Hipertextos Fisica Decimo Santillana PDF

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guia practica para el docente...

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Física Mauricio Bautista Ballén Francia Leonora Salazar Suárez

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HIPERTEXTO FÍSICA 1 Directora de Educativas Directora Editorial Equipo editorial

Autores

Para educación media, es una obra colectiva, concebida, diseñada y creada por el Departamento Editorial de Santillana S.A. Ana Julia Mora Torres Fabiola Nancy Ramírez Sarmiento Isabel Hernández Ayala. Coordinadora de contenidos Diana Constanza Salgado Ramírez. Editora ejecutiva del área de matemáticas Jeinsson Giovanni Gamboa Sulvara. Editor júnior Carlos David Sánchez. Editor júnior Mauricio Bautista Ballén. Editor externo Juan Gabriel Aldana Álvarez. Asistente editorial del área de matemáticas Mauricio Bautista Ballén Licenciado en matemáticas. Universidad Pedagógica Nacional. Físico. Universidad Nacional de Colombia. Especialista en educación matemática. Universidad Pedagógica Nacional. Estudios de Maestría en docencia de la matemática. Universidad Pedagógica Nacional. Francia Leonora Salazar Suárez Licenciada en física. Universidad Distrital Francisco José de Caldas. Estudios de maestría en Educación con énfasis en investigación. Universidad de la Sabana. La persona encargada de avalar este texto desde el punto de vista de la disciplina específica y desde su pedagogía fue Beatriz Bechara Cabrera. Física. Universidad Nacional de Colombia. Science Instructor. Universidad de Londres. La especialista encargada de avalar este texto desde la equidad de género y de su adecuación a la diversidad cultural fue Doris Gilma Rincón Perilla. Psicóloga. Corporación Universitaria Iberoamericana. Las pruebas de campo del texto fueron realizadas por el Departamento de Investigación de Editorial Santillana, bajo la dirección de Ximena Galvis Ortiz. Se han hecho todos los esfuerzos para ubicar a los propietarios de los derechos de autor. Sin embargo, si es necesario hacer alguna rectificación, la editorial está dispuesta a hacer los arreglos necesarios.

Equipo gráfico y técnico

Iván Merchán Rodríguez. Coordinador creativo/Diseñador del modelo gráfico y carátulas Mauricio García Duque. Coordinador de contenidos digitales Martha Jeanet Pulido Delgado, Orlando Bermúdez Rodríguez. Correctores de estilo Alveiro Javier Bueno Aguirre. Coordinador de soporte técnico Luis Nelson Colmenares Barragán. Documentalista gráfico y operador de escáner Claudia Marcela Jaime Tapia, Anacelia Blanco Suárez, Lady Midlennis Sánchez Yopazá. Documentalistas Sandra Patricia Acosta Tovar, Hugo Armando Castrillón Toro, César Alfonso Murillo Díaz. Diagramadores Diomedes Guilombo Ramírez, Francisco Sánchez, Danilo Ramírez Parra, Jhon Jairo Barinas. Ilustradores Gustavo Rodríguez, Juan Giraldo, Claudia Marcela Jaime Tapia. Fotógrafos Getty images, Repositorio Santillana, Corel Professional Photos, Images provided by Photodisc, Inc., Corbis Images, Archivo Santillana, Furita S.L., Novosti, Agencia García Pelayo, S.L., Thinkstock. Fotografía Francisco Rey González. Director de producción

© 2011 EDITORIAL SANTILLANA S.A. Calle 80 No. 9-69 Bogotá, Colombia. ISBN 978-958-24-1598-3 Obra completa ISBN 978-958-24-1599-0 Edición para el estudiante ISBN 978-958-24-1600-3 Edición para el docente Este libro está elaborado de acuerdo con las normas ICONTEC NTC-4724 y NTC-4725 para textos escolares. Depósito legal en trámite. Impreso en Colombia por Prohibida la reproducción total o parcial, el registro o la transmisión por cualquier medio de recuperación de información, sin permiso previo por escrito de la Editorial.

PRESENTACIÓN DEL MODELO HIPERTEXTO FÍSICA 1 De la serie HIPERTEXTOS SANTILLANA, es una nueva propuesta pedagógica que responde a los lineamientos curriculares y a los estándares básicos de competencias exigidos por el MEN. Tu Hipertexto te permitirá potenciar tus capacidades de manera que puedas manejar los conocimientos propios de esta área, aproximarte al conocimiento como científico natural y desarrollar compromisos personales y sociales. ¡Tu Hipertexto hace tu aprendizaje más dinámico!

¿Qué hay en tu hipertexto? Estos hipervínculos. Cuando los veas debes saber que cada uno de ellos te indica que, además de lo que hay en la página, vas a encontrar: Una evaluación que Una dirección de Internet para Mayor información para ampliar tus te permitirá verifiprofundizar en un tema. conocimientos sobre temas especícar tus capacidades ficos. Además, en algunos casos, te y el aprendizaje de sugiere realizar más actividades para los contenidos de reforzar los conceptos trabajados. cada unidad.

Una presentación o un video que te ayudará a comprender mejor los temas desarrollados.

Este enlace te invita a consultar en nuestra página web la sección de laboratorios. Allí obtendrás el formato para la presentación de tu informe de laboratorio.

Para acceder a esta información debes consultar la página: www.santillana.com.co/hipertextos Un método para que desarrolles destrezas en la comprensión de los contenidos propios de la física.

Comprender para aprender

Unas HIPERPÁGINAS que, a través de infografías e imágenes llamativas, te permitirán establecer relaciones entre procesos o descomponer un todo en sus partes para conocerlas en detalle. CIENCIA

TECNOLOGÍA

El Ro ver So jo urner es el prim er vehículo robótico que fue enviado al planeta Marte en la m isión Mars Pat hf ind er.

La antena permite la recepción de señales de su Lander.

El vehículo cuenta con 6 ruedas y sus dim ensiones son: 65 cm de largo, 45 cm de ancho y 30 cm de altura. Su peso es de 10,6 kg, la m áxim a velocidad que alcanza es de 1 cm /s y puede desplazarse hasta 500 m desde el La nd er.

El Lander hace las veces de torre de control y es a donde llega y se envía la inform ación al Rover Sojourner. En la superficie superior tiene un panel solar que suministra energía necesaria para su movimiento.

El Rover estaba dotado de un espectrómetro de rayos X alfa protón que fue utiliz ado para el análisis de la roca Marciana.

En esta parte cuenta con cámaras y lásers que permiten capturar imágenes de la distribución de los suelos y rocas.

Mars Pathfinder Fue una m isión a Marte apoyada por Estados Unidos con el fin de explorar el planeta rojo a bajo costo. Entre la m isión se pretendía analizar la atm ósfera, el clim a y la com posición de rocas y el suelo. La m isión fue dirigida por el Caltech, Instituto de Tecnología de California. 66

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El contenedor de instrumentos electrónicos cuenta con procesador Intel 80C85 de 8 bits. El contenedor está asistido térmicamente para que el sistema eléctrico resista las extremas condiciones climáticas de Marte.

Las ruedas tienen un diámetro de 13 cm y fueron fabricadas con aluminio. Todas las ruedas tienen un movimiento independiente.

Se puede observar el trayecto recorrido por el Rover y las rocas estudiadas. © S antillana

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¿Cómo está organizado tu hipertexto? Tu Hipertexto Física 1 está compuesto por ocho unidades y los contenidos están organizados de acuerdo con los componentes de Física.

Páginas iniciales Al comienzo de cada unidad encontrarás una doble página de apertura con los temas que vas a trabajar, una lectura relacionada con los contenidos y algunas preguntas sobre ella. Para pensar… Texto breve de divulgación científica que se relaciona con el tema de la unidad y recoge algunos de los aspectos más importantes que vas a estudiar.

UNIDA D

Presenta los temas que vas a trabajar en la unidad.

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Para pens ar…

Las leyes de la dinámica Temas de la unidad 1. La fuer z a - Primera ley de Newton 2. Ley fundamental de la dinámica Segunda ley de Newton 3. Acción y reacción - Tercera ley de Newton

Seguramente alguna vez te habrás preguntado, qué mantiene un edificio en equilibrio, qué hace que un objeto acelere o des acelere, o, cómo es el movimiento de una nave es pacial cuando s e des plaz a por el es pacio inter-

Para res ponder… ■

¿Crees que un cuerpo puede permanecer en movimiento sin que sobre él actúen fuerz as?

Todas las s ituaciones anteriormente mencionadas nos s ugieren la idea de movimiento, cambio de pos ición o cambio de velocidad de los cuerpos , lo cual puede s uceder debido a la acción de factores externos .

■

Entre es tos factores s e encuentra la fuerz a, la cual no s ólo produce cambios en el movimiento de los cuerpos s ino que también puede llegar a deformarlos , como ocurre cuando s e aplas ta una es ponja.

¿Qué fuerz as crees que actúan sobre un cohete cuando se mueve a través del espacio?

■

Cuando se da un empujón a una caja y esta se mueve a lo largo de una superficie plana, finalmente se detiene. ¿Cómo explicas esto?

planetario.

Explica.

A lo largo de es ta unidad cons ideraremos la dinámica, que es tudia la relación entre fuerz a y movimiento, apoyados en tres grandes principios que fueron enunciados por Is aac Newton y revolucionaron el pens amiento científico de la época en el s iglo XVII.

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Para responder... Las preguntas de esta sección te permitirán fortalecer tu capacidad de interpretar textos relacionados con Física.

Páginas de contenido En las páginas de contenido encontrarás las ideas fundamentales del tema con ejemplos resueltos, que explican el procedimiento que se debe realizar paso a paso.

MANE JO CONOCIMIE NT OS P R OP IOS DE LAS CIE NCIAS NAT UR ALE S

Te indica el tipo de estándar o estándares que vas a trabajar en la unidad. M ANEJO CONOCIM IENTOS PROPIOS DE LAS CIENCIAS NATU RALES

1. Cómo se construye la ciencia

Compone nte : Entorno físico

En otras ocasi on es, el trabajo ci en tí f i co es cu an ti tati vo, es deci r, requ i ere m edi das ri gu rosas y preci sas de l as caracterí sti cas de l os f en óm en os observados, por l o cu al , en estos casos, se f orm u l an m atem áti cam en te l as observaci on es y l as con cl u si on es.

El trabajo científico conduce a res ultados

1.1 Qué estudia la física La f í si ca, com o di sci pl i n a ci en tí f i ca, i n daga acerca del porqu é y el cóm o su ceden l os f en óm en os n atu ral es qu e observam os; en este proceso u sam os n u estros sen ti dos y l os i n stru m en tos de m edi ci ón y de observaci ón de l os cu al es di spon em os. En este con texto, l os f í si cos i n ten tan descu bri r l as l eyes bási cas qu e ri gen el com portam i en to y l as i n teracci on es de l a m ateri a y l a en ergí a en cu al qu i era de su s f orm as. Figura 1. El aprovec ham iento de la energía nuc lear es una de las princ ipales aplic ac iones de las interac c iones entre m ateria y energía.

Así m i sm o, escu dri ñ an l a n atu ral eza de l as estrel l as, l a l u z, el ti em po, el son i do y l as partí cu l as su batóm i cas, en tre otros objetos de estu di o. En con cl u si ón , m edi an te l a f í si ca se bu sca descu bri r gen eral i dades sobre l a estru ctu ra bási ca del u n i verso, para así expl i car fen óm en os observabl es en térm i n os de pri n ci pi os f u n dam en tal es.

Los resu l tados de l a experi m en taci ón y del trabajo ci en tí f i co, en l a m ayorí a de l as si tu aci on es, con du cen a pl an tear gen eral i zaci on es para expl i car l os f en óm en os. A parti r de estas gen eral i zaci on es es posi bl e predeci r l as con di ci on es en l as cu al es se produ ci rá determ i n ado f en óm en o. No obstan te, n u n ca se pu ede estar segu ro de qu e, en el f u tu ro, n o pu eda darse u n a experi en ci a qu e si rva com o con traejem pl o de u n a gen eral i zaci ón . Por ejem pl o, l as tres l eyes del m ovi m i ento pl an teadas por Isaac Newton en el si gl o XVII son vál i das para descri bi r y predeci r el m ovi m i en to de l os cu erpos si em pre qu e estos n o se m u evan con vel oci dades cercan as a l a vel oci dad de l a l u z (300.000 km /s) y qu e su m asa n o sea dem asi ado pequ eñ a (com o l a de

1.2 El trabajo científico

l as partí cu l as su batóm i cas), caso en el cu al se apl i ca l a m ecán i ca cu án ti ca, desarrol l ada a parti r de l os trabajos real i zados en el si gl o XX por Pl an ck, E i n stei n y De Brogl i e, en tre otros.

A con ti n u aci ón descri bi rem os l os pasos del trabajo ci en tí f i co.

El trabajo científico s e realiza en equipo

El trabajo científico s e planifica

Au n qu e en u n pri n ci pi o, l os ci entí f i cos con cebí an su s i deas y experi m en taban sobre el l as de m an era i n depen di en te, en l a actu al i dad se con f orm an equ i pos i n terdi sci pl i n ari os con perm an en te comu n i caci ón n aci on al e i n tern aci on al .

Para desarrol l ar u n trabajo, l os ci en tí f i cos establ ecen l os objeti vos y l as etapas qu e, au n qu e n o si em pre se dan en el m i sm o orden , l es perm i ten abordar probl em as, expl i car f en óm en os, real i zar descu bri m i en tos y obten er con cl u si on es gen eral es sobre el fu n ci on am i en to de u n si stem a en estu di o.

Cada vez se acepta m ás l a i m portan ci a y l a n ecesi dad de abordar en equ i po probl em as con cretos, en f orm a com pl eta y cercan a a l a real i dad.

El trabajo científico bus ca s oluciones La esen ci a del qu eh acer ci en tí f i co es l a capaci dad h u m an a para pl an tearse pregu ntas acerca de l os su cesos m ás com pl ejos e i n com pren si bl es, por l o cu al , l a razón , f u n dam en tal del estu di o de u n fen óm en o se rel aci on a con el i n terés qu e este despi erta en el ci en tí f i co. En m u ch as ocasi on es, l a m oti vaci ón de l os ci en tí f i cos se rel aci on a con l as n ecesi dades de l a soci edad, por l o cu al su trabajo ti en e u n m arcado carácter soci al , ejem pl o de esto es el desarrol l o de vacu n as para com bati r en f erm edades y epi dem i as qu e arrem eten con tra l a pobl aci ón .

El trabajo científico s e bas a en conocim ientos exis tentes Para real i zar su trabajo, l os ci en tí f i cos n o parten de cero, si n o qu e en su s i n vesti gaci on es aprovech an l os con oci m i en tos qu e exi sten sobre el objeto de estu di o. En este sen ti do, se di ce qu e l a ci en ci a es acu m u l ati va, es deci r, l os nu evos con oci m i en tos se con stru yen sobre l os an teri ores y, de esta f orm a, di ch os con oci m i en tos pu eden ser am pl i ados. Por ejem pl o, el f í si co i n gl és Isaac Newton (1643-1727) decl aró qu e n u n ca h abrí a podi do l l egar a pl an tear su s l eyes sobre el m ovi m i en to si n apoyarse en l os h om bros de dos gi gan tes: Gal i l eo Gal i l ei (1564-1642) y Joh an n es Kepl er (1571-1630).

El trabajo científico es cualitativo y cuantitativo Figura 2. G alileo G alilei produjo un c am bio en la form a de obs ervar los fenóm enos .

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En ocasi on es, el trabajo ci en tí f i co i m pl i ca observaci on es de ti po cu al i tati vo en l as cu al es n o es n ecesari o tom ar m edi das. En estas observaci on es se an al i za y se descri be u n determ i n ado f en óm en o para establ ecer l a cau sa qu e l o produ ce, l os f actores qu e i n tervi en en en él , l a rel aci ón qu e ti en e con otros f en óm en os, etc.

1.3 Un ejemplo de investigación científica A con ti n u aci ón , se propon e u n ejem pl o para i lu strar u n posi bl e proceso en l a sol u ci ón de l a si gu i en te pregu n ta ci en tí f i ca: ¿al su m i n i strar cal or a u n cu erpo, au m en ta si em pre su tem peratu ra? E n el proceso qu e se descri be a con ti n u aci ón se con si deran l os si gu i en tes aspectos: observaci ón del f en óm en o, bú squ eda de l a i n f orm aci ón , f orm u l aci ón de l a h i pótesi s, com probaci ón experi m en tal , trabajo en el l aboratori o, con cl u si on es y com u n i caci ón de resu l tados, y el aboraci ón de teorí as.

Obs ervación del fenóm eno La observaci ón debe ser rei terada, m i n u ci osa, ri gu rosa y si stem áti ca. Tal vez l a pri m era pregu nta qu e n os f orm u l em os sea: ¿en qu é ci rcu n stan ci as au m en ta l a tem peratu ra cu an do l e su m i n i stram os cal or a u n cu erpo? Un a pri m era observaci ón n os i n di cará qu e, cu an do pon em os sobre el f ogón u n a can ti dad de agu a, l a tem peratu ra del l í qu i do au m en ta. Para com probar di ch o even to será n ecesari o val ern os de n u estros sen ti dos para perci bi r l Figura as 3. Si s im ultáneam ente introduc im os los dedos en dos rec ipientes c on agua di f eren ci as de tem peratu ra (f i gu ra 3). a diferente tem peratura y luego los

Posteri orm en te, y para evi tar errores, se u sa u n i n stru m en to de m edi ciintroduc ón im os en otro rec ipiente c uya tem peratura s ea interm edia, es pos ible adecu ado, qu e en este caso, es el term óm etro.

© S antillana

que nues tros s entidos nos engañen.

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EJERCICIO

En las páginas de contenido también vas a encontrar estas señales:

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Son preguntas acerca de la teoría o ejercicios que surgen a partir de ella.

HERRAMIENTA MATEMÁTICA

Son apuntes matemáticos que te ayudarán a comprender mejor los contenidos.

Además tu hipertexto contiene:

Tema 1 Magnitudes vectoriales

De s arrollo de compe te ncias

Actividades con ejercicios enfocados a desarrollar competencias.

Tema 2. Movimiento de proyectiles

6 Examina la s s iguientes ma gnitudes fís ic as y

5 Res ponde. ¿ Pu ede afi rmars e qu e el ti empo qu e

es tablec e s i ellas s on vec toriales o es c alares ; longitud, veloc idad, ac elerac ión, temperatura, área c ada uno de los s iguientes c as os : y dens idad. Jus tifi c a tu res pues ta. a . Un at l et a qu e cru za u n rí o n a da n do h a ci a 7l a Res ponde. ¿ Puede la c omponente de un vec tor ot ra ori l l a a 8 m /s cu a n do el rí o corre con u n a s er mayor o igual que s u norma? ¿ Por qué? vel oci da d perpen di cu l a r a él de 6 m /s. 8 Un automóvil parte del repos o has ta alc anzar una veloc idad v, c on la que s e mueve durante b. Un a gol on dri n a qu e vu el a h ori zon t a l m en t e a 6 m /s m i en t ra s qu e el vi en t o sopl a a 2,5 m /s, un tiempo t y fi nalmente s e detiene des pués de f orm á n dose en t re l a s dos vel oci da des u n á n - aplic ar los frenos . ¿ Puede afirmars e que durante gu l o de 50° . todo el movimiento la veloc idad y la ac elerac ión tienen la mis ma direc c ión? 2 La pos ic ión que oc upa un c uerpo en diferentes ins tantes de tiempo s e repres enta por medio de los vec tores :  t0 s r(5, 0 )  t1 s r( 3, 4 )  t2 s r( 0, 5)  t3 s r 9 Un proyec til s e lanza c on veloc idad de 10 m/s .  ( 3, 4 ) t3 s r ( 5, 0) Dibuja las trayec torias s eguidas s i el ángulo de lanzamiento es de 30° y s i el ángulo de lanzaa . Ubi ca ca da vect or en el pl a n o ca rt esi a n o. miento es de 60° . Realiza los c álc ulos que c ons ideres pertinentes . b. G ra f i ca u n a posi bl e t ra yect ori a del cu erpo. 3 Dibuja la trayec toria de un proyec til que es lanzado c on una veloc idad que forma un ángulo c on la horizontal de 35° . S obre ella, dibuja el vec tor veloc idad y el vec tor ac elerac ión en el punto 10 Da un ejemplo en el que dos c uerpos des c riban de s alida, en el más alto y, en el punto más bajo la mis ma trayec toria pero realic en diferente des plazamiento. de la trayec toria. 4 Un jugador patea una pelota c on una veloc idad 11 U n c uerpo s e s omete a l mis mo tiempo a la ac c ión de dos veloc idades de diferente norma. que forma un ángulo c on la horizontal. S i la ¿ Cómo deben ...