COLEGIO DE BACHILLERES
SECRETARIA GENERAL DIRECCIÓN DE PLANEACIÓN ACADÉMICA
Nombre y número del Plantel: Colegio de Bachilleres Plantel 13
Nombre de Asignatura con su clave:
Plan de estudio: Guía de Ingeniería Física I
Fecha de Elaboración: 11/11/2018
Nombre de la Academia: Física
INDICE
Contenido
Introducción...3
Bloque I...4
Propósito...4
Contenido...4
Actividades de aprendizaje...5
Actividades de consolidación...6
Autoevaluación...7
Bloque II...9
Propósito...9
Contenido...9
CONDICIONES DE EQUILIBRIO CONDICIONES DE EQUILIBRIO...9
Actividades de aprendizaje...10
CONDICIONES DE EQUILIBRIO CONDICIONES DE EQUILIBRIO...10
Actividades de consolidación...13
Autoevaluación...14
Introducción
Bloque I
Propósito
Al final de este bloque temático el alumno será capaz de interpretar aquellos modelos
matemáticos que permitan aplicar conceptos de la mecánica y las leyes de conservación
de la energía para explicar el comportamiento de sistemas mecánicos
Contenido
LEYES DE CONSERVACIÓN
1. Sistemas mecánicos conservativos
Fuerza conservativa
Fuerza no conservativa
2. Conservación de la energía mecánica
Ley de conservación de la energía
3. Cantidad de movimiento lineal
Concepto de momento lineal
Actividades de aprendizaje
Tarea tema
Leyes de conservación
Problema 1. El coeficiente de restitución entre los dos collarines mostrados en la figura 1 es e = 0.8. Determina(a) sus velocidades después de la colisión y (b) la perdida de energía debida al impacto.
Problema 2. Una de las condiciones para que una pelota de tenis sea utilizada en una competencia oficial es que, al dejarla caer desde una altura de 1 m, ´esta rebote entre 50 y 60 cm. Determina el rango de coeficientes de restitución que puede tener la pelota para que esto suceda.
Problema 3 Los paquetes de una fábrica de refacciones para automóviles se transportan hacia el muelle de descarga empujándolos a lo largo de una pista de rodillos con muy poca fricción como se muestra en la figura 2. En el instante que se indica en la figura, los paquetes B y C se encuentran en reposo y el paquete A tiene una velocidad de 3 m/s. Si se sabe que el coeficiente de restitución entre los paquetes es de 0.2, determine(a) la velocidad del paquete C después de que A golpea a B y B golpea a C, (b) la velocidad de A después de que ´este golpea a B por segunda vez.
1. En Física, toda acción externa capaz de variar el estado de movimiento de un cuerpo o de deformarlo se denomina:
a) fuerza
b) calentamiento c) radiación d) electrización
2. Una partícula de 1 kg se mueve sometida exclusivamente a una fuerza conservativa cuya energía potencial es la ilustrada en la figura: Si la partícula parte de con una rapidez de 2 m/s, ¿qué distancia recorre hasta que se para por primera vez?
a) 3 m
b) No hay información suficiente para saberlo.
c) 1 m
d) 6 m
3.- Comparación de fuerzas de rozamiento. Se tienen las dos situaciones de las figuras. En ambos casos el módulo de la fuerza aplicada y el ángulo con la horizontal es el mismo y el coeficiente de rozamiento estático es lo bastante grande como para que la masa no se mueva. ¿En cuál de las dos situaciones es mayor la fuerza de rozamiento?
a) En el caso (a) b) En el caso (b)
c) Es la misma en los dos casos. d) No hay forma de saberlo
Autoevaluación
NOMBRE DEL EQUIPO:
________________________________________________ PERIODO: _______________________________
PROYECTO/TAREA:
____________________________________________________ MATERIA: _____________________ CURSO: ______________
Capacidad de
autogestión El grupo se harepartido trabajo, pero no han consensuado un modelo y estructura común de documento
0 puntos
El grupo se ha repartido trabajo, pero ha sido escaso el nivel coherencia de cuanto se ha hecho.
1 punto
El grupo se ha organizado de forma colaborativa pero no ha hecho esfuerzo por incorporar a los alumnos
rezagados.
2 puntos
El grupo ha organizado el trabajo, han consensuado modelo y ha gestionado los conflictos, sin excluir a nadie.
3 puntos Cumplimiento
de pautas
acordadas No han elaborado
los contenidos y no han cumplido los plazos.
0 puntos
No han elaborado todos los contenidos, pero cumplieron los plazos.
1 punto
Han elaborado todos los contenidos, pero no ha cumplido plazos.
2 puntos
Han elaborado todos los contenidos. Han cumplido los plazos.
3 puntos
Calidad de la interacción grupal
Algunos miembros no han participado apenas y si lo ha hecho ha sido para discrepar siempre, no esforzándose en consensuar el documento.
0 puntos
Algunos han participado en el grupo, pero de forma
individualista, no esforzándose en consensuar el documento.
1 punto
Todos los participantes se han relacionado en gran medida, pero no con todos los del grupo
2 puntos
Se ha relacionado todo el grupo de forma abierta, tolerante y participativa. 3 puntos Manejo de conflictos y controversias
Los compañeros muestran poco respeto por las ideas de cada uno y no se dividen bien el trabajo. No se comprometen con el trabajo en grupo.
Los compañeros muestran respeto por las ideas de cada uno y dividen el trabajo de forma justa. Hay poca evidencia de compromiso hacia la
calidad del trabajo en grupo
Los compañeros muestran respeto por las ideas de cada uno y dividen el trabajo de forma justa. Hay compromiso por parte de algunos de los miembros hacia un trabajo de calidad y se apoyan unos a otros.
0 puntos 1 punto 2 puntos 3 puntos
Calidad del producto final
Faltan la mayoría de los conceptos importantes que representan la información
principal del tema.
0 puntos
Incluyen solo algunos de los conceptos
importantes que representan la información
principal del tema.
1 punto
Incluyen la mayoría de los conceptos importantes que representan la información
principal del tema
2 puntos
Incluyen todos los conceptos
importantes que representa la información
principal del tema.
3 puntos
GRUPO TOTAL, PUNTOS
Bloque II
Propósito
Contenido
CONDICIONES DE EQUILIBRIO CONDICIONES DE EQUILIBRIO
Condiciones de equilibrio
Centro de masa
Primera condición de equilibrio
Segunda condición de equilibrio
Actividades de aprendizaje
Tarea tema
CONDICIONES DE EQUILIBRIO CONDICIONES DE EQUILIBRIO
movimiento. Las fuerzas que se aplican sobre un cuerpo pueden ser de tres formas: -Fuerzas angulares: Dos fuerzas se dice que son angulares, cuando actúan sobre un mismo punto formando un ángulo.
Fuerzas colineales: Dos fuerzas son colineales cuando la recta de acción es la misma, aunque las fuerzas pueden estar en la misma dirección o en direcciones opuestas.
Fuerzas paralelas: Dos fuerzas son paralelas cuando sus direcciones son paralelas, es decir, las rectas de acción son paralelas, pudiendo también aplicarse en la misma dirección o en sentido contrario.
A nuestro alrededor podemos encontrar numerosos cuerpos que se encuentran en equilibrio. La explicación física para que esto ocurra se debe a las condiciones de equilibrio:
Primera condición de equilibrio:Diremos que un cuerpo se encuentra en equilibrio de traslación cuando la fuerza resultante de todas las fuerzas que actúan sobre él es nula: ∑ F = 0. Desde el punto de vista matemático, en el caso de fuerzas coplanarias, se tiene que cumplir que la suma aritmética de las fuerzas o de sus componentes que están el la dirección positiva del eje X sea igual a las componentes de las que están en la dirección negativa. De forma análoga, la suma aritmética de las componentes que están en la dirección positiva del eje Y tiene que ser igual a las componentes que se encuentran en la dirección negativa:
sobre un cuerpo en equilibrio tienen un gráfico con forma de polígono cerrado; ya que en el gráfico de las fuerzas, el origen de cada fuerza se representa a partir del extremo de la fuerza anterior, tal y como podemos observar en la siguiente imagen.
El hecho de que su gráfico corresponda a un polígono cerrado verifica que la fuerza resultante sea nula, ya que el origen de la primera fuerza (F1) coincide con el extremo de la última (F4). Segunda condición de equilibrio: Por otro lado, diremos que un cuerpo está en equilibrio de rotación cuando la suma de todas las fuerzas que se ejercen en él respecto a cualquier punto es nula. O dicho de otro modo, cuando la suma de los momentos de torsión es cero.
En este caso, desde el punto de vista matemático, y en el caso anterior en el que las fuerzas son coplanarias; se tiene que cumplir que la suma de los momentos o fuerzas asociados a las rotaciones antihorarias (en el sentido contrario de las agujas del reloj), tiene que ser igual a la suma aritmética de los momentos o fuerzas que están asociados a las rotaciones horarias (en el sentido de las agujas del reloj):
Un cuerpo se encuentra en equilibrio traslacional y rotacional cuando se verifiquen de forma simultánea las dos condiciones de equilibrio. Estas condiciones de equilibrio se convierten, gracias al álgebra vectorial, en un sistema de ecuaciones cuya solución será la solución de la condición del equilibrio.
Problema 2.- Un bloque de 20 N se suspende por medio de una cuerda sin peso, que se mantiene formando un ángulo de 60º con la vertical, mediante una cuerda horizontal. Hallar la magnitud de las tensiones T1 y T2.
Problema 3.- Un cuerpo de 490 N se encuentra suspendido del techo por medio de dos cuerdas como se ve en la figura. Determine el valor de la tensión en cada una de ellas.
Actividades de consolidación
1. La primera condición de equilibrio es llamada también... a) Traslación
b) Rotación c) De inercia
2. ¿El resultado de la suma de momentos respecto a un punto es? a) 10
b) 1 c) 90 d) Nula
3. ¿Las condiciones de equilibrio son las leyes que rigen la estática? a) Verdadero
b) Falso c)
4. En la primera condición de equilibrio ¿Cuánto vale la aceleración? a) cero
b) 9.8 c) 10 d) 10.1
5. La segunda condición de equilibrio es llamada también... a) Rotación
b) Traslación
c) De Velocidad constante d) N.A.
Autoevaluación
RÚBRICA PARA LA AUTOEVALUACIÓN DEL PROCESO GRUPAL
NOMBRE DEL EQUIPO:
________________________________________________ PERIODO: _______________________________ PROYECTO/TAREA:
Capacidad de
autogestión El grupo se harepartido trabajo, pero no han consensuado un modelo y estructura común de documento
0 puntos
El grupo se ha repartido trabajo, pero ha sido escaso el nivel coherencia de cuanto se ha hecho.
1 punto
El grupo se ha organizado de forma colaborativa pero no ha hecho esfuerzo por incorporar a los alumnos
rezagados.
2 puntos
El grupo ha organizado el trabajo, han consensuado modelo y ha gestionado los conflictos, sin excluir a nadie.
3 puntos Cumplimiento
de pautas
acordadas No han elaborado
los contenidos y no han cumplido los plazos.
0 puntos
No han elaborado todos los contenidos, pero cumplieron los plazos.
1 punto
Han elaborado todos los contenidos, pero no ha cumplido plazos.
2 puntos
Han elaborado todos los contenidos. Han cumplido los plazos.
3 puntos
Calidad de la interacción grupal
Algunos miembros no han participado apenas y si lo ha hecho ha sido para discrepar siempre, no esforzándose en consensuar el documento.
0 puntos
Algunos han participado en el grupo, pero de forma
individualista, no esforzándose en consensuar el documento.
1 punto
Todos los participantes se han relacionado en gran medida, pero no con todos los del grupo
2 puntos
Se ha relacionado todo el grupo de forma abierta, tolerante y participativa. 3 puntos Manejo de conflictos y controversias
Los compañeros muestran poco respeto por las ideas de cada uno y no se dividen bien el trabajo. No se comprometen con el trabajo en grupo.
0 puntos
Los compañeros muestran respeto por las ideas de cada uno y dividen el trabajo de forma justa. Hay poca evidencia de compromiso hacia la
calidad del trabajo en grupo
1 punto
Los compañeros muestran respeto por las ideas de cada uno y dividen el trabajo de forma justa. Hay compromiso por parte de algunos de los miembros hacia un trabajo de calidad y se apoyan unos a otros.
2 puntos
Los compañeros demuestran respeto por las ideas de cada uno, dividen el trabajo de forma justa, muestran un compromiso por la calidad del trabajo y se apoyan unos a otros.
Calidad del producto final
Faltan la mayoría de los conceptos importantes que representan la información
principal del tema.
0 puntos
Incluyen solo algunos de los conceptos
importantes que representan la información
principal del tema.
1 punto
Incluyen la mayoría de los conceptos importantes que representan la información
principal del tema
2 puntos
Incluyen todos los conceptos
importantes que representa la información
principal del tema.
3 puntos
GRUPO TOTAL, PUNTOS
Bibliografía
M. Alonso y E. J. Finn, Física. 1995 Addison-Wesley Iberoamericana.
http://acer.forestales.upm.es/basicas/udfisica/asignaturas/fisica/solido/rotacion2.html
http://acer.forestales.upm.es/basicas/udfisica/asignaturas/fisica/animaciones_files/articulacion.swf
