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3ro de Bachillerato

CONTENIDOS PROGRAMÁTICOS PARA TERCER AÑO BGU:


CONOCIMIENTOS ESENCIALES



 BLOQUES CURRICULARES

CONOCIMIENTOS BÁSICOS

Cuerpos en equilibrio
Equilibrio de la partícula: (2 semanas).
Primera y tercera ley de Newton, primera condición de equilibrio.
 Equilibrio del cuerpo sólido rígido: (3 semanas). Momento de fuerza o torque, apoyos, segunda condición de equilibrio.

Movimientos y choques
Impulso y cantidad de movimiento lineal: (3 semanas).
Teorema del impulso y cantidad de movimiento lineal, principio de conservación de la cantidad de movimiento.
Colisiones: (3 semanas).
Choque en una dimensión, choque en dos dimensiones, tipos de choques.

Movimiento circular y gravedad
Movimientos circular: (4 semanas).
Movimiento circular uniforme, aceleración centrípeta, fuerza centrípeta, peraltes de curvas y péndulo cónico. Movimiento planetario y gravitación: (2 semanas).

Ondas y sonido
Ondas mecánicas: (4 semanas).
Elementos de una onda, tipos de ondas, velocidad de la onda, principio de superposición, onda estacionaria, cuerdas y tubos sonoros.
 Sonido: (3 semanas). Onda sonora, velocidad del sonido, elementos del sonido, efecto doppler.

Naturaleza ondulatoria de la luz
Naturaleza de la luz: (2 semanas).
Teorías y propagación de la luz, velocidad de la luz, espectro electromagnético, intensidad luminosa. Espejos: (3 semanas).
 Reflexión en espejos planos y esféricos, ecuación de los espejos.
Lentes: (4 semanas). Refracción, elementos de una lente, ecuación de las lentes.

La Física y el medio ambiente
La Física y el medio ambiente: (3 semanas). Fenómenos físicos naturales que alteran el medio ambiente, elementos que componen el medio ambiente, posibles medidas a considerar para la preservación del medio ambiente adecuado para la vida.

OBJETIVOS  DEL CURSO

Ø  Comprender la incidencia de la Física en el desarrollo de otras ciencias, con la aplicación del método científico para redescubrir y describir el conocimiento.
Ø  Reconocer las características y condiciones del equilibrio del cuerpo sólido rígido como base del estudio de la estática.
Ø  Analizar el movimiento de un sistema de dos o más móviles y sus colisiones, mediante la aplicación de la conservación de la cantidad de movimiento lineal.
Ø  Caracterizar los diferentes tipos de colisiones entre dos móviles, con la aplicación de los principios de conservación de la energía y cantidad de movimiento, para comprender la magnitud de sus consecuencias.
Ø  Describir el movimiento circular como una traslación de un móvil en una circunferencia, para comprender la importancia de los factores que lo describen.
Ø  Establecer las características y factores que influyen en el movimiento planetario mediante el análisis del fenómeno de traslación para comprender la incidencia del campo gravitacional.
Ø  Describir el movimiento ondulatorio a través del análisis de sus elementos y características esenciales para comprender los fenómenos del sonido y la luz.
Ø  Conceptualizar la naturaleza y elementos del sonido como una onda mecánica, a fin de comprender las características de las fuentes y receptores de sonido.
Ø  Reconocer las diferentes teorías de la naturaleza de la luz como un proceso de desarrollo científico, a fin de comprender algunas de las propiedades de este fenómeno ondulatorio y corpuscular.
Ø  Describir y analizar algunos fenómenos luminosos como procesos de propagación de la luz en medios transparentes para entender su incidencia en la vida.
Ø  Diferenciar los elementos que componen el medio ambiente y la influencia de los fenómenos físicos naturales para valorar la importancia de su preservación y cuidado.
Ø  Comprender la necesidad de usar formas de energía alternativa para disminuir la contaminación provocada por el ser humano en el medio ambiente.

7. MACRODESTREZAS

Las destrezas con criterios de desempeño que se deben desarrollar en las ciencias experimentales se agrupan bajo las siguientes macrodestrezas:
Construcción del conocimiento científico.(C) La adquisición, el desarrollo y la comprensión de los conocimientos que explican los fenómenos de la naturaleza, sus diversas representaciones, sus propiedades y las relaciones entre conceptos y con otras ciencias.
Explicación de fenómenos naturales.(F) Dar razones científicas a un fenómeno natural, analizar las condiciones que son necesarias para que se desarrolle dicho fenómeno y determinar las consecuencias que provoca la existencia del fenómeno.
Aplicación.(A) Una vez determinadas las leyes que rigen a los fenómenos naturales, aplicar las leyes científicas obtenidas para dar solución a problemas de similar fenomenología.
Evaluación (E) La influencia social que tienen las ciencias experimentales en la relación entre el ser humano, la sociedad y la naturaleza, considerando al conocimiento científico como un motor para lograr mejoras en su entorno natural.

EQUILIBRIO ESTÁTICA


4.1.INTRODUCCIÓN.
Para comprender y realizar el uso de los principios de la “estática” tardó casi 2500 años para ser descubierta, sistematizada y alcanzar su desarrollo actual.

Fue necesario la genialidad de varios científicos como: Aristóteles (384-322 a.C), Arquímedes (287-212 a.C), Leonardo Da Vinci (1452-1519), Galileo Galilei (1564-1642), Descartes (1596-1690), Pascal (1623-1662),  Newton (1642-1727), Bernoulli (1667-1748), Mach (1838-1916), entre otros, quienes dieron sus grandes aportaciones para comprender y aplicar los conocimientos de la estática.

4.2.- ESTÁTICA.
4.2.1.- DEFINICIÓN:
Es el estudio de las condiciones para que un cuerpo se encuentre en equilibrio y estabilidad sin modificar sus dimensiones macroscópicas.

Es decir las condiciones de traslación y de rotación hacen que el cuerpo rígido permanezca en reposo relativo o en movimiento con velocidad constante:
                      
Sumatoria de fuerzas = 0
Sumatoria de torques = 0

4.2.2.-EQUILIBRIO:
Es cuando un cuerpo puede alcanzar el reposo relativo y estabilidad: “quietud”; considerando tres condiciones diferentes: equilibrio estable, equilibrio inestable y equilibrio indiferente.n

En el caso de cuerpos apoyados, se explica en los tres casos siguientes de cuerpos sobre una mesa.

       Estable                          Inestable                                             Indiferente
       CUBO                                 ESFERA                                        CONO CIRCULAR RECTO

Un cuerpo puede estar en equilibrio y puede tener estabilidad, pero por diferentes razones como: clima, erosión, desgaste del material,  oxidación, cambio de condiciones para las que fue creado, u otras, pasa de un estado a otro; incluso se desequilibra y pierde estabilidad. Por ejemplo el caso de una roca incrustada en una ladera sobre un camino.

FUERZAS DE TRACCIÓN:
FUERZAS DE COMPRESIÓN:











                       














APLICACIONES PRÁCTICAS DE LA ESTÁTICA

4.3.1.- MÁQUINAS SIMPLES.
Una máquina es todo mecanismo capaz de transmitir la acción de una fuerza de un lugar a otro, modificando en general la magnitud de la fuerza, su dirección o ambas características.n

La utilidad de una máquina simple radica en que permite ejercer una fuerza mayor  a la que una persona podría aplicar solo con sus músculos y articulaciones.

En una máquina actúan distintas fuerzas, las más importantes son: la fuerza aplicada o motriz F, que también la denominan potencia P, y la carga Q o llamada resistencia R.

4.3.2.-VENTAJA MECÁNICA
La ventaja mecánica de una máquina está dada por la relación que existe entre la carga y la fuerza aplicada.n

La VM es adimensional y no tiene unidades de medida.



Magnitudes y Unidades

    Magnitud : Todo aquello que se puede medir de forma objetiva.


    La masa y la velocidad son magnitudes; La bondad y la simpatía no son magnitudes.

-MAGNITUDES DEL SISTEMA INTERNACIONAL   ( S.I ).


MAGNITUDES FUNDAMENTALES.

Magnitud                                                                    Unidad                       Símbolo    Dimensión
Longitud                                                                       Metro                            m                L

Masa                                                                              Kilogramo                  Kg              M

Tiempo                                                                          Segundo                       s                  T

Temperatura   Termodinámica                                 Kelvin                           K                 θ

Intensidad de Corriente  Eléctrica                           Amperio                       A                  I

Intensidad   Luminosa                                                Candela                       cd                 ф

Cantidad de Sustancia                                                 Mol                             mol               N


-MAGNITUDES COMPLEMENTARIAS.

Magnitud                                                                      Unidad                       Símbolo   Dimensión
Angulo Plano                                                            Radián                            rad              1

Angulo Sólido                                                         Estereoradián                  sr                1


-MAGNITUDES DERIVADAS.

Magnitud                                                         Unidad                                  Símbolo   Dimensión
Velocidad  Lineal                                    Metro por  segundo                      m/s              L T-1

Velocidad  Angular                                 Radián por segundo                    rad/s               T-1

Aceleración   Lineal                      Metro por  segundo cuadrado              m/s2           L T-2

Aceleración  Angular                    Radián por  segundo cuadrado         rad/s              T-2

Área                                                   Metro  cuadrado                                    m2              L2

Volumen                                           Metro cúbico                                          m3              L3

Fuerza                                              Newton                                                     N                 L M T-2
                                                                                                                     (Kgm/s2)

Trabajo Mecánico                         Julios                                                        J                  L2 M T-2
                                                                                                                      ( N.m )


PREFIJOS, FACTORES Y SÍMBOLOS.



Prefijo

Factor

Símbolo

Prefijo

Factor

Símbolo

deca
101
D
deci
10-1
d
hecto
102
H
centi
10-2
c
kilo
103
K
mili
10-3
m
mega
106
M
micro
10-6
µ
giga
109
G
nano
10-9
n
tera
1012
T
pico
10-12
p
peta
1015
P
femto
10-15
f
exa
1018
E
atto
10-18
a
zetta
1021
Z
zepto
10-21
z
yotta
1024
Y
yocto
10-24
y



PREFIJOS, FACTORES Y SÍMBOLOS.

Prefijo
Factor
Símbolo
Prefijo
Factor
Símbolo
 deca
 hecto
 kilo
 mega
 giga
 tera
 peta
 exa
 zetta
 yotta
101
102
103
106
109
1012
1015
1018
1021
1024
D
H
K
M
G
T
P
E
Z
Y
 deci
 centi
 mili
 micro
 nano
 pico
 femto
 atto
 zepto
 yocto
10-1
10-2
10-3
10-6
10-9
10-12
10-15
10-18
10-21
10-24
d
c
m
u
n
p
f
a
z
y



ALFABETO GRIEGO

 a  A
Alfa
 n  N
Un
 b  B
Beta
 x  X
Xi
 g  G
Gamma
 o  O
Ómicron
 d  D
Delta
 p  P
Pi
 e  E
Épsilon
 r  R
Rho
 Q  q
Theta
 s  S
Sigma
 h  H
Eta
 t  T
Tau
 V  Z
Zeta
 u  U
Ípsilon
 i   I
Lota
 f  F
Fi
 k  K
Kappa
 c  C
Ji
 l  L
Lambda
 y  Y
Psi
 m  M
Mu
 w  W
Omega


ALGUNOS DATOS DE LOS PLANETAS DEL SISTEMA SOLAR.


PLANETA

RADIO ECUATORIAL
(Km)

MASA
( * )

PERIODO
(años terrestres)

Tierra
Venus
Mercurio
Marte
Júpiter
Saturno
Urano
Neptuno
Plutón
  
     6 370
     6 200
     2 400
     3 390
    71 400
    60 000
    25 800
    25 000
       -      

  1
  0,81
  0,055
  0,107
317,9
 95,2
 14,6
 17,2
  -

     1
     0,62
     0,24
     1,88
    11,86
    29,46
    84,02
   164,8
   249,7

           * Masa relacionada a la masa terrestre       5,96 . 1024  Kg.



DENSIDAD DE VARIOS SÓLIDOS Y LÍQUIDOS


SÓLIDOS

DENSIDAD( Kg/m³)
Aluminio
Hierro
Acero
Cobre
Estaño
Plata
Platino
Zinc
Madera (eucalipto)

Madera Pino seco
Vidrio
      2 600
      7 800
      7 700
      8 600
      7 200
     10 500
     21 400
      7 000
        600
        800
        400
      2 500
      2 600

LÍQUIDOS

DENSIDAD( Kg/m³)
Agua
Glicerina
Mercurio
Keroseno
Aceite de Resina
Aceite Lubricante

Agua de mar

      1 000
      1 300
     13 600
        800
        900
        800
        900
      1 030

Gases: Aire     1,3 ( Kg/m³)



Medida de Longitud...

Un AÑO LUZ es una unidad de longitud empleada en astronomía para medir grandes distancias. Es igual a la distancia recorrida por la luz en un año solar medio, o más específicamente, la distancia que recorrería un fotón en el vacío a una distancia infinita de cualquier campo gravitacional o campo magnético, en un año Juliano (365.25 días de 86400 segundos).

El año luz no es una unidad de tiempo, sino de distancia. La luz tarda 8 minutos en viajar desde el Sol hasta la Tierra. Nuestra galaxia, la Vía Láctea, tiene 100 000 años luz de diámetro.

Tomando para la velocidad de la luz un valor de 300.000 km/s, un año luz equivale en números redondos a 9.461.000.000.000 km, o bien a 63.240 Unidades Astronómicas (UA), o también a 0,3066 parsecs.

1UA – 1,5 X 10 11 m

Ningún objeto material puede viajar más rápido que la luz.

Fuente(s):




Escalas de temperatura

Según la escala Fahrenheit, a la presión atmosférica normal, el punto de solidificación del agua es de 32 °F, y su punto de ebullición es de 212 °F. La escala centígrada o Celsius, asigna un valor de 0 °C al punto de congelación del agua y de 100 °C a su punto de ebullición. En ciencia, la escala más empleada es la escala absoluta o Kelvin. En esta escala, el cero absoluto, que está situado en -273,16 °C, corresponde a 0 K, y una diferencia de un kelvin equivale a una diferencia de un grado en la escala centígrada. El punto fijo patrón usado en termometría es el punto triple del agua, al que se le atribuye el número arbitrario 273,16 K. De forma que la temperatura del punto triple del agua es 0,01 °C.
Otra escala que emplea el cero absoluto como punto más bajo es la escala Rankine (o la escala termodinámica internacional), en la que cada grado de temperatura equivale a un grado en la escala Fahrenheit. En la escala Rankine, el punto de congelación del agua equivale a 492 °R, y su punto de ebullición a 672 °R.
TC = TK - 273,15 K
TR = 9.TK/5
TF = TR - 459,67 °R
TF = 9.TC/5 + 32 °F


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