒓: ángulo de refracción; 𝒏: Índice de refracción; 𝑽: velocidad de propagación; 𝝀: Longitud de onda; 𝝆: Densidad del medio Cuando 𝒏𝟏 > 𝒏𝟐 La velocidad, la longitud de onda y el ángulo refractado son mayores en el segundo medio donde se refracta la onda que los datos correspondientes del primer medio. Interferencia: Cuando en una región del espacio inciden dos o más ondas, los desplazamientos que ellas producen sobre cada partícula del medio se suman algebraicamente Se refiere a la superposición de ondas de igual frecuencia, amplitud, dirección y velocidad de propagación, pero provienen de fuentes puntuales diferentes y se encuentran en fase ocurre: 99 Equipo Académico-Pedagógico. Área Ciencias Naturales y Educación Ambiental: Física. Colegios Arquidiocesanos de Cali. Las dos ondas llegan en fase a un punto D de manera que hay: Una interferencia constructiva cuando la diferencia de caminos es un número entero de longitudes de onda 𝛥𝑥 = 𝐶𝐷 − 𝐵𝐷 = 𝑛𝜆 Cuando las dos ondas llegan en oposición de fase en el punto D hay una interferencia destructiva, es decir que la diferencia de caminos es un número impar de media longitud de onda. 𝛥𝑥 = 𝐶𝐷 − 𝐵𝐷 = (2𝑛 + 1) × 𝜆 2 Recuerda El principio de Huygens (Cristian Huygens 1629 – 1695) que permite conocer como se propagan las ondas. Dice: “Todo punto de un frente de onda se considera como una fuente de nuevas ondas que se propagan en todas las direcciones, con velocidad igual a la velocidad de propagación de la onda.” Este principio permite interpretar la difracción de la onda, que tiene lugar cuando las ondas encuentran un obstáculo o rendija de dimensiones idénticas a la longitud de onda. FASE EXPRESIVA: Ahora si tengo el ánimo y mi instrumento de conocimiento claro sobre eventos ondulatorios. Mi deseo es de realizar ejercicios que me preparan para las pruebas de estado. A continuación se presentan una serie de razonamientos que con mi lógica: SELECCION0 LA OPCIÓN CORRESPONDIENTE. EJERCICIOS TIPO ICFES DE SELECCIÓN MÚLTIPLE. 1. Las figuras muestran un pulso de onda viajera en una cuerda con un extremo fijo. La opción que mejor representa la reflexión del punto es: 100 Equipo Académico-Pedagógico. Área Ciencias Naturales y Educación Ambiental: Física. Colegios Arquidiocesanos de Cali. 2. Si la ranura indicada es muy pequeña, de las siguientes situaciones la posible propagación de la onda es: 3. En la figura aparece la entrada de luz en dos medios diferentes, con un mismo ángulo de incidencia. 60° 60° 𝒓 Normal 𝒓 Normal 𝒊 𝒊 33,6° 𝒓 Agua Vidrio 𝒊 Normal 42,8° Normal 60° 𝒓 𝒊 60° En cuanto al ángulo de refracción puede decirse que es: A. B. C. D. Mayor al ángulo de incidencia Mayor para el agua que para el vidrio. Igual para el agua y el vidrio. Mayor para el vidrio. 4. Respecto a lo presentado en la figura y considerando la relación 𝒔𝒆𝒏𝒊 𝒔𝒆𝒏𝒓 = 𝒏𝟐 𝒏𝟏 ; para un rayo que pasa de un medio a otro es posible calcular: A. El índice de reflexión B. El índice de dispersión C. La polarización de la luz D. El índice de refracción 5. El índice de refracción puede determinarse al medir los ángulos de incidencia y refracción; según lo visto en la figura, el índice de refracción: A. Es igual a cero porque no hay refracción B. Es mayor para el vidrio. C. Es mayor para el agua. D. Es igual para el vidrio y el agua. 101 Equipo Académico-Pedagógico. Área Ciencias Naturales y Educación Ambiental: Física. Colegios Arquidiocesanos de Cali. GUÍA TALLER Nº 24. TIEMPO PREVISTO: La semana del ___ al __ de ______de 2011 (3 horas semanales). INSUMO: MOTIVACIÓN: Numero de triángulos equiláteros en la figura: _______________________________ Justifica tu respuesta: ____________________________________________________ ______________________________________________________________________ ______________________________________________________________________ PROPÓSITO EXPRESIVO: Que yo interprete, argumente y proponga los conceptos del estudio del sonido, en la acústica. INDICADORES DE DESEMPEÑO: Sigo instrucciones y utilizo diferentes procedimientos en el planteamiento y solución de problemas que hacen referencia a energía, trabajo, electromagnetismo, ondas y óptica. FASE COGNITIVA: Concepto sobre la naturaleza del sonido. La naturaleza del sonido es de carácter ondulatorio, ya que es generado por una onda mecánica cuya propagación es longitudinal en los fluidos, no se puede polarizar, pero cuando la propagación es en un sólido, ellas son transversales. El sonido es una onda producida por una vibración de un cuerpo elástico, que al llegar al oído, produce la sensación sonora. Estas ondas mecánicas necesitan de un medio para propagarse. Se propagan con mayor velocidad en el sólido que en los líquidos y en los gases. Las ondas sonoras no se propagan en el vacío. Pues viajan a través de 102 Equipo Académico-Pedagógico. Área Ciencias Naturales y Educación Ambiental: Física. Colegios Arquidiocesanos de Cali. cualquier medio material con una velocidad que depende de las propiedades del medio. Cuando la onda sonora transita sobre un medio, las partículas en el medio vibran produciendo cambios de presión y densidad en el tránsito de la dirección de movimiento de la onda. Los cambios ocasionan una serie de regiones de alta y baja presión llamadas condensaciones y rarefacciones, respectivamente. Hay tres categorías de ondas mecánicas que abarcan diferentes intervalos de frecuencia para el oído humano. Ellas son: Los audibles, son ondas sonoras que están dentro del intervalo de sensibilidad del oído humano, de 20 Hz a 20000Hz. Como por ejemplo las ondas generadas por instrumentos musicales, cuerdas vocales humanas y altavoces. Las Ondas infra sónicas tienen frecuencias debajo del intervalo audible. Entre ellas las ondas producidas por un terremoto. Las Ondas ultrasónicas, aquellas cuya frecuencia está por arriba del intervalo audible por ejemplo pueden generarse al introducir vibraciones en un cristal de cuarzo con un campo eléctrico alterno aplicado. FASE EXPRESIVA: Ahora si tengo el ánimo y mi instrumento de conocimiento claro sobre eventos sonoros. Mi deseo es de realizar ejercicios que me preparan para las pruebas de estado. A continuación se presentan una serie de razonamientos que con mi lógica: SELECCION0 LA OPCIÓN CORRESPONDIENTE. EJERCICIOS TIPO ICFES DE SELECCIÓN MÚLTIPLE. 1. Un violinista toca en su instrumento una nota de frecuencia fo. Su silla que tiene ruedas se amarra a la pared con un resorte de constante k como muestra la figura. Un detector colocado a la derecha registra la frecuencia captada en función del tiempo. El resorte se comprime llevando al violinista hasta la posición -a y se suelta. 103 Equipo Académico-Pedagógico. Área Ciencias Naturales y Educación Ambiental: Física. Colegios Arquidiocesanos de Cali. A partir de -a el detector registra una frecuencia que varía como indica la gráfica: 2. La caja de la guitarra tiene una forma que favorece la resonancia del aire con la onda sonora producida por la cuerda de la guitarra. Supongamos que la guitarra tuviera una caja cuadrada en lugar de la caja actual, es correcto afirmar que en relación a una guitarra normal A. la amplitud del movimiento de las partículas del aire es menor, cambiando la intensidad del sonido producido B. la longitud de onda del sonido disminuye modificando el tono del sonido escuchado C. la velocidad de propagación de la onda aumenta variando la intensidad del sonido percibido D. la frecuencia de la onda disminuye aumentando el tono del sonido percibido 3. En una cuerda 1, sujeta a una tensión T se generan ondas armónicas de frecuencia f = 3Hz. En otra cuerda 2 idéntica y sujeta a la misma tensión que la cuerda 1 se genera una onda con frecuencia 2Hz. Las ondas tienen amplitudes iguales. La figura que ilustra las formas de las cuerdas en un instante dado es 4. La siguiente tabla muestra la velocidad de propagación del sonido en diferentes materiales, que se encuentran a diferentes temperaturas. Nº Material Temperatura (ºC) 1 2 3 Hule vulcanizado Vapor de agua Helio líquido 0 0 0 104 Equipo Académico-Pedagógico. Área Ciencias Naturales y Educación Ambiental: Física. Colegios Arquidiocesanos de Cali. 𝒎 Velocidad ( 𝒔 ) 54 401 970 4 5 6 Agua dulce Agua dulce Agua de mar 25 30 20 1493 1496 1513 De acuerdo con los datos de la tabla, tres estudiantes hacen las siguientes afirmaciones: Estudiante 1: Si la temperatura de un mismo material se aumenta, la rapidez del sonido aumenta siempre y cuando se mantenga la misma presión. Estudiante 2: La velocidad de propagación del sonido no sólo depende de la temperatura, ya que en distintos materiales, sometidos a la misma temperatura, la rapidez de propagación del sonido es diferente. Estudiante 3: Es muy probable que la rapidez de propagación del sonido en el agua de mar a 30ºC y a una atmósfera de presión, sea igual que el agua dulce en esas mismas condiciones. ¿Cuál o cuáles de estas afirmaciones de los estudiantes es más congruente (s)? A. B. C. D. sólo la del estudiante 1 las de los estudiantes 1 y 2 sólo la del estudiante 3 las de los estudiantes 1 y 3 5. En una cuerda 1, sujeta a una tensión T se generan ondas armónicas de frecuencia f = 3Hz. Las siguientes son fotografías de la cuerda en un instante dado. La figura en la que se señalan correctamente la amplitud de la onda (A), la longitud de onda (λ) y la dirección de propagación (→) es: 6. El índice de refracción del medio b respecto al medio a, se define como el cociente entre las velocidades del sonido en esos medios (nab = Va/Vb). Si nab » 100, esto significa que: A. cuando el sonido pasa del medio a al medio b, su velocidad prácticamente no cambia B. cuando una onda sonora se propaga pasando del medio a al medio b prácticamente se detiene C. la rapidez de propagación del sonido en el medio a es mucho menor que en el medio b D. si una onda sonora pasa del medio b al medio a, se amortigua completamente 7. La afirmación incorrecta es: A. Cuando la onda se refleja en una superficie, esta varía su dirección. B. Al refractarse un rayo de luz a un medio de mayor índice de refracción este se aleja de la normal C. En los medios menos densos la velocidad de la onda sonora es mayor D. Las ondas sonoras son ondas que se propagan en el aire en forma transversal a su dirección. 105 Equipo Académico-Pedagógico. Área Ciencias Naturales y Educación Ambiental: Física. Colegios Arquidiocesanos de Cali. GUÍA TALLER Nº 25. TIEMPO PREVISTO: La semana del ___ al __ de ______de 2011 (3 horas semanales). INSUMO: MOTIVACIÓN: A B C D E F G I J H L M O N K P Horizontales Verticales: A. 𝑥 2 − 100 = 0 B. C. D. E. H. I. 3𝑥+4 4 = 2𝑥+8 3 2𝑥 + 8 = 440 4𝑥 = 6255 − 𝑥 2𝑛 − 253 = 𝑛 + 18 𝑚2 − 2𝑚 = 3570 𝑥 4 𝑥 − 2 = 250 − 11 = 𝑥 − 233 O. 𝑦 + 5 = 2𝑦 − 80 M. 3 B. Par y primo C. 7𝑥 − 4 = 171 D. 𝑦 3 = 106 F. ½ 𝑥 + 18 = 98 𝑋 G. − 377 = 2000 3 J. 𝑎2 − 100 = 0 K. 5/2 𝑥 + 40 = 500 L. 2𝑥−18000 10 = 76 N. 𝑥 − 5 × 𝑥 + 5 = 1200 P. 5𝑥 − 4𝑥 + 3𝑥 + 8 = 8 PROPÓSITO EXPRESIVO: Que yo interprete, argumente y proponga los conceptos del estudio del sonido, en la acústica. INDICADORES DE DESEMPEÑO: Sigo instrucciones y utilizo diferentes procedimientos en el planteamiento y solución de problemas que hacen referencia a energía, trabajo, electromagnetismo, ondas y óptica. 106 Equipo Académico-Pedagógico. Área Ciencias Naturales y Educación Ambiental: Física. Colegios Arquidiocesanos de Cali. FASE COGNITIVA: Los sonidos, como las notas musicales, observo que se detallan en su totalidad enumerando tres características de su apreciación: Como el tono, la intensidad y el timbre. Cada una corresponden a tres características físicas: la frecuencia, la amplitud y la forma de onda. Para la Intensidad que depende de la amplitud: puedo diferenciar un sonido fuerte de uno débil. El Tono que depende de la frecuencia: Distingo a un sonido agudo (tono alto) de un sonido grave (tono bajo). Los agudos sus frecuencias son altas y los graves manifiestan frecuencias bajas Timbre que depende de la forma de onda: Distingo dos sonidos de la misma intensidad y tono, pero producido por distintas fuentes. PROFUNDIZO SOBRE LA INTENSIDAD: La distancia a la que puedo oír un sonido depende de su intensidad, que es el flujo medio de energía por unidad de área perpendicular a la dirección de propagación. En el caso de ondas esféricas que se propagan desde una fuente puntual, la intensidad es inversamente proporcional al cuadrado de la distancia, suponiendo que no se produzca ninguna pérdida de energía debido a la viscosidad, la conducción térmica u otros efectos de absorción. Por ejemplo, en un medio perfectamente homogéneo, un sonido será nueve veces más intenso a una distancia de 100 metros que a una distancia de 300 metros. En la propagación real del sonido en la atmósfera, los cambios de propiedades físicas del aire como la temperatura, presión o humedad producen la amortiguación y dispersión de las ondas sonoras, por lo que generalmente la ley del inverso del cuadrado no se puede aplicar a las medidas directas de la intensidad del sonido. 𝑤𝑎𝑡𝑡 . 𝑤𝑎𝑡𝑡 . El oído humano percibe sonido desde 10−16 𝑐𝑚 2 hasta 1 𝑐𝑚 2 𝑰= 𝑷 𝟒 × 𝝅 × 𝒓𝟐 𝑰: Intensidad del sonido, se mide en 𝑤𝑎𝑡𝑡/𝑚2 , 𝑷: potencia, se mide en watt o vatios. Una fuente sonora puntual produce 𝑃 = 4𝜋 × 10−4 𝑤𝑎𝑡𝑡. de potencia acústica. La intensidad de este sonido a una distancia de 100 metros es: ___________ Sustituyo en la ecuación, los datos conocidos: 𝑰 = 𝑰= 4𝜋 × 10−4 𝑤𝑎𝑡𝑡 𝟒 × 𝝅 × (10𝑚)2 𝑷 𝟒×𝝅×𝒓𝟐 = 10−6 𝑤𝑎𝑡𝑡 𝑚2 Solución: La intensidad de este sonido a una distancia de 100 metros es de 10−6 Ahora interpreto y propongo a la pregunta. 107 Equipo Académico-Pedagógico. Área Ciencias Naturales y Educación Ambiental: Física. Colegios Arquidiocesanos de Cali. 𝑤𝑎𝑡𝑡 𝑚2 Si este mismo sonido lo evaluó a 1000 metros, su intensidad es: __________ PROFUNDIZO SOBRE LA ALTURA O TONO: Cada sonido se caracteriza por su velocidad específica de vibración, que impresiona de manera peculiar al sentido auditivo. Esta propiedad recibe el nombre de tono. Los sonidos de mayor o menor frecuencia se denominan respectivamente, agudos o graves. PROFUNDIZO SOBRE EL TIMBRE: cuando toco la nota musical Do en un violín, en un piano y en un diapasón, con la misma intensidad en los tres casos, los sonidos son idénticos en frecuencia y amplitud, pero muy diferentes en timbre. De las tres fuentes, el diapasón es el que produce el tono más sencillo, que en este caso está formado casi exclusivamente por vibraciones con frecuencias de 440 𝑧. Debido a las propiedades acústicas del oído y las propiedades de resonancia de su membrana vibrante, es dudoso que un tono puro llegue al mecanismo interno del oído sin sufrir cambios. La componente principal de la nota producida por el piano o el violín también tiene una frecuencia de 440 𝑧. Sin embargo, esas notas también contienen componentes con frecuencias que son múltiplos exactos de 440 𝑧, los llamados tonos secundarios, como 880, 1.320 𝑜 1.760 𝑧. Las intensidades concretas de esas otras componentes, los llamados armónicos, determinan el timbre de la nota. FASE EXPRESIVA: Ahora si tengo el ánimo y mi instrumento de conocimiento claro sobre eventos sonoros. Mi deseo es de realizar ejercicios que me preparan para las pruebas de estado. A continuación se presentan una serie de razonamientos que con mi lógica: SELECCION0 LA OPCIÓN CORRESPONDIENTE. 108 Equipo Académico-Pedagógico. Área Ciencias Naturales y Educación Ambiental: Física. Colegios Arquidiocesanos de Cali. EJERCICIOS TIPO ICFES DE SELECCIÓN MÚLTIPLE. 1. Las ondas de agua, las de sonido y las que se propagan en un resorte o en una cuerda se consideran ondas mecánicas, ya que requieren para su movimiento: A. Ausencia de materia. B. Ausencia de energía. C. Un medio físico. D. El vacio. 𝑚 2. Las ondas de radio se propagan a 3 × 108 ; mientras que las ondas del sonido 𝑠 son más lentas son de 340 𝑚/𝑠. La voz de una emisión de radio se puede oír antes a 20.000 kms, de distancia, que en la parte de atrás del estudio donde se originó. Dicha diferencia de velocidad no dependerá de las: A. B. C. D. La amplitud de las ondas. La frecuencia de las ondas. El medio de propagación La longitud de onda. 3. Una onda con mayor amplitud, se mueve con la misma rapidez que una onda con una amplitud más pequeña a través de un medio dado, sin embargo la onda de amplitud mayor: A. Mayor rapidez presenta. B. Menor velocidad tiene. C. Transfiere mayor energía. D. Transfiere menor energía. 4. Para que una persona No escuche una fuente sonora, la intensidad debe ser menos 𝑤𝑎𝑡𝑡 . de 10−16 𝑐𝑚 2 . Entonces la distancia mínima que una persona debe alejarse de una fuente sonora puntual de potencia acústica 𝑃 = 4𝜋 × 10−10 𝑤𝑎𝑡𝑡. para No oírla es de un radio de: A. B. C. D. 100m 50m 20m 10m 5. El timbre del sonido se relaciona con: A. La frecuencia. B. El periodo. C. La fase. D. La amplitud. 6. El tono de un sonido, está en relación a: A. La diferencia de fase. B. La amplitud. C. La frecuencia. D. La rapidez. 7. La intensidad del sonido, con respecto a la onda, se relaciona con: A. La frecuencia. B. La energía. C. El período. D. La rapidez. 109 Equipo Académico-Pedagógico. Área Ciencias Naturales y Educación Ambiental: Física. Colegios Arquidiocesanos de Cali. GUÍA TALLER Nº 26. TIEMPO PREVISTO: La semana del ___ al __ de ______de 2011 (3 horas semanales). INSUMO: MOTIVACIÓN: Como se muestra en la figura es posible construir cuadrados con flechas: Si utilizo 7 flechas para construir 2 cuadrados y 10 para construir 3 cuadros Contesta: A. El número de fechas que necesito para construir 8 cuadros es: _________ B. El número de fechas que necesito para construir 15 cuadros es: ________ C. El número de fechas que necesito para construir 20 cuadros es: ________ D. El número de fechas que necesito para construir 100 cuadros es: _______ PROPÓSITO EXPRESIVO: Que yo interprete, argumente y proponga los conceptos del estudio del sonido, en la acústica. INDICADORES DE DESEMPEÑO: Sigo instrucciones y utilizo diferentes procedimientos en el planteamiento y solución de problemas que hacen referencia a energía, trabajo, electromagnetismo, ondas y óptica. FASE COGNITIVA: Conceptos sobre niveles de intensidad y Efecto Doppler. ESCALA DE NIVEL DE INTENSIDAD La fisiología del oído humano le permite acondicionarse a intensidades sonoras altas, sonoras bastante grandes, desde 10-12 w/m2 aproximadamente (normalmente toma como umbral de audición), hasta 1 w/m2 aproximadamente, donde se produce una sensación dolorosa en la mayoría de los individuos. Como este umbral sonoro para los humanos es demasiado amplio, se utiliza una escala logarítmica para describir el nivel de intensidad de una onda sonora. Desde el punto de vista de la intensidad, los sonidos pueden dividirse en fuertes y débiles. La intensidad depende principalmente de la presión sonora (intensidad), pero también del espectro de parciales y de la duración. La duración física de un sonido y la percibida están muy relacionadas aunque no son exactamente lo mismo. La duración percibida es aquel intervalo temporal en el que el sonido persiste sin discontinuidad. 110 Equipo Académico-Pedagógico. Área Ciencias Naturales y Educación Ambiental: Física. Colegios Arquidiocesanos de Cali. La escala logarítmica que se llama ESCALA DE NIVEL DE INTENSIDAD se define nivel de intensidad de una onda sonora como 𝜷 = 𝟏𝟎 × 𝒍𝒐𝒈 𝑰 𝑰𝒐 Se mide en decibelios dB. 𝑰; Intensidad de la onda sonora. 𝑰𝒐 ; Nivel de referencia de la intensidad, umbral 10-12 W/m². Por ejemplo: Si 𝑰 = 10-12 W/m² Por ejemplo: Si 𝑰 = 1 W/m² β = 0 dB umbral de audición. β = 120 dB umbral del dolor. 𝒘 Por ejemplo: Si 𝑰 = 10−𝟖 𝒎𝟐 entonces reemplazo en: 𝜷 = 𝟏𝟎 × 𝒍𝒐𝒈 𝑰 𝑰𝒐 𝒘 𝒎𝟐 = 𝟏𝟎 × 𝒍𝒐𝒈𝟏𝟎𝟒 = 𝟒 × 𝟏𝟎 = 𝟒𝟎 𝒅𝑩 𝜷 = 𝟏𝟎 × 𝒍𝒐𝒈 𝒘 𝟏𝟎−𝟏𝟐 𝟐 𝒎 Solución: 𝑰 = 𝟒𝟎 𝒅𝑩 Umbral auditivo 10−𝟖 Ahora Propongo como respuestas: 𝒘 1. Si la intensidad es de 𝑰 = 10−𝟐 𝒎𝟐 El nivel de intensidad sonora es: ____ 𝒘 2. Si la intensidad es de 𝑰 = 𝟏𝟎 𝒎𝟐 El nivel de intensidad sonora es: ____ 3. Si el nivel sonoro es de 90dB, su intensidad sonora es de: ________ Se piden que el sonido ambiental no supere los 55 dB de día y 35 dB de noche. 20 dB Cuchicheo (a 1 m de distancia); 30dB Casa tranquila; 60 dB es Conversación normal, tráfico normal es de 70 dB, calle animada 80 dB Tráfico intenso, comedor escolar es de 90 dB; Taller de maquinaria, discoteca, Taladro neumático (a 2 m de distancia), avión despegando son de 120 dB o más siendo umbral del dolor Se considera que hay contaminación sonora cuando el sonido supere los 70 dB durante prolongados intervalos de tiempo. La exposición prolongada a niveles de alta sonoridad puede acarrear problemas auditivos (perdida irreversible de la capacidad auditiva), irritabilidad, falta de concentración, estrés, fatiga, alteraciones del ritmo respiratorio, problemas digestivos… El problema es mayor en áreas urbanas (densidad de tráfico elevada) o cerca de los aeropuertos, locales de ocio (discotecas), centros de trabajo (industrias.). La contaminación acústica viene contemplada en las normativas de seguridad e higiene en el trabajo. 111 Equipo Académico-Pedagógico. Área Ciencias Naturales y Educación Ambiental: Física. Colegios Arquidiocesanos de Cali. EFECTO DOPPLER En ondas sonoras se refiere al cambio de frecuencia que sufren las ondas cuando la fuente emisora de ondas y/o el observador se encuentran en movimiento relativo al medio. La frecuencia aumenta cuando la fuente y el receptor se acercan y disminuye cuando se alejan. El proceso cuantitativo de este efecto se registra en la ecuación: 𝑓𝑜 𝐶 ∓ 𝑉𝑜 = 𝑓𝑓 𝐶 ∓ 𝑉𝑓 𝑓𝑜 : Frecuencia del observador; 𝑓𝑓 : frecuencia de la fuente; 𝐶: Velocidad de la onda sonora en el medio. Si es aire es de 340 m/s. 𝑉𝑜 : Velocidad del observador, es positiva si se acerca a la fuente. 𝑉𝑓 : Velocidad de la fuente, es positiva si se aleja del observador. Por ejemplo: Una ambulancia lleva su sirena encendida, cuya frecuencia es de 200hz y se cerca a una persona que se encuentra en la carretera a una velocidad de 72 km/h. La frecuencia que percibe la persona cuando se acerca la ambulancia es: ___________ Reemplazo en: 𝑓𝑜 𝑓𝑓 = 𝐶∓𝑉𝑜 𝐶∓𝑉𝑓 queda 𝑓𝑜 200𝑧 Solución: 𝑓𝑜 = 𝟐𝟏𝟐, 𝟓𝒉𝒛 = 𝑚 𝑠 340 +0 𝑚 𝑚 340 𝑠 −20 𝑠 despejo 𝑓𝑜 = 212,5𝑧 Ahora Propongo como respuestas: 1. Si la misma ambulancia a la misma velocidad se aleja de la persona, la frecuencia que percibe la persona es: __________ 2. Si la misma ambulancia a la misma velocidad, ambas se acercan, pero la persona lo hace a 4m/s, la frecuencia que percibe la persona es: __________ 3. Si la misma ambulancia a la misma velocidad, ambas se alejan, pero la persona lo hace a 4m/s, la frecuencia que percibe la persona es: __________ 4. Si la misma ambulancia a la misma velocidad, ambas se alejan, pero la persona lo hace a 4m/s, y percibe una frecuencia de 210hz. La frecuencia que emite la sirena de la ambulancia es: __________ FASE EXPRESIVA: Ahora si tengo el ánimo y mi instrumento de conocimiento claro sobre eventos sonoros. Mi deseo es de realizar ejercicios que me preparan para las pruebas de estado. A continuación se presentan una serie de razonamientos que con mi lógica: SELECCION0 LA OPCIÓN CORRESPONDIENTE. 112 Equipo Académico-Pedagógico. Área Ciencias Naturales y Educación Ambiental: Física. Colegios Arquidiocesanos de Cali. EJERCICIOS TIPO ICFES DE SELECCIÓN MÚLTIPLE. 1. Un avión emite un sonido al tiempo que avanza con una velocidad de 170 m/s. La velocidad del sonido es 340 m/s. De las siguientes gráficas la que representa la relación entre la posición del avión y los frentes de onda es: RESPONDA LAS PREGUNTAS 2 A 4 DE ACUERDO A LA SIGUIENTE INFORMACIÓN. Dos estudiantes de uno de los colegios Arquidiocesanos, del grado once, de nombre Carlos y Patricia, analizando la contaminación por ruido ocurrida en su colegio. Realizan un experimento. Emplean los siguientes procesos: I. Toman tres lugares donde exista diferente intensidad de ruido: Salón de clase, el patio y la biblioteca. II. Ambos se colocan a muy corta distancia, uno frente al otro. III. Carlos habla en voz alta, mientras que Patricia se aleja lentamente de Carlos y se detiene cuando deja de oír a Carlos cuando habla. IV. Patricia mide la distancia que hay desde la posición de Carlos hasta el punto donde ella se detuvo. Toman los datos según la tabla. Lugar Distancia en metros. Salón de clase 3 Patio 1,5 Biblioteca 5 2. De los datos se puede concluir que el de mayor nivel de ruido esta en: A. El patio B. La biblioteca C. El salón de clase D. Por igual en todos los lugares. 3. Patricia al alejarse percibe una diferencia en la voz de Carlos. La cualidad del sonido que cambia es: A. Solo la intensidad B. Solo el timbre. C. El tono y la intensidad D. El timbre y el tono. 4. Según el efecto Doppler La frecuencia percibida por Patricia (𝑓𝑜 ) de la voz de Carlos (𝑓𝑓 ) cuando ella se aleja es: A. 𝑓𝑜 = B. 𝑓𝑜 = C. 𝑓𝑜 = D. 𝑓𝑜 = 113 𝑓 𝑓 ×(𝐶−𝑉𝑜 ) (𝐶+𝑉𝑓 ) 𝑓 𝑓 ×(𝐶+𝑉𝑜 ) (𝐶+𝑉𝑓 ) 𝑓 𝑓 ×(𝐶−𝑉𝑜 ) (𝐶−𝑉𝑓 ) 𝑓 𝑓 ×(𝐶+𝑉𝑜 ) (𝐶−𝑉𝑓 ) Equipo Académico-Pedagógico. Área Ciencias Naturales y Educación Ambiental: Física. Colegios Arquidiocesanos de Cali. GUÍA LABORATORIO Nº 27. TIEMPO PREVISTO: La semana del ___ al __ de ______de 2011 (3 horas semanales). Son procesos por donde se propaga energía sin transferir materia. Hay propagación de energía y materia. Eventos ondulatorios Son movimientos vibratorios transmitidos gradualmente y sucesivamente a diversos puntos, unidos entre sí por fuerzas de atracción. Son producidas por vibraciones de campo eléctrico y magnético. Son Ondas Cinemática Luz radiaciones electromagnéticas que puede ser percibido por el ojo humano Según su campo de acción Necesitan de un medio de propagación, ya sea elástico o inercial. Onda Mecánica Onda electromagnética No requieren de medio de propagación. La vibración de su campo se hace en forma perpendicular a la propagación de la onda. Según el movimiento de sus partículas Ondas Longitudinales Las partículas vibran en la misma dirección del movimiento de la onda 114 Ondas transversales Las partículas vibran perpendicularmente a la dirección de la velocidad de la onda. Equipo Académico-Pedagógico. Área Ciencias Naturales y Educación Ambiental: Física. Colegios Arquidiocesanos de Cali. PROPÓSITO EXPRESIVO: Que yo interprete, argumente y proponga sobre los datos obtenidos de una experiencia dentro de un laboratorio, acerca de eventos ondulatorios. Según el mentefacto conceptual sobre las ondas contesto. Clasifico los dibujos que aparecen a continuación según el campo de acción de las ondas y según el movimiento de sus partículas. 1. __________________________ __________________________ 2. __________________________ __________________________ 3. __________________________ __________________________ 4. __________________________ __________________________ 5. __________________________ __________________________ 6. __________________________ __________________________ 115 Equipo Académico-Pedagógico. Área Ciencias Naturales y Educación Ambiental: Física. Colegios Arquidiocesanos de Cali. Motivación: Dentro de los fenómenos característicos de las ondas se encuentra la reflexión, la refracción y la difracción. Estudiar estos fenómenos permite conocer con mayor profundidad a los sistemas que se representan por medio de ondas. Materiales: Cubeta de ondas, Linterna, Pliego de papel Bond, Regla, Bloques de madera de menor ancho que la cubeta. Hoja de vidrio de menor ancho y largo que la cubeta. Me pregunto: ¿Puedo identificar los tipos de ondas de acuerdo a su desplazamiento? Hipótesis: “Los fenómenos característicos de las ondas se observan utilizando medios gráficos”. Experimento: La cubeta de ondas es un recipiente de vidrio que permite la observación directa de algunos de los fenómenos característicos de las ondas. Coloco la cubeta encima de un pliego de papel bond. Lleno con agua a la cubeta hasta 3cms de profundidad e ilumino con la linterna la superficie del agua. Golpeo suavemente la superficie del agua con el borde de la regla y observo que sucede. 1. La dirección en que se propaga la perturbación es: ______________________________ 2. La forma de cada frente de onda es: __________________________________________ Ahora golpeó el agua con la punta de un lápiz. 3. La dirección en que se propaga la perturbación es: ______________________________ 4. La forma de cada frente de onda es: __________________________________________ Cuando la onda llega a las paredes de la cubeta, lo que observo es: _______________ _________________________________________________________________________ El fenómeno ondulatorio que ocurre en esta experiencia es: _______________________ Coloco el bloque de madera dentro de la cubeta, golpeo nuevamente la superficie de agua con el borde de la regla Qué observo cuando la onda llega al obstáculo: _____________________________________. Cómo considero la frecuencia de la onda cuando pasa por encima del nivel donde aparece el bloque: ____________________________________________________________________ Cómo considero la longitud de la onda cuando pasa por encima del nivel donde aparece el bloque: ___________________________________________________________________ 116 Equipo Académico-Pedagógico. Área Ciencias Naturales y Educación Ambiental: Física. Colegios Arquidiocesanos de Cali. El fenómeno ondulatorio de esta experiencia es: ________________________________ Ahora deposito los dos bloques pequeños dentro del agua, dejando un pequeño espacio entre ellos. Golpeo la superficie del agua de la misma forma que en los casos anteriores. Lo que observo cuando el frente de onda cruza el obstáculo es: ________________________. El tipo de frente de onda que observo es: __________________________________________ El fenómeno ondulatorio de esta experiencia es: _____________________________________ Coloco la lámina de vidrio dentro del agua y golpeo de forma similar a las anteriores ocasiones. Observo el perfil de la onda sobre la cara lateral de la cubeta. La forma que cambia la onda al pasar de la región más profunda a la menos profunda es_________________________________________________________________________ ___________________________________________________________________________ Conclusión: Si se puede verificar “Los fenómenos característicos de las ondas se observan utilizando medios gráficos”. Los fenómenos característicos de las ondas no sólo ocurren allí en la cubeta. Defino con mis palabras cada uno de los fenómenos característicos de las ondas vistos en el laboratorio. ___________________________________________________________________________ ___________________________________________________________________________ __________________________________________________________________________ ___________________________________________________________________________ ___________________________________________________________________________ ___________________________________________________________________________ ___________________________________________________________________________ __________________________________________________________________________ Escribo dos ejemplos de cada uno de los fenómenos característicos de las ondas vistos en la experiencia de laboratorio, que se evidencian en la vida cotidiana. ___________________________________________________________________________ ___________________________________________________________________________ ___________________________________________________________________________ ___________________________________________________________________________ ___________________________________________________________________________ ___________________________________________________________________________ ___________________________________________________________________________ __________________________________________________________________________ 117 Equipo Académico-Pedagógico. Área Ciencias Naturales y Educación Ambiental: Física. Colegios Arquidiocesanos de Cali. GUÍA TALLER Nº 28. TIEMPO PREVISTO: La semana del ___ al __ de ______de 2011 (3 horas semanales). INSUMO: MOTIVACIÓN: Contesto la pregunta de selección múltiple única respuesta. Realizo un texto de nueve reglones máximo donde enuncio el por qué selecciono dicha respuesta. En una bolsa se encuentran tres bolas blancas y siete verdes. De la bolsa se toma una bola, se examina su color y se retorna la bola a la bolsa. Cuando se realiza esta acción; El enunciado correcto es: A. Cuando tomo sólo una bola esta es verde. B. Si la primera bola que saco es blanca, es porque la segunda bola que selecciono será verde. C. Si repito el procedimiento descrito 10 veces, en las siete veces con certeza se sacarán bolas verdes. D. Si repito el proceso 200 veces, aproximadamente 140 veces podré sacar bola verde ______________________________________________________________________ ______________________________________________________________________ ______________________________________________________________________ ______________________________________________________________________ ______________________________________________________________________ ______________________________________________________________________ ______________________________________________________________________ ______________________________________________________________________ ______________________________________________________________________ PROPÓSITO EXPRESIVO: Que yo interprete, argumente y proponga los conceptos del estudio la naturaleza de la luz. INDICADORES DE DESEMPEÑO: Sigo instrucciones y utilizo diferentes procedimientos en el planteamiento y solución de problemas que hacen referencia a energía, trabajo, electromagnetismo, ondas y óptica. FASE COGNITIVA: Conceptos sobre la naturaleza de la luz. Una de las ramas más antiguas en el estudio de la física, comienza cuando el hombre trata de explicar el fenómeno de la visión, considerándolo como una facultad del alma que le permite relacionarse con el mundo exterior, esta es la Óptica. Algunas disciplinas del conocimiento como el atomista sostenían que la visión se produce porque los objetos emiten imágenes que salen de ellos y van al alma de la persona que los ve a través de sus ojos. Los pitagóricos manifestaban que la visión se produce por un fuego invisible que sale de los ojos, va hacia los objetos los toca y los explora 118 Equipo Académico-Pedagógico. Área Ciencias Naturales y Educación Ambiental: Física. Colegios Arquidiocesanos de Cali. Ya en el siglo XVII surgen propuestas científicas acerca de la luz, entre ellas por Isaac Newton y por Christian Huygens Las dos hipótesis son contradictorias entre sí y se llamaron teoría corpuscular de Newton y teoría ondulatoria de Huygens. Teoría corpuscular de Newton Manifiesta que la naturaleza de la luz está formada por partículas materiales, que llamó corpúsculos que son lanzados gran velocidad por los cuerpos emisores de luz. Permitiendo explicar los fenómenos de reflexión y refracción, además que la luz viaja en el vacío; pero no interferencia, difracción y polarización. Newton supuso que los corpúsculos eran muy pequeños en comparación con la materia y que se propagan sin rozamiento por el medio. Teniendo en cuenta esto, los corpúsculos chocaban elásticamente contra la superficie de separación entre dos medios, generándose la reflexión. En la refracción, al pasar la luz de propagarse por aire a hacerlo por agua, los corpúsculos atraídos, por el agua, eran acelerados al entrar en ella. Por tanto los corpúsculos variaban su dirección de propagación acercándose a la normal. Según esto, la velocidad de propagación de la luz en agua es mayor que en el aire. Por último también consideraba que los diferentes colores que formaban la luz blanca se deben a diferentes tipos de corpúsculos, cada uno responsable de un color. Teoría ondulatoria de Huygens Formuló que la luz consiste en la propagación de una perturbación ondulatoria del medio. Asumía que eran ondas longitudinales como las ondas sonoras. Se sabía que la luz puede propagarse en el vacío. Ingenia un medio muy sutil y de perfecta elasticidad que permita dicha propagación. Se le llama éter. Explicaba fácilmente fenómenos como reflexión y la refracción. Contra esta teoría se argumentaba que si era una onda debía haber fenómenos de difracción e interferencia que no se habían encontrado porque su longitud de onda es muy pequeña y que el resto lo explicaba la teoría corpuscular. La teoría corpuscular gozó de mayor aceptación, fundamentalmente por ser apoyada por Newton, aunque en el siglo XIX acabaría imponiéndose la ondulatoria En la actualidad se sostiene que la luz tiene una doble naturaleza, corpuscular y ondulatoria. Se propaga mediante ondas electromagnéticas y presenta fenómenos típicamente ondulatorios, pero en su interacción con la materia en ciertos fenómenos de intercambio de energía tiene carácter corpuscular. Nunca manifiesta las dos condiciones simultáneamente, en un fenómeno concreto o es onda o es corpúsculo. Pues la teoría cuántica, manifiesta que la luz son paquetes de energía llamados fotones o cuantos asociados a las vibraciones luminosas. FASE EXPRESIVA: Ahora si tengo el ánimo y mi instrumento de conocimiento claro sobre la naturaleza de la luz. Mi deseo es de realizar ejercicios que me preparan para las pruebas de estado. A continuación se presentan una serie de razonamientos que con mi lógica: SELECCION0 LA OPCIÓN CORRESPONDIENTE. 119 Equipo Académico-Pedagógico. Área Ciencias Naturales y Educación Ambiental: Física. Colegios Arquidiocesanos de Cali. EJERCICIOS TIPO ICFES DE SELECCIÓN MÚLTIPLE. 1. Cuando la luz blanca brilla en un objeto, se ve de color verde, es porque: A. B. C. D. Ésta absorbe toda la luz blanca y se hace más verde Se refleja la parte verde de la luz y absorbe más el resto. Ésta absorbe solamente la parte verde de la luz. Esto es propio de la luz verde. 2. El resultado de la superposición de ondas de dos o más ondas de luz en un medio generan el fenómeno de interferencia, luego del cual las ondas individuales: A. B. C. D. Cambian su longitud de onda. No son afectadas. Cambia su velocidad. Cambian su frecuencia. 3. La figura muestra la reflexión de un rayo de luz en una barrera. Se afirma que el ángulo de incidencia: A. B. C. D. Es menor al ángulo de reflexión Es el ángulo complementario al ángulo de reflexión. Es el ángulo suplementario al ángulo de reflexión. Es igual al ángulo de reflexión. 4. La luz NO polarizada oscila en muchos planos, mientras que la luz polarizada solo oscila en un plano. Esta polarización es posible porque la luz: A. B. C. D. Posee una sola longitud de onda. Es una onda transversal Es una onda longitudinal Es una onda polarizada. 5. La luz se refracta en la dirección de la normal cuando: A. B. C. D. Penetra a un medio más denso. Los ángulos de incidencia y refracción son congruentes. La propagación la realiza en un medio uniforme. Penetra en un medio menos denso. 120 Equipo Académico-Pedagógico. Área Ciencias Naturales y Educación Ambiental: Física. Colegios Arquidiocesanos de Cali. 6. La luz blanca al atravesar un prisma se descompone en un espectro de colores, a causa de: A. En la luz NO aplica el fenómeno ondulatorio de difracción. B. Cada color se presenta porque posee una naturaleza electromagnética diferente. C. Cada color posee una longitud de onda diferente. D. Los colores son fenómenos ondulatorios que requieren de un medio para propagarse. 7. Los espejismos son causados por las propiedades refractantes de la atmosfera, debido a que: A. B. C. D. En la luz NO ocurre el fenómeno de refracción. En la luz Se presenta el fenómeno de refracción solo en superficies oscuras. La atmosfera es uniforme, permitiendo la difracción de la luz. La forma NO es uniforme facilitando la refracción de la luz. RESPONDA LAS PREGUNTAS 8 A 9 DE ACUERDO A LA SIGUIENTE INFORMACIÓN. Los dos bombillos diferentes emiten luz monocromática, con la misma frecuencia. 8. Las ondas de luz correspondiente a cada bombillo, se afirma que: A. B. C. D. La velocidad de propagación de la luz del bombillo I es mayor. La luz emitida por ambos bombillos tiene la misma longitud de onda. La intensidad luminosa del bombillo II es menor. La longitud de onda de la luz emitida por el bombillo II es mayor. 9. La luz emitida por el bombillo II se enfoca y se hace pasar por un prisma. Se espera que la luz se: A. B. C. D. Polarice. Disperse. Refracte. Difracte. 10. Una luz se caracteriza por su frecuencia que NO cambia cuando pasa de un medio a otro. Si cierta luz tiene una longitud de onda de 𝜆 = 0,6µ en el vacío. La longitud de onda en un vidrio cuyo índice de refracción es 𝑛 = 1,5 es: A. B. C. D. 121 𝜆 = 0,2µ 𝜆 = 0,8µ 𝜆 = 0,6µ 𝜆 = 0,4µ Equipo Académico-Pedagógico. Área Ciencias Naturales y Educación Ambiental: Física. Colegios Arquidiocesanos de Cali. GUÍA TALLER Nº 29. TIEMPO PREVISTO: La semana del ___ al __ de ______de 2011 (3 horas semanales). INSUMO: MOTIVACIÓN: El espectro de Luz. En un libro de óptica Isaac Newton describe un experimento con el que pudo comprobar una característica especial de la luz. Para ello, Newton oscureció totalmente una habitación y permitió la entrada de un haz de luz a través de una pequeña ranura en las cortinas, que hacía llegar a una hoja de papel colocada frente a ella. Frente al rayo de luz obtenido colocó un prisma, y observo un extraño fenómeno: La luz atravesó el prisma pero al hacerlo lo hizo en forma de varios rayos de colores diferentes. Sus resultados los presentó con un dibujo como el que se aprecia a continuación. Con mi pensamiento de conocimiento adquirido, interpreto, argumento y propongo como respuestas a las preguntas: 1. A partir del resultado de la experiencia lo que manifiesto acerca de la naturaleza de la luz blanca es: ___________________________________________________ _________________________________________________________________ ___________________________________________________________________ _________________________________________________________________ 2. El fenómeno natural que nos muestra un espectro de luz como el de la experiencia se llama: ___________________ 3. La formación del arco Iris consiste en: ____________________________________ __________________________________________________________________ __________________________________________________________________ __________________________________________________________________ 4. Consulto en qué consiste el circulo cromático: ______________________________ ___________________________________________________________________ ___________________________________________________________________ ___________________________________________________________________ ___________________________________________________________________ ___________________________________________________________________ 122 Equipo Académico-Pedagógico. Área Ciencias Naturales y Educación Ambiental: Física. Colegios Arquidiocesanos de Cali. PROPÓSITO EXPRESIVO: Que yo interprete, argumente y proponga los conceptos del estudio la naturaleza de la luz y de la óptica geométrica. INDICADORES DE DESEMPEÑO: Sigo instrucciones y utilizo diferentes procedimientos en el planteamiento y solución de problemas que hacen referencia a energía, trabajo, electromagnetismo, ondas y óptica. FASE COGNITIVA: Conceptos sobre la naturaleza de la luz. La luz es la zona del espectro de radiación electromagnética que se extiende desde los rayos X hasta las microondas, e inclusive la energía radiante que produce la sensación de visión que va desde 350nm hasta aproximadamente 750nm. La óptica que se ocupa de la propagación y comportamiento de la luz, se divide para su estudio en la óptica física y la óptica geométrica, que se ocupa de la aplicación de las leyes de la reflexión y refracción de la luz al diseño de lentes y otros componentes de instrumentos ópticos, como los espejos. Un espejo plano es una superficie plana muy pulimentada que puede reflejar la luz que le llega con una capacidad reflectora de la intensidad de la luz incidente del 95% aproximadamente. Los espejos planos se utilizan con mucha frecuencia. En ellos veo mi reflejo, una imagen que no está distorsionada, pero virtual, ya que no proyectaría en ninguna pantalla. 𝐷𝑖𝑠𝑡𝑎𝑛𝑐𝑖𝑎 𝑜𝑏𝑗𝑒𝑡𝑜 = 𝐷𝑖𝑠𝑡𝑎𝑛𝑐𝑖𝑎 𝑖𝑚𝑎𝑔𝑒𝑛 Además 𝐴𝑙𝑡𝑢𝑟𝑎𝑜𝑏𝑗𝑒𝑡𝑜 = 𝐴𝑙𝑡𝑢𝑟𝑎𝑖𝑚𝑎𝑔𝑒𝑛 Los espejos esféricos pueden ser cóncavos y convexos. En los espejos cóncavos cuando Colocando un objeto delante de un espejo cóncavo, antes de la distancia focal, este formará una Imagen real de ese objeto, pero después de la distancia focal es virtual, mayor y derecha. 123 Equipo Académico-Pedagógico. Área Ciencias Naturales y Educación Ambiental: Física. Colegios Arquidiocesanos de Cali. FASE EXPRESIVA: Ahora si tengo el ánimo y mi instrumento de conocimiento claro sobre espejos . Mi deseo es de realizar ejercicios que me preparan para las pruebas de estado. A continuación se presentan una serie de razonamientos que con mi lógica: SELECCION0 LA OPCIÓN CORRESPONDIENTE. EJERCICIOS TIPO ICFES DE SELECCIÓN MÚLTIPLE. 1. Un rayo de luz incide sobre un bloque de hielo transparente que está colocado sobre un espejo plano. De los siguientes, el que representa adecuadamente el correspondiente esquema de rayos luminosos, es: 2. Un espejo cóncavo forma de un objeto O la imagen I. De los siguientes diagramas de rayos luminosos que partan de O hacia el espejo (F es foco y C centro de curvatura) Los que están bien dibujados son A. sólo el I y el II B. sólo el II C. sólo el III D. todos 3. Se tienen 2 espejos planos perpendiculares entre si, como indica la figura El número de imágenes de si mismo que ve un observador parado en el punto A es A. 2 B. 3 C. 4 D. 5 124 Equipo Académico-Pedagógico. Área Ciencias Naturales y Educación Ambiental: Física. Colegios Arquidiocesanos de Cali. 4. Un prisma de índice de refracción igual a 2,5 está conformado por un cristal cuya forma es un cuarto de cilindro, como muestra la figura. Cuatro rayos paralelos inciden sobre una de las caras planas. Los rayos cuyas trayectorias están incorrectamente dibujadas son: A. 1, 2 y 4 B. 2 y 3 C. sólo el 1 D. sólo el 2 5. El índice de refracción del cristal respecto al aire es igual a 4/3 (𝑛𝑐−𝑎 = 1,33). De los siguientes diagramas, que muestran rayos de luz incidiendo en uno u otro medio, el que está incorrectamente dibujado es: 6. Un espejo cóncavo forma de un objeto O la imagen I. La figura muestra varios rayos de los que partiendo del objeto, forman la imagen. De ellos los que no están adecuadamente trazados son (F es el foco y C el centro de curvatura) A. B. C. D. 125 Equipo Académico-Pedagógico. Área Ciencias Naturales y Educación Ambiental: Física. Colegios Arquidiocesanos de Cali. el 1, el 2 y el 3 el 2, el 3 y el 4 el 3 y el 4 el 3 GUÍA TALLER Nº 30. TIEMPO PREVISTO: La semana del ___ al __ de ______de 2011 (3 horas semanales). INSUMO: MOTIVACIÓN: Con la representación gráfica produzco un texto escrito a partir de mi observación que me permite interpretar y argumentar los diferentes modelos de textos gráficos y proponer una narración ____________________________________________________________________ ____________________________________________________________________ ____________________________________________________________________ PROPÓSITO EXPRESIVO: Que yo interprete, argumente y proponga los conceptos del estudio la naturaleza de la luz y de la óptica geométrica. INDICADORES DE DESEMPEÑO: Sigo instrucciones y utilizo diferentes procedimientos en el planteamiento y solución de problemas que hacen referencia a energía, trabajo, electromagnetismo, ondas y óptica. 126 Equipo Académico-Pedagógico. Área Ciencias Naturales y Educación Ambiental: Física. Colegios Arquidiocesanos de Cali. FASE COGNITIVA: Conceptos sobre lentes. Las lentes son medios transparentes limitados por caras paralelas, una de las cuales, al menos, no es plana. Hay dos grupos de lentes las convergentes y las divergentes. Las lentes Convergentes son más gruesas por el centro, Mientras que las divergentes, por los bordes. Los rayos incidentes deben pasar la lente para la formación de la imagen, que se basa su estudio en la Ley de Snell con respecto a la refracción de la luz. Las convergentes forman imagen real, lo que no ocurre con las lentes divergentes siendo imagen virtual Las lentes convergentes, que también son llamadas convexas reúnen los rayos incidentes de luz paralelos sobre un punto llamado foco. Las divergentes llamadas cóncavas abren los rayos incidentes de luz paralelos, en dirección al foco de posición real. Formación de una imagen en una lente convergente: Formación de una imagen en una lente Divergente: FASE EXPRESIVA: 127 Equipo Académico-Pedagógico. Área Ciencias Naturales y Educación Ambiental: Física. Colegios Arquidiocesanos de Cali. Ahora sí tengo el ánimo y mi instrumento de conocimiento claro sobre las lentes. EJERCICIOS TIPO ICFES DE SELECCIÓN MÚLTIPLE. 1. Entre 2 espejos planos paralelos hay un laser y una bacteria, como muestra la figura El rayo laser impactará en la bacteria para los ángulos q cuya tangente vale A. 𝑇𝑎𝑛𝜃 = B. 𝑇𝑎𝑛𝜃 = 2𝐿 𝑛𝑑 𝐿 2𝑛𝑑 C. 𝑇𝑎𝑛𝜃 = D. 𝑇𝑎𝑛𝜃 = 2𝑑 𝑛𝐿 𝑑 2𝑛𝐿 RESPONDA LAS PREGUNTAS 2 Y 3 DE ACUERDO CON LA SIGUIENTE INFORMACIÓN En un recipiente cilíndrico de paredes transparentes y delgadas, se ha disuelto en agua gran cantidad de sal. Después de mucho tiempo la sal se distribuye de tal forma que es más densa hacia el fondo, como insinúa la figura, lo cual trae como consecuencia que la velocidad de la luz va disminuyendo de la superficie hacia el fondo. 2. De los siguientes diagramas de rayos luminosos el incorrecto es: 3. Si en la situación anterior se cambiase la sal por otra sustancia tal que la velocidad de la luz va disminuyendo del fondo hacia la superficie, de los anteriores 4 diagramas, los incorrectos son: A. el A solamente C. el C y el D B. el B y el D D. el D solamente RESPONDA LAS PREGUNTAS 4 a 6 DE ACUERDO CON LA SIGUIENTE INFORMACIÓN Un objeto de 5cms de altura, está situado a 10,5cm de una lente convergente cuya distancia focal es de 10cms. 4. La posición de la imagen es: 128 Equipo Académico-Pedagógico. Área Ciencias Naturales y Educación Ambiental: Física. Colegios Arquidiocesanos de Cali. A. 15cm B. 18cm C. 21cm D. 25cm 5. Una de las características de la imagen es incorrecta: A. Es invertida B. De menor tamaño C. Virtual D. Real 6. La altura de la imagen es: A. -10cm B. -12cm C. 10cm D. -12cm RESPONDA LAS PREGUNTAS 7 a 9 DE ACUERDO CON LA SIGUIENTE INFORMACIÓN Un objeto se coloca a 20 cm de una lente, su imagen virtual se encuentra a 10 cm de la lente 7. La distancia focal de la lente es: A. 40 cm B. -15 cm C. -40 cm D. -20cm 8. La naturaleza de la lente es: A. Plano-convexo B. Plano- cóncavo C. Biconvexo D. Bicóncavo 9. La gráfica correcta es: B. A. Imagen Imagen Objeto Objeto F F F C. D . F Objeto Imagen Imagen Objeto F F 129 F Equipo Académico-Pedagógico. Área Ciencias Naturales y Educación Ambiental: Física. Colegios Arquidiocesanos de Cali. F ARQUIDIOCESIS DE CALI FUNDACIONES EDUCATIVAS ARQUIDIOCESANAS DISEÑO CURRICULAR COLEGIOS ARQUIDIOCESANOS PRUEBA PRE- EVALUACIÓN ICFES GRADO ONCE DE EVENTOS FISICOS TERCER PERIODO Propósito Expresivo: Que yo aplique los procesos vistos en clase, para interpretar y argumentar acerca de electromagnetismo y eventos ondulatorios: Sonido y óptica. CONTESTE LAS PREGUNTAS 1 y 2 DE ACUERDO CON LA SIGUIENTE INFORMACIÓN En dos bandejas 1 y 2 idénticas se sueltan dos piedritas a intervalos iguales de tiempo. La bandeja â está llena con agua y la bandeja 2 con miel. Simultáneamente se toman fotografías de cada bandeja. 1. La figura que mejor ilustra las formas de las ondas generadas en las superficie de los fluidos, es: 2. Comparando las características de las ondas generadas en el agua y en el aceite se puede afirmar que las que se generan en agua se propagan con: A. B. C. D. mayor frecuencia que las ondas en la bandeja 2 mayor longitud de onda que las ondas en la bandeja 2 igual longitud de onda que las ondas en la bandeja 2 menor rapidez que las ondas en la bandeja 2 3. Se generaron dos ondas circulares de igual amplitud (a) y frecuencia (f) en un lago. La figura 1 muestra las formas de las ondas en el lago. Los círculos representan las crestas de las ondas Un punto en el que se puede ubicar un minuto corcho de tal forma que no se mueva es A. 9 C. 4 B. 7 D. 3 130 Equipo Académico-Pedagógico. Área Ciencias Naturales y Educación Ambiental: Física. Colegios Arquidiocesanos de Cali. 4. Un camarógrafo aficionado filmó el momento en el que se producían dos descargas eléctricas entre tres esferas cargadas sujetas en el aire por hilos no conductores. La figura muestra un esquema aproximado de lo que sucedió, indicando la dirección de la descarga. De lo anterior es correcto afirmar que inmediatamente antes de la descarga, las esferas A. 2 y 3 estaban cargadas positivamente B. 2 y 1 estaban cargadas positivamente C. 3 y 1 estaban cargadas positivamente D. estaban cargadas positivamente RESPONDA LAS PREGUNTAS 5 A 7 DE ACUERDO CON LA SIGUIENTE INFORMACIÓN Una batería y tres bombillos se conectan como se ilustra en la figura: 5. Los tres bombillos son idénticos. Respecto a la intensidad luminosa ("brillo") de los bombillos es correcto afirmar que: A. la intensidad luminosa de A es mayor que la de B y la de B es mayor que la de C B. las intensidades luminosas de B y C son mayores que la de A C. las intensidades luminosas de B y C son iguales y menores que la de A D. las intensidades luminosas de A y B son iguales y mayores que la de C 6. Con relación a la diferencia de potencial entre los bornes de los bombillos, es correcto afirmar que en: A. B. A es mayor que en B y C los tres bombillos son iguales C. D. B es mayor que en A y C B y C son mayores que en A 7. El cable que va del bombillo A al C se corta en el punto 1. Con relación a la nueva situación, es correcto afirmar que: A. la intensidad luminosa del bombillo B aumenta y su diferencia de potencial permanece igual B. la intensidad luminosa del bombillo A aumenta y su diferencia de potencial aumenta C. las intensidades luminosas de los bombillos A y B aumentan y sus diferencias de potencial aumentan D. la intensidad luminosa del bombillo B aumenta y su diferencia de potencial aumenta Solución: 131 1 A B C D 2 A B C D 3 A B C D 4 A B C D 5 A B C D 6 A B C D 7 A B C D Equipo Académico-Pedagógico. Área Ciencias Naturales y Educación Ambiental: Física. Colegios Arquidiocesanos de Cali. ARQUIDIÓCESIS DE CALI FUNDACIONES EDUCATIVAS ARQUIOCESANAS REFERENCIAS BIBLIOGRAFICAS GUIAS TALLER ÁREA: CIENCIAS NATURALES Y EDUCACIÓN AMBIENTAL: Física DOCENTE RESPONSABLE: ANDRÉS CUELLAR – HERNÁN PRADA GRADO: Noveno GUÍAS TALLER BIBLIOGRAFÍA. PRADA HERNAN. Diseño de talleres y ejercicios de física. Física grado noveno. Año lectivo 2011-2012. Equipo Académico-Pedagógico de los Colegios Arquidiocesanos de Cali. Texto e Imágenes: Física y lenguaje. Pre-Icfes. 2006. Editoriales impresores Ltda. CaliValle. QUIROGA,CH. Jorge Curso de física Mecánica y termología. 1975. Decimocuarta edición. Medellín Colombia Editorial Bedout. DELGADO, María Cecilia – ESLAVA, Edgar. 1998. Aventura ciencias 7. Primera edición Santa fe de Bogotá Editorial Norma. CARVAJAL, S. Carmen Elisa – SALAZAR, M. Jaime. 1986. Taller de física I. Pag. 10 Primera edición. Bogotá Colombia. Educar Editores. ENRIQUEZ RUIZ, Elio – Ing. VASQUEZ VIDAL, Carlos Arturo – Lic. SARMIENTO LEDESMA, Atalivar – Ing. GUTIERREZ ABADIA, Alfredo - Lic: SALDOVAL, Fernando – Lic. MONDROGON Robert – Ing. VARGAS ASTUDILLO, Miguel Ángel – Lic. RUANO CALVACHE, John Bairo – Lic. PALACIOS ANZOLA, Mariano – Lic. MEJIA ALTAMIRANO, Luis Alberto – Lic. AGUDELO ACOSTA, Moisés. Lic. LOPEZ, Gloria Cecilia – Lic. CONCHA, Liliana – Lic. ORDOÑEZ, Sárica – Lic. BENAVIDEZ, Victoria – Lic. PEREA MONDRAGON, Inés – Lic. ARCE GRISALES, Freddy – Lic. SANCHEZ, Rosmery. 2006. CORPORACION UNIVERSITARIA.APOYO A LA UNIVERSIDAD DEL VALLE. G.I.Q. Física y lenguaje. Pre-Icfes. Editoriales impresores Ltda. Cali-Valle. CIBERGRAFÍA. http://www.icfesinteractivo.gov.co/sniee_ind_pre.htm http://www.portalplanetasedna.com.ar/principio01.htm http://www.entradagratis.com/2/5524/Mecanica-de-Fluidos-pag.4.htm http://www.icfesinteractivo.gov.co/sniee_ind_pre.htm 132 Equipo Académico-Pedagógico. Área Ciencias Naturales y Educación Ambiental: Física. 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Área Ciencias Naturales y Educación Ambiental: Física. Colegios Arquidiocesanos de Cali.
