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GUÍA DE APOYO DOCENTE ASIGNATURA DE FÍSICA 1 PRIMER CURSO BLOQUE TRES

Guia Didactica de 1ro Bgu Fisica i b3

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  • GUA DE APOYO DOCENTE

    ASIGNATURA DE FSICA 1

    PRIMER CURSO BLOQUE TRES

  • MINISTERIO DE EDUCACIN; GUA DE APOYO DOCENTE BLOQUE 3 2

    TABLA DE CONTENIDO

    (MARCO CONCEPTUAL 1) .................................................................................................. 3

    EL MOVIMIENTO DE LOS CUERPOS EN DOS DIRECCIONES ................................................ 4

    3.1 Composicin de movimientos ................................................................................... 4

    3.2 Movimiento de proyectiles ..................................................................................... 12

    GLOSARIO ........................................................................................................................ 27

  • MINISTERIO DE EDUCACIN; GUA DE APOYO DOCENTE BLOQUE 3 3

    Movimiento de proyectiles

    Ecuaciones

    Composicin de movimientos

    Posicin, distancia, desplazamiento,

    rapidez, velocidad, aceleracin

    Aprendizaje significativo (MARCO CONCEPTUAL 1)

    RELACIN DE LA FSICA CON OTRAS

    CIENCIAS

    LEYES DEL MOVIMIENTO

    MOVIMIENTO EN UNA

    DIRECCIN

    MOVIMIENTO EN DOS

    DIMENSIONES

    TRABAJO POTENCIA Y

    ENERGA

    FSICA ATMICA Y NUCLEAR

    FSICA QUMICA FSICA Y QUMICA BIOLOGA

    CIENCIAS EXPERIMENTALES

  • MINISTERIO DE EDUCACIN; GUA DE APOYO DOCENTE BLOQUE 3 4

    EL MOVIMIENTO DE LOS CUERPOS EN DOS DIRECCIONES

    Hasta ahora se ha revisado movimientos que nicamente se llevan a cabo en una sola

    direccin, sea esta horizontal o vertical, siendo consecuencia de ello que la trayectoria sea

    una lnea recta. Sin embargo, existen situaciones reales en que los objetos presentan una

    trayectoria diferente como resultado de que se mueven en ambas direcciones de manera

    simultnea.

    Se abordar esta temtica para ensear a los estudiantes la independencia de los

    movimientos en el tiempo y a comprender sus efectos.

    3.1 Composicin de movimientos

    Destrezas con criterios de desempeo

    Describir la utilidad de los vectores en la representacin de movimientos en dos

    dimensiones, a partir de la conceptualizacin de dos movimientos simultneos.

    Conocimientos previos

    Se propone que el docente aborde el tema en estudio mencionando a sus estudiantes el

    caso del bote que se mueve a lo largo de un ro; en primer lugar, con la corriente a favor

    luego, con la corriente en contra y posteriormente, de manera transversal a la direccin

    de la corriente. Los estudiantes describirn sus ideas al respecto, las mismas que no

    deberan estar muy alejadas de la verdad, puesto que ya se revisaron vectores y eso debe

    ser un factor decisivo para comprender ms fcilmente la naturaleza conjunta de estos

    movimientos.

    Precisiones para la enseanza y el aprendizaje

    El hecho de resolver situaciones en las cuales existen movimientos simultneos no es

    tarea fcil para los estudiantes, ya que requiere superponer mentalmente las

    caractersticas individuales de cada uno de ellos y determinar su efecto combinado.

    Podemos iniciar este tema trabajando con ejercicios en los que se producen movimientos

    unidimensionales combinados, tanto en el sentido horizontal como vertical, y aplicar los

    conceptos cinemticos que se revisaron en el bloque anterior.

    Resolvamos un ejercicio para tenerlo claro a manera de ejemplo:

    Una lancha que desarrolla una rapidez de 9 m/s perpendicular a la corriente, pretende

    cruzar un ro de 200 m de ancho que tiene una corriente de rapidez 5 m/s,

  • MINISTERIO DE EDUCACIN; GUA DE APOYO DOCENTE BLOQUE 3 5

    Fuente:http://recursostic.educacion.es/descartes/web/materiales_didacticos/comp_mo

    vimientos/images/image010.jpg

    a) Cul ser la rapidez total de la lancha?

    La rapidez total se obtiene como resultado de tomar en cuenta tanto la rapidez propia

    de la lancha as como la de la corriente del ro. Al ser transversales se entiende que

    forman 90, por lo tanto, para obtener el resultado debe calcularse con el teorema de

    Pitgoras:

    b) En qu tiempo atravesar el ro?

    Obtenemos la respuesta si consideramos que la velocidad de la corriente va a desviar a

    la lancha, por lo tanto, slo consideramos la rapidez de la lancha y el ancho del ro:

    c) Qu distancia recorrer la lancha?

    La distancia se puede calcular en funcin de la rapidez total de lancha y el tiempo que

    demora en cruzar el ro:

  • MINISTERIO DE EDUCACIN; GUA DE APOYO DOCENTE BLOQUE 3 6

    d) Cul ser el desplazamiento realizado?

    En vista de que la trayectoria es rectilnea, la magnitud del desplazamiento y de la

    distancia coinciden. La direccin se puede calcular dibujando un tringulo rectngulo y

    aplicando la funcin trigonomtrica conveniente:

    Por lo tanto, el desplazamiento viene dado como 228,6 m; 60,90 con la horizontal.

    Indicadores esenciales de evaluacin

    Establece el desplazamiento, distancia, velocidad, rapidez y aceleracin en

    movimiento bidimensional.

    Para la evaluacin, los estudiantes podran realizar un trabajo en clase y una prueba como

    las que se muestran a continuacin:

    TRABAJO EN CLASE # 1 (PROPUESTO)

    Un objeto se mueve desde un punto inicial rotulado como A hasta otro punto rotulado

    como B, tal como se aprecia en la figura. Se muestran dos trayectorias diferentes que

    conectan ambos puntos. Los ejes X e Y estn representados en km.

    Establece el valor de la distancia recorrida en ambos casos, son iguales las respuestas

    obtenidas?, encuentra una razn.

    Determina el valor del vector desplazamiento para ambas trayectorias y explica si las

    respuestas coinciden o no y por qu.

    Si se conoce que el recorrido desde A hasta B le toma al mvil de la trayectoria azul 2

    horas, mientras que al de la trayectoria verde 4 horas, calcula la rapidez media y la

    velocidad media para cada caso.

    9 m/s

    5 m/s

  • MINISTERIO DE EDUCACIN; GUA DE APOYO DOCENTE BLOQUE 3 7

    TRABAJO EN CLASE # 1 (RESUELTO)

    Un objeto se mueve desde un punto inicial rotulado como A hasta otro punto rotulado

    como B, tal como se aprecia en la figura. Se muestran dos trayectorias diferentes que

    conectan ambos puntos.

    Establece el valor de la distancia recorrida en ambos casos, son iguales las respuestas

    obtenidas?, encuentra una razn.

    Determina el valor del vector desplazamiento para ambas trayectorias y explica si las

    respuestas coinciden o no y por qu.

    Si se conoce que el recorrido desde A hasta B le toma al mvil de la trayectoria azul 2

    horas, mientras que al de la trayectoria verde 4 horas, calcula la rapidez media y la

    velocidad media para cada caso.

    La distancia total es el resultado de la suma de los valores de los mdulos de los

    desplazamientos parciales realizados tanto en sentido vertical como horizontal, as para la

    A

    B

  • MINISTERIO DE EDUCACIN; GUA DE APOYO DOCENTE BLOQUE 3 8

    trayectoria marcada en color azul, tenemos 2 + 2 + 3 + 4 + 3 lo que da un total de 14 km.

    Para el caso de la trayectoria verde en cambio se tiene 8 + 8 + 2 dando un resultado de 18

    km. Las distancias obtenidas como se aprecia no son iguales ya que siguen trayectorias

    diferentes, y solamente podran coincidir si es que la trayectoria seguida fuese una lnea

    recta.

    En el caso del desplazamiento, el resultado va a ser independiente de la trayectoria

    seguida, pues en ambos casos las posiciones inicial y final son las mismas. El vector

    desplazamiento podr ser expresado de varias maneras: en forma rectangular sera (8, -6)

    o [km], pero tambin podra expresarse como 10 [km]; 323,1o en forma polar

    para ambas situaciones.

    La rapidez en el caso de la trayectoria azul sera

    De igual forma para el mvil que sigue la trayectoria verde se tiene

    Nuevamente se constata como se puede ver, que la rapidez media no es la misma para

    ambos casos puesto que al seguir trayectorias diferentes las distancias difieren y como

    consecuencia de ello la rapidez media tambin. Para la velocidad media se registran

    valores diferentes debido a que el tiempo empleado en el recorrido es distinto para

    ambos casos, pero al ser el desplazamiento el mismo, la direccin del vector velocidad se

    mantiene igual debido a que las posiciones iniciales y finales de ambas trayectorias

  • MINISTERIO DE EDUCACIN; GUA DE APOYO DOCENTE BLOQUE 3 9

    coinciden. Es lgico que mayor velocidad media en este caso la obtenga el mvil que tarda

    menos tiempo en alcanzar a completar su recorrido.

    PRUEBA # 1 (PLANTEADA)

    Un bote se mueve hacia el norte a 15 m/s atravesando un ro cuya corriente fluye hacia el

    oeste a 8 m/s. Determina

    a.) La velocidad resultante del bote.

    b.) El tiempo empleado en llegar a la otra orilla si el ro tiene 120 m de ancho.

    c.) La distancia ro abajo cuando llega a la orilla.

    PRUEBA # 1 (SOLUCIN)

    Un bote se mueve hacia el norte a 15 m/s atravesando un ro cuya corriente fluye hacia el

    oeste a 8 m/s. Determina:

    a.) La velocidad resultante del bote:

    Tomando en cuenta las componentes de la velocidad tanto horizontal (de la corriente en

    este caso) como vertical (del bote), se tiene que

    o

    Esta respuesta puede ser expresada como vector en la forma polar

    b.) El tiempo empleado en llegar a la otra orilla si el ro tiene 120 m de ancho:

    c.) La distancia ro abajo cuando llega a la orilla:

    La corriente es la responsable de ocasionar el desvo del bote, por lo que se debe

    calcular la distancia recorrida en 8 s a una velocidad de 8 m/s

  • MINISTERIO DE EDUCACIN; GUA DE APOYO DOCENTE BLOQUE 3 10

    Actividades complementarias

    Los aviones al realizar su vuelo estn sujetos al efecto del viento y por lo tanto

    deben realizar correcciones permanentes en su direccin de movimiento. Se puede

    plantear una actividad en la que los estudiantes traten de determinar cul debe ser

    el rumbo que se debe fijar si es que fuesen los pilotos de una aeronave, para vencer

    la desviacin propiciada por el viento y llegar a su objetivo original. Se recomienda

    nicamente utilizar direcciones perpendiculares para no hacer esta actividad muy

    compleja, ya que lo que se quiere conseguir es que los estudiantes sean capaces de

    distinguir el efecto de dos movimientos que ocurren a la vez.

    Un mvil ubicado en la posicin 10m E, se traslada por una circunferencia dando 2

    vueltas y media en sentido antihorario, en un lapso de 45s, determinar:

    a) La posicin inicilal.

    b) La posicin final.

    c) El desplazamiento.

    d) La distancia recorrida.

    e) La velocidad media.

    f) La rapidez media.

    Desde la posicin inicial el mvil recorre una circunferencia de radio 10m. el recorrido

    es de dos circunferencias y media en un lapso de 45s.

    d = 2,5C; t = 45s

    C = 2r;

    d = 5r;

    r = 10m;

    d = 50m.

    .

    d= distancia recorrida

    C = circunferencia

    r = radio

    t = tiempo

    = ngulo descrito en las dos vueltas y

    media

  • MINISTERIO DE EDUCACIN; GUA DE APOYO DOCENTE BLOQUE 3 11

    En el grfico se indican algunas magnitudes como: Posicin inicial, posicin final,

    desplazamiento, distancia recorrida.

    La posicin inicial

    La posicin final

    El desplazamiento

    La distancia recorrida corresponde a:

    Velocidad media:

    Rapidez media:

    Con la ayuda del docente se puede realizar el anlisis de cada uno de los resultados

    obtenidos, distinguiendo entre las cantidades vectoriales y escalares.

  • MINISTERIO DE EDUCACIN; GUA DE APOYO DOCENTE BLOQUE 3 12

    TIC (tecnologas de la informacin y la comunicacin)

    Existe un simulador de muy buen desempeo para revisar esta problemtica en la

    direccin electrnica http://www.educaplus.org/movi/4_1rio.html

    Sintetizar la informacin (obtenida en internet, libros, revistas) sobre las magnitudes:

    desplazamiento, distancia, rapidez, velocidad y aceleracin del movimiento en dos

    direcciones mediante una red conceptual.

    Procesos mentales

    a. Leer la informacin del documento escogido de una manera global.

    b. Extraer los conceptos sobre la informacin del texto.

    c. Relacionar los conceptos para comprender su estructura interna.

    d. Disear una red conceptual del tema con todos los conceptos que integren el conocimiento.

    3.2 Movimiento de proyectiles

    Destrezas con criterios de desempeo

    Identificar las magnitudes cinemticas presentes en un movimiento compuesto

    tanto en la direccin horizontal como en la vertical, a partir de la independencia de

    movimientos simultneos.

    Analizar el movimiento de un proyectil, desde la interpretacin del comportamiento

    de la velocidad y aceleracin en dos dimensiones.

    Estimar las coordenadas de un proyectil, as como su altura mxima y su mximo

    alcance, en base a sus caractersticas de lanzamiento.

    Conocimientos previos

    En este caso el docente puede realizar algunas preguntas como: Cul ser la trayectoria

    seguida por una canica que rueda por una mesa horizontal? Cul ser la trayectoria que

    un futbolista imprime a una pelota cuando la patea?. Se debe generar una pequea lluvia

    de ideas respecto a las razones que determinan estas trayectorias, y las variaciones que

    podran darse si se modifican algunas magnitudes tales como la altura de cada o la

    velocidad de lanzamiento.

    Sintetizar. Articular las ideas, principios y procesos en forma coherente, formando un todo global esquemtico

  • MINISTERIO DE EDUCACIN; GUA DE APOYO DOCENTE BLOQUE 3 13

    Tambin es til hacer una pregunta significativa acerca de una situacin como la que se

    muestra en la grfica. En qu caso se tarda ms tiempo en llegar al piso una pelota, si es

    que la pelota viene rodando horizontalmente por una mesa o si es que se la suelta para

    que caiga libremente de la misma altura.

    Los estudiantes en su mayora casi con certeza respondern equivocadamente que

    cuando se suelta la canica se demora menos tiempo, pues asocian grficamente la

    respuesta con la distancia recorrida sobre su trayectoria descrita, y asumen que se

    emplear mayor tiempo cuando la trayectoria denota un efecto combinado en ambas

    direcciones.

    Precisiones para la enseanza y el aprendizaje

    Uno de los casos que puede darse con frecuencia es el movimiento simultneo en sentido

    horizontal y vertical, dando como resultado una trayectoria como la descrita por el

    lanzamiento de un proyectil.

    Los estudiantes, en ocasiones, tienen dificultades para la comprensin de determinadas

    caractersticas de estos movimientos, tienden a conflictuarse por la existencia de dos

    movimientos a la vez en tiempo real.

    No es recomendable deducir o establecer relaciones matemticas complejas que

    respondan nicamente a casos particulares, sino ms bien usar las ecuaciones ya

    utilizadas en el captulo anterior, pero sabiendo diferenciar su aplicacin en cada uno de

    los ejes de movimiento y teniendo en cuenta que nicamente el tiempo es la magnitud

    que transcurre simultneamente en ambas direcciones.

  • MINISTERIO DE EDUCACIN; GUA DE APOYO DOCENTE BLOQUE 3 14

    Fuente: http://castrofis.blogspot.com/2008/11/composicin-de-movimientos.html

    Como ya se puede suponer en el eje horizontal, no existe presencia de aceleracin alguna

    a menos que existiera fuerza de resistencia del aire o alguna otra fuerza externa realizada.

    De ser as en el eje x se tiene la ecuacin:

    en donde representa a la rapidez horizontal que se mantendr constante, es la

    distancia horizontal recorrida y conocida tambin como alcance y el tiempo por su puesto

    corresponde a .

    Para el eje vertical la situacin es diferente, ya que existe aceleracin dirigida hacia abajo

    y con valor correspondiente a la aceleracin de la gravedad 10 m/s2. Las ecuaciones

    correspondientes vienen dadas por:

    en las que e representan a la rapidez inicial y rapidez final respectivamente en el

    eje vertical, representa la altura conseguida, es la aceleracin de la gravedad y es

    el tiempo como ya se mencion anteriormente.

    Un paso determinante es distinguir correctamente las componentes de la velocidad inicial

    y con ellas el reemplazo adecuado en las ecuaciones respectivas.

    Es importante que el estudiante realice un esquema detallado con la representacin

    vectorial de las velocidades en los ejes X y Y, siendo capaz de comprender a la perfeccin

    la diferencia de comportamientos en cada uno de los ejes horizontal y vertical.

  • MINISTERIO DE EDUCACIN; GUA DE APOYO DOCENTE BLOQUE 3 15

    Fuente: http://galia.fc.uaslp.mx/~medellin/Applets/Tiro/Tiro.htm

    Se insiste nuevamente en la necesidad de aclarar a los estudiantes que el xito en la

    resolucin de problemas de proyectiles, est dado por la capacidad de separar

    tericamente a ambos movimientos. Veamos entonces un par de ejemplos para aclarar

    cualquier tipo de duda.

    Un can ubicado sobre un acantilado de 225 m sobre el nivel del mar, dispara

    horizontalmente un proyectil a 180 km/h. Encontrar el tiempo en el que el proyectil llega

    al agua as como el alcance que ha conseguido en su trayecto.

    Fuente: http://aauv.files.wordpress.com/2010/02/proyectil11.png

  • MINISTERIO DE EDUCACIN; GUA DE APOYO DOCENTE BLOQUE 3 16

    Claramente se nota que la velocidad inicial esta completamente horizontal, por lo que

    despus de transformar los 180 km/h y obtener 50 m/s, sabemos que esa es la velocidad

    en el eje X y que se mantendr constante a lo largo de todo el trayecto ante la ausencia de

    aceleracin horizontal:

    Como consecuencia de lo anterior, la velocidad inicial en Y es nula, por lo que:

    Al conocer la altura del acantilado y el valor de la gravedad sobreentendido, podemos

    utilizar:

    Ya conociendo el tiempo puede calcularse sin problema el alcance del proyectil, pues

    mientras va descendiendo va avanzando horizontalmente gracias a la accin de la

    velocidad inicial de 50 m/s:

    Otro ejemplo viene dado por el siguiente problema:

    Se patea un baln de tal forma que se le imprime una velocidad inicial de 28 m/s

    formando un ngulo de 52 con el piso. Establecer el tiempo de vuelo as como el alcance

    y altura mxima del proyectil.

    El primer inconveniente que hay que solventar es el descomponer la velocidad inicial y as

    determinar sus componentes horizontal y vertical:

  • MINISTERIO DE EDUCACIN; GUA DE APOYO DOCENTE BLOQUE 3 17

    Aprovechando que en el punto ms alto de la trayectoria la velocidad vertical es cero

    como resultado del efecto desacelerador de la gravedad, se puede establecer:

    El tiempo obtenido corresponde al tiempo de subida del baln, por lo que para obtener el

    tiempo total de vuelo se requiere duplicar ese tiempo ya que el tiempo de bajada es el

    mismo:

    Para determinar el alcance mximo necesitamos tomar en cuenta evidentemente el

    tiempo total, por lo que:

    En cambio para estimar la altura mxima se debe tomar nicamente el tiempo de subida,

    de tal manera que:

    Es apropiado hacer un pequeo anlisis acerca de la trayectoria que sigue un proyectil en

    funcin de la direccin con la que ha sido lanzado, llegando a la conclusin de que para

    conseguir el mayor alcance posible se debe disparar el proyectil con 45 de inclinacin

    respecto a la horizontal.

  • MINISTERIO DE EDUCACIN; GUA DE APOYO DOCENTE BLOQUE 3 18

    Fuente:http://recursostic.educacion.es/descartes/web/materiales_didacticos/comp_movi

    mientos/parabolico.htm

    Indicadores esenciales de evaluacin

    Reconoce velocidad y aceleracin en el eje horizontal (x) y vertical (y) de un objeto

    que describe movimiento compuesto.

    Grafica y rotula vectores de magnitudes cinemticas sobre la trayectoria descrita.

    Determina las coordenadas de un proyectil en un tiempo dado.

    Calcula la altura y alcance mximos conocidos la velocidad y ngulo de lanzamiento.

    Se plantea realizar un trabajo en clase para evaluar el grado de comprensin que los

    estudiantes tienen acerca del material revisado.

    TRABAJO EN CLASE

    1. Un atleta lanza una jabalina de tal manera que las componentes horizontal y vertical

    de la velocidad inicial proporcionada vienen dadas por 28 m/s y 12 m/s

    respectivamente. Si es que es conocido que el tiempo de vuelo de la jabalina es 2,4

    s, determina la altura mxima y el alcance del lanzamiento.

    2. Una canica rueda a 3,6 m/s por una mesa horizontal de 1,2 m de altura. Establece

    con la ayuda de un grfico la trayectoria descrita por la canica cuando abandona la

    mesa, y procede a identificar tres puntos a los cuales debes rotularlos como A, B y C

    asignados al instante en que la canica que abandona la mesa, a uno intermedio en

    su descenso y al momento de impactar al piso respectivamente. En cada uno de

    estos puntos representa la velocidad horizontal y la velocidad vertical, as como la

    aceleracin que experimenta la canica. Finalmente, determina el valor del tiempo de

    vuelo de la canica as como el alcance logrado.

    Actividades complementarias

    Una actividad interesante podra consistir en tratar de construir una rampa tipo

    resbaladera, es decir que termine en una recta horizontal, de tal manera que se

    pueda garantizar que la velocidad inicial est exclusivamente presente en el eje x.

    De igual manera se podra tratar de disear un disparador en el que se

    proporcione siempre la misma velocidad pero se pueda modificar el ngulo de

    lanzamiento. Posteriormente, se puede utilizar los dispositivos construidos para

    comprobar si su funcionamiento es confiable y proporciona datos acordes con los

    que la teora obtiene. Debe quedar claro que en primera instancia se tiene

    obligatoriamente que determinar el valor de la velocidad inicial que el aparato

    puede proporcionar, cosa que se puede hacer sin mayor complicacin al establecer

  • MINISTERIO DE EDUCACIN; GUA DE APOYO DOCENTE BLOQUE 3 19

    el alcance del objeto lanzado y la altura mxima o el tiempo de vuelo. Ese dato ser

    invariable siempre que se ocupe la misma estructura de lanzamiento y podra

    eventualmente realizarse un juego predictivo de tiro al blanco.

    Con el material se puede realizar una prctica en la que se verifique las posiciones

    horizontal y vertical del mvil dejado sobre la rampa desde una posicin fija ; se

    debe realizar algunos ensayos para lo cual se agrega una regla con el cero en la parte

    inferior, se la forra con papel blanco y papel carbn en la parte frontal de la

    superficie de impacto del mvil, para registrar las posiciones verticales del mvil a

    medida que la regla va ocupando diferentes posiciones horizontales, tal como indica

    el grfico. Previamente se debe sealar las posiciones horizontales en las que se

    coloca en forma vertical la regla, luego de tener todos los ensayos, registar los

    valores de las posiciones en una tabla como la que se indica a continuacin.

    Registro de valores

    Po

    sici

    n

    es

    X cm

    Y cm

    Estos valores deben representarlos a escala en una hoja de papel milimetrado, al

    unir por medio de una curva de trazo continuo todos los puntos experimentales se

    obtendr la trayectoria del mvil, realizando los reemplazos respectivos con las

    ecuaciones de la posicin se obtendr la ecuacin de la trayectoria. S, se puede

    realizar un taller con gurpos de trabajo, en el que los estudiantes puedan calcular

    otros parmentos del movimiento en las diferentes posiciones, adems calcular los

    valores tericos del tiempo para cada posicin y el tiempo de caida.

    S

  • MINISTERIO DE EDUCACIN; GUA DE APOYO DOCENTE BLOQUE 3 20

    Con la siguiente rbrica se puede evaluar el desempeo de los estudiantes en el taller y su

    grado de comprensin y forma de trabajo.

    CALIFICACIN DESCRIPCIN

    10 Demuestra total comprensin del problema. Todos los

    requerimientos de la tarea estn incluidos en la respuesta.

    8 Demuestra considerable comprensin del problema. Todos los

    requerimientos de la tarea estn incluidos en la respuesta.

    6 Demuestra comprensin parcial del problema. La mayor cantidad de

    requerimientos de la tarea estn comprendidos en la respuesta.

    4 Demuestra poca comprensin del problema. Muchos de los

    requerimientos de la tarea faltan en la respuesta.

    2 No comprende el problema.

    0 No responde. No intent hacer la tarea.

    Un jugador de tenis golpea la pelota horizontalmente imprimiendole un velocidad

    de 108km/h, la pelota impacta en el piso a una distancia horizontal de 15m del

    jugador, determine a que altura fue golpeada la pelota.

    En este caso se trata de un movimiento parablico, esquematicamente se puede

    representar en el siguiente grfico:

    La informacin es:

    ;

  • MINISTERIO DE EDUCACIN; GUA DE APOYO DOCENTE BLOQUE 3 21

    ;

    Para la solucin se considera las ecuaciones que corresponden a los movimientos

    horizontal con velocidad constante y vertical con aceleracin constante.

    Movimiento horizontal con velocidad

    constante.

    Movimiento vertical con aceleracin

    constante.

    Ecuacin de la posicin horizontal.

    Ecuacin de la posicin vertical.

    Como la pregunta es la posicin vertical de la cual el jugador golpea la pelota y esta

    logra una distancia horizontal cuando ya ha terminado su recorrido lo que significa

    que , reemplazamos la informacin en las ecuaciones de la posicin.

    Cuando la pelota ha caido

    constituye el tiempo que la

    pelota se demora en caer.

    Reemplazamos el tiempo de caida en la

    ecuacin de la posicin vertical.

    De los resultados se observa que el mvil se demora en caer 0,5s, la pelota fue

    golpeada desde una altura de 1,25m sobre el nivel de la cancha, como una tarea

    adicional y con ayuda del docente se puede determinar posiciones, el valor de

    velocidad, en instantes intermedios, trazar un trayectoria aproximada y graficar

    estas magnitudes.

  • MINISTERIO DE EDUCACIN; GUA DE APOYO DOCENTE BLOQUE 3 22

    Un avin con velocidad de 198km/h vuela horizontalmente a una altura de 2205m y

    deja caer un objeto, determinar la distancia horizontal sobre el piso que alcanza el

    objeto desde que se dej caer.

    Como el objeto va a describir un movimiento en dos dimensiones el esquema grfico

    adjunto nos puede ayudar:

    Movimiento horizontal con velocidad

    constante

    Movimiento vertical con aceleracin

    constante

    Ecuacin de la posicin horizontal, el

    valor de la velocidad horizontal

    transformada a m/s es:

    Ecuacin de la posicin vertical

    Como la pregunta es la distancia horizontal sobre el piso que alcanza el objeto desde

    que se dejo caer, cuando ya ha terminado su recorrido significa que ,

    reemplazamos la informacin en las ecuaciones de la posicin.

  • MINISTERIO DE EDUCACIN; GUA DE APOYO DOCENTE BLOQUE 3 23

    Cuando el objeto ha caido

    Reemplazamos el tiempo de caida en la

    ecuacin de la posicin horizontal

    El resultado constituye el tiempo de

    caida del mvil

    De los resultados se observa que el mvil se demora en caer 21s, la pelota se dej

    caer desde una altura de 2205m y alcanza horizontalmente una distancia de 1155m .

    TIC (tecnologas de la informacin y la comunicacin)

    En la direccin electrnica http://www.educaplus.org/movi/4_3tparabolico.html se

    puede visualizar un buen simulador de movimiento parablico que permite variar

    los valores correspondientes a la velocidad inicial y al ngulo de disparo. De igual

    manera el enlace http://www.educaplus.org/movi/4_4thorizontal.html contiene un

    simulador de tiro semiparablico con iguales posibilidades de personalizacin en los

    parmetros iniciales. Alternativamente est el applet ubicado en la pgina

    http://www.walter-fendt.de/ph14s/projectile_s.htm.

    Algunas direcciones que permitirn revisar videos referentes al movimiento de

    proyectiles se los puede encontrar en:

    http://www.youtube.com/watch?v=dKovgwKYaj4 as como tambin en el enlace

    http://www.youtube.com/watch?v=C7JlTyuCRA0

    Comprobar las caractersticas, principios y ecuaciones del movimiento de proyectiles a

    partir de la solucin de ejercicios y el desarrollo de una prctica de laboratorio, en la que

    se visualice la trayectoria y las posiciones en las dos direcciones de proyeccin del

    movimiento, potenciando la responsabilidad por medio de la constancia en el trabajo,

    confianza y seguridad en si mismos.

    Comprobar. Llevar a cabo un plan para verificar determinados hechos (fenmenos), hiptesis o leyes. Confirmar y verificar la veracidad de algo.

  • MINISTERIO DE EDUCACIN; GUA DE APOYO DOCENTE BLOQUE 3 24

    Procesos mentales

    1. Observar e identificar los hechos a verificar.

    2. Buscar los elementos comunes a los mismos.

    3. Fijar una teora previa til y que posibilite una explicacin adecuada de los hechos a

    comprobar.

    4. Verificar si dichos hechos son conformes a la teora propuesta.

    Nota. Para desarrollar el valor debe consensuarse en el equipo de trabajo, que se

    entiende por responsabilidad, hacer hincapi en la constancia en el trabajo, la confianza y

    seguridad en s mismos, en asumir consecuencias de sus actos y fortaler el

    autocompromiso.

    Aplicar lo asimilado sobre el movimiento en dos direcciones, mediante la resolucin de

    problemas especficos a este tema.

    Procesos mentales

    1. Identificar los conceptos a aplicar.

    2. Verificar su posible aplicacin en el problema dado.

    3. Comprobar la eficacia del resultado obtenido.

    4. Relacionar el resultado obtenido con el concepto previo y advertir si la conexin

    entre ambos es correcta o no.

    ITEMS DE UN INSTRUMENTO SEGN CATEGORAS

    CATEGORAS NIVEL DE RAZONAMIENTO EJEMPLOS

    1. Reproduce: Cul?

    Qu? Cundo?

    Dnde?

    Memorizar hechos,

    observaciones o

    definiciones.

    Identifique cules

    magnitudes son constante

    en el movimiento de

    proyectiles?

    Qu representa la posicin

    nula en el lanzamiento de

    proyectiles ?

    Aplicar. Utilizar en la prctica los conocimientos adquiridos para obtener un rendimiento.

  • MINISTERIO DE EDUCACIN; GUA DE APOYO DOCENTE BLOQUE 3 25

    2. Conceptualiza:

    describir, comparar,

    contrastar, explicar, decir,

    traducir.

    Describir, expresar ideas

    principales, comparar y

    contrastar.

    Describa con sus propias

    palabras las caractersticas

    del movimiento de

    proyectiles.

    Compare los valores de los

    alcances horizontales con

    los angulos de lanzamiento.

    Interprete un diagrama de

    las posiciones horizontal y

    vertical en un movimiento

    parablico.

    3. Aplicacin: aplicar,

    resolver, clasificar,

    solucionar.

    Aplicar las reglas y tcnicas

    apropiadas para resolver

    problemas; reconocer

    principios en una situacin

    nueva.

    De una misma altura se

    lanzan horizontalmente dos

    proyectiles con velocidades

    diferentes, determinar sus

    alcances, velocidad de

    impacto y tiempos de cada.

    4. Resolucin de problemas:

    juzgar, evaluar, decidir,

    estimar. Nivel de

    razonamiento requerido del

    estudiante.

    Juzgar el valor de las ideas,

    de una solucin o un

    problema.

    Cree usted que el viento

    cambia las trayectorias del

    movimiento de proyectiles?

    En que medida el viento

    influye en el movimiento de

    los proyectiles, en cuanto a

    su velocidad?

  • MINISTERIO DE EDUCACIN; GUA DE APOYO DOCENTE BLOQUE 3 26

    TEMTICA DESTREZAS CON CRITERIO

    DE DESEMPEO

    INDICADORES ESENCIALES

    DE EVALUACIN

    TIEMPO

    SUGERIDO

    Composicin

    de

    movimientos

    Describir la utilidad de

    los vectores en la

    representacin de

    movimientos en dos

    dimensiones, a partir de

    la conceptualizacin de

    dos movimientos

    simultneos.

    Establece

    desplazamiento,

    distancia, velocidad,

    rapidez y aceleracin

    en movimiento

    bidimensional.

    3 h

    Movimiento

    de proyectiles

    Identificar magnitudes

    cinemticas presentes

    en un movimiento

    compuesto tanto en la

    direccin horizontal

    como vertical, a partir de

    la independencia de

    movimientos

    simultneos.

    Analizar el movimiento

    de un proyectil, desde la

    interpretacin del

    comportamiento de la

    velocidad y la

    aceleracin en dos

    dimensiones.

    Estimar las coordenadas

    de un proyectil, as como

    su altura mxima y su

    mximo alcance, en base

    a sus caractersticas de

    lanzamiento.

    Reconoce velocidad y

    aceleracin en el eje

    horizontal (x) y vertical

    (y) de un objeto que

    describe movimiento

    compuesto.

    Grafica y rotula

    vectores de magnitudes

    cinemticas sobre la

    trayectoria descrita.

    Determina las

    coordenadas de un

    proyectil en un tiempo

    dado.

    Calcula la altura y

    alcance mximos

    conocidos la velocidad

    y ngulo de

    lanzamiento.

    5 h

  • MINISTERIO DE EDUCACIN; GUA DE APOYO DOCENTE BLOQUE 3 27

    GLOSARIO

    Movimiento Cambio de posicin de un mvil respecto a otro tomado como

    referencia en el transcurso del tiempo.

    Reposo Cuando un mvil no cambio de posicin con respecto a otro

    tomado como referencia en el transcurso del tiempo.

    Mvil Objeto material en movimiento del cual se puede realizar un

    estudio de las magnitudes que intervienen.

    Sistema de referencia

    Cualquier elemento material que sirva de referencia para medir

    las magnitudes de un movimiento, en el caso grfico son los

    sistemas de coordenadas.

    Posicin Vector que indica la ubicacin de un mvil en un sistema de

    referencia.

    Desplazamiento Vector que mide el cambio de posicin de un mvil.

    Trayectoria Curva que resulta de unir las posiciones que adopta el mvil en

    el movimiento.

    Distancia Tamao de la trayectoria.

    Velocidad Concepto que cuantifica los cambios de posicin de un mvil en

    el transcurso del tiempo.

    Aceleracin Concepto que cuantifica los cambios de velocidad de un mvil

    en el transcurso del tiempo.

    Movimiento de

    proyectiles

    Movimiento de traslacin de un mvil que describe una

    trayectoria parablica, es analizado en forma simultnea en la

    direccin horizontal y vertical.

    Parbola Trayectoria de un mvil que se mueve bajo la accin de la

    aceleracin de la gravedad.