sábado, 6 de abril de 2019
domingo, 31 de marzo de 2019
Tres en movimiento: trabajo, energía y potencia
Proyecto Integrador
Tres en movimiento: trabajo,
energía y potencia
En esta unidad hemos tenido la
oportunidad de revisar los conceptos relacionados con las leyes de Newton, el
trabajo, la potencia y la energía, también se analizaron ejemplos y se
resolvieron problemas relacionados con la vida cotidiana, ahora es momento de
poner en práctica los aprendizajes logrados. Recuerda que siempre puedes volver
al contenido en extenso para resolver dudas.
¿Qué producto entregarás?
Un documento elaborado con el
procesador de textos, en el que expongas el problema planteado, el desarrollo y
solución a las situaciones que de este se derivan, y una breve conclusión.
¿Qué hacer?
1. Lee con atención el
planteamiento del problema e identifica los datos
Para desarrollar el siguiente
problema es necesario que comprendas los temas de la tercera unidad, sobre todo
los relacionados con los conceptos de trabajo, energía y potencia. Este
proyecto busca que pongas en práctica los conocimientos aprendidos.
Problema
Una persona necesita jalar a
lo largo de 15 m y sobre un piso que tiene 2.5 m de altura, un carrito que
tiene una masa de 150 Kg.
Para jalar el carrito utiliza
una cuerda (flecha color roja) que forma un ángulo de 30 grados con respecto a
la horizontal, con una fuerza aplicada de 300 N. La aceleración es constante y
se opone una fuerza de rozamiento que tiene un valor de 10 N.
2. Con la información dada y
con los datos identificados, resuelve las siguientes situaciones que se derivan
del problema.
a. Representa con un esquema
de vectores, las fuerzas del problema planteado. Las fuerzas que actúan son la
que realiza la persona para jalar el carrito, el componente en x de esa fuerza
y la fuerza de rozamiento.
b. Calcula el componente en el
eje x de la fuerza aplicada, nos referimos a Fx. Recuerda que para obtener el
componente en x debes aplicar la fórmula:
Fx = F coseno Θ
c. Con los datos de masa y fuerza
obtén el valor de la aceleración e incluye la imagen de pantalla con el
resultado obtenido. Para ello debes usar la siguiente liga
http://hyperphysics.phy-astr.gsu.edu/hbasees/newt.html
3. Luego calcularás lo que se
te pide en los siguientes incisos, considerando que la aceleración del carrito
es de 2 m/s2 en un tiempo de 20 segundos. Aplica las fórmulas correspondientes
para obtenerlos.
d. Con los datos de masa y
fuerza obtén el trabajo realizado (en Joules).
e. La energía cinética del
carrito (en Joules) durante su movimiento.
f. La energía potencial (en
Joules) si el carrito se detiene.
g. La potencia (en Watts) con
la que es arrastrado el carrito.
4. Finalmente, responde
brevemente en un párrafo: ¿Qué aplicación tienen los conceptos de energía, potencia,
fuerza y trabajo en la vida diaria?
5. Integra todos tus incisos
en un archivo de procesador de textos, y guarda el documento con el siguiente
nombre:
Apellidos_Nombre_M19S4_PI_tresenmovimiento
Experimenta con el “Movimiento armónico simple"
Actividad integradora 6
Experimenta con el “Movimiento
armónico simple"
Para realizar esta actividad
es necesario que revises los temas 2. “Péndulo”, 5. “Periodo”, 6. “Frecuencia”,
7. “Amplitud” y 12. “Funciones, seno y coseno” del contenido extenso de la
Unidad 2 de este módulo, y sobre todo analices los ejemplos que ahí se te presentan,
ya que en ellos encontrarás los referentes teóricos y prácticos para llevar a
cabo el experimento y llegar a resultados.
¿Qué producto entregarás?
Un reporte en el que narres
cómo sucedió el experimento que describe el movimiento armónico simple, las
dificultades y aciertos al realizarlo. Incorpora una tabla de registro de las
mediciones, el promedio de la suma de los periodos calculados, tus conclusiones
y una representación en la gráfica propuesta.
¿Qué hacer?
1. Reúne los requerimientos
para realizar el experimento que describe el movimiento armónico simple.
Requerimientos:
– Un listón de 30 cm que pueda
soportar el peso del siguiente objeto.
– Un objeto con un peso
aproximado de 50 gramos y un área de 3 cm2 (puede ser una tuerca,
tornillo, una goma de borrar, un frasco
pequeño, etc.).
– Un cronómetro (puede ser de
la aplicación de un celular).
– Localiza en tu casa un
espacio para que el objeto cuelgue y quede suspendido en el aire para que pueda
oscilar libremente, sin que obstaculice el movimiento (puede ser el marco de
una puerta, una ventana, un barandal, etc.).
2. Lee con atención el
procedimiento, las veces que creas necesarias, y procede a realizarlo.
Procedimiento para el cálculo
de periodo de forma experimental:
a. Amarra un extremo del
listón de 30 cm al objeto de 50 gramos, y el otro extremo fíjalo al espacio,
estructura o artefacto que localizaste previamente, con el propósito de que
quede colgando.
b. Separa el péndulo de la
posición vertical un ángulo pequeño (menor de 10º) y dejarlo oscilar
libremente.
c. Verifica que la oscilación
se produzca en un plano vertical.
d. Cuando estés seguro de que
las oscilaciones son regulares (después de 2 ó 3 oscilaciones), pon en marcha
el cronómetro y cuenta el número de oscilaciones completas a partir de la
máxima separación del equilibrio.
Nota: se aconseja tomar N =
10, en el entendido de que una oscilación completa dura el tiempo de ida y
vuelta hasta la posición donde se tomó el origen de tiempos.
e. El periodo del péndulo es
igual al tiempo medido dividido por N.
f. Se repite la medida
anterior un total de cinco veces con el mismo péndulo. Para poder sacar un
promedio entre ellas y obtener un resultado más exacto.
3. Registra las mediciones en
la siguiente tabla:
Medición Tiempo registrado en el cronometro para 10
oscilaciones Periodo = tiempo/
número de oscilaciones.
Primera
Segunda
Tercera
Cuarta
Quinta
4. Resuelve lo siguiente:
– Saca el promedio (es la suma
de los periodos calculados).
– Obtén el periodo.
– Responde con tus propias
palabras: ¿Qué es lo que representa el resultado anterior?
– A manera de hipótesis,
imagina que se tuviera una amplitud de 15 cm, representa los resultados
anteriores en la siguiente gráfica.
5. Integra el reporte (de
preferencia en procesador de textos) con los siguientes elementos:
a. Describe el experimento que
realizaste, incorpora la tabla de registros.
b. Expón tus resultados junto
con la gráfica.
c. Expresa una breve
conclusión clara y pertinente, respecto al uso del péndulo en el movimiento
armónico simple.
6. Sube tu reporte a la
plataforma con el siguiente nombre:
Apellidos_Nombre_M19S3
AI6_experimentaelMAS
Cálculos relacionados con el movimiento circular
Actividad integradora 5
Cálculos relacionados con el
movimiento circular
Para realizar esta actividad
es necesario que hayas revisado la Unidad 2 del contenido extenso,
especialmente los temas: 1.1 “Definición de movimiento circular uniforme y no
uniforme”, 5. “Periodo”, 6. “Frecuencia” y 8. “Ecuaciones lineales”. Pues ahí
encontrarás los referentes teóricos y ejemplos que te permitirán realizar esta
actividad.
¿Qué producto entregarás?
Un documento donde presentes
el procedimiento y la respuesta a los cuatro cálculos solicitados: frecuencia,
periodo, velocidad angular de la rueda (en rad/seg) y velocidad tangencial.
¿Qué hacer?
1. Extrae los datos del
siguiente enunciado para resolver los cálculos solicitados.
Una rueda de una motoneta
tiene un radio de 50 cm y gira a razón de 300 vueltas por minuto.
2. Soluciona lo que se te
pide:
a) Primero, calcula la
frecuencia. Recuerda que la frecuencia es el número de vueltas por segundo,
entonces hay que pasar de minutos a segundos (1min = 60 segundos). Su fórmula
es:
\large f = \frac{ciclos}{seg}
b) Posteriormente, obtén el
periodo, que es el tiempo que tarda una vuelta y es inverso a la frecuencia. Su
fórmula es:
\large T=
\frac{1}{f}=\frac{seg}{ciclos}
c) Ahora, calcula la velocidad
angular (w) con la fórmula donde incluyas los valores anteriores:
\large w=\frac{2\pi }{T}= 2\pi *f
Nota: Recuerda que deberás
convertir los rev/min a rad/seg donde 1 rev = 2π rad y 1 min = 60 seg.
d) Por último y a partir del
resultado obtenido en el inciso c, encuentra la velocidad tangencial, cuya
fórmula es:
\large v = w r
3. Integra en un documento los
cuatro incisos con sus respectivas respuestas, incluyendo el proceso que
seguiste para obtener el resultado y súbelo a la plataforma con el siguiente
nombre:
Apellidos_Nombre_M19 S3 AI5
Cálculos
Calcula altura por medio de la caída libre
Actividad integradora 4
Calcula altura por medio de la
caída libre
Para realizar esta actividad
es necesario que hayas revisado la Unidad 1 del contenido extenso,
especialmente el tema 18. Caída libre y tiro vertical, ya que ahí encontrarás
los referentes teóricos que te permitirán realizar esta actividad.
¿Qué producto entregarás?
Un reporte en el que expongas
tu hipótesis al problema de medir un edificio sin necesidad de utilizar un
instrumento de medición lineal, describas el experimento que realizaste y
muestres los resultados obtenidos.
¿Qué hacer?
1. Antes de iniciar, lee con
detenimiento el procedimiento para realizar el experimento y los materiales que
vas a utilizar:
a. Procedimiento. Busca un
edificio alto, de preferencia una azotea, que tenga una barda de resguardo para
tu seguridad, pero que te permita mirar hacia abajo y desde la que puedas
lanzar objetos y luego recuperarlos (como un patio).
b. Materiales. Para este
experimento necesitaras los siguientes materiales o alguno parecido para
sustituirlo:
– 1 Bola de tenis
– 1 Bola de espuma
– 1 Balón de volibol
– 1 Balón de futbol
– 1 Cronómetro (puede ser
reloj, celular, etc.)
2. Realiza el siguiente
experimento, de manera segura y no utilices materiales que puedan dañar a
personas o instalaciones.
En la caída libre, el cuerpo
se deja caer libremente desde el reposo sin ser arrojado en ninguna dirección,
por lo que se considera una velocidad inicial igual a 0.
Debes saber, también, que los
instrumentos de medición que vas a usar tienen errores de medición, es decir,
no son muy exactos.
b. Al instante de soltar cada
bola (balón o pelota), inicia el cronómetro (si es necesario pide apoyo), al
ver que el objeto golpea el piso o al escuchar el impacto, detén el cronómetro.
c. Realiza este paso al menos
3 veces con cada uno y anota cada tiempo en una libreta. Anota en una tabla los
resultados que tuviste. Ahora, calcula el promedio de las mediciones de tiempo
y realiza los cálculos para encontrar la altura con el valor promedio del
tiempo.
d. Si utilizas otro elemento,
descríbelo en el reporte. ¡Te deseamos éxito en el experimento!
Nota: Tienes la
responsabilidad de cuidar a las personas y al espacio donde te encuentras al
momento de experimentar; la responsabilidad y la seguridad son valores que
debemos demostrar en todo momento.
3. Elabora un reporte que
contenga los siguientes elementos:
a. Establece tu hipótesis de
la altura, en función del tiempo que tarda en caer cada objeto.
b. Describe el experimento que
realizaste.
c. Expresa tus resultados:
– Utiliza tus fórmulas de
caída libre y resuelve ¿cuál es la altura del edificio o estructura?
– Expresa la altura en SI y en
Sistema inglés.
– Elabora un diagrama
representando el vector (magnitud y dirección).
– Adjunta algunas fotografías
en las que aparezcas realizando tu experimento.
d. Contrasta los resultados
con tu hipótesis.
4. Integra tu reporte (de
preferencia en procesador de textos) y súbelo a la plataforma con el siguiente
nombre:
Apellidos_Nombre_M19S2
AI4_calcularaltura
Movimiento uniforme acelerado y graficación
Actividad integradora 3
Movimiento uniforme acelerado
y graficación
Para realizar esta actividad
es necesario que hayas revisado en la Unidad 1 del contenido extenso, el tema
17 “Movimiento rectilíneo uniformemente acelerado”, ahí encontrarás los
referentes teóricos que te permitirán realizar esta actividad.
¿Qué producto entregarás?
Un documento donde presentes
el planteamiento, solución y respuestas argumentadas a las preguntas
planteadas.
¿Qué hacer?
1. Lee con detenimiento la
siguiente situación:
En el movimiento uniformemente
acelerado se manifiestan 3 magnitudes: distancia, velocidad y aceleración. A
partir de la relación de dichas magnitudes con el tiempo se establecen las
siguientes funciones.
d = f (t) = t2 + 1
v= f'(t) = 2t
a = f''(t) = cte = 2
d = f (t) = t^2 + 1
v= f'(t) = 2t
a = f''(t) = cte = 2
2.Realiza una tabla para sacar
los valores de las magnitudes, teniendo los valores de t del -5 al 4
3. Haz una gráfica para cada
función apoyándote de sus correspondientes tablas. Considera el eje de las x
como el valor del tiempo. Recuerda que para graficar puedes apoyarte del
subtema 6.1 “Gráfica de una función lineal”.
4. Con base en lo obtenido
explica la razón de que cada gráfica produjo diferentes resultados.
5. Integra tus tablas con su
gráfica y la explicación en un documento (de preferencia en procesador de
textos) y súbelo a la plataforma con el siguiente nombre:
Apellidos_Nombre_M19S2 AI3_MUA
y graficación
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