INSTITUCION EDUCATIVA OCTAVIO
HARRY-JACQUELINE KENNEDY
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Guía de aprendizaje por núcleos temáticos
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Docente:
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JORGE MARIO LÓPEZ GONZÁLEZ
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Período:
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1°
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Año:
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2020
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Grado:
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11°
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Áreas por Núcleos Temáticos:
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FÍSICA
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Objetivos
de grado por núcleo temático:
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1. Comprender la dinámica y adquirir conocimientos sobre la materia y
las propiedades de la misma, como parte del estudio de los objetos y las
sustancias y los cambios termodinámicos de ellos.
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Competencias:
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1.INTERPRETAR
2.ARGUMENTAR
3.PROPONER
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Indicadores
de desempeño:
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FECHAS: Entre el 11 y el 22 de mayo.
1. Introducción:
DINÁMICA
Rama de la
Física encargada del estudio de las causas del movimiento y las consecuencias
del mismo. La fuerza y sus clases son un objeto de estudio en la dinámica. Las
fuerzas afectan a los cuerpos de varias formas, causando movimiento, o causando
desgaste en ellos, o causando deformación en los mismos, o simplemente no
causando nada. Cuando las fuerzas que se ejercen sobre un cuerpo no causan
movimiento, se dice que la sumatoria de fuerzas es cero, y, cuando las fuerzas
que afectan a un cuerpo y causan movimiento, entonces decimos que la sumatoria
de fuerzas es igual a la masa del cuerpo multiplicada por la aceleración
causada por la fuerza resultante sobre el cuerpo.
Si ƩF = 0 entonces no hay
movimiento.
Si ƩF = ma entonces hay movimiento.
Las fuerzas que afectan
un cuerpo se debe sumar entre sí para obtener una fuerza resultante, la fuerza
resultante es la fuerza que se ejercería sola y el efecto causado al cuerpo
sería el mismo que cuando se conjugan un montón o una sola fuerza sobre él. Las
fuerzas se pueden sumar pero como vectores, esto es que se deben sumar como las
componentes de cada una de ellas en los ejes coordenados, es por esto que se
debe realizar un diagrama de cuerpo libre. El diagrama de cuerpo libre es
ubicar las fuerzas y sus componentes rectangulares en el plano cartesiano como
si el cuerpo en cuestión sea un solo punto y está ubicado en el origen de
coordenadas.
Las ecuaciones dinámicas
se obtienen de las sumatorias de fuerzas en el eje x y en el eje y,
y con ellas se pueden obtener las variables desconocidas del sistema trabajado,
estas variables son por ejemplo, fuerzas de fricción, tensiones, la aceleración
y otras fuerzas que pudieran estar involucradas en el sistema.
TRABAJO Y ENERGÍA
TRABAJO
Se designa
con la letra W mayúscula y se define como la fuerza resultante que se ejerce
sobre un cuerpo, multiplicada por la distancia recorrida por el cuerpo, sólo
existe trabajo si la fuerza que se ejerce tiene una fuerza contraria contra la
que debe, en términos coloquiales, “luchar”. Si no hay movimiento, obviamente
no hay trabajo y si no hay fuerza contra la cuál trabajar no habrá trabajo.
W = F * Δx Donde
Δx, Es el cambio de posición,
o distancia recorrida por el cuerpo.
F, Es la
fuerza resultante o fuerza que realiza el trabajo.
W, Es el trabajo realizado por la fuerza en
cuestión.
ENERGÍA
Se designa con la letra
E, es la capacidad que posee un cuerpo, sustancia, o cosa para realizar un
trabajo. LA energía se puede presentar de múltiples formas, sin embargo
cualquiera de ellas teóricamente es lo mismo y obedece a un principio llamar,
Principio de la conservación de la energía, y dice: “LA ENERGÍA NO SE CREA NI
SE DESTRUYE, SÓLO SE TRANSFORMA”, este principio es el origen físico de las
teorías más asombrosas entendidas hoy como el concepto del universo, el de los
agujeros negros, el de las estrellas o el de los átomos y sus partículas
subatómicas.
Las unidades de energía
son unidades de masa por unidades de aceleración por unidades de distancia,
esto es, (Kg) (m/s2) (m), o sea, Kg m2/s2, a
esta unidad la llamaremos el Joule (Pronunciación, yul) o Julio en español, nombre
otorgado en honor al físico inglés James Prescott Joule (1818-1889). Un Joule
se define como la energía necesaria para calentar o enfriar un kilogramo de
agua en un grado centígrado a nivel del mar. También podemos tener esa energía
en unidades más pequeñas, como el Ergio, que sería igual a, g cm2/s2.
Además, tenemos unidades en sistema inglés como el BTU (British Thermal Units),
en español Unidad Térmica Británica y que es la energía necesaria para calentar
o enfriar una libra de agua en un grado Fahrenheit a nivel del mar, (1 BTU is
the energy needed to hot or cool 1 pound of wáter by 1 degred fahrenheit at sea
level)
Consulta 1: Consultar la biografía del físico James Prescott Joule.
La energía la dividiremos
en dos clases:
Energía
potencial, que
se define como la energía en virtud de la posición en un sistema de referencia
gravitacional, esto es depende de la altura a la que se encuentre el cuerpo
medida desde el suelo, tomado éste como el punto cero de altura.
EP
= m g h Donde
Ep es energía potencial, gravitacional.
m es masa del cuerpo en cuestión.
g es la aceleración de la gravedad, tomada como
constante e igual a 9,8 m/s2.
h es la altura medida desde el suelo.
Energía
cinética, que
se define como la energía en virtud del movimiento, esto quiere decir que
depende de la velocidad que tenga el cuerpo o sustancia.
EK = ½ m v2 Donde EK es energía cinética
m es masa
v es velocidad a la que se mueve el objeto,
cuerpo o sustancia.
Estas dos energías forman
lo que llamamos Energía Total Mecánica
(ETM), o sea, que:
ETM = EP + EK
Consulta 2: Consultar El principio de la conservación de la energía.
Consulta
3: Consulte la masa y la velocidad de un electrón.
2.
Comprensión lectura:
Responde
todas las preguntas siguientes de acuerdo a la teoría leída anteriormente.
Seleccione
una única respuesta entre las opciones posibles.
1.
Si la
sumatoria de fuerzas que afectan a un cuerpo es igual a cero, podemos decir que:
a.
El movimiento
va hacia la derecha.
b.
El movimiento
va hacia la izquierda.
c.
El movimiento
puede ir hacia un lado o el otro.
d.
No hay
movimiento.
2.
La energía
total mecánica (ETM) es igual a:
a.
Masa por
aceleración, ma.
b.
A la energía
en cualquier punto del universo.
c.
A la suma de
la energía potencial y la energía cinética.
d.
A la energía
en virtud de la energía mecánica.
3.
La dinámica
se encarga del estudio de:
a.
Las fuerzas
de fricción.
b.
Las causas
del movimiento.
c.
La energía y
el trabajo.
d.
Todo lo
concerniente a la energía total mecánica.
4.
La energía
total de un sistema aislado se conserva, a esto se le llama:
a.
Principio de
conservación de energía.
b.
Energía total
mecánica.
c.
Energía
cinética.
d.
Energía
potencial.
5.
Es la energía
en virtud del movimiento:
a.
Energía
potencial.
b.
Energía
cinética.
c.
Energía total
mecánica.
d.
Principio de
conservación de la energía.
3.
Actividades de profundización:
Ejercicios de profundización:
- Determine
la energía cinética de un avión cuya masa es 5500 Kg, que viaja a 1500
metros de altura y con una velocidad de 300 km/h.
- Halle la
energía potencial de un cuerpo que se encuentra a 25 m de altura y tiene
una masa de 1500 Kg.
- Halle la
energía potencial del avión del ejercicio 1.
- Encuentre
la energía cinética de un electrón cuya masa y velocidad es la que
encontraste en la consulta número 3.
- Encuentre
la energía total mecánica del avión del ejercicio 1.
- Con
ayuda de esta guía puede empezar a trabajar el ejercicio 3, del taller
anterior. Aquí se lo dejo.
3. Halle
la Energía total mecánica, la energía potencial, la energía cinética y la
velocidad en los puntos A, B, C y D. Para la siguiente figura. La masa de la
bola es 1 Kg.
LA ACTIVIDAD CONSISTE EN TENER UN
RESUMEN DE ESTE DOCUMENTO EN EL CUADERNO, ADEMÁS, DE MANDAR FOTOS AL CORREO DE
LO QUE VA ADELANTANDO, EJERCICIOS Y CONSULTAS. SINO PUEDE ENVIAR AL CORREO,
DEBE DEJARLO EN EL CUADERNO HASTA QUE ÉSTE PUEDA SER REVISADO.
RECUERDEN QUE EL APRENDIZAJE DEPENDE
SOLAMENTE DE USTED Y QUE DEBE EVALUARSE USTED MISMO SOBRE LOS CONOCIMIENTOS QUE
ADQUIERE EN ESTE MOMENTO. LAS RESPONSABILIDAD ES SU PRINCIPAL HERRAMIENTA Y QUE
DE ACUERDO A ELLA USTED MEJORARÁ O NO SU CONOCIMIENTO EN TODAS LAS ÁREAS.
