Física I y II 2020 PDF

PRACTICUM BACHILLERATO Prepa Anáhuac FÍSICA I & II 2020 2020 Red de Colegios Semper Altius. Todos los derechos reservados. Todos los derechos de autor y cualesquiera otros derechos sobre el material y los textos contenidos en este documento pertenecen exclusivamente a sus autores y a...

PRACTICUM BACHILLERATO Prepa Anáhuac FÍSICA I & II 2020 2020 Red de Colegios Semper Altius. Todos los derechos reservados. Todos los derechos de autor y cualesquiera otros derechos sobre el material y los textos contenidos en este documento pertenecen exclusivamente a sus autores y a sus titulares. Queda prohibido el uso, copia, distribución, publicación, transformación, modificación, alteración, así como la reproducción parcial o total de esta obra por cualquier medio, sistema y/o técnica elec- trónica o mecánica, almacenarse en un sistema de recuperación o transmitirse, en ninguna forma ni por ningún medio, sin la autorización y consentimiento previo y por escrito de su titular Red de Colegios Semper Altius. La violación a cualquiera de estos derechos exclusivos y reservados constituye una violación que implica responsabilidad e involucra sanciones administrativas, civiles y/o penales. 2 Créditos Equipo de la Oficina Central de la Red de Colegios Semper Especialistas en Física Altius José Ramón Alvarez Bada y Octavio Hernández Lourdes Clariond Domene Rodríguez Directora Nacional Mónica García de Luca Especialista Técnico - Pedagógico Directora Académica Luis Medina Gual María Luisa Eggler Reynoso Gerente Académico de Bachillerato Herzel Nashiely García Márquez Consultor de Bachillerato Felipe de Jesús Torres Escobar Consultor de Bachillerato Valerio Auguste Consultor de Bachillerato Paulina Aguilar Hernández Asistente Académico de Bachillerato 3  CONTENIDOS Física I y II 1 Crédito 1 Contenido 2 1. Competencias del perfil de egreso 4 2. Descripción de la asignatura 4 3. Aprendizajes genéricos disciplinares 5 4. Cronograma ideal y cruces curriculares 6 5. Mapa de la asignatura 8 6. Desglose de la asignatura 22 Unidad 1: Cinemática 22 Unidad 2: Dinámica 24 Unidad 3: Movimiento circular 25 Unidad 4: Gravitación Universal 27 Unidad 5: Energía 30 Unidad 6: Momento lineal 31 Unidad 7: Movimiento armónico simple 33 Unidad 8: Torca y movimiento rotacional 36 Unidad 9: Fluidos 38 Unidad 10: Ondas mecánicas y sonido 39 Unidad 11: Termodinámica 41 Unidad 12: Cargas y fuerzas eléctricas 43 Unidad 13: Circuitos eléctricos 46 Unidad 14: Magnetismo e inducción magnética 47 4  Unidad 15: Luz y fenómenos ópticos 50 Unidad 16: Física atómica y nuclear 51 7. Profesiograma 53 8. Examen de ingreso para candidatos 53 9. Referencias 55 10. Glosario de términos 55 5 1. Competencias del perfil de egreso Las diez competencias que integran el perfil de egreso del estudiante de bachillerato son resultado del proceso de rediseño y actualización curricular que se llevó a cabo para nuestros colegios. Dichas competencias están alineadas a los propósitos formativos de la Red de Colegios Semper Altius, las cuales conducen al logro de nuestra misión institucional. Es importante destacar que alcanzar los rasgos del perfil de egreso implica una tarea compartida, esto es, del colegio en su conjunto. En el siguiente gráfico, se resaltan las competencias directamente relacionadas con esta asignatura: 6  2. Descripción de la asignatura La física le proporciona al estudiante un entendimiento fundamental de la manera en que se comportan e interactúan los objetos materiales, así como la forma en que ocurren y evolucionan los fenómenos naturales. En este sentido, la física es indispensable para un adecuado manejo de las herramientas analíticas que se emplean en diversos campos científicos y tecnológicos, incluyendo la ingeniería. En sus diversas áreas de especialidad, la física trata temas relacionado con el movimiento de los objetos, los fenómenos caloríficos y eléctricos, así como la propagación de la luz y las propiedades de la materia. La presente asignatura está dividida en dos semestres: Física I y Física II. Ambos cursos desarrollan sus conceptos en la física basada en álgebra incluyendo tópicos relacionados a la mecánica, dinámica, fluidos, termodinámica, electricidad, magnetismo, circuitos eléctricos, óptica y física cuántica, atómica y nuclear. El propósito central del presente documento es el de proporcionar a los docentes un programa guía que cumpla con los requisitos establecidos por la Dirección General del Bachillerato y que, al mismo tiempo, les permita desarrollar competencias en los estudiantes de Bachillerato con altos parámetros de desempeño a nivel internacional. 3. Aprendizajes genéricos disciplinares Ciencias exactas y tecnología: 1-2 semestre 3-4 semestre 5-6 semestre Planteará problemas y con base en Desarrollará proyectos según la Analizará diversos tipos de resultados a ellos definirá varias hipótesis que elección de la metodología adecuada fin de emitir juicios críticos, replicarlos, serán fundamentadas en un marco al objetivo de investigación, inferir conclusiones y presentarlos teórico sólido. Identificará una realizando los procedimientos adecuadamente. problemática relevante que sea necesarios. Analizará los datos para viable. Definirá variables y obtener resultados. Construirá preguntas constantes Inferirá conclusiones a partir de estructuradas relacionadas al los resultados. correctamente relacionadas proyecto. Presentará los resultados en con la problemática Conocerá materiales y un lenguaje claro. elegida. herramientas disponibles Planteará hipótesis a que puedan ser aplicadas en partir de supuestos. el proyecto. Consultará información de Usará los materiales y distintas fuentes a partir de herramientas elegidos los criterios de confiabilidad, según la metodología. actualidad y relevancia. Redactará el marco teórico del proyecto que sustente 7 la hipótesis. 2. Cronograma ideal y cruces curriculares Física I: Tercer semestre Unidad Nombre de la Ago Sept Oct Nov Dic Preguntas generadoras Preguntas unidad de generadoras de otras ciencias exactas y áreas curriculares tecnología 1 Cinemática. x ¿Cuáles son los principales ¿Cuál es mi papel en retos hoy en día en el mundo el mundo? ¿Qué puedo de la ciencia y la tecnología? hacer para mejorarlo? ¿Qué ha hecho el gobierno y la sociedad para resolverlos? 2 Dinámica: x ¿Cuáles son los tres principales ¿Qué tipo de Fuerza problemas que te gustaría conocimiento cambia resolver y cómo lo harías? vidas? 3 Movimiento x ¿Cuál es tu propuesta de circular. acción para solucionar ese problema? 4 Gravitación x ¿Cuáles son los principales ¿Estoy de acuerdo con el Universal. retos hoy en día en el mundo mundo? ¿Qué me de la ciencia y la tecnología? gustaría cambiarle? ¿Qué ha hecho el gobierno y ¿Cuáles son los pros y la sociedad para contras de ello? resolverlos? 5 Energía. x ¿Por qué la instalación de ¿Cuáles son los recursos grandes empresas necesarios para resolver trasnacionales se considera de el problema principal de carácter político, económico, tu país? ¿Qué estrategias social y ambiental? utilizarías para obtener los recursos necesarios para resolverlo? 6 Momento lineal. x ¿Cómo me mantengo en el camino elegido? ¿Cómo ¿Cuáles son los tres retorno a él cuando me principales problemas que te salgo? 7 Movimiento x gustaría resolver y cómo lo ¿Cuáles son los armónico harías? problemas sociales más 8 simple. importantes de tu país? 8 Torca y x ¿Cuál es tu propuesta de movimiento acción para solucionar rotacional. ese problema? 9 Física II: Cuarto semestre Unidad Nombre de la Ene Feb Ma Abr Ma Preguntas generadoras de Preguntas generadoras Unidad r y ciencias de otras exactas y tecnología áreas curriculares 9 Fluidos. x ¿Por qué la instalación de grandes empresas trasnacionales se considera de carácter político, económico, social y ambiental? 10 Ondas x ¿Cuáles son los tres ¿Cuál es mi papel en el mecánicas y principales problemas que te mundo? sonido. gustaría resolver y ¿Qué puedo hacer para cómo lo harías? mejorarlo? 11 Termodinámica. x ¿Por qué la instalación de ¿Estoy de acuerdo con el grandes empresas mundo? trasnacionales se considera de ¿Qué me gustaría cambiarle? carácter político, económico, ¿Cuáles son los pros y social contras de ello? y ambiental? 12 Cargas y fuerzas x ¿Cuáles son los principales ¿Qué tipo de conocimiento eléctricas. retos hoy en día en el mundo cambia vidas? de la ciencia y la tecnología? ¿Qué ha hecho el gobierno y la sociedad para resolverlos? 13 Circuitos x x ¿Cuáles son los tres principales ¿Cómo es que mi proyecto eléctricos. problemas que te gustaría personal tiene resonancia en resolver y cómo lo harías? la realidad de mi comunidad, de mi país y del mundo? 14 Magnetismo x x ¿Cuáles son los principales ¿Cuáles son los recursos e Inducción retos hoy en día en el mundo necesarios para resolver el magnética. de la ciencia y la tecnología? problema principal de tu ¿Qué ha hecho el gobierno y la país? ¿Qué estrategias sociedad para resolverlos? utilizarías para obtener los recursos necesarios para resolverlo? 1 0 15 Luz y fenómenos x x ¿Cuáles son los tres principales ¿Cuál es tu propuesta de ópticos. problemas que te gustaría acción para solucionar ese resolver y problema? cómo lo harías? 16 Física x ¿Cuáles son los principales ¿Cómo puedo realizarme atómica y retos hoy en día en el mundo personal y profesionalmente, nuclear. de la ciencia y la tecnología? a la vez que respondo a mi ¿Qué ha hecho el gobierno compromiso social y la sociedad para resolverlos? como líder cristiano? 1 1 3. Mapa de la asignatura Análisis funcional De diagnóstico En desarrollo Desempeño Temas Selectos de Unidad esperado Física Ámbito Enuncia las Diferencia Realiza Expresa el profesionalizante: características del claramente entre representaciones movimiento de un Mecánica movimiento las cantidades gráficas del objeto usando unidimensional escalares y movimiento en representaciones Función: de un vectoriales. una dimensión. narrativas, objeto. matemáticas y gráficas. Ámbito Identifica la Menciona las Construye una tabla Diseña una profesionalizante: diferencia entre características donde se visualizan investigación Mecánica posición y vectoriales del diferentes posiciones experimental del 1 desplazamiento. desplazamiento de objetos en movimiento de un Función: de un objeto. movimiento. objeto. Ámbito Analiza el Identifica los Calcula la Analiza los datos profesionalizante: significado de una diferentes tipos velocidad de experimentales que Mecánica velocidad de velocidad diferentes objetos describen la velocidad negativa. existentes. teniendo una tabla de un objeto. Función: de posición vs. tiempo. Ámbito Define el concepto Describe el Compara una Utiliza datos reales profesionalizante: de diferencia de significado de magnitud escalar tomados de las Mecánica velocidad en un tener valores y vectorial en la velocidades de los autos tiempo positivos y aceleración. de carreras y realiza un Función: determinado. negativos de la comparativo con los aceleración. autos de ciudad. Otros aprendizajes esperados de la Unidad 1, sugeridos por el Profesor Octavio:  Utiliza representaciones y modelos para analizar situaciones o resolver problemas cualitativa y cuantitativamente.  Expresa elementos clave de fenómenos naturales a través de múltiples representaciones.  Ubica las cantidades como: posición, desplazamiento, distancia, velocidad, rapidez y aceleración en un marco de referencia específico. 1 2 Ámbito Define el concepto Explica el Analiza la relación Diseña un experimento profesionalizante: de fuerza en concepto de entre masa y que recolecta Mecánica función de la masa inercia y su aceleración y lo información numérica y la aceleración de relación con la relaciona con las para determinar la un objeto. masa de un leyes de Newton. relación entre la Función: objeto. fuerza neta ejercida sobre un objeto, su masa inercial y su aceleración. Ámbito Describe la Explica los tipos de Deduce, a través de Representa fuerzas profesionalizante: importancia de fuerzas que un análisis en diagramas o en 2 Mecánica conocer las causas existen. dimensional, las vectores con que originan el unidades de la magnitud, dirección Función: movimiento. fuerza. y sus unidades. Ámbito Define qué es un Explica lo que es Analiza cómo se Representa profesionalizante: diagrama y cómo un plano representan los matemáticamente cómo Mecánica se utiliza para coordenado y vectores en un encontrar la representar su utilización. plano cartesiano. aceleración de Función: fuerzas. objetos. Ámbito Enuncia las Explica los Justifica cómo se Establece las profesionalizante: características de diferentes usos puede dar el propiedades de un Mecánica una polea. de poleas en la equilibro con un sistema de cuerdas y industria. sistema de poleas. Función: poleas y fuerzas. Otros aprendizajes esperados de la Unidad 2, sugeridos por el Profesor Octavio: - Aplica, justifica y estima rutinas matemáticas a cantidades que describen fenómenos naturales. - Determina cuándo utilizar cada una de las tres leyes de Newton en diversos problemas. - Deduce la fórmula de fuerza neta a partir de la aceleración o velocidad de un objeto. - Utiliza los diagramas de cuerpo libre para resolver problemas vectoriales. - Utiliza hábilmente los coeficientes de fricción dependiendo de la superficie de los materiales ocupados en cada problema. - Da la dirección y sentido correcto a cada una de las fuerzas involucradas cuando utiliza sistemas que involucran poleas. - Maneja hábilmente las fórmulas tanto de fuerza como de cinemática para resolver problemas. - Utiliza correctamente los sistemas coordenados dependiendo a la dimensión requerida en cada problema. 1 3 Ámbito Define el concepto de Compara los Explica cómo afecta Expresa el movimiento profesionalizante: movimiento circular. diferentes tipos la gravedad en de un objeto por medio de Mecánica de movimientos movimientos la descripción oral, circulares. rotacionales. matemática o gráfica. 3 Función: Ámbito Establece los Analiza casos de Expresa Emplea la Ley de profesionalizante: lineamientos movimiento matemáticamente Gravitación de Newton Mecánica establecidos sobre circular fuera y las ecuaciones del para calcular la fuerza de las fuerzas en dentro de movimiento gravitación que se Función: objetos en nuestra circular. ejercen dos objetos entre movimiento atmósfera. ellos en un contexto de circular. movimiento orbital. Otros aprendizajes esperados de la Unidad 3, sugeridos por el Profesor Octavio: - Plantea y evalúa preguntas científicas. - Diferencia entre movimiento lineal y circular en diversos problemas. - Ubica claramente las fórmulas del movimiento lineal y las generaliza a ecuaciones del movimiento circular tanto para velocidad como para aceleración. - Discrimina entre problemas que involucran aceleración constante o variable en un movimiento circular. - Conoce la relación matemática que vincula a una aceleración lineal con una angular a través de su velocidad. - Vincula correctamente la relación entre la acción y reacción de fuerzas para generar movimiento circular. Ámbito Analiza el concepto Explica la Deduce, a partir de Aplica F=mg para calcular profesionalizante: de gravedad y diferencia entre un análisis la fuerza gravitacional Mecánica encuentra valores gravedad, peso dimensional, las sobre un objeto con masa en otros planetas. y masa. unidades de la m en un Función: fuerza de campo gravitacional con gravedad. fuerza g. 4 Ámbito Reconoce las Establece los Deduce las Conecta los conceptos de profesionalizante: diferencias entre las parámetros que similitudes fuerza gravitacional y Mecánica fuerzas de contacto describen a las entre las fuerza eléctrica y y de no contacto. fuerzas ecuaciones encuentren similitudes y Función: eléctricas. gravitacionale diferencias. s y las eléctricas. 1 4 Ámbito Enuncia las Explica cómo Hace un análisis Conecta los conceptos de fórmulas que afecta la dimensional de energía, trabajo y profesionalizante: describen al posición en unidades entre la potencia. trabajo y la procesos de energía trabajo y Función: energía. trabajo y potencia y energía. establece conclusiones. Ámbito Identifica los Identifica los Explica las Usa la fuerza neta y parámetros que parámetros que diferencias entre la velocidad profesionalizante: describen a la describen a la energía potencial vectorial para energía cinética. energía y cinética. determinar si la Función: potencial. energía cinética de 5 un objeto puede incrementar, disminuir o permanecer sin cambio. Ámbito Analiza qué Explica cómo Calcula cambios en Predice cambios en la efectos se afecta la masa en energía cinética energía total de un profesionalizante: producen al términos de debido a la fricción sistema debido a los realizar cambios energía en un de las superficies. cambios de posición y Función: de rapidez en sistema en rapidez de objetos o función del movimiento. interacciones de trabajo. fricción dentro del sistema. Ámbito Define el Compara los Explica los elementos Aplica los conceptos de concepto de tipos de importantes conservación de profesionalizante: conservación de energía existentes en el energía y el teorema la energía. existentes y teorema de trabajo de Trabajo-Energía Función: cómo se y energía y su para determinar que el relacionan con la relación con la trabajo realizado en un energía potencia. sistema de dos objetos mecánica. en movimiento lineal cambiará la energía del centro del sistema. Otros aprendizajes esperados de la Unidad 5, sugeridos por el Profesor Octavio: - Ubica claramente aquellas fuerzas que son paralelas o antiparalelas para generar trabajos positivos o negativos. - Utiliza diagramas de cuerpo libre cuando resuelve problemas en los que se involucra el trabajo y la energía. - Realiza un buen análisis dimensional para determinar las unidades que se emplean al resolver problemas de trabajo y energía. - Manipula correctamente las variables a despejar en las fórmulas utilizadas para el cálculo del trabajo, energía y 1 potencia. 5 Ámbito Analiza el Explica el Examina cómo afecta Justifica la selección de concepto de concepto de la variable tiempo datos necesarios para profesionalizante: impulso y lo impulso, y para marcar la determinar la relación relaciona con los brinda ejemplos diferencia entre entre la dirección de la Función: conceptos de de este. impulso y fuerza que actúa sobre masa y momento. un objeto y el cambio velocidad. de momento causado por esa fuerza, así como su impulso. Ámbito Reconoce la Compara y Predice los efectos Calcula el cambio del 6 importancia del contrasta los producidos al momento lineal de un profesionalizante: concepto momento diferentes tipos realizarse un choque sistema de dos objetos e impulso en de choque elástico e con masa constante a Función: situaciones de la existentes. inelástico. partir de una vida real. representación del sistema. Ámbito Enuncia las Ubica contextos Justifica por qué las Realiza el análisis de variables donde se fuerzas son datos presentados como profesionalizante: necesarias para aprecian elementos una gráfica de fuerza graficar el procesos de importantes para vs tiempo y predice el Función: momento lineal. cambio de determinar un cambio de momento momento en cambio de del un momento. sistema. sistema. Ámbito Identifica cuándo Realiza un análisis Utiliza el análisis Diseña una prueba se pueden dar de los factores dimensional para experimental de una profesionalizante: procesos de necesarios para determinar las aplicación sobre el conservación que se dé la unidades del principio de Función: lineal de conservación momento lineal. conservación momento. lineal de lineal de momento. momento. Otros aprendizajes esperados de la Unidad 6, sugeridos por el Profesor Octavio: - Analiza datos para identificar patrones o relaciones. - Relaciona el concepto de momento lineal con el tiempo para entender el concepto de impulso y analizarlos como cantidades vectoriales. - Identifica las unidades del momento lineal y del impulso a través de un análisis dimensional de unidades. - Resuelve problemas que involucran conservación del momento lineal utilizando hábilmente sus fórmulas. - Vincula hábilmente las fórmulas de la conservación de la energía con las de la conservación del momento para la resolución de problemas. 1 6 Ámbito Reconoce qué es Describe las Compara diferentes Predice cuáles profesionalizante: un oscilador y características de dispositivos que propiedades determinan cuáles son sus un movimiento generan el movimiento de un Función: aplicaciones. armónico. oscilaciones oscilador armónico armónicas. simple. Ámbito Define el Analiza lo Explica qué es una Diseña un experimento concepto de indispensable que fuerza para cerciorarse de que profesionalizante: fuerza y de sus resulta la restauradora y da las características del características. existencia de ejemplos reales de movimiento de un Función: fuerzas en un estas fuerzas. sistema en oscilación 7 movimie sean producidas por una nto fuerza restauradora. oscilator io. Ámbito Establece las Analiza cómo Explica cuál es la Genera una explicación características de un afecta la función del signo cualitativa y profesionalizante: péndulo. masa en un negativo en las cuantitativa del péndulo. ecuaciones que comportamiento Función: tienen fuerzas oscilatorio debido a restauradoras. una fuerza de restauración. Ámbito Reconoce la Describe las Deduce las fórmulas Realiza cálculos de la importancia de lasimilitudes y involucradas en energía potencial profesionalizante: masa en un diferencias entre sistemas de interna de un sistema resorte. sistemas con resortes. a partir del diagrama Función: resortes y de este. sistemas oscilatorios. Otros aprendizajes esperados de la Unidad 7, sugeridos por el Profesor Octavio: - Explica fenómenos basándose en evidencia producida a través de prácticas científicas. - Realiza predicciones sobre fenómenos naturales basados en teorías y modelos científicos. - Utiliza diagramas de cuerpo libre para encontrar los diferentes puntos de energía (potencial y cinética) existentes en los movimientos oscilatorios. 1 7 Ámbito Enuncia las Establece Hace experimentos Utiliza representaciones características de relaciones entre donde se puedan de la relación entre profesionalizante: las fuerzas. las fuerzas y la representar fuerza y torca y generación del movimientos compara las torcas Función: movimiento circulares. sobre un circular. objeto causado por diferentes fuerzas. Ámbito Identifica las Menciona los Construye Diseña un profesionalizante: características de un elementos de un dispositivos que experimento y analiza sistema rotacional. sistema simulan un sistema datos relacionados a Función: balanceado. en equilibrio. torcas en un sistema 8 rígido balanceado. Ámbito Analiza objetos en Identifica los Calcula Predice los cambios en la movimiento elementos de las fuerzas que velocidad angular con profesionalizante: circular. leyes que rigen la generan torcas respecto al eje del objeto dinámica en sistemas. cuando Función: rotacional. fuerzas ejercidas sobre el objeto provoquen una torca. Ámbito Define lo que es Describe las Explica cada uno de Determina el cambio de una torca y da características de los elementos de momento angular de un profesionalizante: ejemplos de la una torca. una torca y cómo sistema y lo relaciona vida real. generan con las interacciones Función: movimiento con otros objetos circular. y el mismo sistema. Otros aprendizajes esperados de la Unidad 8, sugeridos por el Profesor Octavio: - Conecta fenómenos y modelos a través de escalas espaciales y temporales. - Vincula el concepto de torca con una cantidad vectorial. - Aplica la regla de la mano derecha para obtener la dirección vectorial de la aceleración y velocidad de un objeto que gira. 1 8 Ámbito Establece las Explica diversos Analiza cómo se Construye propiedades de métodos para da la representaciones de profesionalizante: la materia y da pasar de un interacción de cómo las propiedades ejemplos. estado de la las de un sistema se Función: materia a otro. subestructuras determinan por la de la materia. interacción de sus subestructuras constituyentes. Ámbito Reconoce que cada Describe las Predice qué pasa al Predice los cambios profesionalizante: estado de la características de mezclar dos de densidad bajo materia está la densidad de la materiales de diferentes 9 Función: relacionado con su materia. diferente densidad. condiciones de densidad. fenómenos naturales. Ámbito Enuncia las Examina las Justifica cómo los Realiza predicciones características características de barcos pueden sobre las fuerzas de profesionalizante: de las fuerzas la presión de flotar y da acción y reacción de flotación. diferentes medios. ejemplos. para objetos que flotan, Función: utilizando la 3era Ley de Newton. Ámbito Identifica las Ubica a través Calcula el flujo de Realiza cálculos características de los de un análisis los fluidos, relacionados al profesionalizante: fluidos. unidimensional utilizando las movimiento de las unidades fórmulas de fluidos, así como de Función: de la presión. movimiento. presión en términos de conservación de energía, usando la ecuación de Bernoulli. Otros aprendizajes esperados de la Unidad 9, sugeridos por el Profesor Octavio: - Identifica las propiedades atómicas y moleculares de los sistemas debido a sus interacciones. - Utiliza la Tercera Ley de Newton de acción y reacción para definir el concepto de flotación. - Utiliza diagramas de cuerpo libre para realizar cálculos referentes a la flotación de cuerpos. - Manipula hábilmente las ecuaciones referentes a la conservación de energía en el movimiento de fluidos. - Manipula hábilmente la ecuación de continuidad que describe la conservación del flujo de masa en fluidos. - Identifica la densidad de diferentes materiales a través del uso de su fórmula (p=m/V). 1 9 Ámbito Enuncia los Establece Infiere lo que sucede Utiliza representaciones profesionalizante: elementos de una relaciones entre al variar la amplitud gráficas de una onda onda mecánica. la amplitud de en una onda. mecánica periódica Función: onda y la para determinar la frecuencia. amplitud de la onda. Ámbito Identifica los Contrasta los Explica diferentes medios diferentes cualitativamente profesionalizante: en los que una valores de cómo la energía onda se puede velocidad de una transportada por una Función: desplazar. onda que se onda de sonido se 10 mueve en relaciona con la un medio amplitud de onda. determinado. Ámbito Contrasta los Analiza los Calcula la longitud Utiliza una profesionalizante: diferentes tipos de elementos de de una onda representación visual ondas. una onda de mecánica periódica de una onda Función: sonido. en diferentes mecánica periódica medios. para determinar la longitud de esta. Ámbito Define qué es una Describe las Analiza diversos Diseña un plan para interferencia. características de casos en los que se cuantificar la variación profesionalizante: las leyes de la da interferencia en de amplitud cuando interferencia. un medio. dos o más ondas en Función: movimiento están en un medio. Otros aprendizajes esperados de la Unidad 10, sugeridos por el Profesor Octavio: - Utiliza diagramas para representar a la amplitud, longitud de onda, periodo y frecuencia. - Explica el principio de superposición de las ondas. 2 0 Ámbito Analiza la Explica el Identifique diversos Diseña un profesionalizante: diferencia entre concepto de materiales con experimento y analiza temperatura y conductividad diferentes valores de sus datos para calor. térmica. conductividad examinar la Función: térmica. conductividad térmica. Ámbito Identifica el Describe las Explica cómo es el Realiza predicciones concepto de interacciones proceso de sobre la dirección de la profesionalizante: transferencia de moleculares transferencia de transferencia de energía. cuando se da una energía entre dos energía debido las 11 Función: transferencia materiales. diferencias de térmica. temperatura y sus interacciones a nivel microscópico. Ámbito Establece las Explica el concepto Expresa las unidades Calcula el características de un de del calor a través de comportamiento profesionalizante: modelo físico. sistema térmico. un análisis térmico de un sistema unidimensional si es utilizando un modelo que se puede realizar Función: del para un objeto. y explica por qué. Ámbito Reconoce cuáles Establece Deduce las Predice y calcula la son las leyes de la conexiones entre relaciones entre transferencia de profesionalizante: termodinámica. las variables de entropía y los energía hacia otro temperatura, diagramas de objeto o sistema debido Función: presión y calor. PV. a la fuerza ejercida sobre un objeto o sistema a través de una distancia. Otros aprendizajes esperados de la Unidad 11, sugeridos por el Profesor Octavio: - Utiliza las propiedades de la materia para deducir las propiedades térmicas de los objetos y su habilidad para transferir energía térmica. - Manipula hábilmente las ecuaciones que relacionan a la presión, volumen y temperatura de un sistema. 2 1 Ámbito Describe las Analiza la Predice de manera Examina procesos características de relación cualitativa, la cualitativos en profesionalizante: una carga existente entre distribución de una distribuciones de eléctrica tanto las cargas carga eléctrica carga no homogéneas. Función: positiva como positivas y positiva y negativa negativa en un negativas en dentro de sistemas sistema. una distribución neutrales a lo a lo largo largo de sus procesos. de un sistema. 12 Ámbito Identifica los Analiza la Explica los dos Busca aplicaciones dos modelos diferencia entre modelos de carga donde se requiera profesionalizante: de carga los dos modelos eléctrica basado en utilizar algún modelo de eléctrica más de carga la evidencia carga eléctrica a través Función: representativo eléctrica, a producida a través de de prácticas científicas. s. través de prácticas prácticas científicas. científicas. Ámbito Identifica las Examina el Explica cómo se da el Busca artículos de profesionalizante: características del flujo eléctrico flujo eléctrico total investigación donde se flujo eléctrico total fuera de fuera de una aplique el concepto de Función: total. una superficie superficie cerrada en flujo eléctrico en cerrada. función de su carga. situaciones reales. Ámbito Enuncia las Emplea las Calcula las siguientes Analiza un caso de características de fórmulas de las variables: fuerza aplicación real en el profesionalizante: las siguientes siguientes eléctrica, carga que coexistan: la variables: fuerza, variables: eléctrica, campo fuerza, carga y Función: carga, y campo fuerza, carga y eléctrico, en algún campo eléctrico. eléctrico. campo punto eléctrico. determinado. Otros aprendizajes esperados de la Unidad 12, sugeridos por el Profesor Octavio: - Aplica los conocimientos de cargas a circuitos eléctricos. - Utiliza diferentes tipos de circuitos. - Manipula las fórmulas de la Ley de Ohm en diversos problemas y proyectos. - Calcula la carga eléctrica existente entre dos placas paralelas. - Manipula la fórmula del campo eléctrico que atraviesa una región dada. - Conecta los conceptos de fuerza y aceleración para el movimiento de cargas dentro de un campo determinado. 2 2 Ámbito Reconoce la Establece la Analiza datos Busca ejemplos de existencia de diferencia entre experimentales para circuitos donde se vea profesionalizante: diferentes tipos de circuitos demostrar la validez claramente la circuitos. paralelos, de las aplicación de las Función: circuitos serie y reglas del reglas de Kirchhoff. mixtos. circuito de Kirchhoff. Ámbito Identifica los Establece la Predice las Analiza los efectos diferentes fórmula que propiedades de los inducidos al incluir profesionalizante: elementos involucra resistores y capacitores en 13 existentes en resistores en capacitores cuando circuitos. Función: circuitos como son circuitos. se los resistores y colocan en un circuito capacitores. eléctrico. Ámbito Identifica la Analiza la Justifica una Busca aplicaciones relación entre la deducción de predicción directas de circuitos con profesionalizante: carga, la reglas entre los cuantitativa del capacitores en aparatos corriente y el circuitos serie efecto de una carga y dispositivos de la vida Función: potencial y paralelos. en arreglos de uno o real. eléctrico dentro dos elementos de un de circuitos. circuito basados en su corriente y diferencia de potencial tanto en circuitos serie como paralelos. Otros aprendizajes esperados de la Unidad 13, sugeridos por el Profesor Octavio: - Aplica y manipula las fórmulas referentes a fuerza electromotriz, resistor y capacitor. - Obtiene las unidades de cada una de las variables de la Ley de Ohm a través de un análisis dimensional de unidades. - Identifica los arreglos de circuitos de Kirchhoff así como el cálculo de sus corrientes, voltajes y resistencias. - Relaciona los conceptos de energía y voltaje dentro de circuitos cerrados para obtener la energía cinética y potencial del circuito. 2 3 Ámbito Define los Establece Compara y Busca ejemplos de la profesionalizante: conceptos de relaciones entre contrasta un vida real donde se campo monopolo el campo campo monopolo utilicen monopolos y Función: y dipolo. magnético y el de un campo dipolos. dipolo. dipolo. Ámbito Distingue el Establece la Utiliza el método de Examina los efectos del concepto de campo fórmula del superposición para campo magnético profesionalizante: magnético y campo determinar el campo ejercido en relojes y establece su magnético y lo magnético por dos aparatos eléctricos. Función: relación en cables. aplica en cables largos. problemas. 14 Ámbito Identifica los Establece la Expresa Busca ejemplos de elementos que relación entre una matemáticamente la aparatos reales que profesionalizante: conforman a una fuerza Ley de Faraday utilizan bobinas en su bobina. electromotriz y el referido a un campo funcionamiento. Función: campo magnético. magnético en una bobina. Ámbito Define la Ley de Relaciona la Deduce la Ley de Examina y explica las profesionalizante: Lenz y establece sus Ley de Lenz Lenz diferencias y similitudes características. con el campo matemáticamente y entre la Ley de Función: eléctrico. menciona su relación Faraday y la Ley de con Lenz. el campo eléctrico. Ámbito Define la Ley de Establece la Analiza las Evalúa las Ampere y su relación entre la ecuaciones de aportaciones de profesionalizante: relación con las Ley de Ampere, Maxwell y su Maxwell a la ecuaciones de la corriente y el relación con el electricidad y el Función: Maxwell. campo eléctrico electromagnetism magnetismo. de o. manera diferencial. Ámbito profesionalizante: Función: Ámbito profesionalizante: 15 Función: Ámbito profesionalizante: Función: 2 4 Otros aprendizajes esperados de la Unidad 15, sugeridos por el Profesor Ramón: - Describe la velocidad y trayectoria de propagación de la luz en el espacio libre. - Describe la velocidad y propagación de luz por medios transparentes. - Explica los fenómenos de reflexión y refracción de la luz. - Identifica a la luz visible como un tipo de onda electromagnética. - Reconoce la existencia de bandas electromagnéticas (infrarroja, ultravioleta, otras) que no son visibles, pero tienen propiedades afines a las de la luz visible. - Aplica la Ley de Snell a la solución de problemas ópticos sencillos. - Explica la operación de un telescopio óptico (refractor o reflector). - Explica la operación de un microscopio óptico. Ámbito Enuncia los Emplea métodos Analiza los Establece profesionalizante: diferentes para calcular niveles de representaciones de las niveles de un los niveles de energía de un estructuras de niveles Función: átomo. un átomo. átomo. de energía de un electrón en un átomo. Ámbito Ubica el contexto Describe los Explica por qué Justifica las teorías que histórico que postulados que la mecánica avalan a la mecánica profesionalizante: originaron los avalan a la clásica no clásica. postulados de la mecánica describe todas 16 Función: mecánica clásica. clásica. las propiedades de los objetos. Ámbito Ubica el contexto Explica las Justifica los Utiliza la ecuación E=mc2 histórico y el ventajas y argumentos que para justificar la profesionalizante: científico que desventajas de avalan la utilización conservación de masa desarrolló la la energía de la ecuación y energía en Función: teoría atómica. nuclear. E=mc2 para el fenómenos. desarrollo de bombas atómicas. Ámbito Identifica los Ubica los Utiliza el concepto de Explica el espectro de profesionalizante: elementos del diferentes niveles transición nuclear para emisión o absorción espectro de de energía del entender el espectro asociado con las Función: emisión o átomo. de emisión. transiciones absorción de nucleares entre energía. niveles de energía del átomo. 2 5 Otros aprendizajes esperados de la Unidad 16, sugeridos por el Profesor Octavio: - Explica lo que pasa cuando la luz es reflejada a lo largo de una orilla para generar el concepto de Región de Sombra. - Describe posibles reacciones nucleares a partir de las leyes de conservación relevantes. - Describe reacciones nucleares donde la carga eléctrica se conserva. - Manipula hábilmente las fórmulas que representan a la Decadencia Nuclear. - Explica el proceso de transferencia de energía cuando los fotones son absorbidos o emitidos por átomos o el núcleo. 2 6 4. Desglose de la asignatura Unidad 1: Cinemática Ámbito profesionalizante/disciplinar: Profesionalizante Función: Utilización de vectores, análisis de la cinemática unidimensional y reconocimiento de las leyes del movimiento bidimensional y de proyectiles Niveles de desempeño De diagnóstico En desarrollo Desempeño esperado Nivel universitario* Enuncia las caracterìsticas del Establezca las diferencias entre Haga representaciones Exprese el movimiento de un movimiento unidimensional y cantidades escalares y gráficas 3D del movimiento objeto usando representaciones bidimensional utilizando vectoriales (i,j,k). de un objeto. narrativas, matemàticas y vectores 3D. gràficas basados en el cálculo diferencia. Identifica la diferencia entre Menciona las características Construya una tabla donde se Diseñe una investigaciòn posición y desplazamiento. vectoriales (i,j,k) del visualicen diferentes experimental del movimiento de desplazamiento de un objeto. posiciònes de objetos en un objeto movimiento. Analiza el significado de un Identifica las diferencias entre Calcula la velocidad de Analice los datos diferencial de velocidad negativo. la rapidez y la velocidad. diferentes objetos teniendo experimentales que describen una tabla de la velocidad de un objeto. posición vs. tiempo. Defina el concepto de diferencia Describa el significado de tener Distinga la diferencia entre Investiga cómo se utiliza el cálculo de velocidad en un tiempo valores positivos y negativos de una magnitud escalar y diferencial e integral para encontrar determinado. la aceleración. vectorial en la velocidades y aceleración. aceleraciones. Preguntas disciplinares Preguntas reto - ¿Cuál es la diferencia entre las cantidades vectoriales y  Si un velocímetro de precisión registra un valor escalares? constante durante un periodo, ¿se puede determinar - ¿Cuáles son las fuerzas existentes en la naturaleza? la velocidad media durante ese periodo tan sólo con - ¿Cuáles son las fórmulas involucradas en el cálculo ese velocímetro? de fuerzas y el movimiento de objetos?  ¿Puede ser cero la velocidad media de una - ¿Cuál es la diferencia entre masa, concepto y gravedad? partícula durante determinado intervalo si no es - ¿Qué variables están involucradas en el movimiento cero durante un intervalo más corto? de objetos para una y dos dimensiones? ¿En sus  ¿Puede un objeto tener rapidez variable si su despejes? velocidad es constante?  ¿Puede tener un objeto una velocidad hacia el 2 norte y una aceleración hacia el sur? 7  El odómetro de un automóvil ¿mide una  Conceptos que podrían utilizarse para formular cantidad escalar o vectorial? ¿Y el velocímetro? preguntas:  ¿Pueden sumarse dos vectores de magnitud Utilización de vectores y conceptos diferente y dar como resultado un vector cero? matemáticos. Análisis de la cinemática  ¿Cuáles factores físicos son importantes para un unidimensional. atleta de salto de longitud? ¿Y para uno de salto de Reconocimiento de las leyes del movimiento bidimensional y de altura? proyectiles.  ¿En cuál punto de su trayectoria un proyectil tiene la rapidez mínima? Sugerencias didácticas Es importante iniciar con una introducción a los conceptos científicos específicos de la materia para refrescar el conocimiento adquirido en sus años de secundaria. Es recomendable introducir el concepto de vectores de una manera gráfica para que visualmente puedan entender las diferencias entre magnitudes escalares y vectoriales. Ejemplificar movimiento de objetos a través de gráficas para que pueden interpretarlo es de gran ayuda. Adicionalmente a las prácticas y simuladores incluidos en su libro de texto, se sugiere realizar las siguientes prácticas las cuales pueden ser encontradas en en el Practicario de Física Bachillerato Anáhuac (liga del Practicario en el apartado de recursos): Cinemática- Tiro Parabólico. Cinemática- Velocidad Instantánea y aceleración. Dificultades y retos para la enseñanza a. Es importante hacer notar que el último contacto que los alumnos tuvieron con la materia de física fue en el segundo año de secundaria y están desconectados con los conceptos básicos de la materia. Para solucionar esta situación, es recomendable iniciar con un repaso de dichos conceptos básicos y su conexión con las materias auxiliares como matemáticas b. Les cuesta mucho trabajo entender el concepto de vectores ya que están acostumbrados a realizar operaciones escalares. Sería muy importante dar mucho énfasis a estas nuevas operaciones para encontrar sus diferencias y al mismo tiempo realizarlas de forma gráfica, con el fin de apoyar así la adquisición del conocimiento visual. c. A pesar de que ha existido continuidad con las matemáticas, las gráficas son un tema que no dominan mucho y les cuesta trabajo interpretar. Realizar un repaso sobre el plano cartesiano y sus coordenadas facilita mucho el entendimiento del tema, así como también trabajar de manera coordinada con el profesor(a) de matemáticas. Recursos http://www.collegeboard.com/html/apcourseaudit/courses/phy Página del College Board, donde se puede encontrar material sics_1.html adicional para la materia. https://secure- PDF donde se puede encontrar la descripción particular del media.collegeboard.org/digitalServices/pdf/ap/ap-physics-1- curso. course-and-exam-description.pdf http://www.collegeboard.com/html/apcourseaudit/courses/physics_1_te Página donde se puede encontrar una lista de textos de xtbook_list.html apoyo. Practicario Física 2 8 Unidad 2: Dinámica Ámbito profesionalizante/disciplinar: Profesionalizante Función: Análisis de la dinámica de fuerzas, reconocimiento de las leyes del movimiento de Newton y utilización de poleas y cuerdas Niveles de desempeño De diagnóstico En desarrollo Desempeño esperado Nivel universitario* Defina el concepto de fuerza Investiga el concepto de inercia Analiza la relaciòn entre masa Diseñe un experimento que en funciòn de la masa y la y su relación con la masa de un y aceleracilòn y conéctelo con recolecta información numérica aceleraciòn de un objeto. objeto. las leyes de Newton. para determinar la relaciòn entre la fuerza neta ejercida sobre un objeto, su masa inercial y su aceleración. Reconozca la importancia de Enumera los tipos de fuerzas que Deduce a través de un análisis Represente fuerzas en diagramas o conocer las causas que originan existen. dimensional las unidades de la en el movimiento. fuerza. vectores con magnitud, direcciòn y sus unidades. Defina que es un diagrama y Mencione que es un plano Diga cómo se representan los Exprese un Diagrama de cuerpo como se ocupa para representar coordenado y su utilización. vectores en un plano cartesiano. libre en una representación fuerzas. matemática para encontrar la aceleraciòn de objetos. Enuncia las características de Redacta un escrito donde hagas Justifica como se puede dar Establezca verbal o visualmente las una polea. mención los diferentes usos de el equilibro con un sistema propiedades de un sistema de poleas en la de poleas y cuerdas y industria. fuerzas. poleas. Preguntas disciplinares Preguntas reto - ¿Qué iimportancia tiene conocer las causas - ¿Por qué un niño en una carriola parece caerse hacia que originan el movimiento? atrás cuando le damos un fuerte jalón a la carriola? - ¿Qué es un diagrama y cómo se utiliza para - A veces, cuando un automóvil golpea a otro por representar fuerzas? detrás, una persona que va en el automóvil delantero - ¿Qué características tiene una polea? puede desnucarse; ¿por qué la cabeza de la víctima - ¿Qué tipos de fuerzas existen? parece ser arrojada hacia atrás? - ¿Qué es un plano coordenado y cómo se utiliza? - Cuando se deja caer sobre el pavimento, una pelota de - ¿Qué usos tienen las poleas en la industria? golf rebota. - ¿Qué es inercia? ¿Es necesaria una fuerza para hacerla rebotar? ¿Qué es - ¿Qué relación tiene con la masa de un objeto? lo que ejerce esa fuerza? - Si la aceleración de un cuerpo es cero, ¿no actúan Conceptos que podrían utilizarse para formular fuerzas sobre él? preguntas: - Una persona con un brazo o una pierna enyesados siente Análisis de la dinámica de fuerzas y movimiento más fatiga. ¿Cómo podría explicarse esto a partir de la primera y 2 la segunda ley de Newton? 9 Reconocimiento de las leyes del movimiento de Newton. Utilización de poleas y cuerdas Sugerencias didácticas Es muy importante realizar análisis dimensionales con cada una de las variables involucradas. Debe practicarse los efectos de la tercera ley de Newton especialmente en problemas de equilibrio. Además de la memorización de fórmulas debe fomentarse la deducción de ellas. Adicionalmente a las prácticas y simuladores incluidos en su libro de texto, se sugiere realizar las siguientes prácticas las cuales pueden ser encontradas en el Practicario de Física Bachillerato Anáhuac (liga del Practicario en el apartado de recursos): Dinámica- Máquina de Atwood Dinámica- Vectores Dificultades y retos para la enseñanza a. Un reto de esta unidad es reconocer las unidades que conforman las variables. Para solucionar este problema, se sugiere conocer a fondo las unidades básicas, así como el uso del análisis dimensional de unidades. Después de haber entendido los conceptos, la memorización de unidades es recomendable. b. Se sugiere traducir problemas a diagramas de cuerpo libre. Se recomienda hacer repasos del plano Cartesiano y coordenadas, así como el entendimiento claro de las cantidades vectoriales (dirección y sentido). c. Se recomienda identificar las diferencias entre fuerzas de acción y reacción. La representación de situaciones reales como el tratar de empujar una pared o la explicación de por qué no nos hundimos en el suelo permiten entender este concepto. Los alumnos deben ser creativos para generar más ejemplos del tema. Recursos http://www.collegeboard.com/html/apcourseaudit/courses/p Página del College Board, donde se puede encontrar material hysics_1.htm l adicional para la materia. https://secure- PDF donde se puede encontrar la descripción particular del media.collegeboard.org/digitalServices/pdf/ap/ap-physics- curso. 1-course-and-exam-description.pdf http://www.collegeboard.com/html/apcourseaudit/courses/physics_1_ Página donde se puede encontrar una lista de textos de apoyo. textbook_list.html Practicario Física 3 0 Unidad 3: Movimiento circular Ámbito profesionalizante/disciplinar: Profesionalizante Función: Reconocimiento del movimiento uniforme en diferentes objetos y análisis de la dinámica del movimiento circular uniforme Niveles de desempeño De diagnóstico En desarrollo Desempeño esperado Nivel universitario* Defina el concepto de Enuncia los diferentes tipos de Explica cómo afecta la gravedad Exprese el movimiento de un objeto movimiento movimientos circulares. en por medio circular. movimientos rotacionales. de la descripción oral, matemática o gráfica. Establezca los lineamientos Analiza casos de movimiento Expresa matemáticamente las Use la ley de Gravitación de Newton establecidos sobre las fuerzas circular fuera y dentro de ecuaciones del movimiento para calcular la fuerza de gravitación en objetos en movimiento nuestra atmósfera. circular. que se ejercen circular. dos objetos entre ellos en un contexto de movimiento orbital. Preguntas disciplinares Preguntas reto - ¿Qué diferencia existe entre los diferentes tipos de - A veces se dice que el agua que una secadora centrífuga aceleración (angular, centrípeta, centrífuga) del exprime de la ropa sale a causa de la fuerza centrífuga, movimiento circular? que la arroja hacia afuera. ¿Es correcto? - ¿Será igual la aceleración de un automóvil si toma una Conceptos que podrían utilizarse para formular curva cerrada a 60 km/h que si toma una curva abierta preguntas: Reconocimiento del movimiento a la misma rapidez? uniforme en diferentes objetos. Análisis de la - ¿Cuáles son todas las fuerzas que actúan sobre un niño dinámica del movimiento circular uniforme. que cabalga en un carrusel? - Una cubeta de agua se puede hacer girar en un círculo vertical sin que el agua se tire ni cuando la cubeta pasa boca abajo por la parte superior del círculo. ¿Por qué sucede esto? Sugerencias didácticas Deben quedar muy claras las características tanto del movimiento lineal como circular para poder contrastarlos. Es muy importante mostrarles la vinculación entre los diferentes tipos de aceleración y velocidad a través de la deducción de sus fórmulas. Adicionalmente a las prácticas y simuladores incluidos en su libro de texto sugerimos realizar las siguientes prácticas las cuales pueden ser encontradas en el Practicario de Física Bachillerato Anáhuac (liga del Practicario en el apartado de recursos): Rotación- Aceleración angular y momento de inercia. Rotación- Movimiento circular uniforme. Dificultades y retos para la enseñanza 3 1  a. Los alumnos confunden mucho los conceptos de fuerza centrípeta y fuerza centrífuga. Una manera de resolver este problema es analizando el comportamiento de un sistema en movimiento circular desde la perspectiva de un observador externo y desde la perspectiva de un observador que se mueva con este sistema. b. Suele ser complicado entender las diferencias entre movimiento lineal y angular. Una manera de poder resolver este problema sería utilizar un objeto que de vueltas y enredar una cuerda, hilo, etc. Al terminar de hacer girar el objeto y ver cuánta cuerda se ha enredado ayuda a entender, en el caso de posición, la distancia que pudiera recorrer para movimientos lineales. c. Otro reto también es entender los diferentes tipos de aceleración en ambos movimientos. Con el fin de ejemplificar algunos casos de aceleración, el hacer girar un objeto atado a una cuerda y el sentir una fuerza sobre la mano ayuda a entender que existen otros tipos de aceleraciones en movimientos diferentes al lineal. Recursos http://www.collegeboard.com/html/apcourseaudit/courses/physic Página del College Board, donde se puede encontrar material s_1.html adicional para la materia. https://secure-media.collegeboard.org/digitalServices/pdf/ap/ap- PDF donde se puede encontrar la descripción particular del curso physics-1- course-and-exam-description.pdf http://www.collegeboard.com/html/apcourseaudit/courses/physics_1_text Página donde se puede encontrar una lista de textos de apoyo book_list.html Practicario Física Unidad 4: Gravitación Universal Ámbito profesionalizante/disciplinar: Profesionalizante Función: Reconocimiento de la Ley de la Gravitación Universal y distinción entre fuerzas de contacto y no contacto Niveles de desempeño De diagnóstico En desarrollo Desempeño esperado Nivel universitario* Analiza el concepto de gravedad Realiza un comparativo entre el Deduce a partir de un análisis Aplique F=mg para calcular la fuerza y encuentra valores en otros concepto de gravedad y peso y dimensional las unidades de la gravitacional sobre un objeto con planetas. masa. fuerza de gravedad. masa m en un campo gravitacional con fuerza g. Reconozca las diferencias entre Establezca los parámetros de Deduzca las similitudes entre las Conecte los conceptos de fuerza las fuerzas de contacto y de no describen a las fuerzas ecuaciones gravitacionales y las gravitacional y fuerza eléctrica y contacto. eléctricas. eléctricas. encuentren similitudes y diferencias. Preguntas disciplinares Preguntas reto 3 2  - ¿Cuál es la diferencia entre gravedad, peso y masa? - Si la masa de la Tierra se duplica de repente, ¿cómo - ¿Qué similitudes existen entre las ecuaciones cambiaría la órbita de la Tierra? gravitacionales y las eléctricas? - ¿Es verdad que un objeto pesa menos en la Luna de lo que pesa en la Tierra? - ¿Qué vinculación existe entre los conceptos - ¿Por qué se dice que los planetas del Sistema Solar de campo gravitacional y fuerza de tienen órbitas elípticas y no circulares? gravedad? - ¿A qué velocidad debe de moverse una nave - ¿Qué caracteriza a la fuerza de gravedad? (cae con espacial para poder escapar del campo gravitacional el cuadrado de la distancia que separa a los de la Tierra? objetos que la experimentan, siempre es atractiva y no repulsiva, es una fuerza de restauración, actúa a distancia, es de largo alcance, etc.) - ¿Qué diferencia existe entre las fuerzas de contacto y las de no contacto? - ¿Cómo es el comportamiento de objetos sobre la superficie de la Tierra y cómo se diferencia del comportamiento de objetos alejados (como la Luna)? - ¿Cúal es el valor de la constante g? Conceptos que podrían utilizarse para formular preguntas: - Reconocimiento de la ley de la gravitación universal. Distinción entre fuerzas de contacto y de no contacto. 3 3 Sugerencias didácticas Es muy conveniente marcar la diferencia entre masa y peso para poder definir el concepto de fuerza gravitacional. Puede ser útil resaltar que, comparada con otras fuerzas, la gravedad es relativamente débil (por ejemplo, uno puede levantar una manzana con la mano y vencer el tirón gravitacional generado por todo el planeta Tierra), pero que crece más y más conforme aumentan las masas involucradas, mientras que otras fuerzas tienden a cancelarse. Es muy importante notar que la cantidad g no es estrictamente una constante, sino que depende de la distancia a la que se encuentre del centro de la Tierra. Adicionalmente a las prácticas y simuladores incluidos en su libro de texto, se sugiere realizar las siguientes prácticas las cuales pueden ser encontradas en el Practicario de Física Bachillerato Anáhuac (liga del Practicario en el apartado de recursos): Gravedad- Caída libre Gravedad- El huevo. Dificultades y retos para la enseñanza a. Los alumnos confunden mucho el concepto de masa y peso. Una manera de resolver este problema es marcando la diferencia entre unidades escalares y vectoriales, así como ejemplificar situaciones con objetos dentro y fuera de una órbita. b. También es conveniente resaltar que, aunque son conceptualmente distintas, la masa inercial (que aparece en la Segunda Ley de Newton) y la masa gravitacional (que aparece en la Ley de la Gravitación Universal) resultan ser equivalentes entre sí. c. Los alumnos no siempre reparan en que la gravedad es una ley de aplicación universal y que aplica tanto en la superficie de la Tierra como en los lugares más remotos del cosmos, por lo que puede ser conveniente mostrarles a los alumnos ejemplos diversos de los efectos de la gravedad; por ejemplo, la forma en que determina tanto el movimiento de galaxias lejanas como la caída de una hoja sobre la hierba. Recursos http://www.collegeboard.com/html/apcourseaudit/courses/physics Página del College Board, donde se puede encontrar material _1.htmhttps://secure- adicional para la media.collegeboard.org/digitalServices/pdf/ap/ap-physics-1- materia. course-and-exam-description.pdfl PDF donde se puede encontrar la descripción particular del curso http://www.collegeboard.com/html/apcourseaudit/courses/physics_1_textb Página donde se puede encontrar una lista de textos de apoyo ook_list.html Practicario Fìsica 3 4 Unidad 5: Energía Ámbito profesionalizante/disciplinar: Profesionalizante Función: Análisis de los procesos que involucran los conceptos de trabajo y conservación de la energía Niveles de desempeño De diagnóstico En desarrollo Desempeño esperado Nivel universitario* Enuncia las fórmulas que Menciona cómo afecta la posición Haga un análisis Conecte los conceptos de