¿Cómo propiciar en los estudiantes el desarrollo de competencias científicas de manera que sean capaces de transformar su entorno?




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título¿Cómo propiciar en los estudiantes el desarrollo de competencias científicas de manera que sean capaces de transformar su entorno?
fecha de publicación23.11.2015
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¿Cómo propiciar en los estudiantes el desarrollo de competencias científicas de manera que sean capaces de transformar su entorno?



A. Dominio de conceptos.

  1. MECÁNICA DE FLUIDOS: parte de la física que se ocupa de la acción de los fluidos en reposo o en movimiento, así como de las aplicaciones y mecanismos de ingeniería que utilizan fluidos. La mecánica de fluidos es fundamental en campos tan diversos como la aeronáutica, la ingeniería química, civil e industrial, la meteorología, las construcciones navales y la oceanografía. Entre las aplicaciones de la mecánica de fluidos están la propulsión a chorro, las turbinas, los compresores y las bombas.

  2. FLUIDOS: se entiende por fluido todo cuerpo cuyas moléculas tienen entre sí poca coherencia y toma siempre la forma del recipiente donde está contenido. Dentro de esta definición los fluidos se consideran a la materia en estado líquido y gaseoso.

En un líquido, las moléculas están separadas y la fuerza de cohesión es más pequeña que en los sólidos, por esta razón los líquidos mantienen su volumen y toman la forma del recipiente que lo contiene.

En una gas la distancia entre las moléculas es muy grande comparadas con su tamaño, las fuerzas de atracción son muy pequeñas, por eso el gas no tiene forma ni volumen propios y toman los del recipiente que lo contiene

  1. LA HIDROSTÁTICA es la parte de la Física que estudia los fluidos en estado de equilibrio. Se alude a un estado de equilibrio, porque los fluidos en aparente estado de reposo en realidad están sujetos .Cuando un cuerpo se encuentra apoyando totalmente su peso sobre una superficie, el peso se reparte en forma equivalente sobre toda esa superficie.

  2. HIDRODINÁMICA se aplica al flujo de líquidos o al flujo de los gases a baja velocidad, en el que puede considerarse que el gas es esencialmente incompresible (Que no se puede comprimir).

  3. LA AERODINÁMICA, rama de la mecánica de fluidos que se ocupa del movimiento del aire y otros fluidos gaseosos, y de las fuerzas que actúan sobre los cuerpos que se mueven en dichos fluidos. Algunos ejemplos del ámbito de la aerodinámica son el movimiento de un avión a través del aire, las fuerzas que el viento ejerce sobre una estructura o el funcionamiento de un molino de viento.

  4. NEUMÁTICA. Particulariza la hidrostática y la hidrodinámica al estudio de los gases.

  5. LA AERODINÁMICA, o dinámica de gases, se ocupa del comportamiento de los gases cuando los cambios de velocidad y presión son lo suficientemente grandes para que sea necesario incluir los efectos de la compresibilidad.

  6. LA HIDRÁULICA, estudia la utilización en ingeniería de la presión del agua o del aceite.

  7. DENSIDAD  (ro), masa de un cuerpo por unidad de volumen.

  8. PRESIÓN: es el cociente entre la intensidad de la fuerza (F) aplicada perpendicularmente sobre una superficie dada y el área A de dicha superficie.

Cuanto mayor sea la fuerza que actúa sobre una superficie dada, mayor será la presión, y cuanto menor sea la superficie para una fuerza dada, mayor será entonces la presión resultante.


  1. EL PASCAL, (Pa = N / m2 ), se representa por Pa y se define como la presión correspondiente a una fuerza de un Newton de intensidad actuando perpendicularmente sobre una superficie plana de un metro cuadrado.

  2. PRESIÓN HIDROSTÁTICA, es la parte de la presión debida al peso de un fluido en reposo. Un fluido pesa y ejerce una fuerza perpendicular sobre las paredes del recipiente, sobre el fondo del recipiente que lo contiene y sobre la superficie de cualquier objeto sumergido en él. Si el líquido fluyera, las fuerzas resultantes de las presiones ya no serían necesariamente perpendiculares a las superficies.

Esta presión depende de la densidad  del líquido en cuestión y de la altura h (profundidad) a la que esté sumergido el cuerpo y se calcula mediante la siguiente expresión: P =  . g . h (Ecuación fundamental de la hidrostática).

  1. PRESIÓN ATMOSFÉRICA, es la fuerza del aire sobre la superficie terrestre. La presión del aire sobre los objetos contenidos en su seno se denomina presión atmosférica.

  2. PRINCIPIO DE PASCAL: « el incremento de presión aplicado a una superficie de un fluido incompresible (líquido), contenido en un recipiente indeformable, se transmite con el mismo valor a cada una de las partes del mismo». Expresado de otra forma: “La presión aplicada sobre un fluido contenido en un recipiente se transmite por igual en todas direcciones y a todas las partes del recipiente, siempre que se puedan despreciar las diferencias de presión debidas al peso del fluido y a la profundidad”

  3. PRINCIPIO DE ARQUÍMEDES “todo cuerpo sumergido total o parcialmente en un líquido experimenta un empuje vertical y hacia arriba igual al peso del volumen de líquido desalojado”.


B. Relacionar conceptos - hacer comparaciones y diferencias.


  1. ¿Qué le ocurre a la densidad de un trozo de madera uniforme cuando lo cortamos en cuatro partes iguales?

  2. Explicar por qué las personas que caminan sobre la nieve utilizan raquetas de gran área en los zapatos.

  3. Si un submarino navega en agua dulce, ¿experimentaría una presión mayor o menor que cuando lo hace en agua salada a la misma profundidad?

  4. ¿Por qué suben las burbujas de los refrescos?

  5. Los globos de llenos de helio se elevan con muchísima facilidad cuando se dejan libres. ¿Cómo es posible que se eleven? ¿Por qué parecen flotar en el aire?

  6. ¿Como debe ser la relación de la presión de una llanta de bicicleta en comparación con la presión de una llanta de carro?

  7. ¿Explique, cómo es posible que puedas tomar una gaseosa con un pitillo?

  8. ¿Por qué y para qué los albañiles utilizan una manguera transparente con agua en su trabajo?

  9. Si un bañista nada a cierta profundidad y luego se sumerge al doble de dicha profundidad, entonces ¿Qué pasa con la presión que soporta sus oídos?

  10. ¿Por qué la fuerza de flotación se ejerce hacia arriba sobre un objeto sumergido en agua?

  11. ¿El valor del empuje que recibe un cuerpo dentro del aire atmosférico depende de la altura a la cual se halla el cuerpo?

  12. ¿En qué situación pesa más un cuerpo; cuando está en el aire o cuando está en el vació?

  13. Dentro de agua pura, un huevo crudo se hunde, dentro de agua salada el mismo huevo flota. ¿Por qué ocurre esto?

  14. Se deposita un cubo de hielo en alcohol o en gasolina. ¿Flotará?

  15. ¿Por qué flota un barco que lleva objetos más densos que el agua?

  16. Un corcho cilíndrico se hunde hasta su mitad en un vaso con agua. ¿Si el vaso se lleva a Júpiter, el corcho se hunde o emerge? La aceleración gravitacional de Júpiter es de 25,87 m/s2

  17. Un cubo de hielo flota en el agua ¿Qué pasara con el nivel del agua cuando el hielo se derrita completamente?

  18. Cuando un barco pasa de un río al mar, ¿emerge o se sumerge?. Explicar.

  19. Un corcho flota en un vaso de agua que está dentro de un ascensor en reposo. Si el ascensor acelera hacia arriba, ¿Se hunde el corcho?

  20. Un bloque de madera que tiene encima un conjunto de puntillas flota en un recipiente con agua; si todas las puntillas se arrojan al fondo. ¿Qué le sucede al nivel del agua en el recipiente?

C. DESARROLLA TUS COMPETENCIAS.

Estas preguntas constan de un enunciado y de cuatro posibilidades de respuesta entre las cuales debe escoger la que consideres CORRECTA
RESPONDA LAS PREGUNTAS 1 Y 2 DE ACUERDO CON LA SIGUIENTE INFORMACIÓN:

1. Un cilindro de corcho de altura h, masa m y sección transversal A, flota parcialmente sumergido en un tanque de agua. Si el cilindro se encuentra en equilibrio, se puede concluir:

A. La densidad del agua es mayor que la del cilindro puesto que éste flota sin sumergirse totalmente.

B. La densidad del agua es 4/5 de la del cilindro porque pesa más el cilindro que el agua que éste desplaza.

C. La densidad del cilindro es mayor que la del agua por que el volumen sumergido es mayor que la cantidad de agua desplazada.

D. La densidad del cilindro es igual a la densidad del agua puesto que pesan lo mismo el cilindro y el agua que desplaza.
2. Se pone un cuerpo de masa M sobre el cilindro. La máxima masa de ese cuerpo para que se moje es: A. M= 0 B. M = ¼ m C. M = 1/5 m D. M= m
3. Un cilindro cuyo peso es W, cuelga de una cuerda. L a tensión en la cuerda es:

A. Mayor que la suma del peso W y el empuje E.

B. Igual a la suma del peso W y el empuje E

C. Mayor que el peso W menos el empuje E.

D. Igual al peso W menos el empuje E

4. Si suponemos que la piel de una persona tiene 1 m2 de superficie, y si la fuerza que ejerza la atmósfera sobre esa piel es de 101 300 N. La presión que actúa es de:

A. 1 atm B. 2 atm C. 0,5 atm D. No existe presión

5. Se puede deformar una lata debido a la presión atmosférica. Se vierte un poco de agua en su interior, (unos 2 cm) y se pone a calentar hasta formar vapor de agua, se retirará del fuego y se puede colocar bajo un grifo de agua fría si se ha tapado la lata, o se puede volcar rápidamente en un recipiente de agua, Al condensar rápidamente el vapor deja un vacío parcial que, al aumentar creará un desequilibrio de presiones y se deformará la lata. Esta se comprime porque:

A. Las presiones son iguales. B. La presión interior es mayor que la exterior.

C. La presión interior es menor que la exterior D. No influye la presión.

RESPONDA LAS PREGUNTAS 6 Y 7 DE ACUERDO CON LA SIGUIENTE INFORMACIÓN:
Cuando un cuerpo cae dentro de un líquido experimenta una fuerza de viscosidad que es proporcional a su velocidad y de dirección contraria a ella.

6. De las siguientes graficas de velocidad contra tiempo la que puede corresponder al movimiento de ese cuerpo es:


7. La aceleración de ese cuerpo, para valores grandes del tiempo, tiende a : A. g/2 B. g C. Cero D. Infinito.
8. Se fabrica un instrumento para estudiar la presión hidrostática conectando dos émbolos de plásticos con un resorte e introduciéndolos en un tubo como se muestra en la figura. Los émbolos evitan que el fluido llene el espacio entre ellos y pueda deslizarse sin rozamiento a lo largo del tubo.

Al ir introduciendo el instrumento en un tanque con agua los émbolos se mueven dentro del tubo y adoptan la posición:


9. Un submarino se encuentra a una profundidad H. Para ascender bombea al exterior parte del agua acumulada en sus tanques. Tres estudiantes afirman:

E (1): “El submarino asciende, porque el empuje aumenta”

E ( 2 ) : “El submarino asciende, porque el empuje aumenta y el peso disminuye”

E ( 3 ) : “El submarino asciende, porque la fuerza neta está orientada hacia arriba”

Los estudiantes que hacen afirmaciones correctas son:

A. E(1) y E( 2 ) B. los tres estudiantes C. sólo E(3) D. sólo E(2)
CONTESTE LAS PREGUNTAS 10 A 11 DE ACUERDO CON LA SIGUIENTE INFORMACIÓN
Se tiene un recipiente cilíndrico de área A. Se llena con agua hasta una altura h. Un émbolo unido a un resorte de longitud natural l y constante elástica k, se instalan sobre el recipiente con agua como se ilustra en la figura.

10. Si el montaje se introduce en una cámara de vació, la presión en un punto en el fondo del recipiente es:

A. La del émbolo, más la atmosférica.

B. La atmosférica más la del fluido

C. La del fluido, más la del émbolo.

D. La atmosférica, más la del fluido, más la del émbolo.

11. Se saca el montaje de la cámara de vacío. Para que la presión en el fondo del recipiente sea igual a cuando estaba dentro de la cámara, se puede usar en el montaje

A. un recipiente con base de menor área. B. un líquido más denso que el agua C. un resorte de menor constante elástica D. una mayor cantidad de agua
CONTESTE LAS PREGUNTAS 12 A 13 DE ACUERDO CON LA SIGUIENTE INFORMACIÓN




Dos esferas macizas 1 y 2, con volúmenes V y V/2 respectivamente, flotan sumergidas a diferentes niveles h1 y h2 en un recipiente que contiene alcohol como lo muestra la figura.

12. De lo anterior se cumple que la densidad de la esfera:

A. 1 es igual a la del alcohol B. 1 es la mitad de la 2

C. 2 es el doble de la 1 D. 2 es la mitad de la del alcohol.
13. Si en la situación anterior la presión atmosférica del lugar es Pa y la densidad del alcohol es p, la presión en el nivel A-B vale:

A. Pa +  g (h2 – h1) B. Pa +  g h2 C.  g h2 - Pa D. Pa - g(h2 + h1)
14. Un corcho cilíndrico de altura h y cuya densidad es la mitad de la del agua esta unido por una cuerda de longitud L al fondo de un recipiente como lo muestra la figura. Cuando se abre la llave el nivel del agua en el recipiente comienza a ascender. La gráfica que muestra como varía la tensión T de la cuerda en función del nivel X del agua es:


CONTESTE LAS PREGUNTAS 15 A 16 DE ACUERDO CON LA SIGUIENTE INFORMACIÓN
En una tubería fluye agua, como lo indica la figura. En los tubos A, B, C y D la tubería está abierta a la atmósfera.

15. Teniendo en cuenta que la cantidad de agua que fluye por unidad de tiempo es constante, el punto por el cual el agua pasa con mayor velocidad es: A. A· B. B· C. C· D. D·
16. De acuerdo con esto, la presión hidrostática es la menor en el punto:

A. A· B. B· C. C· D. D

17. Para determinar el valor de la presión atmosférica en cierta región, se sabe que el punto de ebullición del agua es 94°C, y se tiene la información de las graficas.



Se puede concluir que el valor de la presión, en esa región, es aproximadamente:

A. 0,85 Atm B. 0,90 Atm C. 0,80 Atm D. 0,77 Atm
18. Si un objeto permanece parcialmente sumergido en determinado liquido, un 70% de su volumen esta bajo la superficie y el restante 30% por encima. Seria correcto afirmar que:

A. La masa del objeto es menor que la del liquido.

B. El volumen total del objeto es mayor que el del líquido

C. El peso del líquido es mayor que el del objeto

D. La densidad del objeto es menor que la densidad del líquido.

E. BIBLIOGRAFÍA.


  1. BAUTISTA, CASTIBLANCO, VALENZUELA y FERNÁNDEZ, Física I. Editorial SANTILLANA.

  2. SEGURA, RODRÍGUEZ y ZALAMEA, Fundamentos de Física I. SCHAUM + MC GRAW

  3. VALERO MICHEL, Física Fundamental 1. Editorial NORMA.

  4. HEWITT, PAUL G, Física Conceptual. Editorial PEARSON - PRENTICE HALL

  5. El ESPECTADOR, especial ICFES, Mayo 1 al 7 del 2005

  6. ALVARENGA y MÁXIMO, Física General. Editorial HARLA.

  7. WIKIPEDIA. http://es.wikipedia.org/

  8. ICFES, Examen de Estado para el Ingreso a la Educación Superior. http://www.icfes.gov.co/

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