Guía Física 1.pdf 82e4u

Guía del maestro

la

Física

1

Yuri Posadas Velázquez

Brahim El Filali Elliot Arturo Ferral Padilla

Esta obra está protegida por los Derechos de Autor. No la reproduzcas sin permiso. Acude a [email protected]

Teléfono: 1946-0620 Fax: 1946-0655 e-mail: [email protected]

Creación editorial: David Morrison Dirección editorial: Claudia Medina Martínez Coordinación editorial: Maricela Castillo Valenzuela Coordinación diseño Textos: Cecilia Madrigal Jaimes Diseño de portada: Alejandro Espinosa Mejía Diseño de interiores: Juliana Porras Maldonado Cecilia Madrigal Jaimes Diagramación: Adrián Zamorategui Ilustración de portada: Alejandro Espinosa Mejía Ilustración de interiores: Adrián Zamorategui Fotografía de interiores: 123RF Corrección: Margarita del Carmen López Rojas Derechos reservados: © 2016 Yuri Posadas Velázquez Brahim El Filali Elliot Arturo Ferral Padilla © 2016 Editorial Progreso, S. A. de C. V. GRUPO EDELVIVES Emprende la Física 1. Guía del maestro Miembro de la Cámara Nacional de la Industria Editorial Mexicana Registro No. 232 ISBN: 978-607-746-439-6 Queda prohibida la reproducción o transmisión total o parcial del contenido de la presente obra por cualquier medio: electrónico o mecánico, incluso el fotocopiado, sin el consentimiento previo y por escrito del editor. Impreso en México Printed in Mexico 1ª edición: 2016 Se terminó la impresión de esta obra en diciembre de 2016 en los talleres de Editorial Progreso, S. A. de C. V. Naranjo No. 248, Col. Santa María la Ribera Delegación Cuauhtémoc, C. P. 06400, Ciudad de México.

Presentación Estimado(a) maestro(a):

Emprende la Física 1. Guía del maestro tiene el propósito de ofrecerle herramientas útiles para el desarrollo de la clase y la aplicación del enfoque por competencias. Esta obra incluye la propuesta pedagógica del libro del alumno, un apartado con orientaciones didácticas, las cuales comprenden una breve explicación sobre la Reforma Integral de la Educación Media Superior (riems), el enfoque por competencias, las habilidades del pensamiento, el manejo de las secuencias didácticas, la Estrategia Centrada en el Aprendizaje (eca), el proyecto emprendedor y los instrumentos de evaluación. Además se proporcionan cuestiones metodológicas y sugerencias pedagógicas para la práctica docente. En el apartado final de la guía se muestra una reproducción de las actividades del libro del alumno con sus respectivas respuestas. Esperamos que este material le sea de gran utilidad y confiamos en que con él su experiencia frente a la clase sea más relajada y fructífera. Le deseamos mucho éxito.

Los autores

Índice

Estructura didáctica ............................................................................................................................... 4 Propuesta pedagógica del libro del alumno ........................................................................ 8 Orientaciones didácticas..................................................................................................................... 10 Reforma Integral de la Educación Media Superior (RIEMS) y el enfoque por competencias....................................................................................................... 10 Habilidades del pensamiento........................................................................................................... 11 La secuencia didáctica........................................................................................................................ 13 La Estrategia Centrada en el Aprendizaje (ECA)........................................................................ 13 Proyecto emprendedor....................................................................................................................... 14 Instrumentos de evaluación.............................................................................................................. 15

Metodología de la investigación ................................................................................................... 16 Sugerencias pedagógicas para la práctica docente ......................................................... 20 Solucionario ................................................................................................................................................ 24

EMPRENDE LA FÍSICA 1. GUÍA DEL MAESTRO

3

Estructura didáctica La Guía del maestro tiene una estructura diseñada con base en las necesidades y requerimientos del lector e incluye:

DESCRIPCIÓN DEL LIBRO DEL ALUMNO Explica brevemente su estructura y la propuesta pedagógica que ofrece.

ORIENTACIONES DIDÁCTICAS Propuesta pedagógica del libro del alumno

Aborda la RIEMS, el enfoque por competencias, las habilidades del pensamiento, la secuencia didáctica, la ECA y los instrumentos de evaluación.

otras asignaturas. Cabe mencionar que en las actividades propuestas se mencionan las competencias genéricas con sus atributos y las competencias disciplinares básicas y extendidas que se desarrollan. En el libro del alumno los temas de cada asignatura se exploran de manera concisa, sin recurrir a una exposición exhaustiva, ya que el enfoque por competencias privilegia la capacidad del alumno para desarrollar sus propios conocimientos a partir de la búsqueda y el rescate de información por métodos personales.

El libro del alumno está estructurado de manera que los estudiantes, con cada actividad y desarrollo del tema, puedan aportar activamente en la construcción de su propio conocimiento. La obra incluye una tabla de contenidos en la que los profesores y estudiantes podrán visualizar con detalle la dosificación de los temas, las competencias genéricas y disciplinares que se desarrollan, los aprendizajes esperados, los instrumentos de evaluación y la transversalidad con otras asignaturas.

Con frecuencia será necesario que los alumnos lleven a cabo investigaciones en diversas fuentes documentales para ampliar sus conocimientos, lo cual se refuerza con las cápsulas Extiende, que sugieren páginas de internet para profundizar en los temas. Dentro del enfoque didáctico esto se da de manera natural, sin embargo, es papel del docente coadyuvar a que las lagunas de conocimiento o las dificultades de indagación se conviertan en esfuerzos y productos estructurados de investigación documental y conocimientos adquiridos.

La obra consta de tres bloques y en cada uno de ellos se trabaja una Estrategia Centrada en el Aprendizaje (ECA). La entrada presenta los aprendizajes, el proyecto y el tema integrador que se desarrollarán. Cada bloque inicia con una actividad para poner en juego las habilidades de pensamiento en el alumno, después se ofrece una lectura para desarrollar la comprensión lectora y una evaluación diagnóstica. Es importante que el alumno tenga conocimiento de que no será calificado por el resultado de esta evaluación, que tiene como propósito ofrecer al profesor un diagnóstico inicial acerca de los conocimientos previos con que sus estudiantes inician el curso. Se sugiere que al finalizar el bloque, el alumno revise cuáles fueron sus respuestas a la evaluación diagnóstica y valore si podría contestarlas adecuadamente en ese momento.

Orientaciones didácticas Con la Reforma Integral de la Educación Media Superior (RIEMS) los docentes enfrentan nuevos retos, uno de los cuales es organizar un marco curricular común con base en los desempeños de las competencias genéricas, disciplinares y profesionales; así como “enseñar a aprender” y estructurar los saberes, proporcionando aprendizajes significativos para que los alumnos puedan contextualizarlos y aplicarlos en su vida cotidiana.

A lo largo del bloque se podrán encontrar sugerencias para aplicar diversos instrumentos de evaluación, entre los que destaca el portafolio de evidencias como un recurso útil para que el alumno deje un registro de sus logros a lo largo del semestre, y una sugerencia de rúbrica, lista de cotejo o guía de observación para evaluar las evidencias de aprendizaje. Todo lo anterior se complementa con cápsulas de información, glosario y transversalidad.

El papel del maestro es fundamental para ayudar al alumno a consolidar su formación, tal como lo ha previsto el Sistema Nacional del Bachillerato (SNB); por tal motivo, la Guía del maestro de la serie Emprende le proporcionará las herramientas necesarias para complementar su trabajo en el aula.

Al final del bloque los profesores encontrarán una recapitulación para rescatar los conceptos clave y una evaluación para determinar los aprendizajes adquiridos; además, tendrán la oportunidad de trabajar con sus alumnos un proyecto emprendedor cuyo objetivo es desarrollar la creatividad, la gestión y el emprendimiento. El tema integrador y la comunidad de indagación darán soporte a este proyecto. El docente contará con diversos instrumentos de evaluación que permiten a los alumnos hacer una reflexión metacognitiva de su desempeño.

Después se hace una exposición concisa de los temas que indica el programa oficial, y éstos son desarrollados en clases, en cada una de las cuales se trabaja una secuencia didáctica que especifica el momento correspondiente: la apertura (Desprende), el desarrollo (Emprende) y el cierre (Aprende).

Reforma Integral de la Educación Media Superior (RIEMS) y el enfoque por competencias Sin importar el subsistema de Educación Media Superior (EMS) que curse un estudiante, su propósito fundamental es brindarle una educación integral a partir de la adquisición de conocimientos, habilidades, actitudes y valores, de manera que el individuo se consolide como persona, y que, a partir de esto, pueda tener a la educación superior. De aquí que el enfoque educativo esté basado en competencias.

En algunas propuestas de la metodología constructivista se ha suprimido la evaluación cuantitativa de los conocimientos adquiridos por los alumnos. Después de algunos años se ha tenido que estructurar una evaluación que permita conocer con mayor precisión el conocimiento de los alumnos junto con sus habilidades y el dominio de las técnicas propias de cada asignatura. Esto ha beneficiado a los profesores que tenían ciertas dificultades para conseguir una evaluación más objetiva y que permitiera mediar el desempeño y los conocimientos de sus alumnos. Gracias a ello, actualmente se acepta de manera generalizada la aplicación de evaluaciones sumativas que otorguen una “calificación” a los estudiantes.

En la apertura de cada tema se propone una actividad para recuperar e identificar los saberes previos; en el desarrollo se intercala la información con otras actividades que incorporan y estructuran los nuevos saberes; el cierre está acompañado de una actividad cuya intención es aplicar los saberes en diferentes contextos e identificar los aprendizajes obtenidos a lo largo de toda la ECA. La exposición de conceptos siempre se intercala con actividades que el alumno efectuará de manera individual, en pareja, por equipos o de manera grupal, que fomentan el trabajo colaborativo y de ayuda mutua, así como la reflexión individual y el desarrollo de un aparato crítico. La interacción del estudiante con sus compañeros le permitirá ejercitar tanto su capacidad analítica como la presentación de argumentos y la obtención de conocimientos mediante debates, mesas redondas, consensos, entre otros.

En 2008 se estableció la Reforma Integral de la Educación Media Superior (RIEMS) y se creó el Sistema Nacional del Bachillerato (SNB), que estableció el perfil general de egreso a partir de un Marco Curricular Común (MCC) por competencias genéricas. Esta reforma respeta las características de los subsistemas en cuanto a sus planes y programas para la elaboración de competencias genéricas, disciplinares (básicas y extendidas) y profesionales. Pero, ¿qué es una competencia? De manera sencilla podemos decir que es un conjunto de conocimientos, habilidades y actitudes que un individuo podrá aplicar en diferentes situaciones de su vida cotidiana.

Los profesores encontrarán varios recursos de evaluación que pueden aplicar o tomar como modelo para diseñar alguno que los alumnos desconozcan. Dentro de estos recursos destaca la autoevaluación, en la que el alumno tiene la posibilidad de conocer y reflexionar, de manera individual, cuánto sabe, cómo lo logró y cuáles son los puntos débiles a los que debe prestar atención para mejorar su desempeño. Como ya se mencionó, la autoevaluación permite un ejercicio metacognitivo sin el cual los alumnos no serían capaces de aprender a aprender ni de valerse por sí mismos en términos intelectuales.

Cada actividad plantea situaciones de aprendizaje y motiva la creación de un ambiente óptimo y favorable mediante la promoción de diversos valores y actitudes que permiten una mejor comprensión de los contenidos y su relación con su entorno, lo mismo que con

Educar por competencias no sólo sugiere que el alumno construya conocimientos, sino que también desarrolle el desempeño; de tal manera que estas competencias favorezcan la formación de aprendizajes para toda la vida y sean útiles para los estudiantes en contextos concretos, como su vida académica, social, profesional o laboral. A continuación se explican las competencias que se incluyen en el MCC.

Competencias genéricas

8

EMPRENDE LA FÍSICA 1. GUÍA DEL MAESTRO

9

Aplican para todos los egresados de la EMS. Son competencias clave porque se necesitan a lo largo de la vida, transversales por ser relevantes en todas las disciplinas, y transferibles porque refuerzan la capacidad de los estudiantes para adquirir otras competencias. Entre estas competencias genéricas se encuentran las categorías siguientes: • Se autodetermina y cuida de sí mismo. • Se expresa y se comunica. • Piensa crítica y reflexivamente. • Aprende de forma autónoma. • Trabaja en forma colaborativa. • Participa con responsabilidad en la sociedad.

10

Metodología de la investigación

• La personal • La profesional • La social

La justificación personal debe responder a las siguientes preguntas:

Etapas de la investigación cuantitativa

Por otro lado y con base en una perspectiva de investigación cualitativa, la finalidad es la de comprender una realidad en sus aspectos particulares como resultado de un proceso generacional o histórico, con un sentido lógico y el sentir de la sociedad participante. Acercamiento previo a la realidad que se va a estudiar.

Fases de la investigación cualitativa • Exploratoria. Se documenta y se revisa toda la documentación que representa la realidad que será objeto de la investigación. Se observa con antelación la realidad a investigar. • Mapeo. Acercamiento a la realidad social a investigar, se identifican los actores o participantes, eventos, situaciones, variaciones de tiempo y lugar. • Muestreo. Selección de los elementos a investigar en una primera etapa, elección de los que más aportarán a la investigación. • Muestreo abierto. Guía a elección del muestreo; puede ser intencional y sistemático o fortuito. • Muestreo relacional-fluctuante. Identifica las diferencias en el nivel dimensional; puede ser deliberado o sistemático. • Muestreo discriminatorio. Codificación selectiva; maximiza las oportunidades para verificar la argumentación.

¿Por qué me interesa ese tema? ¿Vale la pena investigarlo? ¿En qué nivel domino el tema o cuánto me he informado acerca de éste? ¿Qué beneficios personales traería a mi vida o a mi desarrollo personal esta investigación? ¿Tiene el peso suficiente para convertirlo en un trabajo de investigación? ¿Qué beneficios conlleva mi tema de investigación para la comunidad donde vivo o para la sociedad en general? • ¿De qué manera se encuentra involucrada la sociedad en el tema de investigación? • ¿Qué problema se resolvería con la investigación?

Algunos autores consideran que el tratamiento del problema reúne la justificación del tema, los objetivos, el marco de referencia, el marco conceptual, el marco histórico, la hipótesis, y la selección de las técnicas u obstáculos posibles al trabajo. Kerlinguer22señala algunos criterios para plantear adecuadamente un problema de investigación: • Debe expresar una relación entre dos o más variables. • Debe estar formulado correctamente, sin ambigüedades, como una pregunta. • Debe considerar la prueba empírica, esto es, puede observarse de alguna manera en la realidad.

Reglas para la elección de un tema de investigación.

16

El tema debe corresponder a los intereses personales. Deben existir fuentes de información accesibles (al alcance del investigador). Fuentes de lectura sencillas y entendibles. La metodología de investigación debe constar de etapas que domine el investigador. No debe ser un tema muy explorado. Tampoco debe ser un tema trillado. El tema debe corresponder a la asignatura que se esté trabajando.

Sugerencias pedagógicas para la práctica docente

Para presentar la definición del problema, Méndez33recomienda: • Revisar los puntos de la delimitación del tema. • Iniciar un diagnóstico de la situación actual (síntomas). • Identificar los hechos que originan la situación mencionada (causas). • Con los síntomas (variables dependientes) y las causas (variables independientes) ya identificados, hacer un relato de la situación actual (diagnóstico). • Inferir que las situaciones identificadas persisten y qué podría pasar (pronóstico). • Buscar alternativas sobre lo que hay que hacer para que el pronóstico no se cumpla. • Redactar con coherencia los puntos anteriores para culminar con una pregunta general en la que se incluya todo lo que se propone conocer en el proceso de investigación. Esa pregunta es la formulación del problema.

Pasos para el desarrollo de una investigación 1. Elección del tema de investigación Un tema de investigación puede generarse a partir de la observación personal, la lectura o revisión de bibliografía, la experiencia laboral o estudiantil, y las revistas hechas por especialistas o expertos de algún tema en especial.

Fortalece el buen desarrollo de los proyectos emprendedores.

• • • • • •

• Formulación. Acción con la que inicia la investigación, precisa y explica lo que ha de investigarse, además de qué y por qué se va a investigar. • Diseño. Plan flexible de cómo se realiza la investigación, en qué circunstancias, modo, tiempo y lugar. • Ejecución. Inicio observable de la investigación, despliegue de estrategias de acción. • Cierre. Sistematización progresiva del proceso y los resultados de la investigación, en el que se origina del primer análisis de la información recolectada en una primera etapa.

• • • • • • •

METODOLOGÍA DE LA INVESTIGACIÓN

2. Justificación del tema elegido Es la sustentación que se prepara en cuanto a la trascendencia que tiene la resolución del tema planteado bajo tres perspectivas.

Se puede afirmar que hay dos formas principales de desarrollar una investigación: cualitativa y cuantitativamente; la elección depende de la intencionalidad de la investigación. En este sentido, la metodología cuantitativa se centra en la explicación y en la predicción y perspectiva objetiva.

En el siguiente apartado se proporcionan algunas sugerencias que pueden aportar elementos para llevar a cabo la práctica docente, como identificar el tipo de población, generar una planeación argumentada, elaborar las estrategias de aprendizaje y la manera de evaluarlas.

El contexto de los alumnos Es importante para el docente identificar la población que atiende. Para ello es recomendable acercarse con el personal autorizado que tenga la información más específica de la población que ingresa a la institución; si no es posible, se identifican elementos esenciales que pueden generar información, entre los que destacan:

3. Definición de los objetivos de la investigación Redacción de los objetivos: El objetivo es la definición de los alcances del trabajo, es aquello que se portará con la elaboración del documento.

• Infraestructura dentro del centro educativo. Hace referencia a todos los recursos materiales que tiene la institución y si éstos son suficientes para atender a la población que ingresa. • Infraestructura con la que cuenta el entorno. Se refiere a qué tipo de situación económico-social se puede identificar fuera de la institución.

2 3

Calderón, Verónica, Manual para la elaboración de tesis de posgrado, UNITEC, 1999, p. 16. Ibídem. p. 17.

EMPRENDE LA FÍSICA 1. GUÍA DEL MAESTRO

• Interacciones con la comunidad. Permiten conocer cuál es la relación que tiene la institución con su población académica y con los padres de familia, instituciones o personas que puedan generar competencias oportunas para la conformación del perfil de los estudiantes.

17

• Nivel socioeconómico de los estudiantes. Refleja las características de los alumnos que ingresan, como su edad, su sexo y la información económica de la familia del estudiante. • Contexto escolar y emocional del estudiante. Se debe reconocer la historia académica del alumno, así como identificar los valores, aspiraciones, motivaciones o impedimentos que el alumno tiene para alcanzar sus metas.

Planeación argumentada El elemento esencial del docente en su práctica cotidiana es la planeación, en la cual se definen los objetivos de los contenidos de aprendizaje; esto es, todo aquello que debe aprenderse, no sólo en el concepto mismo, sino en todo aquello que posibilite el desarrollo de capacidades motrices, afectivas, de relación y otras que haya identificado a partir de su contexto, pero en las que, además, se expresen los mecanismos de enseñanza como las estrategias y los procesos de evaluación.

SUGERENCIAS PEDAGÓGICAS PARA LA PRÁCTICA DOCENTE Abordan la importancia de conocer el contexto de los alumnos, la planeación argumentada, las estrategias de aprendizaje y su evaluación.

4

La planeación de clase surge de un marco curricular en donde se encuentran los planes y programas de estudio del nivel académico determinado. En el caso del nivel medio superior, en la modalidad tecnológica, existen planes que cuentan con asignaturas básicas y de formación profesional, por lo que la asignatura que el docente imparta definirá los contenidos académicos necesarios que los alumnos deberán saber. De esta asignatura específica los docentes planean los contenidos de un semestre.

20

El solucionario ofrece las respuestas de las actividades planteadas en el libro del alumno.

Aprendizajes

¡ATIENDE!

• Aprenderás qué es la Física y cuáles son sus distintas disciplinas.

CLASE Páginas 17-19

• Aprenderás los conceptos de magnitud escalar y magnitud vectorial.

En esta sección realizarás actividades para desarrollar tu autoestima y algunas habilidades del pensamiento. Haz lo que se pide.

Sugerencia didáctica Motive a los alumnos para utilizar su pensamiento creativo explorando y buscando alternativas de solución en diversos problemas para ejercer acciones acordes a las necesidades de lo que se requiere.

• Aprenderás a reconocer los distintos tipos de movimiento.

2. Observa las imágenes, describe el movimiento que se presenta en cada caso Respuesta abierta (R.A.)

BLOQUE

1

Tema integrador La Física también es emprendedora.

Indica los aprendizajes esperados, el proyecto y el tema integrador a desarrollar.

• Estudiarás los distintos tipos de movimientos en una, dos y tres dimensiones, sin atender a las causas que los originan.

Proyecto Construcción de juguetes didácticos de resorte.

ECA Movimiento en una, dos y tres dimensiones

ENTRADA DE BLOQUE

1

1. ¿Identificas con claridad tus gustos y habilidades? Descríbelos ¿Cómo relacionas tus gustos y habilidades con tus intereses? Respuesta libre (R.L.)

• Reconocerás las distintas magnitudes fundamentales y derivadas.

Localizan la actividad en el libro del alumno.

a)

b)

a) Movimiento circular.

b) Movimiento circular uniforme.

c)

d)

c) Movimiento rectilíneo.

d) Movimientos rectilíneo y circular.

e)

f)

e) Movimiento parabólico.

NÚMERO DE CLASE Y PÁGINAS

f) Movimiento parabólico.

ETIQUETAS Señalan los momentos de la secuencia didáctica.

CLASE 36 Páginas 106-107

Fuerza 2 (Segunda Ley de Newton)

R.C. F 5 60 kg (0.55 m/s) 5 33.3 kg m/s

Atributo. Expresa ideas y conceptos mediante representaciones lingüísticas, matemáticas o gráficas.

CDB 6

1. ¿Cómo se relacionan la fuerza y el ímpetu? R.A. La fuerza es directamente proporcional al cambio que experimenta el ímpetu de un cuerpo o sistema. 2. ¿La fuerza aplicada sobre un cuerpo o sistema depende del tiempo? ¿Por qué? R.A. Sí. La fuerza es inversamente proporcional al tiempo en el cual el ímpetu de un cuerpo o sistema experimenta un cambio.

EMPRENDE CG 5

Atributo. Ordena información de acuerdo a categorías, jerarquías y relaciones.

R.C. v 5 F Δt/Δm 5 (900 N) (0.75 s)/(500 kg) 5 1.35 m/s 3. Toma videos en los cuales muestres experimentalmente los cambios en la velocidad y la masa de un sistema y preséntalas ante el grupo. Guarda tu video en un soporte digital e intégralo en el portafolio de evidencias. R.L.

Contesta lo siguiente.

RESPUESTAS

CDB 6

Sugerencia didáctica Pida a los alumnos filmar el choque o caída de un objeto que se desarme (sin romperse) después de la colisión.

Principios de conservación 1: ímpetu CG 5

1. Describe situaciones en donde puedas identificar cambios de velocidad sin alteración de la masa y, por tanto, de fuerza. R.L. Ejemplos: en la caída libre, pues lo único que cambia es la velocidad del cuerpo. En una colisión de bolas de billar que viajan a la misma velocidad y que poseen igual masa. 2. Realiza lo mismo para sistemas con masa variable, pero velocidad constante. R.L. Ejemplos: globo que pierde aire de manera paulatina, conservando su velocidad. Camión de carga que pierde una fracción de ésta.

R.L. Ejemplos: cohetes o misiles. Vehículos que pierden partes cuando chocan.

Atributo. Sigue instrucciones y procedimientos de manera reflexiva, comprendiendo cómo cada uno de sus pasos contribuye al alcance de un objetivo.

90

B2 FUERZA (DINÁMICA)

CDB 10

Contesta lo siguiente. 1. ¿Se puede calcular la velocidad con la cual es expelida una bola de billar conociendo las masas de las bolas y la velocidad de la que golpea? ¿Cómo?

Para estructurar una clase no debe perder de vista los componentes didácticos, como objetivos, contenidos, métodos, actividades, medios y recursos, lo mismo que los procesos de evaluación.

R.L. Sí. Se aplica el principio de conservación del ímpetu. 2. ¿Qué disciplinas conoces en las que se estudien los choques o colisiones?

QUEHACER DOCENTE

EMPRENDE

APRENDE CG 5

Atributo. Sigue instrucciones y procedimientos de manera reflexiva, comprendiendo que cada paso contribuye al alcance de un objetivo.

R.L. Por ejemplo, en la física de partículas es común estudiar las colisiones para descubrir nuevas partículas o identificarlas.

3. Por último, en situaciones donde cambien la masa y la velocidad.

Realiza las siguientes actividades en tu cuaderno.

CLASE 37 Páginas 108-111 QUEHACER DOCENTE

DESPRENDE

Realiza las siguientes actividades en tu cuaderno.

Muestran soluciones a las interrogantes planteadas.

Aportan propuestas para enriquecer las actividades.

2. ¿Cuál es la rapidez de una banda que inicialmente transporta 5 toneladas de mineral y sobre la que se ejerce una fuerza de 900 N, si en 0.75 s se cae 10% de la carga?

DESPRENDE CG 4

SUGERENCIAS DIDÁCTICAS

1. Encuentra la fuerza ejercida por una persona de 60 kg que corre y cambia su rapidez de 3 a 5 km/h.

CG 8 CDB 5

Atributo. Aporta puntos de vista con apertura y considera los de otras personas de manera reflexiva.

CDB 6

Realicen las siguientes actividades y contesten las preguntas. 1. En equipo, busquen imágenes de diferentes campos de la Física y otros en los cuales se estudien las colisiones, coméntenlas en el equipo y péguenlas en el siguiente espacio. R.L

EMPRENDE LA FÍSICA 1. GUÍA DEL MAESTRO

91

Propone sugerencias para mejorar la práctica docente.

EMPRENDE LA FÍSICA 1. GUÍA DEL MAESTRO

5

PROYECTO EMPRENDEDOR Describe el proyecto y se proponen sugerencias didácticas para su desarrollo.

EMPRENDE TU PROYECTO CLASE 22-23 Páginas 66-69

Para lograr el sentido de la práctica de aprendizajes basados en proyectos, es importante que el docente tenga claros los objetivos de la acción del proyecto, lo que implica una revisión global de la descripción de éste, que se encuentra al final de cada bloque. Para identificar la secuencia y el desarrollo de cada proyecto, el docente puede guiarse con los diagramas que se muestran al inicio de cada fase. En los bloques 2 y 3 los diagramas de flujo permiten identificar los alcances de cada etapa del desarrollo y el cierre del proyecto.

En el bloque 1 se describe el proyecto en su totalidad.

2

BLOQUE

BLOQUE

1

Los aprendizajes escolares son significativos cuando generan la posibilidad de acción en un espacio real; por ello esta sección Emprende tu proyecto está creada para potencializar los aprendizajes académicos, así como guiar a los alumnos en la aplicación de éstos en proyectos reales, que a su vez permitan sembrar en los alumnos una cultura emprendedora que vincule lo que se aprende con proyectos rentables a bajo costo.

Evalúo mi proyecto Identificar el impacto del cumplimiento del objetivo del proyecto, que se observará a través de la presentación del producto en la comunidad escolar.

¿Qué hacer? Construir juguetes didácticos de resorte a partir de los temas del bloque, usando la creatividad en el uso de diversos materiales para la construcción del mismo.

¿Cómo hacer? Descubriendo la capacidad innovadora a través de la ejecución y aplicación de los conocimientos físicos y generar un proyecto emprendedor en la construcción de juguetes de resorte.

3

Estado de mi proyecto Organizar los procesos de ejecución del proyecto considerando el tiempo a través de un cronograma de actividades.

Tema integrador: “La energía en los juguetes didácticos”.

Es importante que el docente revise cada fase para sensibilizar a los alumnos sobre la importancia del desarrollo del proyecto.

La imagen de espiral muestra el tema a desarrollar así como las fases a tratar en cada bloque. También indica que el proyecto puede seguir creciendo aun concluido y que puede ser considerado para trabajar en semestres subsecuentes.

58

1

2

3

4

5

FASE 2. DESARROLLA TU PROYECTO En esta sección que inicia con la revisión de las tareas emprendedoras, sugiera a los alumnos, como una actividad reforzadora, que consulten en su casa la página de internet “Tu plan de negocios paso a paso”, de tal manera que puedan resolver en clase, reunidos en equipo, la tabla del plan de negocios. Después de esta actividad se sugiere que los alumnos completen una tabla sobre “las características del funcionamien-

6

Construcción del prototipo de los juguetes didácticos.

Generación del prototipo de los juguetes didácticos.

Preparar la presentación de los juguetes didácticos de resorte.

TÉRMINO DE LA ACTIVIDAD Y EVALUACIÓN EN GRUPO

Presentación del video del producto.

Mostrar los juguetes didácticos a la comunidad escolar.

Muestra los puntos de inicio y fin de un proceso. Indica el proceso o paso de acción del proyecto. Hace referencia a la creación de un documento. Describe la preparación de las tareas, por lo que se centra en la descripción de la ejecución de la propuesta del proyecto. Especifica la creación de un material multimedia. Establece las instrucciones del trabajo. Identifica las operaciones a generar. Se refiere a mostrar a la población los productos generados. Son conectores de flujo que muestran la dirección que lleva este proceso.

TEMA INTEGRADOR

COMUNIDAD DE INDAGACIÓN

En cada bloque se especifica el nombre del tema integrador que se trabajará en clase y que está vinculado al desarrollo del proyecto en general, para ello se proponen lecturas de tratamiento encaminadas a la sensibilización del alumno. Antes de la lectura, el docente puede hacer algunas preguntas detonadoras sobre el conocimiento del tema y aclarar los conceptos para facilitar la comprensión del tema. Si en las actividades del tema integrador se sugiere la revisión de páginas de internet, pueden considerarse como actividades extraescolares, hacerlas en casa y revisar en clase, o bien, si existe algún impedimento para ello, puede solicitarse una investigación previa del tema por parte del alumno.

La comunidad de indagación no actúa por sí misma, sino que el docente debe establecer el ambiente propicio para que los alumnos puedan expresar sus puntos de vista. También es de suma importancia vincular lo que conocen de este tema con su experiencia de vida, de tal manera que los aprendizajes estén situados y sean significativos en su contexto real. Para ello se sugiere que la lectura o el ejercicio no se desvíen de su intención y posteriormente se dé paso al análisis, la reflexión y la crítica de las lecturas, así como a la resolución de los ejercicios, los cuales deben desarrollar procesos metacognitivos superiores, si bien el docente debe cuidar que no sobrepasen los tiempos establecidos para ello.

EMPRENDE LA FÍSICA 1. GUÍA DEL MAESTRO

B1 MOVIMIENTO EN UNA, DOS Y TRES DIMENSIONES

FASE 3. COMUNICA TU PROYECTO En esta tercera fase se describe la conclusión del video promocional, recuerde a los alumnos que éste debe tener características específicas: no ser mayor a tres minutos, dar mayor impacto a la imagen y al sonido (el cual debe tener música atractiva y acorde al juguete), mencionar las características atractivas del juguete y por qué se debe adquirir. Para el diseño de la página de internet en donde se hará difusión del video elaborado, si la escuela no cuenta con el servicio de internet, solicite a los alumnos que asistan a un espacio fuera de la escuela donde puedan elaborarla, para comprobar su creación los alumnos deben de llevar la impresión de las páginas del sitio para revisar si cumple con las características de ser atractivas, aunque el docente debe de darse a la tarea de revisar de forma externa al horario y salón de clases, el sitio y el funcionamiento de la misma. Es importante que el docente dé a conocer a los alumnos los puntos de la rúbrica para evaluar los resultados de su desempeño en la realización de su video y en el diseño de la página web, con la finalidad de que los alumnos conozcan los puntos de mejora para subsecuentes proyectos. Para la realización del evento final, sugiera a los alumnos que se organicen para la presentación formal del plan de negocios y del producto, solicite a los equipos que anoten en una hoja los roles de cada participante al momento de la exposición, de tal manera que se identifique organización en las tareas. 2. Describan la segunda parte de las características de su proyecto.

CARACTERÍSTICAS DE FUNCIONAMIENTO DEL JUGUETE

Habilidades que se desarrollan en su ejecución

Descripción de costos de materiales a utilizar

Costos de venta del producto

Estrategias de difusión del producto

Lugares de distribución del producto

3. Conjunten y den forma al informe del plan de negocios, incluyendo carátula y presentación.

4. Presenten bocetos a su maestro para la revisión de juguetes didácticos de resorte (es de suma importancia que en la fabricación de los juguetes se consideren materiales de reciclado o ecológicos). 5. Preparen a través de un video la promoción de sus juguetes, si es necesario pidan ayuda a su profesor para que les especifique las características. Este video pueden publicarlo en páginas como You Tube o diseñar una página web para promocionar el producto (Wix, Hispavista, etcétera).

EVALUACIÓN

EXTIENDE

Algunas fuentes de consulta para su proyecto:

Todos los pasos para elaborar un buen plan de negocio: http://goo.gl/Nvaq7l Cómo hacer un coche con botellas de plástico | Banda elástica coche accionado: http://goo.gl/KhgZjq

Proporciona sugerencias para identificar los alcances del aprendizaje.

6. Desarrollen su cronograma de entrega para la realización de sus actividades.

Programación a 3 semanas Actividad

Responsables

Recursos

Fecha de realización

Mes: 1

EVALÚO MI PROYECTO Y MI TALENTO

Como en todo proceso académico, la evaluación debe identificar los alcances y limitaciones de los aprendizajes obtenidos, además de establecer si el objetivo propuesto al inicio del proyecto ha sido logrado. Al final de los bloques 1 y 2 de la sección Emprende tu proyecto se incluye una autoevaluación parcial de los alcances del aprendizaje, en la cual el alumno identifica tres niveles de intervención: en el primero, el reconocimiento de los aprendizajes alcanzados y su disposición para contribuir a la construcción del conocimiento; en el segundo, la valoración de su actitud ante esta nueva experiencia mediante las actividades realizadas, y en el tercero la evaluación de sus competencias. Es recomendable que el docente destaque la importancia de este proceso para que el alumno responda de la manera más honesta, pues así mostrará su nivel de compromiso con el proceso de aprendizaje. En el bloque 3 tiene lugar una evaluación del proyecto que responde a los mismos criterios explicados anteriormente, por lo que también debe sugerirse al alumno que responda de manera responsable e identifique la importancia de los proyectos. También es recomendable que en esta etapa de cierre el docente aplique una evaluación verbal para que los alumnos expresen sus inquietudes y los aspectos que modificarían para mejorar los resultados obtenidos.

Evalúa los avances logrados en tu proyecto. Marca con una

Mes: 2

3

4

1

2

3

4

la casilla correspondiente.

EVALÚO MI PROYECTO Y MI TALENTO Aspecto

Sí

No

Los contenidos teóricos que me proporciona este bloque me permitieron fundamentar de forma clara el desarrollo de mi proyecto emprendedor. Las actividades fueron adecuadas para continuar el desarrollo de mi proyecto emprendedor. Participé con mis compañeros en las actividades sugeridas para la creación de mi propuesta emprendedora de esta sección.

EMPRENDE LA FÍSICA 1

123

Analiza el resultado final de tu proyecto y elige el nivel que alcanza en cada rubro de la evaluación. Anota los resultados en el espacio correspondiente. EVALÚO MI PROYECTO Completo 7-10

Criterio

Adecuado 3-6

Incompleto 1-2

Puntos

Adquisición de conocimientos necesarios para iniciar el proyecto emprendedor.

Los documentos trabajados en esta sección “Emprende tu proyecto” proporcionan totalmente el conocimiento básico para ser innovador y ser emprendedor.

Los documentos trabajados en esta sección “Emprende tu proyecto” proporcionan parcialmente el conocimiento básico para ser innovador y ser emprendedor.

Los documentos trabajados en esta sección “Emprende tu proyecto” no cubren el conocimiento básico para ser innovador y ser emprendedor.

Vínculo de la Física 1 con el proyecto emprendedor.

Las actividades realizadas en este proyecto se vincularon totalmente para desarrollar juguetes de resorte a través de la Física.

Las actividades realizadas en este proyecto se vincularon parcialmente para desarrollar juguetes de resorte a través de la Física.

Las actividades realizadas en este proyecto no se vinculan para desarrollar juguetes de resorte a través de la Física.

Desarrollo del trabajo colaborativo en las actividades del proyecto emprendedor.

Los conocimientos y Los conocimientos y Los conocimientos y actividades permitieron actividades permitieron actividades no fueron desarrollar totalmente las desarrollar parcialmente las suficientes para adquirir competencias emprendedoras, competencias emprendedoras, competencias emprendedoras, como la retroalimentación como la retroalimentación como la retroalimentación permanente respecto al permanente respecto al permanente respecto al desempeño de los desempeño de los desempeño de los del equipo. del equipo. del equipo.

Total Promedio

Analiza el resultado final de tu desempeño en la realización del proyecto emprendedor, evalúa tus alcances anotando 1 con menor alcance, 2 con mediano alcance y 3 con mayor alcance. EVALÚO MI TALENTO Criterios

Características

Puntos

Estuve totalmente dispuesto para construir mis propios aprendizajes con base en mis habilidades de investigación de contenidos sugeridos en este proyecto emprendedor.

Disposición para construir aprendizajes.

Actitud para realizar las actividades.

Desarrollé mis actividades con actitudes totalmente positivas, las cuales me permitieron ser innovador en el desarrollo y creación de juguetes de resorte a través de la Física.

Ejecución de competencias emprendedoras.

Apliqué totalmente mis competencias de cumplimiento de tareas, autoconfianza, capacidad comunicativa y uso en este proyecto emprendedor de las capacidades de conocimiento de mis compañeros.

Total RANGOS DE ALCANCE Inicial 1-3 puntos

Aprendiz 4-6 puntos

Avanzado 7-9 puntos

EMPRENDE LA FÍSICA 1

B1 MOVIMIENTO EN UNA, DOS Y TRES DIMENSIONES

Descripción del plan de negocio.

to del juguete”, pídales que realicen esa actividad en su libreta y posteriormente la transcriban en la computadora y la anexen a su plan de negocio. En la presentación de los bocetos que se solicita puede pedir a los alumnos que utilicen hojas de reúso o lo hagan en la libreta de apuntes.

FASE 1. PLANEA TU PROYECTO En esta sección los proyectos se vinculan con la cultura emprendedora, para ello el docente debe sensibilizar al alumno sobre la importancia de ser emprendedor en nuestra sociedad actual, que además es una demanda de la vida diaria en donde el alumno tiene la posibilidad de potencializar y profesionalizar sus conocimientos en la creación de ideas innovadoras rentables convirtiéndolas en un proyecto de vida laboral; en esta sección además se introduce al desarrollo del proyecto, es recomendable que el docente revise las preguntas del inicio para aclarar las dudas, además de hacer hincapié en que los aprendizajes logrados a lo largo del bloque se pueden ejecutar en su proyecto emprendedor. En el caso del Proyecto denominado Construcción de juguetes didácticos de resorte de la asignatura Física 1, es importante realizar un sondeo a través de preguntas abiertas sobre la física de los juguetes para identificar que el proyecto a realizar cuenta con objetivos específicos relacionados con la Física. Para la observación del video que se sugiere en este apartado, indique a los alumnos que realicen la revisión en casa para que seleccionen ideas principales con la finalidad de que en clase sólo compartan la información y respondan la pregunta del inciso a) del punto 1 de esta sección. Una forma de sensibilizar en este proyecto es aplicar, antes de iniciar el desarrollo de las características del mismo, la siguiente técnica: el docente primero debe buscar una música ligera y suave que sea de relajación, la cual se utilizará de fondo; en el salón solicite a sus alumnos que cierren los ojos y realicen respiraciones profundas, y se coloquen lo más cómodo posible durante un minuto de escucha de la música y la respiración profunda, identifique que todos estén en completo silencio y concentración de la actividad, después diga: “Ahora recuerdo mi niñez cuando jugaba con mis juguetes favoritos”, deje medio minuto para que se recuerde y recuerden las imágenes de sus juguetes, enseguida mencione: “veo ahora mis juguetes favoritos y observo cómo son”, dé medio minuto, y hágalos regresar a su presente, con la frase: “despido a mis juguetes pues estoy ahora en la escuela”, dé un espacio de medio minuto para que los alumnos entren nuevamente en su presente, postePROGRAMACION A CUATRO SEMANAS Mes Mes ACTIVIDAD RESPONSABLES RECURSOS rior a este tiempo pídales que respiren profundo, indíqueles 1 2 3 4 1 2 3 4 que den tres respiraciones profundas y abran los ojos; después de la aplicación de la técnica, pida a los alumnos que compartan sus experiencias en esta técnica y si recordaron sus juguetes, después de este ejercicio solicite al grupo que arme sus equipos de trabajo de proyecto, que comenten sus experiencias e inicien la resolución de la tabla de “Características del funcionamiento del juguete” del punto 3. Si no es posible filmar un juguete en movimiento se puede sugerir a los alumnos que revisen en casa las siguientes páginas de internet: https://www.youtube.com/ watch?v=mdSnvMy_M8E , https://prezi.com/iavzyfrcxo9b/ mecanismo-de-un-juguete-de-cueda/ para identificar el movimiento del resorte.

60

Tema integrador: “Generar impacto en nuestro proyecto emprendedor a través del uso de las herramientas para el éxito.”

¿Con qué hacer? Con el desarrollo de competencias para resolver problemas reales y de aplicación de estrategias a través de la capacidad comunicativa. Presentación del prototipo del producto: juguetes didácticos.

PROYECTO EMPRENDEDOR: CONSTRUCCIÓN DE JUGUETES DIDÁCTICOS DE RESORTE

Evalúo mi talento Reconocer los logros obtenidos en el desarrollo de mis competencias académicas y disciplinares en el aprendizaje de la Física.

PROYECTO EMPRENDEDOR: CONSTRUCCIÓN DE JUGUETES DIDÁCTICOS DE RESORTE

BLOQUE

¿Cuál es el objetivo? Desarrollar las competencias de Física 1 para resolver y proponer alternativas e impulsar en los alumnos la innovación, generando propuestas que induzcan a la creación de un negocio.

Los diagramas especifican los avances de cada proceso del proyecto a través de simbologías determinadas:

177

EMPRENDE LA FÍSICA 1. GUÍA DEL MAESTRO

61

59

INSTRUMENTOS DE EVALUACIÓN

Rúbrica Sugerencia didáctica

CLASE 24 Para evaluar los aprendizajes obtenidos en este bloque realiza lo que se pide.

SUGERENCIAS DIDÁCTICAS

Aclare a los alumnos que la puntuación que asignan mediante un número no es una calificación en sí, pero ayuda a identificar el alcance de sus aprendizajes.

Autoevaluación

Evalúa tu desempeño, elige la calificación que representa el nivel que alcanzaste, escríbela en la casilla correspondiente, súmalas y divide la cantidad entre 10 para obtener el promedio.

Sugerencia didáctica Lea todas las preguntas en voz alta con sus alumnos para que antes de responder resuelvan todas las dudas que puedan tener.

RÚBRICA DE DESEMPEÑO DEL BLOQUE 1

1. Subraya cómo evaluarías tu desempeño en lo que se refiere a tu participación, interés y atención durante el desarrollo de las actividades del bloque.

Pretenden que la evaluación de estos instrumentos sea significativa.

5 Excelente

4 Bueno

3 Regular

2 Suficiente

Aspecto

Adecuado (9-10)

Suficiente (6-8)

Inadecuado (0-5)

Comprendí qué es la Física y cuáles son sus distintas disciplinas.

1 Inadecuado

Comprendí los conceptos de magnitud escalar y magnitud vectorial.

2. En caso de que te hayas calificado con 1 o 2, contesta, ¿a qué crees que se deba dicho rendimiento?

Reconocí las distintas magnitudes fundamentales y derivadas.

Comprendí el concepto de vector.

3. ¿Qué medidas puedes tomar para mejorar tu desempeño?

Entendí las operaciones básicas de los vectores.

Aprendí a reconocer los distintos tipos de movimiento.

4. ¿Cómo consideras que pueden apoyarte tus compañeros y el profesor? Comprendí qué es el tiro vertical.

Entendí qué es la caída libre.

Resolví correctamente la mayoría de los ejercicios y respondí bien las preguntas.

5. ¿Qué planeas hacer para mejorar tu desempeño en el próximo bloque?

Realicé adecuadamente los experimentos propuestos.

Suma de puntos Total

62

EMPRENDE LA FÍSICA 1

B1 MOVIMIENTO EN UNA, DOS Y TRES DIMENSIONES

63

EVALUACIÓN PLANEA/PISA Lee el texto y contesta las preguntas posteriores rellenando el alveolo correspondiente.

La importancia de la física (1) La Física es una de las ciencias más importantes de la humanidad, es una de las que más ha contribuido a explicar la naturaleza del mundo que nos rodea. Se comprende como la disciplina que estudia las propiedades de la materia, la energía, el tiempo, el espacio y sus interacciones y transformaciones. El origen de esta disciplina se sitúa en la época en la que se hacía la interpretación natural de la filosofía, en la medida que los primeros pensadores de la historia se preguntaban también acerca de cuestiones ligadas a lo físico y lo natural: Aristóteles estudió la caída de los cuerpos, luego Ptolomeo indagó acerca de la naturaleza de la luz. (2) Prácticamente 1500 años después, Galileo Galilei y Nicolás Copérnico realizaron uno de los mayores aportes de la historia, al reafirmar la teoría planetaria heliocéntrica. La física a partir del siglo XVIII vivió un cambio muy notorio, y pasó a dividirse según el ámbito de aplicación: lo que se conocía hasta ese momento, atravesado completamente por la teoría de la gravitación universal, formó parte de la física clásica. Luego apareció la física moderna, encargada del estudio de la relatividad, mecánica cuántica, física de partículas. Por otra parte, la física contemporánea, los estudios de la actualidad, apuntan a conceptos más sofisticados y difíciles quizá de entender para la persona común, como la teoría del caos, la mecánica estadística, la nano-física o las redes complejas […].

(7) En síntesis, los logros de la Física se encuentran prácticamente en todas las invenciones que el hombre ha realizado, y se ha consagrado como el lenguaje universal y el paradigma teórico para tratar de comprender la naturaleza de los fenómenos de los que somos testigos, a diario (como la salida del sol) o de manera esporádica (como un Tsunami). FUENTE: Enciclopedia de clasificaciones, 2016, recuperado de: http://www.tiposde.org/fisica/873-la-importancia-de-la-fisica/

1. La intención principal del texto es: Dar a conocer el método científico. Explicar la importancia de la Física. Explicar algunas de las aplicaciones de la Física. Comprobar que la Física estudia la materia.

2. Fue el primer cambio paradigmático posterior a la concepción de la Física en la antigüedad: La teoría de la relatividad. La teoría del caos. La teoría heliocéntrica. La mecánica estadística.

3. Una disciplina que resulta indispensable para el estudio de la Física es: La Química. Las Matemáticas. La electrónica. La nano-física.

(3) […] La Física es una ciencia que necesariamente se complementa con las Matemáticas: de hecho, la expresión física lidia con la matemática y es imposible el estudio profundo de una sin la otra. También se relaciona en gran medida con la Astronomía, y la construcción de toda la tecnología astronómica tiene una mediación casi plena de la Física. Con la Biología y con la Química se relaciona en el proceso inverso, en el de la observación del mundo desde lo más diminuto. En ambos casos, el vínculo es a través de la ciencia de la óptica, la electricidad y el magnetismo, elementos básicos de la Física tradicional..

Contesta con tus propias palabras lo que se te pide.

(4)

2. ¿Qué utilidades tiene la Física en nuestras vidas?

Permanentemente las personas estamos en o con elementos desprendidos del estudio de la Física, tanto que no somos capaces de darnos cuenta hasta dónde ha llegado la aplicación de conceptos físicos. El tradicional ejemplo de la gran cantidad de cuentas y operaciones que deben hacerse para tomar los recaudos necesarios a fin de que un puente o un edificio no se venga abajo obedece a la variante más elemental de la Física, pero en verdad encontramos los principios de la Física en casi todos los ámbitos de la cotidianidad. (5) Los códigos de barras, que nos parecen tan comunes, la mensajería electrónica, los tratamientos médicos, y cualquiera de los aparatos cotidianos a los que recurrimos no hubieran sido posibles sin las aportaciones de la óptica, la electrónica o la mecánica. (6) La televisión se basa en rayos catódicos, mientras que un avión se rige por principios de aerodinámica, conocimientos a su vez desprendidos de la Física. Con respecto a las computadoras, sucede lo mismo, con un dato adicional: la combinación entre la evolución tecnológica y la Física contribuyó a la inmensa explosión que permitió que cualquier computadora de hoy supere ampliamente en todo aspecto a las primeras computadoras que se difundían en Nueva York durante la década de los setenta.

66

B1 MOVIMIENTO EN UNA, DOS Y TRES DIMENSIONES

RESPUESTAS PLANEA/PISA

4. Debido a lo siguiente se le considera a la Física como la ciencia fundamental: Porque estudia a los fenómenos naturales más básicos. Porque se relaciona con muchas otras ciencias. Porque el estudio que hace de los fenómenos naturales es fundamental para el desarrollo de la humanidad. Porque sus áreas de estudio son muy variadas.

Indican la solución a los reactivos planteados.

1. ¿Qué estudia la Física y cuál es su contribución? R.L. La Física estudia las propiedades de la materia, la energía, el tiempo, el espacio y sus interacciones y transformaciones. Su contribución es explicar la naturaleza del mundo que nos rodea.

R.L. Prácticamente, la mayoría de las máquinas, los dispositivos y las tecnologías que utilizamos se relacionan con alguna aplicación de la Física. 3. ¿Qué quiere decir el autor en el párrafo 4 cuando explica: “las personas estamos en o con elementos desprendidos del estudio de la Física, tanto que no somos capaces de darnos cuenta hasta dónde ha llegado la aplicación de conceptos físicos”? R.L. Que utilizamos cotidianamente diferentes aplicaciones de la Física, aun sin conocer que se desprenden de esta disciplina, ni conociendo los principios o leyes físicas en que se basan dichas aplicaciones. 4. La computadora fue inventada gracias a la unión de una ciencia y un fenómeno social, ¿cuál es este fenómeno y en qué consiste? R.C. El fenómeno social fue la evolución tecnológica y la combinación de éste con la Física provocó grandes avances en el desarrollo de las computadoras.

EMPRENDE LA FÍSICA 1

67

EMPRENDE LA FÍSICA 1. GUÍA DEL MAESTRO

7

Propuesta pedagógica del libro del alumno El libro del alumno está estructurado de manera que los estudiantes, con cada actividad y desarrollo del tema, puedan aportar activamente en la construcción de su propio conocimiento. La obra incluye una tabla de contenidos en la que los profesores y estudiantes podrán visualizar con detalle la dosificación de los temas, las competencias genéricas y disciplinares que se desarrollan, los aprendizajes esperados, los instrumentos de evaluación y la transversalidad con otras asignaturas. La obra consta de tres bloques y en cada uno de ellos se trabaja una Estrategia Centrada en el Aprendizaje (ECA). La entrada presenta los aprendizajes, el proyecto y el tema integrador que se desarrollarán. Cada bloque inicia con una actividad para poner en juego las habilidades de pensamiento en el alumno, después se ofrece una lectura para desarrollar la comprensión lectora y una evaluación diagnóstica. Es importante que el alumno tenga conocimiento de que no será calificado por el resultado de esta evaluación, que tiene como propósito ofrecer al profesor un diagnóstico inicial acerca de los conocimientos previos con que sus estudiantes inician el curso. Se sugiere que al finalizar el bloque, el alumno revise cuáles fueron sus respuestas a la evaluación diagnóstica y valore si podría contestarlas adecuadamente en ese momento. Después se hace una exposición concisa de los temas que indica el programa oficial, y éstos son desarrollados en clases, en cada una de las cuales se trabaja una secuencia didáctica que especifica el momento correspondiente: la apertura (Desprende), el desarrollo (Emprende) y el cierre (Aprende). En la apertura de cada tema se propone una actividad para recuperar e identificar los saberes previos; en el desarrollo se intercala la información con otras actividades que incorporan y estructuran los nuevos saberes; el cierre está acompañado de una actividad cuya intención es aplicar los saberes en diferentes contextos e identificar los aprendizajes obtenidos a lo largo de toda la ECA. La exposición de conceptos siempre se intercala con actividades que el alumno efectuará de manera individual, en pareja, por equipos o de manera grupal, que fomentan el trabajo colaborativo y de ayuda mutua, así como la reflexión individual y el desarrollo de un aparato crítico. La interacción del estudiante con sus compañeros le permitirá ejercitar tanto su capacidad analítica como la presentación de argumentos y la obtención de conocimientos mediante debates, mesas redondas, consensos, entre otros. Cada actividad plantea situaciones de aprendizaje y motiva la creación de un ambiente óptimo y favorable mediante la promoción de diversos valores y actitudes que permiten una mejor comprensión de los contenidos y su relación con su entorno, lo mismo que con

8

otras asignaturas. Cabe mencionar que en las actividades propuestas se mencionan las competencias genéricas con sus atributos y las competencias disciplinares básicas y extendidas que se desarrollan. En el libro del alumno los temas de cada asignatura se exploran de manera concisa, sin recurrir a una exposición exhaustiva, ya que el enfoque por competencias privilegia la capacidad del alumno para desarrollar sus propios conocimientos a partir de la búsqueda y el rescate de información por métodos personales. Con frecuencia será necesario que los alumnos lleven a cabo investigaciones en diversas fuentes documentales para ampliar sus conocimientos, lo cual se refuerza con las cápsulas Extiende, que sugieren páginas de internet para profundizar en los temas. Dentro del enfoque didáctico esto se da de manera natural, sin embargo, es papel del docente coadyuvar a que las lagunas de conocimiento o las dificultades de indagación se conviertan en esfuerzos y productos estructurados de investigación documental y conocimientos adquiridos. A lo largo del bloque se podrán encontrar sugerencias para aplicar diversos instrumentos de evaluación, entre los que destaca el portafolio de evidencias como un recurso útil para que el alumno deje un registro de sus logros a lo largo del semestre, y una sugerencia de rúbrica, lista de cotejo o guía de observación para evaluar las evidencias de aprendizaje. Todo lo anterior se complementa con cápsulas de información, glosario y transversalidad. Al final del bloque los profesores encontrarán una recapitulación para rescatar los conceptos clave y una evaluación para determinar los aprendizajes adquiridos; además, tendrán la oportunidad de trabajar con sus alumnos un proyecto emprendedor cuyo objetivo es desarrollar la creatividad, la gestión y el emprendimiento. El tema integrador y la comunidad de indagación darán soporte a este proyecto. El docente contará con diversos instrumentos de evaluación que permiten a los alumnos hacer una reflexión metacognitiva de su desempeño. En algunas propuestas de la metodología constructivista se ha suprimido la evaluación cuantitativa de los conocimientos adquiridos por los alumnos. Después de algunos años se ha tenido que estructurar una evaluación que permita conocer con mayor precisión el conocimiento de los alumnos junto con sus habilidades y el dominio de las técnicas propias de cada asignatura. Esto ha beneficiado a los profesores que tenían ciertas dificultades para conseguir una evaluación más objetiva y que permitiera mediar el desempeño y los conocimientos de sus alumnos. Gracias a ello, actualmente se acepta de manera generalizada la aplicación de evaluaciones sumativas que otorguen una “calificación” a los estudiantes. Los profesores encontrarán varios recursos de evaluación que pueden aplicar o tomar como modelo para diseñar alguno que los alumnos desconozcan. Dentro de estos recursos destaca la autoevaluación, en la que el alumno tiene la posibilidad de conocer y reflexionar, de manera individual, cuánto sabe, cómo lo logró y cuáles son los puntos débiles a los que debe prestar atención para mejorar su desempeño. Como ya se mencionó, la autoevaluación permite un ejercicio metacognitivo sin el cual los alumnos no serían capaces de aprender a aprender ni de valerse por sí mismos en términos intelectuales.

EMPRENDE LA FÍSICA 1. GUÍA DEL MAESTRO

9

Orientaciones didácticas Con la Reforma Integral de la Educación Media Superior (RIEMS) los docentes enfrentan nuevos retos, uno de los cuales es organizar un marco curricular común con base en los desempeños de las competencias genéricas, disciplinares y profesionales; así como “enseñar a aprender” y estructurar los saberes, proporcionando aprendizajes significativos para que los alumnos puedan contextualizarlos y aplicarlos en su vida cotidiana. El papel del maestro es fundamental para ayudar al alumno a consolidar su formación, tal como lo ha previsto el Sistema Nacional del Bachillerato (SNB); por tal motivo, la Guía del maestro de la serie Emprende le proporcionará las herramientas necesarias para complementar su trabajo en el aula.

Reforma Integral de la Educación Media Superior (RIEMS) y el enfoque por competencias Sin importar el subsistema de Educación Media Superior (EMS) que curse un estudiante, su propósito fundamental es brindarle una educación integral a partir de la adquisición de conocimientos, habilidades, actitudes y valores, de manera que el individuo se consolide como persona, y que, a partir de esto, pueda tener a la educación superior. De aquí que el enfoque educativo esté basado en competencias. En 2008 se estableció la Reforma Integral de la Educación Media Superior (RIEMS) y se creó el Sistema Nacional de Bachillerato (SNB), que estableció el perfil general de egreso a partir de un Marco Curricular Común (MCC) por competencias genéricas. Esta reforma respeta las características de los subsistemas en cuanto a sus planes y programas para la elaboración de competencias genéricas, disciplinares (básicas y extendidas) y profesionales. Pero, ¿qué es una competencia? De manera sencilla podemos decir que es un conjunto de conocimientos, habilidades y actitudes que un individuo podrá aplicar en diferentes situaciones de su vida cotidiana. Educar por competencias no sólo sugiere que el alumno construya conocimientos, sino que también desarrolle el desempeño; de tal manera que estas competencias favorezcan la formación de aprendizajes para toda la vida y sean útiles para los estudiantes en contextos concretos, como su vida académica, social, profesional o laboral. A continuación se explican las competencias que se incluyen en el MCC.

Competencias genéricas Aplican para todos los egresados de la EMS. Son competencias clave porque se necesitan a lo largo de la vida, transversales por ser relevantes en todas las disciplinas, y transferibles porque refuerzan la capacidad de los estudiantes para adquirir otras competencias. Entre estas competencias genéricas se encuentran las categorías siguientes: • Se autodetermina y cuida de sí mismo. • Se expresa y se comunica. • Piensa crítica y reflexivamente. • Aprende de forma autónoma. • Trabaja en forma colaborativa. • Participa con responsabilidad en la sociedad.

10

Competencias disciplinares Son las nociones que expresan conocimientos, habilidades y actitudes; constituyen los mínimos necesarios de cada campo disciplinar para que el alumno pueda desarrollarse de manera eficaz en distintos contextos. Las competencias disciplinares se agrupan en cinco campos: CAMPO DISCIPLINAR1

ASIGNATURA

Matemáticas

Álgebra, Aritmética, Cálculo, Trigonometría y Estadística.

Ciencias experimentales

Física, Química, Biología y Ecología.

Ciencias sociales

Historia, Derecho, Sociología, Política, Antropología, Economía y istración.

Humanidades

Literatura, Filosofía, Ética, Lógica y Estética.

Comunicación

Lectura y Expresión Oral y Escrita, Taller de Lectura y Redacción, Lengua Adicional al Español y Tecnologías de la Información y la Comunicación.

Estas competencias pueden ser básicas y extendidas. Las básicas son aquellas que engloban conocimientos, habilidades y actitudes que se despliegan a partir de distintos contenidos, enfoques educativos, estructuras circulares y métodos de enseñanza-aprendizaje. Son competencias que todos los alumnos tendrán que desempeñar.1 Por su parte, las competencias extendidas, además de implicar conocimientos, habilidades y actitudes, conllevan un nivel de complejidad más apegado a la trayectoria educativa que los estudiantes seguirán después. En otras palabras, tienen la característica de ser competencias propedéuticas y se definen en cada subsistema de manera particular.

Competencias profesionales Permiten que el estudiante se prepare para desempeñarse en su vida laboral con mayores probabilidades de éxito. Por supuesto, estas competencias complementan a las genéricas en todo momento. Las competencias profesionales también pueden ser básicas y extendidas, y se sustentan de igual forma que las disciplinares. Ante este escenario, se prevé que como docentes se dé continuidad al manejo del enfoque por competencias para hacer énfasis en lo significativo; es decir, la competencia debe tener el mismo sentido que sus componentes procedimentales, actitudinales y conceptuales. Para educar por competencias es importante que se utilicen situaciones, conflictos y problemas cercanos a la vida real del estudiante, que vayan de lo simple a lo complejo y, además, que impliquen un reto cognitivo.

Habilidades del pensamiento En el proceso formativo de los estudiantes del nivel medio superior en el ámbito Tecnológico y, de acuerdo con lo que persigue la RIEMS para fortalecer las habilidades del pensamiento útiles en el desarrollo de la autonomía en el proceso de aprendizaje, se requiere ejercitar todos y cada uno de los procesos que lleven a obtener las metas propuestas por la aplicación SEP, (2012). Acuerdo número 656 por el que se reforma y adiciona el Acuerdo 444 por el que se establecen las competencias que constituyen el marco curricular común del Sistema Nacional de Bachillerato, y se adiciona el diverso número 486 por el cual se establecen las competencias disciplinares extendidas del bachillerato general. Disponible en: http://goo.gl/09bqgc. Recuperado el 25 de mayo de 2016. 1

EMPRENDE LA FÍSICA 1. GUÍA DEL MAESTRO

11

de hábitos de forma natural y espontánea; esto es, que de la práctica de una habilidad se pueden generar en el estudiante destrezas de tipo metacognitivo. Por ejemplo, en el proceso del pensamiento se requieren habilidades como centrar la atención, recopilar, organizar, analizar, sintetizar y conceptuar la información. La serie Emprende está planeada para apoyar y formar a los estudiantes del bachillerato tecnológico en el proceso de aprendizaje autónomo, el cual comprende gran variedad de categorías en las habilidades de pensamiento. En el libro del alumno se consideraron relevantes, de acuerdo con la naturaleza de las asignaturas trabajadas, las habilidades de pensamiento que se mencionan a continuación por su importancia en el proceso de adquisición de conocimientos: HABILIDAD

CARACTERÍSTICAS

Conceptualización

Se basa en la percepción, a través de los sentidos, de la imagen del objeto, utilizando la observación, la atención y la percepción.

Comprensión

Cuando el estudiante logra dominar el conocimiento en tres niveles: comprensión-traducción, comprensión-interpretación, comprensiónextrapolación.

Generalización

Relacionar dos o más conceptos provenientes de una idea para expresar algo de una situación u objeto de estudio.

Clasificación

Agrupar ideas en categorías de atributos comunes. Se expresa gráficamente.

Secuenciación

Se refiere a organizar ideas, eventos u objetos en forma lógica, secuenciada y de acuerdo con su naturaleza. Puede ser en orden alfabético, procedimental, cronológico, entre otros.

Comparación y contrastación

Conlleva identificar y articular al mismo tiempo semejanzas y diferencias entre varios sucesos, ideas o eventos que se comparan en un contexto determinado, incluso desde un punto de vista personal.

Análisis

Consiste básicamente en descomponer el objeto de estudio, pasando por una serie de etapas que finalmente conforman el análisis mismo: ubicación, identificación, comparación, clasificación.

Síntesis

Es la resultante de la confrontación entre tesis y antítesis. Debe ser diferente al concepto inicial, y responder las preguntas “qué”, “de qué” y “para qué”.

Abstracción

Consiste en descomponer el todo en partes y retomar conceptualmente una cierta cualidad con la intención de reflexionar sobre ésta, sin considerar el resto de las propiedades del objeto en cuestión.

Resolución de problemas

Hacer uso del pensamiento creativo para explorar y buscar alternativas de acción, así como opciones de solución en diversos problemas y situaciones presentadas en determinados contextos.

Toma de decisiones

Involucra la voluntad para elegir entre distintas alternativas, con la finalidad de alcanzar una meta o dar solución a un problema o situación ficticia.

Trabajando las habilidades del pensamiento se pretende que el estudiante descubra las suyas y las utilice como herramientas para aprender y conocer nuevas formas de aprendizaje, y con ello ejercite el aprendizaje autónomo.

12

La secuencia didáctica El enfoque por competencias es algo que se concreta en el libro del alumno mediante las secuencias didácticas. Cada tema del bloque se estructura de manera que el maestro puede armar una secuencia didáctica completa. En términos generales, toda secuencia didáctica se divide en tres momentos: apertura, desarrollo y cierre, de acuerdo con las siguientes actividades básicas a cargo del profesor:

Apertura. Implica contextualización de los nuevos conocimientos, recuperación y actualización de situaciones problemáticas en el contexto del estudiante.

Desarrollo. Sugiere la exposición y discusión de contenidos, la retroalimentación entre el profesor, el grupo y cada uno de los alumnos.

Cierre. Se relaciona con las actividades de aplicación. También se generan conclusiones donde el alumno puede evaluarse en distintos aspectos.

Como se explicó previamente, en el libro del alumno estos momentos se identifican y trabajan en las secciones denominadas Desprende (apertura), Emprende (desarrollo) y Aprende (cierre).

La Estrategia Centrada en el Aprendizaje (ECA) La ECA es un procedimiento útil para el profesor que le permitirá planificar, organizar y conducir el proceso de enseñanza-aprendizaje. El propósito es desarrollar en el estudiante las habilidades, destrezas, actitudes y valores; a partir de condiciones estimulantes que promuevan el aprendizaje. La serie Emprende tiene como propuesta la ECA. En cada bloque del libro del alumno se trabaja una estrategia y a lo largo de ésta se desarrollan los contenidos fácticos, procedimentales y actitudinales; en las actividades propuestas se indican las competencias que se pretenden desarrollar y se incorpora un sistema de evaluación que propone autoevaluación, coevaluación y heteroevaluación, así como una serie de instrumentos que aportan las evidencias del grado de competencia alcanzado por el estudiante. La ECA propuesta en la serie Emprende le permitirá al profesor planificar, organizar y conducir el proceso de enseñanza-aprendizaje con el propósito de desarrollar las habilidades, destrezas, actitudes y valores de los alumnos a partir de condiciones que estimulen y promuevan su aprendizaje. Esta estrategia implica tres fases: FASE DE EXPLORACIÓN

FASE DE CONCEPTUALIZACIÓN

En esta fase el profesor deberá: En esta fase el profesor deberá: •....Observar y analizar al alumno para •....Generar el diálogo con los alumnos conocerlo y a su vez, descubrir tanto mediante el planteamiento de preguntas sus puntos fuertes como los débiles. que despierten la curiosidad, el interés y •....Plantear preguntas al grupo o planteen desafíos intelectuales. alumnos en particular para obtener •....Fomentar el análisis y la discusión de información que le permita realizar su diversos conceptos mediante la exposición diagnóstico. de sus vivencias y el pensamiento que •....Evaluar los conocimientos previos del considera necesario para comprender los alumno. nuevos aprendizajes, es decir, ejemplifica •....Establecer qué habilidades y en qué el ejercicio del pensamiento crítico, grado domina el alumno. tolerante e imparcial.

FASE DE APLICACIÓN Esta fase responde a la necesidad lógica de poner en práctica y que se apliquen los nuevos conocimientos adquiridos. Cabe mencionar que la aplicación no consiste en la resolución de problemas o la mecanización de procesos y la repetición, es necesario que el alumnado extienda la aplicación de estos conocimientos y nociones en diversos ámbitos.

EMPRENDE LA FÍSICA 1. GUÍA DEL MAESTRO

13

•....Detectar cuál es la actitud del alumno en •.... Promover la lectura de textos en clase relación con el estudio, sus compañeros, o fuera de ella, la reflexión colectiva, la su entorno y consigo mismo. exposición de conceptos, presentación •....Fungir como facilitador de aprendizajes de documentales, realización de diversas y como mediador entre los alumnos y investigaciones, videograbaciones o filmes, el logro de los propósitos del curso. para fomentar el debate de diversos •....Dedicar el tiempo necesario al postulados sustentados por una sólida desarrollo de cada uno de los temas. investigación documental en diversas •....Diseñar actividades que posibiliten el fuentes, para que los alumnos realicen logro de los propósitos y la adquisición sus propios planteamientos y puntos de de nuevos saberes con aplicaciones en vista objetivos, facilitando su participación su entorno. y desenvolvimiento, así como fomentar el trabajo colectivo y la reflexión individual.

Para ello, se debe asegurar que el alumno interiorice los aprendizajes, es decir, los vuelva suyos; en este punto es labor del profesor ayudar al alumno mediante la implementación de una serie de actividades dirigidas a la práctica de dichos aprendizajes, para que el alumno consiga plantear sus propios problemas en diversos contextos (académico, social, familiar, escolar) y aplicar sus conocimientos teóricos y prácticos para la resolución de los mismos.

Planeación didáctica e instrumentación de Estrategias Centradas en el Aprendizaje

¿Qué aprenderá a hacer el estudiante? ¿Cómo lo hará?

Contenidos actitudinales

¿Qué conocimiento aprendemos?

Contenidos procedimentales

Contenidos fácticos

El docente puede diseñar estrategias didácticas a partir de situaciones problemáticas vinculadas a un tema integrador y a contenidos fácticos, procedimentales y actitudinales que respondan a las preguntas: ¿Qué aprenderá el estudiante como persona? ¿Qué aprenderá para convivir con los demás?

En la planeación didáctica se eligen actividades que permiten relacionar los contenidos de la asignatura con las competencias genéricas y disciplinares y con otras asignaturas, propiciando que el estudiante: • • • • • • •

Muestre disposición para trabajar de forma individual y en equipo. Comunique sus ideas. Aporte información significativa a la discusión grupal. Tenga interés y compromiso en el proceso de aprendizaje y en ampliar su campo de estudio. Realice búsquedas en diferentes fuentes informativas. Realice la autoevaluación y la coevaluación del aprendizaje. Utilice las Tecnologías de la Información y la Comunicación.

Proyecto emprendedor Uno de los objetivos de la serie Emprende es que los alumnos descubran y potencien su espíritu emprendedor, por esa razón se propone un proyecto para desarrollarlo a lo largo del curso. A partir del proyecto el alumno: • Descubre su interdependencia e intercambio y sabe que uniendo talentos se pueden lograr mejores cosas. • Reconoce que emprender requiere ilusionarse con lo que se hace, pero también sabe que debe superar el desánimo cuando las cosas no salen bien. • Aprende que la creatividad es una herramienta básica para emprender. Ello implica apertura, curiosidad, perseverancia, imaginación y rigor. • Entiende que es esencial comunicar sus ideas en varios formatos, tanto visuales, como auditivos y kinestésicos, para convencer a otras personas.

Desarrollar el talento emprendedor en el aula no es una tarea fácil para el docente. Por ello, en el solucionario, en la parte del proyecto, se han insertado orientaciones didácticas que

14

apoyen las iniciativas que se proponen, enfocadas a que los alumnos descubran y potencien su espíritu emprendedor. Además, se proporcionan orientaciones metodológicas para desarrollar una buena investigación, pilar indispensable en los proyectos propuestos.

Instrumentos de evaluación Los instrumentos de evaluación registran el desempeño del estudiante y recopilan la información en función de las características del aprendizaje que se pretende evaluar y de las condiciones en que habrá de aplicarse. Tienen formatos diferentes y poseen características propias que los hacen un complemento ideal para cerrar el proceso de aprendizaje. Con estas herramientas se documenta el desempeño del estudiante, verificando los resultados obtenidos y evaluando los productos elaborados, de acuerdo con el parámetro previamente definido, en el que se determina el grado de competencia adquirido, de acuerdo con las habilidades, destrezas, conocimientos, actitudes y valores puestos en juego en las actividades realizadas en un contexto determinado. Existen diferentes instrumentos de evaluación; se describen los que se proponen en el libro del alumno. Autoevaluación Consiste en valorar uno mismo la propia capacidad de que se dispone para tal o cual tarea o actividad, así como la calidad del trabajo que se lleva a cabo. Este proceso es importante para el desarrollo de la autorresponsabilidad, la reflexión sobre el propio desempeño y el compromiso por el aprendizaje permanente que deben desarrollar los estudiantes. Los profesores deben promover la autoevaluación de los alumnos para que éstos se ejerciten en dicha práctica. Rúbrica: Instrumento de medición en el que se establecen criterios y estándares por niveles mediante la disposición de escalas. Es útil para determinar la calidad con que trabajan los estudiantes en tareas específicas, facilita la calificación del desempeño del alumno, especifica qué se espera de él, establece los criterios de evaluación y ayuda a que los estudiantes desarrollen conceptos y destrezas. Lista de cotejo: Es un listado de diversos aspectos a evaluar que pueden ser contenidos, capacidades, habilidades, conductas, etcétera, al lado de los cuales se puede colocar un puntaje, una nota o un concepto, de acuerdo con la finalidad de la evaluación. Se utiliza como instrumento de verificación, mecanismo de revisión durante el proceso de enseñanza-aprendizaje, ayuda a evaluar cualitativa o cuantitativamente dependiendo del enfoque que se le quiera dar, posee un amplio rango de aplicaciones y puede ser fácilmente adaptada a diversas situaciones. Portafolio de evidencias: Es un instrumento que permite la compilación de todos los trabajos realizados por los estudiantes durante un curso. Es muy útil porque posee una función estructurante y organizadora del aprendizaje, favorece los procesos de desarrollo personal, puede agrupar datos de visitas técnicas, resúmenes de textos, proyectos, informes, notaciones diversas, e incluir pruebas y autoevaluaciones de los estudiantes. El portafolio propuesto en el libro del alumno se evalúa con una rúbrica al final de cada bloque. Coevaluación: Es la evaluación del desempeño de un estudiante por medio de la observación y las determinaciones de los propios compañeros de estudio. Es innovadora porque propone que sean los mismos alumnos quienes adopten la misión de aprender, de colocarse momentáneamente en los zapatos del docente y evaluar las competencias adquiridas por un compañero. Lo valioso es que también deben aprender de manera oportuna lo que están evaluando, por lo cual la evaluación es generada desde la propia experiencia. EMPRENDE LA FÍSICA 1. GUÍA DEL MAESTRO

15

Metodología de la investigación Se puede afirmar que hay dos formas principales de desarrollar una investigación: cualitativa y cuantitativamente; la elección depende de la intencionalidad de la investigación. En este sentido, la metodología cuantitativa se centra en la explicación y en la predicción y perspectiva objetiva.

Etapas de la investigación cuantitativa • Formulación. Acción con la que inicia la investigación, precisa y explica lo que ha de investigarse, además de qué y por qué se va a investigar. • Diseño. Plan flexible de cómo se realiza la investigación, en qué circunstancias, modo, tiempo y lugar. • Ejecución. Inicio observable de la investigación, despliegue de estrategias de acción. • Cierre. Sistematización progresiva del proceso y los resultados de la investigación, en el que se origina del primer análisis de la información recolectada en una primera etapa.

Por otro lado y con base en una perspectiva de investigación cualitativa, la finalidad es la de comprender una realidad en sus aspectos particulares como resultado de un proceso generacional o histórico, con un sentido lógico y el sentir de la sociedad participante. Acercamiento previo a la realidad que se va a estudiar.

Fases de la investigación cualitativa • Exploratoria. Se documenta y se revisa toda la documentación que representa la realidad que será objeto de la investigación. Se observa con antelación la realidad a investigar. • Mapeo. Acercamiento a la realidad social a investigar, se identifican los actores o participantes, eventos, situaciones, variaciones de tiempo y lugar. • Muestreo. Selección de los elementos a investigar en una primera etapa, elección de los que más aportarán a la investigación. • Muestreo abierto. Guía a elección del muestreo; puede ser intencional y sistemático o fortuito. • Muestreo relacional-fluctuante. Identifica las diferencias en el nivel dimensional; puede ser deliberado o sistemático. • Muestreo discriminatorio. Codificación selectiva; maximiza las oportunidades para verificar la argumentación.

Pasos para el desarrollo de una investigación 1. Elección del tema de investigación Un tema de investigación puede generarse a partir de la observación personal, la lectura o revisión de bibliografía, la experiencia laboral o estudiantil, y las revistas hechas por especialistas o expertos de algún tema en especial. Reglas para la elección de un tema de investigación. • • • • • • •

16

El tema debe corresponder a los intereses personales. Deben existir fuentes de información accesibles (al alcance del investigador). Fuentes de lectura sencillas y entendibles. La metodología de investigación debe constar de etapas que domine el investigador. No debe ser un tema muy explorado. Tampoco debe ser un tema trillado. El tema debe corresponder a la asignatura que se esté trabajando.

2. Justificación del tema elegido Es la sustentación que se prepara en cuanto a la trascendencia que tiene la resolución del tema planteado bajo tres perspectivas. • La personal • La profesional • La social

La justificación personal debe responder a las siguientes preguntas: • • • • • •

¿Por qué me interesa ese tema? ¿Vale la pena investigarlo? ¿En qué nivel domino el tema o cuánto me he informado acerca de éste? ¿Qué beneficios personales traería a mi vida o a mi desarrollo personal esta investigación? ¿Tiene el peso suficiente para convertirlo en un trabajo de investigación? ¿Qué beneficios conlleva mi tema de investigación para la comunidad donde vivo o para la sociedad en general? • ¿De qué manera se encuentra involucrada la sociedad en el tema de investigación? • ¿Qué problema se resolvería con la investigación?

Algunos autores consideran que el tratamiento del problema reúne la justificación del tema, los objetivos, el marco de referencia, el marco conceptual, el marco histórico, la hipótesis, y la selección de las técnicas u obstáculos posibles al trabajo. Kerlinguer22señala algunos criterios para plantear adecuadamente un problema de investigación: • Debe expresar una relación entre dos o más variables. • Debe estar formulado correctamente, sin ambigüedades, como una pregunta. • Debe considerar la prueba empírica, esto es, puede observarse de alguna manera en la realidad.

Para presentar la definición del problema, Méndez33recomienda: • • • •

Revisar los puntos de la delimitación del tema. Iniciar un diagnóstico de la situación actual (síntomas). Identificar los hechos que originan la situación mencionada (causas). Con los síntomas (variables dependientes) y las causas (variables independientes) ya identificados, hacer un relato de la situación actual (diagnóstico). • Inferir que las situaciones identificadas persisten y qué podría pasar (pronóstico). • Buscar alternativas sobre lo que hay que hacer para que el pronóstico no se cumpla. • Redactar con coherencia los puntos anteriores para culminar con una pregunta general en la que se incluya todo lo que se propone conocer en el proceso de investigación. Esa pregunta es la formulación del problema.

3. Definición de los objetivos de la investigación Redacción de los objetivos: El objetivo es la definición de los alcances del trabajo, es aquello que se portará con la elaboración del documento.

2 3

Calderón, Verónica, Manual para la elaboración de tesis de posgrado, UNITEC, 1999, p. 16. Ibídem. p. 17.

EMPRENDE LA FÍSICA 1. GUÍA DEL MAESTRO

17

En la formulación de objetivos, vale la pena preguntarse: • ¿A dónde quiero llegar con mi proyecto de investigación o con una investigación formal? • ¿Qué es lo que quiero conocer? • ¿A qué contribuye la investigación?

Al redactar los objetivos se inicia con verbos en infinitivo que sean medibles y alcanzables, considerando principalmente: • Conocimiento – Comprensión – Aplicación

Los objetivos se deben expresar con sencillez y claridad dado que son ejes rectores de la investigación y es indispensable tenerlos presente durante el desarrollo de ésta. El objetivo general está formado por un enunciado que debe ser cualitativo (calidad), integral (integra por lo menos dos objetivos específicos) y terminal (no es permanente), es integrador, en su esencia están los objetivos específicos (forman parte de él). Los objetivos específicos se derivan del objetivo general, ya que podemos lograr los resultados propuestos. Se determinan analizando qué resultado queremos alcanzar en cada una de las fases y cómo se integrará el total de la investigación y pueden ser: • • • • •

Medibles. Ser sujetos de seguimiento y evaluación. Relacionados con el objetivo general y con la estrategia de investigación. Temporales. Tienen un tiempo específico para ser alcanzados. Específicos. Evitan interpretaciones en el desarrollo de la investigación. Realistas. Deben tener sentido y ser alcanzables.

Características de un proyecto de investigación El proyecto, a su término, deberá tener los siguientes apartados: I. Carátula II. Tabla de contenido III. Introducción IV. Planteamiento del problema (objetivo y justificación) V. Marco teórico y referencial VI. Desarrollo (descripción, análisis y propuestas). VII. Conclusiones VIII. Referencias A continuación se detallan las características de cada apartado: I. Carátula (1 hoja) Escuela y sede Nivel y grado escolar Nombre de la materia Título (nombre del proyecto) Nombre del estudiante Nombre del profesor Fecha de entrega II. Tabla de contenido (1 o 2 hojas)

18

III. Introducción (1 hoja) Este apartado es el último en escribirse. En él se explica en qué institución (escuela o empresa) se desarrolló el proyecto de investigación, cuál es la problemática a resolver y la manera en la que se ha abordado el estudio del proyecto, sin mencionar las soluciones. IV. Planteamiento del problema (2 a 3 hojas) En esta sección se plantea cuál es la situación que se está presentando con respecto al ámbito de estudio seleccionado (comunitario, municipal, estatal, nacional). Se plantea el objetivo y la justificación del proyecto, y se responde el por qué y el para qué de la investigación. V. Marco teórico y referencial (2 y 1 hojas, respectivamente) Este apartado contiene el sustento que fundamenta el proyecto. a. Teórico. Habiendo detectado el problema, se seleccionan los elementos teóricos que se utilizarán como sustento de la investigación. b. Referencial. Donde se está desarrollando el problema. Se hace una descripción detallada del espacio en el que desarrolló el proyecto de investigación; por ejemplo, su ubicación, las características de desarrollo económico y social, los apoyos con los que se cuenta y los que se requieren, entre otros. VI. Desarrollo (descripción, análisis y propuestas del caso práctico, 4 a 5 hojas) Presentación general. Es la información general del caso de estudio, historia, antecedentes, funcionamiento, operatividad, recursos, etc., es decir, el planteamiento de la situación que se va a estudiar. Análisis. Se realiza un análisis del caso fundamentado en datos concretos, citas textuales o parafraseadas, referenciadas, información estadística. Propuestas. Constituyen estrategias concretas que podrían resolver parcial o totalmente el problema detectado. En este momento pueden aprovecharse las referencias teóricas que validen la aportación. VII. Conclusiones (1 hoja) a. Son explicaciones coherentes a partir de las deducciones realizadas por medio de la investigación. Se hace un balance del proyecto a partir de la viabilidad de su aplicación, los costos que implica su puesta en marcha, así como las condiciones internas y externas que favorezcan el desarrollo de la propuesta. b. Se externa lo que representó para el investigador, como persona, el hecho de detectar, analizar y proponer estrategias de solución. VIII. Referencias (1 hoja) Listado de las referencias bibliográficas y en línea consultadas para la realización del proyecto.

EMPRENDE LA FÍSICA 1. GUÍA DEL MAESTRO

19

Sugerencias pedagógicas para la práctica docente En el siguiente apartado se proporcionan algunas sugerencias que pueden aportar elementos para llevar a cabo la práctica docente, como identificar el tipo de población, generar una planeación argumentada, elaborar las estrategias de aprendizaje y la manera de evaluarlas.

El contexto de los alumnos Es importante para el docente identificar la población que atiende. Para ello es recomendable acercarse con el personal autorizado que tenga la información más específica de la población que ingresa a la institución; si no es posible, se identifican elementos esenciales que pueden generar información, entre los que destacan: • Infraestructura dentro del centro educativo. Hace referencia a todos los recursos materiales que tiene la institución y si éstos son suficientes para atender a la población que ingresa. • Infraestructura con la que cuenta el entorno. Se refiere a qué tipo de situación económico-social se puede identificar fuera de la institución. • Interacciones con la comunidad. Permiten conocer cuál es la relación que tiene la institución con su población académica y con los padres de familia, instituciones o personas que puedan generar competencias oportunas para la conformación del perfil de los estudiantes. • Nivel socioeconómico de los estudiantes. Refleja las características de los alumnos que ingresan, como su edad, su sexo y la información económica de la familia del estudiante. • Contexto escolar y emocional del estudiante. Se debe reconocer la historia académica del alumno, así como identificar los valores, aspiraciones, motivaciones o impedimentos que el alumno tiene para alcanzar sus metas.

Planeación argumentada El elemento esencial del docente en su práctica cotidiana es la planeación, en la cual se definen los objetivos de los contenidos de aprendizaje; esto es, todo aquello que debe aprenderse, no sólo en el concepto mismo, sino en todo aquello que posibilite el desarrollo de capacidades motrices, afectivas, de relación y otras que haya identificado a partir de su contexto, pero en las que, además, se expresen los mecanismos de enseñanza como las estrategias y los procesos de evaluación. La planeación de clase surge de un marco curricular en donde se encuentran los planes y programas de estudio del nivel académico determinado. En el caso del nivel medio superior, en la modalidad tecnológica, existen planes que cuentan con asignaturas básicas y de formación profesional, por lo que la asignatura que el docente imparta definirá los contenidos académicos necesarios que los alumnos deberán saber. De esta asignatura específica los docentes planean los contenidos de un semestre.

20

La clase debe basarse en una planeación argumentada que invite a romper con el tradicionalismo de la educación, por lo que se debe buscar el método más idóneo que estimule a los alumnos a aprender, en el cual el trabajo entusiasta sea más interesante para ellos. Los elementos que conforman la planeación deben partir, en primera instancia, de la identificación del enfoque educativo. En la actualidad, el más idóneo es el que tiene la mirada constructivista centrada en el modelo de competencias. A partir de aquí se establecen las metas, los fines y las competencias del aprendizaje, se define qué se enseña, para qué se enseña, cómo se enseña, qué estrategias utilizar y, finalmente, cómo evaluarlas. Estos elementos permiten generar una planeación argumentada con bases firmes acerca de por qué se generan determinados aprendizajes. En el proceso de planeación también se pueden distinguir actividades de evaluación y seguimiento de los aprendizajes, lo cual es necesario porque a partir de las actividades evaluadas, o bien, del seguimiento, se puede ir evaluando el plan mismo para hacer las adecuaciones o modificaciones respectivas. Si bien el plan permite organizar el contenido no tan rígido, también permite las adecuaciones necesarias según los alcances o limitaciones de los contenidos. En este proceso también se definen las formas de seguimiento y acreditación. La asignación de calificación parte de las diversas estrategias que están en el plan, para lo cual se establecen mecanismos de evaluación cuantitativa y cualitativa, por ejemplo, las listas de cotejo, el estudio de casos, una exposición, entre otras. Posteriormente se revisan las escalas estimativas para cada uno de los trabajos y, a partir de ahí, se acredita. Finalmente, se puede decir que la evaluación y la planeación tienen una relación total, pues la evaluación permite ver si las competencias propuestas en la planeación fueron alcanzadas o no. Para ello es muy importante tener claro cuáles son las competencias que se quieren desarrollar en cada uno de los alumnos.

Las estrategias de aprendizaje El desarrollo de una estrategia para los contenidos de aprendizaje se estructura de lo simple a lo complejo; por eso es importante que en ellas se plasmen las competencias genéricas y disciplinares básicas que se desea desarrollar en los alumnos. En las estrategias se pueden utilizar diversas herramientas pedagógicas que se definen de dos formas: conceptual y operacional. La primera se centra en el proceso por el que se llega a realizar algo y la segunda inserta los medios y las formas para lograrlo. En la práctica docente son las herramientas pedagógicas que se utilizan para fortalecer las competencias consideradas en la planeación. El uso de estas técnicas como parte de la estrategia de aprendizaje permite que, al trabajar de manera colaborativa, los alumnos aprendan de manera independiente y lo compartan con sus compañeros dejando el establecimiento de roles y generando aprendizaje significativo. Algunas técnicas que se pueden utilizar son la lluvia de ideas, con la que se identifican los elementos que el auditorio tiene sobre los temas a trabajar y que brinda un punto de partida o una estrategia para ponerse en práctica; otra es la técnica expositiva, en cuyo desarrollo los alumnos investigan, analizan y presentan; una más es el estudio de casos, con el que investigan las formas de ver una problemática y sus soluciones, lo cual puede generar un

EMPRENDE LA FÍSICA 1. GUÍA DEL MAESTRO

21

debate; con las lecturas se abordan los ensayos, con los videos se determinan conductas en cuanto a cómo perciben la realidad. Estas técnicas generan muchas ventajas, puesto que permiten vislumbrar si las estrategias son las correctas o hay que cambiar de técnicas y recursos. A partir de las técnicas mencionadas se pueden establecer las evidencias de trabajo que a su vez se convierten en los indicadores para monitorear el trabajo docente, por ejemplo, listas de cotejo, portafolio de evidencias, ensayos, videos, exposición, evidencias fotográficas o de video y el seguimiento colaborativo en equipos, entre otros.

La evaluación de los aprendizajes La evaluación tiene como objetivo principal la revisión permanente y el avance de los estudiantes, con el fin de buscar las mejoras, los medios y los recursos para ello; sin embargo, este proceso no siempre se lleva a cabo de manera idónea, pues en varias ocasiones el docente se enfrenta a las limitaciones debidas a las herramientas o a la escasa preparación en el manejo de éstas. Esto último es delicado porque implica una gran responsabilidad, pues si la evaluación no es objetiva y apegada a las competencias que se desea desarrollar, se evidencia una mala planeación que puede frustrar al docente y al alumno: a uno por no concretar el objetivo; al otro por no alcanzarlo. Con el enfoque de competencias, una calificación plasmada en un documento no tiene tanta importancia: las habilidades o destrezas que el alumno haya logrado desarrollar durante su estancia en el aula se convierten en lo más valioso, pues éstas deben generar su impacto en la aplicación de manera mediata e inmediata en su entorno sociocultural. De aquí que evaluar corresponde a considerar aspectos tanto cuantitativos (planes y programas) como cualitativos (valores y actitudes); por lo tanto, debe ser un proceso continuo y no sólo al final de cada momento del aprendizaje. La evaluación busca, por un lado, evidenciar la pertinencia de estrategias, materiales y contenidos y, por otro, las destrezas y habilidades de los alumnos (competencias). El plan de evaluación en la estrategia didáctica abarca tres momentos: apertura, desarrollo y cierre. Apertura (fase diagnóstica). En ella se exploran los conocimientos, valores y actitudes previos que poseen los alumnos respecto de un tema específico. Desarrollo (fase formativa). Después del diagnóstico ya se tiene la certeza del grado de avance del grupo. Como se sabe, una evaluación formativa se lleva a cabo durante todo el proceso y no solamente al final. Cierre (fase sumativa). Es la culminación de todo el proceso, una etapa crucial e indicador fehaciente para ver si se lograron o no los objetivos de aprendizaje de acuerdo con lo planeado, punto en que se deben revisar fortalezas y debilidades, hacer la retroalimentación necesaria antes de continuar con el siguiente objetivo. En las tres etapas del proceso debe propiciarse la actitud colaborativa y el trabajo en equipo.

22

La evaluación de competencias en el marco de la RIEMS no sólo incluye la heteroevaluación, en la que los alumnos u otra persona pueden evaluar al docente, sino que además considera de suma importancia y hace énfasis en la coevaluación, entendida como la capacidad que pueden generar los alumnos para emitir una opinión de los avances de sus compañeros de forma responsable y constructiva, y la autoevaluación, con la que los alumnos son capaces de autorregular su ritmo de aprendizaje. Ningún plan de evaluación tiene sentido si no se hace en beneficio del aprendizaje de los alumnos, pero, sobre todo, la evaluación debe ser auténtica, es decir, que lo que los alumnos aprendan en el aula lo puedan llevar a cabo en su contexto sociocultural, desde el punto de vista personal, laboral o profesional; deben potenciar el desarrollo de su comunidad. Como lo dicen Frida Díaz-Barriga o Carlos Monereo: “los conocimientos deben aplicarse en situaciones reales”, en las que se considera que toda estrategia, herramienta o instrumento de aprendizaje, como materiales de apoyo, deben tener un alcance con el cual el alumno pueda enfrentar situaciones que se le presenten en la vida real.

EMPRENDE LA FÍSICA 1. GUÍA DEL MAESTRO

23

Solucionario En este apartado el maestro encontrará las respuestas a las interrogantes planteadas en el libro del alumno. Hay tres diferentes modalidades: respuesta libre (R.L.), respuesta abierta (R.A.) y respuesta cerrada (R.C.). La respuesta libre es aquella que el alumno contesta de manera personal, poniendo de manifiesto su opinión y sus conocimientos sobre diversos temas o aspectos. Ejemplo: 1. ¿Cómo definirías la distancia con tus propias palabras? R.L. Como una magnitud espacial que nos permite realizar una comparación respecto a un patrón –como el metro- aceptado.

La respuesta abierta es aquella para la cual no importa la forma en que se dé respuesta, siempre y cuando se mantenga lo esencial. Ejemplo: 2. ¿Qué información te daría un acelerómetro sobre tu movimiento? R.A. Marcaría un valor igual a cero, pues no hay cambio en la velocidad.

La respuesta cerrada es aquella que no tiene otra respuesta ni parte de criterios subjetivos, por lo que todos los alumnos deberán contestar lo mismo. Ejemplo: 3. Se lanza un objeto verticalmente con una velocidad inicial de 40 m/s. a) Calculen la altura máxima alcanzada por el objeto. R.C. h 5 2 (40 m/s)2/(2) (29.78 m/s2) 5 81.8 m.

24

Al igual que en el libro del alumno, en la guía se indican los tres momentos de la secuencia didáctica:

Fuerza 2 (Segunda Ley de Newton)

CLASE 36 Páginas 106-107

DESPRENDE

DESPRENDE CG 4

Atributo. Expresa ideas y conceptos mediante representaciones lingüísticas, matemáticas o gráficas.

Inicio. Implica la contextualización de los nuevos conocimientos, recuperación y actualización de situaciones problemáticas en el contexto del estudiante.

CDB 6

Contesta lo siguiente. 1. ¿Cómo se relacionan la fuerza y el ímpetu? R.A. La fuerza es directamente proporcional al cambio que experimenta el ímpetu de un cuerpo o sistema. 2. ¿La fuerza aplicada sobre un cuerpo o sistema depende del tiempo? ¿Por qué? R.A. Sí. La fuerza es inversamente proporcional al tiempo en el cual el ímpetu de un cuerpo o sistema experimenta un cambio.

EMPRENDE CG 5

EMPRENDE

CDB 6

Atributo. Ordena información de acuerdo a categorías, jerarquías y relaciones.

Realiza las siguientes actividades en tu cuaderno.

Desarrollo. Sugiere la exposición y discusión de contenidos, la retroalimentación entre el profesor,el grupo y cada uno de los alumnos.

1. Describe situaciones en donde puedas identificar cambios de velocidad sin alteración de la masa y, por tanto, de fuerza. R.L. Ejemplos: en la caída libre, pues lo único que cambia es la velocidad del cuerpo. En una colisión de bolas de billar que viajan a la misma velocidad y que poseen igual masa. 2. Realiza lo mismo para sistemas con masa variable, pero velocidad constante. R.L. Ejemplos: globo que pierde aire de manera paulatina, conservando su velocidad. Camión de carga que pierde una fracción de ésta. 3. Por último, en situaciones donde cambien la masa y la velocidad. R.L. Ejemplos: cohetes o misiles. Vehículos que pierden partes cuando chocan.

APRENDE Atributo. Sigue instrucciones y procedimientos de manera reflexiva, comprendiendo cómo cada uno de sus pasos contribuye al alcance de un objetivo.

CG 5

APRENDE

CDB 5

Realiza las siguientes actividades en tu cuaderno.

90

Cierre. Se relaciona con las actividades de aplicación. También se generan conclusiones donde el alumno puede evaluarse en distintos aspectos.

B2 FUERZA (DINÁMICA)

De igual manera se incluyen las respuestas de las secciones COMPRENDE (lectura de comprensión), ENCIENDE (evaluación diagnóstica), POR ENDE (recapitulación), SORPRENDE (evaluación final) y la evaluación PLANEA/PISA.

¡ENCIENDE!

Reflexiona sobre la lectura, contesta las siguientes preguntas y coméntalas en grupo.

Responde las siguientes preguntas.

Las lesiones cerebrales en el futbol […] Puede parecer exagerado comparar el futbol soccer con el americano en la capacidad de causar daño cerebral. En el americano el sonido de cascos que se embisten da idea de la gran cantidad de fuerza y energía que se transfiere en los impactos. Todo golpe en la cabeza puede darle una sacudida al cráneo suficiente como para producir conmoción (palabra que significa “sacudida violenta”) y traumatismo craneoencefálico (TCE), que pueden causar desde pérdida del conocimiento y confusión mental hasta lesiones a largo plazo. Lo más preocupante es que incluso un traumatismo craneoencefálico leve que sólo deja al jugador fuera de combate unos instantes puede producir daños cognitivos progresivos si ocurre repetidamente. Este trastorno degenerativo, conocido como encefalopatía traumática crónica (ETC), se parece al mal de Alzheimer, con síntomas como depresión, pérdida de memoria e inestabilidad emocional. Al igual que el Alzheimer, la ETC es incurable y sólo se manifiesta al cabo de años, lo que dificulta el diagnóstico. […] Estudios revelan: • Los jugadores que golpean el balón con la cabeza más de 1 800 veces al año presentan alteraciones cerebrales que se pueden relacionar con pérdida de memoria. • La causa más común de conmoción se debe a choques con otros jugadores; las jugadas con la cabeza son causantes de menos de un tercio de las conmociones.

¡POR ENDE!

¡SORPRENDE!

CLASE 21 Páginas 64-65

Haz lo que se pide con ayuda de los aprendizajes que lograste en este bloque.

Completa el mapa conceptual. Los faltantes son ramas de la Física clásica, o divisiones de ellas.

¡COMPRENDE!

R.C. La masa es una magnitud fundamental que determina la cantidad de materia contenida en un cuerpo. En el Sistema Internacional (SI) se mide en kilogramos (kg).

R.C. El peso es una fuerza igual al producto de la masa y la aceleración gravitacional. Se mide en Newton (N) o en dinas (din). 3. ¿Cómo se define la fuerza? ¿En qué unidades se mide? R.C. La fuerza es una magnitud vectorial igual al cambio que experimenta el ímpetu en función del tiempo. Cuando la masa es constante, la fuerza es igual al producto de ésta y de la aceleración. Se mide en Newton (N) o en dinas (din). El promedio de vida de un estadounidense común es de 76 años, el de un jugador de americano, 57.

FUENTE: Perkowitz, Sidney ,“Las lesiones cerebrales en el futbol” publicado en ¿Cómo ves?, Año 18, No. 211, UNAM, Cd. México 2016.

R.A. Pérdida del conocimiento, lesiones y traumatismo cráneo-encefálico. 2. ¿Qué es y qué síntomas presenta la encefalopatía traumática crónica?

R.C. Es la ciencia que estudia la Naturaleza, las propiedades y leyes generales de la materia y la energía.

4. ¿En qué condiciones un cuerpo se encuentra en equilibrio? Da ejemplos. R.L. Un cuerpo se encuentra en equilibrio traslacional cuando la suma de fuerzas que actúan sobre el mismo es igual a cero. Ejemplos: anuncio colgado de una cadena, objeto colocado sobre una mesa.

• Es necesario proteger a los jugadores de futbol de todos los impactos a la cabeza, no sólo de las jugadas que implican cabezazos. • Los jugadores con cuellos más fuertes padecen menos conmociones: las probabilidades de traumatismo encefálico se reducen en 5% por cada 4.4 newton de incremento de fuerza en el cuello. • Las mujeres sufren más conmociones que los varones: 4.5 contra 2.8 por cada 10 000 partidos.

1. ¿Qué consecuencias tienen los golpes en la cabeza?

1. ¿Qué es la Física?

1. ¿Qué es la masa? ¿En qué unidades se mide?

2. ¿Qué es el peso? ¿En qué unidades se mide?

Respuesta cerrada (R.C.). Es un trastorno degenerativo que puede causar daños cognitivos progresivos si se repite continuamente. Síntomas: depresión, pérdida de memoria e inestabilidad emocional.

5. ¿Qué es la fricción? Da ejemplos de dónde se presenta. R.C. y R.L. La fricción es una fuerza que se opone al movimiento de los cuerpos. Ejemplos: superficie rugosa, desgaste de las piezas en la maquinaria mal aceitada. 6. ¿Qué es la inercia? R.C. La inercia es la tendencia de los cuerpos a conservar su estado de reposo o de movimiento en ausencia de fuerzas externas. 7. ¿En qué consiste el principio de acción y reacción? R.C. A toda acción corresponde una reacción de la misma intensidad, pero de sentido opuesto. 8. ¿Qué es el ímpetu? R.C. Una magnitud física igual al producto de la masa y la aceleración. 9. ¿Qué es un principio de conservación en el contexto de la Física? R.C. Es un principio en el cual una magnitud física como el ímpetu, la energía mecánica u otra, se mantiene constante dentro de ciertas condiciones.

2. ¿Cuáles son las principales ramas de la Física? Explica brevemente cada una.

3. Comenta otras consecuencias de los golpes en la cabeza.

R.C. Mecánica: estudia el movimiento de los cuerpos. Termodinámica: investiga las transformaciones y propiedades de la Física

Física contemporánea

energía y el calor. Electromagnetismo: es el estudio de los fenómenos relacionados con la electricidad y el magnetismo.

R.L. Conmoción, hinchazón, alteraciones en la conducta, lagunas mentales, mal de Parkinson.

Óptica: estudia las propiedades de la radiación electromagnética, en particular de la luz visible.

Física clásica Electromagnetismo Ondas

Dinámica

Termodinámica

MRU

EMPRENDE LA FÍSICA 1

B2 FUERZA (DINÁMICA)

7. Explica brevemente qué son los componentes de la velocidad en un tiro parabólico. R.C. Representan los componentes vectoriales de la velocidad del cuerpo. La componente horizontal de la velocidad es igual al producto de la velocidad inicial y el coseno del ángulo de tiro. La componente vertical de la velocidad es igual a la diferencia del producto de la velocidad inicial por el seno del ángulo de tiro y el valor de la aceleración gravitacional por el tiempo.

Tiro parabólico

MRUA

Movimiento circular

MCU

MCUA

8. ¿Qué es el movimiento circular? R.C. Es el movimiento de un cuerpo o partícula que describe la trayectoria correspondiente a un círculo.

EVALUACIÓN PLANEA/PISA

9. ¿Qué es la aceleración centrípeta? R.C. Es la aceleración dirigida hacia el centro de la trayectoria que experimentan los cuerpos que se mueven en trayectorias circulares o cerradas. Dicha aceleración es directamente proporcional al cuadrado de la velocidad e inversamente proporcional al radio de giro.

Lee el texto y contesta las preguntas posteriores rellenando el alveolo correspondiente.

10. ¿Qué es un radián? R.C. Es una unidad para medir ángulos, equivalente a 360/2p°

La importancia de la física (1) La Física es una de las ciencias más importantes de la humanidad, es una de las que más ha contribuido a explicar la naturaleza del mundo que nos rodea. Se comprende como la disciplina que estudia las propiedades de la materia, la energía, el tiempo, el espacio y sus interacciones y transformaciones. El origen de esta disciplina se sitúa en la época en la que se hacía la interpretación natural de la filosofía, en la medida que los primeros pensadores de la historia se preguntaban también acerca de cuestiones ligadas a lo físico y lo natural: Aristóteles estudió la caída de los cuerpos, luego Ptolomeo indagó acerca de la naturaleza de la luz.

56

71

6. ¿Cuál es el valor de la aceleración de objetos que caen? R.A. 9.78 m/s2, en la ciudad de México.

Cinemática

Caída libre

70

4. ¿Cuál es la diferencia entre velocidad y rapidez? R.C. El término velocidad se refiere a un vector, mientras que la rapidez es el módulo de éste. 5. ¿Cómo se llama el tipo de movimiento en que se recorren distancias iguales en tiempos iguales? Cita tres ejemplos. R.C. y R.L. Es un movimiento rectilíneo uniforme. Ejemplos: la luz viajando en el vacío, un haz láser, un avión pasando por una zona sin turbulencias.

Óptica

Titro vertical

Movimiento rectilíneo

R.C. Un vector es una entidad matemática que se caracteriza por tener un módulo o tamaño, una dirección y un sentido.

3. ¿Qué es un vector y cuáles magnitudes se representan por medio de vectores? R.C. Un vector es una entidad matemática que geométricamente se representa como segmento de recta dirigido, el cual comienza en un origen y termina en un punto. Ejemplos de magnitudes vectoriales: velocidad, aceleración, fuerza, velocidad angular, aceleración angular.

Física moderna

Mecánica

10. ¿Qué es un vector?

B1 MOVIMIENTO EN UNA, DOS Y TRES DIMENSIONES

EMPRENDE LA FÍSICA 1. GUÍA DEL MAESTRO

(2)

57

Prácticamente 1500 años después, Galileo Galilei y Nicolás Copérnico realizaron uno de los mayores aportes de la historia, al reafirmar la teoría planetaria heliocéntrica. La física a partir del siglo XVIII vivió un cambio muy notorio, y pasó a dividirse según el ámbito de aplicación: lo que se conocía hasta ese momento, atravesado completamente por la teoría de la gravitación universal, formó parte de la física clásica. Luego apareció la física moderna, encargada del estudio de la relatividad, mecánica cuántica, física de partículas. Por otra parte, la física contemporánea, los estudios de la actualidad, apuntan a conceptos más sofisticados y difíciles quizá de entender para la persona común, como la teoría del caos, la mecánica estadística, la nano-física o las redes complejas […].

(7) En síntesis, los logros de la Física se encuentran prácticamente en todas las invenciones que el hombre ha realizado, y se ha consagrado como el lenguaje universal y el paradigma teórico para tratar de comprender la naturaleza de los fenómenos de los que somos testigos, a diario (como la salida del sol) o de manera esporádica (como un Tsunami). FUENTE: Enciclopedia de clasificaciones, 2016, recuperado de: http://www.tiposde.org/fisica/873-la-importancia-de-la-fisica/

1. La intención principal del texto es: Dar a conocer el método científico. Explicar la importancia de la Física. Explicar algunas de las aplicaciones de la Física. Comprobar que la Física estudia la materia.

2. Fue el primer cambio paradigmático posterior a la concepción de la Física en la antigüedad: La teoría de la relatividad. La teoría del caos. La teoría heliocéntrica. La mecánica estadística.

3. Una disciplina que resulta indispensable para el estudio de la Física es: La Química. Las Matemáticas. La electrónica. La nano-física.

4. Debido a lo siguiente se le considera a la Física como la ciencia fundamental:

(3)

Para que el maestro no tenga que recurrir al libro del alumno, se incluyen las lecturas y todos los complementos necesarios para trabajar la actividad que se propone.

[…] La Física es una ciencia que necesariamente se complementa con las Matemáticas: de hecho, la expresión física lidia con la matemática y es imposible el estudio profundo de una sin la otra. También se relaciona en gran medida con la Astronomía, y la construcción de toda la tecnología astronómica tiene una mediación casi plena de la Física. Con la Biología y con la Química se relaciona en el proceso inverso, en el de la observación del mundo desde lo más diminuto. En ambos casos, el vínculo es a través de la ciencia de la óptica, la electricidad y el magnetismo, elementos básicos de la Física tradicional..

Contesta con tus propias palabras lo que se te pide.

(4)

2. ¿Qué utilidades tiene la Física en nuestras vidas?

Permanentemente las personas estamos en o con elementos desprendidos del estudio de la Física, tanto que no somos capaces de darnos cuenta hasta dónde ha llegado la aplicación de conceptos físicos. El tradicional ejemplo de la gran cantidad de cuentas y operaciones que deben hacerse para tomar los recaudos necesarios a fin de que un puente o un edificio no se venga abajo obedece a la variante más elemental de la Física, pero en verdad encontramos los principios de la Física en casi todos los ámbitos de la cotidianidad. (5) Los códigos de barras, que nos parecen tan comunes, la mensajería electrónica, los tratamientos médicos, y cualquiera de los aparatos cotidianos a los que recurrimos no hubieran sido posibles sin las aportaciones de la óptica, la electrónica o la mecánica. (6) La televisión se basa en rayos catódicos, mientras que un avión se rige por principios de aerodinámica, conocimientos a su vez desprendidos de la Física. Con respecto a las computadoras, sucede lo mismo, con un dato adicional: la combinación entre la evolución tecnológica y la Física contribuyó a la inmensa explosión que permitió que cualquier computadora de hoy supere ampliamente en todo aspecto a las primeras computadoras que se difundían en Nueva York durante la década de los setenta.

66

B1 MOVIMIENTO EN UNA, DOS Y TRES DIMENSIONES

Porque estudia a los fenómenos naturales más básicos. Porque se relaciona con muchas otras ciencias. Porque el estudio que hace de los fenómenos naturales es fundamental para el desarrollo de la humanidad. Porque sus áreas de estudio son muy variadas.

1. ¿Qué estudia la Física y cuál es su contribución? R.L. La Física estudia las propiedades de la materia, la energía, el tiempo, el espacio y sus interacciones y transformaciones. Su contribución es explicar la naturaleza del mundo que nos rodea.

R.L. Prácticamente, la mayoría de las máquinas, los dispositivos y las tecnologías que utilizamos se relacionan con alguna aplicación de la Física. 3. ¿Qué quiere decir el autor en el párrafo 4 cuando explica: “las personas estamos en o con elementos desprendidos del estudio de la Física, tanto que no somos capaces de darnos cuenta hasta dónde ha llegado la aplicación de conceptos físicos”? R.L. Que utilizamos cotidianamente diferentes aplicaciones de la Física, aun sin conocer que se desprenden de esta disciplina, ni conociendo los principios o leyes físicas en que se basan dichas aplicaciones. 4. La computadora fue inventada gracias a la unión de una ciencia y un fenómeno social, ¿cuál es este fenómeno y en qué consiste? R.C. El fenómeno social fue la evolución tecnológica y la combinación de éste con la Física provocó grandes avances en el desarrollo de las computadoras.

EMPRENDE LA FÍSICA 1

67

EMPRENDE LA FÍSICA 1. GUÍA DEL MAESTRO

25

Aprendizajes • Aprenderás qué es la Física y cuáles son sus distintas disciplinas.

• Estudiarás los distintos tipos de movimientos en una, dos y tres dimensiones, sin atender a las causas que los originan. • Aprenderás a reconocer los distintos tipos de movimiento.

Tema integrador La Física también es emprendedora.

BLOQUE

1

• Reconocerás las distintas magnitudes fundamentales y derivadas.

Proyecto Construcción de juguetes didácticos de resorte.

ECA Movimiento en una, dos y tres dimensiones

• Aprenderás los conceptos de magnitud escalar y magnitud vectorial.

¡ATIENDE! En esta sección realizarás actividades para desarrollar tu autoestima y algunas habilidades del pensamiento. Haz lo que se pide.

CLASE Páginas 17-19

1

Sugerencia didáctica Motive a los alumnos para utilizar su pensamiento creativo explorando y buscando alternativas de solución en diversos problemas para ejercer acciones acordes a las necesidades de lo que se requiere. 1. ¿Identificas con claridad tus gustos y habilidades? Descríbelos ¿Cómo relacionas tus gustos y habilidades con tus intereses? Respuesta libre (R.L.) 2. Observa las imágenes, describe el movimiento que se presenta en cada caso. Respuesta abierta (R.A.)

a)



b)

Movimiento circular.

c)



Movimiento circular uniforme.

d)

Movimiento rectilíneo.

e)







Movimientos rectilíneo y circular.

f)

Movimiento parabólico.



Movimiento parabólico.

¡COMPRENDE! Lee el texto y contesta las preguntas. Comenta las respuestas con tus compañeros.

El enfrentamiento de Galileo con la Iglesia Estamos a 22 de junio de 1633. Un débil anciano está arrodillado ante el tribunal de la Inquisición romana. Es un hombre de ciencia, uno de los más conocidos de la época. Sus conclusiones científicas son el resultado de largos años de estudio e investigación. No obstante, si desea salvar su vida, debe negar lo que sabe que es cierto. A finales del siglo XVI, Galileo había adoptado la teoría de Copérnico, según la cual, la Tierra gira en torno al Sol, y no al revés. En 1611, Galileo viajó a Roma para reunirse con altos cargos eclesiásticos. Pero, aunque utilizó el telescopio a fin de mostrarles sus descubrimientos astronómicos, las cosas no resultaron como había esperado. Para 1616, Galileo era oficialmente objeto de investigación. Galileo intentó actuar con prudencia, pero sin dejar de defender la teoría de Copérnico. Diecisiete años después, en 1633, compareció ante el tribunal inquisidor. Algunos autores han considerado este proceso uno de los más famosos e injustos de la antigüedad, equiparable al de Sócrates. La cuestión de si Galileo fue torturado o no, sigue desatando polémica. En conformidad con la sentencia condenatoria, lo sometieron a un “riguroso examen”, expresión técnica con la que se aludía a la tortura en aquella época, según Italo Mereu, historiador de Derecho italiano. Otros eruditos concuerdan con esta interpretación. En cualquier caso, Galileo fue condenado el 22 de junio de 1633, se le declaró culpable de “haber defendido y creído la doctrina falsa, contraria a las Sagradas y Divinas Escrituras, de que el Sol [...] no se desplaza de este a oeste, y de que la Tierra se mueve y no es el centro del mundo”.

Galileo Galilei, científico italiano, formuló las primeras leyes sobre el movimiento.

Puesto que Galileo no quería convertirse en mártir, tuvo que retractarse. Tras la lectura de su sentencia, el anciano científico, de rodillas y ataviado como un penitente, declaró con solemnidad: “Abjuro, maldigo y aborrezco los susodichos errores y herejías [la teoría de Copérnico], y en general cualquier otro error, herejía y secta contraria a la Santa Iglesia”. Según la tradición popular —sin pruebas de peso que la confirmen—, después de haberse retractado, Galileo golpeó el suelo con el pie y protestó: “¡Y sin embargo se mueve!” Los comentaristas afirman que la humillación de haber abjurado de sus descubrimientos mortificó al científico hasta la muerte. Su condena a prisión se conmutó por la de arresto domiciliario de por vida. Y a medida que perdía la vista, fue quedándose prácticamente aislado. FUENTE: http://goo.gl/dAxb8U

1. ¿Qué descubrió Galileo que motivó un proceso por parte de la Inquisición contra él? Respuesta cerrada (R.C.). El movimiento de la Tierra alrededor del Sol y la idea de que ésta no es el centro del mundo. 2. ¿En qué descubrimientos se apoyó Galileo para formular sus hipótesis? R.A. En sus observaciones astronómicas y en la teoría de Copérnico. 3. ¿En qué año se le condenó por herejía? R.C. En 1633.

28

B1 MOVIMIENTO EN UNA, DOS Y TRES DIMENSIONES

¡ENCIENDE! Responde las siguientes preguntas. 1. ¿Cuál es la rama de la Física que estudia el movimiento de los cuerpos sin importar qué lo provoca? R.C. La cinemática, a diferencia de la dinámica, que sí estudia las causas del movimiento. 2. ¿Qué es una magnitud escalar? R.C. Es una cantidad que está perfectamente definida con un número y una unidad de medida. 3. ¿Qué es una magnitud vectorial? R.C. Es una cantidad que requiere de un módulo o tamaño, una dirección y un sentido para poder ser definida 4. ¿Qué es la velocidad, y en qué se diferencia de la rapidez? R.C. La velocidad es una magnitud vectorial definida como el cambio en el desplazamiento que ocurre en un intervalo de tiempo. La rapidez es el módulo del vector velocidad. 5. ¿Cuánto vale la aceleración de la gravedad en la Tierra? R.C. 9.81 m/s2 a nivel del mar; 9.78 m/s2 en la Ciudad de México. 6. ¿Qué trayectoria describe un proyectil lanzado con un ángulo de inclinación? R.C. Una trayectoria parabólica. 7. ¿Cómo se le llama al movimiento de rotación de un disco de vinil o un DVD? R.C. Es un movimiento circular, que puede ser uniforme (al reproducir la información) o acelerado (cuando el disco empieza o termina su movimiento) 8. Indica brevemente qué variables intervienen en cada fórmula: a) v =

x − x0 t − t0

R.C. Velocidad, tiempo y posición. b) a =

v − v0 t − t0

R.C. Aceleración, velocidad y tiempo. 2

2

(

c) v = v 0 + 2 a x − x 0

)

2

R.C. Aceleración, velocidad y posición.

EMPRENDE LA FÍSICA 1. GUÍA DEL MAESTRO

29

CLASE Páginas 20-21

2

Campo de estudio de la Física DESPRENDE

QUEHACER DOCENTE Para obtener una planeación de clase más adecuada debe considerar el desarrollo de un diagnóstico grupal. Para ello puede aplicar algunas preguntas clave: ¿es necesario identificar los saberes de los alumnos? ¿Qué se debe conocer del alumno? ¿Para qué es útil saberlo?

CG 6

Atributo. Estructura ideas y argumentos de manera clara, coherente y sintética.

CDB 6

Contesta lo siguiente. 1. ¿Qué es la Física? R.C. Es la ciencia que estudia las propiedades de la materia y de la energía, así como las leyes generales que los rigen. 2. ¿Cuáles son los campos de estudio de la Física? R.C. Mecánica, termodinámica, electromagnetismo, óptica, acústica y física contemporánea. 3. ¿Cuál es la diferencia entre la Física clásica y la Física moderna? R.C. La Física clásica comprende el periodo de los griegos hasta finales del siglo XIX, mientras que la Física moderna comprende los desarrollos desde el principio del siglo XX, comenzando con la teoría de la relatividad y la mecánica cuántica, hasta nuestros días.

EMPRENDE CG 4

Atributo. Maneja las tecnologías de la información y la comunicación para obtener información y expresar ideas.

CDB 6

Realicen las siguientes actividades. 1. Organizados en parejas, den tres ejemplos de aplicación de los siguientes campos de la Física: R.L. a) Óptica: fabricación de telescopios, pantallas de plasma y fotografía. b) Electromagnetismo: horno de microondas, radares y rayos X. c) Termodinámica: fabricación de máquinas, eficiencia de combustibles y motores.

2. Realicen un mapa conceptual en su cuaderno donde representen los campos de aplicación de la Física. R.L.

30

B1 MOVIMIENTO EN UNA, DOS Y TRES DIMENSIONES

La Física

Cinemática

Física clásica

Física moderna

Dinámica Mecánica Óptica Acústica Termodinámica

Fluidos Cuántica Relativa Contemporánea

Electromagnetismo

APRENDE CG 11

Atributo. Contribuye al alcance de un equilibrio entre los intereses de corto y largo plazo con relación al ambiente.

CDB 2

Realiza las siguientes actividades. 1. Observa tu entorno, ya sea a ti mismo, tu hogar, tu escuela, o tus lugares de entretenimiento; elige un fenómeno físico que puedas clasificar en cada una de las siguientes ramas de la Física (cinemática, dinámica, ondas, electricidad, magnetismo, teoría de la relatividad, mecánica cuántica, termodinámica, óptica, astronomía), anótalo en una hoja blanca y escribe cómo crees que afecta a tu entorno el hecho de que ocurra. Guarda tus observaciones en el portafolio de evidencias. R.L. Cinemática: rodamiento de una canica. Dinámica: lanzamiento de un cohete. Ondas: sismo. Electricidad: cables de alta tensión. Magnetismo: campo magnético de la Tierra. Teoría de la relatividad: retraso del GPS, por efecto del movimiento de la Tierra, según se envíe la señal hacia el este o hacia el oeste. Mecánica cuántica: computadoras cuánticas. Termodinámica: calentador de gas. Óptica: pantallas LCD y de plasma. Astronomía: el efecto de las explosiones solares en las telecomunicaciones terrestres.

EMPRENDE LA FÍSICA 1. GUÍA DEL MAESTRO

31

CLASE Páginas 22-25

3

Magnitudes fundamentales, derivadas, escalares y vectoriales DESPRENDE CG 7

Atributo. Define metas y da seguimiento a sus procesos de construcción de conocimiento.

CD 6

Contesta lo siguiente. 1. ¿Qué es una magnitud? R.C. Es toda propiedad de un cuerpo que puede ser medida o estudiada. 2. ¿Qué es una magnitud fundamental? R.C. Es aquella que no puede ser deducida a partir de otras, son las que por convención permiten expresar cualquier magnitud física en términos de ellas. 3. ¿Qué es una magnitud derivada? R.C. Es una magnitud que se deriva de la combinación de una o más magnitudes fundamentales. 4. Da cinco ejemplos de unidades que no pertenecen al Sistema Internacional. R.A. Yarda, Bunsen, libra, pulgada y galón.

EMPRENDE CG 4

Atributo. Maneja las tecnologías de la información y la comunicación para obtener información y expresar ideas.

En parejas, resuelvan las siguientes operaciones entre vectores.





u = 2iˆ − 3 ˆj y v = − iˆ − 15 ˆj 1. Sean los vectores   a) Sumen

R.C.

3u + v

5 i - 24 j 5 i - 24j



b) Resten 2u j− 3v 7 i + 39

R.C.

7 i + 39 j

2. Calculen las siguientes razones de cambio.

a) Un cuerpo que cambia su temperatura de 15 a 28 °C en 20 s.

R.C. 0.65 °C/s

32

B1 MOVIMIENTO EN UNA, DOS Y TRES DIMENSIONES

CDB 7

b) Un automóvil que a las 15:30 h se encuentra a 200 km de Tulancingo, y a las 15:59 h

está ubicado a 225 km de dicha población.

R.C. 51.72 km/h. 3. Determinen las unidades de cada una de las siguientes magnitudes. R.C. a) Volumen específico: m3/kg. b) Frecuencia: ciclos por segundo o Hertz (Hz). c) Fuerza: dina (din) o Newton (N). d) Velocidad: m/s, km/h. e) Aceleración: m/s2.

APRENDE CG 4

Atributo. Maneja las tecnologías de la información y la comunicación para obtener información y expresar ideas.

CDB 7

Realiza en tu cuaderno lo que se te pide. 1. Consulta por lo menos dos libros de cálculo diferencial e integral y dos sitios web confiables, haz un resumen sobre la derivada desde el punto de vista de un límite, y desde el punto de vista geométrico. R.L. Sugerencias de libros: Granville, A., Cálculo diferencial e integral, México, Noriega Editores, 2011. Romero et al. Vive el cálculo diferencial, México, Progreso, 2014. Sitios web: goo.gl/mFcTV5content_copy goo.gl/yF0vPq 2. Investiga la aplicación en la Física del concepto derivada y escribe algunos modelos matemáticos donde se aplique éste. R.A. Caída libre: h(t) 5 (4.89 m/s2) t2, h’(t) 5 9.78 m/s2 MRUA: x (t) 5 a t2/2 + v0 t  x0, x’(t) 5 at + v0 MRU: x (t) 5 v0 t  x0, x’(t) 5 v0 Tiro parabólico: x 5 v0 t cosθ, y 5 v0 t senθ – g t2/2; x´ 5 v0 cosθ, y´ 5 v0 senθ – g t 3. Incluye tu resumen y tus fórmulas en el portafolio de evidencias.

EMPRENDE LA FÍSICA 1. GUÍA DEL MAESTRO

33

CLASE Páginas 26-29

4

Posición, trayectoria y distancia DESPRENDE CG 7

Atributo. Define metas y da seguimiento a sus procesos de construcción de conocimiento.

CDB 6

Contesta lo siguiente. 1. ¿Qué es el vector posición de una partícula? R.C. Es el vector que indica dónde está ubicada una partícula, respecto al origen, en el plano cartesiano o en el espacio. 2. ¿Qué es el desplazamiento de una partícula? R.C. Es el cambio que experimenta una partícula al trasladarse de una posición inicial a una final. 3. ¿Cómo definirías la distancia con tus propias palabras? QUEHACER DOCENTE Es importante que oriente la enseñanza en el aula a identificar a los alumnos como agentes sociales que forman parte de una sociedad y deben responder ante acciones y conductas de acuerdo con su entorno.

R.L. Como una magnitud espacial que nos permite realizar una comparación respecto a un patrón –como el metro- aceptado. 4. ¿Qué es la trayectoria de una partícula? R.C. La trayectoria es el lugar geométrico o curva formado por las posiciones sucesivas por las que pasa la partícula al moverse.

EMPRENDE CG 4

Atributo. Maneja las tecnologías de la información y la comunicación para obtener información y expresar ideas.

CDB 7

Resuelvan en parejas los siguientes ejercicios. 1. Sea el vector de posición de un objeto en movimiento:

 r = ( 2t + 2 ) iˆ + (10t + 5) ˆj Determinen las ecuaciones paramétricas de movimiento. R.C. Las ecuaciones paramétricas son: x 5 2 t 1 2, y 5 10 t 1 5 2. Si el tiempo inicial es 0 y el final 10 segundos, determinen el vector de desplazamiento. R.C. r = 20 i 1 100 j

34

B1 MOVIMIENTO EN UNA, DOS Y TRES DIMENSIONES

3. Grafiquen el movimiento del objeto según los ejes x y y. R.C. y 5 10 t 1 5 x 4 3 2 1 0 -4 -3 -2 -1

0 1 2 3 4

t

-1 -2 -3 -4

x52t12

y 4 3 2 1 0

-4 -3 -2 -1

0 1 2 3 4

t

-1 -2 -3 -4

4. Determinen la ecuación de la trayectoria. R.C. y 5 5 x 2 5 Como t 5 (x – 2)/2 y t 5 ( y 2 5)/10, al igualar y simplificar resulta: y 5 5x 2 5, que corresponde a la ecuación de una recta. 5. Grafiquen la trayectoria del objeto. y 4 3 2 1 0 -4 -3 -2 -1

0 1 2 3 4

x

-1 -2 -3 -4

6. Fotocopien las gráficas y guárdenlas en el portafolio de evidencias. EMPRENDE LA FÍSICA 1. GUÍA DEL MAESTRO

35

APRENDE CG 10

Atributo. Asume que el respeto de las diferencias es el principio de integración y convivencia en los contextos local, nacional e internacional

CGB 2

Realiza lo que se pide. 1. Elabora en tu cuaderno un ensayo: en él deberás escribir tus opiniones acerca de lo útil que consideras que son los vectores, o no lo son. Da ejemplos o contraejemplos para defender tu opinión. R.L. Sugerencias de fuentes de información sobre el tema de vectores: goo.gl/j7Yrcl goo.gl/IKV7CO goo.gl/IKV7CO (historia sobre el concepto de vector). 2. Forma un grupo de discusión con tus compañeros de grupo y comparen sus opiniones acerca de este tema. 3. Conserva tu ensayo en el portafolio de evidencias.

CLASES 5-6 Páginas 30-33

Velocidad y rapidez DESPRENDE CG 4

Atributo. Expresa ideas y conceptos mediante representaciones lingüísticas, matemáticas o gráficas.

CDB 6

Contesta lo siguiente. 1. ¿Cómo defines la velocidad? R.A. La velocidad es el cambio que experimenta la posición de un cuerpo en función del tiempo. QUEHACER DOCENTE Las estrategias que adopte en el desarrollo de los contenidos de cada clase deben ser de tres tipos: cognitivas, procedimentales y afectivas; aunque quizá alguna de ellas prevalezca en el proceso de aprendizaje.

2. ¿Qué crees que sea la velocidad promedio? R. L. Es la relación que hay entre el desplazamiento de un cuerpo y el tiempo que le toma realizarlo. 3. ¿Qué es la velocidad instantánea de un objeto? R.A. La velocidad instantánea es la velocidad que tiene un cuerpo en un punto determinado de su trayectoria.

EMPRENDE CG 5

36

Atributo. Ordena información de acuerdo a categorías, jerarquías y relaciones.

B1 MOVIMIENTO EN UNA, DOS Y TRES DIMENSIONES

CDB 3

Realicen los ejercicios que se piden. 1. Formen parejas y completen la siguiente tabla. Posición inicial

Posición final

Tiempo inicial

Tiempo final

Velocidad media

0

5

0

2

2.5

10

20

2

6

2.5

20

27

6

9

2.33

27

48

9

18

2.33

xi (m)

xf (m)

Ti (s)

tf (s)

v (m/s)

2. La velocidad de un cuerpo está dada por v (t) 5 ((6 m/s2) t + (5 m/s)) i + (15 m/s2) t j + (2 m/s) k. Encuentra su rapidez al tiempo t 5 4 s. v (t 5 4s) 5 (29 m/s, 60 m/s, 2 m/s), |v| 5 66.67 m/s

APRENDE Resuelve los siguientes problemas. 1. ¿En cuánto tiempo recorrerá un automóvil una distancia de 320 km, si viaja a una velocidad de 80 km/h? R.C. t 5 4 h. 2. Una camioneta recorrió 200 km en 75 minutos. Expresa su rapidez en metros sobre segundo. R.C. v 5 44.44 m/s. 3. La posición de un objeto está dada por el vector: x (t) 5 5 (5 cos 120 t + 10) i + (5 sen 120 t + 30) j a) Encuentra su posición al tiempo t 55 10 s R.C. x (t) 5 (7.5, 34.33) b) Su posición según los ejes x y y.

R.C. x 5 5 cos 120 t 110, y 5 5 sen 120 t 1 30 c) Determina la trayectoria de la partícula.

Como x 5 5 cos (120 t) 1 10 y 5 5 sen (120 t) 1 30 Así, la partícula realiza un movimiento cosenoidal en el eje X, mientras que sobre el eje Y efectúa un movimiento senoidal. EMPRENDE LA FÍSICA 1. GUÍA DEL MAESTRO

37

Las ecuaciones anteriores se pueden reescribir así: (x – 10)/5 = cos (120 t) (y – 30)/10 = sen (120 t) Elevando al cuadrado y sumando, queda: (x – 10)2/25 + (y – 30)2/100 = cos2 (120 t) + sen2 (120 t) = 1 Es la ecuación de una elipse con centro en (10, 30), semieje mayor a = 5 y semieje menor b = 10. Por tanto, en el plano XY, la partícula sigue un movimiento elíptico.

CLASE Páginas 34-35

7

Aceleración DESPRENDE CG 6

Atributo. Evalúa argumentos y opiniones e identifica prejuicios y falacias.

CDB 6

Contesta lo siguiente. 1. ¿Qué es la aceleración? R.C. La aceleración representa el cambio de velocidad respecto al tiempo. 2. ¿Qué relación existe entre la Segunda Ley de Newton y la aceleración? R.A. Cuando la masa es constante en la Segunda Ley de Newton, la aceleración puede escribirse como el cociente entre la fuerza y la masa.

EMPRENDE CG 8

Atributo. Aporta puntos de vista con apertura y considera los de otras personas de manera reflexiva.

CDB 10

En equipos de cuatro integrantes resuelvan en su cuaderno los siguientes problemas. 1. La velocidad de un objeto está dada por la función v (t) = (9.78 m/s2) t. a) Grafica v(t) contra t. ¿Qué tipo de gráfica es?

38

B1 MOVIMIENTO EN UNA, DOS Y TRES DIMENSIONES

a) La gráfica es una recta: y 5 4 3 2 1

0

-5 -4 -3 -2 -1

0 1 2 3 4 5

x

-1 -2 -3 -4 -5

b) Determina la pendiente y la ordenada al origen de la función graficada.

Pendiente: m 5 9.78 m/s2. Ordenada al origen: 0 s. c) ¿Cuánto vale la aceleración?

a 5 9.78 m/s2.

APRENDE CG 1

Atributo. Analiza críticamente los factores que influyen en su toma de decisiones.

CDB 3

Resuelve en tu cuaderno los siguientes problemas. 1. La velocidad de un cuerpo está dada por la función v(t) 5 (1.8 m/s2) t + 6 m/s. 2. Grafica v(t) contra t. ¿Qué tipo de gráfica es? R.C. y 5 4 3 2 1 -11 -10 -9 -8 -7 -6 -5 -4 -3 -2 -1

0

0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11

x

-1 -2 -3 -4 -5

3. Determina la pendiente y la ordenada al origen de la función graficada. R.C. Pendiente: m5 1.8 m/s2. Ordenada al origen: b5 6 m/s.

EMPRENDE LA FÍSICA 1. GUÍA DEL MAESTRO

39

4. ¿Cuánto vale la aceleración? R.C. a 51.8 m/s2. 5. Investiga si existe una forma de obtener la aceleración de un cuerpo si se conoce su velocidad. R.A. Sí. En cálculo diferencial, la derivada de la velocidad respecto al tiempo es igual a la aceleración.

CLASE Páginas 36-39

8

Movimiento rectilíneo uniforme (MRU) DESPRENDE CG 6

Atributo. Evalúa argumentos y opiniones e identifica prejuicios y falacias.

CDB 6

Contesta lo siguiente. 1. ¿Qué representa el conjunto de los puntos de la posición de un cuerpo? R.A. Representa la trayectoria recorrida por el cuerpo. 2. ¿Qué es una trayectoria rectilínea uniforme de un cuerpo? R.C. Es una trayectoria recta cuyo móvil tiene velocidad constante.

EMPRENDE Atributo. Asume una actitud constructiva, congruente con los conocimientos y habilidades con los que cuenta dentro de distintos equipos de trabajo.

CG 8

CDB 3

En equipos de tres integrantes realicen las siguientes actividades. 1. Completen la siguiente tabla. R.C. Ecuación del movimiento

x ( t ) = 2t + 5 x ( t ) = −3t + 12

La posición en

La posición en

La posición en

La posición en

7

9

11

13

9

6

3

0

t=1s

t=2s

t=3s

t=4s

2. Un proyectil se mueve de acuerdo con el siguiente vector de posición:

 r ( t ) = (5t + 3) iˆ + ( 2t + 20 ) ˆj + (12t + 4 ) k m

a) Determinen la ecuación del movimiento según los ejes X, Y y Z.

R.C. x 5 5 t 1 3, y 5 2 t 1 20, z 5 12 t 1 4

40

B1 MOVIMIENTO EN UNA, DOS Y TRES DIMENSIONES

b) Determinen la posición en X, Y y Z para t = 0.

R.C. x 5 3, y 5 20, z 5 4.

APRENDE CG 3

Atributo. Reconoce la actividad física como un medio para su desarrollo físico, mental y social.

CDB 2

Contesta las siguientes preguntas. 1. Suponiendo que caminas en movimiento rectilíneo uniforme: a) ¿Qué información te daría un velocímetro sobre tu movimiento?

R.A. No cambiaría; se mantendría en un valor fijo. b) ¿Qué información te daría un acelerómetro sobre tu movimiento?

R.A. Marcaría un valor igual a cero, pues no hay cambio en la velocidad. 2. ¿Qué ejemplos de movimiento rectilíneo uniforme conoces? Describe todos los que puedas. R.L. Ejemplo: un rayo de luz viajando por el espacio, un haz de rayo láser. 3. ¿Consideras que la caminata o trotar en movimiento rectilíneo uniforme son un mejor ejercicio que trotar o correr en movimiento acelerado? Justifica tu respuesta. R.L. Depende de la condición física de la persona. A veces acelerar o desacelerar puede causar daños en el cuerpo si no se tiene un calentamiento adecuado o hay problemas en la estructura ósea. 4. Elabora un mapa mental en el que detalles las definiciones esenciales sobre movimiento rectilíneo uniforme, así como el procedimiento general para resolver problemas de este tipo. Compara tu mapa mental con algunos de tus compañeros. R.L.

Movimiento rectilíneo uniforme acelerado (MRUA)

CLASES 9-10 Páginas 40-43

DESPRENDE CG 1

Atributo. Analiza críticamente los factores que influyen en su toma de decisiones.

CDB 10

Contesta lo siguiente. 1. ¿Qué es el movimiento rectilíneo acelerado? R.C. Es un movimiento en línea recta donde disminuye o aumenta la velocidad.

EMPRENDE LA FÍSICA 1. GUÍA DEL MAESTRO

41

2. ¿Cuáles son las propiedades de un movimiento rectilíneo acelerado? R.C. Su velocidad es variable, pero su aceleración se mantiene constante. 3. Expresa el modelo matemático de la velocidad de un movimiento rectilíneo acelerado. R.C. v = a t 1 v0

EMPRENDE CG 6

Atributo. Estructura ideas y argumentos de manera clara, coherente y sintética.

CDB 3

Resuelve los siguientes ejercicios. 1. Un automóvil se mueve en una carretera recta horizontal con rapidez de 110 km/h. Al notar un bache, el conductor aplica los frenos y el automóvil reduce su velocidad a 70 km/h después de haber recorrido 350 m. Supón que la aceleración que se le imprime al automóvil es constante y calcula: a) El tiempo necesario para reducir la velocidad de 110 km/h a 70 km/h.

R.C. a 5 (v 2 f 2 v 2 i )/2 x 5 (19.44 m/s)2 – (30.55 m/s)2/2 (350 m) 5 -0.79 m/s2, por tanto: t 5 (vf – vi )/a 5 (19.44 m/s – 30.55 m/s)/(-0.79 m/s2) 5 14.06 s. b) El tiempo necesario para que el automóvil se detenga por completo.

R.C. vf 5 0 5 vi + a t al despejar t, queda: t 5 -vi /a 5 -(30.55 m/s) / (-0.79 m/s2) 5 38.67 s. c) La distancia que recorre el automóvil hasta detenerse completamente.

R.C. x 5 x0 5 vot 5 at2/2 5 (350 m) 1 (30.55 m/s) (38.67 s) 2 (0.395 m/s2)(38.67 s)2 5 940.69 m.

APRENDE CG 6

Atributo. Elige las fuentes de información más relevantes para un propósito específico y discrimina entre ellas de acuerdo a su relevancia y confiabilidad.

CD 4

Resuelve los siguientes ejercicios, consulta fuentes bibliográficas y recursos web. 1. Un objeto tiene una aceleración de 5 m/s2 , una velocidad inicial de 8 m/s, y una posición inicial de 1 m. a) Da la expresión matemática de la posición.

R.C. x (t) = (1 m) 1 (8 m/s) t 1 (5 m/s2) t2/2

42

B1 MOVIMIENTO EN UNA, DOS Y TRES DIMENSIONES

b) Da la expresión matemática de la velocidad del objeto.

R.C. v (t) 5 (5 m/s2) t 1 8 m/s 2. Un avión aterriza en la pista a una velocidad de 450 km/h, con una aceleración de –12.5 m/s2. a) Escribe la ecuación del movimiento.

R.C. x 5 (125 m/s) t – (12.5 m/s2)/2 t2

vf 2 5 (125 m/s)2 2 2 (12.5 m/s2) x

b) Calcula el tiempo necesario para que el avión se detenga por completo.

R.C. Aquí vf 5 0, por lo que se despeja x de la segunda ecuación y resulta: x 5 625 m. De esta manera, al sustituir en la primera ecuación, resulta: 625 m 5 (125 m/s) t 2 (6.25 m/s2) t2. Al resolver esta ecuación cuadrática, queda T 5 10 s. c) Calcula la distancia necesaria para que el avión se detenga por completo.

Aquí vf 5 0, por lo que se despeja x de la segunda ecuación y resulta: x 5 625 m. d) Comenta con tus compañeros las dificultades con que te has encontrado para resol-

ver los ejercicios, así como las fuentes bibliográficas o electrónicas que consultaste para resolver tus dudas.

Tiro vertical

CLASE 11 Páginas 44-45

DESPRENDE CG 5

Atributo. Identifica los sistemas y reglas o principios medulares que subyacen a una serie de fenómenos.

CDB 2

Contesta lo siguiente. 1. Cuando lanzas un objeto hacia arriba, ¿qué provoca que se frene y caiga? R.A. La fuerza de gravedad actúa sobre el cuerpo, por lo cual paulatinamente disminuye su velocidad hasta llegar a cero. 2. ¿Cómo pueden salir del planeta los diversos vehículos espaciales? R.A. Rebasando una velocidad llamada de escape. En la Tierra es de 11. 2 km/s. 3. ¿Qué sería del desarrollo de nuestra tecnología sin los satélites? R.L. No habría telecomunicación satelital, investigación meteorológica ni espacial, tampoco satélites espías o militares.

EMPRENDE LA FÍSICA 1. GUÍA DEL MAESTRO

43

EMPRENDE CG 8

Atributo. Propone maneras de solucionar un problema o desarrollar un proyecto en equipo, definiendo un curso de acción con pasos específicos.

CD 7

En equipos de tres integrantes resuelvan los siguientes ejercicios en su cuaderno. 1. Se lanza un objeto verticalmente con una velocidad inicial de 40 m/s. a) Calculen la altura máxima alcanzada por el objeto.

R.C. h 5 2 (40 m/s)2/(2)(29.78 m/s2) 5 81.8 m. b) Calculen el tiempo necesario para alcanzar la altura máxima.

R.C. 81.8 m 5 (40 m/s) t 2 (9.78 m/s2) t2/2. Al resolver para t, resulta: t 5 4.09 s. 2. Calculen la velocidad de lanzamiento que necesita un objeto para alcanzar una altura máxima de 20 m. R.C. v 5 (2 (9.78 m/s2) (20 m))1/25 19.78 m/s.

APRENDE QUEHACER DOCENTE Para que se logren las competencias es de suma importancia que fomente actividades que favorezcan el aprendizaje autónomo, ya que éstas permiten al alumno utilizar sus herramientas metacognitivas, lo que genera el aprendizaje significativo.

CG 6

Atributo. Reconoce los propios prejuicios, modifica sus puntos de vista al conocer nuevas evidencias, e integra nuevos conocimientos y perspectivas al acervo con el que cuenta.

CDB 2

Realiza la siguiente actividad. 1. En una hoja blanca escribe un ensayo en el que consideres todos los tipos de movimiento que hemos estudiado hasta ahora, comenta tus impresiones acerca de los logros humanos que se han conseguido con el estudio de estos fenómenos físicos. Si así lo deseas, comparte tu ensayo a tus compañeros. Guárdalo en tu portafolio de evidencias. R.L. Sugerencia para información: goo.gl/b1GsJ6content_copy

CLASE 12 Páginas 46-47

Caída libre DESPRENDE CG 7

Atributo. Define metas y da seguimiento a sus procesos de construcción de conocimiento.

CD 3

Analiza con tus compañeros de grupo las preguntas y contéstenlas. 1. En la clase anterior, en realidad se analizaron dos tipos de movimiento, ¿por qué? R.L. Sí, porque uno es la caída libre y otro el tiro vertical.

44

B1 MOVIMIENTO EN UNA, DOS Y TRES DIMENSIONES

2. A partir de las ecuaciones de la clase anterior, ¿cómo se puede analizar el movimiento de un objeto que cae? R.A. Con las fórmulas del MRUA para la posición y la velocidad. 3. ¿Cuánto debe valer g para que las ecuaciones sean correctas y por qué? R.A. En la ciudad de México, g tiene un valor de 9.78 m/s2. La aceleración debe ser el valor de la aceleración gravitacional, pues en estos movimientos está presente la fuerza de gravedad.

EMPRENDE CG 8

Atributo. Propone maneras de solucionar un problema o desarrollar un proyecto en equipo, definiendo un curso de acción con pasos específicos.

CD 5

Formen parejas y hagan el siguiente experimento. 1. Necesitarán una hoja y una piedra u otro objeto pesado. Dejen caer ambas desde la misma altura, y al mismo tiempo. Anoten sus observaciones en su cuaderno. R.L. El objeto cae más rápido que la hoja de papel. 2. Ahora repitan el experimento, pero hagan una bola con la hoja de papel. Anoten sus observaciones e interpreten sus resultados. Compartan sus conclusiones con sus compañeros. R.L. Ambos objetos caen con la misma rapidez y llegan al mismo tiempo. En el primer caso influye la resistencia del aire sobre la hoja de papel.

APRENDE Resuelve los siguientes ejercicios. 1. Se deja caer un balón desde una altura de 20 m, supón que la fuerza del aire que se opone al movimiento es nula. a) Calcula la velocidad final.

R.C. v 5 19.78 m/s. b) Calcula el tiempo de caída del balón.

R.C. t 5 (2 (20 m)/(9.78 m/s2))1/2 5 2.02 s. 2. Elabora en tu cuaderno un mapa conceptual con todos los tipos de movimiento que hemos analizado hasta ahora. Comparte tu mapa con tus compañeros y mejórenlos con ayuda mutua. Guarda tu trabajo en el portafolio de evidencias. R.L. Sugerencia (descartando el movimiento armónico simple):

EMPRENDE LA FÍSICA 1. GUÍA DEL MAESTRO

45

Tipos de movimientos

Movimiento rectilíneo uniforme

Movimiento rectilíneo uniforme variado

Movimientos circular

Cuando el móvil describe una trayectoria recta, y es constante en el tiempo, dado que su aceleración es nula

Un móvil se desplaza sobre una trayectoria recta estando sometido a una aceleración constante

Es el que se basa en un eje de giro y radio constante, por lo cual la trayectoria es una circunferencia

Movimiento que se realiza sobre una línea recta

La aceleración y la fuerza resultante sobre la partícula son constantes

La velocidad constante implica magnitud y dirección constantes

La velocidad varía linealmente respecto del tiempo

La magnitud de la velocidad recibe el nombre de celeridad o rapidez

La posición varía según una relación cuadrática respecto del tiempo

Aceleración nula

Tiro parábolico

Tiro vertical

Movimiento armónico simple

Realizado por un objeto cuya trayectoria describe una parábola

Es un movimiento sujeto a la aceleración gravitacional, sólo que ahora es la aceleración la que se opone al movimiento inicial del objeto

Es un movimiento periódico que queda descrito en función del tiempo por una función armónica (seno o coseno)

Paralelismo movimiento lineal angular

Arco

Velocidad angular y velocidad tangencial

Aceleración angular Periodo y frecuencia Aceleración y fuerza centrípetas

46

B1 MOVIMIENTO EN UNA, DOS Y TRES DIMENSIONES

Movimiento parabólico con rozamiento

Nunca la velocidad inicial es cero

Los valores máximo y mínimo de la función seno son +1 y -1 en una región del eje x

Movimiento parabólico (completo)

Altura máxima, su velocidad + en este punto es cero, el descenso el signo de la velocidad es –

La función seno es periódica y se repite cada 2p

Movimiento semiparabólico

La velocidad de subida es igual a la de bajada, pero el signo de la velocidad al descender es negativo

Tiro horizontal

CLASES 13-14 Páginas 48-49

DESPRENDE CG 9

Atributo. Actúa de manera propositiva frente a fenómenos de la sociedad y se mantiene informado.

CDB 2

Formen una mesa de discusión sobre el siguiente tema. Durante la Segunda Guerra Mundial los ingleses inventaron unas bombas conocidas como bouncing bombs, que luego de ser lanzadas de aviones rebotaban en el agua y finalmente explotaban junto a las presas de los alemanes. Para guiarse en su discusión consideren las siguientes preguntas: 1. ¿Qué fines perseguían los ingleses al hacer explotar presas alemanas? R.L. Destruir la infraestructura alemana y hacer padecer a la sociedad civil, pues el agua es un recurso vital. 2. ¿En qué afectaron estas acciones en el desarrollo de la guerra? R.L. Una de ellas consistió en la desmoralización de la sociedad, otra en que la falta de recursos básicos provocó el malestar de los ciudadanos con su gobierno. 3. ¿Qué repercusiones tuvo el uso de la Física en el diseño de estas bombas? R.L. Que se diseñaron con la mejor ciencia y técnica disponibles para un fin muy preciso, pero destructivo desde el punto de vista humano. 4. ¿Qué consecuencias tiene el mal uso que se le da a la tecnología y a la ciencia? R.L. La destrucción, la guerra, el sufrimiento de los pueblos, entre otras consecuencias.

EMPRENDE CG 8

Atributo. Propone maneras de solucionar un problema o desarrollar un proyecto en equipo, definiendo un curso de acción con pasos específicos.

CDB 9

Formen equipos de tres integrantes y realicen el siguiente experimento. 1. Construyan un sencillo dispositivo lanzador de canicas. Debe ser poco potente, y capaz de lanzar una canica unos pocos metros. Con la ayuda del dispositivo, efectúen 5 lanzamientos, y calculen la velocidad vertical final de cada lanzamiento, así como una demostración de que el movimiento en sentido horizontal en cada caso es rectilíneo uniforme. Muestren sus dispositivos a los otros equipos. R.L. Precaución: insistir en que este dispositivo no se utilice como juguete bélico para lesionar a alguien. Sugerencias: goo.gl/p5VPaacontent_copy goo.gl/1EWZQh

EMPRENDE LA FÍSICA 1. GUÍA DEL MAESTRO

47

APRENDE CG 4

Atributo. Se comunica en una segunda lengua en situaciones cotidianas.

CD 10

Retoma la actividad inicial de esta clase, y describe el movimiento de una bouncing bomb. Consulta en otras fuentes de información y haz una descripción del funcionamiento de estos aparatos. R.L. La bouncing bomb o bomba de rebote fue diseñada por Barnes Wallis durante la Segunda Guerra Mundial. Las bombas tenían forma cilíndrica y, antes de ser lanzadas, un motor las hacía girar sobre su eje de modo que, al estrellarse contra el agua, rebotaban y podían esquivar las redes antitorpedo. Alcanzada la presa, se hundían y estallaban gracias a un sistema de espoletas. La onda de choque generada por la explosión en la base de la presa contribuía a demolerla.

CLASE 15 Páginas 50-53

Movimiento de proyectiles DESPRENDE CG 6

Atributo. Estructura ideas y argumentos de manera clara, coherente y sintética.

CDB 1

Opina acerca de las posibles causas del siguiente hecho histórico: la última catapulta medieval que se construyó fue por parte de los españoles que efectuaron el sitio de Tenochtitlán, pese a que la pólvora se usaba en cañones desde la guerra de los cien años. Escribe un resumen al respecto. R.L. La catapulta tenía más alcance y precisión que el cañón, además de que podía colocársele un proyectil de mayor peso para demoler fortificaciones o alcanzar lugares situados a mayor altura.

EMPRENDE CG 8

Atributo. Propone maneras de solucionar un problema o desarrollar un proyecto en equipo, definiendo un curso de acción con pasos específicos.

CDB 7

Resuelvan los siguientes problemas. 1. En equipo de tres integrantes realicen lo que se pide. Se lanza un objeto con una velocidad horizontal de 15 m/s con un ángulo θ = 30° con y0 = 2 m, x0 = 2 m. a) Calculen su posición en t = 1.2 s.

R.C. x 5 x0 1 (v0 cosu) t 5 2 m 1 (15 m/s) (cos 30°) (1.2 s) 5 17.59 m y 5 y0 1 v0 (sen u) t 1 g t 2/2 5 2 m 1 (15 m/s) (sen 30°) (1.2 s) 1 (-9.78 m/s2) (1.2 s)2 /2 5 3.96 m b) Calculen las componentes de la velocidad en t = 1.8 s.

R.C. vx 5 v0 cosu 5 (15 m/s) cos 30° 5 13 m/s vy 5 v0 (sen u) 1 g t 5 (15 m/s) sen 30° 1 (-9.78 m/s2) (1.8 s) 5 27.17 m/s

48

B1 MOVIMIENTO EN UNA, DOS Y TRES DIMENSIONES

c) Calculen el tiempo necesario para alcanzar la altura máxima.

R.C. Al alcanzar la altura máxima vy 5 0. Por tanto, el tiempo es: t 5 - v0 sen u g 5 - (15 m/s) (sen 30°)/-(9.78 m/s2) 5 0.766 s d) Calculen la altura máxima alcanzada por el proyectil.

R.C. Sustituimos t 5 0.766 s en la ecuación: y 5 y0 + v0 (sen u) t + gt2/2 5 2 m + (15 m/s) (sen 30°) (0.766 s) + (-9.78 m/s2) (0.766 s)2/2 5 4.88 m e) Calculen el valor de x máximo alcanzado cuando llega el proyectil al piso.

R.C. Al llegar al piso, el tiempo es el doble del que tarda en llegar a la altura máxima, es decir, t 5 2 (0.766 s) 5 1.532 s x 5 x0 + (v0 cos u) t 5 2 m1 (15 m/s) (cos 30°) (1.532 s) 5 21.90 m

APRENDE CG 1

Atributo. Analiza críticamente los factores que influyen en su toma de decisiones.

CDB 3

Resuelve el problema. 1. Un proyectil fue lanzado con las siguientes condiciones: g = 9.78 m/s2 , v0 = 50 m/s, θ = 60° y x 0 = y 0 = 0 . a) Da las ecuaciones de movimiento según los ejes X y Y.

R.C. x 5 (v0 cosu) t 5 (50 m/s) (cos 60°) (t) y 5 y0 + v0 (sen) t + gt2/2 5 (50 m/s) (sen 60°) (t) + (-9.78 m/s2) t2/2 b) Calcula su posición en t = 1 s.

R.C. x 5 (50 m/s) (cos 60°) (1 s) 5 25 m y 5 y0 1 v0 (sen) t 1 g t2/2 5 (50 m/s) (sen 60°) (1 s) 1 (-9.78 m/s2) (1 s)2/2 5 38.41 m c) Calcula las componentes de la velocidad en t = 1.2 s.

R.C. vx 5 (v0 cos) 5 (50 m/s) cos 60° 5 25 m/s vy 5 v0 (sen) 1 gt 5 (50 m/s) sen 60° 1 (29.78 m/s2) (1.2 s) 5 31.56 m/s d) Calcula el tiempo necesario para alcanzar la altura máxima.

R.C. t 5 - v0 (sen)/g 5 - (50 m/s) sen 60°/(29.78 m/s2) 5 4.43 s

EMPRENDE LA FÍSICA 1. GUÍA DEL MAESTRO

49

e) Calcula la altura máxima alcanzada por el proyectil.

R.C. y 5 v0 (sen) t 1 gt2/2 5 (50 m/s) (sen 60°) (4.43 s) 1 (-9.78 m/s2) (4.43 s)2/2 5 95.86 m f) Calcula el valor de x máximo alcanzado cuando llega el proyectil al piso.

R.C. x 5 (v0 cos) t 5 (50 m/s) (cos 60°) (8.86 s) 5 221.5 m

CLASE 16 Páginas 54-55

Elementos del movimiento circular DESPRENDE CG 4

Atributo. Expresa ideas y conceptos mediante representaciones lingüísticas, matemáticas o gráficas.

CDB 2

Haz una lista de cinco máquinas en las que se observen movimientos circulares, explica brevemente su funcionamiento. R.L. Reloj de manecillas, centrifugadora, lavadora, licuadora y rueda de la fortuna.

EMPRENDE CG 8

Atributo. Propone maneras de solucionar un problema o desarrollar un proyecto en equipo, definiendo un curso de acción con pasos específicos.

CDB 7

En un equipo de tres integrantes resuelvan el siguiente ejercicio. 1. Si la longitud de arco de un círculo es de 0.75 m: a) Si el radio es de 150 cm, calculen el desplazamiento angular en rad, grados y revoluciones. R.C. θ 5 28.66° 5 0.16 π rad 5 0.0796 rev

APRENDE CG 1

Atributo. Analiza críticamente los factores que influyen en su toma de decisiones.

CDB 9

Organicen el grupo en equipos de tres integrantes y realicen las siguientes actividades. 1. Investiguen en libros de Física o en sitios web confiables la definición de movimiento armónico simple y hagan un resumen enseguida. R.L. Sugerencias: goo.gl/CjVSPM goo.gl/uWUIkB

50

B1 MOVIMIENTO EN UNA, DOS Y TRES DIMENSIONES

2. Construyan un pequeño aparato que cree este tipo de movimiento, a partir de un motor eléctrico, y muestren a sus compañeros por medio de un esquema el mecanismo que crearon, midan y anoten el número de revoluciones por minuto que puede desarrollar su prototipo y las aplicaciones que puede tener. Conserven su trabajo escrito en el portafolio de evidencias. R.L. Sugerencias: goo.gl/e836XT goo.gl/7GixxQcontent_copy goo.gl/JD62Dvcontent_copy

Velocidad (rapidez) angular DESPRENDE CG 5

Atributo. Identifica los sistemas y reglas o principios medulares que subyacen a una serie de fenómenos.

CLASE 17 Páginas 56-57

CD 1

Contesta lo siguiente respecto a la difusión radial. 1. Oyendo la radio convencional, nos damos cuenta de que una estación se separa de otra sólo por su frecuencia, ¿qué significa eso? R.L. El receptor de radio filtra una sola de las frecuencias de las ondas que llegan. A este proceso se le denomina sintonía y permite que en una posición del cuadrante se capte solamente una frecuencia. 2. ¿Cómo podemos escuchar diferentes estaciones en la radio? R.L. Gracias a un dispositivo denominado sintonizador es posible escuchar las diferentes estaciones de radio. QUEHACER DOCENTE

3. ¿Por qué no se traslapan las distintas estaciones de radio? R.L. Las diferentes estaciones no se traslapan porque éstas corresponden a frecuencias específicas de las ondas emitidas por la radiodifusora. El radio tiene “filtros” para captar o sintonizar algunas de estas ondas electromagnéticas. 4. ¿Por qué no hay interferencia entre las múltiples señales de internet que hay en el aire?

En el desarrollo de las clases debe favorecer los ambientes de cordialidad y respeto entre la comunidad estudiantil. Lo anterior puede evitar acciones que lastimen a compañeros y obstaculicen la participación grupal.

R.L. Porque las señales de internet también tienen frecuencias específicas diferentes a las de otras señales. Por esta razón, las telecomunicaciones se regulan de manera que a cada aplicación –banda civil, radio AM, telefonía celular, etc.-- se les asignan frecuencias determinadas para eliminar cualquier posible interferencia.

EMPRENDE LA FÍSICA 1. GUÍA DEL MAESTRO

51

EMPRENDE CG 8

Atributo. Propone maneras de solucionar un problema o desarrollar un proyecto en equipo, definiendo un curso de acción con pasos específicos.

CDB 3

Reúnete con un compañero y resuelvan el siguiente ejercicio en hojas blancas. 1. La velocidad angular de una partícula es de 12 rpm. a) Calculen la velocidad angular en rad/s. R.C. ω 5 1.257 rad/s. b) Calculen el periodo del movimiento de la partícula.

R.C. T 5 5 s. c) Calculen la frecuencia del movimiento de la partícula.

R.C. F 5 0.2 Hz.

APRENDE CG 6

Atributo. Evalúa argumentos y opiniones e identifica prejuicios y falacias.

CDB 2

Realicen la siguiente actividad. 1. Formen una mesa de discusión acerca del estado de nuestra civilización si no se hubieran descubierto los motores eléctricos ni los motores de combustión interna. Lleguen a un acuerdo y guarden sus conclusiones en el portafolio de evidencias. R.L. Resaltar la importancia del uso de los motores de combustión interna y los eléctricos en el transporte, la industria, etc. Sugerencias: goo.gl/NBYMF4 goo.gl/5m2vWa

CLASE 18 Páginas 58-59

Aceleración angular DESPRENDE CG 5

Atributo. Identifica los sistemas y reglas o principios medulares que subyacen a una serie de fenómenos.

CDB 3

Contesta lo siguiente. 1. ¿Crees que haya un equivalente en el movimiento circular para la aceleración? ¿Cómo sería? R.L. Sí. Es la aceleración angular.

52

B1 MOVIMIENTO EN UNA, DOS Y TRES DIMENSIONES

2. ¿Qué magnitud usarías para describir el fenómeno? R.L. La velocidad angular y el tiempo.

EMPRENDE CG 4

Atributo. Maneja las tecnologías de la información y la comunicación para obtener información y expresar ideas.

CDB 4

Explica en qué consiste la aceleración centrípeta, y compárala con lo que conocemos como fuerza centrífuga. R.C. La aceleración centrípeta es la que experimenta todo cuerpo sometido a una fuerza central, como los satélites, los planetas, una pelota atada a una cuerda o cualquier dispositivo u objeto girando en torno a un centro. Tiende a mantener a los cuerpos en una trayectoria cerrada. En cambio, la fuerza centrífuga es de carácter ficticio y aparece en los sistemas en rotación, es percibida por un observador no inercial que se encuentra en un sistema de este tipo.

APRENDE CG 5

Atributo. Identifica los sistemas y reglas o principios medulares que subyacen a una serie de fenómenos.

CDB 7

Contesten lo siguiente. Los teléfonos celulares vibran gracias a un pequeño servomotor que tiene un contrapeso metálico. Describan el fenómeno de aceleración angular a partir de este concepto. R.L. El servomotor posee un eje llamado de rendimiento controlado, el cual es factible llevarlo a posiciones angulares precisas cuando se envía o recibe una señal codificada. Si ésta cambia, se altera la posición de los piñones del motor. Ésta es la razón por la que, si se deja un teléfono celular en una superficie plana y con el modo de vibración, puede girar un poco al recibir una llamada o mensaje. El uso más extendido de los servomotores es en los robots y en los mecanismos de control.

Movimiento circular uniforme (MCU)

CLASE 19 Páginas 60-61

DESPRENDE CG 4

Atributo. Aplica distintas estrategias comunicativas según quienes sean sus interlocutores, el contexto en el que se encuentra y los objetivos que persigue.

CDB 6

Comenten en clase acerca de la siguiente situación: todos los satélites artificiales se mueven en un movimiento casi circular uniforme. 1. ¿A qué se refiere la frase? R.L. La frase se refiere a que los satélites, al girar en una órbita cuasi-circular, lo hacen con rapidez constante. EMPRENDE LA FÍSICA 1. GUÍA DEL MAESTRO

53

2. Explica cómo es la trayectoria de los satélites. R.A. Los satélites tienen una órbita circular alrededor de un planeta. La rapidez de un satélite en una órbita fija es constante, no así sus velocidades horizontal y vertical, las cuales son variables porque dependen de su posición angular.

EMPRENDE CG 5

Atributo. Ordena información de acuerdo con categorías, jerarquías y relaciones.

CDB 8

Contesta en tu cuaderno lo que se te pide. 1. Indica cuáles de los siguientes son movimientos circulares uniformes, y cuáles no lo son, justificando tu respuesta en cada caso. a) Un motor de automóvil al ralentí.

R.A. Movimiento circular uniforme (MCU). b) Un motor de automóvil acelerando.

R.A. No es MCU. c) Una licuadora al ser encendida.

R.A. No es MCU. d) Las ruedas de una bicicleta cuando se viaja a 20 km/h.

R.A. MCU. e) El ventilador de una computadora funcionando al máximo.

R.A. MCU.

APRENDE CG 4

Atributo. Se comunica en una segunda lengua en situaciones cotidianas.

CDB 3

Realiza las siguientes actividades. 1. Elabora en hojas blancas un resumen del contenido del sitio: goo.gl/6R5EiV y guárdalo en el portafolio de evidencias. R.L. Es un documento escrito en inglés en el cual se realiza un análisis de vectores para demostrar, por aproximación, que la aceleración centrípeta es igual al cuadrado de la velocidad entre el radio de giro. Lo anterior se realiza para un movimiento circular. Se da un ejemplo de aplicación de la aceleración centrípeta y luego se establece la relación entre periodo, frecuencia angular y frecuencia, mostrando también un ejemplo de aplicación. Finalmente, se dan las instrucciones para utilizar el simulador MapleSim, en el cual es posible visualizar cómo mide un mecanismo la aceleración centrípeta.

54

B1 MOVIMIENTO EN UNA, DOS Y TRES DIMENSIONES

2. Comparte tu resumen con algunos de tus compañeros para comparar sus trabajos y retroaliméntense.

Movimiento circular uniforme acelerado (MCUA)

CLASE 20 Páginas 62-63

DESPRENDE CG 8

Atributo. Aporta puntos de vista con apertura y considera los de otras personas de manera reflexiva.

CDB 6

Opinen sobre el siguiente fenómeno físico. 1. Al andar en una motocicleta o bicicleta, tendemos a ir más en línea recta conforme más rápido vayamos. ¿Por qué? Compartan sus conclusiones con sus compañeros. R.L. Sugerencias: goo.gl/lvAm4D goo.gl/xa2uMV

EMPRENDE CG 9

Atributo. Privilegia el diálogo como mecanismo para la solución de conflictos.

CDB 2

Realicen la siguiente actividad. 1. En equipos de tres integrantes, programen un debate acerca de la importancia de la cinemática; incluyan todos los tipos de movimiento que hemos estudiado. Hagan un resumen de sus conclusiones. R.L. Sugerencias de fuentes de información: goo.gl/EQMRcy goo.gl/6kdM9h goo.gl/qIEF2v

APRENDE CG 7

Atributo. Identifica las actividades que le resultan de menor y mayor interés y dificultad, reconociendo y controlando sus reacciones frente a retos y obstáculos.

CDB 1

Realiza la actividad que se pide. 1. Elabora un ensayo en el que opines sobre la importancia que tiene la Física en tu vida. R.L. 2. Conserva tu trabajo para incluirlo en el portafolio, pero antes revisa las evidencias que has guardado y explica cómo te han ayudado en tu aprendizaje. Selecciona las más relevantes para realizar un collage con los conceptos clave del bloque 1. EMPRENDE LA FÍSICA 1. GUÍA DEL MAESTRO

55

¡POR ENDE! CLASE 21 Páginas 64-65

Completa el mapa conceptual. Los faltantes son ramas de la Física clásica, o divisiones de ellas.

Física

Física contemporánea

Física moderna Física clásica Electromagnetismo Ondas

Mecánica

Dinámica

Termodinámica

Óptica

Cinemática

Titro vertical

Movimiento rectilíneo

MRU

56

Caída libre

Tiro parabólico

MRUA

B1 MOVIMIENTO EN UNA, DOS Y TRES DIMENSIONES

Movimiento circular

MCU

MCUA

¡SORPRENDE! Haz lo que se pide con ayuda de los aprendizajes que lograste en este bloque. 1. ¿Qué es la Física? R.C. Es la ciencia que estudia la Naturaleza, las propiedades y leyes generales de la materia y la energía. 2. ¿Cuáles son las principales ramas de la Física? Explica brevemente cada una. R.C. Mecánica: estudia el movimiento de los cuerpos. Termodinámica: investiga las transformaciones y propiedades de la energía y el calor. Electromagnetismo: es el estudio de los fenómenos relacionados con la electricidad y el magnetismo. Óptica: estudia las propiedades de la radiación electromagnética, en particular de la luz visible. 3. ¿Qué es un vector y cuáles magnitudes se representan por medio de vectores? R.C. Un vector es una entidad matemática que geométricamente se representa como segmento de recta dirigido, el cual comienza en un origen y termina en un punto. Ejemplos de magnitudes vectoriales: velocidad, aceleración, fuerza, velocidad angular, aceleración angular. 4. ¿Cuál es la diferencia entre velocidad y rapidez? R.C. El término velocidad se refiere a un vector, mientras que la rapidez es el módulo de éste. 5. ¿Cómo se llama el tipo de movimiento en que se recorren distancias iguales en tiempos iguales? Cita tres ejemplos. R.C. y R.L. Es un movimiento rectilíneo uniforme. Ejemplos: la luz viajando en el vacío, un haz láser, un avión pasando por una zona sin turbulencias. 6. ¿Cuál es el valor de la aceleración de objetos que caen? R.A. 9.78 m/s2, en la ciudad de México. 7. Explica brevemente qué son los componentes de la velocidad en un tiro parabólico. R.C. Representan los componentes vectoriales de la velocidad del cuerpo. La componente horizontal de la velocidad es igual al producto de la velocidad inicial y el coseno del ángulo de tiro. La componente vertical de la velocidad es igual a la diferencia del producto de la velocidad inicial por el seno del ángulo de tiro y el valor de la aceleración gravitacional por el tiempo. 8. ¿Qué es el movimiento circular? R.C. Es el movimiento de un cuerpo o partícula que describe la trayectoria correspondiente a un círculo. 9. ¿Qué es la aceleración centrípeta? R.C. Es la aceleración dirigida hacia el centro de la trayectoria que experimentan los cuerpos que se mueven en trayectorias circulares o cerradas. Dicha aceleración es directamente proporcional al cuadrado de la velocidad e inversamente proporcional al radio de giro. 10. ¿Qué es un radián? R.C. Es una unidad para medir ángulos, equivalente a 360/2p°

EMPRENDE LA FÍSICA 1. GUÍA DEL MAESTRO

57

EMPRENDE TU PROYECTO CLASES 22-23 Páginas 66-69

BLOQUE

1

Los aprendizajes escolares son significativos cuando generan la posibilidad de acción en un espacio real; por ello esta sección Emprende tu proyecto está creada para potencializar los aprendizajes académicos, así como guiar a los alumnos en la aplicación de éstos en proyectos reales, que a su vez permitan sembrar en los alumnos una cultura emprendedora que vincule lo que se aprende con proyectos rentables a bajo costo.

En el bloque 1 se describe el proyecto en su totalidad.

¿Cuál es el objetivo? Desarrollar las competencias de Física 1 para resolver y proponer alternativas e impulsar en los alumnos la innovación, generando propuestas que induzcan a la creación de un negocio.

Evalúo mi proyecto Identificar el impacto del cumplimiento del objetivo del proyecto, que se observará a través de la presentación del producto en la comunidad escolar.

¿Qué hacer? Construir juguetes didácticos de resorte a partir de los temas del bloque, usando la creatividad en el uso de diversos materiales para la construcción del mismo.

PROYECTO EMPRENDEDOR: CONSTRUCCIÓN DE JUGUETES DIDÁCTICOS DE RESORTE

Evalúo mi talento Reconocer los logros obtenidos en el desarrollo de mis competencias académicas y disciplinares en el aprendizaje de la Física.

¿Con qué hacer? Con el desarrollo de competencias para resolver problemas reales y de aplicación de estrategias a través de la capacidad comunicativa.

¿Cómo hacer? Descubriendo la capacidad innovadora a través de la ejecución y aplicación de los conocimientos físicos y generar un proyecto emprendedor en la construcción de juguetes de resorte.

Estado de mi proyecto Organizar los procesos de ejecución del proyecto considerando el tiempo a través de un cronograma de actividades.

La imagen de espiral muestra el tema a desarrollar así como las fases a tratar en cada bloque. También indica que el proyecto puede seguir creciendo aun concluido y que puede ser considerado para trabajar en semestres subsecuentes.

TEMA INTEGRADOR En cada bloque se especifica el nombre del tema integrador que se trabajará en clase y que está vinculado al desarrollo del proyecto en general, para ello se proponen lecturas de tratamiento encaminadas a la sensibilización del alumno. Antes de la lectura, el docente puede hacer algunas preguntas detonadoras sobre el conocimiento del tema y aclarar los conceptos para facilitar la comprensión del tema. Si en las actividades del tema integrador se sugiere la revisión de páginas de internet, pueden considerarse como actividades extraescolares, hacerlas en casa y revisar en clase, o bien, si existe algún impedimento para ello, puede solicitarse una investigación previa del tema por parte del alumno.

58

B1 MOVIMIENTO EN UNA, DOS Y TRES DIMENSIONES

Para lograr el sentido de la práctica de aprendizajes basados en proyectos, es importante que el docente tenga claros los objetivos de la acción del proyecto, lo que implica una revisión global de la descripción de éste, que se encuentra al final de cada bloque. Para identificar la secuencia y el desarrollo de cada proyecto, el docente puede guiarse con los diagramas que se muestran al inicio de cada fase. En los bloques 2 y 3 los diagramas de flujo permiten identificar los alcances de cada etapa del desarrollo y el cierre del proyecto.

BLOQUE

2

PROYECTO EMPRENDEDOR: CONSTRUCCIÓN DE JUGUETES DIDÁCTICOS DE RESORTE

Presentación del prototipo del producto: juguetes didácticos.

Construcción del prototipo de los juguetes didácticos.

Descripción del plan de negocio.

Generación del prototipo de los juguetes didácticos.

BLOQUE

3

Tema integrador: “Generar impacto en nuestro proyecto emprendedor a través del uso de las herramientas para el éxito.”

Tema integrador: “La energía en los juguetes didácticos”.

Es importante que el docente revise cada fase para sensibilizar a los alumnos sobre la importancia del desarrollo del proyecto.

Preparar la presentación de los juguetes didácticos de resorte.

TÉRMINO DE LA ACTIVIDAD Y EVALUACIÓN EN GRUPO

Presentación del video del producto.

Mostrar los juguetes didácticos a la comunidad escolar.

Los diagramas especifican los avances de cada proceso del proyecto a través de simbologías determinadas: Muestra los puntos de inicio y fin de un proceso. Indica el proceso o paso de acción del proyecto. Hace referencia a la creación de un documento. Se utiliza en la toma de decisiones. Describe la preparación de las tareas, por lo que se centra en la descripción de la ejecución de la propuesta del proyecto. Establece las instrucciones del trabajo. Especifica la creación de un material multimedia. Se refiere a mostrar a la población los productos generados. Son conectores de flujo que muestran la dirección que lleva este proceso.

COMUNIDAD DE INDAGACIÓN La comunidad de indagación no actúa por sí misma, sino que el docente debe establecer el ambiente propicio para que los alumnos puedan expresar sus puntos de vista. También es de suma importancia vincular lo que conocen de este tema con su experiencia de vida, de tal manera que los aprendizajes estén situados y sean significativos en su contexto real. Para ello se sugiere que la lectura o el ejercicio no se desvíen de su intención y posteriormente se dé paso al análisis, la reflexión y la crítica de las lecturas, así como a la resolución de los ejercicios, los cuales deben desarrollar procesos metacognitivos superiores, si bien el docente debe cuidar que no sobrepasen los tiempos establecidos para ello.

EMPRENDE LA FÍSICA 1. GUÍA DEL MAESTRO

59

FASE 1. PLANEA TU PROYECTO En esta sección los proyectos se vinculan con la cultura emprendedora, para ello el docente debe sensibilizar al alumno sobre la importancia de ser emprendedor en nuestra sociedad actual, que además es una demanda de la vida diaria en donde el alumno tiene la posibilidad de potencializar y profesionalizar sus conocimientos en la creación de ideas innovadoras rentables convirtiéndolas en un proyecto de vida laboral; en esta sección además se introduce al desarrollo del proyecto, es recomendable que el docente revise las preguntas del inicio para aclarar las dudas, además de hacer hincapié en que los aprendizajes logrados a lo largo del bloque se pueden ejecutar en su proyecto emprendedor. En el caso del Proyecto denominado Construcción de juguetes didácticos de resorte de la asignatura Física 1, es importante realizar un sondeo a través de preguntas abiertas sobre la física de los juguetes para identificar que el proyecto a realizar cuenta con objetivos específicos relacionados con la Física. Para la observación del video que se sugiere en este apartado, indique a los alumnos que realicen la revisión en casa para que seleccionen ideas principales con la finalidad de que en clase sólo compartan la información y respondan la pregunta del inciso a) del punto 1 de esta sección. Una forma de sensibilizar en este proyecto es aplicar, antes de iniciar el desarrollo de las características del mismo, la siguiente técnica: el docente primero debe buscar una música ligera y suave que sea de relajación, la cual se utilizará de fondo; en el salón solicite a sus alumnos que cierren los ojos y realicen respiraciones profundas, y se coloquen lo más cómodo posible durante un minuto de escucha de la música y la respiración profunda, identifique que todos estén en completo silencio y concentración de la actividad, después diga: “Ahora recuerdo mi niñez cuando jugaba con mis juguetes favoritos”, deje medio minuto para que se recuerde y recuerden las imágenes de sus juguetes, enseguida mencione: “veo ahora mis juguetes favoritos y observo cómo son”, dé medio minuto, y hágalos regresar a su presente, con la frase: “despido a mis juguetes pues estoy ahora en la escuela”, dé un espacio de medio minuto para que los alumnos entren nuevamente en su presente, postePROGRAMACION A CUATRO SEMANAS Mes Mes ACTIVIDAD RESPONSABLES RECURSOS rior a este tiempo pídales que respiren profundo, indíqueles 1 2 3 4 1 2 3 4 que den tres respiraciones profundas y abran los ojos; después de la aplicación de la técnica, pida a los alumnos que compartan sus experiencias en esta técnica y si recordaron sus juguetes, después de este ejercicio solicite al grupo que arme sus equipos de trabajo de proyecto, que comenten sus experiencias e inicien la resolución de la tabla de “Características del funcionamiento del juguete” del punto 3. Si no es posible filmar un juguete en movimiento se puede sugerir a los alumnos que revisen en casa las siguientes páginas de internet: https://www.youtube.com/ watch?v=mdSnvMy_M8E , https://prezi.com/iavzyfrcxo9b/ mecanismo-de-un-juguete-de-cueda/ para identificar el movimiento del resorte. 1

2

3

4

5

FASE 2. DESARROLLA TU PROYECTO En esta sección que inicia con la revisión de las tareas emprendedoras, sugiera a los alumnos, como una actividad reforzadora, que consulten en su casa la página de internet “Tu plan de negocios paso a paso”, de tal manera que puedan resolver en clase, reunidos en equipo, la tabla del plan de negocios. Después de esta actividad se sugiere que los alumnos completen una tabla sobre “las características del funcionamien-

60

B1 MOVIMIENTO EN UNA, DOS Y TRES DIMENSIONES

to del juguete”, pídales que realicen esa actividad en su libreta y posteriormente la transcriban en la computadora y la anexen a su plan de negocio. En la presentación de los bocetos que se solicita puede pedir a los alumnos que utilicen hojas de reúso o lo hagan en la libreta de apuntes.

FASE 3. COMUNICA TU PROYECTO En esta tercera fase se describe la conclusión del video promocional, recuerde a los alumnos que éste debe tener características específicas: no ser mayor a tres minutos, dar mayor impacto a la imagen y al sonido (el cual debe tener música atractiva y acorde al juguete), mencionar las características atractivas del juguete y por qué se debe adquirir. Para el diseño de la página de internet en donde se hará difusión del video elaborado, si la escuela no cuenta con el servicio de internet, solicite a los alumnos que asistan a un espacio fuera de la escuela donde puedan elaborarla, para comprobar su creación los alumnos deben de llevar la impresión de las páginas del sitio para revisar si cumple con las características de ser atractivas, aunque el docente debe de darse a la tarea de revisar de forma externa al horario y salón de clases, el sitio y el funcionamiento de la misma. Es importante que el docente dé a conocer a los alumnos los puntos de la rúbrica para evaluar los resultados de su desempeño en la realización de su video y en el diseño de la página web, con la finalidad de que los alumnos conozcan los puntos de mejora para subsecuentes proyectos. Para la realización del evento final, sugiera a los alumnos que se organicen para la presentación formal del plan de negocios y del producto, solicite a los equipos que anoten en una hoja los roles de cada participante al momento de la exposición, de tal manera que se identifique organización en las tareas. 2. Describan la segunda parte de las características de su proyecto.

CARACTERÍSTICAS DE FUNCIONAMIENTO DEL JUGUETE

Habilidades que se desarrollan en su ejecución

Descripción de costos de materiales a utilizar

Estrategias de difusión del producto

Costos de venta del producto

Lugares de distribución del producto

3. Conjunten y den forma al informe del plan de negocios, incluyendo carátula y presentación.

4. Presenten bocetos a su maestro para la revisión de juguetes didácticos de resorte (es de suma importancia que en la fabricación de los juguetes se consideren materiales de reciclado o ecológicos). 5. Preparen a través de un video la promoción de sus juguetes, si es necesario pidan ayuda a su profesor para que les especifique las características. Este video pueden publicarlo en páginas como You Tube o diseñar una página web para promocionar el producto (Wix, Hispavista, etcétera).

EXTIENDE

Algunas fuentes de consulta para su proyecto:

Todos los pasos para elaborar un buen plan de negocio: http://goo.gl/Nvaq7l Cómo hacer un coche con botellas de plástico | Banda elástica coche accionado: http://goo.gl/KhgZjq

6. Desarrollen su cronograma de entrega para la realización de sus actividades.

Programación a 3 semanas Actividad

Responsables

Recursos

Fecha de realización

Mes:

EVALÚO MI PROYECTO Y MI TALENTO

Como en todo proceso académico, la evaluación debe identificar los alcances y limitaciones de los aprendizajes obtenidos, además de establecer si el objetivo propuesto al inicio del proyecto ha sido logrado. Al final de los bloques 1 y 2 de la sección Emprende tu proyecto se incluye una autoevaluación parcial de los alcances del aprendizaje, en la cual el alumno identifica tres niveles de intervención: en el primero, el reconocimiento de los aprendizajes alcanzados y su disposición para contribuir a la construcción del conocimiento; en el segundo, la valoración de su actitud ante esta nueva experiencia mediante las actividades realizadas, y en el tercero la evaluación de sus competencias. Es recomendable que el docente destaque la importancia de este proceso para que el alumno responda de la manera más honesta, pues así mostrará su nivel de compromiso con el proceso de aprendizaje. En el bloque 3 tiene lugar una evaluación del proyecto que responde a los mismos criterios explicados anteriormente, por lo que también debe sugerirse al alumno que responda de manera responsable e identifique la importancia de los proyectos. También es recomendable que en esta etapa de cierre el docente aplique una evaluación verbal para que los alumnos expresen sus inquietudes y los aspectos que modificarían para mejorar los resultados obtenidos.

Mes:

1

Evalúa los avances logrados en tu proyecto. Marca con una

2

3

4

1

2

3

4

la casilla correspondiente.

EVALÚO MI PROYECTO Y MI TALENTO Aspecto

Sí

No

Los contenidos teóricos que me proporciona este bloque me permitieron fundamentar de forma clara el desarrollo de mi proyecto emprendedor. Las actividades fueron adecuadas para continuar el desarrollo de mi proyecto emprendedor. Participé con mis compañeros en las actividades sugeridas para la creación de mi propuesta emprendedora de esta sección.

EMPRENDE LA FÍSICA 1

123

Analiza el resultado final de tu proyecto y elige el nivel que alcanza en cada rubro de la evaluación. Anota los resultados en el espacio correspondiente. EVALÚO MI PROYECTO Completo 7-10

Criterio

Adecuado 3-6

Incompleto 1-2

Puntos

Adquisición de conocimientos necesarios para iniciar el proyecto emprendedor.

Los documentos trabajados en esta sección “Emprende tu proyecto” proporcionan totalmente el conocimiento básico para ser innovador y ser emprendedor.

Los documentos trabajados en esta sección “Emprende tu proyecto” proporcionan parcialmente el conocimiento básico para ser innovador y ser emprendedor.

Los documentos trabajados en esta sección “Emprende tu proyecto” no cubren el conocimiento básico para ser innovador y ser emprendedor.

Vínculo de la Física 1 con el proyecto emprendedor.

Las actividades realizadas en este proyecto se vincularon totalmente para desarrollar juguetes de resorte a través de la Física.

Las actividades realizadas en este proyecto se vincularon parcialmente para desarrollar juguetes de resorte a través de la Física.

Las actividades realizadas en este proyecto no se vinculan para desarrollar juguetes de resorte a través de la Física.

Desarrollo del trabajo colaborativo en las actividades del proyecto emprendedor.

Los conocimientos y actividades permitieron desarrollar totalmente las competencias emprendedoras, como la retroalimentación permanente respecto al desempeño de los del equipo.

Los conocimientos y actividades permitieron desarrollar parcialmente las competencias emprendedoras, como la retroalimentación permanente respecto al desempeño de los del equipo.

Los conocimientos y actividades no fueron suficientes para adquirir competencias emprendedoras, como la retroalimentación permanente respecto al desempeño de los del equipo.

Total Promedio

Analiza el resultado final de tu desempeño en la realización del proyecto emprendedor, evalúa tus alcances anotando 1 con menor alcance, 2 con mediano alcance y 3 con mayor alcance. EVALÚO MI TALENTO Criterios

Características

Puntos

Disposición para construir aprendizajes.

Estuve totalmente dispuesto para construir mis propios aprendizajes con base en mis habilidades de investigación de contenidos sugeridos en este proyecto emprendedor.

Actitud para realizar las actividades.

Desarrollé mis actividades con actitudes totalmente positivas, las cuales me permitieron ser innovador en el desarrollo y creación de juguetes de resorte a través de la Física.

Ejecución de competencias emprendedoras.

Apliqué totalmente mis competencias de cumplimiento de tareas, autoconfianza, capacidad comunicativa y uso en este proyecto emprendedor de las capacidades de conocimiento de mis compañeros.

Total RANGOS DE ALCANCE Inicial 1-3 puntos

Aprendiz 4-6 puntos

Avanzado 7-9 puntos

EMPRENDE LA FÍSICA 1

177

EMPRENDE LA FÍSICA 1. GUÍA DEL MAESTRO

61

INSTRUMENTOS DE EVALUACIÓN CLASE 24 Páginas 70-75

Para evaluar los aprendizajes obtenidos en este bloque realiza lo que se pide.

Autoevaluación Sugerencia didáctica Lea todas las preguntas en voz alta con sus alumnos para que antes de responder resuelvan todas las dudas que puedan tener. 1. Subraya cómo evaluarías tu desempeño en lo que se refiere a tu participación, interés y atención durante el desarrollo de las actividades del bloque. 5 Excelente

4 Bueno

3 Regular

2 Suficiente

1 Inadecuado

2. En caso de que te hayas calificado con 1 o 2, contesta, ¿a qué crees que se deba dicho rendimiento?

3. ¿Qué medidas puedes tomar para mejorar tu desempeño?

4. ¿Cómo consideras que pueden apoyarte tus compañeros y el profesor?

5. ¿Qué planeas hacer para mejorar tu desempeño en el próximo bloque?

62

B1 MOVIMIENTO EN UNA, DOS Y TRES DIMENSIONES

Rúbrica Sugerencia didáctica Aclare a los alumnos que la puntuación que asignan mediante un número no es una calificación en sí, pero ayuda a identificar el alcance de sus aprendizajes. Evalúa tu desempeño, elige la calificación que representa el nivel que alcanzaste, escríbela en la casilla correspondiente, súmalas y divide la cantidad entre 10 para obtener el promedio. RÚBRICA DE DESEMPEÑO DEL BLOQUE 1 Aspecto

Adecuado (9-10)

Suficiente (6-8)

Inadecuado (0-5)

Comprendí qué es la Física y cuáles son sus distintas disciplinas. Comprendí los conceptos de magnitud escalar y magnitud vectorial. Reconocí las distintas magnitudes fundamentales y derivadas.

Comprendí el concepto de vector.

Entendí las operaciones básicas de los vectores.

Aprendí a reconocer los distintos tipos de movimiento.

Comprendí qué es el tiro vertical.

Entendí qué es la caída libre.

Resolví correctamente la mayoría de los ejercicios y respondí bien las preguntas.

Realicé adecuadamente los experimentos propuestos.

Suma de puntos Total

EMPRENDE LA FÍSICA 1. GUÍA DEL MAESTRO

63

Evaluación del aprendizaje a través del portafolio de evidencias Estima tu desempeño en función de cada una de las actividades que desarrollaste. El número 2 significa presente y el 0, no presente. Suma tus puntos y divídelos entre 10 para obtener tu promedio final. ASPECTOS A EVALUAR Creatividad en el planteamiento y resolución o ejecución Sí (2)

Producto

No (0)

Adecuado trabajo individual o en equipo Sí (2)

No (0)

Uso de un lenguaje adecuado para exponer las ideas Sí (2)

Manejo Adecuado del análisis y la síntesis de la información

No (0)

Sí (2)

No (0)

Respeto para escuchar las ideas y planteamientos de los demás Sí (2)

Suma de puntos

No (0)

Escrito de fenómeno físico. Resumen e investigación de la derivada. Gráficas de movimiento y trayectoria de un objeto. Ensayo acerca de la utilidad de los vectores.

Sugerencia didáctica

Ensayo acerca de los tipos de movimiento.

Antes de que los alumnos marquen sí o no, indíqueles que su respuesta tiene un valor, y por eso deben ser honrados al responder si han completado la entrega de trabajos finales.

Mapa conceptual. Esquema de un aparato con motor eléctrico. Conclusiones de la mesa de discusión. Documento acerca de la aceleración centrípeta. Ensayo acerca de la Física.

PROMEDIO FINAL

Lista de cotejo Evalúa tu desempeño actitudinal. Marca con una

la casilla correspondiente.

EVALUACIÓN DE DESEMPEÑOS Desempeño actitudinal consciente

Sí

No

Debo mejorar

Muestro respeto y tolerancia a las opiniones y el trabajo de mis compañeros. Tengo disposición para valorar racional y lógicamente las posturas surgidas. Evito conjeturas o ideas que no contribuyan a la construcción del conocimiento. Comunico mis ideas con honestidad y precisión. Construyo el conocimiento a partir de los resultados experimentales, descartando prejuicios o ideas previas. Valoro la importancia de la mecánica en la sociedad actual. Al investigar, recurro a fuentes confiables y hago las correspondientes citas.

64

B1 MOVIMIENTO EN UNA, DOS Y TRES DIMENSIONES

Sugerencia didáctica Lea ante el grupo las preguntas para aclarar algún concepto que no esté claro y posteriormente defina el tiempo para contestarlas.

Coevaluación Pide a tres de tus compañeros con los que trabajaste en equipo que evalúen tu desempeño en las actividades colaborativas, de acuerdo con el siguiente criterio: 5 Excelente

4 Bueno

3 Regular

2 Suficiente

1 Inadecuado

Tu nombre:

Evaluación de Desempeños Criterio

Compañero 1

Compañero 2

Compañero 3

Muestra respeto hacia los demás, escucha sus propuestas y se integra al trabajo en equipo. Valora las habilidades y destrezas de los demás para cumplir con las tareas encomendadas por el profesor. Favorece el aprendizaje de los demás con sus aportaciones y compromiso con el trabajo. Contribuye positivamente a realizar experimentos y/o resolver ejercicios.

Sugerencia didáctica Lea en voz alta cada uno de los aspectos que los alumnos tienen que evaluar y ayúdelos a aclarar conceptos; por ejemplo: ¿qué es una habilidad? ¿Qué es una destreza?

Tiene la suficiente confianza para aprender de los demás. Expresa sus diferencias con respeto y consideración hacia los demás.

Estrategia Para mejorar tu desempeño, analiza los resultados que obtuviste en los instrumentos de evaluación y contesta las preguntas.

1. ¿Qué medidas prácticas puedes tomar para mejorar o superar tu desempeño?

2. ¿Cómo puedes evitar las actitudes negativas que bloquean o interfieren para que desempeñes tus actividades en forma óptima?

3. ¿Cómo puedes ayudar a mejorar el desempeño de tus compañeros?

Comenta con tus compañeros y tu profesor los resultados de estos instrumentos para detectar las oportunidades que tienes de mejorar tu desempeño en el siguiente bloque.

EMPRENDE LA FÍSICA 1. GUÍA DEL MAESTRO

65

EVALUACIÓN PLANEA/PISA Lee el texto y contesta las preguntas posteriores rellenando el alveolo correspondiente.

La importancia de la física (1) La Física es una de las ciencias más importantes de la humanidad, es una de las que más ha contribuido a explicar la naturaleza del mundo que nos rodea. Se comprende como la disciplina que estudia las propiedades de la materia, la energía, el tiempo, el espacio y sus interacciones y transformaciones. El origen de esta disciplina se sitúa en la época en la que se hacía la interpretación natural de la filosofía, en la medida que los primeros pensadores de la historia se preguntaban también acerca de cuestiones ligadas a lo físico y lo natural: Aristóteles estudió la caída de los cuerpos, luego Ptolomeo indagó acerca de la naturaleza de la luz. (2) Prácticamente 1500 años después, Galileo Galilei y Nicolás Copérnico realizaron uno de los mayores aportes de la historia, al reafirmar la teoría planetaria heliocéntrica. La física a partir del siglo XVIII vivió un cambio muy notorio, y pasó a dividirse según el ámbito de aplicación: lo que se conocía hasta ese momento, atravesado completamente por la teoría de la gravitación universal, formó parte de la física clásica. Luego apareció la física moderna, encargada del estudio de la relatividad, mecánica cuántica, física de partículas. Por otra parte, la física contemporánea, los estudios de la actualidad, apuntan a conceptos más sofisticados y difíciles quizá de entender para la persona común, como la teoría del caos, la mecánica estadística, la nano-física o las redes complejas […]. (3) […] La Física es una ciencia que necesariamente se complementa con las Matemáticas: de hecho, la expresión física lidia con la matemática y es imposible el estudio profundo de una sin la otra. También se relaciona en gran medida con la Astronomía, y la construcción de toda la tecnología astronómica tiene una mediación casi plena de la Física. Con la Biología y con la Química se relaciona en el proceso inverso, en el de la observación del mundo desde lo más diminuto. En ambos casos, el vínculo es a través de la ciencia de la óptica, la electricidad y el magnetismo, elementos básicos de la Física tradicional.. (4) Permanentemente las personas estamos en o con elementos desprendidos del estudio de la Física, tanto que no somos capaces de darnos cuenta hasta dónde ha llegado la aplicación de conceptos físicos. El tradicional ejemplo de la gran cantidad de cuentas y operaciones que deben hacerse para tomar los recaudos necesarios a fin de que un puente o un edificio no se venga abajo obedece a la variante más elemental de la Física, pero en verdad encontramos los principios de la Física en casi todos los ámbitos de la cotidianidad. (5) Los códigos de barras, que nos parecen tan comunes, la mensajería electrónica, los tratamientos médicos, y cualquiera de los aparatos cotidianos a los que recurrimos no hubieran sido posibles sin las aportaciones de la óptica, la electrónica o la mecánica. (6) La televisión se basa en rayos catódicos, mientras que un avión se rige por principios de aerodinámica, conocimientos a su vez desprendidos de la Física. Con respecto a las computadoras, sucede lo mismo, con un dato adicional: la combinación entre la evolución tecnológica y la Física contribuyó a la inmensa explosión que permitió que cualquier computadora de hoy supere ampliamente en todo aspecto a las primeras computadoras que se difundían en Nueva York durante la década de los setenta.

66

B1 MOVIMIENTO EN UNA, DOS Y TRES DIMENSIONES

(7) En síntesis, los logros de la Física se encuentran prácticamente en todas las invenciones que el hombre ha realizado, y se ha consagrado como el lenguaje universal y el paradigma teórico para tratar de comprender la naturaleza de los fenómenos de los que somos testigos, a diario (como la salida del sol) o de manera esporádica (como un Tsunami). FUENTE: Enciclopedia de clasificaciones, 2016, recuperado de: http://www.tiposde.org/fisica/873-la-importancia-de-la-fisica/

1. La intención principal del texto es: Dar a conocer el método científico. Explicar la importancia de la Física. Explicar algunas de las aplicaciones de la Física. Comprobar que la Física estudia la materia. 2. Fue el primer cambio paradigmático posterior a la concepción de la Física en la antigüedad: La teoría de la relatividad. La teoría del caos. La teoría heliocéntrica. La mecánica estadística.

3. Una disciplina que resulta indispensable para el estudio de la Física es: La Química. Las Matemáticas. La electrónica. La nano-física. 4. Debido a lo siguiente se le considera a la Física como la ciencia fundamental: Porque estudia a los fenómenos naturales más

básicos. Porque se relaciona con muchas otras ciencias. Porque el estudio que hace de los fenómenos naturales es fundamental para el desarrollo de la humanidad. Porque sus áreas de estudio son muy variadas.

Contesta con tus propias palabras lo que se te pide. 1. ¿Qué estudia la Física y cuál es su contribución? R.L. La Física estudia las propiedades de la materia, la energía, el tiempo, el espacio y sus interacciones y transformaciones. Su contribución es explicar la naturaleza del mundo que nos rodea. 2. ¿Qué utilidades tiene la Física en nuestras vidas? R.L. Prácticamente, la mayoría de las máquinas, los dispositivos y las tecnologías que utilizamos se relacionan con alguna aplicación de la Física. 3. ¿Qué quiere decir el autor en el párrafo 4 cuando explica: “las personas estamos en o con elementos desprendidos del estudio de la Física, tanto que no somos capaces de darnos cuenta hasta dónde ha llegado la aplicación de conceptos físicos”? R.L. Que utilizamos cotidianamente diferentes aplicaciones de la Física, aun sin conocer que se desprenden de esta disciplina, ni conociendo los principios o leyes físicas en que se basan dichas aplicaciones. 4. La computadora fue inventada gracias a la unión de una ciencia y un fenómeno social, ¿cuál es este fenómeno y en qué consiste? R.C. El fenómeno social fue la evolución tecnológica y la combinación de éste con la Física provocó grandes avances en el desarrollo de las computadoras.

EMPRENDE LA FÍSICA 1. GUÍA DEL MAESTRO

67

Aprendizajes • Identificarás los conceptos básicos para el estudio de la dinámica. • Comprenderás la Segunda Ley de Newton. • Comprenderás la Tercera Ley de Newton. • Comprenderás y aplicarás el principio de equilibrio traslacional. • Entenderás el principio de la inercia.

ECA Fuerza (dinámica)

• Reconocerás la importancia del principio de conservación del ímpetu. • Comprenderás y aplicarás la Segunda Ley de Newton y el principio de conservación del ímpetu.

Tema integrador Generar impacto en nuestro proyecto a través del uso de las herramientas para el éxito.

BLOQUE

2

Proyecto Construcción de juguetes didácticos de resorte.

• Comprenderás y aplicarás la definición de torca y las condiciones de equilibrio traslacional.

¡ATIENDE! Desarrolla tu autoestima y algunas habilidades del pensamiento, realiza lo siguiente:

CLASE 25 Páginas 77-79

Sugerencia didáctica Ayude al estudiante a identificar y articular de manera simultánea semejanzas y diferencias entres sucesos, ideas o eventos y compararlos en un contexto determinado, esto fomenta su autonomía y seguridad a partir de un proceso cognitivo. 1. Para desarrollar tu autoestima es imprescindible aceptar qué personalidad tienes, las polaridades de la vida y fortalecer tus áreas de oportunidad. ¿Cuáles son tus debilidades? ¿Cómo puedes fortalecerlas? Respuesta libre (R.L.). Sugerencia: Explique a los alumnos que todas las personas tienen fortalezas y debilidades y que deben conocerlas para aprovecharlas o transformarlas. 2. Comparte tus respuestas con tus compañeros de grupo. R.L. Sugerencia: Pida a los alumnos que escriban una respuesta de sus compañeros que los haya sorprendido. 3. Observa las imágenes y compáralas, después contesta las preguntas. a) Los vehículos antiguos se fabricaban con láminas re-

sistentes y se les colocaban parachoques (defensas) en las partes trasera y delantera. ¿Qué ventajas y desventajas presentaban estos vehículos en un choque?

Respuesta abierta (R.A.). Ventajas: la defensa amortiguaba impactos leves y medianos, sin dañar mucho al vehículo. Desventajas: en impactos muy fuertes, las láminas podían doblarse y lesionar a los ocupantes, herirlos gravemente o aprisionarlos. b) Los vehículos actuales se fabrican con materiales lige-

ros y se les colocan facias en las partes trasera y delantera. ¿Qué ventajas y desventajas presentan estos vehículos en un choque?

R.A. Ventajas: en impactos fuertes, las facias y otras partes se desarman, por lo que disminuye la energía transmitida sobre el vehículo y sus ocupantes. Desventajas: el vehículo recibe daños aun en impactos leves. 4. ¿Por qué un vehículo de carreras se diseña de tal manera que en un choque varias partes se desarmen? R.A. Debido a la gran velocidad de los vehículos de carreras, al chocar reciben una gran cantidad de energía con el impacto, por lo que al perder partes se disminuye el ímpetu que recibe la cabina donde viaja el piloto.

¡COMPRENDE! Reflexiona sobre la lectura, contesta las siguientes preguntas y coméntalas en grupo.

Las lesiones cerebrales en el futbol […] Puede parecer exagerado comparar el futbol soccer con el americano en la capacidad de causar daño cerebral. En el americano el sonido de cascos que se embisten da idea de la gran cantidad de fuerza y energía que se transfiere en los impactos. Todo golpe en la cabeza puede darle una sacudida al cráneo suficiente como para producir conmoción (palabra que significa “sacudida violenta”) y traumatismo craneoencefálico (TCE), que pueden causar desde pérdida del conocimiento y confusión mental hasta lesiones a largo plazo. Lo más preocupante es que incluso un traumatismo craneoencefálico leve que sólo deja al jugador fuera de combate unos instantes puede producir daños cognitivos progresivos si ocurre repetidamente. Este trastorno degenerativo, conocido como encefalopatía traumática crónica (ETC), se parece al mal de Alzheimer, con síntomas como depresión, pérdida de memoria e inestabilidad emocional. Al igual que el Alzheimer, la ETC es incurable y sólo se manifiesta al cabo de años, lo que dificulta el diagnóstico. […] Estudios revelan: • Los jugadores que golpean el balón con la cabeza más de 1 800 veces al año presentan alteraciones cerebrales que se pueden relacionar con pérdida de memoria. • La causa más común de conmoción se debe a choques con otros jugadores; las jugadas con la cabeza son causantes de menos de un tercio de las conmociones.

El promedio de vida de un estadounidense común es de 76 años, el de un jugador de americano, 57.

• Es necesario proteger a los jugadores de futbol de todos los impactos a la cabeza, no sólo de las jugadas que implican cabezazos. • Los jugadores con cuellos más fuertes padecen menos conmociones: las probabilidades de traumatismo encefálico se reducen en 5% por cada 4.4 newton de incremento de fuerza en el cuello. • Las mujeres sufren más conmociones que los varones: 4.5 contra 2.8 por cada 10 000 partidos. FUENTE: Perkowitz, Sidney ,“Las lesiones cerebrales en el futbol” publicado en ¿Cómo ves?, Año 18, No. 211, UNAM, Cd. México 2016.

1. ¿Qué consecuencias tienen los golpes en la cabeza? R.A. Pérdida del conocimiento, lesiones y traumatismo cráneo-encefálico. 2. ¿Qué es y qué síntomas presenta la encefalopatía traumática crónica? Respuesta cerrada (R.C.). Es un trastorno degenerativo que puede causar daños cognitivos progresivos si se repite continuamente. Síntomas: depresión, pérdida de memoria e inestabilidad emocional. 3. Comenta otras consecuencias de los golpes en la cabeza. R.L. Conmoción, hinchazón, alteraciones en la conducta, lagunas mentales, mal de Parkinson.

70

B2 FUERZA (DINÁMICA)

¡ENCIENDE! Responde las siguientes preguntas. 1. ¿Qué es la masa? ¿En qué unidades se mide? R.C. La masa es una magnitud fundamental que determina la cantidad de materia contenida en un cuerpo. En el Sistema Internacional (SI) se mide en kilogramos (kg). 2. ¿Qué es el peso? ¿En qué unidades se mide? R.C. El peso es una fuerza igual al producto de la masa y la aceleración gravitacional. Se mide en Newton (N) o en dinas (din). 3. ¿Cómo se define la fuerza? ¿En qué unidades se mide? R.C. La fuerza es una magnitud vectorial igual al cambio que experimenta el ímpetu en función del tiempo. Cuando la masa es constante, la fuerza es igual al producto de ésta y de la aceleración. Se mide en Newton (N) o en dinas (din). 4. ¿En qué condiciones un cuerpo se encuentra en equilibrio? Da ejemplos. R.L. Un cuerpo se encuentra en equilibrio traslacional cuando la suma de fuerzas que actúan sobre el mismo es igual a cero. Ejemplos: anuncio colgado de una cadena, objeto colocado sobre una mesa. 5. ¿Qué es la fricción? Da ejemplos de dónde se presenta. R.C. y R.L. La fricción es una fuerza que se opone al movimiento de los cuerpos. Ejemplos: superficie rugosa, desgaste de las piezas en la maquinaria mal aceitada. 6. ¿Qué es la inercia? R.C. La inercia es la tendencia de los cuerpos a conservar su estado de reposo o de movimiento en ausencia de fuerzas externas. 7. ¿En qué consiste el principio de acción y reacción? R.C. A toda acción corresponde una reacción de la misma intensidad, pero de sentido opuesto. 8. ¿Qué es el ímpetu? R.C. Una magnitud física igual al producto de la masa y la aceleración. 9. ¿Qué es un principio de conservación en el contexto de la Física? R.C. Es un principio en el cual una magnitud física como el ímpetu, la energía mecánica u otra, se mantiene constante dentro de ciertas condiciones. 10. ¿Qué es un vector? R.C. Un vector es una entidad matemática que se caracteriza por tener un módulo o tamaño, una dirección y un sentido.

EMPRENDE LA FÍSICA 1. GUÍA DEL MAESTRO

71

CLASE 26 Páginas 80-81

Masa DESPRENDE CG 4

Atributo. Expresa ideas y conceptos mediante representaciones lingüísticas, matemáticas o gráficas.

CDB 10

Contesta lo siguiente. 1. ¿Qué entiendes por masa? R.L. Recordar que la masa está asociada a la cantidad de materia contenida en un cuerpo. 2. ¿Es lo mismo masa y materia? ¿Por qué? R.A. En principio, masa y materia son iguales. Sin embargo, a raíz de la Física contemporánea, esta cuestión es replanteada, pues existen partículas como los fotones que son materiales pero no tienen masa en reposo.

EMPRENDE CG 8

Atributo. Propone maneras de solucionar un problema o desarrollar un proyecto en equipo, definiendo un curso de acción con pasos específicos.

CDB 6

En equipo, realicen las siguientes actividades. 1. Clasifiquen los siguientes elementos de mayor a menor masa: elefante, Sol, Tierra, ballena, hormiga, ser humano, automóvil, molécula, átomo, teléfono celular, computadora. R.C. De mayor a menor masa: Sol, Tierra, ballena, elefante, automóvil, ser humano, computadora, teléfono celular, hormiga, molécula, átomo. 2. En una hoja, representen en una pirámide escalonada los términos de la clasificación anterior. Comparen sus resultados con los de otros equipos. Guarden la pirámide en su portafolio de evidencias. R.C. Sol Tierra Ballena Elefante Automóvil Ser humano Computadora Teléfono celular Hormiga Molécula Átomo

72

B2 FUERZA (DINÁMICA)

APRENDE CG 1

CDB 4

Atributo. Analiza críticamente los factores que influyen en su toma de decisiones.

Realicen las siguientes actividades. 1. Consigan diferentes objetos manejables y clasifíquenlos de menor a mayor masa. Elijan uno de los objetos como patrón de referencia. R.L. 2. ¿Cómo podrían construir una balanza para comparar, respecto al patrón elegido, la masa de los diferentes objetos? R.L. 3. Construyan la balanza y realicen una clasificación comparando la masa del patrón con la de los objetos elegidos. R.L. 4. ¿La clasificación de la masa depende de la unidad o patrón elegido? ¿Por qué? R.C. La clasificación no depende de la unidad elegida, pues la masa es una propiedad general de los cuerpos y la balanza se basa en el principio de equilibrio rotacional.

Fuerza

QUEHACER DOCENTE Una evaluación diagnóstica le permite reconocer los saberes de los alumnos en los planos conceptuales, procedimentales y actitudinales, con el fin de establecer las estrategias más oportunas para su desempeño.

CLASE 27 Páginas 82-83

DESPRENDE CG 5

Atributo. Ordena información de acuerdo a categorías, jerarquías y relaciones.

CDB 10

Contesta lo siguiente. 1. ¿Qué entiendes por peso? R.A. El peso es una fuerza igual al producto de la masa y la aceleración gravitacional. 2. ¿Es lo mismo masa y peso? ¿Por qué? R.C. No. El peso es una fuerza que depende de la masa, mientras que ésta es una propiedad general de la materia.

EMPRENDE CG 8

Atributo. Propone maneras de solucionar un problema o desarrollar un proyecto en equipo, definiendo un curso de acción con pasos específicos.

CDB 6

En equipo, realicen las siguientes actividades. 1. Escriban en su cuaderno diferentes situaciones o fenómenos físicos en los cuales estén presentes una o varias fuerzas. R.L. Fenómenos en donde aparezcan fuerzas: vehículo levantado por una grúa, peso de una construcción sobre una columna, peso del cuerpo sobre los pies, entre otros. EMPRENDE LA FÍSICA 1. GUÍA DEL MAESTRO

73

2. Representen con un vector, en las diferentes situaciones que se ilustran, las fuerzas presentes. Saquen una fotocopia y guárdenla en su portafolio de evidencias. R.C.

APRENDE CG 1

Atributo. Analiza críticamente los factores que influyen en su toma de decisiones.

CDB 4

Realiza las siguientes actividades. 1. Claudia conduce su vehículo de 400 kg a una velocidad de 40 km/h. Debido a la proximidad de un camión, ella frena y la velocidad del vehículo disminuye a 5 km/h en 0.5 s. ¿Cuál es la fuerza experimentada por el vehículo de Claudia? R.C. F 5 27777.78 N. 2. Sobre una carga de 235 kg se ejerce una fuerza, a través de una polea, de 25 N. ¿Cuál es la aceleración experimentada por la carga? R.C. a 5 0.106 m/s2. 3. Obtén imágenes donde se encuentren fuerzas en acción y represéntalas con vectores. Guárdalas en el portafolio de evidencias. R.A.

1400

4. Investiga y haz un resumen en tu cuaderno de cómo se calcula, en coordenadas cartesianas, el módulo de un vector y sus componentes horizontal y vertical. R.C. Si r 5 (x0, y0), entonces: Módulo: |r | 5 (x02 + y02)1/2 Componente horizontal: x0 5|r| cos Θ Componente vertical: x0 5 |r| sen Θ

74

B2 FUERZA (DINÁMICA)

Peso

CLASE 28 Páginas 84-85

DESPRENDE CG 4

Atributo. Expresa ideas y conceptos mediante representaciones lingüísticas, matemáticas o gráficas.

CDB 10

Contesta lo siguiente. 1. ¿De qué magnitudes depende el peso de un cuerpo? R.C. El peso depende de la masa y el valor de la aceleración gravitacional. 2. ¿Es lo mismo fuerza y peso? ¿Por qué? R.C. El peso es una fuerza pero ésta es más general y, en los sistemas dinámicos, depende del ímpetu y del tiempo o de otras magnitudes físicas.

EMPRENDE CG 4

Atributo. Expresa ideas y conceptos mediante representaciones lingüísticas, matemáticas o gráficas.

CDB 6

Realiza las siguientes actividades. 1. Investiga tu masa y escríbela: m 5 R.L. kg. 2. Completa la siguiente tabla. R.L. Ejemplo con una masa de 50 kg. Cuerpo celeste

Luna

Mercurio

Aceleración gravitacional g (m/s2)

1.62

3.68

8.88

81

184

444

Tu peso P (N)

Venus Marte

Júpiter

Sol

Saturno Urano

3.74

24.87

274

10.10

187

124.35

13700

505

Neptuno

Plutón

8.68

11.20

0.34

434

560

17

3. ¿En qué cuerpo del sistema solar pesas menos? ¿En cuál más? Escribe los respectivos valores del peso. R.C. El mayor peso es en el Sol; el menor en Plutón. 4. ¿Por qué el peso y la masa son magnitudes diferentes? R.A. Porque el peso depende no sólo de la masa, sino también del valor de la aceleración gravitacional, por lo que el peso es diferente en cada cuerpo del sistema solar.

EMPRENDE LA FÍSICA 1. GUÍA DEL MAESTRO

75

APRENDE CG 5

Atributo. Sigue instrucciones y procedimientos de manera reflexiva, comprendiendo cómo cada uno de sus pasos contribuye al alcance de un objetivo.

CDB 7

Realiza las siguientes actividades. 1. Completa la siguiente tabla. R.C. Masa

Aceleración gravitacional

g (m/s2)

P (N)

2.9

118.96

345

567

8.34

4 728.78

13.6

0.88

12

m (kg)

Peso

2. Recopila imágenes de fenómenos donde esté presente la masa de los cuerpos, otras en donde se manifieste el peso y unas más en las cuales se observen las fuerzas en general. R.L.

Peso

Masa

Fuerza gravitacional

3. Compara tus ejemplos con los de tus compañeros de grupo. 4. Por último, organiza las imágenes y guárdalas en el portafolio de evidencias.

CLASE 29 Páginas 86-87

El principio de acción y reacción (Tercera Ley de Newton) DESPRENDE CG 4

Atributo. Expresa ideas y conceptos mediante representaciones lingüísticas, matemáticas o gráficas.

CDB 10

Contesta lo siguiente. 1. ¿Cómo reacciona un objeto cuando le aplicas una fuerza? ¿Por qué? R.A. El cuerpo se mueve o cambia de posición si la fuerza aplicada es la adecuada para vencer la inercia del cuerpo, porque en ese caso la fuerza externa altera el equilibrio o la configuración de fuerzas que actúan sobre el cuerpo.

76

B2 FUERZA (DINÁMICA)

2. Si jalas un objeto en una dirección, ¿presenta una fuerza de oposición? ¿Por qué? R.A. Sí. La fuerza de oposición puede ser debida al peso del cuerpo o a la fuerza de fricción entre las superficies.

EMPRENDE Atributo. Sigue instrucciones y procedimientos de manera reflexiva, comprendiendo cómo cada uno de sus pasos contribuye al alcance de un objetivo.

CG 5

CDB 6

Realicen las siguientes actividades. 1. En equipo graben, con la cámara de su teléfono celular, diferentes fenómenos en los cuales puedan identificar las fuerzas de acción y de reacción. Analicen las grabaciones y completen la tabla que se muestra. R.L Ejemplos que pueden registrarse: Fenómeno grabado

Fuerza de acción. Dirección aplicada

Fuerza de reacción. Dirección obtenida

Resorte comprimido de un APRENDE juguete

Compresión del resorte hacia abajo

Al soltar, estiramiento del resorte hacia arriba

Balanza de brazos iguales desequilibrada

Colocación de un peso en un platillo, el cual se va hacia abajo

Ascenso del otro platillo

Rebote de una pelota

Lanzamiento de pelota contra una pared

Rebote de la pelota en la dirección contraria

2. Comparen sus resultados con los de otros equipos. Reflexionen, ¿cómo podrían demostrar que en efecto la fuerza de acción y de reacción es de igual magnitud? R.A. En el caso de sistemas estáticos, midiendo directamente las fuerzas con el dinamómetro. En sistemas dinámicos, se realiza un análisis de imágenes para determinar la velocidad y la aceleración del cuerpo sometido a la acción de una fuerza. 3. Pongan los videos en un soporte digital y guárdenlo en su portafolio de evidencias.

QUEHACER DOCENTE Debe desarrollar la evaluación continua al inicio, durante y al final de un curso para determinar los ajustes necesarios en la interacción de contenidos de aprendizaje y los resultados del mismo.

APRENDE CG 1

Atributo. Analiza críticamente los factores que influyen en su toma de decisiones.

CDB 4

Realiza las siguientes actividades. 1. Recopila imágenes de secuencias donde puedas mostrar las fuerzas de acción y de reacción en diferentes fenómenos. Indica con un vector la dirección de ambas fuerzas. R.L.

EMPRENDE LA FÍSICA 1. GUÍA DEL MAESTRO

77

2. En tu cuaderno, menciona cinco fenómenos diferentes en los cuales se presenten fuerzas de acción y de reacción. Explícalos brevemente. R.L. Cohete despegando. Fuerza de acción: empuje provocado por los gases expelidos. Fuerza de reacción: movimiento del cohete en dirección contraria. Flecha lanzada desde un arco. Fuerza de acción: Estiramiento del arco hacia atrás colocando en éste un extremo de la flecha. Fuerza de reacción: Al soltar, movimiento de la flecha hacia adelante.

CLASE 30 Páginas 88-91

Equilibrio traslacional 1 DESPRENDE CG 4

Atributo. Expresa ideas y conceptos mediante representaciones lingüísticas, matemáticas o gráficas.

CDB 10

Contesta lo siguiente. 1. Si jalas un objeto en una dirección y consigues moverlo, ¿en qué dirección y de qué magnitud debe ser otra fuerza aplicada para que el objeto regrese a su condición inicial? ¿Por qué? R.C. La magnitud de la fuerza debe ser igual y ésta debe ser aplicada en sentido opuesto. La razón se fundamenta en el principio de acción y reacción (Tercera Ley de Newton). Si las fuerzas o la dirección fuesen diferentes, entonces el cuerpo no regresaría a su posición original. 2. ¿Qué condiciones deben cumplirse para que un cuerpo se encuentre en equilibrio? ¿Por qué? R.A. Que la suma de las fuerzas sobre el cuerpo en cada eje del plano cartesiano sea igual a cero, porque solamente así se garantiza que no exista una fuerza que lo desequilibre.

EMPRENDE CG 5

Atributo. Identifica los sistemas y reglas o principios medulares que subyacen a una serie de fenómenos.

CDB 7

Realiza las siguientes actividades. 1. En equipo, busquen imágenes para cuerpos: a) en equilibrio y b) en desequilibrio. Comenten en cada caso las fuerzas actuantes y represéntenlas por medio de vectores. Péguenlas en el espacio siguiente. R.L.

78

B2 FUERZA (DINÁMICA)

Cuerpos en equilibrio

Cuerpos en desequilibrio

2. ¿Cuántos tipos de equilibrio existen? R.C. Existen dos tipos de equilibrio: traslacional y rotacional. El primero se debe a la acción de las fuerzas que garantizan el equilibrio de un cuerpo a lo largo de sus ejes, es decir, que no se desplace. En cambio, en el equilibrio rotacional, son las torcas actuantes sobre el sistema las que determinan si un cuerpo gira o no.

APRENDE CG 5

Atributo. Sigue instrucciones y procedimientos de manera reflexiva, comprendiendo cómo cada uno de sus pasos contribuye al alcance de un objetivo.

CDB 7

Resuelve los siguientes problemas y realiza las actividades. 1. Se desea colgar una esfera de plomo de 2 kg con una cadena de acero. ¿Cuál debe ser la magnitud y la dirección de la fuerza en la cadena para que la esfera no se caiga? R.C. Magnitud de la fuerza. F 5 19.56 N. La dirección de la fuerza es contraria respecto a la fuerza de gravedad. 2. Dos niños, uno de 10 y otro de 8 kg, se sujetan de una cuerda conectada a una polea. ¿Cuánto vale la magnitud de la fuerza que debe aplicar una persona que deseara levantar a los niños jalando el otro extremo de la cuerda que pasa por la polea? Resuelve el ejercicio dibujando la situación, representando las fuerzas con vectores y aplicando la condición de equilibrio traslacional. R.C. F 5 176.04 N.

QUEHACER DOCENTE Los ejercicios como estrategias de aprendizaje se pueden identificar porque son acciones orientadas a comprobar que se han adquirido contenidos de una determinada área del conocimiento, mediante los cuales se desarrollan habilidades de razonamiento.

EMPRENDE LA FÍSICA 1. GUÍA DEL MAESTRO

79

3. Investiga qué es el equilibrio rotacional y menciona algunas situaciones en las cuales aparezca. R.C. y R.L. El equilibrio rotacional se establece cuando la suma de las torcas que actúan sobre un sistema es igual a cero. Ejemplos: un sube y baja con pesos equilibrados, una balanza con masas iguales en sus brazos.

CLASE 31 Páginas 92-95

Equilibrio traslacional 2 DESPRENDE CG 5

Atributo. Identifica los sistemas y reglas o principios medulares que subyacen a una serie de fenómenos.

CDB 10

Contesta lo siguiente. 1. Imagina que cuelgas una piñata y la sujetas con un lazo que pasas sobre el gancho de la misma. ¿La fuerza sobre los extremos de la cuerda es igual o diferente? ¿Por qué? R.C. En este caso, la fuerza sobre el extremo de la cuerda es igual al peso de la piñata, pues están en equilibrio. 2. En la situación mostrada en la siguiente figura, ¿las fuerzas sobre las cuerdas A y B son iguales o diferentes? ¿Por qué? R.C. En las cuerdas A y B, las fuerzas son diferentes porque el peso del objeto se distribuye de manera desigual debido a los ángulos de inclinación de aquéllas. 3. Escribe la expresión matemática para calcular el módulo o magnitud del vector r 5 (x0, y0): R.C. r5 (x02 + y02)1/2 4. Escribe las expresiones matemáticas para encontrar las componentes horizontal y vertical de un vector en función de su módulo y ángulo de dirección. x0 5 r cos  y0 5  r  sen 

EMPRENDE CG 4

Atributo. Expresa ideas y conceptos mediante representaciones lingüísticas, matemáticas o gráficas.

CDB 7

Realiza las siguientes actividades. 1. Representa en el plano cartesiano los vectores: r 5 (2, 4),s 5 (3, 2) y t 5 (3, 5).

80

B2 FUERZA (DINÁMICA)

y

x

2. Obtén el módulo de cada vector: R.C. r 5 4.47 s 5 3.60 t 5 5.83 3. Obtén el ángulo formado respecto al del eje X de cada vector: R.C. a 5 tan-1 (4/2) = 63.43° b 5 tan-1 (2/23) = 146.31° g 5 tan-1 (25/3) = 300.96°

APRENDE CG 5

Atributo. Sigue instrucciones y procedimientos de manera reflexiva, comprendiendo cómo cada uno de sus pasos contribuye al alcance de un objetivo.

CDB 3

Resuelve los siguientes problemas. 1. Si F3 = 1 000 N, encuentra F1 y F2 para que la caja esté en equilibrio.

F1

F2 45

0

45

o

0

0 F3

R.C. F1 5 F2 5707.11 N.

2. Encuentra F3 y F4 para que el sistema esté en equilibrio. y

f2

f 1 8 kN

5 kN

f3

45˚

x

60˚

R.C. F3 5 4.58 kN F4 5 9.51 kN

f4

EMPRENDE LA FÍSICA 1. GUÍA DEL MAESTRO

81

CLASE 32 Páginas 96-97

Principio de la inercia (Primera Ley de Newton) DESPRENDE CG 5

Atributo. Sigue instrucciones y procedimientos de manera reflexiva, comprendiendo que cada paso contribuye al alcance de un objetivo.

CDB 10

Contesta lo siguiente: 1. ¿Qué sucede con un haz de luz, que viaja en línea recta y con velocidad constante, si no interacciona con otro cuerpo o sistema? ¿Por qué? R.A. El rayo de luz continúa viajando en línea recta con su misma velocidad, siempre que no haya fuerza u obstáculo que modifique alguna de esas magnitudes. 2. ¿Un cuerpo o sistema podría permanecer indefinidamente en reposo o continuar en movimiento? ¿Por qué? R.C. Sí, solamente que no existan fuerzas externas que modifiquen su estado de movimiento.

EMPRENDE CG 6

Atributo. Evalúa argumentos y opiniones e identifica prejuicios y falacias.

CDB 5

En equipo hagan lo que se pide. 1. Completen la siguiente tabla. Después comparen sus resultados con los de los otros equipos. R.A. Fenómeno

¿En qué condiciones permanece con la misma velocidad y trayectoria?

¿En qué condiciones cambia su velocidad o su trayectoria?

Rayo de luz viajando en el espacio vacío.

Siempre que no se interponga un cuerpo celeste o interaccione con otro sistema.

Al interaccionar con un cuerpo celeste, ser reflejado o absorbido por una superficie.

Balín sobre un riel de aluminio.

Mientras no exista fricción entre el riel y el balín.

Cuando sale del riel, con la fuerza de fricción.

Satélite girando alrededor de la Tierra.

Si no hay influencia gravitacional o energética de otro cuerpo celeste.

Al aproximarse un cuerpo de gran masa o colisionar con otro objeto del espacio.

Cometa entrando al Sistema Solar.

Solamente en un punto de su trayectoria, pues al acercarse aumenta su velocidad.

Al acercarse o alejarse del Sol.

2. ¿Qué variable(s) físicas(s) interviene(n) para que un cuerpo o sistema modifique su estado de movimiento. ¿Por qué? R.L. Generalmente es la fuerza, o bien, alteraciones de carácter energético, pues la interacción entre los cuerpos provoca cambios en su estado de movimiento.

82

B2 FUERZA (DINÁMICA)

APRENDE CG 4

Atributo. Expresa ideas y conceptos mediante representaciones lingüísticas, matemáticas o gráficas.

CDB 4

Realiza las siguientes actividades. 1. Haz una investigación histórica sobre el principio de la inercia y escribe en tu cuaderno un pequeño resumen. R.L. Recomiende a los alumnos consultar las siguientes páginas electrónicas. goo.gl/FB6Gnicontent_copy goo.gl/trRwrb 2. Propón algún experimento para demostrar la Primera Ley de Newton, descríbelo en el espacio siguiente. R.L. Recomiende a los alumnos consultar las siguientes páginas electrónicas. goo.gl/O6cAf8 goo.gl/4BneSa

La fuerza de fricción

CLASE 33 Páginas 98-99

DESPRENDE CG 4

Atributo. Expresa ideas y conceptos mediante representaciones lingüísticas, matemáticas o gráficas.

CDB 9

Contesta lo siguiente. 1. ¿Por qué, para no caer, debemos dar pasos cortos en una superficie lisa o resbalosa? R.A. En una superficie lisa o resbalosa se deben dar pasos cortos para no caer porque la fuerza aplicada sobre nuestros pies es menor y, en caso de perder el equilibrio, podemos controlarla. 2. ¿Por qué se aceitan los engranes y otros mecanismos de una máquina? R.A. Para evitar su desgaste prematuro debido a la fuerza de fricción.

EMPRENDE LA FÍSICA 1. GUÍA DEL MAESTRO

83

EMPRENDE CG 8

Atributo. Propone maneras de solucionar un problema o desarrollar un proyecto en equipo, definiendo un curso de acción con pasos específicos.

CDB 6

En equipo realicen las siguientes actividades y contesten las preguntas. 1. Busquen imágenes donde esté presente la fuerza de fricción, identifiquen las fuerzas actuantes y la dirección de la fuerza de fricción. Expongan su trabajo ante el grupo. R.L

2. ¿La fuerza de fricción es la misma para un cuerpo que reposa en el piso o en un plano inclinado? ¿Por qué? R.A. No. Existe la fuerza de fricción estática y la fuerza de fricción cinética. En ambos casos, los coeficientes de fricción son diferentes, aun para el mismo tipo de superficie. 3. ¿La fuerza de fricción es la misma para una esfera de aluminio que se desliza en una rampa que para una esfera del mismo metal rodando por aquélla? ¿Por qué? R.A. No, pues la fuerza de fricción es diferente cuando el cuerpo se desliza que cuando rueda, aunque esté construido con el mismo material.

APRENDE CG 5

Atributo. Identifica los sistemas y reglas o principios medulares que subyacen a una serie de fenómenos.

CDB 7

Realiza las siguientes actividades en tu cuaderno. 1. Enumera diferentes fenómenos o situaciones cotidianas donde aparezcan: a) la fuerza de fricción estática, b) la fuerza de fricción dinámica y c) la fuerza de fricción por rodadura. En una hoja, haz un cuadro comparativo y guárdalo en el portafolio de evidencias. R.L. a) Fuerza de fricción estática: fuerza necesaria para mover un cuerpo en una superficie rugosa, fuerza que es preciso vencer para desatascar un vehículo.

84

B2 FUERZA (DINÁMICA)

b) Fuerza de fricción cinética: fuerza extra que debe aplicarse a un vehículo para vencer la fricción de la superficie, oposición diferenciada que presentan diferentes materiales desplazándose sobre una misma superficie.

c) Fuerza de fricción por rodadura: rodamiento de las llantas en diferentes superficies de concreto, pavimento, terracería, superficies mojadas. Objetos esféricos rodando por un plano inclinado. 2. Para mover un bloque de plástico de 0.54 kg se requiere aplicar una fuerza de 0.76 N. ¿Cuánto vale el coeficiente de fricción estático? R.C. μ 5 0.144 3. ¿Qué fuerza se debe aplicar al bloque de plástico del problema anterior para que se mueva con una aceleración de 0.1 m/s2? (Sugerencia: realiza el análisis de fuerzas actuantes y emplea la Segunda Ley de Newton.) R.C. F 5 2 0.706 N, ya que: f 5 μ N 5 (0.54 kg) (9.78 m/s2) (0.144) 5 0.76 N F 5 m a 2 0.76 N 5 0.54 kg (0.1 m/s2) 20.76 N

EMPRENDE LA FÍSICA 1. GUÍA DEL MAESTRO

85

CLASE 34 Páginas 100-101

Ímpetu o cantidad de movimiento DESPRENDE CG 5

Atributo. Sigue instrucciones y procedimientos de manera reflexiva, comprendiendo que cada paso contribuye al alcance de un objetivo.

CDB 10

Contesta lo siguiente. 1. ¿Por qué una bala, teniendo una masa muy pequeña, es capaz de atravesar una superficie rígida? R.A. Debido a su gran velocidad, la bala adquiere un ímpetu grande que transmite al cuerpo con el cual interacciona. De este modo, el enorme ímpetu de la bala puede traspasar casi cualquier superficie. 2. ¿Por qué un tráiler, viajando a baja velocidad, puede dañar severamente a un vehículo compacto? R.A. Debido a su gran masa, un tráiler transmite un ímpetu mayor al vehículo compacto, de manera que éste recibe mucha energía y es dañado.

EMPRENDE CG 8

Atributo. Asume una actitud constructiva, congruente con los conocimientos y habilidades con los que cuenta dentro de distintos equipos de trabajo.

CDB 6

Realiza las siguientes actividades. 1. Busca imágenes para representar colisiones entre dos sistemas donde: a) la masa de uno sea mayor a la del otro, b) las velocidades de ambos sean diferentes, c) la masa y la velocidad sean iguales. Expón tu trabajo ante el grupo y guárdalo en el portafolio de evidencias. R.L.

a)

b)

86

B2 FUERZA (DINÁMICA)

c)

1. Reflexiona y responde las preguntas. ¿Por qué un meteoro metálico de una tonelada podría hacer estragos al caer en la superficie de la Tierra o en el mar? R.A. Debido a la velocidad del meteoro, aunque su masa sea relativamente pequeña, el ímpetu es enorme, por lo que al colisionar cede una cantidad considerable de energía al impactarse contra la Tierra o el mar, generando un cráter o un maremoto, en ese orden. 2. ¿Por qué una piedra pequeña, impulsada por una resortera, puede estrellar o romper un vidrio? R.A. La velocidad que alcanza la piedra le da un gran ímpetu a ésta, mismo que transmite al vidrio, el cual se estrella o rompe porque recibe mucha energía.

APRENDE CG 5

Atributo. Sigue instrucciones y procedimientos de manera reflexiva, comprendiendo cómo cada uno de sus pasos contribuye al alcance de un objetivo.

CDB 4

Realiza las siguientes actividades. 1. Completa la siguiente tabla. Masa

Velocidad

v (m/s)

p (kgm/s)

12.78

0.68

8.69

6.89

2.18

15

86.096

0.789

67.93

m (kg)

Ímpetu

2. Investiga algunos fenómenos en los que: a) la masa de un sistema varíe, pero no su velocidad; b) cambie la velocidad, mas no la masa, y c) se modifiquen tanto la masa como la velocidad. En tu cuaderno clasifícalos en un cuadro según su rubro. R.L. a) Una banda industrial que se mueve con velocidad constante, sobre la cual cae arena paulatinamente. b) En una colisión entre dos canicas. c) Un cohete espacial que agota el combustible de una de sus etapas.

EMPRENDE LA FÍSICA 1. GUÍA DEL MAESTRO

87

CLASE 35 Páginas 102-105

Los cambios en el ímpetu DESPRENDE CG 5

Atributo. Sigue instrucciones y procedimientos de manera reflexiva, comprendiendo que cada paso contribuye al alcance de un objetivo.

CDB 10

Contesta lo siguiente. 1. Imagina que un cuerpo ocupa una posición inicial de 10 m respecto al origen, y al final se encuentra a 25 m de éste, ¿cómo se calcula el cambio de posición experimentado por el cuerpo? Descríbelo. R.C. Restando la posición final menos la posición inicial:  x 5 25 m 210 m 5 15 m 2. ¿Por qué los cohetes espaciales se construyen con etapas que se van descartando cuando se les agota el combustible? R.A. Porque en cada etapa descartada, el cohete pierde masa y aumenta su velocidad.

EMPRENDE CG 8

Atributo. Propone maneras de solucionar un problema o desarrollar un proyecto en equipo, definiendo un curso de acción con pasos específicos.

CDB 6

En equipo realicen las siguientes actividades. 1. Completen la siguiente tabla. Ímpetu inicial

Ímpetu final

Cambio en el ímpetu

200

450

250

123

579

456

12

14

2

pi (kgm/s)

pf (kgm/s)

Dp (kgm/s)

2. ¿Conocen un sistema en donde cambie tanto la masa como la velocidad? ¿Cuál? Explíquenlo. R.L. Ejemplos: cohetes espaciales diseñados por etapas, vehículos de carreras que se “desarman” cuando chocan.

APRENDE CG 5

88

B2 FUERZA (DINÁMICA)

Atributo. Sigue instrucciones y procedimientos de manera reflexiva, comprendiendo cómo cada uno de sus pasos contribuye al alcance de un objetivo.

CDB 7

Resuelve los siguientes problemas. 1. Una pelota de esponja de 150 g viaja a una velocidad de 21.5 m/s. Si Carlos la golpea con una mano y la pelota adquiere una velocidad de 10 m/s, ¿cuál ha sido el cambio en el ímpetu de la pelota? R.C. Δp  m Δv  0.15 kg (10 m/s 2 (21.5 m/s))  1.72 kg m/s 2. Una camioneta de carga lleva una masa total de 8 000 kg y mantiene una velocidad de 30 km/h. Si al pasar un bache se cae un bulto de 200 kg, ¿cuál es el cambio en el ímpetu del vehículo? R.C. Δ p  v Δ m  (8.33 m/s) (7800 kg 28000 kg)  2 1666.67 kg m/s 3. Realiza diferentes experimentos que muestren situaciones donde: a) el ímpetu cambie debido a la velocidad, b) el ímpetu se altere al modificar la masa, y c) el ímpetu se altere al cambiar la masa y la velocidad, y exponlos ante el grupo. Toma fotografías de tus experimentos, pega algunas en el siguiente espacio y guarda el resto en el portafolio de evidencias. R.L.

a)

b)

c)

EMPRENDE LA FÍSICA 1. GUÍA DEL MAESTRO

89

CLASE 36 Páginas 106-107

Fuerza 2 (Segunda Ley de Newton) DESPRENDE CG 4

Atributo. Expresa ideas y conceptos mediante representaciones lingüísticas, matemáticas o gráficas.

CDB 6

Contesta lo siguiente. 1. ¿Cómo se relacionan la fuerza y el ímpetu? R.A. La fuerza es directamente proporcional al cambio que experimenta el ímpetu de un cuerpo o sistema. 2. ¿La fuerza aplicada sobre un cuerpo o sistema depende del tiempo? ¿Por qué? R.A. Sí. La fuerza es inversamente proporcional al tiempo en el cual el ímpetu de un cuerpo o sistema experimenta un cambio.

EMPRENDE CG 5

Atributo. Ordena información de acuerdo a categorías, jerarquías y relaciones.

CDB 6

Realiza las siguientes actividades en tu cuaderno. 1. Describe situaciones en donde puedas identificar cambios de velocidad sin alteración de la masa y, por tanto, de fuerza. R.L. Ejemplos: en la caída libre, pues lo único que cambia es la velocidad del cuerpo. En una colisión de bolas de billar que viajan a la misma velocidad y que poseen igual masa. 2. Realiza lo mismo para sistemas con masa variable, pero velocidad constante. R.L. Ejemplos: globo que pierde aire de manera paulatina, conservando su velocidad. Camión de carga que pierde una fracción de ésta. 3. Por último, en situaciones donde cambien la masa y la velocidad. R.L. Ejemplos: cohetes o misiles. Vehículos que pierden partes cuando chocan.

APRENDE CG 5

Atributo. Sigue instrucciones y procedimientos de manera reflexiva, comprendiendo cómo cada uno de sus pasos contribuye al alcance de un objetivo.

Realiza las siguientes actividades en tu cuaderno.

90

B2 FUERZA (DINÁMICA)

CDB 5

1. Encuentra la fuerza ejercida por una persona de 60 kg que corre y cambia su rapidez de 3 a 5 km/h en un segundo. R.C. F 5 (60 kg) (0.55 m/s) / (1 s) = 33.3 N 2. ¿Cuál es la rapidez de una banda que inicialmente transporta 5 toneladas de mineral y sobre la que se ejerce una fuerza de 900 N, si en 0.75 s se cae 10% de la carga? R.C. v 5 F Δt/Δm 5 (900 N) (0.75 s)/(500 kg) 5 1.35 m/s 3. Toma videos en los cuales muestres experimentalmente los cambios en la velocidad y la masa de un sistema y preséntalas ante el grupo. Guarda tu video en un soporte digital e intégralo en el portafolio de evidencias. R.L. Sugerencia didáctica Pida a los alumnos filmar el choque o caída de un objeto que se desarme (sin romperse) después de la colisión.

Principios de conservación 1: ímpetu

QUEHACER DOCENTE

DESPRENDE CG 5

CLASE 37 Páginas 108-111

Atributo. Sigue instrucciones y procedimientos de manera reflexiva, comprendiendo que cada paso contribuye al alcance de un objetivo.

CDB 10

Contesta lo siguiente. 1. ¿Se puede calcular la velocidad con la cual es expelida una bola de billar conociendo las masas de las bolas y la velocidad de la que golpea? ¿Cómo?

Para estructurar una clase no debe perder de vista los componentes didácticos, como objetivos, contenidos, métodos, actividades, medios y recursos, lo mismo que los procesos de evaluación.

R.L. Sí. Se aplica el principio de conservación del ímpetu. 2. ¿Qué disciplinas conoces en las que se estudien los choques o colisiones? R.L. Por ejemplo, en la física de partículas es común estudiar las colisiones para descubrir nuevas partículas o identificarlas.

EMPRENDE CG 8

Atributo. Aporta puntos de vista con apertura y considera los de otras personas de manera reflexiva.

CDB 6

Realicen las siguientes actividades y contesten las preguntas. 1. En equipo, busquen imágenes de diferentes campos de la Física y otros en los cuales se estudien las colisiones, coméntenlas en el equipo y péguenlas en el siguiente espacio. R.L

EMPRENDE LA FÍSICA 1. GUÍA DEL MAESTRO

91

Colisión de partículas.

Balística 2. ¿Se conserva el ímpetu en sistemas donde los objetos colisionan masa? ¿Por qué? R.A. Sí, pues la conservación del ímpetu es un principio de conservación general. 3. ¿Se conserva el ímpetu en el caso en que, después de la colisión, los cuerpos queden adheridos? ¿Por qué? R.A. Sí. En este caso se trata de un choque plástico, pero el ímpetu se conserva.

APRENDE CG 1

Atributo. Analiza críticamente los factores que influyen en su toma de decisiones.

CDB 4

Resuelve los siguientes problemas. 1. Un vehículo de 500 kg viaja a una velocidad de 39 km/h y se estampa contra otro estacionado, de 600 kg. Si, posterior al impacto, el primero disminuye su velocidad a 10 km/h, ¿cuál es la velocidad que adquiere el segundo vehículo? R.C. v 5 24.17 km/h 2. Un rifle de 5 kg dispara un proyectil de 50 g. Si la velocidad de retroceso de la culata es de –0.7 m/s, ¿con qué velocidad sale disparado el proyectil? Expresa también el resultado en km/h. R.C. v 5 70 m/s 5 252 km/h 3. Vladimir tiene un carrito de 120 g y Ángel una camioneta de 200 g. Ambos vehículos tienen plastilina en sus defensas. Vladimir empuja su carrito a una velocidad de

92

B2 FUERZA (DINÁMICA)

70 cm/s y Ángel el suyo a una velocidad de –60 cm/s. Si después del choque de los carritos, éstos quedan adheridos por la plastilina, ¿con qué velocidad se moverá este nuevo sistema formado por los dos carritos? R.C. v 5 211.25 cm/s

Fuerza centrípeta

CLASE 38 Páginas 112-113

DESPRENDE CG 6

CDB 7

Atributo. Estructura ideas y argumentos de manera clara, coherente y sintética.

Contesta lo siguiente. 1. ¿Qué es la aceleración centrípeta? Da ejemplos de fenómenos donde aparezca. R.C. y R.L. Es la aceleración experimentada por los cuerpos debido a la existencia de una fuerza central. Ejemplos: satélite girando alrededor de un planeta, martillo girado por un atleta. 2. ¿Por qué las curvas de una carretera tienen una ligera elevación? R.A. Dicha elevación se denomina peralte y se coloca para compensar la fuerza centrífuga de un vehículo en una curva y evitar que éste se salga de la carretera.

EMPRENDE CG 8

Atributo. Asume una actitud constructiva, congruente con los conocimientos y habilidades con los que cuenta dentro de distintos equipos de trabajo.

CDB 5

Realiza las siguientes actividades. 1. Consigue 1 m de hilo cáñamo, una pelota de esponja, aguja de coser (canevá) un tubo rígido de PVC de unos 30 cm y cámara de video (opcional). 2. Con el hilo insertado en el ojal de la aguja, atraviesa la pelota de esponja. Haz un nudo en un extremo de la pelota para que el hilo no se zafe. 3. Inserta el hilo en el tubo de PVC y comienza a girar la pelota. ¿Qué sientes en la mano con la que produces el giro de la pelota? R.L. Se siente una fuerza hacia la mano que hace girar la perlota 4. Acorta paulatinamente la longitud del hilo con ayuda del tubo de PVC, de manera que el radio de giro cada vez sea menor. ¿Cómo es la fuerza centrípeta que sientes en la mano? ¿Por qué? R.A. La fuerza centrípeta es mayor porque se reduce el radio de giro. 5. De ser posible, graba el experimento y coméntalo con tus compañeros de clase.

EMPRENDE LA FÍSICA 1. GUÍA DEL MAESTRO

93

APRENDE CG 5

Atributo. Sintetiza evidencias obtenidas mediante la experimentación para producir conclusiones y formular nuevas preguntas.

CDB 2

Resuelve en tu cuaderno los siguientes problemas y haz lo que se pide. 1. Una pelota de 300 g se encuentra atada a una cuerda de 50 cm. Encontrar la aceleración y la fuerza centrípeta de la pelota si gira a razón de 120 rpm. R.C. a 5 ω2 r 5 (4 π rad/s)2 (0.50 m) 5 78.88 m/s2. F 5m a5 (0.3 kg) (78.88 m/s2) 5 23.66 N. 2. Un vehículo de 3 000 kg se mueve a 45 km / h en una curva que tiene 50 m de diámetro. Encontrar la aceleración y fuerza centrípetas del vehículo. R.C. a 5 m v2/r 5 (3000 kg) (12.5 m/s)2 / (25 m) 5 18750 N 3. Busca imágenes y videos en los que se manifieste: a) la fuerza centrípeta y b) la fuerza centrífuga. Compártelos con tus compañeros de grupo y guárdalos en el portafolio de evidencias. R.L. Fuerza centrípeta: rueda de la fortuna, lanzamiento de martillo (atletismo), al circular con un vehículo por la curva de una autopista. Fuerza centrífuga: licuadora, lavadora, traslación de la Tierra, máquina centrífuga (utilizada para separar componentes de una mezcla), un automóvil dando vuelta en una curva.

CLASE 39 Páginas 114-115

Torca (torque) DESPRENDE CG 5

Atributo. Sigue instrucciones y procedimientos de manera reflexiva, comprendiendo que cada paso contribuye al alcance de un objetivo.

CDB 10

Contesta lo siguiente. 1. ¿Se puede equilibrar un sube y baja con dos personas de pesos diferentes? ¿Por qué? R.A. Sí, aunque los pesos sean diferentes, una de las personas puede colocarse un poco más adelante o más atrás para equilibrar el sube y baja. 2. ¿Por qué es posible levantar grandes pesos empleando una palanca? R.A. Porque la fuerza aplicada sobre un brazo de la palanca es amplificada por la distancia al punto de aplicación, esto es, la magnitud de la torca generada permite este efecto.

94

B2 FUERZA (DINÁMICA)

EMPRENDE CG 8

Atributo. Propone maneras de solucionar un problema o desarrollar un proyecto en equipo, definiendo un curso de acción con pasos específicos.

CDB 6

Realicen en equipo las siguientes actividades. 1. Consigan un martillo, una cinta métrica o regla, cuatro clavos y un pedazo de madera adecuado para insertar éstos. 2. Claven sucesivamente los cuatro clavos, pero sujetando el martillo en cada caso de la siguiente manera: a) a la cuarta parte de la longitud del mango respecto a la cabeza del martillo, b) a la mitad del mango, c) a las tres cuartas partes del mango y d) en la base del mango. 3. ¿En qué situación es más fácil clavar los clavos? ¿Por qué? R.A. Es más fácil si aplicamos la fuerza cerca de la base del mango. 4. ¿En qué situación es más difícil clavar los clavos? ¿Por qué? R.A. Es más difícil clavar los clavos cuando nuestra mano está más cerca de la cabeza del martillo, pues la torca que generamos es menor.

APRENDE CG 1

Atributo. Analiza críticamente los factores que influyen en su toma de decisiones.

CDB 4

Realiza en tu cuaderno las siguientes actividades y resuelve los problemas. 1. Enumera diferentes fenómenos en donde se encuentre presente la torca y explica su funcionamiento en cada caso. R.A. En una palanca, al derribar a un oponente usando sus extremidades como palanca, en una catapulta, en un sube y baja, al girar el volante del automóvil. 2. Diseña un experimento sencillo para mostrar el efecto de la torca y haz en tu cuaderno un resumen de lo más importante. R.L. Recomiende a los alumnos consultar la siguiente página electrónica. goo.gl/9Y3lljcontent_copy 3. Alan tiene una masa de 15 kg y se encuentra colocado a 25 cm de un sube y baja. ¿A qué distancia, en el otro lado de éste, debe colocarse su hermana Ivonne para que las torcas de ambos sean iguales? R.A. Debe colocarse a 37.5 cm.

EMPRENDE LA FÍSICA 1. GUÍA DEL MAESTRO

95

4. David coloca una piedra de 50 g en su honda que tiene una longitud de 25 cm. Encuentra la torca de la piedra cuando abandona la honda. R.C. t 5 1 250 g cm.

CLASE 40 Páginas 116-117

Equilibrio rotacional DESPRENDE CG 4

Atributo. Expresa ideas y conceptos mediante representaciones lingüísticas, matemáticas o gráficas.

CDB 1

Contesta lo siguiente. 1. ¿Por qué es peligroso avanzar sobre un andamio horizontal emplazado a cierta altura? R.A. Porque conforme nos alejamos, generamos una torca mayor que puede provocar el giro de la tabla (y nuestra caída). 2. ¿Por qué los equilibristas que caminan sobre una cuerda emplean una garrocha para no caerse? R.A. Porque aumentan la fuerza sobre su centro de gravedad, lo cual les permite avanzar con mayor seguridad.

EMPRENDE CG 8

Atributo. Propone maneras de solucionar un problema o desarrollar un proyecto en equipo, definiendo un curso de acción con pasos específicos.

CDB 5

Realicen las siguientes actividades. 1. Consigan una regla metálica o de madera de al menos 30 cm y diferentes pesos iguales (como las monedas) que puedan ser soportados por ésta. Busquen un lugar donde la regla quede en equilibrio, de manera que las longitudes de balanceo sean iguales. 2. Coloquen un peso en el extremo izquierdo y otro en el derecho. ¿La regla está en equilibrio o en desequilibrio? R. A. Si los pesos son iguales, la regla se encontrará en equilibrio. 3. En el extremo izquierdo coloquen otro peso. ¿Qué le sucede a la regla? R.A. La regla se desequilibra y tiende a girar en sentido contrahorario. 4. ¿Es posible equilibrar la regla colocando uno o varios pesos sobre el lado derecho en un punto diferente al extremo? ¿Por qué? R.A. Sí, es posible si conseguimos que la torca sea igual a la generada por el peso del cuerpo colocado en el otro extremo.

96

B2 FUERZA (DINÁMICA)

APRENDE CG 5

Atributo. Identifica los sistemas y reglas o principios medulares que subyacen a una serie de fenómenos.

CDB 4

Resuelve en tu cuaderno los siguientes problemas. 1. Un niño se coloca 20 cm a la izquierda de un sube y baja, mientras que una niña lo hace a 40 cm del mismo lado. Sus masas son, en ese orden, de 25 y 32 kg. ¿A qué distancia, en el lado derecho del sube y baja, debe colocarse un adulto de 60 kg para equilibrarlo? R.C. El adulto de 60 kg debe colocarse a 29.67 cm a la derecha del centro del sube y baja para equilibrarlo. 2. Se ha colocado un peso de 100 kg en el extremo izquierdo de un andamio de brazos iguales, de 2 m de longitud cada uno. ¿Es seguro, para un albañil de 80 kg, caminar a lo largo del andamio? ¿Por qué? Efectúa los cálculos correspondientes. R.A. Sí es seguro, pues la torca del albañil no supera la del peso del lado izquierdo, ya que (100 kg) (9.78 m/s2) (2m) > (80 kg) (9.78 m/s2) (2 m). 3. Si el albañil sube al andamio con dos botes de pintura, cada uno de 20 kg, ¿hasta qué distancia es seguro para él desplazarse en el andamio? ¿Por qué? Efectúa los cálculos correspondientes. R.A. Al añadir un peso extra de 40kg, la distancia de seguridad se reduce a 1.66m, pues en este caso las torcas son iguales: (120kg)(1.66m)(100kg)(2m). 4. Busca imágenes que ilustren situaciones de equilibrio y desequilibrio rotacional. Realiza lo mismo para el caso del equilibrio traslacional y discútelas con tus compañeros de clase. Equilibrio rotacional

Equilibrio traslacional

Desequilibrio rotacional

Desequilibrio traslacional

EMPRENDE LA FÍSICA 1. GUÍA DEL MAESTRO

97

¡POR ENDE! CLASE 41 En el bloque 2 hemos estudiado la fuerza, lo que nos llevó a analizar diferentes propiedades de Páginas la materia, como la masa y el peso, para establecer las bases –con ayuda de otros conceptos 118-119 vistos en el bloque 1, como velocidad y aceleración– de las tres leyes de Newton. También, se definieron nuevos conceptos como la fuerza de fricción, la torca y el ímpetu. Resultó particularmente importante este último porque su variación permite definir el concepto fuerza de manera formal, según lo establece la formulación original de la Segunda Ley de Newton. Tratamos, además, uno de los principios básicos de la mecánica: la conservación del ímpetu. Este principio es vital en muchos campos de la Física y de la vida en general cuando se analizan las colisiones entre los objetos. Además, abordamos el equilibrio de los cuerpos tanto en traslación como en rotación. Descubrimos que los primeros se encuentran en equilibrio si la suma de las fuerzas actuantes sobre un cuerpo o sistema es igual a cero. Condición similar a los cuerpos en rotación; sólo que, en este caso, el equilibrio se obtiene si la suma de las torcas presentes en el cuerpo o sistema es igual a cero. Completa el siguiente mapa conceptual con base en los conocimientos adquiridos en el bloque. Leyes de Newton P = mv Ímpetu Principio de conservación: P inicial = P final

Primera

Segunda

Tercera

Principio de la inercia

Principio de acción y reacción Definición de fuerza

98

B2 FUERZA (DINÁMICA)

F = ma

F = pD/Dt

(masa constante)

(en general)

Equilibrio

Traslacional

Rotacional

ΣF = 0

ΣF = 0

¡SORPRENDE! Haz lo que se pide con ayuda de los aprendizajes que lograste en este bloque. 1. Define la masa y el peso.

R.A. Masa: cantidad de materia contenida en un cuerpo. Peso: es una fuerza igual al producto de la masa y la aceleración.

2. ¿Qué es la fuerza? ¿En qué unidades se mide?

R.A. La fuerza es una magnitud directamente proporcional al cambio en el ímpetu e inversamente al intervalo de tiempo en que ocurre dicho cambio. En el SI se mide en newton o dina.

3. Define y da ejemplos de las fuerzas de fricción y centrípeta.

R.A. La fuerza centrípeta es una fuerza central directamente proporcional al cuadrado de la velocidad e inversamente proporcional al radio de giro. Ejemplos: pelota que gira sujeta a una cuerda, satélite girando alrededor de un planeta. La fuerza de fricción se manifiesta como una resistencia que se opone o dificulta el movimiento de los cuerpos. Ejemplos: balón deslizándose sobre una alfombra, balín rodando sobre una lija.

4. Menciona las leyes de Newton. Proporciona ejemplos de cada una.

R.C. y R.L. Primera ley: en ausencia de fuerzas externas, los cuerpos tienden a conservar su estado de reposo o de movimiento rectilíneo uniforme. Ejemplo: rayo de luz viajando en el espacio vacío. Segunda ley: la fuerza es directamente proporcional al cambio en el ímpetu e inversamente proporcional al intervalo de tiempo. Ejemplos: atracción gravitacional entre dos masas, peso de los cuerpos. Tercera ley: a toda fuerza de acción corresponde una fuerza de reacción de la misma magnitud pero en sentido contrario. Ejemplos: rebote de una pelota contra una pared, retroceso de un rifle al disparar una munición.

5. ¿Qué es el ímpetu? Escribe su modelo matemático.

R.C. Es el producto de la masa y la velocidad. P 5 mv

6. ¿Cuáles son las condiciones del equilibrio traslacional? Escríbelas.

R.C. Que la suma de las fuerzas a lo largo de los ejes del plano cartesiano sean iguales a cero. Fx 5 0, Fy 5 0

7. ¿Cuáles son las condiciones del equilibrio rotacional? Escríbelas.

R.C. Que la suma de las torcas sea igual a cero.  5 0.

8. Enuncia el principio de conservación del ímpetu y menciona algunas aplicaciones.

R.A. El ímpetu inicial de un sistema es igual a su ímpetu final. Aplicaciones: conocer la velocidad de un cuerpo después de una colisión, inferir la masa de una partícula elemental después de un choque con otras en un colisionador.

9. ¿Cómo se define la torca?

R.C. Como el producto de la fuerza y la longitud del brazo de palanca.

10. Escribe la ecuación de la fuerza: a) en general y b) cuando la masa es constante.

R.C. a) F 5 Δp/Δt

b) F 5 ma EMPRENDE LA FÍSICA 1. GUÍA DEL MAESTRO

99

EMPRENDE TU PROYECTO CLASES 42-43 Páginas 120-123

BLOQUE

1

Los aprendizajes escolares son significativos cuando generan la posibilidad de acción en un espacio real; por ello esta sección Emprende tu proyecto está creada para potencializar los aprendizajes académicos, así como guiar a los alumnos en la aplicación de éstos en proyectos reales, que a su vez permitan sembrar en los alumnos una cultura emprendedora que vincule lo que se aprende con proyectos rentables a bajo costo.

En el bloque 1 se describe el proyecto en su totalidad.

¿Cuál es el objetivo? Desarrollar las competencias de Física 1 para resolver y proponer alternativas e impulsar en los alumnos la innovación, generando propuestas que induzcan a la creación de un negocio.

Evalúo mi proyecto Identificar el impacto del cumplimiento del objetivo del proyecto, que se observará a través de la presentación del producto en la comunidad escolar.

¿Qué hacer? Construir juguetes didácticos de resorte a partir de los temas del bloque, usando la creatividad en el uso de diversos materiales para la construcción del mismo.

PROYECTO EMPRENDEDOR: CONSTRUCCIÓN DE JUGUETES DIDÁCTICOS DE RESORTE

Evalúo mi talento Reconocer los logros obtenidos en el desarrollo de mis competencias académicas y disciplinares en el aprendizaje de la Física.

¿Con qué hacer? Con el desarrollo de competencias para resolver problemas reales y de aplicación de estrategias a través de la capacidad comunicativa.

¿Cómo hacer? Descubriendo la capacidad innovadora a través de la ejecución y aplicación de los conocimientos físicos y generar un proyecto emprendedor en la construcción de juguetes de resorte.

Estado de mi proyecto Organizar los procesos de ejecución del proyecto considerando el tiempo a través de un cronograma de actividades.

La imagen de espiral muestra el tema a desarrollar así como las fases a tratar en cada bloque. También indica que el proyecto puede seguir creciendo aun concluido y que puede ser considerado para trabajar en semestres subsecuentes.

TEMA INTEGRADOR En cada bloque se especifica el nombre del tema integrador que se trabajará en clase y que está vinculado al desarrollo del proyecto en general, para ello se proponen lecturas de tratamiento encaminadas a la sensibilización del alumno. Antes de la lectura, el docente puede hacer algunas preguntas detonadoras sobre el conocimiento del tema y aclarar los conceptos para facilitar la comprensión del tema. Si en las actividades del tema integrador se sugiere la revisión de páginas de internet, pueden considerarse como actividades extraescolares, hacerlas en casa y revisar en clase, o bien, si existe algún impedimento para ello, puede solicitarse una investigación previa del tema por parte del alumno.

100

B2 FUERZA (DINÁMICA)

Para lograr el sentido de la práctica de aprendizajes basados en proyectos, es importante que el docente tenga claros los objetivos de la acción del proyecto, lo que implica una revisión global de la descripción de éste, que se encuentra al final de cada bloque. Para identificar la secuencia y el desarrollo de cada proyecto, el docente puede guiarse con los diagramas que se muestran al inicio de cada fase. En los bloques 2 y 3 los diagramas de flujo permiten identificar los alcances de cada etapa del desarrollo y el cierre del proyecto.

BLOQUE

2

PROYECTO EMPRENDEDOR: CONSTRUCCIÓN DE JUGUETES DIDÁCTICOS DE RESORTE

Presentación del prototipo del producto: juguetes didácticos.

Construcción del prototipo de los juguetes didácticos.

Descripción del plan de negocio.

Generación del prototipo de los juguetes didácticos.

BLOQUE

3

Tema integrador: “Generar impacto en nuestro proyecto emprendedor a través del uso de las herramientas para el éxito.”

Tema integrador: “La energía en los juguetes didácticos”.

Es importante que el docente revise cada fase para sensibilizar a los alumnos sobre la importancia del desarrollo del proyecto.

Preparar la presentación de los juguetes didácticos de resorte.

TÉRMINO DE LA ACTIVIDAD Y EVALUACIÓN EN GRUPO

Presentación del video del producto.

Mostrar los juguetes didácticos a la comunidad escolar.

Los diagramas especifican los avances de cada proceso del proyecto a través de simbologías determinadas: Muestra los puntos de inicio y fin de un proceso. Indica el proceso o paso de acción del proyecto. Hace referencia a la creación de un documento. Se utiliza en la toma de decisiones. Describe la preparación de las tareas, por lo que se centra en la descripción de la ejecución de la propuesta del proyecto. Establece las instrucciones del trabajo. Especifica la creación de un material multimedia. Se refiere a mostrar a la población los productos generados. Son conectores de flujo que muestran la dirección que lleva este proceso.

COMUNIDAD DE INDAGACIÓN La comunidad de indagación no actúa por sí misma, sino que el docente debe establecer el ambiente propicio para que los alumnos puedan expresar sus puntos de vista. También es de suma importancia vincular lo que conocen de este tema con su experiencia de vida, de tal manera que los aprendizajes estén situados y sean significativos en su contexto real. Para ello se sugiere que la lectura o el ejercicio no se desvíen de su intención y posteriormente se dé paso al análisis, la reflexión y la crítica de las lecturas, así como a la resolución de los ejercicios, los cuales deben desarrollar procesos metacognitivos superiores, si bien el docente debe cuidar que no sobrepasen los tiempos establecidos para ello.

EMPRENDE LA FÍSICA 1. GUÍA DEL MAESTRO

101

FASE 1. PLANEA TU PROYECTO En esta sección los proyectos se vinculan con la cultura emprendedora, para ello el docente debe sensibilizar al alumno sobre la importancia de ser emprendedor en nuestra sociedad actual, que además es una demanda de la vida diaria en donde el alumno tiene la posibilidad de potencializar y profesionalizar sus conocimientos en la creación de ideas innovadoras rentables convirtiéndolas en un proyecto de vida laboral; en esta sección además se introduce al desarrollo del proyecto, es recomendable que el docente revise las preguntas del inicio para aclarar las dudas, además de hacer hincapié en que los aprendizajes logrados a lo largo del bloque se pueden ejecutar en su proyecto emprendedor. En el caso del Proyecto denominado Construcción de juguetes didácticos de resorte de la asignatura Física 1, es importante realizar un sondeo a través de preguntas abiertas sobre la física de los juguetes para identificar que el proyecto a realizar cuenta con objetivos específicos relacionados con la Física. Para la observación del video que se sugiere en este apartado, indique a los alumnos que realicen la revisión en casa para que seleccionen ideas principales con la finalidad de que en clase sólo compartan la información y respondan la pregunta del inciso a) del punto 1 de esta sección. Una forma de sensibilizar en este proyecto es aplicar, antes de iniciar el desarrollo de las características del mismo, la siguiente técnica: el docente primero debe buscar una música ligera y suave que sea de relajación, la cual se utilizará de fondo; en el salón solicite a sus alumnos que cierren los ojos y realicen respiraciones profundas, y se coloquen lo más cómodo posible durante un minuto de escucha de la música y la respiración profunda, identifique que todos estén en completo silencio y concentración de la actividad, después diga: “Ahora recuerdo mi niñez cuando jugaba con mis juguetes favoritos”, deje medio minuto para que se recuerde y recuerden las imágenes de sus juguetes, enseguida mencione: “veo ahora mis juguetes favoritos y observo cómo son”, dé medio minuto, y hágalos regresar a su presente, con la frase: “despido a mis juguetes pues estoy ahora en la escuela”, dé un espacio de medio minuto para que los alumnos entren nuevamente en su presente, postePROGRAMACION A CUATRO SEMANAS Mes Mes ACTIVIDAD RESPONSABLES RECURSOS rior a este tiempo pídales que respiren profundo, indíqueles 1 2 3 4 1 2 3 4 que den tres respiraciones profundas y abran los ojos; después de la aplicación de la técnica, pida a los alumnos que compartan sus experiencias en esta técnica y si recordaron sus juguetes, después de este ejercicio solicite al grupo que arme sus equipos de trabajo de proyecto, que comenten sus experiencias e inicien la resolución de la tabla de “Características del funcionamiento del juguete” del punto 3. Si no es posible filmar un juguete en movimiento se puede sugerir a los alumnos que revisen en casa las siguientes páginas de internet: https://www.youtube.com/ watch?v=mdSnvMy_M8E , https://prezi.com/iavzyfrcxo9b/ mecanismo-de-un-juguete-de-cueda/ para identificar el movimiento del resorte. 1

2

3

4

5

FASE 2. DESARROLLA TU PROYECTO En esta sección que inicia con la revisión de las tareas emprendedoras, sugiera a los alumnos, como una actividad reforzadora, que consulten en su casa la página de internet “Tu plan de negocios paso a paso”, de tal manera que puedan resolver en clase, reunidos en equipo, la tabla del plan de negocios. Después de esta actividad se sugiere que los alumnos completen una tabla sobre “las características del funcionamien-

102

B2 FUERZA (DINÁMICA)

to del juguete”, pídales que realicen esa actividad en su libreta y posteriormente la transcriban en la computadora y la anexen a su plan de negocio. En la presentación de los bocetos que se solicita puede pedir a los alumnos que utilicen hojas de reúso o lo hagan en la libreta de apuntes.

FASE 3. COMUNICA TU PROYECTO En esta tercera fase se describe la conclusión del video promocional, recuerde a los alumnos que éste debe tener características específicas: no ser mayor a tres minutos, dar mayor impacto a la imagen y al sonido (el cual debe tener música atractiva y acorde al juguete), mencionar las características atractivas del juguete y por qué se debe adquirir. Para el diseño de la página de internet en donde se hará difusión del video elaborado, si la escuela no cuenta con el servicio de internet, solicite a los alumnos que asistan a un espacio fuera de la escuela donde puedan elaborarla, para comprobar su creación los alumnos deben de llevar la impresión de las páginas del sitio para revisar si cumple con las características de ser atractivas, aunque el docente debe de darse a la tarea de revisar de forma externa al horario y salón de clases, el sitio y el funcionamiento de la misma. Es importante que el docente dé a conocer a los alumnos los puntos de la rúbrica para evaluar los resultados de su desempeño en la realización de su video y en el diseño de la página web, con la finalidad de que los alumnos conozcan los puntos de mejora para subsecuentes proyectos. Para la realización del evento final, sugiera a los alumnos que se organicen para la presentación formal del plan de negocios y del producto, solicite a los equipos que anoten en una hoja los roles de cada participante al momento de la exposición, de tal manera que se identifique organización en las tareas. 2. Describan la segunda parte de las características de su proyecto.

CARACTERÍSTICAS DE FUNCIONAMIENTO DEL JUGUETE

Habilidades que se desarrollan en su ejecución

Descripción de costos de materiales a utilizar

Estrategias de difusión del producto

Costos de venta del producto

Lugares de distribución del producto

3. Conjunten y den forma al informe del plan de negocios, incluyendo carátula y presentación.

4. Presenten bocetos a su maestro para la revisión de juguetes didácticos de resorte (es de suma importancia que en la fabricación de los juguetes se consideren materiales de reciclado o ecológicos). 5. Preparen a través de un video la promoción de sus juguetes, si es necesario pidan ayuda a su profesor para que les especifique las características. Este video pueden publicarlo en páginas como You Tube o diseñar una página web para promocionar el producto (Wix, Hispavista, etcétera).

EXTIENDE

Algunas fuentes de consulta para su proyecto:

Todos los pasos para elaborar un buen plan de negocio: http://goo.gl/Nvaq7l Cómo hacer un coche con botellas de plástico | Banda elástica coche accionado: http://goo.gl/KhgZjq

6. Desarrollen su cronograma de entrega para la realización de sus actividades.

Programación a 3 semanas Actividad

Responsables

Recursos

Fecha de realización

Mes:

EVALÚO MI PROYECTO Y MI TALENTO

Como en todo proceso académico, la evaluación debe identificar los alcances y limitaciones de los aprendizajes obtenidos, además de establecer si el objetivo propuesto al inicio del proyecto ha sido logrado. Al final de los bloques 1 y 2 de la sección Emprende tu proyecto se incluye una autoevaluación parcial de los alcances del aprendizaje, en la cual el alumno identifica tres niveles de intervención: en el primero, el reconocimiento de los aprendizajes alcanzados y su disposición para contribuir a la construcción del conocimiento; en el segundo, la valoración de su actitud ante esta nueva experiencia mediante las actividades realizadas, y en el tercero la evaluación de sus competencias. Es recomendable que el docente destaque la importancia de este proceso para que el alumno responda de la manera más honesta, pues así mostrará su nivel de compromiso con el proceso de aprendizaje. En el bloque 3 tiene lugar una evaluación del proyecto que responde a los mismos criterios explicados anteriormente, por lo que también debe sugerirse al alumno que responda de manera responsable e identifique la importancia de los proyectos. También es recomendable que en esta etapa de cierre el docente aplique una evaluación verbal para que los alumnos expresen sus inquietudes y los aspectos que modificarían para mejorar los resultados obtenidos.

Mes:

1

Evalúa los avances logrados en tu proyecto. Marca con una

2

3

4

1

2

3

4

la casilla correspondiente.

EVALÚO MI PROYECTO Y MI TALENTO Aspecto

Sí

No

Los contenidos teóricos que me proporciona este bloque me permitieron fundamentar de forma clara el desarrollo de mi proyecto emprendedor. Las actividades fueron adecuadas para continuar el desarrollo de mi proyecto emprendedor. Participé con mis compañeros en las actividades sugeridas para la creación de mi propuesta emprendedora de esta sección.

EMPRENDE LA FÍSICA 1

123

Analiza el resultado final de tu proyecto y elige el nivel que alcanza en cada rubro de la evaluación. Anota los resultados en el espacio correspondiente. EVALÚO MI PROYECTO Completo 7-10

Criterio

Adecuado 3-6

Incompleto 1-2

Puntos

Adquisición de conocimientos necesarios para iniciar el proyecto emprendedor.

Los documentos trabajados en esta sección “Emprende tu proyecto” proporcionan totalmente el conocimiento básico para ser innovador y ser emprendedor.

Los documentos trabajados en esta sección “Emprende tu proyecto” proporcionan parcialmente el conocimiento básico para ser innovador y ser emprendedor.

Los documentos trabajados en esta sección “Emprende tu proyecto” no cubren el conocimiento básico para ser innovador y ser emprendedor.

Vínculo de la Física 1 con el proyecto emprendedor.

Las actividades realizadas en este proyecto se vincularon totalmente para desarrollar juguetes de resorte a través de la Física.

Las actividades realizadas en este proyecto se vincularon parcialmente para desarrollar juguetes de resorte a través de la Física.

Las actividades realizadas en este proyecto no se vinculan para desarrollar juguetes de resorte a través de la Física.

Desarrollo del trabajo colaborativo en las actividades del proyecto emprendedor.

Los conocimientos y actividades permitieron desarrollar totalmente las competencias emprendedoras, como la retroalimentación permanente respecto al desempeño de los del equipo.

Los conocimientos y actividades permitieron desarrollar parcialmente las competencias emprendedoras, como la retroalimentación permanente respecto al desempeño de los del equipo.

Los conocimientos y actividades no fueron suficientes para adquirir competencias emprendedoras, como la retroalimentación permanente respecto al desempeño de los del equipo.

Total Promedio

Analiza el resultado final de tu desempeño en la realización del proyecto emprendedor, evalúa tus alcances anotando 1 con menor alcance, 2 con mediano alcance y 3 con mayor alcance. EVALÚO MI TALENTO Criterios

Características

Puntos

Disposición para construir aprendizajes.

Estuve totalmente dispuesto para construir mis propios aprendizajes con base en mis habilidades de investigación de contenidos sugeridos en este proyecto emprendedor.

Actitud para realizar las actividades.

Desarrollé mis actividades con actitudes totalmente positivas, las cuales me permitieron ser innovador en el desarrollo y creación de juguetes de resorte a través de la Física.

Ejecución de competencias emprendedoras.

Apliqué totalmente mis competencias de cumplimiento de tareas, autoconfianza, capacidad comunicativa y uso en este proyecto emprendedor de las capacidades de conocimiento de mis compañeros.

Total RANGOS DE ALCANCE Inicial 1-3 puntos

Aprendiz 4-6 puntos

Avanzado 7-9 puntos

EMPRENDE LA FÍSICA 1

177

EMPRENDE LA FÍSICA 1. GUÍA DEL MAESTRO

103

INSTRUMENTOS DE EVALUACIÓN CLASE 44 Para evaluar los aprendizajes obtenidos en este bloque realiza lo que se pide. Páginas 124-129

Autoevaluación 1. Subraya cómo evaluarías tu desempeño en lo que se refiere a tu participación, interés y atención durante el desarrollo de las actividades del bloque. 5 Excelente

4 Bueno

3 Regular

2 Suficiente

1 Inadecuado

3. ¿Qué medidas puedes tomar para mejorar tu desempeño?

4. ¿Cómo consideras que pueden apoyarte tus compañeros y el profesor?

5. ¿Qué planeas hacer para mejorar tu desempeño en el próximo bloque?

Sugerencia didáctica Haga hincapié en la relevancia de la pregunta cinco, pues es un indicador que deben tener en cuenta para mejorar las actividades y desempeños del bloque que van a iniciar.

104

B2 FUERZA (DINÁMICA)

Rúbrica Evalúa tu desempeño, elige la calificación que representa el nivel que alcanzaste, escríbela en la casilla correspondiente, súmalas y divide la cantidad entre 10 para obtener el promedio. RÚBRICA DE DESEMPEÑO DEL BLOQUE 2 Aspecto

Adecuado (9-10)

Suficiente (6-8)

Inadecuado (0-5)

Comprendí los conceptos de masa y peso, además de establecer su diferencia.

Comprendí las leyes de Newton.

Puedo distinguir y aplicar la Segunda Ley de Newton en el caso general y cuando la masa es constante.

Entendí el concepto de fuerza.

Sugerencia didáctica Comente a los alumnos que la rúbrica es un una estrategia de evaluación enfocada en lo que aprendieron durante el bloque, por lo que deben entender bien todos los aspectos.

Identifico los diferentes tipos de fuerzas.

Comprendí el concepto de ímpetu.

Entendí el principio de conservación del ímpetu.

Entendí el concepto de torca.

Comprendí y apliqué adecuadamente el equilibrio traslacional.

Comprendí y apliqué adecuadamente el equilibrio rotacional.

Suma de puntos Total

EMPRENDE LA FÍSICA 1. GUÍA DEL MAESTRO

105

Evaluación del aprendizaje a través del portafolio de evidencias Estima tu desempeño en función de cada una de las actividades que desarrollaste. El número 2 significa presente y el 0, no presente. Suma tus puntos y divídelos entre 10 para obtener tu promedio final. ASPECTOS A EVALUAR Claridad y originalidad en el planteamiento de ideas

Producto

Sí (2)

No (0)

Capacidad de análisis y síntesis Sí (2)

No (0)

Limpieza, orden y cuidado en la presentación de los trabajos Sí (2)

Comunicación y entendimiento en el trabajo colaborativo

No (0)

Sí (2)

No (0)

La tarea responde al objetivo de aprendizaje planteado Sí (2)

Suma de puntos

No (0)

Pirámide escalonada. Representación con vectores. Imágenes que muestran fuerzas en acción. Imágenes donde se manifiesta la masa, el peso y las fuerzas en general. Videos de fuerzas de acción y reacción. Cuadro comparativo de las fuerzas de fricción estática, dinámica y de rodadura. Imágenes de colisiones entre dos sistemas.

Sugerencia didáctica Aclare a los alumnos que los productos incluidos corresponden a los trabajos entregados al docente y, por tanto, deberían ser los mismos que el maestro ha registrado en su lista.

Fotografías de los experimentos. Videos de cambios en la velocidad y la masa de un sistema. Imágenes y videos de fuerzas centrífuga y centrípeta.

PROMEDIO FINAL

Lista de cotejo Evalúa tu desempeño actitudinal con una

en la casilla correspondiente

EVALUACIÓN DE DESEMPEÑOS Desempeño actitudinal consciente

Sí

No

En ocasiones

Muestro respeto y tolerancia a las opiniones y el trabajo de mis compañeros. Tengo disposición para valorar racional y lógicamente las posturas surgidas. Evito conjeturas o ideas que no contribuyan a la construcción del conocimiento. Construyo el conocimiento a partir de los resultados experimentales, descartando prejuicios o ideas previas.

Reflexiona sobre tus respuestas anteriores con el objetivo de mejorar tus actitudes y valores en el siguiente bloque. Describe al menos tres acciones que puedas poner en práctica para mejorar tu desempeño. Sugerencia didáctica Aclare a los alumnos que parte de su autoevaluación es la lista de cotejo, pues en ella se identifican las actitudes con que enfrentan el trabajo en clase y la relación que mantienen con sus compañeros.

106

B2 FUERZA (DINÁMICA)

Coevaluación Pide a tres de tus compañeros con los que trabajaste en equipo que evalúen tu desempeño en las actividades colaborativas, de acuerdo con el siguiente criterio: 5 Excelente

4 Bueno

3 Regular

2 Suficiente

1 Inadecuado

Tu nombre:

EVALUACIÓN DE DESEMPEÑOS Criterio

Compañero 1

Compañero 2

Compañero 3

Muestra respeto hacia los demás, escucha sus propuestas y se integra al trabajo en equipo. Valora las habilidades y destrezas de los demás para cumplir con las tareas encomendadas por el profesor. Favorece el aprendizaje de los demás con sus aportaciones y compromiso con el trabajo.

Contribuye positivamente a realizar experimentos y/o resolver ejercicios.

Sugerencia didáctica Sensibilice a los alumnos en cuanto a respetar el trabajo de los demás y evitar las emociones negativas, ya que es importante que todos participen en el mismo ejercicio.

Tuvo la suficiente confianza para aprender de los demás.

Expresa sus diferencias con respeto y consideración hacia los demás.

Estrategia Para mejorar tu desempeño, analiza los resultados que obtuviste en los instrumentos de evaluación y contesta las preguntas. 1. ¿Qué medidas prácticas puedes tomar para mejorar o superar tu desempeño?

2. ¿Cómo puedes evitar las actitudes negativas que bloquean o interfieren para que desempeñes tus actividades en forma óptima?

3. ¿Cómo puedes ayudar a mejorar el desempeño de tus compañeros?

Comenta con tus compañeros y tu profesor los resultados de estos instrumentos para detectar las oportunidades que tienes de mejorar tu desempeño en el siguiente bloque. EMPRENDE LA FÍSICA 1. GUÍA DEL MAESTRO

107

EVALUACIÓN PLANEA/PISA Lee el siguiente texto y contesta las preguntas rellenando el alveolo que corresponde.

Volver a la Luna (1)

La Luna es el cuerpo celeste más cercano a nosotros y el único que ha sido visitado por seres humanos. Se podría pensar que ya sabemos todo sobre él. No es así. La Luna guarda todavía muchos misterios y puede albergar la respuesta a las incógnitas sobre la evolución del sistema solar y la aparición de la vida en nuestro planeta. Los que se dedican a las ciencias planetarias ven a nuestro satélite como un testigo silencioso de los 4 500 millones de años de historia de la familia del Sol. Aquí en la Tierra los procesos geológicos y atmosféricos borran las huellas del pasado. Lo mismo en Marte y Venus. En cambio, la Luna se ha conservado prácticamente intacta desde que se formaron los planetas terrestres (Mercurio, Venus, la Tierra y Marte), y su interior conserva la historia de las primeras fases de formación de estos cuerpos. La superficie lunar, sin atmósfera que la proteja, guarda el archivo histórico de los procesos solares que afectaron a estos planetas. Aún más: en 2002 un grupo de científicos consideró que en la Luna podría haber pedazos de nuestro planeta expulsados por impactos de asteroides y cometas durante la misma época en la que surgió la vida en la Tierra. Según los cálculos de estos científicos, podría haber unos 20 000 kg de material terrestre en cada 100 km2 de superficie lunar. Ese material podría contener restos fósiles de las primeras formas de vida en la Tierra. (2)

La hipótesis más aceptada sobre la formación de la Luna dice que ésta es una parte de nuestro planeta expulsada por el impacto de un cuerpo del tamaño de Marte cuando la Tierra se encontraba en el periodo de formación. Si bien se trata de una idea generalmente aceptada por la comunidad científica, aún no se comprenden los detalles del proceso. Un estudio minucioso de la composición y estructura de la Luna podría aclarar los detalles de su formación e incluso dar pie a nuevas hipótesis. (3)

Las regiones polares de la Luna tienen una particularidad que sólo se repite en las del planeta Mercurio: tienen zonas hundidas que están permanentemente a la sombra y cuya temperatura puede descender hasta 200 ºC bajo cero. Cualquier gas que pase por esta zona quedará congelado y atrapado. Así, el material gaseoso generado después de un impacto se conservaría para siempre en estas zonas oscuras. Para los científicos, estos lugares son un tesoro que ha guardado la composición de los materiales volátiles de los asteroides y cometas que impactaron la Luna. Los que sueñan con colonias en la Luna los ven como fuente de hidrógeno, oxígeno y agua para el sustento de asentamientos humanos.

Neil Armstrong fue el primer hombre que pisó la Luna.

FUENTE: Segura, Antígona, “Volver a la Luna” publicado en ¿Cómo ves?, Año 9, No. 100, UNAM, Cd. México 2007. http://goo.gl/LDQrek

108

B2 FUERZA (DINÁMICA)

1. La Luna: Es un satélite del que ya se sabe todo. Tiene una edad de 4 500 millones de años.



Tiene fenómenos geológicos que borran las huellas del pasado. Puede ayudar a resolver la evolución del sistema solar y la vida en la Tierra.

2. La Luna es: Una parte de la Tierra expulsada por el impacto de

Marte. Una parte de la Tierra expulsada por el impacto de un cuerpo celeste. Un mundo en formación. Un depósito de restos fósiles procedentes de la Tierra.

4. La Luna:

Tiene la misma composición que el planeta Mercurio. Posee regiones hundidas con material gaseoso. Tiene zonas cuya temperatura puede descender hasta 200 °C bajo cero. Posee zonas a la sombra con temperaturas de 200 °C.

5. Una idea incorrecta sobre la Luna es la siguiente:

Es más antigua que la Tierra. Puede conservar en su interior la historia de las primeras fases de algunos planetas. Es posible que contenga material gaseoso congelado de asteroides y de cometas impactados. Es factible que sea una fuente de hidrógeno, oxígeno y agua.

3. En la Luna hay:

Material que podría contener restos fósiles de las primeras formas de vida en la Tierra. Formas de vida terrestre. Con certeza, 20 000 kg de material terrestre en cada 100 km 2 de superficie lunar. Asteroides, cometas y fragmentos de la Tierra.

Responde lo siguiente: 1. Con la ciencia y tecnología actuales, ¿es realmente factible colonizar la Luna u otros planetas? ¿Por qué? R.L. Aún no es posible colonizar la Luna porque falta resolver varios detalles técnicos relativos a la instalación y abastecimiento –de alimentos y combustibles- para grandes colonias humanas. Además, los combustibles espaciales no son muy eficientes para llevar muchas toneladas de material procedente de la Tierra. 2. En caso de que existiera cualquier forma de vida en los planetas con posibilidades de ser colonizados, ¿es ético que el ser humano influya en éstas o las altere debido a sus planes de asentamiento? ¿Por qué? R.L. Se debe considerar que toda colonización afecta directa o indirectamente el medio de un planeta, por lo que si en éste existieran formas de vida, deberían ser estudiadas con mucho cuidado antes de realizar cualquier modificación que alterara el cuerpo celeste.

EMPRENDE LA FÍSICA 1. GUÍA DEL MAESTRO

109

Aprendizajes • Identificarás las cuatro interacciones fundamentales. • Distinguirás los conceptos de fuerza y de interacción. • Aplicarás la ley de gravitación universal en diferentes fenómenos. • Utilizarás la energía potencial para resolver ejercicios. • Utilizarás la energía cinética para resolver ejercicios.

ECA Trabajo y energía

• Calcularás la energía mecánica en diferentes situaciones. • Aplicarás el principio de conservación de la energía mecánica. • Calcularás el trabajo en diferentes fenómenos donde existe una variación de la energía.

Tema integrador La energía en los juguetes didácticos.

BLOQUE

3

Proyecto Construcción de juguetes didácticos de resorte.

• Aplicarás el concepto de potencia.

¡ATIENDE! Resuelve las actividades siguientes, con ellas desarrollarás tu autoestima y algunas habilidades del pensamiento.

CLASE 45 Páginas 131-133

Sugerencia didáctica Genere en los estudiantes la voluntad para elegir entre distintas alternativas retomando sus experiencias previas y conocimientos anteriores. 1. Los éxitos de otras personas, combinados con tus conocimientos, experiencia e ideas, pueden proporcionarte soluciones que antes no contemplabas. ¿Qué historias de éxito de otras personas te parecen importantes? Descríbelas. Respuesta libre (R.L.). 2. Observa las gráficas, obtén el área de las figuras y compara los resultados con tus compañeros de grupo. Respuesta cerrada (R.C.).

A

B

15 N

5N

10 N

A

B

W

15 N

10 N

f

f

W

5N 0

Desplazamiento (s)

4m

W A) 52 Nm (aproximadamente) 4m

B) 3.5 Nm

C Desplazamiento f (s)

0

10 N

C

f

0.7 m W

0.7 m

W

10 N 0.4 m

∆x W

0.4 m

C ) 2 Nm

s

∆x

s

¡COMPRENDE! Reflexiona sobre la lectura, contesta las siguientes preguntas y coméntalas en grupo.

La física del futbol (…) ¿Eres un futbolista natural? Los buenos futbolistas deben tener algo en sus genes. Científicos ingleses comprobaron que hay una relación entre la longitud de los dedos anulares de los jugadores y su habilidad en la cancha. Para comprobarlo midieron los dedos de los mejores jugadores de la liga inglesa... El patrón fue siempre el mismo: aquellos con dedos anulares más largos que su dedo índice, resultaron más aptos para jugar futbol (…) Parece ser que los dedos son un indicador de qué tanta testosterona recibieron en ese momento crucial de su crecimiento. Esta descarga hormonal puede incrementar su fuerza y su percepción espacial, ambas capacidades muy útiles en la práctica del futbol. (…) La condición física de estos jugadores es esencial para destacar y formar parte de una selección mundial. Correr y hacer un poco de ejercicio hoy no es suficiente si se considera que un jugador mediocampista corre en promedio 15 km en cada partido. Lo que necesitan es un “poder explosivo”. Esto les permite cambiar de corredores de alta velocidad en una jugada específica a condiciones de fondistas en la mayor parte del juego. La energía suficiente para aguantar semejantes condiciones se logra no sólo comiendo, sino por medio de un entrenamiento conocido como “pliometría” (plyometrics)… La base científica de este entrenamiento se centra en los diferentes tipos de contracción que pueden llevar a cabo los músculos: la concéntrica, donde los músculos se acortan, y la excéntrica, donde los músculos se alargan y se mantienen juntos por tensión. Cuando un músculo de la parte alta del brazo se contrae concéntricamente, la mano se mueve hacia el hombro a medida que el músculo se acorta. Las contracciones excéntricas entran en acción cuando el cuerpo se desacelera y mantienen la estabilidad del cuerpo; es decir,

Destreza y equilibrio, coordinación, flexibilidad, fuerza, velocidad y resistencia, son características que debe poseer un futbolista.

si un jugador corre para alcanzar la pelota y frena súbitamente, los músculos de sus piernas sufrirán una contracción excéntrica. Dada la multiplicidad de movimientos que los jugadores realizan con las piernas a lo largo de un partido, sus músculos tienen que cambiar constantemente de la contracción concéntrica a la excéntrica en fracciones de segundo. El objetivo del entrenamiento pliométrico es lograr que esas fracciones de tiempo sean menores en los futbolistas (…) Si los jugadores realizan los ejercicios antes de haber adquirido suficiente fuerza, los riesgos de lesiones son muy altos. Los ejercicios incluyen saltos de profundidad, que implican saltos desde plataformas de 1.5 m hacia el suelo y volver a saltar esta altura tan pronto como han tocado el suelo, saltar repetidamente con una pierna y rebotar hacia delante con las dos piernas juntas. FUENTE: Catalá, Rosa María, “La física del futbol” - Guía didáctica, publicado en ¿Cómo Ves? Año 8, No. 92, UNAM, Cd. México 2006.

1. Describe el tipo de entrenamiento que realizan los futbolistas. Respuesta abierta (R.A.). Es un entrenamiento que debe combinar la resistencia de los corredores de fondo con el poder explosivo de los corredores de velocidad. 2. ¿Cuál es el objetivo del entrenamiento pliométrico? R.A. Lograr que esas fracciones de tiempo de las contracciones concéntrica y excéntrica sean menores en los jugadores que en las personas comunes, además de desarrollar y dar mayor capacidad de respuesta a los músculos y a las fibras nerviosas que los controlan.

112

B3 TRABAJO Y ENERGÍA

¡ENCIENDE! Responde las siguientes preguntas. 1. ¿Qué es la fuerza? Menciona los tipos de fuerza que conozcas. R.C. y R.L. Es el cambio que experimenta el ímpetu en función del tiempo. Ejemplos: fuerzas de fricción, de Coriolis, gravitacional, entre otras. 2. ¿Qué es una interacción? Menciona un ejemplo. R.C. y R.L. Es cuando dos o más objetos experimentan una acción o fuerza en común. Ejemplos de interacciones: gravitacional, electromagnética, nuclear. 3. ¿Qué es la fuerza de gravitación universal? R.C. Es la fuerza que actúa sobre todas las masas del Universo, independientemente de su estado físico, forma o constitución específica. 4. ¿Qué es la energía cinética? R.C. La energía ligada al movimiento de los cuerpos. Es igual al semiproducto de la masa y el cuadrado de la velocidad. 5. ¿Qué es la energía potencial? R.C. La energía asociada a un cuerpo debida a su posición dentro de un sistema. La energía potencial gravitacional es igual al producto del peso y la altura. 6. ¿Qué es la energía mecánica? ¿Cómo se calcula? R.C. Es la energía total de un sistema mecánico. Se calcula sumando las energías cinética y potencial. 7. ¿Cómo se define el trabajo? ¿En qué unidades se mide? R.C. Como el producto de la fuerza y el desplazamiento (en el caso de una fuerza constante). Se mide en Joules (J) o ergios (erg). 8. ¿Cómo se define la potencia? ¿En qué unidades se mide? R.C. Como el trabajo realizado por unidad de tiempo. Se mide en Watt (W).

EMPRENDE LA FÍSICA 1. GUÍA DEL MAESTRO

113

CLASE 46 Páginas 134-137

Fuerzas e interacciones 1 DESPRENDE CG 4

Atributo. Expresa ideas y conceptos mediante representaciones lingüísticas, matemáticas o gráficas.

CDB 1

Contesta lo siguiente. 1. ¿Qué es una fuerza? R.C. Es una magnitud vectorial directamente proporcional al cambio en el ímpetu e inversamente proporcional al intervalo de tiempo en el cual se experimenta dicho cambio. 2. ¿Qué es una interacción? R.C. Acción recíproca entre dos o más cuerpos o sistemas físicos, la cual se puede cuantificar por medio de una fuerza.

EMPRENDE CG 8

Atributo. Aporta puntos de vista con apertura y considera los de otras personas de manera reflexiva.

CDB 13

En equipo realicen las siguientes actividades. 1. Busquen imágenes de diferentes fenómenos para ilustrar las interacciones de o y a distancia. Expónganlas ante el grupo y hagan un collage en el siguiente espacio. R.L. Interacciones de o.

Fricción

Presión

Interacciones a distancia



114

B3 TRABAJO Y ENERGÍA

Fuerza eléctrica

Fuerza magnética

2. Respondan si las interacciones anteriores son las únicas existentes y argumenten su respuesta. R.L. No. También existen las interacciones fundamentales: nucleares débil y fuerte, gravitacional y electromagnética.

APRENDE CG 8

Atributo. Propone maneras de solucionar un problema o desarrollar un proyecto en equipo, definiendo un curso de acción con pasos específicos.

CDB 4

Realiza las siguientes actividades. 1. Busca imágenes para ilustrar fenómenos o aplicaciones relacionadas con las interacciones gravitacional y electromagnética. Guárdalas en el portafolio de evidencias. R.L. Interacción gravitacional

Movimiento planetario

Caída libre

Interacción electromagnética

Viento solar

Rayos x

EMPRENDE LA FÍSICA 1. GUÍA DEL MAESTRO

115

2. Investiga para completar la tabla siguiente.

Partícula portadora

Interacción

Fuerza relativa

Teoría que la describe

Fenómeno o aplicaciones en las que aparece

Comportamiento con la distancia

Caída libre, Gravitacional

Gravitón

Gravedad cuántica

1/r2

1

Electrodinámica cuántica

1/r2

Relámpagos, rayos UV, microondas

1025

Teoría electrodébil

e-mr /r2

Decaimiento radiactivo, aguas termales

1038

Cromodinámica cuántica

e-r/R/r2

Reacciones de fisión y de fusión nuclear

Fotón

Electromagnética

Nuclear débil

Bosones WyZ Gluones

Nuclear fuerte

movimiento de proyectiles, atracción gravitacional

1038

3. Comparte tus respuestas con tus compañeros de grupo.

CLASE 47 Páginas 138-141

Fuerzas e interacciones 2 DESPRENDE CG 4

QUEHACER DOCENTE Para generar conocimientos significativos puede orientar al alumno para que analice los contenidos mediante preguntas como: en determinada situación, ¿qué relación aprecias con otras disciplinas, en la vida diaria o en o con la naturaleza? Esto permite la transversalidad de contenidos.

Atributo. Expresa ideas y conceptos mediante representaciones lingüísticas, matemáticas o gráficas.

CDB 1

Contesta lo siguiente. 1. ¿Qué es la radiactividad? R.C. Es la emisión de partículas que muestran algunos elementos. 2. ¿Qué es una desintegración radiactiva? R.C. Es el proceso mediante el cual un elemento emite partículas y va perdiendo actividad, en ocasiones transformándose en otro elemento.

EMPRENDE CG 8

Atributo. Propone maneras de solucionar un problema o desarrollar un proyecto en equipo, definiendo un curso de acción con pasos específicos.

Realicen las siguientes actividades.

116

B3 TRABAJO Y ENERGÍA

CDB 6

1. Investiguen algunas reacciones debidas a las desintegraciones b1 y b2, y escribe un resumen enseguida. b2

A Z

X⇒

A Z11

N > Z (n excess) b1

A Z

X⇒

A Z21

Z > N (p excess)

Y+e+ν 14

C⇒

14

N+e+ν

Y + e+ + ν 13

N⇒

14

C + e+ + ν

2. Busquen videos que muestren algunos fenómenos o aplicaciones de la interacción nuclear débil y preséntenlos al grupo en una exposición. R.L. Ejemplos de videos: goo.gl/DRl1MQ goo.gl/vpCNpA

APRENDE CG 1

Atributo. Analiza críticamente los factores que influyen en su toma de decisiones.

CD 4

Realiza las siguientes actividades. 1. Busca imágenes en las cuales se muestren las interacciones nucleares débil y fuerte y realiza enseguida un cuadro donde compares ambas.

Fuerza nuclear débil

PROTÓN

U U

NEUTRÓN

D D

PROTÓN

D

U

Fuerza nuclear fuerte

D

U

NEUTRÓN

EMPRENDE LA FÍSICA 1. GUÍA DEL MAESTRO

117

2. Elabora un cuadro sinóptico o mapa conceptual sobre las cuatro interacciones fundamentales de la naturaleza. R.L. 3. Investiga cuál es el consumo de energía anual mundial. R.A. Sugerencias: http://datos.bancomundial.org/indicador/EG.USE.ELEC.KH.PC https://www.worldenergy.org/wp-content/s/2014/04/WEC_16_page_document_21.3.14_ ES_FINAL.pdf 4. ¿Cuánta energía se libera al desintegrar 1 kg de materia? Compara este valor con el del punto anterior, ¿cuántas veces es mayor? Interpreta la comparación de resultados. R.L. La energía liberada por 1 kg de materia es de 9 x 1016 J. Este dato se compara con el del punto anterior referente al consumo mundial de energía.

CLASE 48 Páginas 142-145

Aplicaciones de la fuerza gravitacional 1 DESPRENDE CG 4

QUEHACER DOCENTE En casos de bajo aprovechamiento, antes de emitir algún juicio es importante que identifique las problemáticas de los alumnos, que pueden ser de tres tipos: las de nivel cognoscitivo, las habilidades en las técnicas de estudio y los factores contextuales familiares.

Atributo. Expresa ideas y conceptos mediante representaciones lingüísticas, matemáticas o gráficas.

CD 1

Contesta lo siguiente. 1. ¿Qué fenómenos conoces donde esté presente la fuerza de gravedad? R.L. Caída libre, tiro parabólico, movimiento de planetas, etcétera. 2. ¿De qué magnitudes depende la fuerza de gravedad? R.L. De la masa, la distancia y la constante de aceleración gravitacional, etcétera.

EMPRENDE CG 5

Atributo. Ordena información de acuerdo a categorías, jerarquías y relaciones.

CD 6

Realiza las siguientes actividades. 1. Sean k una constante, x la variable independiente y y la variable dependiente. Escribe la relación entre las variables que se pide:

118

B3 TRABAJO Y ENERGÍA

a. Dependencia inversamente proporcional al cuadrado: R.C. y 5 k/x2 b. Dependencia directamente proporcional al cuadrado: R.C. y 5 k x2 2. Tabula y grafica la función F = 10 000 N/r2 . Fuerza

f (N)

Distancia

r (m)

1

1.23

1.56

2.04

2.78

4

6.25

11.11

25

100

400

100

90

80

70

60

50

40

30

20

10

5

Fuerza vs distancia 450 400 350 300 250 200 150 100 50 0

0 20 40 60 80 100 120

3. ¿Qué sucede con F cuando r aumenta? ¿Y cuando disminuye? R.C. Si r aumenta, F disminuye. Si r disminuye, F aumenta. 4. ¿Cómo se le denomina a este tipo de curvas? R.C. Se les denomina asintóticas porque no cortan los ejes. 5. Por último, realizaremos dos ejercicios de aplicación de la ley de gravitación universal. R.L.

APRENDE CG 5

Atributo. Sigue instrucciones y procedimientos de manera reflexiva, comprendiendo cómo cada uno de sus pasos contribuye al alcance de un objetivo.

CD 7

Realiza las siguientes actividades. EMPRENDE LA FÍSICA 1. GUÍA DEL MAESTRO

119

1. Ilustra con imágenes las diferentes manifestaciones de la fuerza de gravitación universal. R.L. Ejemplos de la fuerza de gravitación universal:

2. El planeta Marte tiene una masa de 6.39 × 1023 kg, y su distancia mínima de separación respecto de la Tierra es de 55.76 × 109 m. Encuentra la fuerza de atracción entre la Tierra y Marte en su distancia de mayor acercamiento. R.A. F 5 8.19 3 1015 N (6.67 3 10{11 N m2/kg2) (6.39 3 1022 kg) (5.98 3 1024 kg) / (55.76 3 109 m)2 3. Con los datos del problema anterior, encuentra el punto donde un cuerpo de masa m experimenta la misma fuerza de atracción de Marte y de la Tierra. R.A. x 5 37.53 3 109 m

CLASE 49 Páginas 146-149

Aplicaciones de la fuerza gravitacional 2 DESPRENDE

QUEHACER DOCENTE La gestión de ambientes positivos de aprendizaje áulico le permite minimizar algunas problemáticas de los alumnos, ya que al adquirir confianza éstos logran utilizar sus recursos y herramientas de aprendizaje.

CG 5

Atributo. Sigue instrucciones y procedimientos de manera reflexiva, comprendiendo que cada paso contribuye al alcance de un objetivo.

CDB 10

Contesta lo siguiente. 1. ¿Existe una velocidad mínima para convertir un cuerpo en satélite de un planeta? ¿Por qué? R.L. Sí, se denomina velocidad de satelización y depende de la masa y el radio ecuatorial del planeta. 2. ¿Por qué es diferente el valor de la aceleración gravitacional en la superficie de un planeta? R.L. Porque, de acuerdo con la ley de gravitación universal, el valor de la aceleración gravitacional es directamente proporcional a la masa del planeta e inversamente proporcional al cuadrado de la distancia.

120

B3 TRABAJO Y ENERGÍA

EMPRENDE CG 8

Atributo. Aporta puntos de vista con apertura y considera los de otras personas de manera reflexiva.

CDB 6

Realicen las siguientes actividades. 1. Investiguen la masa y el radio ecuatorial de los planetas del sistema solar. R.C.

Masa

M (kg)

Radio ecuatorial

r (m)

Sol

Mercurio

Venus

Tierra

Marte

Júpiter

Saturno

Urano

Neptuno

Plutón

1.99×1030

3.30×1023

4.87×1024

5.97×1024

6.42×1023

1.90×1027

5.68×1026

8.68×1025

1.02×1026

1.27×1022

6.95 x 108

2.44 x 106

6.05 x 106

6.37 x 106

3.39 x 106

69.9 x 106

58.2 x 106

25.3 x 106

24.6 x 106

1.13 x 106

2. Reflexionen: ¿qué sucede si la velocidad de un cuerpo excede la velocidad de satelización? R.L. Cuando se excede la velocidad de satelización, el cuerpo aún se mantiene dentro de la influencia gravitacional del planeta pero, si la velocidad alcanza un cierto valor, el cuerpo puede escaparse del planeta. 3. ¿Existirá un valor en el cual el cuerpo escape de la fuerza gravitacional del planeta? ¿Por qué? Sí. Esta velocidad se denomina velocidad de escape, la cual depende de la masa y del radio de cada planeta. 4. Comparen sus respuestas con las de sus compañeros de grupo.

APRENDE CG 1

Atributo. Analiza críticamente los factores que influyen en su toma de decisiones.

CDB 4

Realiza las siguientes actividades. 1. Con el radio, la masa y el radio ecuatorial de los planetas del sistema solar, completa la siguiente tabla.

EMPRENDE LA FÍSICA 1. GUÍA DEL MAESTRO

121

Velocidad de escape

Sol

Mercurio

Venus

Tierra

Marte

Júpiter

Saturno

Urano

Neptuno

Plutón

617 700

4 250

10 360

11 180

5 002

59 540

35 490

21 290

23 710

1 230

436 780

3 040

7 227

7 920

3 535

43 134

25 456

15 556

16 971

849

274

2.80

8.90

9.81

3.71

22.9

9.10

7.80

11.0

0.409

ve (m/s) Velocidad de satelización

vs(m/s) Aceleración gravitacional

g(m/s ) 2

2. Realiza un resumen del video: “Lanzamiento de los cohetes más grandes del mundo” e ilustra lo que más te haya gustado, se encuentra en: https://goo.gl/E0QthG R.L. En el video se realiza un recorrido por los cohetes espaciales más grandes que se han construido y cómo se han superado las dificultades técnicas en el combustible, los materiales empleados, el aterrizaje, entre otros. 3. Expón tu resumen al grupo.

CLASE 50 Páginas 150-151

Energía potencial DESPRENDE CG 4

Atributo. Expresa ideas y conceptos mediante representaciones lingüísticas, matemáticas o gráficas.

CDB 1

Contesta lo siguiente. 1. ¿Por qué algunos objetos se rompen cuando se les deja caer desde cierta altura? R.L. Los objetos que caen desde cierta altura se rompen debido a que acumulan energía potencial que se transforma en energía cinética y, como ésta es proporcional al cuadrado de la velocidad, aquéllos reciben una gran cantidad de energía al chocar contra el suelo. QUEHACER DOCENTE

2. ¿Los objetos tienen asociada una menor o mayor energía según la posición en la que sean emplazados? ¿Por qué?

Recuerde que las acciones lúdicas permiten estimular la imaginación. El juego es uno de los grandes mecanismos del ejercicio de la creatividad y permite el desarrollo de las habilidades del pensamiento, además de generar un inmejorable ambiente de aprendizaje.

122

B3 TRABAJO Y ENERGÍA

R.L. Sí. Lo anterior se debe a que la energía potencial o de posición es directamente proporcional a la altura a la que se encuentran emplazados los cuerpos respecto a la superficie de la Tierra.

EMPRENDE CG 8

Atributo. Aporta puntos de vista con apertura y considera los de otras personas de manera reflexiva.

CDB 5

En equipo realicen las siguientes actividades para contestar las preguntas en su cuaderno. 1. Consigan los siguientes materiales para hacer un experimento: pedazos de gises del mismo tamaño, cinta métrica y cámara de video (opcional). 2. Marquen con el gis sobre una pared diferentes distancias. Dejen caer un gis de manera horizontal y observen lo que sucede con los gises después de la caída. 3. ¿A qué distancia se rompe el gis? R.L. Depende del tipo de gis y de la altura a la cual lo suelten. La energía potencial del gis aumenta con la altura. 4. ¿Qué sucede a distancias pequeñas y grandes? R.L. A distancias pequeñas, el gis puede resistir la caída. A mayores distancias, el gis se rompe. 5. En cada caso, ¿qué pasa con la energía potencial del gis? R.L. La energía potencial es mayor en el primer caso que en el segundo. 6. ¿Qué utilidad tendría dejar caer algún objeto para descubrir a qué altura se rompe? R.L. La prueba de caída libre es muy utilizada en la industria y la investigación para medir la resistencia de objetos como contenedores, tanques de almacenamiento, materiales de construcción, entre otras aplicaciones.

APRENDE CG 5

CDB 7

Atributo. Ordena información de acuerdo a categorías, jerarquías y relaciones.

Resuelve en tu cuaderno los problemas y haz lo que se pide. 1. ¿Cuál sería tu energía potencial, respecto al suelo, si te subieras a la parte más alta de la Torre Reforma (246 m)? R.L. E 5 m (9.78 m/s2) (246 m). m es la masa del alumno. 2. La familia de Tomás consume, en promedio, 1 kWh (1 kWh = 3.6 × 106 J) de energía eléctrica al día, y tiene un tinaco de 1 000 L instalado a 3 m, en la azotea de su casa. ¿A cuántos tinacos con esa energía potencial equivale la energía eléctrica que ellos consumen? R.A. U 5 (1 000 kg) (9.78 m/s2) (3 m) 5 29 340 J. Como 1 kwh 5 3.6 3 106 J, entonces: 3.6 3 106 J/29 340 J 5122.7. Es decir, con 1 kWh pueden llenar poco más de 122 tinacos de 1 000 L. 3. Diseña y graba un experimento para mostrar el efecto de la energía potencial sobre un cuerpo o sistema. Guarda el archivo de grabación en el portafolio de evidencias. R.L. Sugerencia: goo.gl/vWWvtj EMPRENDE LA FÍSICA 1. GUÍA DEL MAESTRO

123

CLASE 51 Páginas 152-153

Energía cinética DESPRENDE CG 5

Atributo. Sintetiza evidencias obtenidas mediante la experimentación para producir conclusiones y formular nuevas preguntas.

CDB 6

Contesta lo siguiente. 1. ¿Los cuerpos al moverse tienen energía? ¿Por qué? R.A. Sí. Los cuerpos en movimiento tienen asociada la energía cinética, siendo ésta igual al semiproducto de la masa y el cuadrado de la velocidad. 2. ¿Puedes aportar una evidencia experimental para comprobarlo? R.A. Una forma de comprobarlo es que un cuerpo en movimiento puede producir un trabajo útil para desplazar, mover o alterar la posición o la estructura de otro cuerpo o sistema.

EMPRENDE CG 1

Atributo. Analiza críticamente los factores que influyen en su toma de decisiones.

CDB 8

Realicen las actividades que a continuación se presentan. 1. Consigan los siguientes materiales: cinta métrica, cronómetro y gis. Investiguen antes la masa de cada miembro del equipo. 2. En el patio o en un lugar adecuado, midan la distancia recorrida por cada uno de ustedes y el tiempo que tardan en hacerlo. Determinen la velocidad de cada integrante y su energía cinética. Completen la siguiente tabla. R.L. La rapidez se determina así: v 5 d/t. La energía cinética como K 5 mv2/2. m es la masa del alumno. Nombre del integrante

Masa

m (kg)

Distancia

d (m)

Tiempo

t (s)

Velocidad

v (m / s)

Energía cinética

K (J)

3. Supongan que cada uno de ustedes consume un par de tortillas de harina. Si cada una les aporta una energía de 300 000 J, ¿durante cuánto tiempo deberían correr con esa velocidad para igualar el aporte energético del mencionado alimento? R.L. Ejemplo: Si K 5 625 J y t 5 10 s, como la energía de las tortillas es de 300 000 J, entonces: 300 000 J/625 J 5 480. Esta cantidad indica la proporción entre las energías, por lo que el tiempo para consumir esta energía es 480 × 10 s 5 4 800 s 5 1.22 horas. Esto es, se requiere casi una hora y cuarto corriendo para consumir la energía que aporta ese alimento.

124

B3 TRABAJO Y ENERGÍA

APRENDE CG 5

Atributo. Sigue instrucciones y procedimientos de manera reflexiva, comprendiendo cómo cada uno de sus pasos contribuye al alcance de un objetivo.

CGB 7

Resuelve en tu cuaderno los siguientes problemas y haz lo que se pide. 1. Miguel tiene una masa de 55 kg y corre a una velocidad de 6 km/h. Encuentra su energía cinética. R.C. K 5 76.39 J. 2. Adrián tiene una masa de 4 kg en su brazo derecho y realiza con éste un rompimiento de un bloque de hielo, el cual necesita una energía mínima de 120 J. ¿Cuál es la velocidad mínima del brazo para romper el bloque de hielo? R.C. v 5 7.44 m/s. 3. Realiza un resumen con la información más importante de este tema. R.L. Sugerencia: goo.gl/ui6vdt

Energía cinética rotacional

CLASE 52 Páginas 154-155

DESPRENDE CG 5

Atributo. Identifica los sistemas y reglas o principios medulares que subyacen a una serie de fenómenos.

CDB 3

Contesta lo siguiente: 1. ¿Por qué una patinadora contrae sus brazos cuando quiere girar con mayor rapidez? R.A. Para girar más rápido debido a que, al disminuir el radio de giro, aumenta su velocidad angular. 2. ¿Por qué los deportistas giran lo más que pueden cuando experimentan una caída? R.A. Porque de esta manera gran parte de la energía que llevan se transforma en energía de rotación, la cual se distribuye en el cuerpo y aminora el efecto del golpe que produciría una caída en seco.

EMPRENDE CG 4

Atributo. Expresa ideas y conceptos mediante representaciones lingüísticas, matemáticas o gráficas.

CDB 6

Contesta las preguntas en tu cuaderno. 1. Describe dos o tres situaciones en los deportes donde cambie la energía cinética de rotación. R.L. En el lanzamiento de martillo, en el patinaje sobre hielo artístico y en los clavados. EMPRENDE LA FÍSICA 1. GUÍA DEL MAESTRO

125

2. ¿Por qué es importante girar –y cubrirse la cabeza– cuando una persona se cae? R.A. Para disminuir la energía que recibiría el cuerpo en una caída directa. La cabeza debe cubrirse para evitar un impacto directo.

APRENDE CG 5

Atributo. Ordena información de acuerdo a categorías, jerarquías y relaciones.

CDB 7

Realicen las siguientes actividades en su cuaderno. 1. Colecten imágenes o graben situaciones en las cuales se muestre la energía cinética rotacional de los cuerpos o sistemas. Expongan sus resultados ante el grupo y guarden lo anterior en el portafolio de evidencias. R.L. Ejemplo de imágenes:

Videos: goo.gl/BGPkfr 2. Un cilindro hueco de 0.56 kg y radios exterior e interior, respectivamente, de 2 y 2.5 cm gira a 60 rpm. Encontrar su energía cinética rotacional. R.C. K 5 m (r1 2+ r2 2)/2 (ω2/2) 5 (0.28 kg) (4 x 10-4 + 6.25 x 10-4)(6.28 rad/s)2/2 5 5.66 x 10-3 J.

CLASE 53 Páginas 156-157

Energía mecánica DESPRENDE CG 5

Atributo. Sigue instrucciones y procedimientos de manera reflexiva, comprendiendo que cada paso contribuye al alcance de un objetivo.

CDB 10

Contesta lo siguiente. 1. ¿Un cuerpo que se desliza a través de una colina tiene solamente energía cinética o potencial? ¿Por qué? R.A. Tiene tanto energía cinética como potencial. La primera por la velocidad con la que se mueve y la segunda por la altura que ocupa respecto al nivel del piso.

126

B3 TRABAJO Y ENERGÍA

2. ¿Un cuerpo que se desplaza girando tiene energía cinética de traslación o de rotación? ¿Por qué? R.A. El cuerpo que se desplaza girando tiene energía cinética de rotación y de traslación, pues tanto se traslada como rueda influenciado por su momento de inercia, el cual es diferente según la geometría del cuerpo. 3. Compara tus respuestas con las de tus compañeros de grupo.

EMPRENDE CG 8

Atributo. Aporta puntos de vista con apertura y considera los de otras personas de manera reflexiva.

CDB 6

Realicen las siguientes actividades. 1. Describan frente al grupo fenómenos físicos en los cuales los sistemas posean: a) sólo energía potencial, b) sólo energía cinética, c) ambas energías y d) energía potencial y energía cinética de traslación y de rotación. R.L. a) Un depósito que contiene agua emplazado a cierta altura, un objeto que pende de una cuerda. b) Un vehículo en movimiento, un proyectil lanzado en línea recta. c) Un cuerpo deslizándose por un plano inclinado, una persona descendiendo por una colina. d) Un balón de futbol americano lanzado en forma oblicua y va girando, una bola arrojada desde una honda. 2. Imagina que te encuentras corriendo en una colina con una rapidez de 3 m / s a una altura de 65 m, ¿cuál es tu energía mecánica total en ese momento? Calculala y compara tus resultados con los de los otros equipos. R.L. Se suman las energías cinética y potencial. Ejemplo: Si la masa del alumno(a) es de 50 kg: E 5 m v2/2 1 m g h 5 (50 kg) (3 m/s)2/2 1 (50 kg) (9.78 m/s2) (65 m) 5 32 010 J.

APRENDE CG 1

Atributo. Analiza críticamente los factores que influyen en su toma de decisiones.

CDB 4

Resuelve en tu cuaderno lo que se pide. 1. Recopila imágenes o filma situaciones en las cuales se muestre la energía cinética mecánica de los cuerpos o sistemas. Elabora un álbum con dichas imágenes. Compártelo con tus compañeros de grupo. R.L. Ejemplo:

EMPRENDE LA FÍSICA 1. GUÍA DEL MAESTRO

127

2. Un vehículo de 500 kg se desplaza por una pendiente inclinada con una velocidad de 40 km / h, ¿cuánto vale su energía mecánica a una altura de 25 m? R.C. E 5 m v2/2 1 m g h 5 (500 kg) (11.11 m/s)2/2 1 (500 kg) (9.78 m/s2) (25 m) 5 153 108.02 J. 3. Un cilindro sólido de 0.5 kg y radio exterior de 0.20 m, rueda sin resbalar a través de un plano inclinado con una velocidad de 0.69 m / s. ¿Cuánto vale su energía mecánica a una altura de 0.10 m? R.C. K 5 m r 2 ω2/2 1 m v2/2 5 (0.5 kg) (4 x 10-2)(0.69/0.20 rad/s)2/2 1 (0.5 kg) (0.69 m/s)2/2 5 0.238J.

CLASE 54 Páginas 158-159

Principios de conservación 2: la energía mecánica DESPRENDE CG 4

Atributo. Expresa ideas y conceptos mediante representaciones lingüísticas, matemáticas o gráficas.

CDB 1

Contesta lo siguiente. 1. ¿La energía mecánica de un sistema se conserva? ¿Por qué? R.L. Sí, siempre y cuando sea un sistema mecánico en el que no existan pérdidas de energía por radiación o por fricción. 2. ¿En qué condiciones se conserva la energía mecánica de un sistema? R.A. En ausencia de fricción u otros procesos disipativos, la energía de un sistema mecánico no se pierde. QUEHACER DOCENTE Para no disminuir los ambientes de aprendizaje, debe generar una amplia gama de actividades sin desgastar una estrategia o técnica al grado de que ya no se pueda practicar en contenidos distintos, pues otros docentes podrían hacer uso del mismo recurso.

128

B3 TRABAJO Y ENERGÍA

EMPRENDE CG 8

Atributo. Propone maneras de solucionar un problema o desarrollar un proyecto en equipo, definiendo un curso de acción con pasos específicos.

CDB 13

En equipo, realicen las siguientes actividades. 1. Ilustren con imágenes en hojas blancas diferentes fenómenos en donde esté presente la energía mecánica. Reflexionen si en todos los casos se conserva la energía mecánica y coméntenlo en el equipo.

R.L. Ejemplo: en un péndulo cambian las energías cinética y potencial, conservándose en un lapso determinado, pues es frenado paulatinamente por la fricción existente del aire sobre la péndola y de ésta sobre la cuerda.

2. ¿Por qué en una montaña rusa los carritos pueden quedar invertidos y pasar un rizo? ¿Podrían quedarse suspendidos de cabeza sin que el vehículo tuviera velocidad? Argumenten sus respuestas. R.A. En la montaña rusa los carritos pueden quedar invertidos porque la aceleración centrípeta compensa su peso. Sin embargo, al no tener velocidad, desaparece la fuerza centrípeta y el carrito suspendido cae por efecto de la fuerza de gravedad.

APRENDE CG 1

Atributo. Analiza críticamente los factores que influyen en su toma de decisiones.

CDB 4

Resuelve los siguientes problemas. 1. Un objeto cae libremente desde un edificio de 20 m, con una velocidad de m/s. ¿Cuál es la velocidad del mismo a 5 m antes de llegar al piso? R.C. v 5 17.13 m/s. 2. Un trineo de 100 kg se desliza sin resbalarse por una pendiente inclinada a 60 m con una velocidad de 20 km/h. ¿ A qué altura se encuentra cuando su velocidad es de 80 km / h? R.C. h 5 36.33 m. 3. Rodrigo desea construir una montaña rusa casera para su hijo Vladimir. ¿Cuál debe ser el radio del rizo de la misma si la altura de caída es de 40 cm? R.C. r 5 16 cm.

EMPRENDE LA FÍSICA 1. GUÍA DEL MAESTRO

129

Trabajo 1

CLASE 55 Páginas 160-163

DESPRENDE CG 5

Atributo. Ordena información de acuerdo a categorías, jerarquías y relaciones.

CDB 1

Contesta lo siguiente. 1. ¿Cómo se define el trabajo desde el punto de vista de la Física? ¿En qué unidades se mide? R.C. Para una fuerza constante, el trabajo sobre un cuerpo es una magnitud escalar igual al producto de ésta y la distancia a la que ha sido desplazado. Se mide en unidades de energía: joules o ergios. 2. ¿En qué situaciones está presente el trabajo? R.L. Al desplazar un mueble de un lugar a otro, al estirar o comprimir un resorte, al mover un vehículo a través de cualquier tipo de motor.

EMPRENDE CG 8

Atributo. Asume una actitud constructiva, congruente con los conocimientos y habilidades con los que cuenta dentro de distintos equipos de trabajo.

CDB 3

Realicen las siguientes actividades. 1. Propongan diferentes fenómenos físicos en los cuales se produzca trabajo. Ilústrenlos con imágenes o videos. R.L. Ejemplo:

2. Expliquen cómo se puede calcular el trabajo cuando la fuerza no es constante. R.A. Si se conoce la dependencia funcional entre la fuerza y la distancia, se utilizan las técnicas del cálculo integral, es decir, se integra la fuerza respecto al diferencial de distancia. Si no se conoce dicha dependencia, se calcula el área bajo la curva en una gráfica fuerza versus distancia.

130

B3 TRABAJO Y ENERGÍA

APRENDE CG 6

CDB 1

Atributo. Estructura ideas y argumentos de manera clara, coherente y sintética.

Realiza las siguientes actividades. 1. Encuentra, de manera aproximada, el trabajo realizado por la fuerza de la figura B. R.A. W ≈ 20 875 J. 2. Un vagón de 3 toneladas, colocado a 100 m de una estación, es jalado a través de una cadena con una fuerza constante de 600 000 N. Encuentra el trabajo realizado cuando: a) es llevado a 1 000 m de la estación aplicando la fuerza en forma paralela a la dirección del movimiento y b) cuando es jalado a este mismo punto inclinando la cadena en un ángulo de 20°. R.C. a) W 5 540 3 106 J. b) 507.43 3 106 J. 3. Investiga cómo se calcula el trabajo con la técnica matemática de la integración y haz un resumen. R.L. Sugerencias: goo.gl/xGdGk2 goo.gl/sgLG6O

Trabajo 2: variación de la energía potencial

CLASE 56 Páginas 164-165

DESPRENDE CG 5

Atributo. Sigue instrucciones y procedimientos de manera reflexiva, comprendiendo que cada paso contribuye al alcance de un objetivo.

CDB 10

Contesta lo siguiente. 1. ¿Al levantar un objeto a cierta altura se realiza trabajo? ¿Por qué? R.A. Sí, porque el objeto adquiere energía potencial. 2. Comenta tu respuesta con tus compañeros de grupo.

EMPRENDE LA FÍSICA 1. GUÍA DEL MAESTRO

131

EMPRENDE CG 1

Atributo. Analiza críticamente los factores que influyen en su toma de decisiones.

CDB 4

Realiza las siguientes actividades. 1. Enumera diferentes situaciones en las que la variación de la energía potencial gravitacional produzca un trabajo. R.L. La caída de agua sobre una rueda dentada, el movimiento de un generador en una planta hidroeléctrica, la caída de un cuerpo sobre el platillo de una balanza. 2. Busca imágenes o realiza videos de fenómenos donde muestres que el trabajo es resultado de la variación de la energía potencial gravitacional; selecciona los más significativos para ti y guárdalos en el portafolio de evidencias. R.L. Ejemplos:

APRENDE CG 5

Atributo. Sigue instrucciones y procedimientos de manera reflexiva, comprendiendo cómo cada uno de sus pasos contribuye al alcance de un objetivo.

CDB 7

Resuelve los siguientes problemas. 1. Encuentra el trabajo que debe aplicarse a una roca de 20 toneladas para subirla de una columna de 5 m a otra de 11.5 m. R.C. W 5 1 271 400 J. 2. Calcula el trabajo realizado por una corriente de agua de 200 kg que se precipita de una cascada de 10 m al golpear una roca situada a 8 m de ésta. R.C. W 5 3 912 J. 3. Realiza un experimento sencillo para mostrar que la variación de la energía potencial gravitacional genera un trabajo y haz un resumen en tu cuaderno. R.L. Sugerencia: goo.gl/xtyK6y goo.gl/dVPV4f

132

B3 TRABAJO Y ENERGÍA

Trabajo 3: variación de la energía cinética

CLASE 57 Páginas 166-167

DESPRENDE CG 1

CDB 1

Atributo. Analiza críticamente los factores que influyen en su toma de decisiones.

Contesta y haz lo que se pide. 1. Cuando un cuerpo se desplaza a cierta velocidad, ¿se realiza trabajo? ¿Por qué? R.A. Sí, pues el cuerpo tiene energía de movimiento por el simple hecho de desplazarse. 2. Da ejemplos de producción de trabajo con el movimiento de los cuerpos. R.L. Ejemplos: el impacto de un proyectil en una superficie, compresión de un resorte por medio de un cuerpo en movimiento, desplazamiento de un objeto lanzado por una resortera.

EMPRENDE CG 5

Atributo. Sigue instrucciones y procedimientos de manera reflexiva, comprendiendo cómo cada uno de sus pasos contribuye al alcance de un objetivo.

CDB 8

En equipo realicen las siguientes actividades. 1. Mencionen algunos fenómenos en los que la variación de la energía cinética produzca trabajo y coméntenlos en el equipo. R.L. Ejemplos: corriente de agua que arrastra vehículos y objetos, olas que desplazan un barco, corrientes de aire que mueven un rehilete, aerogenerador. 2. Graben o fotografíen un fenómeno sencillo de la actividad anterior y hagan un resumen.

APRENDE CG 4

Atributo. Expresa ideas y conceptos mediante representaciones lingüísticas, matemáticas o gráficas.

CDB 4

Resuelve los siguientes problemas en tu cuaderno. 1. Encuentra la velocidad que debe tener un proyectil de 30 g, inicialmente lanzado a una velocidad de 10 m/s para que realice un trabajo de 450 J. R.C. v 5 173.21 m/s. 450 J 5 (0.03 kg/2) v2

EMPRENDE LA FÍSICA 1. GUÍA DEL MAESTRO

133

2. Un vehículo de 300 kg se desliza por una colina con una velocidad de 10 m/s. ¿Qué trabajo efectúa si, cuesta abajo, alcanza una velocidad de 20 m/s? R.C. W 5 45 000 J 150 (400 -100) 3. Investiga las aplicaciones del teorema trabajo-energía. Sugerencias: goo.gl/NFb45v goo.gl/v7S3Zrcontent_copy

Trabajo 4: variación de la energía potencial de un resorte

CLASE 58 Páginas 168-169

DESPRENDE CG 5

Atributo. Identifica los sistemas y reglas o principios medulares que subyacen a una serie de fenómenos.

CDB 10

Contesta y haz lo que se pide. 1. ¿Se efectúa trabajo con la elongación de un resorte? ¿Por qué? R.A. Sí, pues la energía potencial elástica del resorte se convierte en energía de movimiento y ésta produce trabajo. 2. Da ejemplos de aplicación de mecanismos con resortes que produzcan trabajo. R.L. Ejemplos: la resortera, el rifle de diábolos, la rana saltadora.

EMPRENDE CG 1

CDB 4

Atributo. Analiza críticamente los factores que influyen en su toma de decisiones.

Realiza las siguientes actividades. 1. Grafica los datos siguientes: Fuerza Aplicada

F (N)

Elongación

X (m)

134

10

20

30

40

50

60

70

80

90

0.5

1.0

1.5

2.0

2.5

3.0

3.5

4.0

4.5

B3 TRABAJO Y ENERGÍA

Fuerza vs elongación

R.L.

100

500

0 0 1 2 3 4 5

2. Obtén la constante de proporcionalidad. k = R.C. k = 20 N/m. 3. Calcula el trabajo realizado cuando el resorte se estira de 0 a 4.5 cm: R.C. W = 202.5 J.

APRENDE Atributo. Sigue instrucciones y procedimientos de manera reflexiva, comprendiendo cómo cada uno de sus pasos contribuye al alcance de un objetivo.

CG 5

CD 4

Realiza las siguientes actividades en tu cuaderno. 1. La fuerza aplicada sobre un resorte es: F = (25 N/m) x. a) Grafica F contra x.

Fuerza vs elongación 15

y 5 2535515

10 5 0

0



0.2



0.4

0.6

b) Encuentra el trabajo efectuado por el resorte cuando se estira 5 cm.

R.C. W 5 0.625 J. c) Escribe la ecuación del trabajo.

R.C. W 5 (12.5 N/m) x2. 2. Recopila imágenes o videos para mostrar el trabajo en fenómenos donde varía: a) la energía cinética, b) la energía potencial y c) la energía de un resorte. Haz un álbum de tu trabajo y guárdalo en el portafolio de evidencias. R.L.

EMPRENDE LA FÍSICA 1. GUÍA DEL MAESTRO

135

a) Variación de la energía cinética.

b) Variación de la energía potencial

c) Variación de la energía de un resorte.

CLASE 59 Páginas 170-171

Potencia DESPRENDE CG 6

Atributo. Estructura ideas y argumentos de manera clara, coherente y sintética.

CDB 7

Contesta y haz lo que se pide. 1. ¿Qué es la potencia? R.C. La potencia es el trabajo realizado por un cuerpo o sistema respecto a un intervalo de tiempo. 2. Escribe la potencia (en kW) de diferentes máquinas o tecnologías que utilices cotidianamente. R.L.

EMPRENDE CG 6

Atributo. Elige las fuentes de información más relevantes para un propósito específico y discrimina entre ellas de acuerdo a su relevancia y confiabilidad.

CDB 3

Realiza las siguientes actividades. 1. Estima el tiempo que usas los dispositivos eléctricos durante un mes y calcula la energía consumida en kWh. R.L. Ejemplos: microondas: 1 000 W; foco de LED: 6 W; foco de neón: 15 W.

136

B3 TRABAJO Y ENERGÍA

2. Investiga el costo del kWh en el recibo de energía eléctrica y obtén el costo mensual de los dispositivos anteriores. R.L. Por ejemplo, si suponemos que los tiempos de uso en un día son, en ese orden, de 0.5 h, 10 h y 9 h, la energía consumida por dichos dispositivos en un mes es: 0.5 kwh × 30, 0.06 kwh × 30 y 0.135 × 30 kwh.

APRENDE CG 5

Atributo. Sigue instrucciones y procedimientos de manera reflexiva, comprendiendo cómo cada uno de sus pasos contribuye al alcance de un objetivo.

CDB 7

Resuelve los siguientes problemas en tu cuaderno. 1. Un motor de 2 000 HP desplaza un vehículo a 200 km / h. Encuentra la fuerza desarrollada por el vehículo. R.L. F 5 P/v 5 (2 000 3 746 W)/(55.55 m/s) 26 882.9 N 2. ¿Cuál es la potencia de un cuerpo de 20 kg que cambia su velocidad de 2 a 4 m/s en 2 s? P 5 ΔK/t 5 m (v2 2 – v12)/2 t 5 (20 kg) (16 m2/s2 – 4 m2/s2)/2 (2 s) 5 60 W. 3. Un resorte se comprime 2 cm cuando se le aplica un peso de 60 N. Encuentra la potencia del mismo si la compresión se realiza en 3 s. R.C. P 5 (k x2/2)/t k 5 60 N/0.02 m 5 3000 N/m. Así: P 5 (3 000 N/m) (0.02 m)2/2 (3 s) 5 0.2 W 4. Realiza un mapa conceptual donde desarrolles los conceptos: trabajo; energías cinética, elástica y potencial; fuerza, distancia, potencia y tiempo. R.L. Ejemplo:

se transoforma en

El trabajo mecánico

se aplica para

vencer el rozamiento

vencer el peso

el rtimo a que se realiza determina

la potencial mecánica

y se mide en julios vatios hora kilovatios hora

que se mide en vatios kilovatios caballos de vapor

energía

energía mecánica

otras formas de energía

cinética potencial

térmica

su suma se mantiene constantemente primcipio de conservación de la enregía

EMPRENDE LA FÍSICA 1. GUÍA DEL MAESTRO

137

¡POR ENDE! En el bloque 3 estudiamos los conceptos de energía y trabajo. Comenzamos identificando qué es la fuerza y cuáles son las interacciones fundamentales de la naturaleza: gravitacional, electromagnética, nuclear débil y nuclear fuerte. Nos detuvimos en la fuerza gravitacional y abordamos algunas de sus aplicaciones como la velocidad de satelización, la velocidad de escape y la aceleración gravitacional en la superficie de un planeta. Después se definieron los conceptos de energía potencial, energía cinética traslacional y energía cinética rotacional. Estos últimos fueron útiles para establecer el principio de conservación de la energía mecánica. También se estableció la definición general del trabajo y se analizaron los casos cuando se aplica una fuerza constante y una fuerza variable (en los resortes). También descubrimos que la variación de las energías cinética, potencial y elástica de un resorte pueden producir un trabajo. Por último, se definió la potencia en dos formas: como el trabajo por unidad de tiempo y como el producto de la fuerza y la velocidad.

CLASE 60 Páginas 172-173

Elabora un mapa conceptual, utiliza los siguientes conceptos: fuerza, interacción, gravedad, electromagnética, nuclear débil, nuclear fuerte, energía, potencial, cinética, mecánica, principio de conservación, tiempo, potencia, trabajo. R.L. Ejemplo para construir el mapa conceptual.

Máquinas

Rendimiento

Potencia Principio de conservación

¿Como? Transformaciones Se transforma

Se conserva Se degrada Se transfiere mediante Propiedades

Fuentes

LA ENERGÍA

Mecánica Movimiento Cinética

138

Agitación de las partículas

Térmica

Posición Potencial: Gravitacional Elástica

B3 TRABAJO Y ENERGÍA

Q=Ce.M.(T2-T1) R.X R. Ultravioleta Luz invisible R. Infrarojo Microondas Radio

Perturbaciones electromagnéticas

Julio Caloría Kilovatio-hora

Tipos Movimiento y posición de las partículas

W=F.d

Medidas unidades

No se agotan

Renovables

Hay diferente temperatura

Calor

Ondas electromagnéticas

Se agotan

No renovables

Cuando una fuerza produce un desplazamiento

Trabajo

Degradación

Movimiento de las cargas eléctricas

Ondas electromagnéticas o.e.m.

Fuerza en el núcleo entre protones y neutrones

Eléctrica

Electromagnética

Nuclear

Fuerzas de enlace entre átomos

Química

Unión de núcleos

Rotura de núcleos

Fusión

Fisión

¡SORPRENDE! Haz lo que se pide con ayuda de los aprendizajes que lograste en este bloque. 1. ¿Cuáles son las interacciones fundamentales? Da ejemplos de cada una. R.C. y R.L. Gravitacional: caída libre, movimiento de planetas, tiro parabólico. Electromagnética: rayos x, radiación infrarroja, auroras solares, viento solar. Nuclear débil: decaimiento radiactivo, aguas termales. Nuclear fuerte: fisión y fusión nucleares, bombas atómica y de hidrógeno, reactores nucleares. 2. Define el trabajo. R.C. Para una fuerza constante, es el producto punto del vector fuerza y el vector desplazamiento. 3. ¿Qué es la potencia? Da un ejemplo. R.C. y R.L. Es el trabajo o energía que emplea o produce un cuerpo o sistema por unidad de tiempo. 4. ¿Cuál es el principio de conservación de la energía mecánica? ¿Cuál es su utilidad? R.C. En un sistema sin procesos disipativos, la suma de las energías cinética y potencial se mantiene constante. Su utilidad radica en que se pueden plantear problemas de mecánica que de otro modo sería difícil resolver. 5. Define la energía cinética. R.C. Es el semiproducto de la masa y el cuadrado de la velocidad. 6. Enuncia la Segunda Ley de la Gravitación Universal. Menciona algunas aplicaciones. R.C. La fuerza de atracción entre dos cuerpos es directamente proporcional al producto de sus masas e inversamente proporcional al cuadrado de la distancia que los separa. 7. ¿Qué es la energía potencial? R.C. Es la energía de un cuerpo por su posición que ocupa dentro de un campo. En el caso del campo gravitacional, esta energía es igual al producto del peso y la altura. 8. ¿Qué es la energía mecánica? R.C. Es la suma de las energías cinética y potencial. 9. ¿Cómo se calcula el trabajo en un diagrama fuerza contra distancia? R.C. Calculando el área bajo la función fuerza. 10. ¿Qué es la energía cinética rotacional? R.C. Es la energía que tiene un cuerpo cuando gira. Para los cuerpos sólidos, la energía cinética rotacional es igual al semiproducto del momento de inercia y el cuadrado de la velocidad angular.

EMPRENDE LA FÍSICA 1. GUÍA DEL MAESTRO

139

EMPRENDE TU PROYECTO CLASES 61-62 Páginas 174-177

BLOQUE

1

Los aprendizajes escolares son significativos cuando generan la posibilidad de acción en un espacio real; por ello esta sección Emprende tu proyecto está creada para potencializar los aprendizajes académicos, así como guiar a los alumnos en la aplicación de éstos en proyectos reales, que a su vez permitan sembrar en los alumnos una cultura emprendedora que vincule lo que se aprende con proyectos rentables a bajo costo.

En el bloque 1 se describe el proyecto en su totalidad.

¿Cuál es el objetivo? Desarrollar las competencias de Física 1 para resolver y proponer alternativas e impulsar en los alumnos la innovación, generando propuestas que induzcan a la creación de un negocio.

Evalúo mi proyecto Identificar el impacto del cumplimiento del objetivo del proyecto, que se observará a través de la presentación del producto en la comunidad escolar.

¿Qué hacer? Construir juguetes didácticos de resorte a partir de los temas del bloque, usando la creatividad en el uso de diversos materiales para la construcción del mismo.

PROYECTO EMPRENDEDOR: CONSTRUCCIÓN DE JUGUETES DIDÁCTICOS DE RESORTE

Evalúo mi talento Reconocer los logros obtenidos en el desarrollo de mis competencias académicas y disciplinares en el aprendizaje de la Física.

¿Con qué hacer? Con el desarrollo de competencias para resolver problemas reales y de aplicación de estrategias a través de la capacidad comunicativa.

¿Cómo hacer? Descubriendo la capacidad innovadora a través de la ejecución y aplicación de los conocimientos físicos y generar un proyecto emprendedor en la construcción de juguetes de resorte.

Estado de mi proyecto Organizar los procesos de ejecución del proyecto considerando el tiempo a través de un cronograma de actividades.

La imagen de espiral muestra el tema a desarrollar así como las fases a tratar en cada bloque. También indica que el proyecto puede seguir creciendo aun concluido y que puede ser considerado para trabajar en semestres subsecuentes.

TEMA INTEGRADOR En cada bloque se especifica el nombre del tema integrador que se trabajará en clase y que está vinculado al desarrollo del proyecto en general, para ello se proponen lecturas de tratamiento encaminadas a la sensibilización del alumno. Antes de la lectura, el docente puede hacer algunas preguntas detonadoras sobre el conocimiento del tema y aclarar los conceptos para facilitar la comprensión del tema. Si en las actividades del tema integrador se sugiere la revisión de páginas de internet, pueden considerarse como actividades extraescolares, hacerlas en casa y revisar en clase, o bien, si existe algún impedimento para ello, puede solicitarse una investigación previa del tema por parte del alumno.

140

B3 TRABAJO Y ENERGÍA

Para lograr el sentido de la práctica de aprendizajes basados en proyectos, es importante que el docente tenga claros los objetivos de la acción del proyecto, lo que implica una revisión global de la descripción de éste, que se encuentra al final de cada bloque. Para identificar la secuencia y el desarrollo de cada proyecto, el docente puede guiarse con los diagramas que se muestran al inicio de cada fase. En los bloques 2 y 3 los diagramas de flujo permiten identificar los alcances de cada etapa del desarrollo y el cierre del proyecto.

BLOQUE

2

PROYECTO EMPRENDEDOR: CONSTRUCCIÓN DE JUGUETES DIDÁCTICOS DE RESORTE

Presentación del prototipo del producto: juguetes didácticos.

Construcción del prototipo de los juguetes didácticos.

Descripción del plan de negocio.

Generación del prototipo de los juguetes didácticos.

BLOQUE

3

Tema integrador: “Generar impacto en nuestro proyecto emprendedor a través del uso de las herramientas para el éxito.”

Tema integrador: “La energía en los juguetes didácticos”.

Es importante que el docente revise cada fase para sensibilizar a los alumnos sobre la importancia del desarrollo del proyecto.

Preparar la presentación de los juguetes didácticos de resorte.

TÉRMINO DE LA ACTIVIDAD Y EVALUACIÓN EN GRUPO

Presentación del video del producto.

Mostrar los juguetes didácticos a la comunidad escolar.

Los diagramas especifican los avances de cada proceso del proyecto a través de simbologías determinadas: Muestra los puntos de inicio y fin de un proceso. Indica el proceso o paso de acción del proyecto. Hace referencia a la creación de un documento. Se utiliza en la toma de decisiones. Describe la preparación de las tareas, por lo que se centra en la descripción de la ejecución de la propuesta del proyecto. Establece las instrucciones del trabajo. Especifica la creación de un material multimedia. Se refiere a mostrar a la población los productos generados. Son conectores de flujo que muestran la dirección que lleva este proceso.

COMUNIDAD DE INDAGACIÓN La comunidad de indagación no actúa por sí misma, sino que el docente debe establecer el ambiente propicio para que los alumnos puedan expresar sus puntos de vista. También es de suma importancia vincular lo que conocen de este tema con su experiencia de vida, de tal manera que los aprendizajes estén situados y sean significativos en su contexto real. Para ello se sugiere que la lectura o el ejercicio no se desvíen de su intención y posteriormente se dé paso al análisis, la reflexión y la crítica de las lecturas, así como a la resolución de los ejercicios, los cuales deben desarrollar procesos metacognitivos superiores, si bien el docente debe cuidar que no sobrepasen los tiempos establecidos para ello.

EMPRENDE LA FÍSICA 1. GUÍA DEL MAESTRO

141

FASE 1. PLANEA TU PROYECTO En esta sección los proyectos se vinculan con la cultura emprendedora, para ello el docente debe sensibilizar al alumno sobre la importancia de ser emprendedor en nuestra sociedad actual, que además es una demanda de la vida diaria en donde el alumno tiene la posibilidad de potencializar y profesionalizar sus conocimientos en la creación de ideas innovadoras rentables convirtiéndolas en un proyecto de vida laboral; en esta sección además se introduce al desarrollo del proyecto, es recomendable que el docente revise las preguntas del inicio para aclarar las dudas, además de hacer hincapié en que los aprendizajes logrados a lo largo del bloque se pueden ejecutar en su proyecto emprendedor. En el caso del Proyecto denominado Construcción de juguetes didácticos de resorte de la asignatura Física 1, es importante realizar un sondeo a través de preguntas abiertas sobre la física de los juguetes para identificar que el proyecto a realizar cuenta con objetivos específicos relacionados con la Física. Para la observación del video que se sugiere en este apartado, indique a los alumnos que realicen la revisión en casa para que seleccionen ideas principales con la finalidad de que en clase sólo compartan la información y respondan la pregunta del inciso a) del punto 1 de esta sección. Una forma de sensibilizar en este proyecto es aplicar, antes de iniciar el desarrollo de las características del mismo, la siguiente técnica: el docente primero debe buscar una música ligera y suave que sea de relajación, la cual se utilizará de fondo; en el salón solicite a sus alumnos que cierren los ojos y realicen respiraciones profundas, y se coloquen lo más cómodo posible durante un minuto de escucha de la música y la respiración profunda, identifique que todos estén en completo silencio y concentración de la actividad, después diga: “Ahora recuerdo mi niñez cuando jugaba con mis juguetes favoritos”, deje medio minuto para que se recuerde y recuerden las imágenes de sus juguetes, enseguida mencione: “veo ahora mis juguetes favoritos y observo cómo son”, dé medio minuto, y hágalos regresar a su presente, con la frase: “despido a mis juguetes pues estoy ahora en la escuela”, dé un espacio de medio minuto para que los alumnos entren nuevamente en su presente, postePROGRAMACION A CUATRO SEMANAS Mes Mes ACTIVIDAD RESPONSABLES RECURSOS rior a este tiempo pídales que respiren profundo, indíqueles 1 2 3 4 1 2 3 4 que den tres respiraciones profundas y abran los ojos; después de la aplicación de la técnica, pida a los alumnos que compartan sus experiencias en esta técnica y si recordaron sus juguetes, después de este ejercicio solicite al grupo que arme sus equipos de trabajo de proyecto, que comenten sus experiencias e inicien la resolución de la tabla de “Características del funcionamiento del juguete” del punto 3. Si no es posible filmar un juguete en movimiento se puede sugerir a los alumnos que revisen en casa las siguientes páginas de internet: https://www.youtube.com/ watch?v=mdSnvMy_M8E , https://prezi.com/iavzyfrcxo9b/ mecanismo-de-un-juguete-de-cueda/ para identificar el movimiento del resorte. 1

2

3

4

5

FASE 2. DESARROLLA TU PROYECTO En esta sección que inicia con la revisión de las tareas emprendedoras, sugiera a los alumnos, como una actividad reforzadora, que consulten en su casa la página de internet “Tu plan de negocios paso a paso”, de tal manera que puedan resolver en clase, reunidos en equipo, la tabla del plan de negocios. Después de esta actividad se sugiere que los alumnos completen una tabla sobre “las características del funcionamien-

142

B3 TRABAJO Y ENERGÍA

to del juguete”, pídales que realicen esa actividad en su libreta y posteriormente la transcriban en la computadora y la anexen a su plan de negocio. En la presentación de los bocetos que se solicita puede pedir a los alumnos que utilicen hojas de reúso o lo hagan en la libreta de apuntes.

FASE 3. COMUNICA TU PROYECTO En esta tercera fase se describe la conclusión del video promocional, recuerde a los alumnos que éste debe tener características específicas: no ser mayor a tres minutos, dar mayor impacto a la imagen y al sonido (el cual debe tener música atractiva y acorde al juguete), mencionar las características atractivas del juguete y por qué se debe adquirir. Para el diseño de la página de internet en donde se hará difusión del video elaborado, si la escuela no cuenta con el servicio de internet, solicite a los alumnos que asistan a un espacio fuera de la escuela donde puedan elaborarla, para comprobar su creación los alumnos deben de llevar la impresión de las páginas del sitio para revisar si cumple con las características de ser atractivas, aunque el docente debe de darse a la tarea de revisar de forma externa al horario y salón de clases, el sitio y el funcionamiento de la misma. Es importante que el docente dé a conocer a los alumnos los puntos de la rúbrica para evaluar los resultados de su desempeño en la realización de su video y en el diseño de la página web, con la finalidad de que los alumnos conozcan los puntos de mejora para subsecuentes proyectos. Para la realización del evento final, sugiera a los alumnos que se organicen para la presentación formal del plan de negocios y del producto, solicite a los equipos que anoten en una hoja los roles de cada participante al momento de la exposición, de tal manera que se identifique organización en las tareas. 2. Describan la segunda parte de las características de su proyecto.

CARACTERÍSTICAS DE FUNCIONAMIENTO DEL JUGUETE

Habilidades que se desarrollan en su ejecución

Descripción de costos de materiales a utilizar

Estrategias de difusión del producto

Costos de venta del producto

Lugares de distribución del producto

3. Conjunten y den forma al informe del plan de negocios, incluyendo carátula y presentación.

4. Presenten bocetos a su maestro para la revisión de juguetes didácticos de resorte (es de suma importancia que en la fabricación de los juguetes se consideren materiales de reciclado o ecológicos). 5. Preparen a través de un video la promoción de sus juguetes, si es necesario pidan ayuda a su profesor para que les especifique las características. Este video pueden publicarlo en páginas como You Tube o diseñar una página web para promocionar el producto (Wix, Hispavista, etcétera).

EXTIENDE

Algunas fuentes de consulta para su proyecto:

Todos los pasos para elaborar un buen plan de negocio: http://goo.gl/Nvaq7l Cómo hacer un coche con botellas de plástico | Banda elástica coche accionado: http://goo.gl/KhgZjq

6. Desarrollen su cronograma de entrega para la realización de sus actividades.

Programación a 3 semanas Actividad

Responsables

Recursos

Fecha de realización

Mes:

EVALÚO MI PROYECTO Y MI TALENTO

Como en todo proceso académico, la evaluación debe identificar los alcances y limitaciones de los aprendizajes obtenidos, además de establecer si el objetivo propuesto al inicio del proyecto ha sido logrado. Al final de los bloques 1 y 2 de la sección Emprende tu proyecto se incluye una autoevaluación parcial de los alcances del aprendizaje, en la cual el alumno identifica tres niveles de intervención: en el primero, el reconocimiento de los aprendizajes alcanzados y su disposición para contribuir a la construcción del conocimiento; en el segundo, la valoración de su actitud ante esta nueva experiencia mediante las actividades realizadas, y en el tercero la evaluación de sus competencias. Es recomendable que el docente destaque la importancia de este proceso para que el alumno responda de la manera más honesta, pues así mostrará su nivel de compromiso con el proceso de aprendizaje. En el bloque 3 tiene lugar una evaluación del proyecto que responde a los mismos criterios explicados anteriormente, por lo que también debe sugerirse al alumno que responda de manera responsable e identifique la importancia de los proyectos. También es recomendable que en esta etapa de cierre el docente aplique una evaluación verbal para que los alumnos expresen sus inquietudes y los aspectos que modificarían para mejorar los resultados obtenidos.

Mes:

1

Evalúa los avances logrados en tu proyecto. Marca con una

2

3

4

1

2

3

4

la casilla correspondiente.

EVALÚO MI PROYECTO Y MI TALENTO Aspecto

Sí

No

Los contenidos teóricos que me proporciona este bloque me permitieron fundamentar de forma clara el desarrollo de mi proyecto emprendedor. Las actividades fueron adecuadas para continuar el desarrollo de mi proyecto emprendedor. Participé con mis compañeros en las actividades sugeridas para la creación de mi propuesta emprendedora de esta sección.

EMPRENDE LA FÍSICA 1

123

Analiza el resultado final de tu proyecto y elige el nivel que alcanza en cada rubro de la evaluación. Anota los resultados en el espacio correspondiente. EVALÚO MI PROYECTO Completo 7-10

Criterio

Adecuado 3-6

Incompleto 1-2

Puntos

Adquisición de conocimientos necesarios para iniciar el proyecto emprendedor.

Los documentos trabajados en esta sección “Emprende tu proyecto” proporcionan totalmente el conocimiento básico para ser innovador y ser emprendedor.

Los documentos trabajados en esta sección “Emprende tu proyecto” proporcionan parcialmente el conocimiento básico para ser innovador y ser emprendedor.

Los documentos trabajados en esta sección “Emprende tu proyecto” no cubren el conocimiento básico para ser innovador y ser emprendedor.

Vínculo de la Física 1 con el proyecto emprendedor.

Las actividades realizadas en este proyecto se vincularon totalmente para desarrollar juguetes de resorte a través de la Física.

Las actividades realizadas en este proyecto se vincularon parcialmente para desarrollar juguetes de resorte a través de la Física.

Las actividades realizadas en este proyecto no se vinculan para desarrollar juguetes de resorte a través de la Física.

Desarrollo del trabajo colaborativo en las actividades del proyecto emprendedor.

Los conocimientos y actividades permitieron desarrollar totalmente las competencias emprendedoras, como la retroalimentación permanente respecto al desempeño de los del equipo.

Los conocimientos y actividades permitieron desarrollar parcialmente las competencias emprendedoras, como la retroalimentación permanente respecto al desempeño de los del equipo.

Los conocimientos y actividades no fueron suficientes para adquirir competencias emprendedoras, como la retroalimentación permanente respecto al desempeño de los del equipo.

Total Promedio

Analiza el resultado final de tu desempeño en la realización del proyecto emprendedor, evalúa tus alcances anotando 1 con menor alcance, 2 con mediano alcance y 3 con mayor alcance. EVALÚO MI TALENTO Criterios

Características

Puntos

Disposición para construir aprendizajes.

Estuve totalmente dispuesto para construir mis propios aprendizajes con base en mis habilidades de investigación de contenidos sugeridos en este proyecto emprendedor.

Actitud para realizar las actividades.

Desarrollé mis actividades con actitudes totalmente positivas, las cuales me permitieron ser innovador en el desarrollo y creación de juguetes de resorte a través de la Física.

Ejecución de competencias emprendedoras.

Apliqué totalmente mis competencias de cumplimiento de tareas, autoconfianza, capacidad comunicativa y uso en este proyecto emprendedor de las capacidades de conocimiento de mis compañeros.

Total RANGOS DE ALCANCE Inicial 1-3 puntos

Aprendiz 4-6 puntos

Avanzado 7-9 puntos

EMPRENDE LA FÍSICA 1

177

EMPRENDE LA FÍSICA 1. GUÍA DEL MAESTRO

143

INSTRUMENTOS DE EVALUACIÓN CLASE 63 Páginas 178-181

Para evaluar los aprendizajes obtenidos en este bloque realiza lo que se pide.

Sugerencia didáctica Hable con los alumnos acerca de la importancia de responder con sinceridad, pues es importante que tengan consciencia de su tarea como estudiantes y si verdaderamente han tenido el desempeño suficiente para obtener el resultado final que han logrado.

Autoevaluación 1. Subraya cómo evaluarías tu desempeño en lo que se refiere a tu participación, interés y atención durante el desarrollo de las actividades del bloque. 5 Excelente

4 Bueno

3 Regular

2 Suficiente

1 Inadecuado

2. En caso de que te hayas calificado con 1 o 2, contesta ¿a qué crees que se deba dicho rendimiento?

3. ¿Qué medidas puedes tomar para mejorar tu desempeño?

4. ¿Cómo consideras que pueden apoyarte tus compañeros y el profesor?

5. ¿Qué planeas hacer para mejorar tu desempeño?

144

B3 TRABAJO Y ENERGÍA

Rúbrica Sugerencia didáctica Si desea identificar los resultados obtenidos, puede recolectar y concentrar el total de puntos de la rúbrica de cada nivel de desempeño del alumno (adecuado, suficiente e inadecuado) y graficar la evaluación grupal. Evalúa tu desempeño, elige la calificación que representa el nivel que alcanzaste, escríbela en la casilla correspondiente, súmalas y divide la cantidad entre 10 para obtener el promedio. RÚBRICA DE DESEMPEÑO DEL BLOQUE 3 Aspecto

Adecuado (9-10)

Suficiente (6-8)

Inadecuado (0-5)

Comprendí las interacciones fundamentales de la naturaleza.

Comprendí la ley de gravitación universal.

Distingo con claridad los conceptos fuerza e interacción.

Identifico algunas aplicaciones de la ley de gravitación universal.

Comprendí el concepto de potencia.

Distingo con claridad los conceptos de energía cinética y energía potencial.

Entendí el concepto de trabajo.

Planteé la solución de los ejercicios con orden, identificando las magnitudes y modelos matemáticos adecuados. Resolví correctamente la mayoría de los ejercicios y respondí bien las preguntas.

Realicé adecuadamente los experimentos propuestos.

Suma de puntos Total

EMPRENDE LA FÍSICA 1. GUÍA DEL MAESTRO

145

Evaluación del aprendizaje a través del portafolio de evidencias Estima tu desempeño en función de cada una de las actividades que desarrollaste. El número 2 significa presente y el 0, no presente. Suma tus puntos y divídelos entre 5 para obtener tu promedio final. ASPECTOS A EVALUAR Claridad y originalidad en el planteamiento de ideas Sí (2)

Producto

No (0)

Capacidad de análisis y síntesis Sí (2)

No (0)

Limpieza, orden y cuidado en la presentación de los trabajos Sí (2)

Comunicación y entendimiento en el trabajo colaborativo

No (0)

Sí (2)

La tarea responde al objetivo de aprendizaje planteado

No (0)

Sí (2)

Suma de puntos

No (0)

Imágenes de interacciones gravitacional y electromagnética. Video del efecto de la energía potencial sobre un cuerpo o sistema. Imágenes o videos de la energía cinética rotacional de los cuerpos o sistemas. Imágenes o videos donde se muestra que el trabajo es resultado de la variación de la energía potencial gravitacional. Álbum.

Sugerencia didáctica Usted puede hacer una evaluación final del puntaje logrado en la entrega de trabajos, obtener el promedio general de todos los alumnos y revisar cuántos han obtenido el puntaje mayor y cuántos el menor. PROMEDIO FINAL

Lista de cotejo Evalúa tu desempeño actitudinal. Marca con una

la casilla correspondiente.

EVALUACIÓN DE DESEMPEÑOS Desempeño actitudinal consciente

Sí

No

Debo mejorar

Muestro respeto y tolerancia a las opiniones y el trabajo de mis compañeros. Tengo disposición para valorar racional y lógicamente las posturas surgidas.

Sugerencia didáctica

Evito conjeturas o ideas que no contribuyan a la construcción del conocimiento.

Indique a quienes obtuvieron los puntajes más bajos que diseñen algunas estrategias de compromiso para mejorar sus desempeños y que las anoten en sus libretas.

Comunico mis ideas con honestidad y precisión. Construyo el conocimiento a partir de los resultados experimentales, descartando prejuicios o ideas previas. Valoro la importancia de la mecánica en la sociedad actual. Al investigar, recurro a fuentes confiables y hago las correspondientes citas. Respeto las reglas de seguridad e higiene en el laboratorio.

Reflexiona sobre tus respuestas anteriores con el objetivo de mejorar tus actitudes y valores. Describe al menos tres acciones que puedas poner en práctica para mejorar tu desempeño.

146

B3 TRABAJO Y ENERGÍA

Coevaluación Pide a tres de tus compañeros con los que trabajaste en equipo que evalúen tu desempeño en las actividades colaborativas, de acuerdo con el siguiente criterio: 5 Excelente

4 Bueno

3 Regular

2 Suficiente

1 Inadecuado

Tu nombre:

EVALUACIÓN DE DESEMPEÑOS Criterio

Compañero 1

Compañero 2

Compañero 3

Muestra respeto hacia los demás, escucha sus propuestas y se integra al trabajo en equipo. Valora las habilidades y destrezas de los demás para cumplir con las tareas encomendadas por el profesor. Favorece el aprendizaje de los demás con sus aportaciones y compromiso con el trabajo. Contribuye positivamente a realizar experimentos y/o resolver ejercicios.

Sugerencia didáctica Indique a los alumnos la importancia de colocar el nombre del evaluador, pues es una forma de asumir la responsabilidad de lo que se dice y evitar malentendidos.

Tiene la suficiente confianza para aprender de los demás. Expresa sus diferencias con respeto y consideración hacia los demás.

Estrategia Para mejorar tu desempeño, analiza los resultados que obtuviste en los instrumentos de evaluación y contesta las preguntas. 1. ¿Qué medidas prácticas puedes tomar para mejorar o superar tu desempeño?

2. ¿Cómo puedes evitar las actitudes negativas que bloquean o interfieren para que desempeñes tus actividades en forma óptima?

3. ¿Cómo puedes ayudar a mejorar el desempeño de tus compañeros?

Comenta con tus compañeros y tu profesor los resultados de estos instrumentos para detectar las oportunidades que tienes de mejorar tu desempeño. EMPRENDE LA FÍSICA 1. GUÍA DEL MAESTRO

147

EVALUACIÓN PLANEA/PISA CLASE 64 Lee el siguiente texto y después contesta las preguntas rellenando el alveolo que Páginas corresponde. 182-183

Energía solar (1) “(…) El aprovechamiento de la energía solar se realiza principalmente mediante la utilización de dos tipos de tecnologías: • Fotovoltaicas, que convierten la energía solar en energía eléctrica con celdas fotoeléctricas, hechas principalmente de silicio, que reacciona con la luz. • Termosolares, usan la energía del sol para el calentamiento de fluidos, mediante colectores solares, que alcanzan temperaturas de 40 a 100 °C (planos), o “concentradores” con los cuales se obtienen temperaturas hasta de 500 °C. (2) “Estado actual. De 1993 a 2003, la capacidad instalada de sistemas fotovoltaicos se incrementó de 7 a 15 MW, generando más de 8 000 MWh / año para electrificación rural, bombeo de agua y refrigeración. Para sistemas termosolares, al 2003 se tenían instalados más de 570 mil m2 de calentadores solares planos, con una radiación promedio de 18 841 kJ / m2 al día, generando más de 270 gigajoules para calentar agua. (3) “Potencial. Con una insolación media de 5 kWh / m2 , el potencial en México es de los más altos del mundo. Se esperaba tener instalados 25 MW con tecnología fotovoltaica para 2013, y generar 14 GWh / año. Además, se esperaba contar para 2009 con un sistema híbrido de ciclo combinado acoplado a un campo solar de 25 MW (Agua Prieta II, Sonora). (4) “Costos. Los sistemas fotovoltaicos son actualmente viables para sitios alejados de la red eléctrica y aplicables en electrificación y telefonía rural, bombeo de agua y protección catódica, entre otros usos. Los costos de generación e inversión para sistemas fotovoltaicos se encuentran en el rango de 3 500 a 7 000 dólares por kW instalado, y de 0.25 a 0.5 dólares por kWh generado. Para los sistemas fototérmicos (“concentradores”) los costos se estiman en un rango de 2 000 a 4 000 dólares por kW, y de 10 a 25 centavos de dólar por kWh. El costo de inversión para los colectores solares planos es de 242 dólares/m2 instalado. ENERGÍAS renovables para el desarrollo sustentable de México (2006), Sener, México, 2006, pág. 22. Consultado en la liga: http://goo.gl/k4FiCv

148

B3 TRABAJO Y ENERGÍA

La energía solar se aprovecha convirtiéndola en calor y electricidad.

1. Las tecnologías para el aprovechamiento de la energía son:

4. Son aplicaciones viables de los sistemas fotovoltaicos:

Las celdas fotoeléctricas de silicio. Las que utilizan la energía del Sol y la electricidad. Las que alcanzan temperaturas muy elevadas. Fotovoltaicas y termosolares.

Electrificación, telefonía rural, bombeo de agua y protección catódica. Electrificación, bombeo de agua y protección catódica en zonas urbanas. Enfriar el agua. Refrigeración.

2. Es cierto que: Los sistemas fotovoltaicos y los termosolares generan más de 8 000 MWh / año para electrificación rural, bombeo de agua y refrigeración. Los sistemas fotovoltaicos y los termosolares generan más de 270 gigajoules para calentar agua. La capacidad instalada de sistemas fotovoltaicos se incrementó de 7 a 15 MW y los sistemas termosolares generan más de 270 gigajoules. La capacidad instalada de los sistemas fotovoltaicos y los termosolares se incrementó de 7 a 15 MW.

3. Es falso que: El potencial de insolación en México es de los más altos del mundo. Se tienen instalados 25 MW con tecnología fotovoltaica. En 2009 se esperaba un sistema híbrido de ciclo combinado acoplado a un campo solar de 25 MW. En 2013 se esperaba tener instalados 25 MW con tecnología fotovoltaica y generar 14 GWh / año.

5. Para los sistemas fototérmicos: Los costos de generación e inversión para sistemas fotovoltaicos se encuentran en el rango de 3 500 a 7 000 dólares por kW instalado y de 0.25 a 0.5 dólares por kWh generado. Los costos de inversión son de 242 dólares por metro cuadrado instalado. Los costos se estiman en un rango de 3 500 a 7 000 dólares por kW instalado y de 10 a 25 centavos de dólar por kWh. Los costos se estiman en un rango de 2 000 a 4 000 dólares por Kw y de 10 a 25 centavos de dólar por kWh generado.

Contesta lo siguiente. 1. ¿Qué fuentes de energía se utilizan en México y en el mundo para generar energía eléctrica? R.L. Fuentes de energía: hidrocarburos (gas y combustóleo), solar, mareomotriz, eólica, nuclear, biomasa. 2. ¿Consideras que la energía solar es una alternativa viable para México? ¿Por qué? R.L. La energía solar es viable pero a escala reducida o para objetivos muy específicos. El principal problema radica en que en México no se fabrican fotoceldas a gran escala, por lo que la importación eleva el costo de operación. En cambio, las aplicaciones fototérmicas sí tienen un gran potencial, ya que es factible construir dispositivos con materiales caseros que den servicio a comunidades aisladas o asentamientos urbanos.

EMPRENDE LA FÍSICA 1. GUÍA DEL MAESTRO

149

E

mprende la Física 1 es una propuesta didáctica con la que los alumnos adquirirán habilidades para identificar, plantear, formular y resolver preguntas relacionadas con fenómenos físicos presentes en su entorno, a través de modelos matemáticos y actividades experimentales. El libro está organizado en tres bloques y en cada uno de ellos se trabaja una Estrategia Centrada en el Aprendizaje (ECA); a lo largo de ésta se desarrollan los contenidos fácticos, procedimentales y actitudinales; en las actividades propuestas se indican las competencias que desarrollan y se incorpora un sistema de evaluación que propone autoevaluación, coevaluación y heteroevaluación, así como una serie de instrumentos que aportan las evidencias del nivel de competencia alcanzado por el estudiante.

Emprende la Física 1 cuenta con secciones de Tecnologías de la Información y la Comunicación (TIC), glosario, cápsulas con información adicional, indicaciones de transversalidad con otras asignaturas, portafolio y sugerencias de instrumentos para evaluar las evidencias que contiene (rúbrica, lista de cotejo y guía de observación). Con el fin de promover la creatividad, la gestión y el emprendimiento, al final del bloque se propone un proyecto que se fortalece con el tema integrador y la comunidad de indagación. Para que el alumno y el profesor cuenten con una evaluación integral, se ofrece una evaluación al final de cada bloque acompañada de diferentes instrumentos: autoevaluación, rúbrica, lista de cotejo, coevaluación y una evaluación tipo PLANEA/PISA para acreditar el desempeño de los alumnos.

CON

L IBROS CON

1 1 7 5 9 7

LIBROS