Física Diferencial. Aceleración rotacional, fuerza centrípeta y fuerza centrífuga.

Estimados estudiantes:

Les comparto el ppt de la clase del jueves 31,sería genial que no se la perdieran y pudieran tomar apuntes. 

https://gamma.app/docs/Aceleracion-Rotacional-Fuerza-Centripeta-y-Fuerza-Centrifuga-Fisi-pdwtqbilo5z8ufv

Y Acá les comparto un cuestionario para ver como estuvo su comprensión del repaso de contenidos de esta clase. 

https://forms.gle/L8MaPYCeBfxvrfMy6

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Resumen de los contenidos de esta clase:

- La aceleración angular es el cambio en la velocidad de rotación de un objeto.

- La fuerza centrípeta es la fuerza que mantiene a un objeto en un camino circular, apuntando hacia el centro del círculo.

- La fuerza centrífuga es una fuerza ficticia (no inercial) que sentimos cuando estamos en un sistema en movimiento circular, pero no es una fuerza real en el sentido físico.

Primero Medio. Actividad con firma. Copia y responde las siguientes preguntas

1. ¿Cuál es la naturaleza física del color

según lo explicado en el video?

2. ¿Qué rango de longitudes de onda puede

percibir el ojo humano?

3. Según el experimento de Isaac Newton

con un prisma, ¿qué sucede con la luz blanca

al pasar a través de él?

4. ¿Cuál es la función principal de los conos

en la retina del ojo humano?

5. ¿Por qué un objeto, como una pelota de

tenis, se percibe de un color específico

(por ejemplo, amarillo)?

https://www.youtube.com/watch?v=G5Een-JUuvQ&ab_channel=Archipalettes

Física diferencial: Repaso de contenidos de cinemática y dinámica circular.

 

Movimiento Circular: Un Giro en Nuestro Día a Día

El movimiento circular está presente en muchas de las cosas que nos rodean, desde un carrusel hasta los engranajes de un reloj. Se trata del movimiento de un objeto que se desplaza alrededor de un punto central, describiendo una trayectoria en forma de círculo.

Para entenderlo mejor, usamos algunas ideas clave:

• Posición angular (θ): Imagina que estás en el centro de un reloj y observas la manecilla de los segundos. La posición angular nos dice dónde se encuentra el objeto en un momento dado dentro de su trayectoria circular, midiéndose en radianes. Es como la "coordenada" de un objeto en un círculo.

• Periodo (T): Este es el tiempo que tarda un objeto en dar una vuelta completa. Por ejemplo, el periodo de la Tierra alrededor del Sol es de aproximadamente 365 días. Se mide en segundos.

• Frecuencia (f): Es lo opuesto al periodo. La frecuencia nos dice cuántas vueltas completas da un objeto en un segundo. Si un tocadiscos gira 33 veces por minuto, su frecuencia sería de 33/60 = 0.55 revoluciones por segundo. Se mide en Hertz (Hz).

• Velocidad angular (ω): No es lo mismo que la velocidad lineal que conocemos. La velocidad angular nos dice qué tan rápido cambia la posición angular de un objeto. Piensa en qué tan rápido giran las aspas de un ventilador. Se mide en radianes por segundo (rad/s). A mayor velocidad angular, más rápido gira el objeto.

• Velocidad tangencial (vt​): Aunque el objeto se mueve en círculo, en cada instante tiene una velocidad que apunta en la dirección de la tangente a la trayectoria circular. Imagina una piedra atada a una cuerda que giras y luego sueltas: la piedra saldrá disparada en línea recta, en la dirección de la velocidad tangencial que tenía en ese momento. Se mide en metros por segundo (m/s).

• Aceleración centrípeta (ac​): ¡Aquí viene una parte importante! Aunque la velocidad tangencial puede tener una magnitud constante, su dirección está cambiando constantemente. Para que un objeto se mueva en un círculo, debe haber una aceleración que siempre apunta hacia el centro del círculo. Esta es la aceleración centrípeta y es la responsable de "doblar" la trayectoria del objeto. Se mide en metros por segundo al cuadrado (m/s²).

• Fuerza centrípeta (Fc​): Si hay aceleración, por la segunda ley de Newton (F=ma), debe haber una fuerza. La fuerza centrípeta es la fuerza neta que actúa sobre un objeto para mantenerlo en una trayectoria circular, y al igual que la aceleración centrípeta, siempre apunta hacia el centro del círculo. Por ejemplo, la tensión en la cuerda que sostiene una piedra girando es la fuerza centrípeta.

• Fuerza centrífuga: Esta es una "fuerza ficticia" que percibimos cuando estamos en un sistema de referencia giratorio. Si vas en un auto que dobla bruscamente, sientes que una fuerza te empuja hacia afuera. Sin embargo, no hay una fuerza real empujándote hacia afuera; lo que sucede es que tu inercia tiende a mantenerte en línea recta, y es el asiento o la puerta del auto lo que ejerce la fuerza centrípeta sobre ti para que cambies de dirección.

Actividad con décimas.

Preguntas Conceptuales para Reforzar (¡Pensando en el día a día!)

1. Montaña rusa y la vuelta invertida: Cuando estás en la parte más alta de una vuelta invertida en una montaña rusa, ¿por qué no te caes, incluso si te parece que estás "de cabeza"? ¿Qué fuerza te mantiene unido al asiento? ¿Hacia dónde apunta esa fuerza?

2. Lavadora en acción: Piensen en el ciclo de centrifugado de una lavadora. ¿Cómo ayuda este proceso a secar la ropa? ¿Qué fuerza está "sacando" el agua de la ropa y hacia dónde se dirige esa fuerza?

3. Un auto doblando una esquina: Cuando un auto toma una curva a alta velocidad, ¿por qué es importante que los neumáticos tengan buen agarre a la carretera? ¿Qué papel juega la fuerza de roce en este movimiento? Si no hubiera suficiente roce, ¿qué pasaría con el auto?

4. El Sistema Solar: ¿Qué fuerza mantiene a la Tierra girando alrededor del Sol en una órbita aproximadamente circular? Si esta fuerza desapareciera de repente, ¿qué le pasaría a la Tierra?

5. Bailarines girando: Cuando un bailarín de ballet hace un giro muy rápido, sus brazos suelen estar pegados al cuerpo. Si extiende los brazos, ¿qué le ocurre a su velocidad de giro (velocidad angular)? ¿Por qué crees que sucede esto?

6. Un patinador en hielo: Imagina un patinador que está dando vueltas. Si de repente suelta una pelota mientras gira, ¿en qué dirección saldrá la pelota? ¿Esto demuestra la existencia de una fuerza centrífuga real empujando la pelota, o tiene que ver con otro concepto que estudiamos?

Física Diferencial. Nuevos ejercicios con más apoyo. (pueden ser con 3 décimas o con una firma)

 Debido a las dudas planteadas de la clase de ayer, le propongo ahora leer cada ejercicio resuelto y entregar la resolución del problema propuesto al finalizar cada uno donde dice "Ahora resuelves tú"

Fisica Diferencial. Ejercicios con décimas o firma tu decides.

 

Primero Medio. Luz de colores. Actividad Con firma. completar en el cuaderno

 Usando la simulación https://phet.colorado.edu/es/simulations/color-vision toma los siguientes datos:

      1.- Usando la pestaña “LAMPARA SIMPLE”

Completa la siguiente tabla:

a)     a) Piensa y responde con respecto a los resultados obtenidos en la simulación: ¿si ves un plátano amarillo con un filtro verde, de qué color lo verás?

b)    b)  ¿Cómo crees que veríamos las cosas si nuestra atmósfera no fuera transparente sino verde?

1.     2.  Usando la pestaña LAMPARAS RGB

a)      Completa la siguiente tabla USANDO LAS LUCES DE COLORES EN SU MÁXIMA INTENSIDAD.

a)      Investiga a que suma de colores de luz corresponden (descríbelo con tus palabras):

Ci   Cian: _______________________

M   Magenta:_______________________

   b)    Investiga y escribe qué sucede si mezclas estas tres luces de colores:

Física Diferenciado: Ejercitando lo aprendido de cinemática rotacional.

Resuelve los ejercicios. 

El Ventilador de Pie:

• Un ventilador de pie está girando de manera constante. Observas que una de sus aspas completa 20 vueltas en 5 segundos. El radio de la punta de la aspa es de 0.3 metros.

• a) ¿Cuál es la frecuencia (f) de giro de la aspa en Hz?

• b) ¿Cuál es el periodo (T) de giro de la aspa en segundos?

• c) Calcula la velocidad angular ($\omega$) de la aspa en rad/s.

• d) Determina la velocidad tangencial (v) de la punta de la aspa en m/s

• El Juego de Carrusel:

• Un niño está sentado en un caballo de un carrusel que da una vuelta completa cada 8 segundos. La distancia del caballo al centro del carrusel (el radio) es de 4 metros.

• a) ¿Cuál es el periodo (T) de este carrusel en segundos?

• b) ¿Cuál es la frecuencia (f) de este carrusel en Hz?

• c) Calcula la velocidad angular ($\omega$) del carrusel en rad/s.

• d) ¿Con qué velocidad tangencial (v) se mueve el niño en el caballo en m/s?

• La Rueda de la Bicicleta:

  • Una rueda de bicicleta tiene un radio de 0.35 metros. Cuando la bicicleta avanza, la rueda gira con una velocidad angular ($\omega$) constante de 15 rad/s.

    • a) ¿Cuál es la velocidad tangencial (v) de un punto en el borde de la rueda en m/s?

    • b) ¿Cuál es el periodo (T) de rotación de esta rueda en segundos?

    • c) ¿Cuál es la frecuencia (f) de rotación de la rueda en Hz?

Física Diferencial: Nuevos conceptos de cinemática rotacional.

 Cuando algo se mueve, hablamos de su velocidad. En el movimiento rotacional, no solo importa qué tan rápido se mueve la bolita, sino también qué tan rápido gira. Aquí es donde entra la velocidad angular.

Objetivo: Comprender el concepto de velocidad angular (ω), cómo se relaciona con la velocidad tangencial y el radio, y cómo calcularla utilizando la simulación de Educaplus.

Actividad con la Simulación de Educaplus:

Vamos a usar la simulación de Movimiento Circular Uniforme de Educaplus para explorar la velocidad angular.

1. Accede al Simulador:

• Ve a la siguiente dirección: https://www.educaplus.org/game/movimiento-circular-uniforme

• Tómate un momento para familiarizarte con la interfaz. Verás la bolita girando, un gráfico, y una tabla de datos de Tiempo (s) y Ángulo (rad). También hay controles para cambiar el Radio y la Velocidad Angular (rad/s).

2. Observando la "Velocidad Angular Constante":

En la sección de controles, busca el valor de "Velocidad Angular (rad/s)". Este es el valor de ω.

• Paso 1: Configura la Velocidad Angular en un valor sencillo (positivo), por ejemplo, 1.0 rad/s. Asegúrate de que la casilla "Constante" esté marcada si existe tal opción, aunque en este simulador suele ser el comportamiento por defecto al establecer un valor.

Dale Play (el botón con el triángulo de "Reproducir"). Observa cómo la bolita se mueve y cómo los valores de Tiempo y Ángulo cambian en la tabla.

• Paso 2: Ahora, detén la simulación (Pausa o Reiniciar). Cambia la Velocidad Angular a un valor mayor, por ejemplo, 3.0 rad/s. Vuelve a darle Play.

(1) Compara y responde (en tu cuaderno): ¿Qué diferencias notas en el movimiento de la bolita entre el Paso 1 y el Paso 2? ¿Qué significa un valor más alto de velocidad angular? (¡son dos respuestas!)

(2) Define y responde en tu cuaderno : Basándote en tus observaciones, ¿qué dirías que es la velocidad angular? ¿En qué unidades se mide según la simulación? (Pista: mira la etiqueta junto al número).

3. Velocidad Tangencial y el Radio:

En la simulación, también puedes variar el radio de la trayectoria.

• Paso 1: Mantén la Velocidad Angular constante (por ejemplo, en 1.5 rad/s) y establece un Radio pequeño (por ejemplo, 1.0 m). Observa el movimiento de la bolita.
• Paso 2: Detén la simulación. Ahora, aumenta el Radio a un valor mayor (por ejemplo, 4.0 m), manteniendo la Velocidad Angular en 1.5 rad/s. Dale Play.

(3)Observa y Reflexiona responde en tu cuaderno: Aunque la simulación no te muestra directamente la velocidad tangencial, ¿parece que la bolita se mueve "más rápido" o "más lento" en su recorrido circular cuando el radio es mayor, si la velocidad angular es la misma?

(4) Investiga y responde en tu cuaderno: ¿Qué es la velocidad tangencial (v)? ¿Cómo crees que se relaciona con la velocidad angular (ω) y el radio (r)?

(5) Formula una hipótesis  y responde en tu cuaderno: Si dos objetos giran con la misma velocidad angular, pero uno está a un radio mayor que el otro, ¿Cuál tendrá una mayor velocidad tangencial (es decir, recorrerá más distancia en el mismo tiempo)?

(6) Verifica: Busca la fórmula que relaciona la velocidad tangencial, la velocidad angular y el radio. Anótala en tu cuaderno.

Primero Medio C. Espectro electromagnético. Actividades con firma viernes 11 de Julio.

 

Actividad: ¡Explorando el Espectro Electromagnético!

Objetivo: Identificar los diferentes tipos de ondas electromagnéticas, sus características principales y aplicaciones en la vida cotidiana, basándose en la información del video y la investigación.

Duración: 40 minutos + 10 minutos de plenario.

Materiales:

• Cuaderno y lápices.

• Plumones o marcadores.

• Acceso a internet (si es posible, para una breve búsqueda de imágenes o ejemplos adicionales).

• Tarjetas de ondas del expectro.

Instrucciones para los estudiantes:

1. Formen grupos de 3 o 4 integrantes. 

2. Repaso del video: Como grupo, discutan brevemente lo que más les llamó la atención del video sobre el espectro electromagnético. Escriban en una hoja:  ¿Qué tipo de onda les pareció más interesante y por qué? (son dos respuestas)

3. Asignación de ondas: Cada grupo recibirá tres  tarjetas. En cada tarjeta, se les asignará un tipo de onda del espectro electromagnético (ej: Ondas de Radio, Microondas, Luz Visible, Rayos X, etc.).

4. Investigación y preparación: Para la onda (o las ondas) que les fue asignada, el grupo deberán en la hoja: 

1. Definir brevemente qué es esa onda.

2. Mencionar al menos dos aplicaciones o usos en la vida cotidiana (pueden usar el video como referencia o buscar rápidamente en internet si tienen acceso).

3. Identificar una característica clave de esa onda (ej: longitud de onda, energía, capacidad de penetración).

4. Pensar en un objeto o situación que represente esa onda o su uso.

Pídele a tu profesora que  revise esta hoja con las respuestas y cada integrante tendrá una firma. 

5. Para obtener una segunda firma pueden participar en el plenario: Cada grupo deberá presentar su onda a la clase de una forma creativa y concisa (máximo 2 minutos por grupo). Pueden:

• Dibujar un ejemplo en la pizarra.

• Mencionar objetos en la sala que utilicen esa onda.

• Hacer una pequeña mímica o sonido que la represente.