Bloque i. La descripción del movimiento y la fuerza. Actividad: Inicio UNO Lean el texto. Pongan atención en cómo percibimos el movimiento usando usando los sentidos.
¿Cómo sabemos que algo se mueve? Imaginen que nos encontramos el mapa de un tesoro enterrado con las s iguientes instrucciones: “Colocarse en el mástil de la Plaza Mayor, caminar 500 metros hacia el este y 57 m etros hacia el norte”. En
Este ejemplo, las instrucciones definen la posición del tesoro, y el mástil es el punto de referencia. Las Instrucciones cambiarían si cam biamos el punto de referencia escogido. El punto de referencia lo em pleamos También para determinar si algo se m ueve. Por ejemplo, para determinar si un automóvil s e mueve, podemos Mirar hacia el pavimento de la avenida, si el auto se aleja o se acerca a este punto, esto significa para nosotros Que el auto se mueve. Este punto fijado por nosotros es un Punto de referencia. Podemos elegir, como punto De referencia, un punto cualquiera del espacio: una esquina del salón de clases, el centro del patio o la base del árbol más próximo. Empleamos principalmente la vista para percibir que algo se mueve, no obstante, como otros seres vivos, tenemos otras posibilidades sensoriales para localizar un objeto y percibir su movimiento. Por ejemplo, los perros, gracias a su desarrollado sentido del olfato, perciben si su amo se está acercando o alejando. También podemos percibir el movimiento a través del sonido, la luz y el calor que emite un objeto que se mueve con respecto a nosotros y saber si se está acercando o alejando. Hay sonidos característicos que nos indican si algo está en movimiento. Por ejemplo, sin verlo, podemos percibir si un mosquito se acerca o se aleja de nosotros, por el sonido que emite cuando se acerca rasante a nuestra cara. Existen movimientos muy rápidos o muy lentos que los sentidos no pueden detectar fácilmente. Por ejemplo, no podemos ver el movimiento de las alas de un colibrí. No podemos apreciar, tampoco, cómo el caudal de un río erosiona las rocas. Para detectar algunos de estos fenómenos recurrimos a instrumentos como el cine o el video, que pueden mostrar, según nos convenga, más lento o más rápido un movimiento, y así, poderlo analizar. Nueva destreza empleada (Reconocer ( Reconocer y definircon con claridad las propiedades, las características o el funcionamiento de organismos, materiales o procesos.)
Manos a la obra Actividad UNO Describan el movimiento de un borrador. •Realicen la experiencia: 1. Contesten: ¿Cómo sabemos que algo se mueve?
2. Van a necesitar: a) Cuaderno b) Borrador Productos a evaluar: rescate (resumen);
cuestionario resuelto; ejemplos de movimiento.
Describir: 3. Elijan a un compañero para que realice lo siguiente:
a) Colocar un borrador encima de un cuaderno. b) Sujetar el cuaderno con las manos sin que se mueva el borrador. c) Caminar despacio en línea recta. d) Que el alumno que caminó en la actividad responda: ¿Se movió el borrador? 4. Comenten:
a) ¿Se movió el borrador? ¿Por qué? b) ¿Qué referencia usaron para dar su repuesta?
En sus cuadernos mencionen dos ejemplos de movimientos que perciban mediante los sentidos de la vista y el oído. Indiquen en cada caso el punto de referencia. •
Actividad DOS (Desarrollo) Escuchando el movimiento Describan el movimiento de un objeto a partir de la percepción del sonido que emite.
1. Comenten: a) ¿Pueden detectar el movimiento de un objeto oyendo el sonido que emite? ¿Por qué? b) Mencionen tres ejemplos de lo anterior. 2. Van a necesitar un reloj despertador o un silbato. 3. Realicen lo que se indica: a) Colóquense en un extremo del patio de la escuela. b)Elijan a un compañero que, con el reloj o silbato sonando, realice lo siguiente: i. Se aleje corriendo hacia el otro extrem o del patio. ii.Se acerque corriendo hacia ustedes. iii. Permanezca inmóvil cerca del resto del grupo.
Actividad de cierre.
c) Pregunten al compañero que corrió: ¿Percibiste cam bios en el sonido del silbato o del reloj? d) Escuchen atentamente cómo son los sonidos que perciben cuando: i. Se aleja o acerca el compañero con la fuente de sonido. ii. Se encuentra fija la fuente sonora. Comenten: a)¿En qué se diferencia el sonido del objeto cuando s e aleja de cuando se acerca al observador? b)¿Cómo es el sonido cuando la fuente sonora está inmóvil? c) ¿Hay diferencias entre lo que percibe el grupo y lo que percibió el compañero que corría? Expliquen su respuesta. d)¿Cómo se puede saber si algo se está moviendo a partir de la percepción de un sonido? Justifiquen su respuesta. e) ¿Qué puntos de referencia se usaron en cada caso? Elaboren en el cuaderno cuaderno un breve texto donde expliquen expliquen cómo participa el punto de referencia para la percepción del movimiento.
Lean el texto. Pongan especial atención en la representación del movimiento. movimiento.
¿Cómo representar nuestra percepción de la Naturaleza? Para un observador inmóvil un objeto puede estar moviéndose y, al mismo tiempo, parecer que está en reposo para otro observador que está en movimiento. No es
difícil pensar por qué la Tierra f ue considerada durante mucho tiempo un punto de referencia fijo: la posición de la Luna y de las estrellas aparenta cambiar con respecto a un punto fijo de la Tierra. Existen distintas representaciones matemáticas del espacio y puntos de referencia dentro de éste. René Descartes ideó la primera de ellas para ubicar la posición de un objeto. Utilizó una recta numérica, en la que el cero se encuentra en su centro. Los números positivos se ubican a la derecha del cero y los negativos, a la izquierda, en intervalos iguales. La posición de un objeto se representa por un punto determinado en la recta, al que se simboliza con la letra x. Por ejemplo, si un objeto se mueve, podemos denominar su posición inicial i y representarla con xi , de igual manera su posición final f, se representa con x f Supongamos que un móvil se desplazó dos unidades desde su posición inicial. Para obtener este desplazamiento se resta del valor de la última posición el valor de la primera, esto es, se calcula la diferencia de 2 – 0 que es igual a 2. Para conocer cuánto se desplazó desplazó el objeto en términos matemáticos, restamos restamos el valor valor xi del valor de xf xf - xi. xi. Esta diferencia la simbolizamos con la letra griega delta. Es decir , Δ x = xf
Consulta tu diccionario para encontrar el significado de palabras como fenómeno .
Dado que nuestros sentidos nos proporcionan información limitada, las descripciones del movimiento o de cualquier otro fenómeno físico necesitan ser tales que no dependan de quién las haga o cómo las haga, sino que describan el comportamiento de los fenómenos físicos de la manera más general posible. Es así como la representación matemática de un movimiento constituye una herramienta indispensable para obtener información más precisa acerca del m ovimiento de los objetos. La Física nos ayuda a hacer descripciones de fenómenos que ocurren en la Naturaleza desde cualquier punto de referencia, sin depender de la capacidad sensorial del observador. en su cuaderno
1. Encuentren: a) Para las dos f iguras siguientes, el valor de la diferencia o el cambio de posición del auto c on respecto al observador que seencuentra ubicado en 0. Apliquen la ecuación: .
Δ
x = xf- xi
b) El valor del cambio de posición de un autobús que se encuentra inicialmente en el punto x = 3 y se mueve hasta el punto x = 7. c) El valor de la posición inicial, si saben que el valor Δ x es 10 y la posición final es 12. d)La relación que existe entre el valor positivo o negativo (signo) de Δ x, con el sentido del movimiento respecto al observador.
Resuelvo el problema “Te encuentras a bordo de un autobús en una terminal. Hay varios autobuses alineados al tuyo y el de junto retrocede muy despacio. Tu compañero de asiento dice: “Hemos comenzado a movernos”. Sin embargo, para ti, tu autobús sigue en reposo ¿Quién tienerazón? ¿Cómo lo demostrarían?” Para resolver el problema responde en tu cuaderno:
1.¿Cuál o cuáles de tus sentidos se utilizan para ubicar la posición y el movimiento del autobús? 2.¿Cuál es tu punto de referencia y el punto de referencia de tu compañero? 3.¿Cómo puedes saber si se acerca o se aleja el autobús por medio de los sentidos? ¿Para qué me sirve lo que aprendí? ¿Dónde estaría ubicado tu punto de referencia para que veas las siguientes Situaciones?
1. La Luna aparece en el horizonte. 2. Un barco que se oculta en el horizonte. 3. Mientras viajas en autobús lees un anuncio inmóvil que está pegado en el interior del autobús. Justifica las respuestas en tu cuaderno mediante dibujos o esquemas. •
Ahora opino que...
Sabemos de las limitaciones de los sentidos en la percepción de movimientos rápidos y lentos; ¿qué han hecho para superar estas limitaciones las personas que se dedican al estudio de los fenómenos naturales? Argumenten su respuesta. •
¿Cómo se mueven las cosas? Propósito y perspectiva
En esta secuencia se describen y representan algunas variables del movimiento uniforme, así como las relaciones que se establecen entre ellas. De esta manera, los alumnos aprenden a diferenciar trayectoria de desplazamiento y rapidez de velocidad. Desde una perspectiva de Naturaleza de la Ciencia, los estudiantes valoran la utilidad de los conceptos físicos como herramientas de conocimiento del mundo que les rodea. Actividad de inicio. Ver video El Universo en movimiento Lee el texto. • Antes de iniciar la lectura piensa en cinco movimientos que realizas en este momento. el movimiento es parte de nuestra vida. Por ejemplo, la sangre circula por todo
el cuerpo llevando nutrimentos y oxígeno a todas las células, tejidos y órganos, a través de las arterias. Los músculos y huesos de nuestros brazos y piernas nos permiten caminar,correr y jugar. Existen algunos organismos que realizan migraciones y se desplazan de un lugar a otro, como la mariposa monarca. El movimiento también está presente en la materia inerte. Por ejemplo, un río corre llevando piedras, lodo y materia orgánica desde las montañas hasta el m ar, y el viento mueve las nubes de un sitio a otro. Incluso los continentes se mueven, aunque su desplazamiento sea evidente sólo después de m iles de años. La Tierra gira sobre su eje cada 24 horas aproximadamente y, al mismo tiempo, se desplaza alrededor del Sol siguiendo una trayectoria elíptica que se completa en 365días. Y eso no es todo: El Sol y los planetas que lo circundan, se mueven en una órbita gigantesca alrededor del centro de la Vía Láctea. ¡Lo sorprendente es que estos movimientos ocurren sin que nos demos cuenta¡ Por lo visto, todo el tiempo algo se mueve dentro o fuera de nosotros.
Ahora conoces los conceptos de posición, posición, desplazamiento y distancia a lo largo de una recta. En esta secuencia, conocerás qué es la trayectoria y el desplazamiento de uncuerpo cuando se mueve en un plano, así como la diferencia entre su rapidez y su velocidad. Asimismo, representarás mediante gráficas de posición y tiempo el movimiento de un objeto a lo largo de una recta. De esta manera, apreciarás la importancia de describir con mayor precisión cómo se desplazan los cuerpos en la vida cotidiana. A continuación se presenta el problema que resolverás con lo que hayas aprendido durante la secuencia. Le has ofrecido a tu hermana que al salir de la escuela, puedes ayudarle a dejar tres invitaciones para su fiesta de quince años, aunque esto te desvíe un poco de tu camino habitual de la escuela a la casa. En las indicaciones, ella te escribe lo siguiente: “En ninguna casa te detengas, sólo mete el so bre en el buzón. Por la calle Juárez, camina 200 pasos en dirección al sur. Allí está la casa 1. Después, caminas 450 pasos en dirección este y llegarás a la casa 2. La tercera y última casa se encuentra a 600 pasos al norte de la casa 2. Cuando termines, regresa a nuestra casa, situada a 150 pasos al oeste de la casa 3. Puedes hacer todo el recorrido en media ho ra si mantienes el mismo paso. ¡Gracias!” 1. ¿Cuál es la distancia total recorrida para entregar las invitaciones desde la escuela hasta tu casa? Dibuja la trayectoria. 2. ¿Cuál es la cantidad y la dirección del desplazamiento neto? 3. Si mantienes el mismo paso, ¿en qué tiempo llegarías por el camino habitual de la escuela a tu casa, que es una línea recta?
Lo que pienso del problema
Realiza en tu cuaderno lo que se pide:
1. Representa en un dibujo el camino seguido para repartir invitaciones. 2.¿Cuál sería en este caso, medida en pasos, la distancia total recorrida y cuál la magnitud del desplazamiento neto? 3. ¿Qué dirección tuvo el desplazamiento neto? 4. ¿Cuántas posiciones intermedias reconoces en el mapa? 5. Caminando al mismo paso que para hacer las entregas, ¿en cuánto tiempo llegarías a tu casa por el camino habitual, que es una en línea recta?
Antes de la lectura respondan la pregunta del título del texto con un ejemplo. ¿Es lo mismo tr ayectoria que desplazamiento? Para describir el recorrido de la escuela a nuestra casa podemos dibujar el trayecto como una sucesión de segmentos. Si fuéramos avanzando por una carretera,
ocuparíamos distintas posiciones, que podemos marcar con puntos. La sucesión de estos puntos es nuestra trayectoria. Por ejemplo, una mosca puede moverse en círculos, por lo que su trayectoria es circular; la Tierra, por su parte, sigue una trayectoria elíptica al girar
alrededor del Sol. Ca a trayectoria tiene una longitud de trayectoria determinada, determinada, que no es otra cosa que la distancia recorrida por el cuerpo en movimiento. La trayectoria seguida por el camión desde Pohasta P f está marcada con puntos grises. Ésta se forma por el conjunto de las posiciones sucesivas ocupadas por el camión, desde el punto inicial hasta el punto final del recorrido. En este caso, la longitud de la trayectoria es mayor que la del desplazamiento. Todas las posiciones están referidas a un punto que es el origen del punto de referencia utilizado en el que podría estar un observador. Para distinguir cuando vamos de ida y cuando venimos de regreso por una carretera, hablamos de sentido demovimiento . Por otra parte, si trazamos un segmento que una los puntos inicial y final de la trayectoria estaremos representando el desplazamiento del objeto. Puedes darte cuenta que esta cantidad no depende de la forma de la trayectoria intermedia. Representa la distancia más corta entre las posiciones inicial y final, pero contiene otra información adicional: nos dice en qué direcc ión se movió el objeto al pasar de una posición a otra. Conviene dibujar el segmento como una flecha que apunta de la posición inicial hacia la posición final: no s dice de paso cuál es el sentido de m ovimiento. Supongamos que los atletas salen del punto “A”, situado a 100 metros de la llegada, en sentido inverso de las manecillas del reloj, y llegan a la meta, marcada con “F”. En este caso, la distancia recorrida es 300 metros, en tanto que la magnitud del desplazamiento es menor a 100 metros
. En otras palabras, la longitud de la trayectoria es mayor a la del desplazamiento. Te podrás dar cuenta de que la longitud de la trayectoria es siempre mayor o igual al desplazamiento. Conocer la trayectoria de un objeto nos dice exactamente qué posiciones puede ocupar a lo largo de su movimiento. Esto puede ser muy útil para estudiar, por ejemplo, los hábitos de algunas especies migratorias, la diseminación de un medicamento por el torrente sanguíneo, o bien, para determinar la responsabilidad del conductor de un vehículo en un accidente, al considerar la evidencia de las marcas de las llantas sobre el pavimento. En su cuaderno:
1. Elaboren una tabla comparativa entre trayectoria y desplazamiento neto. Trayectoria y Desplazamiento Semejanzas Diferencias 2.Hagan un dibujo en el que el tamaño del desplazamiento neto de un móvil sea igual a la longitud de su trayectoria. 3. Dibujen dos trayectorias posibles de su casa a la escuela y tracen el desplazamiento neto.
Actividad de Desarrollo De Cerritos a Villa Rica construyan un modelo que describa la trayectoria,el desplazamiento y la rapidez de un móvil.
i. Comenten: Describan dos trayectorias diferentes para ir a la escuela y digan cuál sería el desplazamiento neto. ii.En el patio de la escuela, realicen la siguiente práctica. 1. Material
a) 4 cronómetros o relojes con segundero b) Cuaderno c)Lápiz d)40 metros de estambre u otro hilo grueso e)Cinta métrica o metro f)Cinta adhesiva 2. Procedimiento: Imaginen que se van a trasladar de un poblado llamado Cerritos hasta otra ciudad denombre Villa Rica. Ahora: a)Hagan una marca en el patio, ubicando a Cerritos como punto de referencia. b) Dividan la longitud del estambre en cuatros segmentos o tramos de 10 m cada uno. c) Marquen con cinta adhesiva cada uno de los segmentos: 10, 20, 30 y 40m . d) Coloquen el estambre sobre el piso simulando la forma de la trayectoria a su elección e) Fijen con cinta adhesiva el estambre al suelo. f) Escojan a cuatro cronometristas. Cada u no se ubica en cada una de las cuatro marcas. g) Pida a un compañero hacer el recorrido sobre el estambre de la siguiente manera: i. Caminando lento ii. Corriendo h) Tomen el tiempo que tarda el compañero en recorrer la distancia desde el punto de partida hasta la posición del cronometrista. Para ello los cronometrístas deben arrancar simultáneamente sus cronómetros. i) Midan el desplazamiento entre Cerritos y Villa Rica. j) Tomen el tiempo en que el compañero recorre esta distancia caminando y corriendo. k)Anoten estos datos en la tabla. Segmento 1 2 3 4
Desplazamiento neto
Distancia Recorrida (m)
Tiempo caminando (s)
Tiempo Corriendo (s)
4. Análisis de resultados
a)¿Cuál es la distancia en línea recta entre Cerritos a Villa Rica? b)¿Cómo se llama esta magnitud? c)¿En cuanto tiempo fue recorrida caminando y corriendo? d)¿En cuántos metros difieren la longitud de la trayectoria y el desplazamiento neto? e)¿Cómo podemos conocer la rapidez del compañero en esta experiencia? f)¿En cuál de los segmentos el voluntario se movió con mayor rapidez? 5. Comunicación Elaboren un reporte de práctica en sus cuadernos. • Comenten los resultados obtenidos Para ello: • Intercambien sus opiniones sobre:
a)La diferencia entre la longitud de la trayectoria y el desplazamiento. b)¿Cómo definirían la rapidez de un objeto? c)¿Cuál creen que sería la fórmula de la rapidez? d) Menciona dos ejemplos de la vida diaria en la que la descripción del movimientosea de utilidad. Actividad de cierre. Lean el texto. • Antes Antes de la lectura comenten: ¿Cómo definirían la velocidad de un objeto? ¿Qué más necesitamos para describir el movimiento? La rapidez y la velocidad son datos fundamentales
para describir el movimiento. Un objeto se mueve con mayor rapidez que otro cuando recorre la misma distancia en menos tiempo,
no importando hacia dónde se dirija. Si medimos la longitud de la trayectoria de un compañero que cruza el patio de la escuela corriendo, y la dividimos entre el tiempo que tardó en llegar, obtendremos su rapidez. En las competencias olímpicas, por ejemplo, los atletas más rápidos son capaces de recorrer 100 metros planos en menos de 10 segundos. Si dividimos 100m entre 10s , obtenemos un valor de 10m/s , que es precisamente la rapidez. El valor de la rapidez promedio, que representare mos con la letra v , se calcula dividiendo la distancia total entre el tiempo empleado, lo que se puedeexpresar como v =d t
En una carrera de 10 km , los atletas que llegan primero a la meta tienen una rapidez media de 4.3 km h
analicen lo que se indica: •Escriban sus respuestas en el pizarrón.
1.¿Es lo mismo velocidad que rapidez? Explica 2.En una competencia de maratón, ¿qué rapidez promedio debe tener un corredorpara completar los 42.195km en 3 horas? 3.¿Cuál de las siguientes mediciones es una velocidad?:
Calculen la rapidez de un cuerpo en movimiento.
1.Utilicen los datos de la tabla para: a.Calcular la rapidez de un alumno que camina por cada segmento de la trayectoria. b.Calcular la rapidez del alumno cuando corre por cada segmento de la mismatrayectoria. 2.Escriban los valores calculados de la rapidez en la columna correspondiente. Caminando
Segmento
Distancia Recorrida (m )
Tiempo (s )
1 2 3 4
10 20 30 40
3 6 9 12
Rapidez (m /s )
Corriendo
Tiempo (s )
Rapidez (m /s )
2 4 6 8
2. Elaboren dos gráficas de distancia y tiempo. tiempo. Tracen los datos del tiempo en el eje horizontal.
¿Para qué me sirve lo que aprendí? Si fueras un turista, ¿te convendría saber la rapidez o la velocidad del transporte que te llevará a tu destino? ¿Por qué?
1.Emplea los conceptos de rapidez y velocidad trabajados en la secuencia en tu respuesta. 2.Escribe un breve texto en tu cuaderno. Supongamos que conducen una ambulancia por lo que su trabajo consiste en llegar al sitio adecuado en el menor tiempo posible para salvar vidas. •
Escriban en su cuaderno una reflexión sobre: 1.Las ventajas de conocer la diferencia entre trayectoria Y desplazamiento para recoger a una persona que sufre un accidente en el centro de la ciudad. 2.Las dificultades que tienen los conductores de las ambulancias para realizar su trabajo.
