FÍSICA
OA 9
Analizar, sobre la base de la experimentación, el movimiento rectilíneo uniforme
y acelerado de un objeto respecto de un sistema de referencia espacio-temporal,
considerando variables como la posición, la velocidad y la aceleración en situaciones
cotidianas.
OA 10
Explicar, por medio de investigaciones experimentales, los efectos que tiene una
fuerza neta sobre un objeto, utilizando las leyes de Newton y el diagrama de
cuerpo libre.
OA 11
Describir el movimiento de un objeto, usando la ley de conservación de la energía
mecánica y los conceptos de trabajo y potencia mecánica.
OA 12
Analizar e interpretar datos de investigaciones sobre colisiones entre objetos,
considerando:
> La cantidad de movimiento de un cuerpo en función del impulso que adquiere.
- La ley de conservación de cantidad de movimiento (momento lineal o momentum).
OA 13
Demostrar que comprenden que el conocimiento del Universo cambia y aumenta a
partir de nuevas evidencias, usando modelos como el geocéntrico y el heliocéntrico,
y teorías como la del Big-Bang, entre otros.
OA 14
Explicar cualitativamente por medio de las leyes de Kepler y la de gravitación
universal de Newton:
- El origen de las mareas.
- La formación y dinámica de estructuras cósmicas naturales, como el sistema solar y sus componentes, las estrellas y las galaxias.
- El movimiento de estructuras artificiales como sondas, satélites y naves espaciales.
UNIDAD 1
MOVIMIENTO RECTILÍNEO
PALABRAS CLAVE
Sistema de referencia, sistema de coordenadas, relatividad del movimiento,
trayectoria, distancia recorrida, desplazamiento, rapidez media, rapidez instantánea,
velocidad media, velocidad instantánea, aceleración media, aceleración de gravedad,
adición de velocidades de Galileo.
CONOCIMIENTOS
PREVIOS
- Concepto de movimiento.
- Reconocer variables independientes y dependientes.
- Construir e interpretar gráficos.
- Calcular pendiente de una recta en un gráfico.
- Calcular área de figuras planas.
- Nociones elementales de álgebra.
CONOCIMIENTOS
- Sistema de referencia y sistema de coordenadas.
- Relatividad clásica y la adición de velocidades de Galileo.
- Conceptos de trayectoria, distancia recorrida, desplazamiento, rapidez y velocidad.
- Diferencias entre rapidez de velocidad, rapidez media de rapidez instantánea y velocidad media de velocidad instantánea.
- Descripción analítica y gráfica del movimiento rectilíneo uniforme (MRU).
- Descripción analítica y gráfica del movimiento rectilíneo uniforme acelerado (MRUA).
- Confección de gráficos para el MRU y para el MRUA, de posición en función del tiempo, de velocidad en función del tiempo y de aceleración en función del tiempo.
- Interpretación de gráficos del MRU y MRUA.
MOVIMIENTO: Se define como el cambio en la posición de un cuerpo.
Sistema de referencia y sistema de coordenadas :
Los sistemas de referencia espacial se usan para describir la posición y el movimiento de los cuerpos. Este marco de observación dependerá del estado de movimiento y de la ubicación de quien mide. Por otro lado, un sistema de coordenadas es una elección arbitraria de variables matemáticas para describir la ubicación de un punto o de un cuerpo geométrico; por ejemplo, el sistema de coordenadas cartesiano. Un mismo sistema de referencia puede describir un movimiento utilizando varios conjuntos de coordenadas diferentes.
Un sistema de coordenadas que nos sirve para estudiar el movimiento de los cuerpos es el cartesiano. Dependiendo del tipo de movimiento, podemos utilizar:
Utiliza dos ejes perpendiculares entre sí: uno horizontal, llamado eje de las abscisas o eje (x), y otro vertical, llamado eje de las ordenadas o eje (y); por lo que un punto en el plano, por ejemplo la posición de una pieza en el tablero, queda determinado por dos coordenadas (x, y).
Sistema de referencia y sistema de coordenadas :
Los sistemas de referencia espacial se usan para describir la posición y el movimiento de los cuerpos. Este marco de observación dependerá del estado de movimiento y de la ubicación de quien mide. Por otro lado, un sistema de coordenadas es una elección arbitraria de variables matemáticas para describir la ubicación de un punto o de un cuerpo geométrico; por ejemplo, el sistema de coordenadas cartesiano. Un mismo sistema de referencia puede describir un movimiento utilizando varios conjuntos de coordenadas diferentes.
Un sistema de coordenadas que nos sirve para estudiar el movimiento de los cuerpos es el cartesiano. Dependiendo del tipo de movimiento, podemos utilizar:
- Sistema de coordenadas en una recta
 |
| Ubicar a una partícula en una recta |
- Sistema de coordenadas en el plano
Utiliza dos ejes perpendiculares entre sí: uno horizontal, llamado eje de las abscisas o eje (x), y otro vertical, llamado eje de las ordenadas o eje (y); por lo que un punto en el plano, por ejemplo la posición de una pieza en el tablero, queda determinado por dos coordenadas (x, y).
- Sistema de coordenadas en el espacio:
POSICIÓN: lugar donde se encuentra el cuerpo.
TRAYECTORIA: es la línea continua por la cual un cuerpo se mueve, por lo tanto, esta puede ser recta, curva o enredarse sobre sí misma, ya que el objeto puede pasar varias veces sobre el mismo punto. A la longitud de la trayectoria la denominaremos distancia recorrida.
DESPLAZAMIENTO: es muy diferente a la trayectoria; lo representamos por una flecha que está dirigida desde el punto inicial del movimiento hasta un punto cualquiera en el que se encuentre el móvil (o final), y corresponde al cambio de posición de este. El desplazamiento solo depende de los puntos entre los cuales se ha movido el cuerpo, y es independiente del camino seguido por él.
ITINERARIO DE UN MÓVIL
El itinerario nos permite reunir la información sobre las acciones que realiza el móvil y en qué instantes, por ejemplo, saber que un compañero se mantuvo en reposo con respecto al profesor de Educación Física durante un par de minutos, hasta que comenzó a correr dando vueltas a la cancha de fútbol. Algunas maneras de describir el itinerario de un móvil son en tablas, gráficos o funciones. En física, la cinemática consiste en el análisis y descripción del movimiento de los cuerpos, sin importar su causa. Los itinerarios que estudiaremos son los siguientes:
a. En una tabla. Registramos los datos de posición y tiempo. Recuerda trabajar con las unidades del SI.
b. En un gráfico. Los movimientos que estudiaremos en esta unidad corresponden a aquellos en que los móviles describen trayectorias rectilíneas, por lo tanto, para conocer su ubicación utilizaremos el eje X del sistema de coordenadas cartesianas y la variable t para asociar el tiempo de cada evento. Por ejemplo, el gráfico Nº 2 relaciona la posición de cuerpo en el tiempo, basado en los datos entregados en la tabla anterior.
c. En una función. Corresponde a una función que muestra el cambio de la posición en el tiempo, por ejemplo: x(t) = x0 + 4t, donde x0 corresponde a la posición inicial y x(t) a la posición en cualquier instante de tiempo t. Recuerda que la posición tiene signo dependiendo de la ubicación con respecto a la referencia.
Visualízalo en un ejemplo:
Sea x(t) = 2+5t la función que describe la posición de un cuerpo. ¿En qué lugar se encontrará el móvil al cabo de 10 segundos de movimiento? Remplazamos el tiempo en la función, con lo que la posición a los 10 segundos será:
x (t) = 2 + 5 · t x (t=10) = 2 + 5 · (10) x = 52 m
El móvil a los 10 segundos se encontrará a 52 metros del origen del sistema de coordenadas, y como tiene signo positivo, quiere decir que está hacia la derecha del origen en la recta.
ITINERARIO DE UN MÓVIL
El itinerario nos permite reunir la información sobre las acciones que realiza el móvil y en qué instantes, por ejemplo, saber que un compañero se mantuvo en reposo con respecto al profesor de Educación Física durante un par de minutos, hasta que comenzó a correr dando vueltas a la cancha de fútbol. Algunas maneras de describir el itinerario de un móvil son en tablas, gráficos o funciones. En física, la cinemática consiste en el análisis y descripción del movimiento de los cuerpos, sin importar su causa. Los itinerarios que estudiaremos son los siguientes:
a. En una tabla. Registramos los datos de posición y tiempo. Recuerda trabajar con las unidades del SI.
b. En un gráfico. Los movimientos que estudiaremos en esta unidad corresponden a aquellos en que los móviles describen trayectorias rectilíneas, por lo tanto, para conocer su ubicación utilizaremos el eje X del sistema de coordenadas cartesianas y la variable t para asociar el tiempo de cada evento. Por ejemplo, el gráfico Nº 2 relaciona la posición de cuerpo en el tiempo, basado en los datos entregados en la tabla anterior.
c. En una función. Corresponde a una función que muestra el cambio de la posición en el tiempo, por ejemplo: x(t) = x0 + 4t, donde x0 corresponde a la posición inicial y x(t) a la posición en cualquier instante de tiempo t. Recuerda que la posición tiene signo dependiendo de la ubicación con respecto a la referencia.
Visualízalo en un ejemplo:
Sea x(t) = 2+5t la función que describe la posición de un cuerpo. ¿En qué lugar se encontrará el móvil al cabo de 10 segundos de movimiento? Remplazamos el tiempo en la función, con lo que la posición a los 10 segundos será:
x (t) = 2 + 5 · t x (t=10) = 2 + 5 · (10) x = 52 m
El móvil a los 10 segundos se encontrará a 52 metros del origen del sistema de coordenadas, y como tiene signo positivo, quiere decir que está hacia la derecha del origen en la recta.
- EVOLUCIÓN DE LOS MODELOS DEL UNIVERSO
DESCRIPCIÓN DEL BIG BANG en el siguiente enlace
http://www.cientec.or.cr/astronomia/articulos/universo.html
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