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| | === Introducción === | | === Introducción === |
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| − | La energía es una propiedad inherente de los cuerpos, que les permite realizar cambios en ellos mismos o en otros cuerpos. La energía puede ser almacenada por un cuerpo o puede ser transferible. Esto da lugar al principio de la conservación de la energía que establece que: «la energía no se crea ni se destruye, solamente se transforma». | + | La ''energía'' es una propiedad inherente de los cuerpos, que les permite realizar cambios en ellos mismos o en otros cuerpos. La energía puede ser almacenada por un cuerpo o puede ser transferible. Esto da lugar al principio de la conservación de la energía que establece que: «la energía no se crea ni se destruye, solamente se transforma». |
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| − | Esas transformaciones de energía se pueden observar a diario en la energía solar. Esta es transformada por la plantas en energía química, la cual produce alimento para los seres vivos. Estos alimentos les permiten realizar algunas otras funciones como la locomoción, convirtiendo la energía química en energía cinética. | + | Esas transformaciones de energía se pueden observar a diario en el caso de la energía solar. Esta es transformada por las plantas en energía química, la cual produce alimento para los seres vivos. Estos alimentos les permite a los animales que las comen realizar otras funciones como la locomoción, convirtiendo así la energía química en energía cinética. |
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| − | La energía y el trabajo tienen una relación muy estrecha, porque la transferencia de energía hacia un cuerpo provoca trabajo o en otros casos ondas y calor. En la mecánica el trabajo se define como el desplazamiento que sufre un cuerpo al aplicarle una fuerza. El trabajo ésta dado por la dimensional ''Joule'' en el Sistema Internacional. | + | La energía y el ''trabajo'' tienen una relación muy estrecha, porque la transferencia de energía hacia un cuerpo provoca trabajo o, en otros casos, ondas y calor. En la mecánica el trabajo se define como el desplazamiento que sufre un cuerpo al aplicarle una fuerza. El trabajo ésta dado por la dimensional ''Joule'' en el Sistema Internacional. |
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| | === Recursos didácticos === | | === Recursos didácticos === |
| | * Pizarrón | | * Pizarrón |
| − | * Yeso y marcador | + | * yeso y marcador |
| − | * Diario de clase | + | * diario de clase |
| − | * Calculadora | + | * calculadora |
| − | * Lápiz | + | * lápiz |
| − | * Lapiceros | + | * lapiceros |
| − | * Crayones | + | * crayones |
| − | * Marcadores | + | * marcadores |
| − | * Globos | + | * globos |
| − | * Hilo | + | * hilo |
| − | * Pajillas. | + | * pajillas. |
| | === Inicio === | | === Inicio === |
| | {{Icono guía docente Básico|nombre = todo el grupo}} | | {{Icono guía docente Básico|nombre = todo el grupo}} |
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| − | Presente a los estudiantes la siguiente frase dicha por Albert Einstein:{{Cquote|text = El genio está compuesto de un uno por ciento de inspiración y un noventa y nueve por ciento de transpiración.|author = [[wikiquote:Thomas Alva Edison|Thomas Alva Edison]]}} | + | Presente a los estudiantes la siguiente frase:{{Cquote|text = El genio está compuesto de un uno por ciento de inspiración y un noventa y nueve por ciento de transpiración.|author = [[wikiquote:Thomas Alva Edison|Thomas Alva Edison]]}} |
| − | * Invite a los estudiantes a escribir su propia frase positiva relacionada con el trabajo y la energía anotarla en su cuaderno de forma creativa. | + | * Invite a los estudiantes a escribir su propia frase positiva relacionada con el trabajo y la energía y a anotarla en su cuaderno de forma creativa. |
| − | * Exhorte a los estudiantes a compartir la frase con el resto del grupo y predecir el tema a tratar en clase. | + | * Exhorte a los estudiantes a compartir la frase que elaboren con el resto del grupo e invítelos a predecir el tema a tratar en clase. |
| | <div style="border:dotted 1px; border-radius:8px; padding:5px; clear:both; margin-top:5px"> | | <div style="border:dotted 1px; border-radius:8px; padding:5px; clear:both; margin-top:5px"> |
| | <center>'''Verificación de actividades'''</center>Cerciórese que las frases sean positivas y escritas de forma creativa. | | <center>'''Verificación de actividades'''</center>Cerciórese que las frases sean positivas y escritas de forma creativa. |
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| | === Desarrollo === | | === Desarrollo === |
| − | * Presente a los estudiantes el tema, que es trabajo y energía.
| + | {{Icono guía docente Básico|nombre = trabajo en equipo}} |
| − | * Solicite a los estudiantes formar grupos de 5 para realizar la siguiente actividad.
| + | Presente a los estudiantes el tema, que es trabajo y energía. Organice a los estudiantes en grupos de 5 para realizar ''carreras de globos''. |
| − | * Solicite a los estudiantes realizar carreras de globos.
| + | * Colocar 5 hilos tensados en un espacio dentro del aula u otra localización, |
| − | ** Colocar 5 hilos tensados,
| + | * En cada hilo enhebrar una pajilla, |
| − | ** En cada hilo colocar una pajilla,
| + | * Adherido a la pajilla con cinta adhesiva colocar un globo desinflado, |
| − | ** Adherido a la pajilla con cinta adhesiva colocar un globo desinflado,
| + | * Cada alumno del grupo debe inflar un globo sin romperlo, pero no debe amarrarlo, |
| − | ** Cada alumno debe inflar un globo sin romperlo,
| + | * Una vez inflado el globo dejarlo ir para que recorra el trayecto del hilo al desinflarse (ver ilustración). |
| − | ** No amarrar el globo,
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| − | ** Una vez inflado el globo dejarlo ir para que recorra el trayecto del hilo.
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| | {{#drawio:Experimento - relación energía y trabajo con globos|type=png|height=chart|max-width=500px}} | | {{#drawio:Experimento - relación energía y trabajo con globos|type=png|height=chart|max-width=500px}} |
| | * Analice con los estudiantes la relación entre fuerza energía y trabajo a partir de esta actividad: | | * Analice con los estudiantes la relación entre fuerza energía y trabajo a partir de esta actividad: |
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| | ** ¿Qué globo tenía mayor fuerza, que le permitió mayor aceleración? | | ** ¿Qué globo tenía mayor fuerza, que le permitió mayor aceleración? |
| | ** ¿Qué permitió que el globo se moviera? | | ** ¿Qué permitió que el globo se moviera? |
| − | * Invite a los estudiantes a realizar una lectura sobre el trabajo y que completen el siguiente organizador sobre la definición de trabajo y otros conceptos relacionados con este.
| + | Invite a los estudiantes a realizar una lectura sobre el trabajo y que completen un organizador gráfico como el que se ilustra sobre la definición de trabajo y otros conceptos relacionados con él. {{#drawio:Organizador gráfico - trabajo y conceptos relacionados|type=png|height=chart|max-width=500px}}Explique brevemente el tema trabajo: |
| − | {{#drawio:Organizador gráfico - trabajo y conceptos relacionados|type=png|height=chart|max-width=500px}} | + | * El trabajo regularmente está asociado con realizar un esfuerzo sobre algo. Para realizar este trabajo se tendrá que transferir energía, que provocará un desplazamiento de este cuerpo. |
| − | * Explique brevemente el tema trabajo:
| + | * La definición de trabajo es el desplazamiento que produce una fuerza aplicada a un cuerpo. Este desplazamiento será en la misma dirección que la fuerza aplicada. |
| − | ** El trabajo regularmente este asociado con realizar un esfuerzo sobre algo. Para realizar este trabajo se tendrá que transferir energía, que provocará un desplazamiento sobre este cuerpo.
| + | * La dimensional de trabajo es ''Joule'': |
| − | ** La definición de trabajo es el desplazamiento que produce una fuerza aplicada a un cuerpo. Este desplazamiento será en la misma dirección a la fuerza aplicada.
| + | *: <math> J = N * m </math> |
| − | ** La dimensional de trabajo es ''Joule''
| + | * La expresión matemática para trabajo es: |
| − | **: <math> J = N * m </math>
| + | *: <math> W = F * d * cos \alpha </math> |
| − | ** La expresión matemática para trabajo es:
| + | *: Donde: |
| − | **: <math> W = F * d * cos \alpha </math>
| + | *:: W = trabajo |
| − | **:: W = trabajo | + | *:: F = Trabajo |
| − | **:: F = Trabajo
| + | *:: d = distancia |
| − | **:: d = distancia
| + | *:: cos ⍺ = coseno del ángulo alfa |
| − | **:: cos ⍺ = coseno del ángulo alfa
| + | |
| − | * Cuándo no se realiza trabajo | + | * Cuándo no se realiza trabajo: |
| − | ** Cuando la fuerza aplicada es perpendicular al trabajo, formando un ángulo de 90° y el coseno es cero no se realiza un trabajo. Ejemplos de esto son la fuerza normal y la fuerza de peso. | + | ** No se realiza trabajo cuando la fuerza aplicada es perpendicular al trabajo, formando un ángulo de 90° y el coseno es cero. Ejemplos de esto son la fuerza normal y la fuerza de peso. |
| − | ** Cuando se aplica una fuerza, pero no hay desplazamiento, no existe trabajo. | + | ** Cuando se aplica una fuerza pero no hay desplazamiento tampoco existe trabajo. |
| − | * Cuándo no se aplica el coseno del ángulo | + | * Cuándo no se aplica el coseno del ángulo: |
| | ** Si el desplazamiento es sobre un solo sentido el ángulo formado es de 180°, por lo tanto el coseno es 1 y la fórmula se puede reducir a: | | ** Si el desplazamiento es sobre un solo sentido el ángulo formado es de 180°, por lo tanto el coseno es 1 y la fórmula se puede reducir a: |
| | **: <math> W = F * d </math> | | **: <math> W = F * d </math> |
| − | * '''Ejemplo 1'''
| + | '''Ejemplo 1''' |
| − | ** Sobre una caja se aplica una fuerza de 10N que hace que la caja sufra un desplazamiento de 2.5 m. Calcule el trabajo realizado. (No considera la fuerza de fricción).
| + | * Sobre una caja se aplica una fuerza de 10N que hace que la caja sufra un desplazamiento de 2.5 m. Calcule el trabajo realizado. No considere la fuerza de fricción. |
| − | **: <math> W = F * d </math>
| + | *: <math> W = F * d </math> |
| − | **: <math> W= 10N * 2.5 m </math>
| + | *: <math> W= 10N * 2.5 m </math> |
| − | **: <math> W= 25 N * m </math>
| + | *: <math> W= 25 N * m </math> |
| − | **: <math> W= 25 J </math>
| + | *: <math> W= 25 J </math> |
| − | {{#drawio:Ejemplo 1 de trabajo y desplazamiento|type=png|height=chart|max-width=500px}} | + | {{#drawio:Ejemplo 1 de trabajo y desplazamiento|type=png|height=chart|max-width=500px}}'''Ejemplo 2''' |
| | + | * Suponga que esa misma caja es jalada por medio de un carrito, formando un ángulo de 30°, donde se ejerce la misma fuerza de 10N del ejercicio anterior y el desplazamiento es el mismo. ¿Cuál es el trabajo realizado? Estime si es más o menos que en el ejemplo anterior antes de realizar el cálculo.{{#drawio:Ejemplo 2 de trabajo y desplazamiento|type=png|height=chart|max-width=500px}} |
| | + | *: <math> W = F * d * \cos \alpha </math> |
| | + | *: <math> W = 10N * 2.5m \cos 30° </math> |
| | + | *: <math> W = 3.85J </math> |
| | + | * El trabajo realizado es menor cuando la fuerza se aplica en un ángulo. Por esa razón muchos objetos pesados se jalan por medio de poleas y también es más fácil sacar un carro estancado utilizando una palanca o cuña. Las máquinas simples utilizan este principio. <div style="border:dotted 1px; border-radius:8px; padding:5px; clear:both; margin-top:5px"> |
| | + | <center>'''Verificación de actividades'''</center>Aclare que la W de trabajo deberá ser mayúscula y no se debe confundir con la w minúscula de peso. |
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| − | * '''Ejemplo 2'''
| + | Atienda las dudas que plantearán los estudiantes durante el desarrollo del tema. |
| − | ** Suponga que esa misma caja es jalada por medio de un carrito formando un ángulo de 30°, donde se ejerce la misma fuerza de 10N del ejercicio anterior y el desplazamiento es el mismo. ¿Cuál es el trabajo realizado? Suponga si es más o menos antes de realizar el cálculo.{{#drawio:Ejemplo 2 de trabajo y desplazamiento|type=png|height=chart|max-width=500px}}
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| − | **: <math> W = F * d * \cos \alpha </math>
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| − | **: <math> W = 10N * 2.5m \cos 30° </math>
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| − | **: <math> W = 3.85J </math>
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| − | ** El trabajo realizado es menor cuando la fuerza se aplica en un ángulo. Por esa razón muchos objetos pesados se jalan por medio de poleas y también es más fácil sacar un carro estancado utilizando una palanca o cuña. Las máquinas simples utilizan este principio.
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| − | <div style="border:dotted 1px; border-radius:8px; padding:5px; clear:both; margin-top:5px">
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| − | <center>'''Verificación de actividades'''</center>Aclare que la W de trabajo deberá ser mayúscula y no se debe confundir con la w de peso. Preste atención a las dudas que plantearán los estudiantes durante el desarrollo del tema.
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| | Cerciórese que los estudiantes presten atención al tema y luego permita que anoten en su cuaderno los datos importantes proporcionados. | | Cerciórese que los estudiantes presten atención al tema y luego permita que anoten en su cuaderno los datos importantes proporcionados. |
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| − | Revise que los ejercicios realizados estén realizados correctamente. | + | Revise que los ejercicios estén realizados correctamente. |
| | </div> | | </div> |
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| | === Cierre === | | === Cierre === |
| − | * Solicite a los estudiantes completar la escalera de la metacognición sobre el tema tratado. | + | * Solicite a los estudiantes responder las siguientes preguntas de metacognición sobre el tema tratado. |
| − | * Invite a los estudiantes a compartir al grupo los resultados de la metacognición.
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| | # ¿Cómo puedo mejorar? | | # ¿Cómo puedo mejorar? |
| | # ¿Qué me ha resultado fácil, difícil y novedoso? | | # ¿Qué me ha resultado fácil, difícil y novedoso? |