CIENCIAS II (FÍSICA) EJE TEMA APRENDIZAJES ESPERADOS Materia, energía e interacciones. Interacciones Describe, explica y experimenta con algunas manifestaciones y aplicaciones de la electricidad e identifica los cuidados que requiere su uso. Analiza fenómenos comunes del magnetismo y experimenta con la interacción entre imanes. Describe la generación, diversidad y comportamiento de las ondas electromagnéticas como resultado de la interacción entre electricidad y magnetismo. Características del espectro electromagnético y espectro visible Cada uno de los objetos o materiales pueden emitir un espectro electromagnético y se trata de un rango de radiación que viaja en longitud de ondas que va desde los rayos gamma hasta las ondas de radio, parte del estudio del espectro electromagnético se basa en descubrir a qué velocidad viaja las ondas, con qué frecuencia y cuál es la longitud de onda que tiene durante su viaje por los diferentes medios o estados de la materia. El estudio del espectro electromagnético ha propiciado una gran cantidad de aplicaciones tanto en el hogar, medicina, telecomunicaciones, industria, etc. Actividad 4. Investiga en tu libro de texto más sobre sobre este tema y dibuja en el siguiente recuadro el esquema del espectro electromagnético. La luz como onda y partícula Una onda en términos de física es aquella que se propaga y es emitida por una perturbación, viaja de un medio a otro, puede realizar este movimiento por los diferentes estados de la materia y a diferente velocidad o frecuencia, Mientras que una partícula es denominada como la parte más pequeña de algo, más sin embargo existe una relación estrecha entre la onda y la partícula pues las ondas necesitan de la partícula para poder propagarse. Actividad 5. Elabora un proyecto informativo investigando en tu libro de texto, selecciona solo uno de los siguientes temas sugeridos y preséntalo a tus padres. Energías renovables y su uso. La importancia de las ondas electromagnéticas telecomunicaciones. Las tres leyes de Newton. en las Desarrolla en el siguiente recuadro un texto sobre el tema seleccionado, antes de darlo a conocer a tus padres. Inducción electromagnética Imán: Es un cuerpo o material que tiene la característica de contar con un campo magnético capaz de atraer o repeler. Magnetismo: Es el fenómeno físico mediante el cual se ejerce atracción o repulsión, existen materiales con mayor o menor capacidad magnética que se utilizan en la vida cotidiana. Electromagnetismo: Es la interacción de partículas cargadas con campos magnéticos y eléctricos. Electricidad: Forma de energía producida por la separación o movimiento de los electrones de los átomos. Se representa por la fuerza o intensidad que generada por un imán. El fenómeno de la inducción electromagnética es la producción de corrientes eléctricas mediante campos magnéticos variables, fenómeno que origina la producción de una diferencia de potencial eléctrico o voltaje en un medio o cuerpo expuesto a un campo magnético. Michael Faraday en 1831 descubrió que la inducción electromagnética puede ser agrupada en dos categorías: experiencias con corrientes y experiencias con imanes. En uno de sus experimentos Faraday conecto una bobina a un simple amperímetro ayudándole a descubrir el paso de corriente eléctrica. En 1820 Hans Oesterd movió una brújula cerca de un cable que conducía corriente eléctrica y notó que la aguja se movía hasta quedar en una posición perpendicular a la dirección del cable. Esto fue el nacimiento del electromagnetismo. Posteriormente el científico destacado Christian Oersted comenzó a encontrar contactos entre electricidad, magnetismo, luz y calor, fue el primer paso para la invención del generador o dínamo. El aparato creado por Oersted, fue muy sencillo pero importante. Actividad 1. Retomando la ley de las cargas nos dice que los polos con carga opuesta se atraen (positivo + negativo) y polos con la misma carga se repelen (positivo + positivo). En base a lo anterior completa el siguiente cuadro. CARGA CARGA Positivo Negativo Positivo Negativo Positivo REPELE O ATRAE Atrae Repele Positivo Atrae Actividad 2. Realiza uno de los 2 siguientes experimentos caseros con ayuda de tus padres. Experimento N° 1. Los papeles saltarines. El objetivo es ilustrar que los átomos tienen partes positivas y negativas. Materiales: Hoja de papel. Perforadora de papel o simplemente corte pequeños trozos de papel. Globo (escoge un tamaño que puedas sostener fácilmente en tu mano). Antes de iniciar el procedimiento ¿cuál es tu hipótesis de qué va a suceder? _______________________________________________________________ _______________________________________________________________ ______________________________________________________________ ______________________________________________________________ ______________________________________________________________ Procedimiento: Usa la perforadora para cortar de 15 a 20 pequeños círculos de la hoja de papel. Coloca los círculos de papel sobre una mesa y sepáralos. Infla el globo y amárralo. Frota el globo contra tu cabello, más o menos cinco veces (es importante que el cabello este limpio, seco y sin grasa). Acerca el globo después de frotarlo en tu cabello a los círculos de papel sin llegar a tocarlos ¿Cuál fue el resultado al acercar el globo a los círculos o pedazos de papel? ___________________________________________________________________ ___________________________________________________________________ ___________________________________________________________________ ___________________________________________________________________ ______________________________________________________________ El papel es un ejemplo de materia y toda la materia está formada por átomos. Cada átomo tiene un centro positivo y alrededor de él giran electrones con carga negativa. Al frotar el globo, este recoge electrones del cabello y adquiere un exceso de cargas negativas. La parte positiva de los círculos de papel es atraída por hacía el exceso de carga negativa del globo. Esta atracción entre cargas positivas y negativas es lo bastante fuerte como para vencer la fuerza de gravedad y los círculos de papel saltan hacia el globo. Realiza un dibujo de lo que sucedió o resultado que se obtuvo en el siguiente recuadro. Experimento N° 2. Cómo mover un palito de dientes sin tocarlo. El objetivo es mover un palillo de dientes que está en equilibrio sin tocarlo, ni tocar objeto alguno que esté unido a él. Materiales: Vaso de plástico transparente (de no contar con uno no es necesario utilizarlo). Palillo de dientes de manera de preferencia que tenga las puntas planas. Moneda. Globo. Antes de iniciar el procedimiento realiza una hipótesis de que crees qué sucederá, escríbelo: ___________________________________________________________ _______________________________________________________________ _______________________________________________________________ _______________________________________________________________ _______________________________________________________________ _______________________________________________________________ Procedimiento: Equilibra la moneda de modo que quede paralela. Coloca en equilibrio el palillo de dientes sobre la moneda. Cubre todo el conjunto en equilibrio con un vaso de plástico transparente (de no contar con el vaso omitir este punto). “Carga” un globo inflado varias veces contra tu cabello (tu cabello debe estar seco, limpio y sin grasas). Acerca el globo cargado al vaso de plástico, sin tacarlo y muévelo lentamente alrededor del vaso. (en caso de no contar con el vaso de plástico acerca lentamente el globo después de frotarlo en tu cabello el palillo de dientes equilibrado. ¿Cuál fue el resultado? ___________________________________________________________ __________________________________________________________ ___________________________________________________________ ___________________________________________________________ ___________________________________________________________ Toda la materia está formada por partes muy pequeñas llamadas átomos. Cada átomo tiene un centro positivo y alrededor de él giran electrones con carga negativa. Al frotar el globo, este recoge electrones del cabello y adquiere un exceso de cargas negativas. La carga se debe a que algunos electrones del cabello pasan de este al globo. Se necesita muy poca fuerza para poder mover el palillo de dientes en equilibrio. La fuerza de atracción entre el globo que tiene carga negativa y los centros positivos de los átomos en el palillo de dientes es lo bastante fuerza para moverlo. Realiza un dibujo que ejemplifique el resultado de tu experimento en el siguiente recuadro. El electroimán y aplicaciones del electromagnetismo Hoy en día y gracias a las aportaciones de diferentes científicos, una de las aplicaciones del imán y la electricidad es el determinado electroimán que consiste en pasar por un imán corriente eléctrica generando un electromagnetismo y su intensidad estará determinada por la cantidad de energía eléctrica que se administre. Las aplicaciones del electroimán son muy variables, son los componentes esenciales de muchos interruptores, en los frenos y embragues electromagnéticos de los automóviles, se usan en potentes en grúas para levantar pesados bloques de hierro y acero, y para separar magnéticamente metales en chatarrerías en centros de reciclaje. Los trenes de levitación magnética usan poderosos electroimanes para flotar sin tocar la pista, entre otras muchas aplicaciones más. Actividad 3. Con base al texto anterior anota en el siguiente recuadro qué aparatos electrodomésticos utilizan magnetismo y electromagnetismo. EJE TEMA Materia, energía e interacciones. Energía APRENDIZAJES ESPERADOS Analiza las formas de producción de energía eléctrica, reconoce su eficiencia y los efectos que causan al planeta. Analiza cambios en la historia, relativos a la tecnología en diversas actividades humanas (medición, transporte, industria, telecomunicaciones) para valorar su impacto en la vida cotidiana y en la transformación de la sociedad. Composición y descomposición de la luz blanca La luz blanca es aquella que emite el sol de manera natural, dependiendo de la hora o inclinación del sol será la intensidad de la luz. Está compuesta por una gama de colores imperceptibles para el ser humano, en el siglo XVIII el físico, matemático y astrónomo Isaac Newton realizó experimentos con prismas en los cuales proyectó un rayo de luz solar obteniendo como resultado el observar los colores que componen la luz blanca, los colores que pudo observar fueron rojo, anaranjado, amarillo, verde, azul, índigo y violeta. Actividad 1. Elaboración del disco de Newton, realiza esta actividad con ayuda o supervisión de tus padres. El objetivo es que observes qué colores componen la luz blanca. Materiales: Cartulina blanca, de contar con esta utilizarás un cartón con una hoja blanca pegada en ambos lados. Colores. Cordel o hilo. Regla. Compás. Procedimiento: Dibuja un círculo con el compás en la cartulina blanca de 16 centímetros de diámetro. Ya hecho el círculo hay que dividirlo en catorce partes utilizando tu regla, cada parte píntala de los colores que componen la luz blanca en el orden antes descrito, es preciso aclarar que son 7 colores los cuales pintarás dos veces, es decir pintarás los 7 colores en serie y al terminar la primera serie inmediatamente iniciarás de nuevo coloreando de nueva cuenta la serie de colores. Realiza el procedimiento anterior en el otro lado de la cartulina blanca de tal manera que los dos lados están pintados con los colores de la luz blanca. Con el compás crea 2 perforaciones al centro del círculo con una distancia de 2 centímetros uno de otro, es decir del centro del círculo tiene que medir un centímetro hacia la derecha y otro centímetro hacia la izquierda. Ya realizadas las perforaciones pasa el hilo o cordel el cual deberá de ser suficientemente largo para enrollar estirar (30 o 40 cm) por las perforaciones realizadas, une las 2 puntas del hilo o cordel y átalas. Coloca el disco coloreado en el centro del hilo o cordel, posteriormente tuerce el cordel sobre sí mismo, cuando observes que esté suficientemente torcido, toma los dos extremos del hilo o cordel y estira. Esto provoca que el disco coloreado empiece a girar, realiza este paso cada ver de manera más enérgica hasta que el movimiento del disco sea lo suficientemente rápido que se logre observa el color blanco en el disco. En el siguiente recuadro describe cuál fue tu experiencia durante la realización de la actividad y si pudiste observar que la unión de los colores produjo el color blanco.
