Aprendiendo sobre un cuerpo en equilibro

Aprendizaje Esperado:
 Demostrar que el equilibrio de un cuerpo (moneda), se lograra si su centro de gravedad es apoyado en otro cuerpo

FOCALIZACION:

-  ¿A que se denomina peso de un cuerpo?

El peso de un cuerpo representa la fuerza con que es atraído hacia el centro de la tierra (atracción gravitatoria). Depende de la masa del mismo y de la distancia al centro de la tierra. Todo cuerpo pesa menos en la cima de la montaña que al nivel del mar.

-  ¿Qué es el centro de gravedad de un cuerpo?

El centro de gravedad es el punto de aplicación de la resultante de todas las fuerzas degravedad que actúan sobre las distintas porciones materiales de un cuerpo, de tal forma que el momento respecto a cualquier punto de esta resultante aplicada en el centro de gravedad es el mismo que el producido por los pesos de todas las masas materiales que constituyen dicho cuerpo.

- ¿Cuándo un cuerpo está en equilibrio?

Un cuerpo se encuentra en equilibrio cuando: 
1.- La sumatoria total de fuerzas tanto en X y en Y son igual a cero con lo qu e indica que no hay un movimiento y por ende el cuerpo esta en equilibrio. 
2.- Cuando su velocidad se mantiene constante por lo que no hay cambio de aceleración, es decir que el cuerpo sigue constante

HIPOTESIS:

Si todo cuerpo se mantiene en equilibrio, entonces esta en reposo relativo

EXPLORACION:

EXPERIENCIA 1:

Materiales:

• Moneda

• Carta o tarjeta

 

Procedimiento:

• Primero tomen la moneda e intenten colocarla sobre una de las aristas de la tarjeta. Como ven es casi imposible

• Doblamos la mitad de la tarjeta, c modo de formar una V con ella. Ponemos nuevamente la moneda sobre ese ángulo formado y enderezamos con cuidado

REFLEXION:

¿Crees que se puede lograr el equilibrio con cualquier cuerpo?  ¿Por qué?

Si porque todos los cuerpos tienen su centro de gravedad

APLICACIÓN:

• ¿Puede estar un cuerpo en equilibrio cuando sobre él actúa una fuerza? 

Se puede tener un cuerpo en el mismo sitio, pero podría estar rotando de manera que no estaria en total equilibrio, solo equilibrio traslaciones.
Ahora, respondiendo a tu pregunta: NO es posible tenerlo en equilibrio con una sola fuerza, se necesita al menos otra (o muchas otras) de manera que se opongan a la primera. Asi, el resultado neto es como si no existiera fuerza porque están balanceadas.

b. Un globo se mantiene en el aire sin ascender ni descender. ¿Está en equilibrio?, ¿qué fuerzas actúan sobre él?

Está en equilibrio. Actúan sobre el la gravedad y la presión den aire.
Esta última es un poco mayor abajo que arriba y por esto puede cancelar la gravedad. La fuerza se calcula por el principio de Arquímedes, como le diferencia del eso del aire desplazada y la del gas en el globo. Eso si no tomamos el gas en el globo como arte de la masa que sufre la fuerza de gravedad. Si la incluimos, entonces la cancelación es directa, peso total del globo con gas igual a peso del aire desplazado, ero las fuerzas si actúan

 

EXPERIENCIA 2:

• MATERIALES:

  • Corcho

  • 2 alfileres

  • Algunos libros

  • Regla

  • 2 palillos de tejer

 

• PROCEDIMIENTO:1. Colocamos la regla entre algunos libros para mantenerla de una manera horizontal.2. Utilizaremos el corcho como soporte de los demás elementos, toma los alfileres e incrústalos en la parte inferior del corcho, y los palillos de tejer deben estar incrustados en ambos extremos. 3. Pon el cuerpo sobre la regla y observa cómo por más que lo empujes hacia un lado y otro, el mismo cuerpo sigue de pie.

APLICACIÓN:

Investiga las condiciones de equilibrio.

La sumatoria total de fuerzas tanto en X y en Y son igual a cero con lo que indica que no hay un movimiento y por ende el cuerpo está en equilibrio. 
Cuando su velocidad se mantiene constante por lo que no hay cambio de aceleración, es decir que el cuerpo sigue constante.

Averigua acerca de la ley de gravedad.

La Ley de la Gravedad o Ley de Gravitación Universal, declara que todas las partículas materiales, y los cuerpos formados por estas partículas, tienen una propiedad denominada masa gravitacional. Esta propiedad hace que dos partículas cualesquiera ejerzan entre sí una fuerza atractiva (a lo largo de la línea que las une) directamente proporcional al producto de sus masas e inversamente proporcional al cuadrado de la distancia que las separa.

EXPERIENCIA 3

MATERIALES:

Botella de vidrio

1 corcho

2 tenedores

2 palillos o escarbadientes

 

PROCEDIMIENTO:

Debemos primero trabar los tenedores, como si estuviésemos pinchado el uno con el otro, entrecruzando sus dientes. En el medio de toda esa “maraja” de dientes de acero, colocamos un palillo. El otro palillo o escarba diente lo pinchamos en el corcho y luego ponemos todo en el pico de la botella.

 

REFLEXIÓN:

¿Todos los cuerpos reciben los efectos de gravedad?

 

Todos los cuerpos que se encuentran en la tierra, reciben los efectos de la gravedad, el resultado es una fuerza que los atrae hacia el centro de la tierra y que se conoce como peso de los cuerpos.

 

APLICACIÓN:

¿Qué sucede con los tenedores al estar incrustados en el escarbadientes?

 

Hace que ambos están equilibrados gracias al cuerpo ejercido, en este caso la botella de vidrio.

La experiencia realizada te ayudo a demostrar el equilibrio de dicho cuerpo?

 

Si, al incrustar los tenedores y al poner el escarbadientes en el corcho de la botella pues ello permitió el equilibrio en ello.

 

 

 

Aprendiendo sobre la temperatura de un cuerpo

 

Aprendizaje Esperado:
Demostrar que el papel no se quema aunque se ponga directamente al fuego

FOCALIZACION:
¿Qué sabes acerca de temperatura de un cuerpo?
La temperatura es una magnitud referida a las nociones comunes de caliente, tibio o frío que puede ser medida con un termómetro.

HIPOTESIS:

El agua calentara, llegando a hervir, pero el papel no se quemara

EXPLORACION:

 MATERIALES:

• Papel

• Fuego

• Cerillas

• Soporte para el fuego

• Agua

PROCEDIMIENTO:

Preparar un recipiente de papel que nos sirva después de cazuela. Puede servir un folio y a partir de él construir un paralelepípedo sin base superior. La solidez de la estructura puede conseguirse gracias a unas grapas que ayudarán a mantener los ángulos rectos. Una vez construido el cazo de papel, lo pondremos sobre el soporte, lo llenaremos de agua y ya podremos prender el fuego

REFLEXION:
¿Por qué el papel no se hace nada al chocar con fuego?

Porque esta con agua y hace un proceso como si estuviera hirviendo

APLICACIÓN:
¿Qué temperatura tiene el fuego?
El fuego, es un elemento demoledor, hasta el punto de destruir todo lo que haya a su alcance, se puede producir por muchos motivos de descuido o provocados, por un cigarrillo mal apagado, estando durmiendo, un rayo, un cortocircuitos y por varios motivos más. 
Ahora viene la temperatura, que también varía, según sea el tipo de fuego y materiales, que ardan, puede empezar de aproximadamente 10 grados hasta 2.000, 3. 000 y más, todo depende del material combustible y la duración del mismo. 

 

Aprendiendo sobre la densidad de los cuerpos

 

APRENDIZAJE ESPERADO:
 Determinar la densidad del huevo y su peso específico de los cuerpos (Huevo)

FOCALIZACION:

¿Qué es la densidad?
Relación entre la masa y el volumen de una sustancia, o entre la masa de una sustancia y la masa de un volumen igual de otra sustancia tomada como patrón.

HIPOTESIS:
Si introducimos un huevo en vaso de agua, este se hundirá hasta el fondo del vaso pero si añadimos la sal, la densidad del agua ira cambiando

EXPLORACION:

EXPERIENCIA 1:

 MATERIALES:

• Dos huevos

• Agua

• Sal

• Dos vasos iguales

 PROCEDIMIENTO:
Llena los dos vasos de agua.

Coloca uno de los huevos en el primer vaso. En el otro vaso echa varias cucharadas de sal y remuévela para disolverla.

 Echa con cuidado el otro huevo en el vaso, y observa cómo flota.

REFLEXION:
¿Crees que la densidad es propiedad de la materia?
La densidades una propiedad específica de la materia que nos permite diferenciar unos materiales de otros.
Mide, en cierto modo, lo concentrada que esta la masa de un cuerpo.

 

 APLICACIÓN:
 ¿Por qué no flotaba antes?
Porque no tenía densidad, no contenía sal

 ¿Qué hizo la sal para que el huevo flote?

Le dio más densidad al agua

 ¿Crees que el mar ocurra este fenómeno?

Sí, porque contiene agua salada

 

EXPERIENCIA 2:

 

 MATERIALES:

• Un huevo crudo

• Un huevo hervido (por 10 minutos) y mucho cuidado de no quebrarlos

 

PROCEDIMIENTO:

 

Mezcla los huevos bien, hasta que no sepas cuál está crudo y cuál duro. Ahora, ponlos a girar en una superficie grande, o sobre el suelo. Observa cómo se mueven, cuál gira con más facilidad, más rápido, o más tiempo. Ahora pon los dos a girar al mismo tiempo. Detenlos y suéltalos inmediatamente.

 

REFLEXION:

 

¿Por qué el huevo crudo sigue girando sin afectar su densidad?

El huevo crudo empezará a girar nuevamente, porque aunque su superficie se detuvo, el líquido adentro siguió girando. Ahora puedes hacer otro truco con el huevo duro. Ponlo a girar muy rápidamente y notarás el mismo fenómeno que sucede con los trompos tradicionales.

 

 

APLICACIÓN:

¿Cómo has podido comprobar la facilidad de cada uno de los cuerpos?

Al hacerlos girar pude comprobar la facilidad de cada uno de ellos y al mismo tiempo identificar la duración de los giros que daban.

 

¿Cómo diferencias un huevo del otro sabiendo que no es cocido y el otro crudo?

Porque en el momento que giraban puedo observar que había un cuerpo que giraba dentro de uno de los huevos y fue el que más tiempo demoro en dejar de girar , en cambio el otro solo tuvo poco tiempo de giro

 

 

Aprendiendo sobre la presión del agua

 

APRENDIZAJE ESPERADO:
Comprobar que un objeto puede flotar cuando su peso es igual a la fuerza de empuje

FOCALIZACION:

¿Qué es una presión?

Es una magnitud física que mide la proyección de la fuerza en dirección perpendicular por unidad de superficie, y sirve para caracterizar cómo se aplica una determinada fuerza resultante sobre una línea.

HIPOTESIS:

Si el peso del cuerpo es igual a la fuerza de empuje, entonces flotara

EXPLORACION:

EXPERIENCIA 1:

 MATERIALES:

-Un gotero

-Agua

-Una Botella de plástico

 PROCEDIMIENTO:

Llena casi por completo la botella con agua potable, dejando aproximadamente un centímetro sin agua. Introduce agua en el gotero hasta casi la mitad del tubito. Después coloca el gotero en forma vertical dentro de la botella manteniendo la parte abierta del gotero hacia abajo. El gotero quedara flotando en la parte superior de la botella. Cierra la botella. Presiona ligeramente la parte lateral de la botella. Observa que pasa con el gotero

REFLEXION:

¿Qué sucede al presionar la parte lateral del gotero?

Flota

¿Qué sucede cuando se deja de presionar?

El gotero se hunde

 

APLICACIÓN:

¿Por qué al inicio el gotero flota?

Por la presión del agua

 

Observa lo que sucede al presionar. ¿Por qué?

Flota, por la propia fuerza que se ejerce al cuerpo

 

 

Aprendiendo acerca de la presión atmosférica y presión del aire

 

APRENDIZAJE ESPERADO:
Demostrar y reconocer los efectos de la presión atmosférica sobre los cuerpos.

FOCALIZACIÓN:

• ¿Qué es la presión atmosférica?

La presión atmosférica es la fuerza por unidad de superficie que ejerce el aire sobre la superficie terrestre.

 

• ¿Qué son las fuerzas intermoleculares?

Dentro de una molécula, los átomos están unidos mediante fuerzas intermoleculares (enlaces iónicos, metálicos o covalentes, principalmente). Estas son las fuerzas que se deben vencer para que se produzca un cambio químico. Son estas fuerzas, por tanto, las que determinan las propiedades químicas de las sustancias.

 

HIPÓTESIS:
Si al colocar la botella con agua boca abajo y el agua se resiste a caer, a pesar de los agujeros que tenga la bolsa de plástico, demostraremos así que existe presión atmosférica de aire.

EXPLORACIÓN:

EXPERIENCIA 1:

• MATERIALES:

  • Botella de plástico

  • Agua

  • Tapadera de un frasco

  • Bolsa de plástico

 

• PROCEDIMIENTO:1. Llenamos media botella de agua y sustituimos el tapón por un trozo de plástico que sujetamos a la botella con una goma elástica.2. Hacemos cinco agujeros pequeños en el plástico, cubrimos la salida de la botella con la tapadera, sujetando bien con las dos manos, le damos la vuelta a la botella con la tapadera procurando que no salga agua.3. Retiramos la tapadera y vemos que el agua no cae de la botella. Repetimos el experimento añadiendo nuevos agujeros.

 REFLEXIÓN:
En esta experiencia actúan dos fuerza: por un lado el peso del agua, y por el otro la presión atmosférica del aire. Se forma una capa de aire muy fina entre la botella y la tapadera, el volumen del aire en el interior de la botella aumenta y su presión disminuye.

APLICACIÓN: Averigua sobre el principio de Bernoulli.

El principio de Bernoulli, también denominado ecuación de Bernoulli o Trinomio de Bernoulli, describe el comportamiento de un fluido moviéndose a lo largo de una corriente de agua. Fue expuesto por Daniel Bernoulli en su obra Hidrodinámica (1738) y expresa que en un fluido ideal (sin viscosidad ni rozamiento) en régimen de circulación por un conducto cerrado, la energía que posee el fluido permanece constante a lo largo de su recorrido.

 

EXPERIENCIA 2:

• Materiales:

 

ü  Vaso de vidrio

ü  Caja de Cd o DVD

 

-            Procedimiento:

 

Primero debemos colocar agua en el vaso , casi hasta llenarlo , pero déjalo con aproximadamente un centímetro menos del nivel superior.

Ahora toma la caja del Cd o DVD y la  desamarras .Necesitaras la tapa.

Toma esta ultima y la colocas sobre la parte  superior del vaso. Presiona con tus dedos y giras todo, hasta dejar el vaso en posición vertical pero con su fondo totalmente hacia arriba.

Con cuidado, saca tus dedos de la tapa y observa que sucede.

 

Ø  Reflexión :

 

¿Qué aprendiste?

Sobre la presión atmosférica y la fuerza que ejerce sobre un peso.

 

Ø  Aplicación

·           ¿Qué pasaría si entran burbujas de aire en el vaso?

Si, entran burbujas de aire, eso hará que la presión dentro del vaso aumente, y la presión exterior, que es la atmosférica, ya no pueda “sostener” la tapa.

•       Investiga el efecto de la presión atmosférica

Es la ley de Boyle – Mariotte: A temperatura constante, un aumento de presión favorece la contracción de volumen”

El aumento de la presión sobre un sistema en equilibrio hace que el equilibrio se traslade, o sea, el equilibrio se traslada para le lado de menor volumen.

Ya, la disminución de presión sobre un sistema en equilibrio hace que el equilibrio se traslade en el sentido de la expansión volumétrica, o sea, el equilibrio se traslada para el lado de mayor volumen.

Además de la temperatura, la presión también influye en los cambios de estados.

Cuanto menor sea la presión ejercida sobre la superficie de un líquida, más fácil es la vaporización, pues las moléculas del líquida encuentran menor resistencia par abandonarlo y transformarse en vapor.

Veamos por ejemplo, el caso del agua. A nivel del mar, la presión ejercida por el aire, es, como hemos dicho anteriormente, de 1 atmósfera. El agua hierve entonces a 100 ºC

 

 

Aprendiendo sobre la luz

 

APRENDIZAJE ESPERADO:

Describe  los fenómenos relacionados con la luz escribiendo un mensaje con tinta invisible a base de jugo de limón. 

FOCALIZACIÓN:

¿Qué es la luz?

La luz es una onda electromagnética que está compuesta por diminutas partículas llamadas fotones y que nos permite visualizar todo lo que nos rodea aportando color y sentido a la vista.

¿Qué nos revela el estudio de la luz?

Una serie de características y efectos al interactuar con la materia, que permiten desarrollar algunas teorías sobre su naturaleza.

 

HIPOTESIS:

Si escribimos en un papel butano con tinta de zumo de limón entonces lo escrito será imperceptible ante nuestra vista.

EXPLORACION:

Materiales:

Papel

Butano

Mechero

Cerillas

Pincel

Zumo de limón

 

PROCEDIMIENTO:

Se exprime el zumo de un limón. Este zumo ya puede utilizarse como tinta sobre un papel con ayuda de un pincel. Cuando el papel esté seco, las letras serán imperceptibles, salvo que –a cierta distancia- sometamos al papel a la acción del calor de una llama.

REFLEXION:

¿Porque se eleva la temperatura al someter a una acción calórica?

Al someter el papel al calor de una llama lo suficientemente lejos como para que no arda, pero cerca para que su temperatura se eleve, provocaremos la combustión del ácido cítrico, con menor temperatura de inflamación que el papel. Entonces aparecerán las zonas carbonizadas de color pardo .Hay que tener cuidado, por la posible combustión del papel, y paciencia en el proceso.

 

APLICACIÓN:

¿Qué aprendiste sobre óptica?

Es la rama de la física que estudia el comportamiento de la luz, sus características y sus manifestaciones.

¿Qué efecto causa la temperatura en dicha experiencia?
Causa la combustión del papel en dicho proceso realizado en la experiencia

 

Aprendiendo sobre la temperatura que provoca efectos en los gases

 

APRENDIZAJE ESPERADO:

Analiza la dilatación de los cuerpos a partir a partir del incremento de temperatura.

 

FOCALIZACIÓN:

 

¿Qué conocimiento tienes acerca de combustión?

Es una reacción química de oxidación, en la cual generalmente se desprende una gran cantidad de puntos en forma de calor y luz, manifestándose visualmente gracias al fuego.

 

¿Qué es dilatación?

Proceso físico por el cual se producen cambios de volumen como resultado de cambios de temperatura.

 

HIPOTESIS:

Si cubrimos la vela encendida con el vaso entonces la temperatura se elevara

 

EXPERIMENTACIÓN:

 

MATERIALES:

•Una velita

•Una botella de vidrio de cuello ancho

•Un plato hondo con agua

 

PROCEDIMIENTO:

Ponga suficiente agua en el plato hondo. Coloque la velita sobre el agua. Enciéndala con cuidado y ayuda de sus mayores. Cuando la llama se vea estable, cúbrala con la botella boca abajo.

REFLEXION:

¿La temperatura aumenta o disminuye depende de la presión atmosférica?

Ese gas es necesario para la combustión, la cual produce otros gases. Simultáneamente, la vela encendida calienta el gas atrapado a una temperatura cercana a los 800°C, lo que provoca que el gas se expanda. Al apagarse la vela por falta de oxígeno, la temperatura baja rápidamente y el volumen de gases y la presión de los mismos se reduce, esto provoca que la presión atmosférica externa empuje el agua del plato y esta suba de nivel hasta que se igualen las presiones.

 

APLICACIÓN:

 

¿Por qué la vela se apaga?

Porque al taparla con el vaso la temperatura se elevó e hizo que la vela se apagara.

¿Qué efecto causa la combustión?

En el momento que se apagó la vela.

 

 

Aprendiendo sobre el proceso de la Osmosis

 

 

APRENDIZAJE ESPERADO:
Explicar el proceso ósmosis a través de la membrana de la parte inferior del huevo.

FOCALIZACIÓN:
¿Qué entiendes por ósmosis?

Ósmosis es un proceso por el cual el agua pasa a través de una membrana semipermeable por un proceso llamado difusión simple que es sin gasto de energía y espontaneo, y pasa desde la solución menos concentrada hacia la solución más concentrada para equiparar las concentraciones a ambos lados de esa membrana semipermeable. 

HIPÓTESIS:
Si el interior de un huevo se vacía por un extremo al entrar en contacto con el agua, entonces comprobaremos el proceso de ósmosis.

EXPLORACIÓN:

• MATERIALES

  • VASO

  • AGUJA

  • HUEVO CRUDO

  • AGUA

 

• PROCEDIMIENTO1. Con una aguja haremos una pequeña incisión de la cascara del huevo, en su extremo más achatado, de forma que sólo se rompa ésta y no la telilla interior.2. Con nuestros dedos aumentaremos el tamaño de la abertura de la cáscara. Haremos un agujero, incluida esa telilla o membrana, en el otro extremo del huevo.3. Se deposita el huevo dentro de un vaso en posición vertical y apoyándolo por el extremo donde la membrana no ha sido perforada, se vierte agua  en el vaso de forma que no cubra el huevo. Se observará cómo va saliendo la clara del huevo por la abertura superior.

 

REFLEXIÓN: 
El fenómeno que observamos se debe a un proceso de osmosis a través de la membrana de la parte inferior del huevo. El agua del vaso va atravesando la membrana, dando que ésta es semipermeable y permite el paso del disolvente, el agua. El agua pasa hacia el interior del huevo ya que su concentración es menor, lógicamente, en el líquido interno de la clara que en el agua corriente del vaso.

APLICACIÓN:   

¿A qué se le llama membrana semipermeable?

Una membrana semipermeable permite el paso preferencial de ciertas sustancias presentes en una disolución frente a otras. Este hecho las hace importantes tanto en sistemas biológicos vivos como en aplicaciones tecnológicas.

 

Aprendiendo sobre la desnaturalización de proteínas

 

APRENDIZAJE ESPERADO:

Identificar las proteínas y observar el proceso de la desnaturalización de las proteínas a través de la experiencia de freír un huevo sin necesitar aceita y fuego

FOCALIZACIÓN:

• ¿Qué es la desnaturalización?

Es un cambio estructural de las proteínas o ácidos nucleicos, donde pierden su estructura nativa, y de esta forma su óptimo funcionamiento y a veces también cambian sus propiedades físico-químicas.

 

• ¿Cómo crees que se puede freír un huevo sin aceite, fuego e inclusive sartén?

Tal vez con vinagre o inclusive alcohol.

 

HIPÓTESIS:

Si al huevo le añadimos alcohol podremos observar un cambio físico en él, demostrando así la desnaturalización de sus proteínas.

 

EXPLORACIÓN:

• MATERIALES:

  • Huevo crudo

  • Recipiente

  • Alcohol de farmacia

•  PROCEDIMIENTO:

  Verteremos en un recipiente una cantidad alcohol y seguidamente el huevo.

  Tapa el recipiente y espera al menos media hora. A medida que pasa el tiempo observa lo que sucede en el recipiente.

REFLEXIÓN:

Las cadenas de las proteínas que hay en la clara del huevo se encuentran enrolladas adoptando una forma esférica. Se denominan proteínas globulares. Al freír o cocer un huevo, el calor hace que las cadenas de proteínas se desenrollen y se formen enlaces que unen unas cadenas con otras. Este cambio de estructura da a la clara de huevo la consistencia y color que se observa en un huevo cocinado. A este proceso se le conoce como desnaturalización.

APLICACIÓN:     Investiga sobre proteínas globulares.

Las proteínas globulares, o esferoproteínas se pliegan en forma esférica y forman una estructura más compleja, diferenciándose fundamentalmente de las proteínas fibrosas por ser más o menos solubles en disoluciones acuosas, siendo las fibrosas prácticamente insolubles. Entre las proteínas globulares más conocidas tenemos la hemoglobina, un miembro de la familia de las globulinas. Otras proteínas globulares son las inmunoglobulinas,  y las alfa, beta y gamma globulinas. Casi todas las enzimas con papeles importantes en el metabolismo son de forma globular, así como las proteínas implicadas en la transducción de señales en la célula.