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Calor y Temperatura
Potencial Eléctrico
VILLAHERMOSA, TABASCO, 2013.
MANUAL DE PRÁCTICAS DE LABORATORIO DE
FÍSICA II
M.E. RAMÓN FCO. JAVIER MARTÍN HEREDIA.
1
Práctica No. 1 Características de los líquidos. Bloque I
Práctica No. 2 Presión Hidrostática. Bloque I
Práctica No. 3 Principio de Pascal. Bloque I
Práctica No. 4 Principio de Arquímedes. Bloque I
Práctica No. 5 Gasto Bloque I
Práctica No. 6 Escalas Termométricas. Bloque II
Práctica No. 7 Mecanismos de transferencia de calor. Bloque II
Práctica No. 8 Dilatación de sólidos, líquidos y gases. Bloque II
Práctica No. 9 El calor y las transformaciones del estado físico de la materia Bloque II
Práctica No. 10 Cargas eléctricas. Bloque III
Práctica No. 11 Campo eléctrico. Bloque III
Práctica No. 12 Ley de Ohm. Bloque III
Práctica No. 13 Circuitos eléctricos. Bloque III
Práctica No. 14 Campo magnético. Bloque IV
Práctica No. 15 Electromagnetismo. Bloque IV
Práctica No. 16 El motor eléctrico Bloque IV
Fuentes Bibliográficas.
Anexo
2
A partir del Ciclo Escolar 2009-2010 la Dirección General del Colegio de Bachilleres incorporó en
su plan de estudios los principios básicos de la Reforma Integral de la Educación Media Superior (RIEMS),
proporcionándoles así a los jóvenes una educación pertinente y relevante que les permita establecer una relación
entre la escuela y su entorno.
La estructura curricular del Nivel Medio Superior está integrado por tres componentes de formación:
Básico, Propedéutico y Profesional.
Dentro del componente de formación básica, se ubica la asignatura de Física II,
correspondiente al campo de las Ciencias Naturales, que están relacionadas con ciertas
metodologías y estructuras mentales para comprender fenómenos del mundo natural.
Por lo que por su propia naturaleza requiere que los jóvenes conozcan y apliquen los
métodos y procedimientos de dicha ciencia para la resolución de problemas cotidianos.
Por ello, un enfoque de competencias conlleva a planteamientos pertinentes de los procesos
de enseñanza y aprendizaje, actividad que compete al docente, quien promoverá la creación de
ambientes de aprendizaje y situaciones educativas apropiadas al enfoque en competencias,
favoreciendo las actividades de investigación, así como del trabajo colaborativo a través de las prácticas
de laboratorio, que tienen como objetivo fundamental fomentar una enseñanza más activa, participativa,
donde se impulse el método científico, el espíritu crítico, así como el desarrollo de habilidades.
3
La enseñanza de la Física puede considerarse desde dos puntos de vista
diferentes: el de informar y el de formar. El primero consiste en comunicar en el aula de clases
los conceptos, principio y leyes que la Física maneja, y el segundo tiene como objetivo fundamental
disciplinar a los jóvenes en las técnicas de la investigación, que le permitan comprender el
fascinante mundo que lo rodea.
El presente contempla cuatro bloques que conforman el programa oficial de la
Dirección General de Bachillerato.
El bloque I, contempla la hidráulica y su división, que incluye la hidrostática y la
hidrodinámica, las propiedades de los líquidos, así como los principios de Pascal,
Arquímedes y el teorema de Bernoulli y sus aplicaciones.
En el bloque II, se aborda el tema del Calor y la Temperatura, en el cual se estudia
la temperatura y la influencia del Calor en la dilatación de los cuerpos, su transmisión y los
cambios de estado de agregación.
En el bloque III, se estudia el tema de la electricidad y su división que
contempla la electrostática y la electrodinámica así como las leyes que las rigen.
En el bloque IV, se analiza la conjunción entre la electricidad y el magnetismo. El
presente está integrado por 16 actividades experimentales organizadas en
diversas secciones: nombre de la práctica está expresa la idea del tema que se está
tratando; el objeto de aprendizaje satisface las propiedades del contenido expresado en el
programa de la asignatura, desempeño del estudiante en este se describe lo que se espera que
el alumno logre al concluir la actividad experimental, las competencias genéricas y sus
atributos se enlistan al final del manual y son las que todo bachiller debe adquirir al concluir
sus estudios del Nivel Medio Superior, las competencias disciplinares están orientadas a
que los alumnos conozcan y apliquen los métodos y procedimientos de esta ciencia para la
resolución de problemas cotidianos, así como la comprensión de su entorno, las cuales se
enlistan al final.
4
En el fundamento aparece el sustento de la actividad que se realizará como
antecedente del experimento; en el apartado de material y equipo se señala lo mínimo
indispensable para realizar la actividad; en el procedimiento se describe paso a paso el
desarrollo de la práctica; de igual manera aparece al final un cuestionario con una serie de
cuestionamientos que le permitirán al alumno consolidar lo aprendido; en el apartado de
conclusión y socialización, el joven intercambiará diferentes punto de vista con sus
compañeros con respecto a la actividad realizada y por último, se hará referencia a las
bibliografías que puede consultar.
En el apartado de anexos, se describe la forma de usar algunos instrumentos de
medición, así como la deducción de expresiones matemáticas utilizadas en las
prácticas, en el apéndice se describe sugerencias de guías de observación.
5
SE AUTODETERMINA Y CUIDA DE SI
Competencia Atributo
1. Se conoce y valora a sí mismo y aborda problemas y retos
teniendo en cuenta los objetivos que
persigue.
Enfrenta las dificultades que se le presentan y es consciente de sus valores, fortalezas y debilidades.
Identifica sus emociones, las maneja de manera constructiva y reconoce la necesidad de solicitar apoyo ante una situación que lo rebase.
Elige alternativas y cursos de acción con base en criterios sustentados y en el marco de un proyecto de vida.
Analiza críticamente los factores que influyen en su toma de decisiones. Asume las consecuencias de sus comportamientos y decisiones. Administra los recursos disponibles teniendo en cuenta las restricciones para el logro de sus
metas.
2. Es sensible al arte y participa en la apreciación e
interpretación de sus expresiones en
distintos géneros.
Valora el arte como manifestación de la belleza y expresión de ideas, sensaciones y emociones.
Experimenta el arte como un hecho histórico compartido que permite la comunicación entre individuos y culturas en el tiempo y el espacio, a la vez que desarrolla un sentido de identidad.
Participa en prácticas relacionadas con el arte.
3. Elige y practica estilos de vida
saludables.
Reconoce la actividad física como un medio para su desarrollo físico, mental y social. Toma decisiones a partir de la valoración de las consecuencias de distintos hábitos de
consumo y conductas de riesgo. Cultiva relaciones interpersonales que contribuyen a su desarrollo humano y el de quienes
lo rodean.
SE EXPRESA Y COMUNICA
Competencia Atributo
4. Escucha, interpreta y emite mensajes
pertinentes en distintos contextos
mediante la utilización de medios, códigos y
herramientas apropiados.
Expresa ideas y conceptos mediante representaciones lingüísticas, matemáticas o gráficas. Aplica distintas estrategias comunicativas según quienes sean sus interlocutores, el
contexto en el que se encuentra y los objetivos que persigue. Identifica las ideas clave en un texto o discurso oral e infiere conclusiones a partir de ellas. Se comunica en una segunda lengua en situaciones cotidianas. Maneja las tecnologías de la información y la comunicación para obtener información y
expresar ideas.
PIENSA CRÍTICA Y REFLEXIVAMENTE
Competencia Atributo
5. Desarrolla innovaciones y
propone soluciones a problemas a partir de métodos establecidos.
Sigue instrucciones y procedimientos de manera reflexiva, comprendiendo como cada uno de sus pasos contribuye al alcance de un objetivo.
Ordena información de acuerdo a categorías, jerarquías y relaciones. Identifica los sistemas y reglas o principios medulares que subyacen a una serie de
fenómenos. Construye hipótesis y diseña y aplica modelos para probar su validez. Sintetiza evidencias obtenidas mediante la experimentación para producir conclusiones y
formular nuevas preguntas. Utiliza las tecnologías de la información y comunicación para procesar e interpretar
información.
6. Sustenta una postura personal sobre
temas de interés y relevancia general, considerando otros puntos de vista de manera crítica y
reflexiva.
Elige las fuentes de información más relevantes para un propósito específico y discrimina
entre ellas de acuerdo a su relevancia y confiabilidad. Evalúa argumentos y opiniones e identifica prejuicios y falacias. Reconoce los propios prejuicios, modifica sus puntos de vista al conocer nuevas evidencias,
e integra nuevos conocimientos y perspectivas al acervo con el que cuenta. Estructura ideas y argumentos de manera clara, coherente y sintética.
APRENDE DE FORMA AUTÓNOMA
Competencia Atributo
7. Aprende por iniciativa e interés
propio a lo largo de la vida.
Define metas y da seguimiento a sus procesos de construcción de conocimiento. Identifica las actividades que le resultan de menor y mayor interés y dificultad, reconociendo
y controlando sus reacciones frente a retos y obstáculos. Articula saberes de diversos campos y establece relaciones entre ellos y su vida cotidiana.
6
TRABAJA EN FORMA COLABORATIVA
Competencia Atributo
8. Participa y colabora de manera efectiva en
equipos diversos.
Propone maneras de solucionar un problema o desarrollar un proyecto en equipo, definiendo un curso de acción con pasos específicos.
Aporta puntos de vista con apertura y considera los de otras personas de manera reflexiva. Asume una actitud constructiva, congruente con los conocimientos y habilidades con los que
cuenta dentro de distintos equipos de trabajo. PARTICIPA CON RESPONSABILIDAD EN LA SOCIEDAD
Competencia Atributo
9. Participa con una conciencia cívica y
ética en la vida de su comunidad, región, México y el mundo.
Privilegia el diálogo como mecanismo para la solución de conflictos. Toma decisiones a fin de contribuir a la equidad, bienestar y desarrollo democrático de la
sociedad. Conoce sus derechos y obligaciones como mexicano y miembro de distintas comunidades e
instituciones, y reconoce el valor de la participación como herramienta para ejercerlos. Contribuye a alcanzar un equilibrio entre el interés y bienestar individual y el interés general
de la sociedad. Actúa de manera propositiva frente a fenómenos de la sociedad y se mantiene informado. Advierte que los fenómenos que se desarrollan en los ámbitos local, nacional e internacional
ocurren dentro de un contexto global interdependiente.
10. Mantiene una actitud respetuosa
hacia la interculturalidad y la
diversidad de creencias, valores, ideas y prácticas
sociales.
Reconoce que la diversidad tiene lugar en un espacio democrático de igualdad de dignidad y derechos de todas las personas, y rechaza toda forma de discriminación.
Dialoga y aprende de personas con distintos puntos de vista y tradiciones culturales mediante la ubicación de sus propias circunstancias en un contexto más amplio.
Asume que el respeto de las diferencias es el principio de integración y convivencia en los contextos local, nacional e internacional.
11. Contribuye al desarrollo sustentable de manera crítica, con
acciones responsables.
Asume una actitud que favorece la solución de problemas ambientales en los ámbitos local, nacional e internacional.
Reconoce y comprende las implicaciones biológicas, económicas, políticas y sociales del daño ambiental en un contexto global interdependiente.
Contribuye al alcance de un equilibrio entre los intereses de corto y largo plazo con relación al ambiente.
7
1. Establece la interrelación entre la ciencia, la tecnología, la sociedad y el ambiente en contextos históricos y
sociales específicos.
2. Fundamenta opiniones sobre los impactos de la ciencia y la tecnología en su vida cotidiana, asumiendo
consideraciones éticas.
3. Identifica problemas, formula preguntas de carácter científico y plantea las hipótesis necesarias para
responderlas.
4. Obtiene, registra y sistematiza la información para responder a preguntas de carácter científico, consultando
fuentes relevantes y realizando experimentos pertinentes.
5. Contrasta los resultados obtenidos en una investigación o experimento con hipótesis previas y comunica sus
conclusiones.
6. Valora las preconcepciones personales o comunes sobre diversos fenómenos naturales a partir de evidencias
científicas.
7. Hace explícitas las nociones científicas que sustentan los procesos para la solución de problemas cotidianos.
8. Explica el funcionamiento de máquinas de uso común a partir de nociones científicas.
9. Diseña modelos o prototipos para resolver problemas, satisfacer necesidades o demostrar principios
científicos.
10. Relaciona las expresiones simbólicas de un fenómeno de la naturaleza y los rasgos observables a simple vista
o mediante instrumentos o modelos científicos.
11. Analiza las leyes generales que rigen el funcionamiento del medio físico y valora las acciones humanas de
impacto ambiental.
12. Decide sobre el cuidado de su salud a partir del conocimiento de su cuerpo, sus procesos vitales y el entorno al
que pertenece.
13. Relaciona los niveles de organización química, biológica, física y ecológica de los sistemas vivos.
14. Aplica normas de seguridad en el manejo de sustancias, instrumentos y equipo en la realización de actividades
de su vida cotidiana.
8
Viscosidad Capilaridad Tensión superficial
Adhesión Cohesión
Placa de vidrio
Gotero Regla
graduada Cronómetro Agua,
aceite,
miel
Frasco con tapa
Mecha Alcohol Cerillos
Frasco Jabón Popote Cigarro
Tabla Pintura Lapicero Aceite Hoja de
papel
Vaso de
precipitado
Agua Pintura Aceite
Objeto de Aprendizaje: Describe las propiedades físicas que caracterizan el comportamiento de los fluidos:
Viscosidad, Capilaridad, Tensión Superficial, Cohesión, Adhesión.
Desempeño del estudiante
al concluir la práctica:
Aplica los diferentes conceptos de los fluidos en situaciones de su vida cotidiana.
Competencias Genéricas:
5.5., 7.1.
Competencias Disciplinares:
4, 16.
FUNDAMENTO: Tiempo: 50 min.
Las moléculas de los líquidos se unen debido a fuerzas entre ellas, dando como resultado algunas
propiedades características, las cuales analizaremos para comprender los fenómenos físicos que ocurren en
este estado de la materia.
CARACTERÍSTICAS DE LOS LIQUIDOS
Bloque: I Práctica No. 1
MATERIALES Y EQUIPOS
9
PROCEDIMIENTO:
Parte I
1.- Armar el arreglo de la figura
2.- Deposita en el vidrio, cuatro gotas de
agua y mide la distancia que alcanza al fluir
por la acción gravitatoria, en 0.5,
1 y 1.5 s.
3.- Repite el paso dos, con los demás
fluidos.
4.- Registre los datos obtenidos en la siguiente tabla.
Sustancia Tiempo (s) Distancia (cm)
Agua
0.5
1.0
1.5
Miel
0.5
1.0
1.5
Aceite
0.5
1.0
1.5
5.- Elabore la gráfica (d - sust), para t = 1 s
6.- Efectuar la gráfica (d - t)
10
Tomando como referencia la gráfica del punto (5), ¿Cuáles sustancias son las de mayor viscosidad y por qué? En base a la gráfica del punto (6) enlistar las sustancias de las más viscosas a la de menor viscosidad: Explique cómo lo dedujo usted.
¿Qué representa físicamente la pendiente de la gráfica (d vs t)?
Por lo que se concluye que los líquidos que fluyen con mayor facilidad presentan _______
viscosidad.
Parte II
1.- En un frasco, haz una solución jabonosa
2.- Humedece una parte de la masa de trabajo
3.- Introduce el popote en el agua jabonosa y sopla para hacer una pompa sobre la parte
mojada de la mesa.
4.- Después de hacer la media esfera jabonosa, aspira un poco del humo del cigarro
y viértelo dentro de la pompa jabonosa usando el popote.
5.- Observa y escribe lo que sucede.
¿Qué nombre reciben las fuerzas intermoleculares de la pompa de jabón que no permite
que el humo se escape? Parte III
1.- Vierte alcohol en un frasco
2.- En la tapa coloca una mecha de tal suerte que quede remojada en el alcohol
3.- Enciende y observa
Te has preguntado ¿por qué en un mechero el alcohol va ascendiendo al estar
encendido? ¿Cómo se le
llama a esta propiedad? Parte IV
1.- Pintar una pared o tabla
2.- Raya con tu lapicero una hoja
3.- Impregna un papel con aceite.
¿Qué observas? A la fuerza de atracción entre las moléculas de un sólido y un líquido cuando hacen contacto se le llama: _________________________________________________________________
11
Parte V
1.- Vierte unas gotas de agua en el vaso de precipitado que ya contenía agua
previamente.
2.- Repite el procedimiento anterior con pintura y luego con aceite.
¿Te has preguntado por qué dos gotas de la misma sustancia, al hacer contacto, forman una sola? , a esta propiedad se le llama:
CUESTIONARIO:
1.- ¿Cómo se define a la hidrostática?
En los paréntesis de la derecha, escriba las letras que relacionen correctamente ambas columnas tomándolas de la lista de la izquierda.
1.- Es la fuerza de atracción entre las moléculas de un sólido y un líquido,
cuando hacen contacto …………….......................…….………… ( )
2.- Es la fuerza que mantiene unidas a las moléculas de una sustancia
..................................................................................................... ( )
A. Cohesión
B. Adhesión
C. Capilaridad
D. Tensión
Superficial
E. Viscosidad
3.- En virtud de esta propiedad asciende la savia de las plantas… ( ) 4.- En virtud de esta propiedad un mosquito puede caminar sobre el agua
………………………………………………………………………… ( )
5.- Es la dificultad que presentan las capas de un líquido al deslizarse
respeto a los demás ….................................................................( )
6.- Es la resistencia que presenta la superficie libre de un líquido a ser
penetrado.................................................................................… ( )
7.- En virtud de esta propiedad es difícil romper una piedra o un ladrillo
………………………………………………………………………….( ) 8.- En virtud de esta propiedad las gotas de agua se quedan en las paredes
de un vaso de vidrio.….................................................................( )
Anexo A
12
CONCLUSIÓN Y SOCIALIZACIÓN:
Discuta y razone con los integrantes de su equipo, el desarrollo y resultados del experimento e informe sus conclusiones.
13
“PRESIÓN HIDROSTÁTICA”
MATERIAL
Botella de plástico
Cinta masking tape
Un clavo
Agua
Desempeño del estudiante
al concluir la práctica:
Argumenta como un líquido ejerce presión sobre el fondo y las paredes del recipiente que lo contiene.
Competencias Genéricas:
5.1; 8.2
Competencias Disciplinares:
5
FUNDAMENTO: Tiempo: 50 min.
Todo líquido contenido en un recipiente, origina una presión sobre el fondo y las paredes del mismo. Esto
se debe a la fuerza que el peso de las moléculas ejerce sobre un área determinada. Esta presión recibe el
nombre de presión hidrostática, la cual aumenta conforme es mayor la profundidad, matemáticamente se expresa
como:
Objeto de Aprendizaje: Describe las propiedades físicas que caracterizan el comportamiento de los fluidos: Presión Hidrostática.
Bloque: I Práctica No. 2
14
PROCEDIMIENTO:
1.- Hacer con el clavo cuatro orificios a la botella a diferentes alturas.
2.- Tapar con una cinta masking tape los orificios y llenar totalmente la botella.
3.- Retire primero la cinta del primer orificio y observe como es la salida del agua por el
orificio.
4.- El paso anterior se repite para cada orificio volviendo a llenar previamente la botella.
5.- Anotar de acuerdo a lo observado en qué punto sale con mayor rapidez el agua y cuál es
la causa.
6.- Determinar la presión hidrostática en cada punto y regístrelas en la tabla.
Gráfico g h Ph
1
2
3
4
CUESTIONARIO:
Cambiarían las presiones calculadas en la tabla anterior, si en lugar de agua se empleara aceite: __ Justifique: En un recipiente que contiene cierto líquido. ¿De qué depende la presión hidrostática? Como se relaciona el alcance del chorro de agua con la presión hidrostática Para determinar la presión hidrostática, la altura se mide de la base del recipiente hacia arriba o de la superficie libre hacia abajo. Justifique_ Si se tienen dos líquidos diferentes, con densidades r1 y r2, respectivamente, contenidos
en recipientes idénticos, si en ambos recipientes se mide la presión a la misma profundidad y si r1 > r2, la expresión que relaciona las presiones a esa profundidad en ambos líquidos es:
Justifique su respuesta:
15
Si tapamos herméticamente el recipiente ¿qué ocurre con la presión hidrostática?
Justifique:
CONCLUSIÓN Y SOCIALIZACIÓN:
Discuta y razone con los integrantes de su equipo, el desarrollo y resultados del experimento e informe sus conclusiones.
16
Objeto de Aprendizaje: Describe las propiedades físicas que caracterizan el comportamiento de los fluidos: Principio de Pascal
Desempeño del estudiante
al concluir la práctica:
Explica el principio de Pascal a partir de experimentos sencillos.
Competencias Genéricas:
5.1., 7.1.
Competencias Disciplinares:
5, 8.
FUNDAMENTO: Tiempo: 50 min.
Uno de los principios fundamentales de la hidrostática es el de Blaise Pascal, el cual establece que la
presión aplicada a un fluido encerrado se transmite con la misma intensidad a cada punto de éste y de las
paredes del recipiente que lo contiene, teniendo una gama de aplicaciones (gato hidráulico, máquinas
hidráulicas, etc).
En esta actividad analizaremos el funcionamiento de la prensa hidráulica que está basada en este principio.
PRINCIPIO DE PASCAL
Bloque: I Práctica No. 3
MATERIALES
1 Caja de Madera 1 Jeringa grande 1 Jeringa chica Manguera transparente
SUSTANCIAS
Aceite hidráulico.
17
PROCEDIMIENTO:
Parte I
1.- Realizar dos perforaciones en la tapa de la caja de tal suerte que quepan las jeringas
en cada uno.
2.- Sujetar bien las jeringas a la tapa.
3.- Llenar con el aceite hidráulico la manguera así como las jeringas hasta cierta altura.
4.- Con la manguera conectar las jeringas
5.- Colocar nuevamente la tapa en la caja.
Parte II
Empleando el dispositivo que armaste, determina la fuerza aplicada para
levantar un objeto.
1.- Medir los diámetros de las jeringas
d1 =
d2 =
2.- Coloca un objeto de masa (m) sobre el pistón mayor.
3.- Determine la fuerza aplicada con la expresión:
Datos Fórmula Sustitución Resultado
Anexo B
¿Cuál es el objetivo principal del funcionamiento de la prensa hidráulica?
De acuerdo al resultado de su experimento que puedes concluir_
Mencione al menos cuatro aplicaciones prácticas de la prensa hidráulica.
CUESTIONARIO:
18
La aplicada a un fluido encerrado se transmite con la misma intensidad a cada punto de éste y de las paredes del recipiente que lo contiene, expresa el principio de
¿En que se basa el funcionamiento de los gatos hidráulicos?
CONCLUSIÓN Y SOCIALIZACIÓN:
Discuta y razone con los integrantes de su equipo, el desarrollo y resultados del experimento e informe sus conclusiones.
16
Objeto de Aprendizaje: Describe las propiedades físicas que caracterizan el comportamiento de los fluidos: Principio de Arquímedes.
Desempeño del estudiante
al concluir la práctica:
Explica el principio de Arquímedes a partir de experimentos sencillos.
Competencias Genéricas:
7.3; 8.2
Competencias Disciplinares:
5
FUNDAMENTO: Tiempo: 50 min.
Cualquier persona familiarizada con algún deporte acuático, ha observado que los objetos parecen
perder peso cuando se sumergen en el agua. En efecto, un objeto puede incluso flotar en la superficie debido al
empuje que recibe.
El principio que explica este fenómeno fue descubierto por Arquímedes de Siracusa, por lo que
lleva su nombre; el cual establece que un cuerpo sumergido en el seno de un fluido, sufre un empuje
ascendente igual en magnitud al peso del fluido desalojado.
PRINCIPIO DE ARQUIMIDES
Bloque: I Práctica No. 4
MATERIALES
Vaso de precipitado Pedazo de metal ó una pesa
de 100 g. Hilera
EQUIPO
Dinamómetro
17
PROCEDIMIENTO:
1. Determine el peso del metal en el aire con el dinamómetro en Newton.
2. En el vaso de precipitado vierta cierta cantidad de agua y tome la lectura de
Vo en ml.
3. Introduzca el metal totalmente en el agua y obsérvese si el dinamómetro detecta
una pérdida de peso, escriba el nuevo peso.
4. Escriba el nuevo volumen V que se obtiene con el metal sumergido.
NOTA: 1 ml = 1 * 10-6 m3
5. Determine la magnitud del empuje hidrostático.
. Compare su resultado con el del peso del líquido desalojado, tenemos:
Anexo C
1. Al comparar la magnitud del empuje hidrostático con el peso del líquido
desalojado ¿Se cumplió el principio de Arquímedes? Justifique:
2. ¿Qué ocurriría si el peso del metal es mayor que el empuje que recibe?
3. ¿A qué es igual la fuerza de flotación?
4. El peso del agua desplazada por la parte sumergida de un objeto flotante es igual a:
5. ¿Qué establece el principio de Arquímedes?
CONCLUSIÓN Y SOCIALIZACIÓN:
Discuta y razone con los integrantes de su equipo, el desarrollo y resultados del
experimento e informe sus conclusiones.
18
Objeto de Aprendizaje: Describe las características de los fluidos en movimiento
Desempeño del estudiante
al concluir la práctica:
Aplica las diferentes ecuaciones y modelos matemáticos en la solución práctica de problemas de fluidos en movimiento.
Competencias Genéricas:
5.1., 8.3
Competencias Disciplinares:
10
FUNDAMENTO: Tiempo: 50 min.
Cotidianamente el agua llega a nuestra casa por medio de tuberías, ¿has pensado como podría calcularse la cantidad de
agua que pasa por ella?
Con esta actividad podrás comprenderlo, pues cuando el agua fluye a través de ella, es común hablar de su gasto, que
por definición es la relación existente entre el volumen del líquido que fluye y el tiempo que tarda en fluir, pero ten presente
que también puede determinarse empleando la velocidad, sus expresiones matemáticas son:
GASTO
Bloque: I Práctica No. 5
MATERIALES
EQUIPO
Probeta graduada Regla graduada Cinta Masking tape
Vernier Cronómetro
SUSTANCIA
Agua
19
PROCEDIMIENTO:
1.- Llenar con agua el recipiente. Destapar únicamente el orificio con menor
profundidad y recibir en la probeta graduada el líquido desalojado durante 7 s.
2.- Medir el volumen desalojado en (ml) y convertirlos a m3.
3.- Determinar el gasto, con la expresión
4.- Llenar nuevamente el recipiente y tapando la perforación (1) destape la (2) y
realice los pasos anteriores, así sucesivamente con los puntos restantes.
5.- Escriba los datos obtenidos en la tabla
Orificio Volumen
(m3) Tiempo
(s)
m3/s
1
2
3
4
Parte II Determinación del Gasto teórico, para cada punto.
1.- Comparar el gasto teórico obtenido con el experimental. Escriba sus
observaciones
2.- Que le ocurriría al gasto si se aumenta el diámetro del orificio del recipiente _ y la rapidez .
3.- Si el diámetro del orificio se duplica. ¿Cuántas veces aumenta el gasto? y si
se triplica veces.
4.- Para determinar el gasto que fluye por una tubería, ¿influye el tiempo de salida del agua
por la sección transversal? justifique
CONCLUSIÓN Y SOCIALIZACIÓN:
Discuta y razone con los integrantes de su equipo, el desarrollo y resultados del experimento e informe
sus conclusiones.
CUESTIONARIO:
20
Objeto de Aprendizaje: Reconoce las siguientes escalas de temperaturas y sus unidades: Fahrenheit, Celsius,
Kelvin y Réaumer.
Desempeño del estudiante
al concluir la práctica:
Comprende la relación que existe entre las diferentes escalas termométricas.
Competencias Genéricas:
5.1., 7.1.
Competencias Disciplinares:
8,9.
FUNDAMENTO: Tiempo: 50 min.
En la vida cotidiana es común usar como sinónimos los conceptos de temperatura y calor,
aunque ambos son una manifestación de energía, físicamente difiere uno del otro, pues la temperatura
está asociada a la energía cinética promedio de las moléculas de un cuerpo, mientras que el calor es la
energía que se transmite de un cuerpo de temperatura elevada a otro de temperatura inferior.
Si se desea determinar la temperatura de un objeto o sustancia se recurre al uso de los termómetros,
los cuales están diseñados con diferentes escalas (Celsius, Fahrenheit, Kelvin y Réaumer).
ESCALAS TERMOMETRICAS
Bloque: Il Práctica No. 6
MATERIALES
Marcadores de diferentes colores.
4 Reglas de madera
aproximadamente de 1 m
21
PROCEDIMIENTO:
1. Tomando como referencia la escala centígrada marcar en una de las reglas el punto de
fusión y ebullición del agua, es decir, el 0 y 100 °C.
2. En las reglas restantes marcas sus puntos iniciales y finales considerados en los dibujos.
3. Establecer una escala de 5° y llenar el siguiente cuadro
°C °F K °Re
100 212 373 80
20
15
10
5
0 32 273 0 Anexo D
4. Con base en los resultados obtenidos, elaborar las fórmulas que nos permitan realizar
las conversiones analíticamente. Anexo E
5. Con los valores de la tabla y las fórmulas, realizar la transformación de temperaturas de una
escala a otra.
Ejemplo: Un objeto se encuentra a una temperatura de 25 ° C ¿Cuál es su equivalencia en las otras
escalas?, realizarlo gráfica y analíticamente.
Anexo F
CUESTIONARIO:
Teóricamente la menor temperatura posible es _ y equivale a _°C determinada
por
De acuerdo a los resultados de la tabla cada grado Fahrenheit a cuanto equivale en la
centígrada
Tomando como referencia su información cada grado en la escala Réaumer a cuantos equivale en la
centígrada
Al realizar la transformación de temperatura, gráfica y analíticamente, ¿obtuvo los mismos
resultados?, comente_
¿Qué consideraciones hizo Andrés Celsius para proponer la escala termométrica que lleva su nombre?
CONCLUSIÓN Y SOCIALIZACIÓN:
Discuta y razone con los integrantes de su equipo, el desarrollo y resultados del experimento e
informe sus conclusiones.
22
Objeto de Aprendizaje: Magnitudes físicas y su medición.
Desempeño del estudiante
al concluir la práctica:
Explica la transmisión del calor de los cuerpos que ocurren en su entorno.
Competencias Genéricas:
5.6, 6.3
Competencias Disciplinares:
7
FUNDAMENTO: Tiempo: 50 min.
El calor se transmite en los sólidos, líquidos, gases y en el vacío por tres formas diferentes. En
los sólidos por conducción en los líquidos y gases por convección; en los gases y en el vacío por radiación:
a) conducción: se caracteriza por la agitación que el calor produce entre las moléculas de un cuerpo y que
se transfiere en forma sucesiva de una a otra molécula. b) convección: es el proceso por el cual se transmite
calor, debido al movimiento de las masas calientes de un fluido, cuando existe una diferencia de temperatura.
c) radiación: es el proceso por el cual se transmite calor, debido a la emisión continua de energía desde la
superficie de los cuerpos. Ésta se realiza por medio de ondas electromagnéticas, a una
velocidad aproximada de 300,000 km/s
MÉCANISMO DE TRANSFERENCIA DE CALOR
Bloque: ll Práctica No. 7
MATERIALES EQUIPO
Mechero de Bunsen Varilla de aluminio Varilla de hierro Una vela Pinza Soporte universal
completo Vaso de precipitado Circuito Simple (foco,
soquet y clavija) Aserrín
Cronómetro
SUSTANCIAS
Agua
23
PROCEDIMIENTO:
Parte I 1. Arme el dispositivo de la figura (a)
2. Sobre la varilla de hierro coloque a 10 cm de distancia un pedacito de cera de la vela.
3. Encienda el mechero y observe que ocurre con la cera que colocó sobre la varilla.
4. Tome el tiempo que tardó en derretirse la cera.
5. Repita el procedimiento empleando una varilla de aluminio
Parte II
1. Arme el arreglo de la figura (b)
2. Vierta agua en vaso de precipitado y eche el
aserrín
3. Encienda el mechero
4. Observe el movimiento de las partículas del
aserrín al irse calentando el agua.
Parte III 1. Armar un circuito simple como el de la figura (c)
2. Con mucho cuidado conecte el circuito en la toma
de corriente.
3. Coloque su mano cerca del foco, sin tocarlo.
CUESTIONARIO:
1. En la primera parte de su práctica ¿en cuál de las dos varillas se derritió primero la cera?
_Justifique:
2. ¿A qué se debe que el calor se transmita a los largo de los materiales? ; ¿Qué nombre recibe este proceso?
3. Escribe que ocurrió con las partículas del aserrín al irse calentando el agua ¿A qué se debe? ¿Qué nombre recibe este
proceso?
4. De acuerdo a la parte III, ¿qué sintieron al acercar su mano sin tocar el foco? ¿Cómo se llama a este mecanismo de transferencia de
calor?
5. Una chimenea calienta una habitación transmitiendo calor por:
CONCLUSIÓN Y SOCIALIZACIÓN:
Discuta y razone con los integrantes de su equipo, el desarrollo y resultados del experimento e informe
sus conclusiones.
24
Bloque: II Práctica No. 8
“DILATACIÓN DE SÓLIDOS, LÍQUIDOS Y GASES”
Objeto de Aprendizaje: Reconocer la dilatación de los cuerpos: Lineal, Superficial y Volumétrica.
Desempeño del estudiante
al concluir la práctica: Identifica a través de experiencias cotidiana la dilatación térmica de los cuerpos. Competencias Genéricas: 5.5
Competencias Disciplinares: 4
FUNDAMENTO:
El efecto que produce un cambio de temperatura sobre los cuerpos es una modificación en su
tamaño.
Con pocas excepciones (agua, hule), todas las sustancias o materiales aumentan su tamaño cuando la
temperatura aumenta
Los cuerpos que más se dilatan son los gases, siguen a éstos los líquidos, y los menos dilatables son los
sólidos.
Los sólidos pueden presentarse en forma de hilos, de láminas o con las tres dimensiones
apreciables. De ahí que existe la dilatación lineal, superficial y la volumétrica.
MATERIALES
Construir un péndulo como se muestra en la figura si se cuenta con (Anillo de Gravensande) puede ser empleado.
Mechero de bunsen. Matraz Soporte universal con anillo
metálico. Tela de asbesto y pinzas de
sujeción Un tapón perforado de hule Tubo delgado de vidrio Circuito simple(clavija, cable,
soquet, foco de 100W) Globo
SUSTANCIAS
Agua coloreada
EQUIPO
Termómetro Vernier o pie de rey (metálico)
25
Parte I 1. Introduce la bolita en el anillo y observa que pasa
a través de él.
2. Con el vernier mida el diámetro exterior de la bolita
y tome nota (Li)
3. Tome la temperatura inicial de la bolita y registre
su resultado (ti)
4. Con el mechero de bunsen suministre calor a la bolita por un tiempo razonable,
posteriormente trate de repetir el paso 1. Si no pasa ha ocurrido el fenómeno de no ser así,
continúe calentando.
5. En el momento que no atraviese el aro, con mucho cuidado mida el nuevo diámetro de la bolita.
6. Realice la lectura de la temperatura en ese momento (tf)
7. Compare la lectura del punto (6) con el de la ecuación:
Anexo G
Parte II 1. Arme un dispositivo como el de la figura
2. Coloque en el tapón una varilla delgada y el
termómetro
3. Vierta agua en el matraz
4. registre la lectura del termómetro y haga una marca
en el tubo delgado hasta donde está el agua
inicialmente.
5. Encienda el mechero, registre en la tabla la dilatación por cada grado centígrado de
temperatura
Temperatura (inicial) Dilatación (cm)
1 °C
2 °C
3 °C
6. Con los datos de la tabla, realizar el diagrama (d vs t).
26
Parte III
1. Infla levemente un globo 2. Activa el circuito que armaste previamente
3. Acerca el globo al foco y observa
CUESTIONARIO:
1. Al suministrarle calor a un cuerpo, incrementa su temperatura y se dilata, de acuerdo a lo anterior
cual afirmación es correcta y justifique:
a) Aumenta el volumen de su partícula
b) Se debe al aumento del espacio que las separa:
2. De acuerdo a la parte I, explica por qué la bola de metal no pasó por el anillo de
Gravensande.
3. De acuerdo con la gráfica del punto dos de la actividad la dilatación del agua en el tubo
es la misma por cada grado centígrado de temperatura; justifique.
4. Explica por qué varió el nivel del agua en el tubo delgado después de cierto tiempo de aplicar el Calor.
5. De la parte tres, ¿varía el volumen del globo?, si su respuesta es afirmativa a que se debe, justifique:
CONCLUSIÓN Y SOCIALIZACIÓN:
Discuta y razone con los integrantes de su equipo, el desarrollo y resultados del experimento e informe sus conclusiones.
27
Objeto de Aprendizaje: Calor latente de fusión y vaporización
Desempeño del estudiante
al concluir la práctica:
Resuelve problemas relacionados con el calor y la temperatura.
Competencias Genéricas:
5.1., 7.1., 8.1
Competencias Disciplinares:
3
FUNDAMENTO:
Tiempo: 50 min.
Es fácil comprender que para aumentar la temperatura de una sustancia es necesario aumentar la
energía cinética de sus moléculas. Esto se logra aplicando calor.
Debemos tener presente dos situaciones en que la temperatura permanece constante, la primera es el
cambio de hielo a agua y la segunda de agua a vapor; el calor suministrado en estas situaciones se le llama
calor latente.
EL CALOR Y LAS TRANSFORMACIONES DEL ESTADO FÍSICO DE LA MATERIA
Bloque: Il Práctica No. 9
MATERIALES EQUIPO
Mechero Trípode Parrilla metálica Vaso de precipitado Hielo
Termómetro Balanza granataria
28
PROCEDIMIENTO:
1. Arma el dispositivo que se le indica
2. Determine la masa (m) del hielo (se sugiere un cubito)
3. Registre la temperatura cuando solo haya hielo en el recipiente.
4. Tomando como referencia la masa del hielo y la temperatura inicial de éste, determine la cantidad
de calor para elevar la temperatura del hielo hasta su punto de fusión, con
la ec.
Anexo H
5. Teniendo presente el valor del calor latente para la fusión del agua, y con la ec.
, determine el cambio de fase.
Anexo I
6. De nuevo se determina el calor para elevar la temperatura del agua de 0 °C hasta la
temperatura deseada, en nuestro caso 30 °C.
7. Por último se encuentra la cantidad de calor requerida para convertir el hielo a su fase liquida.
Anexo J
Nota: Resuelva usted, el ejemplo
1. Del esquema escriba usted la ecuación de “Q” que corresponde de acuerdo al punto
señalado. Y escriba su valor en la tabla.
2. Es el calor que se requiere aplicar al hielo para cambiar su fase a agua:
3. Cuando una sustancia pasa del estado líquido a gaseoso, o viceversa, se le llama:
4. Expresión que se emplea para determinar los cambios de fase:
5. Basados en los datos obtenidos, realizar la gráfica (T - Q) Anexo K
CONCLUSIÓN Y SOCIALIZACIÓN:
Discuta y razone con los integrantes de su equipo, el desarrollo y resultados del experimento e
informe sus conclusiones.
CUESTIONARIO:
29
FUNDAMENTO:
Bloque: Ill Práctica No. 10
CARGAS ELECTRICAS
Objeto de Aprendizaje: Identifica conceptos básicos de la electrostática: Carga eléctrica, Conservación de la
carga.
Desempeño del estudiante
al concluir la práctica:
Reconoce el concepto de carga eléctrica y establece la ley que les rige.
Competencias Genéricas:
5.1., 8.1
Competencias Disciplinares:
4
Al filósofo griego Tales de Mileto, se le atribuye el haber sido el primero en dejar constancia de que
al frotar el ámbar con una piel, producía chispas y atraía hojas secas, pelusas, etc., por lo que este poder
“mágico” de atracción fue considerado sencillamente como un interesante suceso natural.
Fue hasta el siglo XVII que el inglés Sir William Gilbert quien retoma los trabajos de Tales de Mileto
y realiza observaciones con diferentes materiales al frotarlos, atribuyéndosele haber inventado la palabra
electricidad. Posteriormente Benjamín Franklin, dedujo a partir de sus experimentos, que al frotar a los
materiales eléctricos, éstos se cargaban con dos tipos de cargas, a las que llamo positiva y negativa.
Tengamos presente que la carga eléctrica, es una de las propiedades básicas de ciertas partículas
elementales de las cuales se compone toda la materia. La electrostática tiene dos leyes fundamentales. La
primera de ellas es la referente a las cargas y la segunda conocida como la ley de coulomb.
MATERIALES
Globos Hilo nylon o de seda Tela de lana o piel de conejo Trocitos de papel Soporte universal Hilera Regla de plástico
30
PROCEDIMIENTO:
Parte I “Como Enemistar Dos Globos”
1. Infla dos globos y átalos como indica la figura
(1), sin que estos se junten.
2. Carga los globos, frótalos con lana o con un
trozo de piel.
3. Déjalos colgando y anota tus observaciones.
4. Interpón tu mano entre ambos globos sin
tocarlos y observa
Parte II
1. Colocar sobre una mesa varios pedacitos de
papel o ceniza de cigarro.
2. Infla un globo (fig. 2) y frótalo enérgicamente
en el cabello seco de uno de tus compañeros,
puede usted usar un peine si lo desea.
3. Acércalos a los pedacitos de papel y/o ceniza
y observa.
Parte III
1. Arma el arreglo de la figura (3) 2. Frota la regla vigorosamente con la tela de
lana y acércala a la hilera en forma paralela.
3. Observe y escriba su comentario.
CUESTIONARIO:
Parte I
Al cargar ambos globos, ¿Qué observamos al tratar de juntarlos por medio de los hilos?:
¿Porque al interponer la mano los globos se atraen?
Parte II ¿Qué tipo de carga Adquiere el globo al cargarlo?
¿Qué ocurrió al acercarle el globo a los trocitos de papel?
¿Por qué después de cierto tiempo los pedacitos de papel salen disparados del globo?:
31
¿Qué ocurre cuando acercas el peine a tu cabeza?
Parte III ¿Qué observaste al acercar la regla a la hilera?
En base a la pregunta anterior, ¿a qué atribuyes que ocurre?
CONCLUSIÓN Y SOCIALIZACIÓN:
Discuta y razone con los integrantes de su equipo, el desarrollo y resultados del experimento e
informe sus conclusiones.
32
Objeto de Aprendizaje: Identifica el concepto de campo eléctrico.
Desempeño del estudiante
al concluir la práctica:
Explica de manera oral y escrita el concepto de campo eléctrico.
Competencias Genéricas:
7.3, 8.1
Competencias Disciplinares:
7
FUNDAMENTO:
Tiempo: 50 min.
Sabido Una carga eléctrica se encuentra siempre rodeada por una región denominada campo
eléctrico. El campo eléctrico es invisible, pero su fuerza ejerce acciones sobre los cuerpos cargados y
por ello puede detectarse su presencia, así como medir su intensidad.
El inglés Michael Faraday introdujo, el concepto de líneas de fuerza para representarlo gráficamente.
CAMPO ELÉCTRICO
Bloque: I Práctica No. 11
MATERIALES EQUIPO
Caja de Petri Papel milimétrico Cinta adhesiva Clavo de acero (2 o 3
pulgadas) Pinza aislada
Fuentes de poder (alto voltaje)
SUSTANCIA
Aceite Alpiste
33
PROCEDIMIENTO:
Parte I
1. Conecta la fuente de alto voltaje a la toma de corriente.
2. Con mucho cuidado fija el papel milimétrico en la mesa con la cinta adhesiva.
3. Ahora coloca sobre el papel milimétrico uno de los cables también apoyándote de la
cinta.
4. Mueve la perilla de la fuente para que éste funcione y con mucho cuidado, acerca el
otro cable que contiene el “caimán” procura tomar dicho cable con un trozo de hule o en
su defecto usa la pinza aislada.
5. Acerca lentamente el caimán movible al que está fijo aproximadamente 2 cm y
muévelo hasta acercarlo lo suficiente para que salte una chispa eléctrica.
6. Cuenta o marca la distancia en el papel milimétrico donde se formó el arco eléctrico.
7. Escriba sus comentarios:
Parte II: 1. En una caja de petri vierte cierta cantidad de aceite.
2. Espolvorea un poco de alpiste.
3. Con uno de los “caimanes” sujeta el borde de la caja de petri y con mucho cuidado
introduce el clavo que sujeta el otro caimán dentro del aceite.
4. Haz funcionar la fuente de alto voltaje y observa la orientación de dichas semillas.
5. Escriba sus comentarios:
CUESTIONARIO:
1. ¿Qué es el campo eléctrico?
2.- Dibuje la configuración del campo eléctrico producido por una carga puntual negativa
3.- Dibuje la configuración del campo eléctrico producido por una carga puntual positiva
4.- Dibuje la configuración del campo eléctrico producido por dos cargas de diferentes signos
34
5.- Dibuje la configuración del campo eléctrico producido por dos cargas positivas
CONCLUSIÓN Y SOCIALIZACIÓN:
Discuta y razone con los integrantes de su equipo, el desarrollo y resultados del experimento e
informe sus conclusiones.
35
Cabe hacer mención que dicha ley presenta algunas limitaciones.
Anexo L
Bloque: Ill Práctica No. 12
LEY DE OHM
Objeto de Aprendizaje: Establece la relación de corriente eléctrica y la Ley de Ohm.
Desempeño del estudiante
al concluir la práctica:
Aplica modelos matemáticos para resolver problemas relacionados a la Ley Ohm.
Competencias Genéricas:
5.5; 8.1
Competencias Disciplinares:
3; 11
FUNDAMENTO: Tiempo: 50 min.
Un circuito eléctrico es un sistema en el cual, la corriente fluye por un conductor en una trayectoria
completa debido a una diferencia de potencial, existiendo en él tres elementos fundamentales, la diferencia de
potencial o voltaje, corriente y la resistencia.
Se le atribuye al físico alemán George Simón Ohm, el haber demostrado mediante sus experimentos que
al aumentar el voltaje en un circuito, la intensidad de la corriente es mayor, lo contrario ocurre al aumentar la
resistencia. Lo anterior lo condujo a enunciar la Ley que lleva su nombre. Su expresión matemática es:
MATERIALES EQUIPO
4 Pilas de 1.5 V Alambre Cinta adhesiva
Multímetro Interruptor Resistencia eléctrica (300 y
400 Ω)
36
PROCEDIMIENTO:
1. Armar el circuito eléctrico como el de la figura
2. Realiza la lectura del voltaje real suministrado
por la pila, así como la de la corriente.
3. Realice el mismo paso (2) pero con dos pilas
en serie, es decir, con 3 V.
4. Repita el paso anterior pero con tres pilas y luego con cuatro pilas, respectivamente.
Para cada caso escriba los valores del voltaje real y de la intensidad de la corriente en
amperes.
5. Determine el valor de la resistencia con la expresión
Pilas
Voltaje e intensidades (datos experimentales) R (ohm)
V ( Volts)
I (Ampere)
V R
I
1.5 V
3.0 V
4.5 V
6.0 V
CUESTIONARIO:
1. Con los datos del cuadro anterior, graficar el voltaje en función de la intensidad de la corriente.
2. ¿Qué significado físico tiene el valor de la pendiente de la gráfica?:
3. Se comprobó la ley de Ohm en el experimento?, Explica.
4. De acuerdo a lo observado en el experimento, escriba lo que se le solicita. “La intensidad de la corriente eléctrica que pasa por un conductor será si aumenta el voltaje que recibe y será si aumenta su resistencia”.
37
5. Dispositivo que se emplea para medir la corriente, el voltaje y la resistencia en un circuito?:
CONCLUSIÓN Y SOCIALIZACIÓN:
Discuta y razone con los integrantes de su equipo, el desarrollo y resultados del experimento e
informe sus conclusiones.
38
Objeto de
Aprendizaje:
Identifica las características de los circuitos con resistencias conectadas en: serie,
paralelo y mixto.
Desempeño del estudiante
al concluir la práctica:
Determina la resistencia total, el voltaje y la corriente en una conexión de resistencia.
Competencias Genéricas:
5.5, 5.3
Competencias Disciplinares:
8, 9
FUNDAMENTO: Tiempo: 50 min.
Una conexión de resistores en serie es aquella en donde sus elementos están unidos uno a
continuación del otro por medio de un conductor, formando una sola rama; la intensidad de la
corriente eléctrica sólo tiene un camino para pasar a través de ellos, lo que quiere decir que si se desconecta
uno, se interrumpe en los demás.
Por otro lado, el voltaje se reparte proporcionalmente al valor de cada uno de los resistores, es decir, el
voltaje total es igual a la suma de los voltajes en cada resistor.
La combinación de resistencias se puede sustituir por una equivalente, que se obtiene con la suma de
todas ellas.
CIRCUITOS ELÉCTRICOS
Bloque: Ill Práctica No. 13
MATERIALES
Foco de 6V Pila de 9V Cable #18 Pinzas Cinta aislante
39
PROCEDIMIENTO:
Parte I. Circuitos en Serie 1. Arme usted, el arreglo mostrado en la
figura. 2. Elimine uno de los focos con
delicadeza 3. Suelte por cualquiera de los amarres
el circuito y observe
Parte II. Circuitos en Paralelo
1. Arme usted, el arreglo mostrado en la figura.
2. Elimine uno de los focos con delicadeza
3. Suelte por cualquiera de los amarres el circuito y observe
CUESTIONARIO:
Parte I. Circuitos en Serie
1.- Dibuje usted el diagrama de la conexión
2.- ¿Cuáles son los elementos básicos que constituyen un circuito eléctrico por muy simple que este sea?
3.- ¿Qué ocurrió con la iluminación de los focos al eliminar uno de ellos, es decir, dejar la
conexión con dos?
4.- ¿Cómo es la corriente eléctrica en un circuito en serie?
5.- ¿Qué sucede si se interrumpe el paso de la corriente en cualquier punto del circuito?
6.- Escriba dos aplicaciones de este tipo de conexión, empleadas comúnmente
40
Parte II. Circuitos en Paralelo 1. Dibuje usted el diagrama de la conexión.
2. ¿Qué observa con respecto a la intensidad luminosa de cada foco comparada con la práctica anterior?
3. ¿Qué ocurrió al eliminar uno de los focos del arreglo?
4. ¿Cómo es el voltaje en una conexión en paralelo?
5. ¿Cuál es la ventaja de utilizar este tipo de conexiones en nuestras casas?
CONCLUSIÓN Y SOCIALIZACIÓN:
Discuta y razone con los integrantes de su equipo, el desarrollo y resultados del experimento e
informe sus conclusiones.
41
Imanes permanentes Limadura de hierro Hoja de papel
Objeto de Aprendizaje: Explica el concepto de campo magnético y lo representa gráficamente por medio de
líneas de fuerza.
Desempeño del estudiante
al concluir la práctica:
Demuestra mediante experimentos la existencia de los polos magnéticos en un imán.
Competencias Genéricas:
5.5, 6.1
Competencias Disciplinares:
5
FUNDAMENTO:
Tiempo: 50 min.
Entre los polos de los imanes existen fuerzas de atracción o de rechazo; su dirección sigue
determinadas líneas, llamadas de fuerza de campo. Como un imán aislado posee ambos polos, también
aparecen en torno a él, las líneas de fuerza mencionadas yendo de uno a otro. Se conviene en asignar al
Polo Norte el carácter de fuente de las líneas, es decir, se supone que de él salen; y el Sur es el sumidero o
lugar por donde entran. De acuerdo a lo anterior, las líneas van de Norte a Sur por el exterior.
CAMPO MAGNÉTICO
Bloque: IV Práctica No. 14
MATERIALES
42
PROCEDIMIENTO:
Parte I 1. Ponga un imán de barra sobre la mesa de trabajo
2. Coloca la hoja de papel sobre él
3. Suavemente rocía las limaduras de hierro sobre el papel.
4. Observa la imagen que forma las limaduras de hierro.
5. Marca sobre el papel la forma de la figura.
Parte II
1. Colocar dos imanes de barra sobre la mesa teniendo cuidado de colocar el Polo Norte
de uno con el Polo Sur del otro.
2. Repita el procedimiento de la parte I
Parte III
1. De nueva cuenta ponga los dos imanes sobre la mesa con los dos Polos Nortes
encontrados.
2. Repita el procedimiento de la parte I
1. De lo observado en la parte I, II y III dibuje las líneas de fuerza y señale, con una flecha, su
dirección de acuerdo con la convención establecida.
2. ¿Todos los metales son atraídos por un imán? Justifique
3. ¿Cómo se clasifican los materiales de acuerdo a la propiedad que tienen de imantarse?
4. ¿Cuáles son los tipos de imanes que existen?
5. A las parejas de polos magnéticos se les llama
CONCLUSIÓN Y SOCIALIZACIÓN:
Discuta y razone con los integrantes de su equipo, el desarrollo y resultados del experimento e
informe sus conclusiones.
CUESTIONARIO:
43
Alambre de cobre delgado
Limadura de fierro, alfileres, clavos, etc.
Tornillos de hierro (2, 3 y 4 pulg)
3 pilas de 1.5 V
Pila de 9 V
Cinta con pegamento
Brújula
Lija
Objeto de Aprendizaje: Inducción electromagnética
Desempeño del estudiante
al concluir la práctica:
Explica el experimento de Oesterd como demostración de la relación entre la electricidad y el magnetismo.
Competencias Genéricas:
5.1., 7.1.
Competencias Disciplinares:
4
FUNDAMENTO:
Tiempo: 50 min.
El físico danés Hans Cristian Oersted, al realizar un experimento descubrió por casualidad, uno de
los principios más importantes del siglo XIX; el electromagnetismo.
Al conectar los bordes de una pila eléctrica con un alambre, vio cómo se movía una aguja imantada que se
encontraba muy cerca.
Se habían estudiado hasta ese momento la electricidad y el magnetismo como campos diferentes, ello lo
condujo a demostrar que entre ambos había una estrecha relación.
ELECTROMAGNETISMO
Bloque: IV Práctica No. 15
MATERIALES
44
TAMAÑO FUERZA DEL IMÁN
Tornillo grande
Tornillo mediano
Tornillo pequeño
1. Enrolle el alambre alrededor de los tornillos dejando en cada extremo unos 10 cm. Ver
figura.
2. Lije las puntas de los extremos del alambre de cobre.
3. Sujeta los solenoides con una cinta en los extremos.
4. Une las terminales del solenoide a los polos de la pila.
5. Trata de levantar los alfileres, la limadura de fierro, los clavos y clips con cada uno de
los dispositivos que armaste.
6. Registra por medio del código de referencias, que diferencia encuentras en cuanto a la
fuerza del imán con la del grosor de los tornillos.
Referencia
Mucha
Media
Poca
7. Repite la operación anterior utilizando únicamente el electroimán pequeño, pero con
1, 2 y 3 pilas conectadas en serie. Registra la fuerza del imán, utiliza para ello el código anterior.
VOLTAJE FUERZA DEL IMAN
1.5 V
3.0 V
4.5 V
8. En este paso tomaremos tres tornillos del mismo tamaño y al primero le daremos 20
vueltas con el alambre de cobre; al segundo 60 vueltas, y al tercero 120 vueltas. Comprueba la fuerza de estos tres electroimanes acercándolas a la brújula y registra. (Utiliza el mismo código).
SOLENOIDE FUERZA DEL IMAN
20 Vueltas
60 Vueltas
120 Vueltas
1. En el punto (6) ¿encuentra usted relación entre el grosor de los tornillos y la fuerza del
electroimán? Justifique su respuesta.
2. Para el punto (7) ¿con que tiene relación la fuerza del imán? Justifique.
PROCEDIMIENTO:
CUESTIONARIO:
45
3. ¿Cuáles son los tres elementos que influyen sobre la fuerza de un electroimán?
4. Los dispositivos que armaste se conocen como electroimán con núcleo de hierro. ¿Por
qué se convierten en imán?
5. Mencione algunos dispositivos de usos prácticos en los que se encuentre presente el
electromagnetismo.
CONCLUSIÓN Y SOCIALIZACIÓN:
Discuta y razone con los integrantes de su equipo, el desarrollo y resultados del experimento e
informe sus conclusiones.
46
MATERIAL
6 m Alambre de cobre 40 cm Alambre del grueso 50 cm Cable # 16 Tabla de 12 X 20 cm 1 Imán circular 1 Pila de 9 V Tachuelas
Objeto de Aprendizaje: Diferencia entre los campos magnéticos producidos por una espira, un solenoide y un
electroimán.
Desempeño del estudiante
al concluir la práctica:
Diseña y construye aparatos basados en los conceptos del electromagnetismo.
Competencias Genéricas:
4.5, 8.3
Competencias Disciplinares:
8, 9
EL MOTOR ELÉCTRICO
Bloque: IV Práctica No. 16
Tiempo: 50 min.
FUNDAMENTO:
Fue inventado por el científico inglés Michael Faraday, básicamente funciona como un electroimán
donde la corriente circula por cables enrollados (bobina) dentro de un campo magnético, y genera
movimiento, nos sirve para convertir energía eléctrica en mecánica.
Su utilidad es muy variada tanto en la industria, en los transportes y en forma especial en los
electrodomésticos (licuadora, batidora, lavadora, secadora de cabello, etc.) haciendo nuestra vida más
cómoda.
47
PROCEDIMIENTO:
1. Bobina el alambre de cobre formando un círculo, como se indica en la figura, los extremos deben ser lijados.
2. Con el alambre grueso de cobre,
realiza dos soportes terminando sus extremos en dos trinches, las puntas deben ser lijadas para eliminar el barniz aislante.
3. Clava en la tabla lo realizado en el punto (2), ver figura
4. Coloca sobre los soportes el bobinado y en la parte de abajo el imán, tal como indica la figura.
5. Conecta los extremos libres de los cables a la pila.
CUESTIONARIO:
1. ¿Qué observas cuando se conectan los cables de la pila?
2. Explica por qué gira la bobina.
3. ¿Qué ocurre si varías el voltaje quitando una de las pilas y volviéndolas a conectar?
48
4. ¿Qué sucede si la bobina se forma con el doble de espiras?
5. Escriba al menos cinco dispositivos en los que se encuentra presente un motor
eléctrico en nuestra vida diaria.
CONCLUSIÓN Y SOCIALIZACIÓN:
Discuta y razone con los integrantes de su equipo, el desarrollo y resultados del experimento e
informe sus conclusiones.
49
BIBLIOGRAFÍA
Valdivia Pérez Fabián, (2009). Física ll. Ed. BookMart.
Cuéllar Carvajal Juan Antonio, (2009). Física ll. Ed. Mc Graw – Hill
50
ANEXO
ANEXO A
51
ANEXO B
De acuerdo con el principio de Pascal, la presión sobre el pistón pequeño se
transmite al pistón de mayor tamaño, lo cual puede expresarse como:
Sustituyendo en la ecuación
P F
A
P1 = P2
se tiene
F1
F2
A1 A2
F1 A2 F2 A1
De donde se obtiene que:
A1
F1 F2
A2
NOTA: teniendo presente que d
2
A 4
ANEXO C
Cuando el metal está suspendido en el aire, el dinamómetro indica el peso (P)
(desprecie el empuje del aire) entonces:
T1 = P
52
Cuando está sumergido en el agua, el empuje hidrostático (E) reduce la tensión de la cuerda (T2), y se obtiene que:
De donde:
T2 + E = P
E = P - T2
Ecuación que determina la magnitud del empuje hidrostático sobre el metal, que será comparada con el peso del fluido desalojado que se obtiene con la expresión:
W = g V Donde:
ANEXO D Cuadro comparativo de las diferentes escalas termométricas
°C °F K °R
100 212 373 80
…. …. …. ….
30 86 303 24
25 77 298 20
20 68 293 16
15 59 288 12
10 50 283 8
5 41 278 4
0 32 273 0
53
ANEXO E
F 9 C 32
5
C 5
(F 32) 9
K (C 273)
F 9
(R 32) 4
Re 4 C
5
Re 4
(F 32) 9
R F 460
F R 460
ANEXO F
De acuerdo a la tabla del anexo (D) para 25 °C equivale a 77 °F, 298 °K y
20 °R lo cual se puede comprobar empleando las formulas.
ANEXO G Coeficientes de dilatación lineal de algunos sólidos
Sustancia Unidad x 10-6 /°C
Acero 12
Aluminio 24
Cobre 17
Hierro 12
Ladrillo 10
Plomo 29
Vidrio 3.0 – 9.0
54
ANEXO H
Calor especifico de algunas sustancias
Sustancia Cal/ g °C Sustancia Cal/ g °C
Agua 1 Aluminio 0.21
Parafina 0.51 Hierro 0.11
Hielo 0.50 Cobre 0.093
Vapor 0.46 Plomo 0.031
ANEXO I
Punto de Fusión, ebullición, calor latente de fusión y vaporización.
Punto de fusión °C
Calor Latente de fusión cal/g
Punto de ebullición °C
Calor latente de vaporización cal/g Sustancia
Plomo 327 585 1750 208
Agua 0 80.0 100 540
Mercurio - 39 2.80 357 65
Oxígeno - 219 3.30 - 183 51
55
ANEXO J
Una masa de 200 g de hielo se encuentra a -15 °C ¿Qué cantidad de calor se requiere para
convertir el hielo a su fase liquida a 25 °C? realizar su diagrama.
Q= c m T
Ebullición 100 °C Q = m L
Q= c m T
T (°C)
ANEXO K
Fusión 0 °C Q = m L
Q= c m T
D 100
A
- 30
B
Hielo +
agua
C
agua
Agua + vapor
Q (Energía agregada)
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ANEXO L
USO DEL MULTIMETRO
Conocido también como (tester, polímetro), es un aparato de medida universal, es decir,
capaz de medir diferentes magnitudes físicas como la intensidad de la corriente
(tanto continua como alterna), voltaje y resistencia, por lo que puede
convertirse en voltímetro, amperímetro y óhmetro de acuerdo a lo que se requiera medir.
Existen dos tipos de multímetros:
a) Analógico.- En el cual es necesario realizar las lecturas por medio de
factores establecidos de acuerdo a lo que se pretende medir.
b) Digital.- Es más preciso con respecto al anterior pues emite los resultados
directamente a través de una pantalla
MEDICION DE RESISTENCIAS
1.- Inserte los extremos de los
cables de prueba en las
terminales V - - A y COM del
multímetro.
2.- Ponga en corto las puntas de los cables de
prueba, para ello una las dos puntas entre sí.
3.- Ajuste la aguja indicadora a
cero, moviendo la perilla
establecida para ello.
4.- Coloque el selector en el rango de .
5.- Ponga las puntas en los
extremos de la resistencia que desea
medir, como se indica en la figura.
6.- Efectúe la lectura en la escala
correspondiente y multiplíquese por el
factor marcado en la posición en la que
se colocó el selector.
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Otra forma de medir las resistencias de este tipo puede realizarse utilizando el
código de colores
La resistencia es uno de los componentes imprescindibles en la construcción de
cualquier equipo electrónico, ya que permite distribuir adecuadamente la tensión y
corriente eléctrica a todos los puntos necesarios.
Para definir el valor de la resistencia o dificultad que opone a la corriente, se
utiliza la unidad de medida denominada ohmio que se representa por el símbolo griego
omega.
Nota: Consulte la página
http://www.gestialba.com/public/examenes/examenescast07.htm
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MEDICION DE VOLTAJE EN CORRIENTE DIRECTA
1.- Inserte los extremos de los
cables de prueba en las
terminales V - - A y COM del
multímetro.
2.- Coloque el selector en el rango
deseado para medir DCV.
3.- Ponga las puntas de prueba en los
polos de la pila a la cual se le desea
medir el voltaje, tal como se indica en
la figura.
4.- Conecte dos o tres pilas en serie y
luego en paralelo (siempre y cuando
sean del mismo valor), en cada caso
determine el voltaje.
5.- Compárelo con el especificado en
las pilas.
Nota: Para medir voltajes el multímetro debe conectarse en paralelo.
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MEDICION DE LA INTENSIDAD DE LA CORRIENTE DIRECTA 1.- Inserte los extremos de los
cables de prueba en las
terminales V - - A y COM del
multímetro.
2.- Coloque el selector en el rango deseado
para medir DCmA.
3.- Monte un circuito simple con una
pila, una resistencia un interruptor
y el multímetro como se indica en la
figura.
4.- En el multímetro haga la
lectura de la intensidad de la
corriente que circula por el
circuito.
Nota: Observe que para medir la corriente la conexión del multímetro es en serie con el circuito.
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INSTRUMENTOS DE EVALUACIÓN
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