Diseño Metodológico para el Aprendizaje N°11 - Física 3ero - Dinámica y Energía PDF

**DISEÑO METODOLÓGICO PARA EL APRENDIZAJE N°11** ***"Segunda ley de Newton y Energía"*** ***FECHA:*** --------------------------------------------------------------- ***DOCENTES:** Jesús Trujillano Muñoz; Janis Yapsam Alvarado* ***ASIGNATURA:* Física** ***GRADO Y SE...

**DISEÑO METODOLÓGICO PARA EL APRENDIZAJE N°11** ***"Segunda ley de Newton y Energía"*** ***FECHA:*** --------------------------------------------------------------- ***DOCENTES:** Jesús Trujillano Muñoz; Janis Yapsam Alvarado* ***ASIGNATURA:* Física** ***GRADO Y SECCIÓN:*** tercero ABCD ***VALOR COAR:** Interculturalidad* --------------------------------------------------------------------------- ***PERFIL IB:** Indagación* ***ENFOQUE TRANSVERSAL:*** Enfoque intercultural ***COMPETENCIA TRANSVERSAL:*** Gestiona su aprendizaje de manera autónoma ***Vínculos*** -------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------- ***MENTALIDAD INTERNACIONAL:** Las leyes de Newton son la base del funcionamiento de las naves espaciales.* ***TDC:** La comprensión de la energía a permitido que el desarrollo de la industria, pero también a producido destrucción, por ejemplo, la bomba nuclear. ¿cómo las cantidades físicas permiten comprender el funcionamiento de la naturaleza?* ***CAS:*** Planteamiento de propuestas y posibilidades de acciones, actividades y proyectos CAS. ***MONOGRAFÍA:*** Obtención; registro y procesa datos. **I. NOS CONTACTAMOS Y ASUMIMOS LOS RETOS** **Actividad 1:** Estableciendo un clima de confianza Los estudiantes se ubican en equipos. Los estudiantes escuchan las indicaciones del docente. Los estudiantes observan el siguiente vídeo: [https://www.youtube.com/watch?v=i4p0Q9K-VPE] Luego comenta lo observado. **Actividad 2 :** Evidenciando los saberes previos El estudiante responde: Se dispara un balón con un ángulo ¿Por qué su trayectoria se curva? **Actividad 3:** Conflicto cognitivo: Un bloque se encuentra sobre el piso. Se le da un puntapié y el bloque se mueve durante un breve tiempo luego se detiene ¿Qué impulsa al bloque durante su movimiento? ¿Qué lo detiene? Los estudiantes conocen el **propósito de aprendizaje** +-----------------------------------------------------------------------+ | **Competencia:** | | | | *Explica el mundo físico basándose en conocimientos sobre los seres | | vivos materia y energía; biodiversidad, Tierra y universo* | +=======================================================================+ | **Desempeños:** | | | | Aplicación de la segunda ley de Newton y el concepto de energía en la | | solución de problemas relacionados al movimiento de los objetos. | +-----------------------------------------------------------------------+ | **Evidencias:** Trabajo en equipo; desarrollo de ficha de trabajo | +-----------------------------------------------------------------------+ | **Evaluación:** | | | | **Criterios:** | | | | Compresión. | | | | Aplicaciones. | | | | **Instrumento**: Rúbrica | +-----------------------------------------------------------------------+ **II. INDAGAMOS Y CONSTRUIMOS EL APRENDIZAJE** **Actividad 4:** Comprendiendo la información Los estudiantes comprenden la información de la ficha de trabajo (anexos). Los estudiantes responden preguntas planteadas por el docente para verificar la comprensión de la información teórica.  Los estudiantes resuelven ejercicios con ayuda del docente. **Actividad 5:** Reflexionando sobre el aprendizaje adquirido Los estudiantes responden a las siguientes situaciones: ¿En qué situaciones tuvieron dificultad? ¿Cuál es la importancia de la energía en el desarrollo de energía? **TRANSFERIMOS Y NOS AUTOEVALUAMOS** **Actividad 6:** Asumiendo retos *Los estudiantes conocen la rúbrica de evaluación (anexo)* *Los estudiantes resuelven y sustentan los ejercicios propuestos.* **Actividad 7:** Pregunta TdC Los estudiantes conocen la pregunta TdC **Actividad 8:** Autoevaluación (tiempo 4 min) Los estudiantes responden en una hoja lo siguiente: ¿En qué nivel de aprendizaje me encuentro: inicio; proceso; logrado; ¿destacado? ¿Por qué? **III. REFLEXIONAMOS NUESTROS APRENDIZAJES** ***Criterios*** ***Si*** ***No*** ---------------------------------------------------------- ---------- ---------- *Muestro interés al realizar mis actividades académicas* *Realizo mis actividades con responsabilidad* *Me esfuerzo por superar mis errores* *Me comprometo al 100% en el trabajo en equipo*  Según lo anterior, ¿Cuál sería mi compromiso o meta siguiente para mejorar mi aprendizaje:.......................................................................................................................................................................................................................................................................................... **REFERENCIAS BIBLIOGRÁFICAS *(formato APA)*** TIPLER, P. A., & MOSCA, G. (2010). Física para la ciencia y la tecnología. España: Reverte. **AUTORÍA DEL DMpA** Docente Jesús Trujillano Muñoz Jesus Trujillano Muñoz Janis Yapsam Alvarado Sud director **Docente Docente** Académico **Reflexión del docente sobre el desarrollo del DMpA:** **Reflexión sobre el diseño: (puntos logrados, dificultades y propuestas de mejora)**  3\) Sobre un bloque de 4 kg actúan tres fuerzas horizontales como se muestra. Anexo 1 **Dinámica:** Parte de la mecánica que estudia la relación existente entre las fuerzas y los movimientos que produce. **Segunda ley de Newton:** "La fuerza (F) aplicada a un cuerpo es directamente proporcional a su aceleración (a)" **F = m.a** Donde: m = masa (constante de proporcionalidad), F es la fuerza resultante **Dinámica lineal:** estudia el movimiento de los cuerpos cuya trayectoria es una recta Aplicaciones 1\) Determina la fuerza resultante que actúa en el bloque de 10 kg en cada caso (No hay fricción) a) **10N** **30N** La fricción es despreciable. Determina la aceleración.  4\) En el sistema mostrado, determina la aceleración. Masa = 8 kg. **Desafíos** 1\) Un cuerpo se mueve por la acción de una fuerza constante de 60N. Sabiendo que la masa del cuerpo es de 5 kg, calcular su aceleración. 2\) Calcular la aceleración del bloque si no hoy rozamiento. F = 80N b\) c) **50N**  **37º**  3\) El bloque mostrado sube debido a la fuerza F= 20 N. ¿Cuál será la aceleración del bloque de 5 kg?. F d\) Bloque subiendo: 2\) Un auto se mueve horizontalmente acelerando a razón de 2 m/s^2^. La masa del auto es 980 kg. Determine el valor de la fuerza total que actúa sobre el auto. 4\) Un vehículo se mueve horizontalmente a razón de 20 m/s. El conductor aplica los frenos y se detiene después de recorrer 3 m. Determine la fuerza ejercida por el sistema de frenos para detener el vehículo de 6000 kg. **Trabajo Neto o Resultante:** **Anexo 2** **Trabajo Mecánico:** El trabajo indica la cantidad de energía transferida entre en un determinado desplazamiento. Es una magnitud escalar determinada por el producto de la intensidad de una fuerza en la dirección del desplazamiento por el módulo de dicho desplazamiento Fd Es igual a la suma algebraica de todos los trabajos efectuados por las fuerzas exteriores que actúan sobre un cuerpo. Wneto = ΣW **Unidades de Trabajo** S.I : 1 N\*m = 1 Joule (J) **Aplicaciones** α ~d~FCosα 1\) Un bloque baja sobre una rampa áspera. a) Indica las fuerzas que actúan sobre el W = F\*d\*Cos α Donde. W = trabajo realizado por "F" d = distancia = d **Casos Particulares** 1\. Cuando la fuerza y el desplazamiento tienen la misma dirección y sentido d F d α = 0° Cos 0° = 1 W = F \* d 2\. Cuando la fuerza y el desplazamiento son perpendiculares entre sí: F d d α = 90° Cos 90° = 0 W = F \* 0 \* d W = 0 (trabajo nulo) 3\. Cuando la fuerza y el desplazamiento tienen la misma dirección pero sentido contrario F d d α = 180° Cos 180° = -1 W = F(-1)d W = -F \* d (trabajo negativo) bloque. b\) Identifica las fuerzas que (a) Realizan trabajo negativo (b) trabajo nulo. 2\) En el caso mostrado el bloque se desplaza con velocidad constante desde A hacia B, determina el trabajo (en J) que realiza la fuerza F = 20N (AB=10 m) F 37° A B 3\) Un vehículo se mueve horizontalmente con aceleración de 1.5 m/s^2^. Determina el trabajo neto sobre el vehículo cuando recorre 10 m. 4\) Una esfera de 2 kg se deja caer libremente desde cierta altura tardando 1.2 s en llegar al suelo. Determina el trabajo realizado por el peso. **Desafíos** 1\) Un trineo es jalado horizontalmente por una fuerza de 10 N produciendo una velocidad de 5 m/s en 10 segundos a partir del reposo. Calcular el trabajo realizado. 2\) Una esfera de 2 kg es lanzada verticalmente hacia arriba a razón de 20 m/s. Determina el trabajo realizado por el peso. Despreciare la resistencia del aire. 3\) Un vehículo se mueve horizontalmente. En 2 segundos cambia su velocidad de 10 m/s a 15 m/s. Determina la energía transferida por el combustible hacia el vehículo (trabajo neto)  **Anexo 3** **Energía Mecánica** La energía es lo que necesita la materia para cambiar. Existen varios tipos de energía: eólica; térmica; solar; luminosa; química; mecánica; eléctrica; hidráulica; nuclear. La energía mecánica esta relacionada con el movimiento. La unidad de medida es el Joule (J) en el S.I. Existen dos tipos de energía mecánica: Cinética y Potencial. **Energía Cinética** Es la energía que adquiere un objeto cuando se mueve a una rapidez v (velocidad). Se determina mediante la siguiente expresión: ~ \ =~ ^2^ 2 Donde EC : energía cinética m : masa v : rapidez Ejemplo: Un auto parte del reposo acelerando rectilíneamente a razón de 0.5 m/s^2^. Determina la energía cinética del vehículo en 5 s de su movimiento. (masa= 900 kg). **Energía Potencial** Es la energía que adquiere un según su ubicación respecto a un sistema de referencia. Por ejemplo, si una piedra está a 10 cm sobre tu pie (sistema de referencia) y se suelta, el dolor producido por el impacto será leve, sin embargo, si la piedra está a un metro sobre tu pie, el dolor será mayor en el impacto. Se distingue dos tipos de energía potencial en la mecánica: Energía potencial gravitacional y energía potencial elástica. ***Energía Potencial Gravitacional*** Es la energía que adquiere un objeto según su ubicación sobre la superficie de la tierra. Se determina con la siguiente expresión: Ep = mgh Donde m: masa; g: gravedad; h: altura Ejemplo: Se dispara un proyectil con una velocidad de 20 m/s formando un ángulo de 37" con la horizontal. Determina la energía potencial del proyectil cuando alcanza la altura máxima. (masa = 2 kg) **Energía mecánica total** Es la suma de la energía cinética y potencial. Ejemplo: Se dispara un proyectil con una velocidad de 30 m/s formando un ángulo de 37" con la horizontal. Determina la energía mecánica del proyectil cuando alcanza la altura máxima. (masa = 1 kg) Desafíos 1\. Determina la energía cinética de un vehículo de 4 kg luego de 3 s, si partió con una velocidad de 4 m/s y con aceleración 2 m/s^2^. El movimiento es rectilíneo. 2\. Se dispara un proyectil verticalmente hacia arriba a razón de 30 m/s. Determine la energía mecánica del proyectil a los 2 segundos. (masa 1 kg). Despreciar la resistencia del aire.  **Anexo 4** **Rubrica de evaluación** +-------------+-------------+-------------+-------------+-------------+ | ***Criterio | **Inicio** | **Proceso** | **Alcanzado | **Destacado | | s*** | | | ** | ** | +=============+=============+=============+=============+=============+ | **Comprensi | Identifica | Identifica | Identifica | Identifica | | ón** | los | | | | | | | correctamen | correctamen | correctamen | | | datos dados | te | te | te | | | en el las | los datos | los datos | los datos | | | situaciones | dados en el | dados en la | dados en | | | | 50% de las | mayoría de | todas las | | | problemátic | | las | | | | as, | situaciones | | situaciones | | | | | situaciones | | | | indicando | problemátic | | problemátic | | | las | as, | problemátic | as, | | | | | as, | | | | unidades de | indicando | | indicando | | | | las | indicando | las | | | medida y | | las | | | | | unidades de | | unidades de | | | realizando | | unidades de | | | | las | medida y | | medida y | | | | | medida y | | | | | realizando | | realizando | | | | las | realizando | las | | | | | las | | | | | | | conversione | | | | | conversione | s | | | | | s | | | | | | | correctamen | | | | | correctamen | te | | | | | te | en caso | | | | | en caso | | | | | | | corresponda | | | | | corresponda |. | | | | |. | | +-------------+-------------+-------------+-------------+-------------+ | **Aplicació | Resuelve | Resuelve | Resuelve | Resuelve | | n** | las | las | las | las | | | | | | | | | situaciones | situaciones | situaciones | situaciones | | | | | | | | | aplicando | aplicando | propuestas | propuestas | | | las | | sobre el | sobre el | | | | | movimiento | movimiento | | | leyes del | | | | | | MRUA de | | aplicando | aplicando | | | manera | | | | | | | | correctamen | correctamen | | | incorrecta | | te | te | | | en la | | las leyes | las leyes | | | mayoría de | | del MRUA en | del MRUA en | | | | | la mayoría | todos los | | | | | | | | | | | casos. | casos. | +-------------+-------------+-------------+-------------+-------------+ | **Gestiona | Presenta | Se organiza | Se organiza | Se organiza | | su | | y | y | y | | aprendizaje | dificultade | | | | | ** | s | optimiza el | optimiza el | optimiza el | | | para | | tiempo e | | | **de manera | organizarse | tiempo, | indaga en | tiempo e | | autónoma** | ; | pero no | la | indaga | | | | indaga | | durante la | | | optimizar | durante la | mayoría del | sesión de | | | el | sesión de | | clase. | | | | clase. | tiempo de | | | | tiempo, | | la | | | | pero no | | | | | | indaga | | sesión de | | | | durante la | | clase. | | | | sesión de | | | | | | clase. | | | | +-------------+-------------+-------------+-------------+-------------+