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INSTITUTO SAGRADO CORAZÓN DE JESÚS Nivel: Secundaria Superior en Economía y administración Ciclo lectivo: 2017 Área: Introducción a la Física Año: 4º Secciones: B Profesor: Abad, Norberto EXPECTATIVAS DE LOGRO Comprender conceptos, procedimientos y actitudes necesarios para el aprendizaje de la Física. Comprender la noción de determinación de objetivos de estudio y sus fronteras. Comprender el papel de los modelos en Física y el uso de los mismos. Analizar interacciones entre objetos de estudio Definir y caracterizar el estado de un objeto de estudio. Comprender y aplicar en situaciones simples los conceptos de: posición, velocidad y aceleración. Comprender y aplicar en situaciones simples las leyes de Newton. Comprender el concepto de energía como función asociada al estado de un objeto en estudio. Comprender la posibilidad de medir la variación de energía a través de relaciones entre las variables que definen el estado del objeto de estudio. Comprender la posibilidad de medir los cambios de energía cuando se producen cambios en el estado del objeto de estudio, debidos a la interacción de éste con otros objetos. Comprender y aplicar en situaciones simples las nociones de trabajo mecánico, energía cinética y energía potencial. Caracterizar la energía por sus propiedades, de acuerdo con las formas en que el estudiante las reconoce coloquial y cotidianamente, pero a la vez correctamente estructuradas. Describir distintos procesos de cambio en términos de las energías intercambiadas utilizando el lenguaje coloquial e incorporando paulatinamente términos científicos Reconocer las diferencias que existen a nivel macroscópico entre las diferentes formas de energía que se presentan. Utilizar la noción de trabajo para evaluar las variaciones de energía de un sistema. Identificar las escalas de energía en diferentes procesos naturales. Reconocer y utilizar correctamente las unidades de energía en cada uno de estos diferentes niveles. Comprender las ideas de sistema, intercambio, evolución, equilibrio y utilizarlas en las descripciones de fenómenos o procesos Comprender la diferencia entre calor y temperatura y los procedimientos para la medición de ambas magnitudes Aplicar los conceptos de cantidad de calor, calor específico y equilibrio térmico en la resolución de situaciones problemáticas. Comprender los modos de transmisión del calor y los efectos que producen sobre los cuerpos a que se aplican. Conocer los distintos mecanismos de intercambio de calor que se dan tanto en objetos inanimados como en seres vivos. Poder calcular las tasas de intercambio de energía por los distintos mecanismos en situaciones reales o idealizadas. Estimar en casos sencillos cuál de los mecanismos de intercambio puede ser el primordial y porqué Conocer distintos dispositivos en los que se produce transformaciones que implican energías térmicas y/o radiación y de energía térmica y explicar su funcionamiento en términos coloquiales. Comprender los fenómenos electrostáticos y la diferencia de comportamiento entre materiales conductores y aisladores. Aplicar la Ley de Coulomb y las nociones de campo eléctrico y potencial en la resolución de problemas sencillos. Comprender el significado de una corriente eléctrica y de un circuito eléctrico. Comprender el papel que desempeña cada uno de los elementos asociados al funcionamiento de un circuito eléctrico. Reconocer los instrumentos y las unidades con que se miden los principales parámetros de un circuito eléctrico. Comprender y aplicar la noción de resistencia y la ley de Ohm, en la resolución de situaciones problemáticas. Comprender las distintas transformaciones energéticas que se llevan a cabo en un circuito eléctrico. Conocer los modos de funcionamiento de los diversos aparatos electrodomésticos que forman parte de la cotidianeidad de los estudiantes en términos de sus intercambios de energía Identificar el rol de las pilas como fuentes del trabajo necesario para transportar cargas eléctricas en un circuito eléctrico en contra de la resistencia eléctrica. Cuantificar la potencia consumida en un circuito o en un domicilio cuando circula una corriente y compararlo con la potencia entregada por las fuentes. Estimar adecuadamente los órdenes de magnitud de las potencias consumidas por los diferentes electrodomésticos. Distinguir y poder señalar las diferencias esenciales entre los procesos de fusión y de fisión nuclear. Evaluar correctamente las cantidades de energía involucradas en los procesos de fusión y de fisión nuclear Explicar en términos coloquiales algunos dispositivos médicos y de investigación de Física que funcionan en base a los mismos principios generales de aceleración de partículas. Conocer y poder calcular los rangos de energía involucradas en estos dispositivos Conocer las maneras en que los sistemas pueden variar su energía interna. Distinguir conceptualmente entre calor y trabajo. Poder dar descripciones coloquiales de ambos. Reconocer la equivalencia de calor y trabajo como mecanismos en términos de intercambio de energía. Realizar cálculos sencillos que impliquen intercambio de calor y trabajo reconociendo la dirección de eso intercambios. Reconocer el papel de la energía como concepto unificador dentro de la física, dado ejemplos de distintas inter-conversiones. Distinguir procesos reversibles de aquellos que no lo son y poder dar ejemplos de ambos. Reconocer el carácter esencial de la irreversibilidad de algunos procesos. Vincular y describir en palabras coloquiales la relación entre irreversibilidad y degradación de la energía. Analizar la degradación de la energía en diversas situaciones y reconocer su relación con la crisis energética actual. CONTENIDOS CONCEPTUALES Y PROCEDIMENTALES UNIDAD 1 Herramientas Metodológicas y conceptos básicos previos Magnitudes físicas. Magnitudes básicas del SI. La notación científica. Proceso e incertezas de medición. El trabajo científico. El “método científico”.Teoría, objeto de estudio y determinación de sus fronteras. Modelo como representación simplificada del objeto de estudio, condiciones reales e ideales. Hipótesis y su elaboración. Conocimientos e ideas previas, observador y observación, experimentación, lenguaje y comunicación, problemas, variables, medición, incertezas. Naturaleza atómica de la materia. Nociones previas. Fuerzas: concepto y reconocimiento. Clasificación de las fuerzas. Fuerzas y vectores. La fuerza peso y la unidad de medida. Medición de fuerzas. Ley de Hooke. Peso específico. Presión. Cinemática. Velocidad media e instantánea. Movimiento rectilíneo uniforme. Aceleración. Movimiento rectilíneo uniformemente variado. Fuerza como acción que cambia el estado del objeto de estudio. Inercia. Masa. Peso de un cuerpo. Las tres leyes de Newton. Fuerzas de contacto y a distancia. Campo gravitatorio. Sistemas de unidades. Problemas de aplicación del principio de masa. UNIDAD 2 La energía en el mundo cotidiano Trabajo de una fuerza constante. Energía cinética. Energía potencial gravitatoria. Teorema de trabajo y energía para una partícula. Energía mecánica total. Conservación de la energía mecánica. Potencia. Unidades del Sistema Internacional. Diferentes formas de energía. La idea de energía asociada a diferentes maneras de generación y aprovechamiento. Fuentes energéticas. Órdenes de magnitud y unidades de energía involucradas en distintos procesos (nucleares, eléctricos, térmicos, y mecánicos). Potencia. Formas utilizables de la energía. Algunos ejemplos de procesos de transformación. El aprovechamiento de la energía a lo largo de la historia. UNIDAD 3 La energía térmica Los estados físicos de la materia. Cambios de estado. Teoría cinética de la materia. El calor y la temperatura. Medida de la temperatura y el calor. Cantidad de calor y calor específico. El equilibrio térmico. Efectos del calor: dilatación y cambio del estado de los cuerpos. Transporte de energía: conducción, convección, radiación. El intercambio de energía en los planetas con atmósfera. El calentamiento global. Efecto invernadero. UNIDAD 4 La energía eléctrica Las cargas eléctricas. Electrización. Fuerzas eléctricas. Conductores y aisladores. La ley de Coulomb. Campo eléctrico. Potencial eléctrico. La corriente eléctrica. Circuitos eléctricos. Diferencia de potencial. Intensidad de corriente. Resistencia y Ley de Ohm. Asociación de resistencias: serie y paralelo. Energía eléctrica: el efecto Joule. Potencia disipada en fuentes y resistencias. Conservación de la energía en circuitos eléctricos. Usos domiciliarios. Consumo domiciliario de distintos artefactos. Ahorro de energía. UNIDAD 5 Generación natural de energía Generación natural de energía. La energía generada en la estrellas. El ciclo p-p (protón- protón) de las estrellas. Fusión y fisión. Radiactividad natural. Energías macroscópicas y su aprovechamiento. Energía hidroeléctrica. Energía eólica. Energía solar. Energía geotérmica. Energía mareomotriz. Energía nuclear. Aceleradores de partículas. UNIDAD 6 La energía y la termodinámica Energía interna, calor y trabajo. Noción de energía interna. Primer principio de la termodinámica y conservación de la energía. Procesos adiabáticos. Procesos espontáneos, procesos reversibles y procesos irreversibles. Los procesos naturales. Segundo principio de la Termodinámica. CONTENIDOS ACTITUDINALES Valoración del conocimiento de esta ciencia por su importancia en el campo de la técnica, la economía y la industria. Valoración de las aportaciones de las ciencias para mejorar la vida. Valoración del lenguaje preciso, claro y conciso como organizador del pensamiento. ESTRATEGIAS DE ENSEÑANZA Lectura activa. Explicación y/o ejemplificación por parte del profesor. Resolución, corrección y discusión de situaciones problemáticas. Trabajos grupales e individuales. Puesta en común de los trabajos grupales. Comprobaciones experimentales. CRITERIOS DE EVALUACIÓN Habilidades y destrezas propias de la investigación científica. Exposición y expresión oral. Presentación y expresión escrita. Presentación y entrega del material en tiempo y forma prevista. Evaluaciones escritas. Participación e interés por la investigación, fomentada a través de la lectura y el análisis Trabajo en equipo. ( solidaridad, cooperación) Confección de la carpeta diaria. Lecciones diarias. INSTRUMENTOS DE EVALUACIÓN Lecciones orales. Trabajos en el pizarrón y en la carpeta. Prácticas de laboratorio. Trabajos de investigación. Resolución de guías de estudio. Evaluaciones escritas. Estas actividades podrán desarrollarse en forma individual o grupal. TIEMPO ESTIMADO PARA CADA UNIDAD 1º TRIMESTRE: UNIDADES 1 Y 2 2º TRIMESTRE: UNIDADES 2 Y 3 3º TRIMESTRE: UNIDADES 4, 5 Y 6 BIBLIOGRAFÍA FÍSICA Fabián G. Díaz y otros. Santillana, 2010 FÍSICA 1 y 2 de Maiztegui-Sábato. Editorial Kapelusz. ELEMENTOS DE FÍSICA Y QUÍMICA de Carlos Miguel. Editorial Troquel. FÍSICA 3 de Renée C. Magnetti. Editorial Huemul. Módulos de capacitación docente. DGCE-PCIA. BS. AS. FÍSICA 1 y 2 de A. Rela y j. Sztrajman. Editorial Aique. FÍSICA 1 de Roberto Castiglioni-Oscar Perazzo-Alejandro Rela. Editorial Troquel El nacimiento de una nueva física. Bernard Cohen. EUDEBA. Físico-química de Pilar Escudero y otros. Santillana Hewitt, Paul, Física conceptual, Addison Wesley Iberoamericana, 1995 Tipler, Paul., Física Preuniversitaria (dos volúmenes). Barcelona, Reverté, 1998