SESIÓN
10
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Física 2
UNIDAD 5: FENÓMENOS
ELECTROMAGNÉTICOS
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contenido temático
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5.4 Interacción electrostática. Ley de
Coulomb.
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Aprendizajes esperados del grupo
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Conceptuales
Procedimentales
·
Investigaciones bibliográficas.
·
Medición
y relación de variables.
·
Presentación en equipo
Actitudinales
-
Cooperación, responsabilidad respeto y
tolerancia,
contribuirá al trabajo en un ambiente de confianza.
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Materiales generales
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Computo:
-
PC, Conexión a internet
De proyección:
-
Cañón Proyector
Programas:
-
Moodle, Google docs, correo electronico,
Excel, Word, Power Point.
Didáctico:
-
Presentación en el cuaderno de las indagaciones bibliográficas del
tema.
De laboratorio:
Globos,
regla de madera, hilo.
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Desarrollo del proceso
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FASE DE APERTURA
-
El Profesor hace la
presentación de las preguntas:
¿Cuándo se genera
una interacción electrostática?
¿Cómo se define la
Ley de Coulomb?
-
Los alumnos en equipo, discuten y escriben sus respuestas en el
cuadro, utilizando el procesador de palabras:
¿Qué es la interacción electrostática?
La interacción electrostática o la fuerza eléctrica
es la responsable de la atracción o repulsión entre objetos con carga
eléctrica. Establece que dos cargas del mismo signo se repelen, mientras que
dos cargas de signos opuestos se atraen.
¿Cómo se define la Ley de Coulomb?
La magnitud de cada una de las fuerzas eléctricas con que
interactúan dos cargas puntuales en reposo es directamente proporcional al
producto de la magnitud de ambas cargas e inversamente proporcional al
cuadrado de la distancia que las separa.
¿Cuáles son las variables que intervienen en la Ley de Coulomb?
F es la fuerza eléctrica / medida en Newtons (N)
q1 y q2 son las cargas eléctricas / medida en Coulomb (C) r^2 es la distancia / medida en metros (m) K es la constante de la ley de Coulomb es igual a 9X10^9 (Nm^2/C2) (Newton por metro al cuadrado, sobre coulomb cuadrado).
¿Cuál es el Modelo matemático de la Ley de Coulomb?
F= Kq1q2/ r^2
¿Cuál es el modelo esquemático de la Ley de Coulomb?
¿Cuáles son las unidades utilizadas en las variables de la Ley de
Coulomb?
F=Newtons
Q=Coulomb
K=Newtons)(Coulomb)2/m2
D= Distancia= mts.
-
Se realiza una discusión en el grupo, mediada por el Profesor para
consensar las respuestas.
FASE DE DESARROLLO
Los alumnos desarrollan las
actividades de acuerdo a las indicaciones del Profesor:
-
Solicitar el material requerido para realizar las actividades
siguientes:
Globos suspendidos de un mismo punto cargadas con el mismo signo
Dos globos suspendidos de un mismo punto se cargan eléctricamente de igual signo. Se puede observar la separación entre ellas por efecto de la fuerza de repulsión.
Globos suspendidos independientes cargadas con el mismo signo
Dos globos suspendidos y las cuales se pueden ubicar a distintas distancias se cargan eléctricamente de igual signo. Se puede observar el aumento de la separación entre ellas por efecto de la fuerza de repulsión.
Globos suspendidos independientes cargadas con signos contrarios
Dos pequeñas esferas suspendidas y las cuales se pueden ubicar a distintas distancia se cargan eléctricamente de distinto signo. Se puede observar la disminución de la separación entre ellas por efecto de la fuerza de atracción.
Dos esferas cargadas
Dos globos suspendidos que se pueden ubicar a distintas
distancias se cargan eléctricamente de igual o distinto signo. Se puede
observar que al variar la separación entre ellas varia la fuerza
interactuante.
Con la regla se miden los diferentes diámetros de los globos y distancias de atracción y repulsión en cada
caso.
Por equipo tabulan y grafican los datos obtenidos.
Los alumnos discuten y obtiene conclusiones.
FASE DE CIERRE
Al final de
las presentaciones, se lleva a cabo una discusión extensa, en la clase, de
lo que se aprendió y aclaración de
dudas por parte del Profesor.
Actividad Extra
clase:
Los alumnos llevaran la información a su casa y los que tengan computadora e
internet, indagaran los temas de la siguiente sesión, de acuerdo al
cronograma.
Se les sugiere
que abran una carpeta nombrada Física 1; en la cual almacenaran su información, se
les solicitara que los equipos formados, se comuniquen vía e-mail u otro programa para comentar y analizar los
resultados, para presentarla al Profesor en la siguiente clase en USB.
Los alumnos que tengan PC y Programas elaboraran su informe, empleando
el programa Word, para registrar los resultados.
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Evaluación
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Informe en Power Point de la actividad.
Contenido:
Resumen de
la Actividad. Completar ejercicios referentes a la Ley de Coulomb.
Ejercicio
E-1
Determinar la fuerza que actúa sobre las cargas eléctricas q1 = + 1 x 10-6 C. y q2 = + 2,5 x 10-6 C. que se encuentran en reposo y en el vacío a una distancia de 5 cm. Ejercicio E-2 Determinar la fuerza que actúa sobre las cargas eléctricas q1 = -1,25 x 10-9 C. y q2 = +2 x 10-5 C. que se encuentran en reposo y en el vacío a una distancia de 10 cm. Protón= 1,602 x 10–19 culombios Electrón = Carga eléctrica: −1.6 × 10−19C Ejercicio E-5 Calcular la fuerza entre dos cargas: a) De + 5C y +3C situadas a 10 cm. Ejercicio E-6 Calcular la fuerza entre dos cargas: a)De + 5C y -3C situadas a 10 cm. Ejercicio E-3 ¿Cuál debe ser la distancia entre la carga puntualq1=26.3 C y la carga puntual q2=-47.1C para que la fuerza de atracción entre ambas sea de 5.66 N? f=k(q1q2)/r2 r2=k(q1q2)/f r=√ k(q1q2)/f r= √9 * 109 * N * m2 / C2(26.3*47.1)/5.66 r=√1969.71*109/5.66 r=√348*109 r=1.86*103m Ejercicio E-4 Calcular la distancia entre el electrón y el protón de un átomo de hidrógeno, si la fuerza de atracción es de 8,17 x10-8 N R= f=k(q1q2)/r2 f= 9 * 109 * N * m2 / C2 ( 1,602 x 10–19 )(-1,602*10-19 )/r2 8,17 x10-8 N= 9 * 109 * N * m2 / C2 ( 1,602 x 10–19 )(-1,602*10-19 )/r2 R=√9 * 109 * N * m2 / C2 ( 1,602 x 10–19 )(-1,602*10-19 )/ 8,17 x10-8 N R=√23.04*10-29 /8.17*10-8 R=√2.82*10-21 R=1.679*10-21 m. |
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SESIÓN
11
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Física 2
UNIDAD 5: FENÓMENOS ELECTROMAGNÉTICOS
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contenido temático
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5.5 Campo
eléctrico.
5.6
Intensidad del campo eléctrico.
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Aprendizajes esperados del grupo
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Conceptuales
electrizados.
Procedimentales
·
Elaboración de experimentos.
·
Presentación en equipo
Actitudinales
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Materiales generales
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Computo:
-
PC, Conexión a internet
De proyección:
-
Cañón Proyector
Programas:
Simulador de campo
eléctrico.
-
Moodle, Google docs, correo electronico,
Excel, Word, Power Point.
Didáctico:
-
Presentación en el cuaderno de las indagaciones bibliográficas del
tema.
De laboratorio:
Generador de Wimshurt, aceite comestible, semillas de
pasto, electrodos.
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Desarrollo del proceso
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FASE DE APERTURA
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El Profesor hace la presentación de las preguntas:
¿Qué es el Campo eléctrico?
Un campo eléctrico es un campo de fuerza
creado por la atracción y repulsión de cargas eléctricas (la causa
del flujo eléctrico) y se mide en Voltios por metro (V/m). El flujo
decrece con la distancia a la fuente que provoca el campo.
¿Cuál es el Modelo matemático del campo eléctrico?
E = F'/ q
¿Cómo se mide Intensidad del campo eléctrico?
(N/C)
¿Qué unidades tienen el campo eléctrico?
Newton por Culombio
¿Cuáles son las variables del campo eléctrico?
En el campo eléctrico influyen:
K= Constante electrostática descubierta por Coulomb igual a 9*10^9 Nm^2/C^2 q= Carga de la partícula del electrón o protón medida en C (coulomb) r= distancia entre un punto cualesquiera y la partícula, se mide en m (metros)
Ejemplos de campo eléctrico
Una carga de 5×10^-6 C se introduce a una región donde actúa un
campo de fuerza de 0.04N. ¿Cuál es la intensidad del campo eléctrico en esa
región?
Solución: Para poder solucionar este problema, basta con
sustituir los valores arrojados en el mismo problema, por ejemplo tenemos el
valor de la carga y también el valor de la fuerza que actúa sobre ese campo:
  
Los alumnos en equipo, discuten y escriben sus
respuestas en el cuadro, utilizando el procesador de palabras:
-
Se realiza una discusión en el grupo, mediada por el Profesor para
consensar las respuestas.
FASE DE DESARROLLO
Los alumnos desarrollan las
actividades de acuerdo a las indicaciones del Profesor
-
Solicitar el material requerido para realizar las actividades
siguientes:
Procedimiento:
CONSULTAR EL SIMULADOR DE CARGAS y
presentar la actividad
1 UNA CARGA ELECTRICA POSITIVA
2 UNA CARGA ELECTRICA NEGATIVA
3 DOS CARGAS ELECTRICAS NEGATIVAS
4 DOS CARGAS ELECTRICAS POSITIVAS
5 UNA CARGA ELECTRICA POSITIVA Y UNA CARGA ELECTRICA
NEGATIVA
6 DOS CARGAS ELECTRICAS POSITIVAS Y DOS CARGAS
ELECTRICAS NEGATIVAS.
Ver Página en red:
http://www.hiru.com/fisica/la-carga-electrica-ley-de-coulomb
Carga puntual
-
Por
medio del uso de aceite, semillas de pasto y empleando un pequeño electrodo
cilíndrico que se carga con el generador de Wimshurt, se obtienen las líneas
de campo para una carga puntual.
Con el simulador de campo eléctrico generar en 3D el
campo generado por la carga:
Cargas puntuales con igual signo
Por medio del uso de aceite, semillas de pasto y empleando dos electrodos cilíndricos que se cargan de igual signo con el generador de Wimshurt, se obtienen las líneas de campo para dos cargas eléctricas puntuales del mismo signo. (+ y -)
Lámina finita
Por medio del uso de aceite, semillas de grama y empleando una
láminas metálicas finita que se carga con el generador de Wimshurt, se
obtienen las líneas de campo eléctrico correspondientes.
Láminas finitas con igual signo
Por medio del uso de aceite, semillas de pasto y empleando dos láminas metálicas finitas que se cargan de igual signo con el generador de Wimshurt, se obtienen las líneas de campo eléctrico para láminas finitas paralelas del mismo signo. Se pueden observar los efectos de bordes.
-
Los alumnos discuten y obtienen conclusiones.
FASE DE CIERRE
Al final de
las presentaciones, se lleva a cabo una discusión extensa, en la clase, de
lo que se aprendió y aclaración de
dudas por parte del Profesor.
Actividad Extra
clase:
Los alumnos llevaran la información a su casa y los que tengan computadora e
internet, indagaran los temas de la siguiente sesión, de acuerdo al
cronograma.
Se les sugiere
que abran una carpeta nombrada Física 2; en la cual almacenaran su información, se
les solicitara que los equipos formados, se comuniquen vía e-mail u otro programa para comentar y analizar los
resultados, para presentarla al Profesor en la siguiente clase en USB.
Los alumnos que tengan PC y Programas elaboraran su informe, empleando
el programa Word, para registrar los resultados.
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Evaluación
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Informe en Power Point de la actividad.
Contenido:
Resumen de
la Actividad.
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SESIÓN
12
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Física 2
UNIDAD 5: FENÓMENOS
ELECTROMAGNÉTICOS
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contenido temático
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REAPITULACION
4
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Aprendizajes esperados del grupo
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Conceptuales
·
Comprenderá las características de las interacciones
electrostáticas, la Ley de Coulomb y el campo eléctrico generado.
Procedimentales
·
Elaboración de resúmenes.
·
Presentación
en equipo
Actitudinales
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Materiales generales
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Computo:
-
PC, Conexión a internet
De proyección:
-
Cañón Proyector
Programas:
-
Moodle, Google docs, correo electronico,
Excel, Word, Power Point.
Didáctico:
-
Presentación de información de las dos sesiones anteriores.
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Desarrollo del proceso
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FASE DE APERTURA
- El Profesor de acuerdo a su
Planeación de clase desarrolla el siguiente:
- Solicita a los alumnos
elaboren un resumen escrito en Word de lo visto en las dos sesiones
anteriores.
FASE DE DESARROLLO
- Cada equipo realizara una autoevaluación de
los temas aprendidos en las dos sesiones anteriores.
1. ¿Qué temas se abordaron?
2. ¿Que
aprendí?
3. ¿Qué
dudas tengo?
1. Esta semana se abordaron los temas: la carga eléctrica, conservación de la carga y formas de electrización y detección. 2. Aprendí la ley de columb y sus variables, además de saber como se mide la intensidad y lo que es el campo eléctrico. - Les
solicita que un alumno de cada equipo
lea el resumen elaborado.
- El
Profesor pregunta acerca de las dudas que tengan acerca de los temas vistos
en las dos sesiones anteriores, características y tipo de ondas mecánicas.
FASE DE CIERRE
El
Profesor concluye con un repaso de la importancia de las características de las
interacciones electrostáticas, la Ley de Coulomb y el campo eléctrico
generado.
Revisa
el trabajo a cada alumno y lo registra en la lista.
Actividad Extra clase:
Los alumnos llevaran la información a su casa y los que tengan computadora e
internet, indagaran los temas siguientes de acuerdo al cronograma,
solicitándoles que incluyan fotos de los experimentos en el Blog que contendrá
su información, asimismo se les solicitara que los equipos formados, se
comuniquen vía e-mail u otro programa
para comentar y analizar los resultados para presentarla al Profesor en la
siguiente clase.
Los alumnos que tengan PC y Programas elaboraran su
informe, empleando el programa Word,
para registrar los resultados.
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Evaluación
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Informe de la actividad.
Contenido:
Resumen de
la Actividad.
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