SecundariaCienciasDOMINIOSDE FÍSICATodos los días, desde que noslevantamos, enfrentamos situacionesdonde se involucra un hecho de lafísica. La serie Dominios de Físicapermitirá comprender estos eventosmediante la resolución de problemasque generen posibles respuestas. Así,se revelan leyes y teorías que explicanhechos de la vida cotidiana.AutoresWilliam Calderón Quirós,Zilliany González Fernández!Maneras de pensarPensamientosistémico!!Ciudadaníaglobal y localLa serie Dominios de Física contieneestrategias para desarrollar las 13habilidades propuestas por el Ministerio deEducación Pública. Además, la estructura decada libro cumple con el ciclo de indagación,donde se pretende que el estudianteponga en práctica los contenidos de formacontextualizada, para solucionar problemasde la vida cotidiana.Los tres ejes temáticos de cada libropermitirán que los estudiantes desarrollen unamplio conocimiento en el área de la física.También, descubrirán los saberes necesariospara el desarrollo de destrezas para laconstrucción de una nueva ciudadanía.Habilidades por desarrollar!!Nuevas formas de Formas devivir en el mundo relacionarse con otros!ColaboraciónHerramientas paraintegrarse al mundoApropiaciónde tecnologíasdigitalesFormatos disponiblesImpresoDigital!!!!Pensamientocrítico ! ResponsabilidadComunicaciónpersonal y socialCreatividad einnovaciónAprender aaprenderResoluciónde problemas!Estilos de vidasaludableVida y carreraManejo deinformaciónLas actividades del librotienen un ícono con el quese identifica la habilidad adesarrollar.74 ©EDUVISIÓN COSTA RICA
I. Marque con un ü la respuesta correcta.1. ¿Cuál opción presenta un ejemplo de vector y escalar, respectivamente?a. Presión y masab. Velocidad y fuerzac. Rapidez y distanciad. Desplazamiento y presión2. Ejemplos de cantidades físicas que solo requieren de una magnitud sona. los vectores.b. los escalares.c. los escalares y vectores.d. los vectores consecutivos.3. Ejemplos de vectores sona. el volumen y área.b. la velocidad y energía.c. la fuerza y el volumen.d. la velocidad y el desplazamiento.a. 25b. 65c. 295d. 335a. SOb. S - 52° - Oc. S - 38° - Od. O - 52° - O218°j25°h41Fecha de entrega: Puntaje total: 20 puntos Valor del porcentaje:Puntos obtenidos: Nota: Porcentaje obtenido:• Analizar las características del movimiento rectilíneo uniforme y del movimiento rectilíneo aceleradohorizontal y vertical.• Resolver problemas relacionados con el movimiento rectilíneo de los cuerpos en las inmediacionesde la superficie terrestre.• Tomar conciencia de la importancia que tiene la temática del movimiento de los cuerpos en elentorno cotidiano.• El trabajo debe efectuarse individualmente.• Los ejercicios deben resolverse en forma clara y completa.1. Analice el siguiente texto.Un niño sale de su casa y camina 300 al este en 5 min y se queda en reposo 2 min. Luego,vuelve a caminar 200 m en la misma dirección durante 3 min más, para nuevamentequedar en reposo durante 2 min. El niño decide hacer un giro y devolverse 400 mal oeste en 5 min. Finalmente, queda en reposo durante 3min.Criterios de evaluación 1 2 3 4 5Cumple con las instrucciones dadas.Entrega el trabajo completo.Resuelve las actividades con claridad.Exhibe orden y originalidad en su trabajo.Total1. Deficiente 2. Aceptable 3. Regular 4. Bueno 5. Muy bueno96a. Con base en la información anterior construya en hojascuadriculadas la gráfica distancia-tiempo ydesplazamiento-tiempo. (Utilice una escalaadecuada).b. Determine la rapidez y la velocidad en cadaintervalo, según corresponda.F1F2F3Selección única. Marque con un ü la letra que antecede a la respuesta correcta.1. ¿Cuál es el valor de la fricción en N para una masa de 3 kg que es halada por una fuerza de20 N y que se acelera a 5 m/s 2 ?a. 5b. 3c. 1d. 102. ¿Cuál es el valor de la fuerza de fricción en N para una masa que tiene una fuerza normal tresveces el valor de la gravedad y con un coeficiente de rozamiento de 0,15?a. 4,4b. 2,1c. 29,4d. 10,53. Una masa de 8 kg cae libremente desde una altura de 8 m, ¿cuál es la energía mecánica enJ a los 3 m de altura?a. 2,4 x 10 2b. 6,3 x 10 2c. 3,5 x 10 2d. 4,2 x 10 24. ¿Cuál es el trabajo en J para subir una masa de 20 kg, la cual se encuentra a 20 m de altura,hasta una altura de 40 m?a. 3,9 x 10 3b. 7,8 x 10 3c. 4,5 x 10 4d. 6,7 x 10 45. Con base en la figura, el trabajo neto en J para mover la caja de 5 kg a lo largo de 2 m, esa. 55,9.b. 58,6.c. 78,0.d. 81,2.10 N20 N15°221► ¿Cómo se diseñó cada eje temático?Apertura del ejeEl estudiante tendrá unprimer acercamiento alconocimiento científicomediante esta lectura,que despierta el interéspor el mundo que lorodea. Además, esuna guía para analizarnuevos conceptosdesde la cotidianidad.Eje temático1a6Interrelacionesdel ser humanonivel global y localLa física y su maravilloso mundoTodos los días, desde que nos levantamos, nos enfrentamos a situacionescotidianas donde está involucrado un hecho de la física. Nos despierta laalarma, caminamos para vernos al espejo y nos damos una ducha con aguacaliente mientras se hace el café; estos representan, solamente, algunosejemplos.Para los primeros científicos, el reposo era el estado primordial de los objetos.Cuando Isaac Newton propuso tres leyes para explicar el movimiento delos cuerpos, abrió una visión de la física sin precedentes. Actualmente, nopodríamos imaginar un mundo estático ni uno sin las aplicaciones de las leyesde Newton. La física es una ciencia de movimiento y energía.Es necesario tener presente que aunque la física no es la ciencia central, estainteractúa con otras áreas de la ciencia como biología, química, geología, entreotras. Entonces, debemos abrir la mente y dejarnos sorprender con los alcancesde la física en el futuro cercano.La física moderna tiene muchos retos en el futuro; por ejemplo, explicar el origendel universo a partir de la gravedad cuántica, indicar cuál es la vida media de unprotón o, simplemente, preguntarse cuándo podremos ver un átomo.Panorama del eje• ¿Qué es física?• Ramas de la física• La medición• Sistema internacional de unidades• Prefijos del SI• Factores de conversiónAnalice y comente• ¿Cómo utiliza el ser humano los principios de la física moderna para explicar losavances científicos en la tecnología y sus alcances en la sociedad?• ¿Cuáles son las características de las partículas subatómicas de acuerdo con elmodelo estandar y cómo interactúan algunas subpartículas entre e las y con lascuatro fuerzas fundamentales?• ¿Para qué estudiamos física?• ¿Cuál es la relevancia de tener un sistema internacional de unidades?• ¿Por qué debemos convertir las unidades de medición?• ¿Por qué es necesario hacer buenas mediciones?7Taller 1 Suma de vectoresI. ¿Qué queremos aprender?A partir del montaje experimental de la figura, determinaremosel vecto resultante (fuerza) que actúa sobre laargo la sujeta a tres cuerdas.II. ExploremosTallerLos estudiantes efectuarán un taller dondedesarrollarán, en forma general, el eje temático.Durante el taller, se evidenciará el ciclo demediación basado en el método de indagacióncon sus cuatro etapas: focalización, exploración,reflexión y contrastación, y aplicación.1. Sujete la argolla a cada una de las cuerdas segúnlo indica el montaje del dibujo. Para disminuir el rozamientode las cuerdas con la mesa, se utilizan lasbotellas de gaseosa.Materiales• Tres cuerdas• Una argolla• Dos, tres y cuatro ladri los;iguales debidamente pesados(Puede cambiar los ladrillospor tres objetos que conozcala masa de cada una.)• Tres bote las gaseosas• Hoja blanca y trasportadorgrande2. Tome una hoja de papel y colóquela debajo de las cuerdas y la argo la; pinte las direcciones de3. Complete el siguiente cuadro.las fuerzas y, con una escala adecuada, represente sus valores (recuerde que el peso de losladrillos equivale a fuerza en cada cuerda).Vector ΣFx ΣFyIII. Aprendo ciencia, haciendo ciencia1. ¿Varía en algo, con respecto a la argolla, si cambiamos los ángulos que las cuerdas forman entre sí?2. ¿Podemos afirmar que la suma de fuerzas en el sistema es igual a cero?3. Explique cómo podríamos sumar estas fuerzas por el método de paralelogramo.4. Explique la relación de proporción entre el peso de las masas y las fuerzas (tensión) en lascuerdas.MaterialadicionalCódigos QREscaneePara accedera informaciónrelacionada con elcontenido estudiado.IV. Apliquemos lo aprendidoTemaAparecen imágenes, esquemas,cuadros sinópticos, infografías ymapas que motivan el aprendizaje.TEMA6Física modernaGuía detrabajo• ¿Cambian las leyes de la físicacon la teoría de la relatividad?• ¿Son las leyes de la físicaiguales en todos los marcos dereferencia inerciales?• ¿Es la velocidad de la luz ellímite superior para cualquierpartícula?IntroducciónLa teoría de la relatividad de Einstein vino a revolucionar el mundo de la ciencia y cambió la forma de verel universo. Demostró que lo que antes se consideraba invariable y constante, puede cambiar, dependiendode la velocidad del movimiento.Einstein explicó, con sus teorías, cómo varía el tiempo, la longitud y la masa de los cuerpos cuando viajana velocidades muy altas, cercanas a la de la luz.Esta teoría tiene grandes aplicaciones, como en los GPS, que permiten ubicarse en cualquier lugar de laTierra.Analice1. ¿Cuál es la relevancia del GPS y sus diferentes usos?Criterios de evaluación• Describir los alcances de la teoría de la relatividad especial de Einstein en el contexto teórico y tecnológico de lasociedad actual.• Utilizar la teoría de la relatividad especial de Einstein para la solución de problemas.• Reconocer que la teoría de la relatividad de Einstein presenta implicaciones tecnológicas en la sociedad actual.∑4. Luego, aplique el teorema de Pitágoras y obtenga la fuerza neta que actúa sobre la argo la.8Física modernaMarco inercial dereferenciaRelatividad del movimientoRelatividad de laPostulados de EinsteinsimultaneidadRelatividad del tiempoPrimer postuladoRelatividad de la longitudSegundo postuladoRelatividad de la masaReconozcaTeoría especial de la relatividadLo primero que se debe examinar en esta teoría son los dospostulados que describen lo que ve un observador que sehalla en un marco inercial de referencia.Primer postulado de EinsteinEste primer postulado se conoce como el principio de relatividad,el cual afirma que las leyes de la física son las mismasen todos los marcos inerciales de referencia. Si observamosa dos niños que juegan con una pelota mientras se muevenen un tren con velocidad constante, no importa con cuántocuidado hagamos las observaciones del movimiento de lapelota, no podremos decir cuál es la rapidez del tren. Estose debe a que las leyes de Newton del movimiento son lasmismas en todos los marcos inerciales.Igualmente significativa es la predicción de la rapidez de laradiación electromagnética deducida de las ecuaciones deMaxwell; según este análisis, la luz y todas las ondas electromagnéticasse propagan con rapidez constante, que ahora sedefine como exactamente igual a 299 792 458 m/s (se sueleusar su valor aproximado c = 3 x 10 8 m/s). La velocidad dela luz desempeña un papel sobresaliente en la teoría de larelatividad.F N = ΣF x2 +ΣF y2Cantidad de movimientorelativoMecánica de Newton y larelatividadAlbert Einstein“Si las leyes de la física difiriesen,haría que tuviéramos marcosinerciales más ‘correctos’ queotros”.1. Investigue qué es equilibrio estático.2. Indague la relación entre el equilibrio estático y las leyes de Newton.9Solucionario158159► Zonas de actividadesAplico loaprendido4. Con base en la figura, ¿Cuál es la dirección antihoraria del vector h ?5. ¿Cuál es la dirección geográfica del vector j ?Aplico lo aprendidoAl finalizar cada tema, seofrecen las actividades paraobservar, pensar, recordar,clasificar... Con ellas, el estudiantedescubrirá múltiplesformas de aprender.Criterio de evaluaciónInstruccionesEscala de calificaciónTrabajoextraclasePuntajeTrabajo extraclaseSon ejercicios que fortalecenlas competencias necesariasy básicas de los estudiantes,lo cual promueve un aprendizajesignificativo de loscontenidos.Evalúo misconocimientosEvalúo mis competenciasPráctica de aprendizaje conbase en los parámetros delos nuevos estándares, competenciasy logros.©EDUVISIÓN COSTA RICA75
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