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Introducción Metodología ObjetivosDesarrollo temático
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Introducción
Esta Guía orienta el uso del contenido de FISICA dirigida a docentes y estudiantes interesados en explorar una herramienta que les permita interactuar con la virtualidad como elemento motivador.
A partir de los avances tecnológicos y el dinamismo que se presenta en los mismos, la física condensa el esfuerzo del hombre por comprender el universo, el uso de las tic’s colabora con los procesos formativos en los cuales el usuario programa su permanencia en el aula virtual, se ha diseñado una herramienta que permite navegar por los conceptos físicos de una manera amigable y pertinente intentando afianzar los conceptos básicos de la misma.
créditos
FISICA PARA TODOS
1. Bienvenida
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Introducción
Expertos temáticos
Martínez, Avelino
Asesor pedagógico
Haydar, Olga
Coordinador Tecnológico
Noriega, José
Diseñador gráfico y Desarrollador de
contenido
Martinez, Carlos
Diseñador instruccional
Fong, Rafael
Coordinador general
Buendía, Felipe
Producción
Programa de permanencia académica, convenio 260 Dirección de Fomento de la Educación SuperiorMinisterio de Educación NacionalBogotá - Colombia
Centro de Educación Virtual.Fundación Universitaria Tecnológico Comfenalco. Cartagena - Colombia (2014)
Créditos
Metodología ObjetivosDesarrolloTemático
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Metodología
Introducción Metodología Objetivos DesarrolloTemático
Puedes usar el menu o la flecha de siguiente
El tutor puede considerar que la mecánica de trabajo se realice de dos formas:
Individual por participante
En grupos
Al comenzar la exploración del ova, los estudiantes tienen la posibilidad de retroalimentar sobre la marcha, ayudados del dinamismo de la herramienta;Una vez entendido el concepto el tutor puede realizar unas preguntas de verificación que permitan validar la construcción de los conceptos básicos.
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Objetivos
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Objetivos
Objetivo General
Afianzar los conocimientos básicos de la física a partir del uso de las tics y la interacción con el entorno para fortalecer los procesos formativos.
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Objetivos
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Objetivos
Objetivos específicos
1. Aplicar métodos y modelos matemáticos en el análisis y solución de problemas.
2. Analizar, modelar y elaborar diferentes representaciones de una situación problema.
3. Utilizar las TIC para la comunicación, colaboración y participación en redes y equipos de trabajo acorde con las posibilidades tecnológicas disponibles.
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Glosario
MetodologíaIntroducción Objetivos
VectorEs un ente físico que contiene magnitud o modulo, unidad, dirección y sentido.
EscalarEs una expresión o concepto que tiene magnitud y unidad.
DirecciónCorresponde a la línea de acción de un vector, se podría decir que la dirección responde a la pregunta de cómo va? Horizontal, inclinado, vertical, oblicuo.
SentidoDetermina la cabeza o punta del vector, se puede afirmar que responde a la pregunta de hacia dónde va el vector? Norte, sur-este, sur etc. al escribir 80 km/h hacia el norte
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Glosario
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RumboEs aquel ángulo medido desde la norte sur, puede ser a favor o en contra de las manecillas del reloj, y su variación es de 0º a 90º.
Azimut o AcimutSe entiende como acimut aquel ángulo medido desde el norte a favor de las manecillas del reloj y su variación es de 0º a 360º.
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Referencias
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SERWAY Raymond. Fisica1, Editorial Mc Graw Hill,5a Edición pag. 51 a 58 Unidad 3. 2001 .
TIPPENS , Física conceptos y aplicaciones , Edit. Mc Graw Hill, pag 38 a 71, Unidad 3. sexta edición 2001
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Sitios sugeridos
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http:// www.youtube.com/watch?v=i30tH0Idph0
este video permite establecer diferencias entre magnitudes vectoriales y magnitudes escalares, punta de partida para la operacionalización del concepto vectorial
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o Presentación
o Inducción - Diagnóstico
- Definiciones- Nomenclatura de vectores
o Operaciones con vectores o Resultante de un sistema de vectoreso Aplicaciones
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Contenido temático
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Presentación InducciónOperaciones con vectores
Resultante de un sistema de vectores
Aplicaciones
DesarrolloTemático
La virtualidad como estrategia para el fortalecimiento del aprendizaje se constituye en una herramienta motivadora del proceso, aprovechando el momento histórico de la tecnología y la comunicación.La herramienta que se presenta a continuación pretende en primera instancia motivar y desmitificar la complejidad de las ciencias básicas, sobretodo en el afianzamiento de los conceptos básicos; por otro lado, se aprovechara la condición social del hombre para la interacción y las actividades colaborativa que apunten a la construcción de conocimiento.
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o Diagnóstico
Prueba diagnóstica
A continuación colocaremos una serie de conceptos y magnitudes los cuales deben ser clasificados como magnitud vectorial en ese caso coloque dentro del paréntesis (MV), magnitud escalar (ME), no se puede identificar (NI).
1. 50 kilómetros por hora (ME) 6. 69 Km/h hacia el norte (MV)2. 33 días ( ME) 7. 38 grados centígrados (ME)3. 35 Newton ( MV) 8.12 gramos (ME)4. 1230 cm ( ME) 9. 475 Plátanos (ME)5. 567 ( NI) 10.4897 dinas (MV)
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o Definiciones
Para la construcción del concepto de vectores se hace necesario definir los conceptos fundamentales que enmarcan la dimensión vectorial.Observa el siguiente video antes de continuar:
El link sugerido muestra un video relacionado con el concepto fuerza, en donde las situaciones se pueden representar con vectores.
www.youtube.com/watch?v=mBBdjept6hY
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o Definiciones
Concepto de Magnitud
En Física, se llaman magnitudes a aquellas propiedades que pueden medirse y expresar su resultado mediante un número y una unidad. Al momento de medir debemos recordar que la acción implica comparación con un concepto rígido y universal conocido como patrón en donde la cantidad indica el número de veces que se repite el patrón. Son magnitudes la longitud, la masa, el volumen, la cantidad de sustancia, el voltaje, etc.las magnitudes se clasifican en fundamentales si no dependen de otra y derivadas o secundarias si dependen de estas.
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o Definiciones Concepto de Magnitud
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Magnitudes Fundamentales Símbolo
Longitud x
Masa m
Tiempo t
Magnitudes derivadas o secundarias Símbolo
Temperatura T
Intensidad de corriente eléctrica I, i
Intensidad luminosa I
Cantidad de sustancia mol
Velocidad v
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o Definiciones
Magnitudes escalares
Son aquellas compuestas por una magnitud y una unidad, podemos citar algunas: 10 segundos, 235 gramos, 33 grados centígrados…
Magnitudes vectoriales
Son aquellas formadas por un escalar y además poseen dirección y sentido, se debe establecer la diferencia entre sentido y dirección desde el punto de vista físico..Para continuar haz clic en la flecha o en los botones de abajo,
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o Definiciones
DirecciónDirección: corresponde a la línea de acción de un vector, se podría decir que la dirección responde a la pregunta de cómo va? Horizontal, inclinado, vertical, oblicuo.
SentidoSentido: determina la cabeza o punta del vector, se puede afirmar que responde a la pregunta de hacia dónde va el vector? Norte, sur-este, sur etc. al escribir 80 km/h hacia el norte..
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adaLa dirección es vertical, puede ser norte o sur
Su magnitud es 80 km/h, y su sentido es Norte
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o Nomenclatura de vectores
para simbolizar los vectores se usan mayúsculas con una flecha en la parte superior A (el vector A)|A|= Modulo o medida del vector A
En la interacción con las magnitudes escalares, la interpretación de las estructuras como se nombra y se representa un vector, se convierte en un factor determinante para la operatividad con vectores.
Veamos:
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ada
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o Nomenclatura de vectores Coordenadas cartesianas: Se usa un par ordenado para determinar la cabeza del vector y se asume su cola en el origen, ejemplo:
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3
4 Usando el teorema de Pitágoras |A|=√ a2 + b2
|A|=√(32 + 42)=5 unidades
Usando la función tangente para calcular α
α =Tan-1(b/a)=53°07’48’’
A(3,4)
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o Nomenclatura de vectores Magnitud y sentido
B (4u,30°) B=4u
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30°
El ángulo se medirá desde el eje X positivo y en contra de las manecillas del reloj.
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Dibujemos el vector: B (4u,30°)
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o Nomenclatura de vectores Combinación de vectores unitarios
Un vector unitario es aquel cuya magnitud es igual a la unidad, para la representación podemos utilizar los vectores i y j, como vectores unitarios sobre los ejes de coordenadas cartesianas, entonces el vector A = 3i + 4j
A
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3i
4j
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o Nomenclatura de vectores En función del Azimut o Acimut
Se entiende como acimut aquel ángulo medido desde el norte a favor de las manecillas del reloj y su variación es de 0º a 360º.
C = 3u, Acimut = 210º
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C = 3u
Ac. = 210ºW
S
N
E
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o Nomenclatura de vectores En función del Rumbo
Rumbo: Es aquel ángulo medido desde la norte sur, puede ser a favor o en contra de las manecillas del reloj, y su variación es de 0º a 90º
D= 5u, Rumbo N15º W
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D = 5u
N15ºW
W
S
N
E
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Entonces tendremos:
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PresentaciónResultante de un
sistema de vectoresAplicaciones
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Revisemos el producto de un número real aplicado a un vector.
a) Si c es un número real mayor que 1 (c>1) y A es un vector, entonces c*A
es de mayor tamaño que A y conserva la dirección y el sentido. Ejemplo:
c= 2 y A = 4u, hacia el Este, entonces c.A= 8u, hacia el este.
A c*A
Inducción
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8u4u
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b) Si c es un número real mayor que 0 pero menor que 1(0<c<1) y A es un
vector, entonces c*A es de menor tamaño que A y conserva la dirección y el sentido.
c=0.5 y A=4u, este; entonces c.A = 2u, este Entonces tendremos:
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PresentaciónResultante de un
sistema de vectoresAplicaciones
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Inducción
A=4u c . A
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PresentaciónResultante de un
sistema de vectoresAplicaciones
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Inducción
c) Si c es un número real menor que 0 (c<o) y A es un vector, entonces : c*A conserva la dirección y cambia el sentido.
c= -3 A=1u, Norte, entonces c.A = 3u ,Sur.
A=1u
c.A=3u
A partir de lo anterior se puede definir una propiedad que permite articular la suma y la resta de vectores:
A - B = A+(-B) se debe entender que – B es consecuencia de B, pero es otro vector, entonces la diferencia es una suma.
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Resultante de un sistema de vectores
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La resultante de un sistema, corresponde a un vector que reemplaza los efectos por separados de cada vector y los conjuga en uno solo llamado resultante.
Estudiemos los métodos que existen para para hallar el vector resultante de un sistema de vectores dado:
Método del polígono:
Este método permite calcular el valor de la resultante gráficamente y su dirección, y se fundamenta en un algoritmo o paso a paso para lograrlo:
“Para calcular la resultante de un sistema de vectores se coloca uno a continuación del otro conservando la magnitud, dirección y sentido de cada vector; el vector resultante es aquel que nace en la cola del primero y termina en la cabeza del ultimo”
AnimaciónConstante
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InducciónOperaciones con vectores
Veamos el siguiente ejemplo:
hallaremos el vector resultante y su dirección en el siguiente sistema de vectores:
A= 3u, Rumbo S 30ºE B= (4u, 45º) C= 2u, West (oeste) Primero se ubican los vectores en un sistema de coordenadas cartesianas y se verifica la interpretación de su nomenclatura.
A
B
C
A
B
C
a) b)
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A= 3u, Rumbo S 30ºE B= (4u, 45º) C= 2u, West (oeste)
c) d)
A
B
C
AB
C
Debes escoger, de entre las cuatro opciones que se muestran, cuál es la opción que muestra los vectores del enunciado.
La opción que muestra los vectores del enunciado es: ___
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Observemos el procedimiento:Trasladamos un vector a continuación del otro como dice en el algoritmo y trazamos la resultante
AB
CR
AnimaciónInteractiva
Esta figura debe estar animada según el comentario.Mostrar en tamaño más grande que abarque el espacio restante en la diapositiva.
Haz clic aquí para ver el procedimiento
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Método de las componentes rectangulares
Así como la resultante es producto de la conjugación de los efectos de cada vector, un vector se puede descomponer en sus efectos iniciales, de tal forma que un vector se puede remplazar por sus proyecciones verticales y horizontales.
Ay = A.Senα
Ax = A.Cosα
α
A
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Método de las componentes rectangulares
Si tenemos un sistema de n vectores, entonces tendremos el doble (2n) de componentes horizontales y verticales, las horizontales sumadas dan como resultado una Rx, lo mismo sucede con Ry, entonces usando el teorema de Pitágoras.
Ay = A.Senα
Ax = A.Cosα
α
A
R = √ (Rx)2 +(Ry)2
α=Tan-1(Ry/Rx)
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Veamos el siguiente ejemplo:Hallemos el vector resultante y su dirección en el siguiente sistema de vectores.
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A= 3u, Rumbo S 30ºEB= (4u, 45º)
C= 2u, West (oeste)
Vectores Angulo
Proyección. Horizontal
Proyección Vertical(magnitud) Modulo
A=3u 3 300 2,598076211 -2,59807621B=4u 4 45 3,464101617 2,828427125C=2u 2 180 -2 0
4,062177828 0,230350915
Recuerda…El ángulo se medirá desde el eje X positivo y en contra de las manecillas del reloj.
R=[(4.0621)2 +(0.23035)2]1/2 = 4.06u
α =Tan-1(Ry/Rx); α= 03°14’44’’
R
Profesor Avelino debe suministrar esta figura con todos los vectores dibujados
en plano, incluyendo el vector resultante
Respuesta:
El vector resultante será:
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Resuelve el siguiente ejercicio y escribe tus respuestas en el cuadro: Un caballo es tirado por tres cuerdas con intensidades y direcciones como
se muestra en la figura, ¿hallar la resultante y su dirección en el sistema?
Para la sistematización de resultados llenar el siguiente cuadro.
30°
30°
D=√3(30)N
B= (30)N
A=(30)N
Vector Intensidad AnguloProyección Horizontal
Proyección Vertical
A 30 30 25,98 15B 30 330 25,98 -15D 51,96 180 -51,96 0
R (Resultante) Rx=0 Ry=0
|R|=0
Los valores que debes ingresar pueden tener una parte entera y hasta dos (2) cifras decimales, separados por una coma.