Física y creatividad experimentales - Portal Académico del CCH ...

More documents

Recommendations

Info

Introducción teórica En la figura 5.1 se puede ver una barra cuyos extremos están en contacto térmico con un depósito caliente a temperatura T C y uno frío a temperatura T F. La barra está forrada con un aislante térmico para que la energía térmica fluya solamente a lo largo de la barra y no a través de su superficie. En esta condición se puede asumir que las moléculas en el depósito caliente tienen una energía de vibración mayor. Esta energía se transfiere a los átomos del extremo que está en contacto con dicho depósito por medio de colisiones. Estos átomos, a su vez, transfieren energía a sus vecinos por el mismo procedimiento hasta alcanzar a los átomos del extremo opuesto. A esta manera de transferir energía se le denomina conducción. La tasa de transferencia de calor por conducción, dQ/dt, es proporcional al área transversal de la barra y el gradiente de temperatura, dT/dx, el cual es la razón de cambio de la temperatura con respecto a la distancia a lo largo de la barra. En general, T C dQ dt = − κA el signo menos indica que dQ/dt es positivo, puesto que dT/dx es negativo (y κ se define como positiva). La constante κ, conocida como conductividad térmica, es una medida de la capacidad de un material para conducir calor. Es una experiencia común sentir que los objetos metálicos están más fríos que los de madera o plástico. Esto se debe a que los metales son mejores conductores del calor. Esta energía se transfiere por vibraciones atómicas. Debido a la presencia de electrones libres, el calor se transfiere relativamente rápido en los metales. Supongamos que inicialmente la temperatura a lo largo de la barra es uniforme de valor T F. Después de cierto tiempo, varía como la línea punteada (figura 5.2a). Después de un tiempo suficientemente largo, el sistema se pone en una situación estable, en la cual la temperatura varía uniformemente con la distancia a lo largo de la barra (figura 5.2b). En esta condición, la ecuación (5.1) se puede escribir como: dT dx Q T F Figura 5.1 Energía térmica conducida por una barra desde un depósito caliente hasta uno frío dt TC T A L − = κ dQ F 42 (5.1) (5.2)
T Figura 5.2a Variación de la temperatura con el tiempo ESTRATEGIA DIDÁCTICA SUGERIDA Que el profesor: • Pida a sus alumnos que discutan las preguntas del cuestionario 1, comente con sus alumnos las ideas que generen, pero no mencione las respuestas correctas. • Realice junto con sus alumnos la actividad experimental “Conducción térmica”. Promueva el intercambio de ideas entre los equipos; discuta con ellos sus observaciones, y solicíte sus conclusiones. • Encargue la lectura “Conducción térmica”. Verifique que resuelvan el cuestionario adjunto y promueva la discusión entre los equipos sobre sus respuestas. • Aclare dudas y complemente la información con una exposición del tema en clase. • Haga una recapitulación con los estudiantes sobre lo revisado acerca del tema. Discuta con ellos las observaciones y relaciones que se pueden establecer entre los conceptos, ideas y procedimientos revisados hasta el momento. • Solicite que contesten las preguntas 1, 2 y 3 del capítulo 22 del libro Física conceptual de Paul Hewitt, páginas 327-329. • Solicite a sus estudiantes que contesten el cuestionario 5.1. Discuta sus respuestas y compárelas con las correctas. SUGERENCIA DE EVALUACIÓN Para la evaluación tome en cuenta todas las actividades realizadas. Considere: 1. El cuestionario 5.1 respondido en forma correcta. 2. El cuestionario de la lectura. 3. El reporte de la actividad experimental. 4. Las respuestas a las preguntas 1, 2 y 3 del capítulo 22 del libro Física conceptual de Paul Hewitt, México, Pearson, páginas 327-329. INFORMACIÓN ADICIONAL Diseño de la estrategia: Mauricio Bravo Calvo, CCH Naucalpan. t 43 T TC T F Figura 5.2b En condición estable, la temperatura varía linealmente con la distancia a los largo de la barra x
Page 1 and 2: Física y creatividad experimentale
Page 3 and 4: Física y creatividad experimentale
Page 5: AGRADECIMIENTOS Deseo expresar mi m
Page 9 and 10: 9 PRESENTACIÓN Este paquete es el
Page 11 and 12: OBJETIVOS 1 Relaciones entre variab
Page 13 and 14: Variación no lineal En muchos caso
Page 15 and 16: Linealización Con frecuencia, cuan
Page 17: Las ecuaciones para ambas gráficas
Page 20 and 21: Establecimiento de conclusiones Res
Page 22 and 23: donde ds/dt es la rapidez del objet
Page 24 and 25: TRAYECTORIA RAPIDEZ MEDIA DIRECCIÓ
Page 27 and 28: PROPÓSITO Mostrar cómo se puede e
Page 29 and 30: Por medio del experimento 3.1 se ve
Page 31 and 32: El alcance máximo requiere que sen
Page 33 and 34: Figura 3.4a Diseño para medir Figu
Page 35 and 36: de donde Combinando (3.18) y (3.19)
Page 37 and 38: OBJETIVOS Al final el alumno será
Page 39 and 40: Estos hechos experimentales pueden
Page 41: OBJETIVOS Al final el alumno será
Page 45 and 46: OBJETIVOS Al final el alumno será
Page 47 and 48: donde c es el calor específico del
Page 49 and 50: OBJETIVOS Al final el estudiante se
Page 51 and 52: Periódicas: corresponden a la prop
Page 53 and 54: expresarse como: y= A sen (ωt) que
Page 55 and 56: des. Supongamos que una onda pasa d
Page 57 and 58: ca, debido a que de ese modo varía
Page 61 and 62: F 2 q p El principio de superposici
Page 63 and 64: • Haga una recapitulación con lo
Page 67 and 68: Los metales cumplen con la condici
Page 71 and 72: Combinando estos resultados obtenem
Page 73: Haga una recapitulación con los es
Page 76 and 77: Interacciones entre corrientes Inte
Page 78 and 79: Experimentalmente se ha encontrado
Page 80 and 81: SUGERENCIA DE EVALUACIÓN Evalúe c
Page 82 and 83: PROCEDIMENTALES Investigación bibl
Page 84 and 85: La fem inducida no está restringid
Page 86 and 87: N S B A θ I Figura 12.4. Esquema d
Page 88 and 89: 1. El cuestionario 12.1 respondido
Page 90 and 91: PROCEDIMENTALES Investigación bibl
Page 92 and 93:
Explicación del dispositivo Radio
Page 94 and 95:
Idealmente, la antena aérea usada
Page 97 and 98:
OBJETIVOS Al final el estudiante se
Page 99 and 100:
se registraron en una pantalla de s
Page 101 and 102:
En relación con el juego de dados
Page 103 and 104:
c) La energía de los electrones em
Page 105 and 106:
La línea en esta gráfica tiene un
Page 107 and 108:
La temperatura de la RF es casi la
Page 109 and 110:
PRESENTACIÓN Los siguientes tres p
Page 111 and 112:
de donde, despejando v, nos queda:
Page 113 and 114:
Máquina de Wimshurst La máquina d
Page 115 and 116:
Actividades con la máquina de Wims
Page 117 and 118:
Otra variante es la de aproximar la
show all

Física y creatividad experimentales - Portal Académico del CCH ...

Create successful ePaper yourself

Delete template?

Save as template?