Temas selectos de Física II · 2020. 8. 26. · PRÁCTICA 9. FUNCIONAMIENTO Y UTILIDAD DE UN TRANSFORMADOR ... donde las actividades experimentales propician la reorganización de

Temas selectos de Física II

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NOMBRE DEL DOCENTE: __________________________________________________________

NOMBRE DEL ESTUDIANTE: ________________________________________________________

NO. DE CUENTA: _________________________________ GRUPO: _________________________

SEMESTRE: ______________________________________ FECHA: __________________________

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C O N T E N I D O

C O N T E N I D O ........................................................................................................................................................... 2

PRESENTACIÓN ............................................................................................................................................................. 3

RECONOCIMIENTOS ...................................................................................................................................................... 4

REGLAMENTO DE USO DE LABORATORIOS ....................................................................................................................... 5

NORMAS DE HIGIENE Y SEGURIDAD PARA LABORATORIOS ................................................................................................ 8

GUÍA DE PRIMEROS AUXILIOS....................................................................................................................................... 11

RÚBRICA DE EVALUACIÓN ............................................................................................................................................ 13

PRÁCTICA 1. EL LABORATORIO ..................................................................................................................................... 14

PRÁCTICA 2. EXPERIMENTO DE INDUCCIÓN DE FARADAY ............................................................................................... 20

PRÁCTICA 3. LEY DE OHM ........................................................................................................................................... 29

PRÁCTICA 4. CONSTRUCCIÓN DE UNA PILA ELÉCTRICA ................................................................................................... 37

PRÁCTICA 5. EL MOTOR ELÉCTRICO .............................................................................................................................. 42

PRÁCTICA 6. EXPERIMENTO DE OERSTED ...................................................................................................................... 47

PRÁCTICA 7. CONSTRUCCIÓN DE UNA BOCINA .............................................................................................................. 53

PRÁCTICA 8. ONDAS MECÁNICAS ................................................................................................................................ 59

PRÁCTICA 9. FUNCIONAMIENTO Y UTILIDAD DE UN TRANSFORMADOR ............................................................................ 68

PRÁCTICA 10. MOVIMIENTO PERIÓDICO Y OSCILADORES ARMÓNICOS ............................................................................ 76

PRÁCTICA 11. REFRACCIÓN DE LA LUZ .......................................................................................................................... 87

PRÁCTICA 12. SIMULACIÓN 1. CARACTERÍSTICAS DEL MOVIMIENTO ONDULATORIO (OPCIONAL) ...................................... 93

RECURSOS BIBLIOGRAFICOS ................................................................................................................................. 98

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PRESENTACIÓN

El modelo educativo de la Universidad del Valle de México, pone en el centro al estudiante como el

actor principal para que ocurra el proceso enseñanza aprendizaje, para el desarrollo de sus

competencias este modelo presenta las asignaturas de ciencias experimentales donde no solo se

conoce la teoría de los fenómenos naturales, también fomenta una serie de prácticas que contribuirán

a que el estudiante se acerque a la experimentación en situaciones controladas.

El propósito de las prácticas en los laboratorios es familiarizar al estudiante con la metodología de

trabajo de las ciencias, proporcionarle un ambiente donde tenga oportunidad de encontrarse con

sustancias e instrumentos que lo motiven a experimentar.

Es en el laboratorio donde se facilita el trabajo en equipo, se da lugar a un proceso de constante

integración, comunicación, investigación, construcción de ideas, surgimiento de nuevas preguntas, es

donde las actividades experimentales propician la reorganización de conocimientos y facilitan el

alcanzar un aprendizaje significativo.

Para lograr tales fines, se propone este manual que, reforzará el desarrollo de competencias

requiriendo de la participación y guía del profesor, así como el constante apoyo del responsable de

laboratorio, en el caso de que esa figura exista.

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Cada una de las siguientes prácticas ha sido elegida y propuesta por un grupo de especialistas que tienen

la experiencia necesaria para determinar que son procedimientos adecuados para realizar en el

laboratorio; en cada una se tuvo cuidado especial de garantizar que ninguna de las actividades

desarrolladas utilice sujetos experimentales animales o humanos vivos, así como posibles muestras de

los mismos, atendiendo a la NOM-0871 y a la Ley de Protección a los animales2.

El formato que se presenta en éste grupo de experiencias de laboratorio coincide con lo planteado en

los programas de estudio; esto es, se trata de que el estudiante sea capaz de desarrollar en cada una

de las sesiones prácticas una serie de habilidades y destrezas que le permitan ser competente y llegar

a la resolución de la problemática planteada para cada una de las sesiones de laboratorio.

RECONOCIMIENTOS

En la Vicerrectoría Institucional Académica de Preparatoria (VIAP), nos dimos a la tarea de hacer un

análisis de los manuales o de los materiales con los que se opera en cada plantel y con base en ese

análisis se realizó un diagnóstico que nos permitió identificar la propuesta del Campus que incluía la

mayoría de los elementos que consideramos son los mínimos indispensables. La VIAP reconoce el

esfuerzo de todos los Campus y hace un especial reconocimiento a la Academia de Ciencias

experimentales del Campus Cuernavaca y al Colegio de Bachilleres de Baja California Sur. La propuesta

seleccionada representa un primer acercamiento para homologar lo que se realiza a nivel nacional en

todos los Campus, sin embargo, es una propuesta que sin duda podrá ser mejorada.

1 NORMA OFICIAL MEXICANA NOM-087-SEMARNAT-SSA1-2002, PROTECCIÓN AMBIENTAL - SALUD AMBIENTAL - RESIDUOS PELIGROSOS

BIOLÓGICOINFECCIOSOS- CLASIFICACIÓN Y ESPECIFICACIONES DE MANEJO. Publicado en el Diario Oficial de la Federación el 17 de febrero de 2003

2 Publicado en la Gaceta Oficial del Distrito Federal del 26 de febrero de 2002

Última reforma publicada en la Gaceta Oficial del Distrito Federal el 18 de diciembre de 2014.

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REGLAMENTO DE USO DE LABORATORIOS CAPÍTULO I

DISPOSICIONES GENERALES

Artículo 1. El presente reglamento es de observancia general y obligatoria para todos los usuarios de los

laboratorios de Química, Física y Bilogía de preparatoria en la Universidad del Valle de México para efectos

de este ordenamiento y con el objeto de abreviar su denominación se designará a los laboratorios con las

siglas lb.

Artículo 2. Los materiales y reactivos de las prácticas no deberán ser sacados del laboratorio

correspondiente salvo en los casos de siniestros peligro obras de reparación, mantenimiento, o limpieza.

Artículo 3. Los materiales y equipos sean cual fuere su naturaleza deberán ser utilizados con extrema

precaución.

Artículo 4. El laboratorio contara con un catálogo de prácticas programadas y autorizadas por la

academia correspondiente para la correcta ejecución y supervisión de las mismas.

Artículo 5. Para llevar a cabo una práctica en el laboratorio se deberá contar con la presencia del profesor

de la asignatura y de su auxiliar en caso de ser necesario, así como el uso de bata por los alumnos y

maestros.

Artículo 6. El curso escolar no habrá concluido hasta que los estudiantes hayan cubierto la última

práctica propuesta por la academia.

CAPÍTULO II.

USO DE LOS LABORATORIOS

Artículo 7. Podrán hacer uso del laboratorio en los horarios programados para la asignatura los

estudiantes que estén debidamente inscritos en los grupos respectivos.

Artículo 8. El número máximo de estudiantes que podrán intervenir en las prácticas del laboratorio

durante una misma sesión será de 30 alumnos.

Artículo 9. No se dará inscripción a ninguna asignatura en el semestre lectivo aquellos estudiantes que

adeuden cualquier equipo instrumento o material, reactivo o componente al laboratorio.

Artículo 10. En caso de existir algún adeudo de los mencionados en el artículo anterior el estudiante

deberá cubrirlo a la brevedad posible con las características y especificaciones del dañado mientras no

haya cumplido le será impedido el acceso a sus clases.

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Artículo 11. En caso de prácticas y/o proyectos de investigación que requieran de un apoyo adicional,

deberán solicitarlo con anticipación para su autorización.

Artículo 12. Se prohíbe la introducción de alimentos y bebidas al laboratorio.

Artículo 13. Dentro del laboratorio se prohíbe fumar o prender fuego no autorizado para realizar las

prácticas correspondientes.

Artículo 14. Por ningún motivo sé podrá prestar batas por parte del personal de laboratorios a los

alumnos.

Artículo 15. Las batas de los alumnos deberán ser 100% algodón, estar bordadas con su nombre en la

parte frontal.

CAPÍTULO III.

SISTEMA DE ACREDITACIÓN

Artículo 16. Un estudiante tendrá derecho a la evaluación final para acreditar una asignatura teórica

practica con base a los lineamientos porcentuales que fije el reglamento de evaluación.

Artículo 17. No se podrá asentar la calificación definitiva de una asignatura teórica práctica hasta que

no se haya cumplido con la totalidad de las prácticas.

Artículo 18. El peso que tendrán las practicas sobre la calificación que se asentará en la boleta del

estudiante será aquel estipulado de acuerdo al número de créditos en los planes y programas de estudio

vigentes es decir la evaluación sé hará en forma integral considerando las horas teórico prácticas de cada

asignatura y en la proporción que están fijadas en el reglamento correspondiente.

Artículo 19. En caso de que el profesor de prácticas sea distinto al de teoría el primero evaluara y enviara

las calificaciones al segundo en un plazo no mayor a tres días después de terminadas las labores del

laboratorio en cada periodo escolar.

CAPÍTULO IV.

OBLIGACIONES

Artículo 20. Los estudiantes tendrán las siguientes obligaciones:

I. Cumplir con las normas de higiene y seguridad establecidas para el laboratorio.

II. Presentarse a sus prácticas con bata blanca.

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III. Cuidar las instalaciones y equipos del laboratorio dándoles el uso adecuado.

IV. Presentarse puntualmente con el material requerido a la práctica a realizar.

V. Observar buena conducta dentro del laboratorio.

VI. Cumplir con el 80% de asistencias al laboratorio.

VII. Cumplir con el 100% de las prácticas establecidas.

VIII. Informar al profesor de los desperfectos que detecte en el uso de los equipos e

instalaciones.

IX. Entregar los reportes necesarios de cada práctica conforme lo señale el manual

correspondiente elaborado por la academia.

X. Deberá traer o prever lo necesario para guardar sus cosas en los lugares destinados

para ello ya que el personal no se hará responsable de la perdida de objetos de valor

en el área de laboratorios.

XI. Evitar el uso de teléfonos celulares y cualquier dispositivo electrónico de uso

personal dentro de los laboratorios.

XII. Solo alumnos del grupo podrán estar en los laboratorios para tomar su clase.

CAPÍTULO V.

SANCIONES

Artículo 21. Las sanciones a las que se harán acreedores los diversos miembros de la comunidad

universitaria por incumplimiento del presente reglamento serán aquellas que determine el comité de

honor y justicia del plantel y siendo faltas leves el rector del plantel

Artículo 22. Las sanciones podrán ser de dos tipos: temporales y definitivas.

Artículo 23. Las faltas cometidas a este reglamento podrán ser consideradas como:

A. Faltas graves son aquellas que ponen en riesgo la integridad física de

los usuarios y/o afecten al uso de instalaciones.

B. Faltas leves es decir aquella que no pongan en riesgo la integridad física

de los usuarios ni afecten al buen uso de las instalaciones.

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Artículo 24. Los estudiantes infractores de este reglamento se harán acreedores a las siguientes

sanciones:

1. Negativa a su reinscripción a la universidad si adeudan cualquier tipo de material

reactivo o componente de los equipos que formen parte integral de los laboratorios

de acuerdo a la información girada a la dirección de servicios escolares y rectoría del

plantel.

2. Reposición al día siguiente de ocurrido el hecho del equipo

desaparecido o destruido con las mismas características y normas de

calidad especificadas por el fabricante.

3. Pago de los daños causados por su negligencia en el uso de las instalaciones materiales

accesorios y equipos.

4. Baja del laboratorio en el caso de reincidencia en el hecho mencionado en la fracción

anterior.

5. Expulsión de la universidad en caso de robo y/o mutilación intencional de cualquier

componente reactivo o equipo debiendo además reponer lo substraído o destruido.

En aquellas situaciones no previstas por el presente reglamento la sanción será fijada por el comité de

honor y justicia del plantel.

NORMAS DE HIGIENE Y SEGURIDAD PARA LABORATORIOS

Para que el desarrollo de una práctica de laboratorio logre sus objetivos, deberán seguirse ciertas

normas de seguridad con el fin de evitar accidentes, algunos quizá con consecuencias graves.

Es por ello que, al realizar un experimento, debes seguir con mucho cuidado las instrucciones de tu

profesor y llevar a cabo los experimentos leyendo con atención en tu manual de prácticas las

operaciones a seguir para el éxito de las mismas.

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A continuación, se numeran una serie de indicaciones.

1. Revise el procedimiento de cada práctica antes de entrar al laboratorio, de esta

forma podrá organizar debidamente su trabajo y será capaz de hacer un análisis más

cuidadoso de cuanto sucedió en ella.

2. Antes de iniciar la práctica cerciórate de que todas las llaves de las mesas de trabajo,

en especial las que están conectadas al gas, funcionen perfectamente y que no

existan fugas.

3. Verifica que la campana de extracción y regadera de presión funcionen.

4. Ubica los extintores y el botiquín.

5. Colócate tu bata de laboratorio, la cuál debe ser de manga larga, blanca y estar

limpia.

6. Cuando trabajes con sustancias que desprenden vapores tóxicos, se recomienda

usar lentes de seguridad o googles y trabajar en la campana de extracción.

7. No jugar o hacer bromas con los compañeros dentro del laboratorio.

8. En la mesa de trabajo debe estar únicamente el material y las sustancias con las

cuáles se va a experimentar, así como el manual de prácticas de cada uno.

9. No se debe comer o beber en el laboratorio, recuerda todas las sustancias que se

encuentran dentro del laboratorio son reactivos.

10. No se debe fumar o encender cerillos sin autorización.

11. Antes de encender el mechero, cerciórate primero de que esté lo suficientemente

alejado de sustancias volátiles o combustibles y en seguida prende el cerillo,

colócalo en la boca del mechero y luego abre la llave de gas.

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12. No intente efectuar experimentos que no se le hayan indicado porque puede

ocurrir un accidente.

13. Los tubos de ensayo deben calentarse por las paredes para evitar la expulsión de

su contenido. Evite dirigirlos hacia usted o sus compañeros.

14. Nunca sometas a calentamiento el material de precisión (matraces aforados,

probetas, etc.) porque se rompen fácilmente o se deforman.

15. Cuando diluyas un ácido viértelo con cuidado en agua y agítalo constantemente,

nunca haga la operación inversa pues se libera vapor casi explosivamente. “No des

de beber al ácido”.

16. Si cae en usted o en su ropa algún material corrosivo, a excepción del ácido

sulfúrico, lávese inmediatamente con agua en abundancia y llame al profesor.

17. Al percibir el olor de un líquido no coloques tu cara sobre la boca del recipiente, lo

debes colocar a 15 centímetros de tu cara y con tu mano abanica el aroma.

18. Antes de usar cualquier reactivo lee dos veces la etiqueta para estar seguro de su

contenido.

19. No cierres herméticamente los recipientes en los que haya desprendimiento de

gas.

20. Los ácidos en general son corrosivos, por lo que no deben desecharse en la tarja.

Es conveniente almacenarlos temporalmente en contenedores adecuados.

21. Usa los vidrios de reloj para pesar sustancias sólidas o semisólidas. Nunca peses

directamente en los platillos de la balanza.

22. Cuando por algún motivo no puedas finalizar tu experimento en el tiempo

estipulado, coloca etiquetas que indiquen el contenido de los matraces o frascos

que haya usado.

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23. Los ácidos o sustancias corrosivas no se pipetean con la boca. Utiliza perillas para

pipeta diseñadas específicamente para estos casos.

24. Evite al máximo la contaminación de los reactivos. Una vez extraídos de su

recipiente no deberán regresarse a este, use una espátula o pipeta para cada

sustancia según corresponda.

Nota: Como medida de precaución adicional el profesor debe dar el visto bueno para el

inicio de cada experimento.

GUÍA DE PRIMEROS AUXILIOS ACETONA

La inhalación de vapores de acetona causa bronquitis crónica, en caso de ingestión es necesario lavar el

estómago, por lo que inmediatamente debes acudir al médico.

ÁCIDOS y ÁLCALIS (BASES)

La gestión de ácidos (clorhídrico, nítrico, sulfúrico, fosfórico y acético) y/o álcalis (sosa cáustica NaOH,

potasa cáustica KOH, cal y amoniaco) causa dolores estomacales, náuseas, vómitos y diarrea, en la

primera fase de acción. Suministra rápidamente, leche o clara de huevos y acude inmediatamente al

doctor, recuerda que el tiempo casi siempre es un factor clave.

Si accidentalmente te cae ácido en la ropa, seca y aplica hidróxido de amonio para neutralizar su efecto.

Sin un ácido cae sobre tu piel, rápidamente seca y lava con mucha agua para diluir. En caso de que te haya producido una quemadura leve aplica una solución de bicarbonato de sodio al 25 %, o bien cubre la herida con vaselina y una gasa para acudir al médico inmediatamente.

Si un ácido cae en tus ojos enjuaga con abundante agua y acude al médico lo más rápido posible

Si cae una base sobre tu ropa, aplica ácido acético diluido o ácido bórico.

Si una base cae sobre tu piel, seca y lava con abundante agua, si se considera necesario aplica una solución de ácido acético diluido o ácido bórico.

Si una base cae en tus ojos, lava con suficiente agua y acude al médico inmediatamente.

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ALCOHOL METILICO (Conocido como industrial)

La ingestión de este tipo de alcohol que no es comestible genera, algunas horas después de su ingestión,

trastornos digestivos (náuseas, vómitos, dolores abdominales, etc.), alteraciones nerviosas (dolor de

cabeza, vértigos, trastornos visuales), etc. Suministra al paciente bicarbonato de sodio en solución y

acude al médico.

AMONIACO

Los vapores del amoniaco son solubles en las secreciones de las vías respiratorias donde actúa como

cáustico y la solución acuosa de amoniaco ocasiona sobre todo intoxicaciones.

BROMUROS

Los bromuros utilizados corrientemente son los de calcio, sodio y potasio. La intoxicación por bromuros

se manifiesta por conjuntivitis, rinitis, anorexia, náuseas y a veces acné. Trastornos nerviosos como

somnolencia y menos frecuentemente excitación motora con alucinaciones. En casos como estos es

necesario acudir lo más pronto con el médico.

COBRE

La inhalación de cobre metálico provoca fiebre. La ingestión de sales de cobre (sulfato) provoca,

gastroenteritis suministra al paciente agua o leche para diluir el tóxico y llévalo con el médico para un

lavado de estómago. El sulfato de cobre causa diarreas verdes.

TETRACLORURO DE CARBONO

La ingestión de tetracloruro de carbono causa gastroenteritis crónica seguid de hepatitis tóxica. La

inhalación de dosis masivas causa edema de pulmón (poco frecuente) o un estado de narcosis.

En caso de ingestión es necesario practicar un lavado de estómago y en caso de inhalación, respiración

artificial, oxígeno, desvestir al intoxicado y lavarlo.

Estas son algunas recomendaciones que te hacemos y la forma en que debes actuar en el caso de que

alguien sufriera un accidente ingiriendo o inhalando alguna de las sustancias antes mencionadas.

Lo mejor es que siempre te conduzcas con cuidado y prudencia dentro del laboratorio.

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RÚBRICA DE EVALUACIÓN A continuación, se presenta una rúbrica que permitirá evaluar de desempeño del estudiante en cada una de las

prácticas.

RÚBRICA DE VALORACIÓN DEL TRABAJO EXPERIMENTAL

ESCALA DE CALIFICACIÓN

EXCELENTE 2 Pts. ACEPTABLE 1 Pts. INSUFICIENTE 0 Pts.

1. Preparación

• Identifica todas las variables del

experimento, plantea sus objetivos.

• Buen proceso de preparación, muestra

profundidad en la investigación del tema.

• Incluye las referencias bibliográficas

• Identifica algunas de las variables

del experimento.

• Cumplido en la preparación

demuestra conocimiento del tema.

• No Identifica las variables del

experimento, necesita mucha revisión para

la tarea encargada.

2. Trabajo experimental

• Logra conectar su investigación en

diferentes aspectos de la práctica.

• Desarrolla la práctica experimental de

manera adecuada siguiendo los pasos

correctamente.

• Toma en cuenta la mayor parte de

las instrucciones.

• Requiere ayuda para desarrollar el

trabajo experimental

• No sigue correctamente las instrucciones,

desatiende al desarrollar el trabajo

experimental.

3. Participación

• Su participación es pertinente y activa, es

fundamental para la ejecución del

experimento y el buen desarrollo de cada uno

de los conceptos.

• Su participación es oportuna,

aporta buenos elementos y presta

atención a las diferentes

participaciones

• Su participación es oportuna, aporta

buenos elementos y presta atención a las

diferentes participaciones

• Está presente pero presta poca atención

a las distintas instrucciones para la

ejecución

de la práctica.

4. Reporte de Resultados

• Interpreta correctamente los resultados del

experimento.

• Presenta los datos en forma profesional

demostrando un nivel alto de comprensión

sobre el contenido.

• Interpreta con algunos errores los

resultados del experimento, tiene

errores en los cálculos, requiere de

alguna revisión para alcanzar el nivel

de excelente.

• Interpreta erróneamente los resultados,

comete muchos errores en los cálculos.

• La presentación de los datos es confusa

el trabajo no merece crédito.

5. Elaboración de

Conclusiones

• Elabora conclusiones válidas, bien

fundamentadas basadas en el correcto

análisis de la experimentación.

• Justifica que los explícita- mente que los

objetivos se hayan alcanzado o no.

• Elabora conclusiones parcial- mente

válidas, basadas en una

interpretación en parte correcta de

los resultados

• Menciona vagamente el logro de los

objetivos

• Elabora conclusiones no válidas, basadas

en una interpretación deficiente de los

resultados.

• No menciona en logro de objetivos, no

llega a ninguna conclusión.

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PRÁCTICA 1. EL LABORATORIO

COMPETENCIAS DISCIPLINARES BÁSICAS EN EL ÁREA EXPERIMENTAL

• Evalúa las implicaciones del uso de la ciencia y la tecnología, así como los fenómenos relacionados

con el origen, continuidad y transformación de la naturaleza para establecer acciones a fin de

preservarla en todas sus manifestaciones.

• Aplica la metodología apropiada en la realización de proyectos interdisciplinarios atendiendo

problemas relacionados con las ciencias experimentales.

• Resuelve problemas establecidos o reales de su entorno, utilizando las ciencias experimentales para

la comprensión y mejora del mismo.

• Analiza la composición, cambios e interdependencia entre la materia y la energía en los fenómenos

naturales, para el uso racional de los recursos de su entorno.

CONSIDERACIONES TEÓRICAS

El laboratorio es el sitio adecuado para realizar las observaciones de los fenómenos físicos. Para ello es

importante conocer el nombre de los instrumentos y materiales necesarios para las actividades a

realizar.

OBJETIVO

Conocer el laboratorio e identificar los instrumentos y materiales utilizados en temas selectos de Física

II.

I. TRABAJO PREVIO

Dibuja un croquis del laboratorio e identifica lo siguiente:

1. Identifica las zonas de riesgos del laboratorio, ubica entrada y salidas de emergencia del laboratorio.

2. Identifica las llaves de gas, agua y vacío.

3. Identifica la regadera de emergencia, el extinguidor, etc.

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CROQUIS DEL LABORATORIO

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II. TRABAJO DE LABORATORIO

Distinguir los instrumentos y materiales para la experimentación en Física II (Electricidad,

Electromagnetismo, Mecánica Ondulatoria). Completar la tabla con al menos 10 aparatos de medida.

INSTRUMENTO DIBUJO FUNCIÓN

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CUESTIONARIO

1. ¿El laboratorio cuenta con manuales para el uso de los aparatos?

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___________________________________________________________________________________________

___________________________________________________________________________________________

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2. ¿Cree usted que el laboratorio cuenta con el material suficiente para la elaboración de las prácticas,

por qué?

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3. ¿Cuál es el material más moderno y más antiguo del laboratorio?

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4. ¿El laboratorio cuenta con botiquín de primeros auxilios?

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CONOZCAMOS MÁS….

1. Investiga cuales son los laboratorios de Física más importantes del mundo.

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FUENTES DE REFERENCIA BIBLIOGRÁFICA:

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CONCLUSIONES

Explica sí se alcanzaron los objetivos de la práctica.

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EVALUACIÓN DE LA PRÁCTICA

NOMBRE:


NÚMERO DE EQUIPO:



1. Preparación


3. Participación


5. Elaboración de

Conclusiones

CALIFICACIÓN:

REALIMENTACIÓN:

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PRÁCTICA 2. EXPERIMENTO DE INDUCCIÓN DE FARADAY












Cuando una o varias espiras giran dentro de un campo magnético, de forma que el propio flujo cambia

junto con la variación del ángulo sobre el eje de movimiento, se induce una fuerza electromotriz

(FEM). Bajo este principio el generador de corriente alterna pueden funcionar.

Los generadores de corriente están compuestos por una espira fija, llamada estator; y una móvil,

llamada rotor, que gira dentro del primero. El estator genera un campo magnético a través del cual

giran espiras que se encuentran en el rotor sobre la que se induce la corriente eléctrica

OBJETIVO

El objetivo de esta actividad consiste en estudiar y comprobar la FEM producida por la inducción, tal

como lo identifica Faraday en su ley de inducción.

I. TRABAJO PREVIO

1. Investiga que es un generador de corriente alterna.

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2. Haz un dibujo del generador señalando sus partes.

GENERADOR

22

3. Investiga cuál es la aplicación de dicho generador.

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____________________________________________________________________________________

____________________________________________________________________________________

____________________________________________________________________________________

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* RESPUESTAS (si no te alcanza el espacio puedes usar la parte trasera de la hoja)


MATERIALES Y EQUIPO:

CANTIDAD

MATERIALES Y EQUIPO

MATERIAL QUE PROPORCIONA EL

LABORATORIO


ESTUDIANTE

1 1 1 1 1 4 1 1 1

Bobina de 400 vueltas Bobina de 800 vueltas Multímetro digital Imán de barra

Fuente de poder Cables para conexión Brújula Fuente de poder (DC) de 9 V Fuente de voltaje alterno (AC), que puede ser un transformador que baje el voltaje de 120 V a 5 V.

* * *

*

*

*

*

*

*

PROCEDIMIENTO

PRIMERA PARTE

Todo el trabajo deberá ser medido y registrado. Hay que considerar que esta primera etapa se realizará

sobre la bobina.

1. Arma un circuito con la bobina de 400 vueltas y el multímetro

2. Conecta el multímetro a la bobina con la perilla en amperaje (A), colocando la escala de medición de

corriente DC más pequeña.

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3. Se sujeta el imán con la mano de tal modo que se coloque dentro de la bobina sin moverlo. Observa

si el amperímetro muestra alguna actividad de corriente eléctrica en la bobina.

a) ¿Se produce corriente eléctrica en la bobina?

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____________________________________________________________________________________

____________________________________________________________________________________

____________________________________________________________________________________

4. Ahora, mueve el imán rápidamente dentro de la bobina, primero lento y aumentando

progresivamente observa el multímetro y registra.

a) ¿Cuándo es más intensa la corriente eléctrica? Al mover lentamente el imán o al moverlo muy rápido.

____________________________________________________________________________________

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____________________________________________________________________________________

____________________________________________________________________________________

5. Ahora sujeta el imán con una mano sin moverlo y con la otra saca y mete la bobina (como lo hiciste

con el imán) primero lento y aumentando progresivamente. Observa y registra que sucede en las

lecturas del multímetro.

a) ¿Existe generación de corriente eléctrica?

____________________________________________________________________________________

____________________________________________________________________________________

____________________________________________________________________________________

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b) ¿Cuándo es más intensa?

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c) ¿Hay cambios de signo en la corriente eléctrica?

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Ahora con la bobina de 800 vueltas repitan los pasos anteriores y respondan: ¿Cómo influye el número

de vueltas en la bobina?

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____________________________________________________________________________________

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____________________________________________________________________________________

SEGUNDA PARTE

Ahora la bobina secundaria será la protagonista.

1. Coloca dos bobinas de 400 vueltas una frente a la otra alineándolas perfectamente, identificando a

una como primaria y la otra como secundaria.

2. A la bobina primaria se le conecta la fuente de DC

3. Enciende la fuente de poder y manténgala en 6 V.

4. Acerca lo más que pueda la brújula a la bobina primaria; observa si se genera un campo magnético.

5. Conecta a la bobina secundaria el multímetro, con la perilla de voltaje poniéndola en la escala más

pequeña. ¿Se ha inducido voltaje en la bobina secundaria?

____________________________________________________________________________________

____________________________________________________________________________________

____________________________________________________________________________________

____________________________________________________________________________________

6. Apaga la fuente de poder y observa si continúa la generación de corriente eléctrica y lo que sucede

con el signo.

7. Vuelve a encender la fuente de poder y observa lo que pasa en el multímetro.

8. Desconecta la fuente de DC y acerca la fuente de 6 V. Mantenla desconectada recuerda que la

corriente AC varia con el tiempo.

9. Coloca el multímetro en voltaje alterno, con su escala más pequeña.

10. Conecta la fuente a la línea de alimentación y observa si se induce un voltaje en la bobina secundaria.

25

11. Repite los pasos anteriores, pero ahora con la bobina de 800 vueltas como bobina secundaria.

Concluyan si el número de vueltas en la bobina influye de la corriente eléctrica.

CUESTIONARIO

Responda las siguientes preguntas para que en equipo saquen sus conclusiones.

a) ¿El número de vueltas en la bobina influyó en la intensidad de la corriente y voltaje generado en esta?

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____________________________________________________________________________________

b) ¿Se indujo una corriente y voltaje en la bobina secundaria cuando se aplicó voltaje de la fuente DC?

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c) ¿Qué sucedió con el voltaje cuando se interrumpió en la bobina primaria?

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____________________________________________________________________________________

____________________________________________________________________________________

d) ¿Cuándo se volvió a encender la fuente que pasó? ¿Qué sucede con los signos que aparecen en las

lecturas del voltímetro?

____________________________________________________________________________________

____________________________________________________________________________________

____________________________________________________________________________________

____________________________________________________________________________________

26

e) ¿Se indujo voltaje cuando se cambió a la fuente de poder AC?

____________________________________________________________________________________

____________________________________________________________________________________

____________________________________________________________________________________

____________________________________________________________________________________

f) ¿Cómo influye la intensidad del voltaje y corriente inducida, el cambio bobina con mayor número de

vueltas?

____________________________________________________________________________________

____________________________________________________________________________________

____________________________________________________________________________________

____________________________________________________________________________________

g) La producción de la fuerza electromotriz debida a la inducción de una corriente y voltaje eléctrico en

un conductor. ¿Se debe al flujo magnético o a su variación? ¿Cómo justificar su respuesta?

____________________________________________________________________________________

____________________________________________________________________________________

____________________________________________________________________________________

____________________________________________________________________________________

h) Con los resultados, las observaciones y las conclusiones que se generaron, ¿Qué puede concluir de la

ley de inducción de Faraday y la FEM generada?

____________________________________________________________________________________

____________________________________________________________________________________

____________________________________________________________________________________

____________________________________________________________________________________

CONOZCAMOS MÁS….

1. Investigue la constitución interna de diferentes aparatos electrodomésticos y verifique que todos se

rigen bajo este mismo principio

___________________________________________________________________________________________

___________________________________________________________________________________________

___________________________________________________________________________________________

___________________________________________________________________________________________

___________________________________________________________________________________________

______________________________________________________

27


____________________________________________________________________________________

____________________________________________________________________________________

____________________________________________________________________________________

________________________________________________________________________

CONCLUSIONES


___________________________________________________________________________________________

___________________________________________________________________________________________

_____________________________________________________________________________________

28


NOMBRE:


NÚMERO DE EQUIPO:



1. Preparación


3. Participación


5. Elaboración de

Conclusiones

CALIFICACIÓN:

REALIMENTACIÓN:

29

PRÁCTICA 3. LEY DE OHM












En 1827 George Ohm formuló una ley que expresa la proporcionalidad entre la diferencia de potencial

(V) aplicada entre dos extremos de un conductor y la corriente (I) producida por esta. Dicha constante

de proporcionalidad solamente depende de la naturaleza y dimensiones del conductor y expresa la

resistencia (R)

V = I R

Donde:

V = diferencia de potencial

R = resistencia

I = corriente eléctrica

OBJETIVO

Construir un circuito eléctrico donde se compruebe la ley de Ohm.

30

I. TRABAJO PREVIO

1. Investiga qué es el voltaje (V) y sus unidades.

____________________________________________________________________________________

____________________________________________________________________________________

____________________________________________________________________________________

____________________________________________________________________________________

____________________________________________________________________________________

____________________________________________________________________________________

____________________________________________________________________________________

__________________________________________________________________________________

2. Investiga qué es la intensidad de corriente (I) y sus unidades.

____________________________________________________________________________________

____________________________________________________________________________________

____________________________________________________________________________________

____________________________________________________________________________________

____________________________________________________________________________________

____________________________________________________________________________________

____________________________________________________________________________________

___________________________________________________________________________________

3. Investiga qué es la resistencia (R) y sus unidades.

____________________________________________________________________________________

____________________________________________________________________________________

____________________________________________________________________________________

____________________________________________________________________________________

____________________________________________________________________________________

____________________________________________________________________________________

____________________________________________________________________________________

____________________________________________________________________________________

31

4. ¿De qué depende el valor de la resistencia?

____________________________________________________________________________________

____________________________________________________________________________________

____________________________________________________________________________________

____________________________________________________________________________________

____________________________________________________________________________________

____________________________________________________________________________________

____________________________________________________________________________________

____________________________________________________________________________________

5. ¿A qué se le llama materiales óhmicos y no óhmicos?

____________________________________________________________________________________

____________________________________________________________________________________

____________________________________________________________________________________

____________________________________________________________________________________

____________________________________________________________________________________

____________________________________________________________________________________

____________________________________________________________________________________

____________________________________________________________________________________


CANTIDAD

MATERIALES Y EQUIPO


LABORATORIO


ESTUDIANTE

1 1 2 1 1

2

Multímetro Resistencia de 2.2kΩ Cables de conexión de calibre 16 Fuentes de poder Tablero con cables de diferentes calibres y longitudes Pinzas de punta para la conexión eléctrica en los hilos

*

*

* *

*

*

32

EXPERIMENTO

1. Usando el multímetro, mide el valor de la resistencia.

2. Construye el circuito que se muestra con el material que se posee. En el esquema el número 1

corresponde a la fuente de poder y el 2 a la resistencia.

3. Voltaje vs intensidad de corriente eléctrica (V vs I)

a) Mide con el multímetro la intensidad de la corriente eléctrica para los diferentes valores del voltaje

que vaya variando, siempre manteniendo el valor de la resistencia constante.

b) Completa la tabla para los valores obtenidos de V e I (mínimo 10 valores)

TABLA DE RESULTADOS

CORRIENTE ELÉCTRICA I (A) VOLTAJE ELÉCTRICO V (V)

33

c) Grafica los valores obteniendo la intensidad de la corriente eléctrica (I) en cada variación de voltaje

(V).

GRÁFICA

34

CUESTIONARIO

1. ¿Qué función relaciona ambas variables?

____________________________________________________________________________________

____________________________________________________________________________________

____________________________________________________________________________________

____________________________________________________________________________________

____________________________________________________________________________________

____________________________________________________________________________________

____________________________________________________________________________________

____________________________________________________________________________________

2. ¿De acuerdo al resultado anterior calcula el valor de la pendiente con sus respectivas unidades?

m= Δ𝑦Δ𝑥

____________________________________________________________________________________

____________________________________________________________________________________

____________________________________________________________________________________

____________________________________________________________________________________

____________________________________________________________________________________

____________________________________________________________________________________

____________________________________________________________________________________

____________________________________________________________________________________

3. ¿Que representa la pendiente del experimento anterior?

____________________________________________________________________________________

____________________________________________________________________________________

____________________________________________________________________________________

____________________________________________________________________________________

____________________________________________________________________________________

____________________________________________________________________________________

____________________________________________________________________________________

____________________________________________________________________________________

35

CONOZCAMOS MÁS….

1. Arma varios circuitos usando un simulador de circuitos eléctricos, utilizando el siguiente simulador

https://phet.colorado.edu/sims/html/circuit-construction-kit-dc-virtual-lab/latest/circuit-construction-

kit-dc-virtual-lab_es.html

IMPRIME LOS CIRCUITOS Y AGREGALOS A TU PRÁCTICA


____________________________________________________________________________________

____________________________________________________________________________________

____________________________________________________________________________________

________________________________________________________________________

CONCLUSIONES


___________________________________________________________________________________________

___________________________________________________________________________________________

_____________________________________________________________________________________

https://phet.colorado.edu/sims/html/circuit-construction-kit-dc-virtual-lab/latest/circuit-construction-kit-dc-virtual-lab_es.html

https://phet.colorado.edu/sims/html/circuit-construction-kit-dc-virtual-lab/latest/circuit-construction-kit-dc-virtual-lab_es.html

36


NOMBRE:


NÚMERO DE EQUIPO:



1. Preparación


3. Participación


5. Elaboración de

Conclusiones

CALIFICACIÓN:

REALIMENTACIÓN:

37

PRÁCTICA 4. CONSTRUCCIÓN DE UNA PILA ELÉCTRICA


• Evalúa las implicaciones del uso de la ciencia y la tecnología, así como los fenómenos relacionados con

el origen, continuidad y transformación de la naturaleza para establecer acciones a fin de preservarla en

todas sus manifestaciones.



• Resuelve problemas establecidos o reales de su entorno, utilizando las ciencias experimentales para la

comprensión y mejora del mismo.




Una pila es un dispositivo que transforma la energía química en energía eléctrica, es decir, en una energía

cinética y potencial de los electrones. Una pila lleva los electrones de un punto de menor potencial a

otro mayor, con lo cual se establece una diferencia de potencial permanente entre los electrones que

se encuentran en cada extremo de sus terminales o bornes. Esta diferencia impulsa la corriente eléctrica

a través del conductor, y por tal motivo se le denomina fuerza electromotriz de la pila (FEM).

OBJETIVO

Elaborar una pila eléctrica.

MATERIALES Y EQUIPO

CANTIDAD

MATERIALES Y EQUIPO

MATERIAL QUE PROPORCIONA

EL LABORATORIO

MATERIAL QUE PROPORCIONA EL ESTUDIANTE

1 1 1 1 1 1 2 3

Multímetro Vaso Botella de vinagre Trozo de tubería de cobre Lija de agua Sacapuntas o afilalápices metálico Cables eléctricos Hojas de papel

*

* * * * * * *

38

PARA COMPROBAR LA PILA SE REQUIERE POR GRUPO

Un aparato que vamos hacer funcionar con la pila que se construya. Se obtienen buenos resultados con

dispositivos musicales que llevan algunas tarjetas de felicitación. También puede servir un reloj

despertador, de los que funcionan con pilas.

PROCEDIMIENTO

Toda pila consta de dos electrodos (generalmente dos metales) y un electrolito (una sustancia que

conduce la corriente eléctrica).

a) En este caso vamos a utilizar como electrodos el pedazo de tubería de cobre y un sacapuntas, cuyo

cuerpo metálico contiene magnesio. Como electrolito vamos a utilizar el vinagre.

b) Introduce los electrodos en el vinagre servido en un vaso y une a cada uno de ellos un cable. Deben

tener cuidado de que la tubería de cobre se encuentre bien limpia. Para lograr esto pueden tallarla con

una lija de agua.

c) Para poner a funcionar la pila, une los dos cables que salen de los electrodos conforme a su prioridad

a un aparato que funcione con pilas.

Cambia el dispositivo si es necesario: un aparato que requiera una potencia muy pequeña, por ejemplo,

una tarjeta de felicitación musical, un reloj despertador, entre otros.

d) Mientras no se utilice, hay que tener el sacapuntas fuera del vinagre para evitar que reaccione.

e) Con un multímetro, detecten la corriente obtenida.

________________________________________________________________________

________________________________________________________________________

Anota el voltaje obtenido en el inciso anterior.

39

CUESTIONARIO

1. ¿De qué crees que dependa el voltaje obtenido para la pila?

________________________________________________________________________

________________________________________________________________________

__________________________________________________________________

Elabora un esquema del dispositivo montado en el laboratorio.

40

CONOZCAMOS MÁS….

1. Investigue la clasificación de las pilas según su tamaño y su sustancia electrolítica.


___________________________________________________________________________________________

___________________________________________________________________________________________

____________________________________________________________________________________

CONCLUSIONES


________________________________________________________________________

________________________________________________________________________

________________________________________________________________________

________________________________________________________________________

________________________________________________________________________

____________________________________________________________

41


NOMBRE:


NÚMERO DE EQUIPO:



1. Preparación


3. Participación


5. Elaboración de

Conclusiones

CALIFICACIÓN:

REALIMENTACIÓN:

42

PRÁCTICA 5. EL MOTOR ELÉCTRICO


• Evalúa las implicaciones del uso de la ciencia y la tecnología, así como los fenómenos relacionados con

el origen, continuidad y transformación de la naturaleza para establecer acciones a fin de preservarla en

todas sus manifestaciones.








Como todas las máquinas eléctricas, un motor eléctrico está constituido por un circuito magnético y dos

eléctricos, uno colocado en la parte fija (estator) y otro en la parte móvil (rotor).

Su funcionamiento se basa en las fuerzas de atracción y repulsión establecidas entre un imán y un hilo

(bobina) por donde hacemos circular una corriente eléctrica. Recuerda también se pueden llamar

"motor electromagnético".

OBJETIVO GENERAL

Construir un modelo de motor eléctrico de corriente continua.

MATERIALES Y EQUIPOS

CANTIDAD

MATERIALES Y EQUIPO


EL LABORATORIO


40 cm 1 2 2 1 2 1 1

Cable aislado calibre 22 Imán Cables conductores Clips Vaso de plástico como base Pilas de 1.5 V., tamaño “D” Cinta de aislar Interruptor

* * * * * * * *

43

PROCEDIMIENTO

1. Forma una bobina enrollando el cable en un palo de escoba.

2. Los clips se desdoblan teniendo cuidado que quede un rizo en el centro, el cual servirá de apoyo para los extremos libres de la bobina y que previamente han sido lijados para eliminar el barniz aislante. Es muy importante mantener limpios estos extremos para un mejor funcionamiento.

3. Coloca la madera sobre la mesa, para que te sirva de base al colocar el imán.

4. Fija los clips al vaso con la cinta de aislar o silicón, diametralmente opuestos. Observa el esquema.

5. Coloca los extremos de la bobina en cada uno de los rizos de los clips.

6. Coloca los cables conductores a los clips y los extremos libres a los polos negativo y positivo de las pilas eléctricas, conectadas en paralelo de modo que pase corriente eléctrica a través de la bobina.

ESQUEMA

44

CUESTIONARIO

1. ¿Qué observas cuando se conectan los cables a las pilas eléctricas?

________________________________________________________________________

________________________________________________________________________

________________________________________________________________________

________________________________________________________________________

__________________________________________________________________

2. Explica por qué gira la bobina.

________________________________________________________________________

________________________________________________________________________

________________________________________________________________________

________________________________________________________________________

__________________________________________________________________

3. ¿Qué ocurre si varías el voltaje quitando una de las pilas y volviéndola a conectar?

________________________________________________________________________

________________________________________________________________________

________________________________________________________________________

________________________________________________________________________

__________________________________________________________________

4. ¿Qué sucede si la bobina se forma con el doble de espiras?

________________________________________________________________________

________________________________________________________________________

________________________________________________________________________

________________________________________________________________________

__________________________________________________________________

45

FUENTES DE REFERENCIA BIBLIOGRÁFICA

________________________________________________________________________

________________________________________________________________________

________________________________________________________________________

___________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

___________________________________________________________________________________________

____________________________________________________________________________________

CONCLUSIONES


________________________________________________________________________

________________________________________________________________________

________________________________________________________________________

________________________________________________________________________

________________________________________________________________________

____________________________________________________________

46


NOMBRE:


NÚMERO DE EQUIPO:



1. Preparación


3. Participación


5. Elaboración de

Conclusiones

CALIFICACIÓN:

REALIMENTACIÓN:

47

PRÁCTICA 6. EXPERIMENTO DE OERSTED


• Evalúa los factores y elementos de riesgo físico, químico y biológico presentes en la naturaleza que

alteran la calidad de vida de una población para proponer medidas preventivas.



• Diseña prototipos o modelos para resolver problemas, satisfacer necesidades o demostrar principios

científicos, hechos o fenómenos relacionados con las ciencias experimentales.




Antiguamente se pensaba que no existía relación alguna entre los fenómenos eléctricos y magnéticos; pero a

principios del siglo XIX los trabajos de Hans Christian Oersted (1777-1885) contribuyeron a demostrar la relación

entre estas fuerzas.

Sus descubrimientos comenzaron en una de sus clases mientras explicaba la corriente eléctrica, sin pensarlo

acercó una brújula a un cable por el que circulaba una corriente y observó que la aguja sufría una desviación.

A partir de esta observación, Oersted concluyó que el magnetismo no sólo es causado por los imanes sino también

por una corriente eléctrica.

OBJETIVO

Reproducir el experimento de Oersted.

I. TRABAJO PREVIO

1. ¿A qué se le llama electromagnetismo?

________________________________________________________________________

________________________________________________________________________

________________________________________________________________________

___________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

48

2. ¿Cuáles son las fuerzas conocidas en el Universo?

________________________________________________________________________

________________________________________________________________________

________________________________________________________________________

___________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

3. Dibuja las líneas de campo magnético para un alambre conductor.

________________________________________________________________________

________________________________________________________________________

________________________________________________________________________

___________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

4. Haz una breve reseña de los trabajos de Ampere, Faraday y Maxwell que llevaron a completar la

teoría del electromagnetismo.

49

EQUIPOS Y MATERIALES POR EQUIPOS:

CANTIDAD

MATERIALES Y EQUIPO


EL LABORATORIO


1 30 cm

1 2 1

Batería de 9V o fuente de poder Alambre de cobre grueso sin aislar y de preferencia lijado Brújula Cables y caimanes Soporte de madera para los extremos del alambre.

*

* *

* *

PROCEDIMIENTO:

1. Ponga la brújula sobre la mesa de trabajo y coloque el alambre de cobre sobre sus soportes de madera.

2. Coloque la brújula por debajo del alambre.

Procuren que apunte directamente a la dirección norte-sur.

3. Conecten la batería o fuente a los extremos del alambre, use los cables y los caimanes.

CUESTIONARIO

1. ¿Hacia dónde se desvía la brújula?

____________________________________________________________________________________

____________________________________________________________________________________

___________________________________________________________________________

2. El campo magnético generado por el alambre de corriente, ¿es paralelo o perpendicular al alambre?

___________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

50

3. ¿Qué sucedería si se invierte el sentido de la corriente?

____________________________________________________________________________________

____________________________________________________________________________________

___________________________________________________________________________

CONOZCAMOS MÁS….

Consulta algún artículo sobre las últimas investigaciones acerca de los monopolos magnéticos y el cambio que causarían en la física moderna. Haz un cuadro sinóptico sobre la investigación.

51


________________________________________________________________________

________________________________________________________________________

________________________________________________________________________

___________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

___________________________________________________________________________________________

____________________________________________________________________________________

CONCLUSIONES


________________________________________________________________________

________________________________________________________________________

________________________________________________________________________

________________________________________________________________________

________________________________________________________________________

____________________________________________________________

52


NOMBRE:


NÚMERO DE EQUIPO:



1. Preparación


3. Participación


5. Elaboración de

Conclusiones

CALIFICACIÓN:

REALIMENTACIÓN:

53

PRÁCTICA 7. CONSTRUCCIÓN DE UNA BOCINA











Una bocina es un dispositivo electro-acústico que convierte energía eléctrica en energía mecánica (en forma de

ondas mecánicas conocidas como acústica), conservando la forma de onda original, con una eficiencia promedio

del 0.5 al 1.5%. La mayoría de las bocinas están basadas en un cono o un domo que se pone en movimiento,

debido a un campo electromagnético modulado en amplitud, actuando en conjunto con un imán permanente.

Son cuatro las partes en que podemos dividir el estudio del funcionamiento de la bocina. La primera es el motor,

compuesto por un imán y una bobina. La segunda es el diafragma, formado por un cono y un cubre polvo o un

domo sólido. La tercera es la suspensión, que incluye la araña (spider) o centrador y el ala (surround); y la cuarta

es la ¨ canasta ¨.

OBJETIVO

Construir una bocina sencilla con materiales caseros.

I. TRABAJO PREVIO

1. Hacer un diagrama de una bocina en donde se establezcan las partes señaladas en la introducción.

54

DIAGRAMA DE UNA BOCINA

55


CANTIDAD

MATERIALES Y EQUIPO


EL LABORATORIO


3 metros

1 1 1 1 1 1 1

Alambre de cobre calibre 22 sin aislar (esmaltado) Vaso de unicel Etiquetas de colores Lija de agua muy delgada Vaso de plástico Una pila tipo D nueva Imán de barra Radio

*

* * * * * * *

PROCEDIMIENTO:

1. Construye una bobina enrollando un pedazo de alambre de cobre de la parte más ancha del vaso de

unicel. Enróllalo 150 veces si te alcanza el alambre.

2. Repasa con la lija el barniz aislante de las dos puntas de la bobina e identifícalas con etiquetas de

colores

3. Cuelga un imán de barra por su parte central, acércalo a la bobina y conéctala a una pila tipo D.

¿Qué ocurre?

________________________________________________________________________

________________________________________________________________________

________________________________________________________________________

________________________________________________________________________

________________________________________________________________________

56

4. Desconecta la pila. ¿Qué sucede ahora?

________________________________________________________________________

________________________________________________________________________

________________________________________________________________________

________________________________________________________________________

________________________________________________________________________

5. Ahora intercambia las conexiones de la pila y repite el experimento.

¿Qué es lo que ocurre ahora?

________________________________________________________________________

________________________________________________________________________

________________________________________________________________________

________________________________________________________________________

________________________________________________________________________

6. Construye una bobina más pequeña enredando el alambre en un marcador grueso. Enróllalo 30 veces

y pega el marcador en el fondo de un vaso de plástico desechable.

7. Conecta las puntas de la bobina en donde van conectadas las bocinas de una radio.

8. Acerca el imán a la bobina.

¿Por qué suena el vaso?

________________________________________________________________________

________________________________________________________________________

________________________________________________________________________

________________________________________________________________________

________________________________________________________________________

Muestra al grupo tu producto (bocina) generando sonidos de una fuente externa.

57

CONOZCAMOS MÁS….

Consulta los siguientes videos, por si tienes duda en la construcción de tu bocina

https://www.youtube.com/watch?v=rX4R53eHr-c

https://www.youtube.com/watch?v=PLLoXuP0i5g


________________________________________________________________________

________________________________________________________________________

________________________________________________________________________

___________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

___________________________________________________________________________________________

____________________________________________________________________________________

CONCLUSIONES


________________________________________________________________________

________________________________________________________________________

________________________________________________________________________

________________________________________________________________________

________________________________________________________________________

____________________________________________________________

https://www.youtube.com/watch?v=rX4R53eHr-c

https://www.youtube.com/watch?v=PLLoXuP0i5g

58


NOMBRE:


NÚMERO DE EQUIPO:



1. Preparación


3. Participación


5. Elaboración de

Conclusiones

CALIFICACIÓN:

REALIMENTACIÓN:

59

PRÁCTICA 8. ONDAS MECÁNICAS











Una onda mecánica es toda perturbación a partir de un estado normal o de equilibrio que se propaga en un

medio material, sin el transporte de materia. Ejemplos de estas son: ondulaciones en las plantas a causa de

una ráfaga de viento, ondas en el agua a causa de una perturbación, el sonido, ondas en una cuerda, ondas

en la tierra provocadas por un temblor, ondas en un gas confinado, etc. Las ondas mecánicas viajan dentro o

sobre la superficie de un material con propiedades elásticas, es decir, debe existir algún mecanismo que

tienda a restablecer el medio material a su estado de equilibrio.

OBJETIVOS

1. El alumno entenderá el concepto de onda mecánica y conocerá las relaciones entre las magnitudes físicas

para su descripción.

2. El alumno entenderá el significado y observará a lo que se nombra ondas mecánicas estacionarias en una

cuerda.

60


CANTIDAD

MATERIALES Y EQUIPO


EL LABORATORIO


1 1 1 1 2 2

1 2

1 1

Pesas y portapesas. Soporte con prensa y varilla. Nuez con polea fija. Bascula granataria. Cables caiman-caiman. Cuerdas de 2 m de longitud y de diferente diámetro. Bocina. Bloques de madera del diámetro del imán de la bocina. Adaptador de corriente 110 V. Flexómetro.

* * * *

*

*

* *

* *

PROCEDIMIENTO:

1. En la balanza mide la masa del cordón en kg, luego mide la Longitud Total de la cuerda, en metros,

con el flexómetro, todo con la mejor precisión posible.

2. Calcula la densidad lineal de masa μ = Masa/Longitud Total.

3. Coloca el soporte de prensa en un extremo de la mesa y la polea en el otro extremo de la mesa

también, a lo largo de ésta.

4. Amarra un extremo del cordón al soporte a la misma altura de la polea y pasa entonces el cordón por

el canal que tiene la bocina, lleva el cordón a dar vuelta a la polea y sujeta una masa de 50 g en su

extremo, luego coloca los dos bloques de madera debajo de la bocina, no importa que la cuerda no

quede horizontal.

61

Observa la figura 1.

5. Conecta los cables banana en la bocina, respetando la polaridad, el cable negro en la polaridad

negativa, luego conecta los otros extremos en la conexión caimán-caimán, respetando la polaridad

también.

Posteriormente conecta los extremos del adaptador (120 AC) a la conexión para cerrar el circuito de la

bocina, finalmente conecta el adaptador a la toma corriente a 120 voltios de Corriente Alterna.

6. La cuerda comenzará a oscilar, y podrás observar ciertas ondas estacionarias, sin embargo, por

cuestiones de precisión debes avanzar o alejar la bocina de la polea hasta obtener la primera condición

de resonancia o el caso del primer armónico, es decir cuando tenga exactamente media onda

estacionaria, o sea cuando L= λ / 2, (observa las figuras 2 y 3)

62

Figura 2

Figura 3

63

64

RESULTADOS:

Densidad lineal de masa μ =Masa / longitud Total.

EXPERIMENTO PESO DE LA

CUERDA (grs)

LONGITUD DE LA CUERDA

LONGITUD DE LA ONDA OBSERVACIONES

1

2

3

4

5

CUESTIONARIO

1. ¿Qué son las ondas?

____________________________________________________________________________________

____________________________________________________________________________________

____________________________________________________________________________________

____________________________________________________________________________________

___________________________________________________________________________

2. ¿Realiza un esquema y ubica las partes principales de una onda?

_______________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

65

3. ¿Cuántos tipos de ondas existen?

____________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

4. ¿Qué ejemplos podrías mencionar donde estén presente las ondas?

____________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

5. ¿Qué es una vibración?

____________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

6. ¿Define cada una de las partes principales de la onda?

____________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

7. ¿Qué es un medio elástico?

____________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

66

8. Las ondas mecánicas tienen varias características, menciona 3 ejemplos.

____________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________


________________________________________________________________________

________________________________________________________________________

________________________________________________________________________

___________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

___________________________________________________________________________________________

____________________________________________________________________________________

CONCLUSIONES


________________________________________________________________________

________________________________________________________________________

________________________________________________________________________

________________________________________________________________________

________________________________________________________________________

____________________________________________________________

67


NOMBRE:


NÚMERO DE EQUIPO:



1. Preparación


3. Participación


5. Elaboración de

Conclusiones

CALIFICACIÓN:

REALIMENTACIÓN:

68

PRÁCTICA 9. FUNCIONAMIENTO Y UTILIDAD DE UN TRANSFORMADOR











El transformador es un invento propuesto por Michael Faraday, que funciona por inducción magnética.

Éste eleva el voltaje de la corriente en las plantas generadoras de energía eléctrica y después lo reduce

en los centros de consumo. El principio del transformador se basa en la inductancia o inductancia mutua.

OBJETIVO

Verificar el funcionamiento y utilidad de un transformador, distinguiendo las diferencias entre un

transformador reductor y otro elevador, Además, constatar que el secundario de un transformador solo

induce corriente y FEM cuando varía la corriente eléctrica en el primario.

I. TRABAJO PREVIO

1. ¿A qué le llamamos generador de corriente alterna?

___________________________________________________________________________________________

___________________________________________________________________________________________

___________________________________________________________________________________________

___________________________________________________________________________________________

___________________________________________________________________________________________

_____________________________________________________________________________

69

2. ¿Qué es la corriente alterna?

___________________________________________________________________________________________

___________________________________________________________________________________________

___________________________________________________________________________________________

___________________________________________________________________________________________

___________________________________________________________________________________________

_____________________________________________________________________________

3. ¿Qué es la inductancia?

___________________________________________________________________________________________

___________________________________________________________________________________________

___________________________________________________________________________________________

___________________________________________________________________________________________

___________________________________________________________________________________________

_____________________________________________________________________________

4. Escribe la fórmula que relaciona la potencia de la bobina primaria con la bobina secundaria.

___________________________________________________________________________________________

___________________________________________________________________________________________

___________________________________________________________________________________________

___________________________________________________________________________________________

___________________________________________________________________________________________

_____________________________________________________________________________

5. Escribe la fórmula que relaciona el voltaje y el número de vueltas de la bobina primaria con la bobina

secundaria.

___________________________________________________________________________________________

___________________________________________________________________________________________

___________________________________________________________________________________________

___________________________________________________________________________________________

___________________________________________________________________________________________

_____________________________________________________________________________

70

MATERIALES Y EQUIPOS

CANTIDAD

MATERIALES Y EQUIPO


EL LABORATORIO


2 1 1 1

1

4 1

Multímetro Fuente de Voltaje AC de 0 a 6 V Resistencia Juego de dos bobinas con 400 vueltas Juego de dos bobinas con 600 vueltas Cables de cobre para conexiones. Núcleo de hierro

* *

* *

*

* *

PROCEDIMIENTO

1. Haz un circuito como el de la figura con las dos bobinas de 400 vueltas. La bobina conectada a la

fuente de poder se le llama primaria y la bobina conectada al multímetro se le llama secundaria.

71

2. Enciende la fuente y gira la perilla del voltaje hasta alcanzar 6V (hazlo lentamente). En el multímetro

determina el voltaje de salida en la bobina secundaria, Registra sus resultados en la siguiente tabla:

TIPO DE CONFIGURACIÓN

NÚMERO DE VUELTAS VOLTAJE (V)

PRIMARIO SECUNDARIO ENTRADA (Primario)

SALIDA (Secundario)

3. Ahora repite el procedimiento experimental, pero mueve de lugar la bobina secundaria alejándola,

acercándola y rotándola respecto a la primaria.

Registra tus resultados en la tabla anterior.

72

4. Repite los procedimientos anteriores, pero insertando el núcleo de hierro para tener tres diferentes

configuraciones. Para cada determinación registra cada dato obtenido en la siguiente tabla:

TIPO DE CONFIGURACIÓN

NÚMERO DE VUELTAS VOLTAJE (V)

PRIMARIO SECUNDARIO ENTRADA

SALIDA

5. Ahora usa la configuración que arrojo el mayor voltaje de salida en la bobina secundaria y cambia las

bobinas, aplica varias combinaciones de bobinas, pero con diferente número de vueltas.

6. Para cada combinación determina los voltajes en la bobina primaria y en la secundaria.

Con base a los resultados obtenidos y mediciones, contesta las siguientes preguntas

73

CUESTIONARIO

a) A partir de la ley de inducción de Faraday, la relación entre las razones V1/V2 y N1/N2, ¿cuál es la

razón por la que los núcleos de los transformadores no son de hierro sólido, si no están construidos

con lámina o bien varilla?

___________________________________________________________________________________________

___________________________________________________________________________________________

___________________________________________________________________________________________

___________________________________________________________________________________________

___________________________________________________________________________________________

_____________________________________________________________________________

b) De acuerdo a las leyes de inducción explica los resultados obtenidos en los experimentos de la

práctica; ¿Por qué razones existe variación entre los voltajes de entrada y salida en las bobinas

primarias y secundarias?

___________________________________________________________________________________________

___________________________________________________________________________________________

___________________________________________________________________________________________

___________________________________________________________________________________________

___________________________________________________________________________________________

_____________________________________________________________________________

c) ¿Qué se concluye de la inductancia entre dos bobinas?

___________________________________________________________________________________________

___________________________________________________________________________________________

___________________________________________________________________________________________

___________________________________________________________________________________________

___________________________________________________________________________________________

_____________________________________________________________________________

d) ¿Qué defecto tiene el núcleo de hierro en los voltajes de salida en la bobina primaria?

___________________________________________________________________________________________

___________________________________________________________________________________________

___________________________________________________________________________________________

___________________________________________________________________________________________

___________________________________________________________________________________________

_____________________________________________________________________________

74

e) Con los resultados obtenidos de las razones entre los voltajes y el número de vueltas, indica si los

resultados tienen relación con la inductancia mutua y la influencia de los núcleos de hierro.

___________________________________________________________________________________________

___________________________________________________________________________________________

___________________________________________________________________________________________

___________________________________________________________________________________________

___________________________________________________________________________________________

_____________________________________________________________________________

CONOZCAMOS MÁS

Investiga las aplicaciones más importantes de los transformadores y realiza un cuadro sinóptico.

https://www.youtube.com/watch?v=UchitHGF4n8


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CONCLUSIONES


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________________________________________________________________________

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https://www.youtube.com/watch?v=UchitHGF4n8

75


NOMBRE:


NÚMERO DE EQUIPO:



1. Preparación


3. Participación


5. Elaboración de

Conclusiones

CALIFICACIÓN:

REALIMENTACIÓN:

76

PRÁCTICA 10. MOVIMIENTO PERIÓDICO Y OSCILADORES ARMÓNICOS


• Valora de forma crítica y responsable los beneficios y riesgos que trae consigo el desarrollo de la

ciencia y la aplicación de la tecnología en un contexto histórico – social, para dar solución a problemas.








Un movimiento periódico se denomina también movimiento cíclico. Los movimientos de los cuerpos que

se repiten una y otra vez con las mismas características y formas se les llama movimientos periódicos o

cíclicos. Los osciladores armónicos son muestras simples de ellos, como el péndulo de un reloj o un

resorte vibrando.

La distancia entre la posición de equilibrio y la posición extrema ocupada por un cuerpo que oscila se

denomina AMPLITUD (a), del movimiento.

El tiempo que el cuerpo tarda en efectuar una vibración completa se denomina PERIODO

(T) del movimiento. El número de vibraciones completas que el cuerpo efectúa por unidad de tiempo se

denomina FRECUENCIA (f) del movimiento.

Si un cuerpo oscila con una frecuencia f, su periodo de vibración, T, está dado por:

T = 1/f

Al aplicar la segunda Ley de Newton a un cuerpo que realiza un movimiento armónico simple, es posible

establecer una relación entre el periodo T del movimiento, la masa m del cuerpo, y la constante elástica

k del resorte. Por medio de cálculos matemáticos podemos llegar a la siguiente relación:

77

En una onda transversal, los puntos del medio en el cual se propaga vibran en forma perpendicular a su

dirección de propagación.

En una onda longitudinal, los puntos del medio en el cual se propaga vibran en forma paralela a su

dirección de propagación.

La longitud de onda, λ, es la distancia recorrida por la onda durante un periodo T, siendo v la velocidad

de propagación de la onda y f su frecuencia, tenemos que:

λ = v T o bien, λ = v/ f

La frecuencia de una onda no se altera cuando se trasmite de un medio hacia otro.

OBJETIVO

Establecer el tipo de dependencia, entre el periodo de oscilación de un sistema masa – resorte y otras

variables presentes en el fenómeno (amplitud, masa, constante de fuerza).

I. TRABAJO PREVIO

1. ¿Qué es la Ley de Hooke y cómo se relaciona con la constante de elasticidad?

________________________________________________________________________

________________________________________________________________________

________________________________________________________________________

________________________________________________________________________

2. ¿Cuáles son los parámetros necesarios para caracterizar el movimiento armónico?

________________________________________________________________________

________________________________________________________________________

________________________________________________________________________

________________________________________________________________________

3. ¿Cuál es el comportamiento de la velocidad, aceleración y fuerza en el movimiento armónico?

________________________________________________________________________

________________________________________________________________________

________________________________________________________________________

________________________________________________________________________

78

4. ¿Qué elementos caracterizan a una onda?

________________________________________________________________________

________________________________________________________________________

________________________________________________________________________

________________________________________________________________________


CANTIDAD

MATERIALES Y EQUIPO


EL LABORATORIO


1 1 4 1 1 1 1

Soporte universal Nuez Resorte(s) Pesas (50g) Varilla metálica Cronometro Flexómetro Nuez Cronómetro

*

*

*

*

* *

*

PROCEDIMIENTO

DESCRIPCIÓN DEL EQUIPO PARA TOMA DE DATOS.

La figura 1, muestra el dispositivo a utilizar para encontrar la relación existente entre el periodo de un

oscilador armónico simple y la masa oscilante, amplitud de oscilación y constante de elasticidad o fuerza

de un resorte.

79

Figura 1

Periodo y amplitud

Tome uno de los resortes suspéndale una pesa de 100g y registre el punto de equilibrio. Separe el

sistema 0,5 cm por debajo de su posición de equilibrio, suéltelo y deje que oscile libremente. En este

caso la amplitud del movimiento es 0,5 cm.

Amplitud A (cm) Tiempo t (s) Periodo T (s)

TABLA 1. Amplitud y periodo

AMPLITUD A (cm)

TIEMPO t (s)

PERIODO T (s)

80

Mida el tiempo que requiere el sistema para dar 10 oscilaciones, y con el calcule el periodo. Registre

datos en la tabla 1.

Elabore un gráfico de periodo en función de amplitud (T vs A). Obtenga la ecuación que relaciona a las

variables. ¿Qué puede concluir sobre la dependencia entre estas variables? Haga una estimación del

error.

Periodo y masa

Ahora se establecerá la relación existente entre periodo de oscilación y masa suspendida. Suspenda una

pequeña masa a uno de los resortes, separe el sistema 1 cm por debajo de su posición de equilibrio

dejándolo oscilar libremente.

Tome el tiempo empleado en 10 oscilaciones y a partir de él obtenga el periodo. Registre los datos en la

tabla 2. Aumente gradualmente la masa suspendida, repitiendo el proceso descrito anteriormente.

TABLA 2. Periodo y masa

MASA M (g)

TIEMPO t (s)

PERIODO T (s)

81

Elabore un gráfico de periodo en función de masa (T vs m).

Obtenga la ecuación que relaciona a las variables. ¿Qué relación existe entre las variables graficadas?

¿Qué curva obtiene?

____________________________________________________________________________________

____________________________________________________________________________________

____________________________________________________________________________________

____________________________________________________________________________________

___________________________________________________________________________

82

Ahora elabore el gráfico de periodo en función de raíz cuadrada de masa (T vs√m). Obtenga la ecuación.

¿Qué curva obtuvo?

¿Qué tipo de dependencia existe entre el periodo de oscilación y la masa suspendida?

____________________________________________________________________________________

____________________________________________________________________________________

____________________________________________________________________________________

____________________________________________________________________________________

83

Periodo y fuerza constante

Suspenda secuencialmente, en cada uno de los resortes, una masa de 100 g y tome el tiempo empleado

en 10 oscilaciones. Determine el periodo. Registre los datos en la tabla 3.

TABLA 3. Periodo y constante de fuerza

CONSTANTE K (gf/cm)

TIEMPO t (s)

PERIODO T (s)

Elabore en Excel una gráfica de periodo en función de constante de fuerza (T vs K). ¿Qué curva obtuvo?

____________________________________________________________________________________

____________________________________________________________________________________

____________________________________________________________________________________

____________________________________________________________________________________

Elabore en Excel un nuevo gráfico de periodo en función del inverso de la raíz cuadrada de la constante

del resorte (T vs 1/√K). ¿Qué curva obtuvo?

____________________________________________________________________________________

____________________________________________________________________________________

____________________________________________________________________________________

____________________________________________________________________________________

84

¿Qué tipo de relación existe entre el periodo de oscilación y la masa en un sistema masa – resorte?

____________________________________________________________________________________

____________________________________________________________________________________

____________________________________________________________________________________

____________________________________________________________________________________

CONOZCAMOS MÁS

¿Se puede incrementar indefinidamente la masa oscilante? ¿Por qué?

____________________________________________________________________________________

____________________________________________________________________________________

____________________________________________________________________________________

____________________________________________________________________________________

Si un sistema masa – resorte se cuelga verticalmente y se pone a oscilar,

¿Por qué el movimiento finalmente se interrumpe?

____________________________________________________________________________________

____________________________________________________________________________________

____________________________________________________________________________________

____________________________________________________________________________________

De cinco ejemplos de movimientos de la vida diaria que sean, al menos aproximadamente, armónicos

simples. ¿En qué se diferencia cada uno de ellos de un M.A.S.?

____________________________________________________________________________________

____________________________________________________________________________________

____________________________________________________________________________________

____________________________________________________________________________________

85


___________________________________________________________________________________________

___________________________________________________________________________________________

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CONCLUSIONES


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________________________________________________________________________

________________________________________________________________________

____________________________________________________________

86


NOMBRE:


NÚMERO DE EQUIPO:



1. Preparación


3. Participación


5. Elaboración de

Conclusiones

CALIFICACIÓN:

REALIMENTACIÓN:

87

PRÁCTICA 11. REFRACCIÓN DE LA LUZ


• Valora de forma crítica y responsable los beneficios y riesgos que trae consigo el desarrollo de la

ciencia y la aplicación de la tecnología en un contexto histórico – social, para dar solución a problemas.








Cuando la luz pasa de un medio transparente a otro se produce un cambio en su dirección debido a la

distinta velocidad de propagación que tiene la luz en los diferentes medios materiales.

El fenómeno de la refracción se rige por la llamada ley de la refracción o ley de Snell.

OBJETIVOS

Entender los efectos del fenómeno de refracción en la vida cotidiana.

MATERIALES Y EQUIPO

CANTIDAD

MATERIALES Y EQUIPO


EL LABORATORIO


1 1 1 1 1 1 1 1 1

Recipiente extendido (cuba) Moneda de 5 pesos o similar Regla Exacto Tijeras Papel cascarón de 40 cm x 30 cm Pieza de cartulina negra 20 x 20 cm Linterna con baterías Vaso de vidrio traslucido

* * * * * * * * *

88

PROCEDIMIENTO 1:

1. Llena el vaso con agua e introduce en él una pieza de cartón o cartulina blanca cortada y apoyada en

el recipiente en la forma que se indica en la figura 1.

2. Usando una pequeña linterna y una pantalla con un agujero colocada enfrente de aquella, obtendrás

un angosto haz de luz. Haz incidir este haz a lo largo del cartón, tratando de que sea lo más definido

posible (para esto, gira la linterna, ajusta la pantalla hasta conseguir la mejor posición.)

A.- Observa sobre el cartón la trayectoria del haz luminoso antes y después de penetrar en el agua. Anota

tus observaciones.

________________________________________________________________________

________________________________________________________________________

________________________________________________________________________

________________________________________________________________________

_______________________________________________________________________

B.- Haz variar el ángulo de incidencia. Anota lo observado.

________________________________________________________________________

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89

1.- Cuando es mayor el ángulo de incidencia. ¿Cómo se comporta el rayo refractado?

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_______________________________________________________________________

2.- ¿Qué sucede si hacemos incidir el haz luminoso con un ángulo de 90°?

________________________________________________________________________

________________________________________________________________________

________________________________________________________________________

________________________________________________________________________

_______________________________________________________________________

II.- Introduce oblicuamente la regla o algún otro objeto similar en un recipiente que contenga agua,

según la figura 2.

90

Anota tus observaciones:

________________________________________________________________________

________________________________________________________________________

________________________________________________________________________

________________________________________________________________________

_______________________________________________________________________

III.- Coloca una moneda en el interior de un plato y aléjate hasta una posición tal que tu línea de visión

sea tangencial a la orilla del plato.

Anota tus observaciones:

________________________________________________________________________

________________________________________________________________________

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________________________________________________________________________

_______________________________________________________________________


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91

CONCLUSIONES


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________________________________________________________________________

________________________________________________________________________

________________________________________________________________________

____________________________________________________________

92


NOMBRE:


NÚMERO DE EQUIPO:



1. Preparación


3. Participación


5. Elaboración de

Conclusiones

CALIFICACIÓN:

REALIMENTACIÓN:

93

PRÁCTICA 12. SIMULACIÓN 1. CARACTERÍSTICAS DEL MOVIMIENTO ONDULATORIO

(OPCIONAL)

REPASO DE CONCEPTOS Y HABILIDADES Ondas mecánicas:

La materia y la energía están íntimamente relacionadas. La primer está representada por partículas y la

segunda por “ondas”, aunque hoy en día esa separación no está tan clara. En el mundo subatómico

“algo” puede comportarse como partícula u onda, según la experiencia que se está haciendo. Por

ejemplo, la electricidad está constituida por electrones y éstos presentan este doble comportamiento.

Las ondas: imaginemos un estanque de agua quieta al que tiramos una piedra, pronto, pero no

instantáneamente, se formarán olas. Esas "olas" en realidad son ondas que se propagan desde el centro

donde la piedra, al caer, es la "fuente" de perturbaciones circulares. Si llevamos este ejemplo a un

parlante, éste, igual que la piedra, perturba el medio propagándose y alejándose de su fuente. Así como

las ondas necesitaban al agua para poder difundirse, el sonido necesita del aire para lograr lo mismo.

Veamos otro ejemplo: el viento que pasa sobre un campo de trigo determina un movimiento en forma

de onda que se difunde a lo largo de toda la extensión. Sin embargo, el único movimiento que hacen las

plantas es de vaivén. Encontramos nuevamente dos movimientos, el de la propagación de la onda y el

movimiento de cada una de las espigas.

La onda consta de dos movimientos: uno es la vibración de las partículas y otro es la propagación de la

onda en sí. Si el movimiento de cada partícula es "de arriba hacia abajo y viceversa", la onda se llama

transversal.

Si la partícula se mueve en la misma dirección de propagación moviéndose atrás y adelante, la onda

recibe el nombre de longitudinal.

94

El sonido es una onda longitudinal mientras que la luz y cualquier onda electromagnética es transversal.

Si hacemos ondas con una soga nos dará ondas transversales, mientras que un resorte puede transportar

ambos tipos de ondas.

Si colocamos un par de ejes cartesianos, observaremos que existen valores máximos (eje y +) y mínimos

(eje y -). Cada uno de estos valores recibe el nombre de amplitud, mientras que a los intermedios se los

denomina elongación. Podemos observar en la gráfica que la trayectoria que obtuvimos puede

interpretarse matemáticamente como una función periódica, ya que se repite.

Si seguimos nuestro análisis, encontraremos que existen funciones matemáticas que responden a esta

gráfica, las funciones trigonométricas seno y coseno, por ejemplo. Si la gráfica comienza en el punto

(0;0) la función que utilizaremos será la función seno (sen); pero si vemos que la gráfica comienza por el

punto (0;1) entonces utilizamos la función coseno (cos).

OBJETIVOS

Los estudiantes comprenderán las características del movimiento ondulatorio.

95

MATERIALES Y EQUIPO

CANTIDAD

MATERIALES Y EQUIPO


EL LABORATORIO


1 1

1

1

Una bandeja con fondo plano Un espejo que quepa en la bandeja. Una lámpara con un foco de 25 W. Regla de madera o trozo de madera. Agua

*

* *

*

*

PROCEDIMIENTO 1:

Por grupo, los alumnos trabajarán en el experimento, tomarán notas de sus observaciones y buscarán

explicaciones para, posteriormente, comunicarlas y demostrarlas al grupo.

1. El equipo colocará la bandeja cerca de una pared, en donde se pueda ver el reflejo del agua.

2. Llenar la bandeja con el agua sobre la mesa, y ubicar el espejo dentro del agua. La altura del agua

deberá ser de unos cuantos centímetros (de 5 a 10 cm).

3. Usando una linterna o una lámpara colocada arriba del recipiente se iluminará el agua, tratando de

evitar la presencia de otras fuentes de luz en el ambiente y se detectará el lugar donde ésta se refleje en

la pared.

4. Al golpear con la punta de su dedo la superficie del agua, provocará una pulsación circular que se

propagará en la superficie del líquido. Observa la cresta de este pulso proyectada en forma de una franja

circular clara que se desplaza en el fondo del recipiente. Percutiendo ahora con una regla la superficie

del agua, podrás observar, de la misma manera, la propagación de pulsos rectos por la proyección de

sus crestas en el fondo del recipiente.

5. Para producir una onda periódica, golpea en forma lenta y sucesiva en la superficie del agua. Observa,

en el fondo del recipiente, la longitud de onda (distancia entre dos franjas consecutivas). Aumente la

frecuencia de los golpes de la regla, y observa lo que sucede con la longitud de onda. ¿Esperabas este

resultado?

96

6. Podrás también experimentar al colocar un barquito de papel o corcho sobre el agua, y determinar si

el agua se mueve arrastrando el barquito.


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___________________________________________________________________________________________

____________________________________________________________________________________

CONCLUSIONES


________________________________________________________________________

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________________________________________________________________________

________________________________________________________________________

____________________________________________________________

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NOMBRE:


NÚMERO DE EQUIPO:



1. Preparación


3. Participación


5. Elaboración de

Conclusiones

CALIFICACIÓN:

REALIMENTACIÓN:

98

RECURSOS BIBLIOGRAFICOS

1. Colegio de Bachilleres del Estado de Baja California (2016). TEMAS SELECTOS DE FÍSICA II.

México: Colegio de Bachilleres del Estado de Baja California. (E-Book).

2. Pérez Montiel, Héctor (2017). Temas selectos de física 2. México: Grupo Editorial Patria. (E-

Book).

3. Basto Rodríguez, Ruby (2020). Temas selectos de física II. México: Klik Soluciones Educativas. (E-

Book).

4. Trenzado Diepa, José L. (2015). Física. España: Universidad de Las Palmas de Gran Canaria.

Servicio de Publicaciones y Difusión Científica. (E-Book).

5. Sisterna, Pablo y Stimler, Roberto (2015). Física: misterio y realidad II. España: Eudem. (E -

Book).

6. Aguilar, Jesús Lorenzo (2018). Cuestiones de física. España: Editorial Reverté. (E-Book).

99

“POR SIEMPRE RESPONSABLE DE LO QUE SE HA CULTIVADO”

©2020 por la Universidad del Valle de México.

Este Manual fue elaborada en la Vicerrectoría Institucional Académica de

Preparatoria de la UVM y apela al Código de Ética y Conducta de Laureate

Education, Inc.

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Temas selectos de Física II · 2020. 8. 26. · PRÁCTICA 9. FUNCIONAMIENTO Y UTILIDAD DE UN TRANSFORMADOR ... donde las actividades experimentales propician la reorganización de