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Interacciones en la naturaleza

Objetivos de la unidad

  • Argumentar la importancia del estudio de los factores que determinan las características del movimiento mecánico de un sistema.
  • Definir e ilustrar mediante ejemplos concretos de la sociedad los siguientes conceptos: fuerza, inercia, masa.
  • Enunciar, interpretar y aplicar a diferentes hechos y fenómenos de interés social las leyes del movimiento mecánico en una dimensión (rectilíneos) y bidimensionales.
  • Representar fuerzas y fuerza resultante en el análisis de diferentes situaciones de la vida relacionadas con movimientos rectilíneos y curvilíneos.
  • Caracterizar la fuerza resultante en el movimiento uniforme en una circunferencia, a través de ejemplos concretos de la vida.
  • Caracterizar diferentes tipos de fuerzas: fuerza elástica, normal, peso del cuerpo, fuerza de fricción
  • Resolver problemas cualitativos y cuantitativos sobre las leyes del movimiento mecánico en diversas situaciones, donde se revele:
  • Aplicar las expresiones matemáticas de las leyes y su combinación con las ecuaciones cinemáticas fundamentales para el caso de un cuerpo sobre el que actúa una fuerza de valor constante, que puede formar un ángulo con la dirección del movimiento, y se considere la acción de fuerzas que se oponen al movimiento relativo del cuerpo (rozamiento, resistencia, otras).
  • Calcular fuerzas de rozamiento estático y dinámico.

Consideraciones metodológicas

Resulta conveniente comenzar el estudio de la unidad debatiendo en el interés que tiene el estudio de los factores que determinan las características del movimiento, y en particular las leyes que lo rigen. La siguiente tarea puede propiciar el debate introductorio de la unidad.

¿Cuáles son los factores que determinan las características del movimiento mecánico? ¿Qué importancia le atribuyes al estudio de estos factores?

Como contenido antecedente los estudiantes disponen de lo estudiado en el octavo grado en la unidad dedicada al estudio del movimiento mecánico.

 

 

L1

En general estos conocimientos dan la posibilidad de:

1. Explicar los movimientos de los cuerpos y sistemas en el universo y los cambios de estado de movimiento de estos.

2. Predecir, controlar y dirigir el movimiento de sistemas de interés (Ej. Satélites, vehículos espaciales).

Posteriormente es posible enlazar lo estudiado en cinemática con el objeto de estudio de la dinámica, como parte de la Mecánica.

L2

Explicar que las leyes que constituyen la base de la dinámica (cuando los cuerpos se mueven a velocidades mucho menores que la velocidad de la luz) se conocen con el nombre de leyes del movimiento mecánico y fueron formuladas por el físico Isaac Newton en 1687, por tal razón también se les conoce como leyes de Newton.

Mediante un diálogo con los estudiantes, el profesor precisa aquellas cuestiones que resultan de interés personal y social y que requieren de los contenidos de la unidad para su comprensión. Posteriormente presenta las interrogantes que constituyen “preguntas claves” de la unidad a las que se les dará respuesta durante el desarrollo de la misma.

Preguntas claves de la unidad

¿Qué factores determinan las características del movimiento de los cuerpos y sistemas como satélites, autos, paracaidistas?

¿Cómo controlar el movimiento mecánico de un sistema?

¿Cuáles son las interacciones fundamentales en la naturaleza?

¿Cómo se transmiten las interacciones?

Al finalizar la introducción a la unidad “Interacciones en la naturaleza” puede retomarse la interrogante inicial y concluirse que: Es necesario profundizar en el estudio de los factores que determinan las características del movimiento mecánico para poder explicar, predecir (o conocer la historia pasada) y dirigir el movimiento de sistemas de interés para el hombre, como por ejemplo, satélites, planetas, sistemas automatizados, entre otros ejemplos.

A continuación presentaremos algunas consideraciones metodológicas a tener en cuenta en el estudio de los temas que se tratarán en la unidad.

Leyes del movimiento mecánico.

Primera ley: ley de la inercia.

Inercialidad de los cuerpos.

Masa de los cuerpos.

Fuerza. Características de la fuerza. Presión.

Segunda ley: ley de la fuerza.

Tercera ley: ley de acción y reacción.

Caracterización de las interacciones en la naturaleza.

Distintos tipos de fuerzas. (Interacciones electromagnéticas).

Aplicaciones de las leyes de Newton.

Límites de validez de las leyes de Newton.

Ley de gravitación universal.

· Leyes de Kepler.

· Ley de gravitación universal.

· Constante de gravitación universal.

· Movimiento de planetas y satélites.

· Sobrepeso e impesantez.

Interacciones entre partículas electrizadas en reposo. Ley de Coulomb.

· Interacciones entre partículas electrizadas en reposo. Fuerza electrostática (Ley de Coulomb).

Campo de fuerzas.

· Campo gravitatorio.

· Intensidad del campo gravitatorio.

· Campo electrostático. Intensidad del campo electrostático.

Aplicaciones.

· Aplicaciones de la ley de gravitación universal.

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