Física I - Cobatab

Transcripción

Física I - Cobatab

Física I
Cuadernillo de actividades de aprendizaje
ASIGNATURA Cuadernillo de Actividades deAprendizaje
©Secretaría de Educación Pública. México, junio de 2011.
Subsecretaría de Educación Media Superior.
Dirección General del Bachillerato DCA, DSA
ISBN: En trámite Derechos Reservados
Cuadernillo de actividades de aprendizaje / Física I
Presentación
Dentro del marco de la Reforma Educativa en la Educación Básica y Media Superior, la Dirección General del
Bachillerato incorporó en su plan de estudios los principios básicos de la Reforma Integral de la Educación Media
Superior, (RIEMS) cuyos propósitos son consolidar la identidad de este nivel educativo en todas sus modalidades y
subsistemas, además de brindar una educación pertinente que posibilite establecer una relación entre la escuela,
contexto social, histórico, cultural y globalizado en el que actualmente vivimos.
Como parte de la formación básica anteriormente mencionada, a continuación te presentamos elCuadernillo de
Actividades de Aprendizaje de la asignatura de Física I.
La asignatura de Física I pertenece al campo disciplinar de las ciencias experimentales del componente básico
del marco curricular. Las competencias disciplinares básicas del campo de ciencias experimentales están dirigidas
a consolidar los métodos y procedimientos de estas ciencias para la resolución de problemas cotidianos y para
la comprensión racional de tu entorno. Los y las estudiantes que hayan desarrollado estas competencias podrán
desarrollar estructuras de pensamiento, así como de procesos aplicables a los diversos contextos a lo largo de su
vida, sin que por ello dejen de sujetarse al rigor metodológico que imponen las disciplinas que las conforman. Su
desarrollo favorece acciones responsables y fundadas del alumnado hacia su medio ambiente y naturalmente hacia
sí mismos.
Desde el punto de vista curricular, cada materia de un plan de estudios mantiene una relación vertical y horizontal
con el resto, el enfoque por competencias reitera la importancia de establecer este tipo de relaciones al promover
el trabajo interdisciplinario, en similitud a la forma como se presentan los hechos reales en la vida cotidiana. La
asignatura de Física I, permite el trabajo interdisciplinario, en relación directa con el enfoque por competencias lo
cual reitera la importancia de establecer este tipo de relaciones, al proponer el trabajo interdisciplinario en similitud
a la forma de cómo se presentan los hechos reales en tu comunidad o tu entorno inmediato.
En el Bloque I, se promuevendesempeños que permiten analizar la terminología usada en la Física, para lo cual
es indispensable conocer el manejo del método científico y los diferentes tipos de magnitudes y su naturaleza
de la medición. Finalmente se abordará el manejo de vectores como una herramienta básica para poder entender
conceptos relacionados con la fuerza y de movimiento de un cuerpo.
En el Bloque II, se promueven desempeños que permiten emplear y aplicar la cinemática en el contexto natural y
su relación con otras fuerzas involucradas en la generaciónde movimiento de los cuerpos. Se hace énfasis en la
comprobación experimental de los diferentes tipos de movimiento.
En el Bloque III, se promueven desempeños que permiten reconocer la influencia de los diferentes principios, teorías
o leyes relacionadas con la dinámica, haciendo énfasis en tópicos como las leyes de la Dinámica, de la Gravitación
Universal de Newton y de Kepler.
Finalmente en el Bloque IV, se promueven desempeños que permiten reconocer y argumentar sobre el concepto
de “Trabajo” en el lenguaje común. De la misma forma, dicha concepción estará fundamentada en conceptos como
fuerza, movimiento y desplazamiento de objetos, así como de la implicación de las energías que están implícitos en
dicho fenómeno.
Finalmente, encontrarás una sección titulada ANEXOS la cual contiene ejemplos de instrumentos de evaluación y
recolección que te servirán como guía para que desarrolles tus propios instrumentos a lo largo del curso.
A lo largo del Cuadernillo podrás encontrar señaladas, a través de viñetas, estrategias de organización del trabajo o
de evaluación como los siguientes:
Trabajo en pareja
Coevaluación
Trabajo en equipo
Autoevaluación
Trabajo en grupo
Potafolios de evidencia
Ideas o sugerencias
Para facilitar su manejo, todos los Cuadernillos de Actividades de Aprendizaje están estructurados a partir de cuatro secciones en cada bloque de
aprendizaje: ¿Qué voy a aprender? Se describe el nombre y número de bloque, los desempeños del estudiantado al concluir el bloque, así como una
breve explicación acerca de lo que aprenderás en cada uno.
Desarrollando competencias. En esta sección se señalan las actividades de aprendizaje para desarrollar las competencias señaladas en el programa
de estudios, para lo cual es necesario tu compromiso y esfuerzo constante por aprender, ya que se implementan acciones que llevarás a cabo a lo largo
del curso: en forma individual, en parejas, en equipos o en forma grupal. Dichas actividades van enfocadas a despertar en ti el interés por investigar
en diferentes fuentes de consulta, para que desarrolles competencias genéricas y disciplinares básicas.
¿Qué he aprendido? En esta secciónte presentamos actividades de consolidación o integración del bloque que te permitirán verificar cuál es el nivel
de desarrollo de las competencias que posees en cada bloque de aprendizaje.
Quiero aprender más. En esta sección la consulta de diversas fuentes de consulta actualizadas ocupa el papel principal para complementar y
consolidar lo aprendido. Es por ello que encontrarás varias sugerencias de estos materiales, los cuales serán el medio a través del cual podrás
investigar y descubrir otros asuntos y tópicos por aprender.
Acabamos de presentar un panorama general de la asignatura y las características de los Cuadernillos de Actividades de Aprendizaje. Ahora sólo falta
que tú inicies el estudio formal de Física I, para lo cual te deseamos:
¡ Mucho
Éxito !
Índice
Bloque I
7
Reconoces el lenguaje técnico básico de la Física
Bloque II
15
Identificas diferencias entre distintos tipos de movimiento
Bloque III
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Comprendes el movimiento de los cuerpos a partir de las leyes de Newton
Bloque IV
Relacionas el Trabajo con la Energía
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¿Qué voy a aprender?
Bloque I
Reconoces el lenguaje técnico básico de la Física
DESEMPEÑOS
Identificas la importancia de los métodos de investigación y su relevancia en el desarrollo de
la ciencia como la solución de problemas cotidianos.
Reconoces y comprendes el uso de las magnitudes físicas y su medición como herramientas de
uso en la actividad científica de tu entorno.
Interpretas el uso de la notación científica y de los prefijos como una herramienta de uso que
te permita representar números enteros y decimales.
Identificas las características y propiedades de los vectores que te permitan su manejo y
aplicación en la solución de problemas cotidianos.
Te damos la bienvenida al primer bloque del Cuadernillo de Actividades de Aprendizaje de Física I, en él encontrarás
acciones que te permitirán desarrollar competencias para explicarte y actuar en tu entorno.
La humanidad siempre ha sentido curiosidad por el mundo que le rodea y ha buscado el modo de sistematizar y
dar un cierto orden a la diversidad de los fenómenos naturales. Así, la física se desarrolló agrupando fenómenos
relacionados, y surgieron las diferentes áreas que se agrupan bajo el nombre de Física Clásica. Por otra parte, el
vertiginoso desarrollo de la física en este siglo provocó el surgimiento de nuevas áreas, como la física nuclear, la
física del estado sólido, la física relativista, la física atómica, etc. Todas ellas agrupadas bajo el nombre de física
Moderna.
Es importante hacer notar que estas áreas o ramas de la física están relacionadas entre sí mediante un pequeño
número de leyes y teorías. De manera que, con la participación de todas sus áreas, la física nos permite adquirir una
comprensión más completa de la naturaleza.
Por esto, en este Bloque I empezaremos desde identificar el método que han utilizado muchos investigadores para
realizar grandes descubrimientos, pasando por reconocer las unidades con las que se trabaja en física y su relación
con los sistemas de medición, y terminando con un concepto muy importante para la física, los vectores.
Lo anterior lo desarrollaras en un ambiente donde tú serás él que propondrá las maneras de solucionar problemas,
prefiriendoeltrabajoen equipo. En estos podrás aportar puntos de vista con apertura y considerar los de otras
personas de manera reflexiva. También podrás dialogar y aprender de otras personas con distintos puntos de vista y
tradiciones culturales mediante la ubicación de tus propias circunstancias en un contexto más amplio.
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BLOQUE UNO
Desarrollando competencias
Para comenzar este primer bloque, el profesor deberá explicar con los medios o materiales que se disponga, una
introducción al conocimiento de la Física, cómo se divide para su estudio así como el impacto que ha generado
en la ciencia y la tecnología(o tú también puedes buscar en diversas fuentes). Posteriormente, deberás de
elaborar unlistado de los artículos que se encuentren en tu casa o comunidad, donde se observe la aplicación de
la ciencia y la tecnología como un generador de bienestar para la sociedad.
Ahora, deberán formar equipos heterogéneos para investigar en diversas fuentes las siguientes
preguntas y contestarlas:
1. Mencionen 5 acontecimientos más relevantes en la historia de la Física.
2. Escriban 5 aportaciones importantes que ha hecho la Física al avance de la ciencia y el desarrollo
de la tecnología.
3. ¿Les ha servido la Física en su vida personal? ¿Por qué?
4. ¿Cómo ha influido el avance científico en los cambios ambientales de su comunidad, y qué
impacto ha tenido?
Procura formar equipo con quienes no hayas trabajado anteriormente, esto enriquecerá tus puntos de vista y
podrás desarrollar habilidades referentes a la tolerancia y el respeto a la diversidad, entre otros.
Reúnanse por equipos nuevamente para buscar un texto sobre el Método
Científico (que incluya conceptos y definiciones, características principales,
limitaciones y los pasos a seguir en la realización de una investigación de
carácter científico). Discutan en plenaria la información recabada, y finalmente
elaboren un resumen o síntesis entre todo el grupo.
En la siguiente actividad solicitamos que todo el grupo discuta sobre diversos problemas (clima,
deforestación, salud, entre otros) que se presenten u observen en su comunidad, región o país;
y donde estos puedan ser resueltos mediante la aplicación de un método de investigación.
Asimismo, comenten si son enfrentados mediante otro tipo de métodos (religiosos, rituales,
entre otros). Elaboren una lista grupal con esos fenómenos, e individualmente, escribe una
breve síntesis acerca de alguna investigación que hallas escuchado o leído.
Formen equipos para investigar en diversas fuentes sobre los aspectos históricos
que fomentaron la necesidad de medir y que llevaron al establecimiento de
patrones de unidad y sistemas de unidades; así como a las diferencias más
importantes entre las magnitudes fundamentales y las magnitudes derivadas,
incluyan ejemplos de uso cotidiano.De igual forma, deberán realizar por parejas
un proyecto de investigación acerca de una problemática ambiental de su
región o comunidad, y especificar si tiene solución.
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Elaboren un cuadro donde se analice, cuándo un ejemplo cotidiano (de su comunidad o región) es una
magnitud fundamental y cuándo es una magnitud derivada. Por ejemplo:
Como siguiente actividad deberás elaborar un cuadro de equivalencia que contenga algunas magnitudes
fundamentales y derivadas, así como sus unidades de medida en los sistemas S.I., CGS, e inglés.
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BLOQUE UNO
Reúnanse en equipos mixtos (mujeres y hombres) para buscar en diversos medios, el
uso práctico donde se observe (etiquetas) el manejo de las diferentes unidades de medida de
un sistema a otro, notación científica y prefijos de uso cotidiano. Asimismo, deberán elaborar
con el mismo equipo, tablas o cuadros de transformación de unidades de un sistema a otro. Por
ejemplo:
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Por equipos heterogéneos deberán elaborar varios problemas relativos a conversiones de unidades
de un sistema a otro, del manejo de la notación científica y de prefijos de uso cotidiano, para
que sean resueltos por otro equipo.Pueden utilizar productos comerciales (etiquetas) que se
encuentren en diferentes empresas comerciales de su comunidad, localidad o región.
Investiga individualmente sobre la utilización de múltiplos y submúltiplos de las unidades
fundamentales haciendo uso de la notación científica, decimal y el uso de los prefijos. Ahora
reúnanse por equipos para que con dicha información, planteen y resuelvan cuestionamientos
y/o problemas, haciendo énfasisen situaciones de su entorno inmediato.
Deberán reunirse por parejas para que investiguen y elaboren un cuadro con los tipos de
instrumentos de medición más utilizados en su comunidad, región o localidad. Por ejemplo:
Investigarás sobrela necesidad de realizar mediciones y los errores que pueden cometerse al
llevarlas a cabo. Más tarde deberán reunirse por equipos heterogéneos para que puedan discutir
sobre cuestionamientos y/o problemasreferente a los diferentes tipos de medida de longitud,
masa, tiempo; utilizando para ello diferentes tipos de instrumentos de medición y calcular la
incertidumbre en cada uno de ellos, así como los posibles errores cometidos en las mediciones.
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BLOQUE UNO
Formen parejas para investigar sobre las características de una magnitud escalar y un vector;
así como los métodos para realizar las operaciones fundamentales (suma, resta, multiplicación y
división) con ellos. Con dicha información, elabora una lista de cantidades físicaspresentes en
su entorno inmediato, donde se pueda observar cuáles son magnitudes escalares y cuáles
son vectores. Por ejemplo:
Ahora, formen equipos mixtos y elaboren un reporte escrito o fotográfico, donde se
observen de manera cotidiana en su región o comunidad la aplicación de los vectores y las
magnitudes escalares.
Deberás redactar 2 problemas referentes a operaciones fundamentales con
vectores, asociados a problemáticas o situaciones del entorno. Posteriormente,
formen equipos de 4 personas (2 mujeres y 2 hombres) para resolverlos,aplicando
el método gráfico y analítico. Procuren resolver cuestionamientos distintos a
los que ustedes elaboraron.
Finalmente formen equipos nuevamente para que realicen una exposición ante
el grupo, referente a los aprendizajes y las dificultades encontradas durante
este primer bloque. En esta ocasión, deberán evaluar las presentaciones orales
con una rúbrica.
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Ahora te proporcionamos las fuentes de consulta relacionadas con lo revisado hasta este punto:
Fuentes de información
BÁSICA:
Hewitt, Paul G. Física Conceptual. México, 9ª. Ed., Pearson Educación, 2004.
Pérez Montiel, Héctor. Física General serie Bachiller. México, 4ª. Ed., Grupo Editorial Patria, 2011.
Pérez Montiel, Héctor. Física 1 para Bachillerato General. México, 3ª. Ed., Publicaciones Cultural, 2005.
Tippens, Paul E. Física, Conceptos y Aplicaciones. México, 6ª.Ed., McGraw – Hill, 2001.
Ávila Anaya, Ramón, et al. Física I bachillerato, Editorial ST, México, 2005.
Lozano González, Rafael y López Calvario, Julio. Física I, Editorial Nueva Imagen, México, 2005.
Gomez Gutiérrez, Héctor Manuel y Ortega Reyes, Rafael. Física I. Editorial CENGAGE Learning.México, 2010.
COMPLEMENTARIA:
Serway, Raymond A. y Faughn, Jerry S. Física. México, 5ª. Ed. Pearson Educación, 2001.
FUENTES ELECTRÓNICAS:
http://www.gestiopolis.com/economia/metodos-y-tecnicas-de-investigacion.htm 2010. Métodos y técnicas de investigación
http://genesis.uag.mx/edmedia/material/fisica/introduccion4.htm2010. Magnitudes Físicas y Unidades Fundamentales.
http://www.virtual.unal.edu.co/cursos/sedes/medellin/nivelacion/uv00004/lecciones/unidades/generalidades/notacion/concepto/index.html 2010. Notación Científica
http://www.slideshare.net/solartime/notacin-cientfica-508722 2010. Notación científica y Prefijos.
http://www.basculasbalanzas.com/instrumentos-de-medicion/ 2010. Instrumentos de Medición.
http://www.fisica.ru/dfmg/teacher/archivos/instrumentos2.pdf 2010. Instrumentos de Medición.
http://raulcaroy.iespana.es/FISICA/04%20vectores.pdf 2010. Vectores
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BLOQUE UNO
¿Qué he aprendido?
Consulta esta misma sección en el cuadernillo de Matemáticas III, Bloque I.
Quiero aprender más
En la Física clásica se estudian los cuerpos de dimensiones medianas con velocidades normales. A continuación te
mencionamos sus ramas.
CLASIFICACIÓN DE LA FÍSICA
La Mecánica. Se encarga de estudiar al movimiento de los cuerpos y las causas que lo producen. Por ejemplo: el
movimiento de un proyectil, el movimiento de la Tierra, el del agua en un canal y las condiciones para que un puente
no se caiga, son tratados por esta área, la cual se divide en:
• Cinemática: estudia el movimiento de los cuerpos sin considerar las causas que los producen.
• Dinámica: trata las causas del movimiento de los cuerpos.
• Estática: estudia el estado de equilibrio de los cuerpos.
Electromagnetismo. Se encarga de estudiar las cargas eléctricas en reposo y movimiento, el magnetismo y las
corrientes eléctricas.
Termodinámica. Estudia la temperatura, los mecanismos de la transferencia de calor, la transformación de
calor en trabajo y viceversa, por ejemplo; la dilatación térmica de una barra, la fusión del hielo y el principio de
funcionamiento de un refrigerador.
Hidráulica. Se encarga de estudiar el flujo de los fluidos.
Óptica. Estudia e investiga los fenómenos visibles relacionados con la luz, así como la propagación de ésta última.
La formación de imágenes en espejos, el arco iris y la fibra óptica.
Acústica. Estudia los fenómenos relacionados con la generación, transmisión y recepción de sonidos. Por ejemplo:
el eco, la reverberación y la insonorización son aspectos relacionados con la audición.
A continuación te recomendamos algunos sitios electrónicos en los cuales podrás continuar con el aprendizaje de
los tópicos del bloque:
http://www.encuentros.uma.es/encuentros106/importancia.htm (última revisión 3/06/2001)
http://www.gestiopolis.com/economia/hermeneutica-y-la-investigacion.htm (última revisión 3/06/2001)
http://www.gobiernodecanarias.org/educacion/3/Usrn/fisica/vectycin.htm #0.1 Vectores y escalares (última revisión 3/06/2001)
http://www.escet.urjc.es/~matemati/TCTS/Notacion%20cientifica.pdf (última revisión 3/06/2001)
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Bloque II
Identificas diferencias entre distintos tipos de movimiento
DESEMPEÑOS
Define conceptos básicos relacionados con el movimiento.
Identifica las características del movimiento de los cuerpos en una y dos dimensiones.
Reconoce y describe, en base a sus características, diferencias entre cada tipo de
movimiento.
Como ya te habrás dado cuenta la física es una ciencia interesante y completa que te proporciona la metodología
y las herramientas necesarias para investigar los fenómenos de los cuerpos en la naturaleza.La física como muchas
otras ciencias se divide en áreas más específicas para tener mayor profundidad y mejor comprensión sobre cada
fenómeno. Hablando de movimiento, la ruta que tomaremos de la física es la siguiente: Física Clásica/Mecánica/
Cinemática.
Al finalizar este bloque de aprendizaje podrás definir los conceptos básicos relacionados con el movimiento. Asimismo,
podrás realizar predicciones sobre el comportamiento de cuerpos en movimiento en una y dos dimensiones, y
reconocer las diferencias entre cada tipo de movimiento.
Además, aclararás algunas ciertos conceptos, que debido a su uso convencional e inadecuado se han perdido o se
confunden como la velocidad y rapidez, aceleración constante y velocidad constante, distancia y desplazamiento.
Trabajarás con movimientos simples en una dimensión, con velocidad constante y con velocidad variable, estudiaras
arranques y frenado de móviles para ver qué tiempo o distancia necesita para alcanzar cierta velocidad o detenerse
en cierto punto. También estudiarás el movimiento que describe un objeto cuando es lanzado hacia arriba y como es
afectado, por la fuerza de la gravedad, al grado que lo va frenando conforme va subiendo y como la misma gravedad
le va devolviendo al objeto la energía cuando comienza a caer, reponiéndole la velocidad perdida.
De la misma forma, analizarás el movimiento que describe un disco, un motor o cualquier objeto que esté sujeto
a movimiento circular, ya sea con velocidad constante o variable. Asimismo, deberás desarrollar competencias de
diálogo y tolerancia ante otros puntos de vista de tus compañeros o compañeras, y deberás proponer formas de
solución de problemas de forma conjunta.
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BLOQUE DOS
Como primera actividad, solicitamos que observes en tu casa, comunidad o entorno social o cultural,objetos que
de manera periódica o constante, muestren algún tipo de movimiento. Con esa información, elabora un listado.
En algún material reciclable, dibuja un mapa del lugar donde vives, que incluya calles y/o callejones, localiza la
casa donde vives y la escuela a donde asistes, posteriormente traza una línea o curvas del camino que sigues para
llegar a tu plantel.
Realicen por parejas una investigación sobre los conceptos relacionados con el movimiento de
los objetos como lo son: posición, movimiento, distancia desplazamiento, rapidez, velocidad y
aceleración. Pueden utilizar el mapa de la actividad anterior para comprender la información.
A continuación elaboren un cuadro que contenga el nombre de los objetos en movimiento,
enlistados en la primera actividad del presente bloque, las características observables que lo
describen, así como otro cuadro de semejanzas y/o diferencias entre ellos.Entre todo el grupo
pueden elaborar un formato de cuadro. Se proporcionan los siguientes ejemplos:
Cuadro No. 1: Características de cuerpos en movimiento.
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Cuadro 2: Semejanzas en el movimiento
Cuadro 3: Diferencias en el movimiento
Deberán elaborar un reporte la información recopilada referente al movimiento rectilíneo uniforme y movimiento
rectilíneo uniformemente acelerado.
Para la siguiente actividad es importante que investigues sobre las diferencias entre movimiento en una dimensión
y en dos dimensiones, ejemplifica cada uno de ellos tomando en consideración la primera actividad del bloque
II. Posteriormente, formen equipos de 6 estudiantes (3 hombres y 3 mujeres) para que uno por uno camine
una distancia de 50 metros, mientras el resto toma el tiempo en que tarda en cruzar cada una de las siguientes
distancias: 10, 20, 30 40 y 50 metros. Deberán elaborar gráficas de desplazamiento-tiempo y velocidad-tiempo.
Investigasobre el Movimiento Rectilíneo Uniforme (MRU) y en plenaria
comenten sobre las gráficas obtenidas por cada uno de los equipos en la
actividad anterior, y determinen, cualitativa y cuantitativamente, qué mujer y
qué hombre se movió con mayor velocidad.Evaluarán la participación con una
lista de cotejo.
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BLOQUE DOS
Formen equipos mixtos (3 mujeres y 3 hombres) para que ahora, en lugar de recorrer la distancia
de 50 metros caminando, lo hagan corriendo. Deberán tomar nota del tiempo que cada miembro
del equipo utiliza para recorrer 10, 20, 30, 40 y 50 metros.
En esta ocasión deberás investigar en diversas fuentes sobre el Movimiento Rectilíneo Uniforme
Acelerado (MRUA). Con la información obtenida, elaboren gráficas de desplazamiento-tiempo,
velocidad –tiempo y aceleración-tiempo por equipo (sobre los datos obtenidos en la actividad
anterior). Analícenlas en plenaria para determinar cualitativa y cuantitativamente, qué mujer y
qué hombre se movió con mayor aceleración. Elaboren un reporte grupal sobre esta discusión.
Por parejas investiguen sobre caída libre y tiro vertical, y retomen la actividad inicial del presente
bloque (listado de cuerpos en movimiento) para identificar cuáles de ellos pertenecen a cada una
de estas 2 categorías. En caso de no encontrar algún ejemplo relacionado, mencionen algunos
ejemplos de estos movimientos que están presentes en el entorno social o cultural en que se
desenvuelven. Elaboren, asimismo, un cuadro de semejanzas y diferencias entre el MRUA
horizontal, la caída libre y el tiro vertical.
Cuadro No. 4 Semejanzas en el Movimiento.
Cuadro No. 5 Diferencias en el Movimiento
Por equipos, investiguen sobre las características del movimiento parabólico. Construyan, a
partir de ejemplos que ocurren en su comunidad o región, prototipos con materiales caseros
y/o realizar actividades donde se pueda observar y medir (de poder hacerlo) las variables que
intervienen y conforman al movimiento parabólico.
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Nuevamente deberán realizar una investigación, en este caso por parejas, sobre las características
que distinguen al movimiento circular uniforme y acelerado. Pueden utilizar la información
generada a partir de los ejemplos de la actividad anterior para explicar el tópico. Al terminar,
elaboren una tablaque contenga la información encontrada en aparatos caseros o industriales
donde se presente un movimiento circular y busquen en ellos información referente a las rpm
(revoluciones por minuto) y diámetro o radio del objeto que gira (Aspas).
Nuevamente por parejas, redacten cuestionamientos y/o problemas de su creación (o encontrados
en diversas fuentes) sobre los distintos tipos de movimiento, que estén en estrecha relación con
el entorno social o cultural en que se encuentran. Intercambien con otras parejas y resuelvan,
utilizando modelos matemáticos referentes a los distintos tipos de movimiento.
Como actividad final del bloque, solicitamos que formen equipos para que
realicen una exposición ante el grupo, referente a los aprendizajes y las
dificultades encontradas durante el bloque II. En esta ocasión, deberán evaluar
las presentaciones orales con una rúbrica.
La utilización del mismo instrumento para actividades similares, te permite evaluar tu desempeño en tiempos
diferentes del semestre, permitiéndote observar claramente tu avance en el manejo de los tópicos.
Asimismo, te invitamos a retroalimentar a los demás equipos, recordando que es importante mencionar los
aspectos positivos y de mejora. Recuerda que es importante escuchar las exposiciones de los demás, así como
esperar tu turno para hablar y respetar las opiniones.
Con el fin de que continúes aprendiendo sobre los tópicos revisados en el bloque, te proporcionamos las siguientes
fuentes de consulta:
BÁSICA:
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BLOQUE DOS
COMPLEMENTARIA:
ELECTRÓNICA:
http://www.acienciasgalilei.com/videos/leyinercia.htm 2010. Video. Galileo. Movimiento y reposo.
http://www.acienciasgalilei.com/videos/leyinercia.htm 2010. Video. Galileo Galilei. Astrónomo.
http://www.google.com.mx/#q=movimiento+rectilineo+uniforme&hl=es&biw=1280&bih=709&prmd=ivns&source=univ&tbs=vid:1&tb
o=u&ei=phgYTcb_O4easAOZgp3oAQ&sa=X&oi=video_resu 2010. Video de Movimiento Rectilíneo Uniforme.
http://www.acienciasgalilei.com/videos/newton.htm 2010. Caída libre y tiro parabólico
http://shibiz.tripod.com/id9.html 2010. Apuntes de Física en general.
A continuación te presentamos una actividad que integra competencias relacionadas a las asignaturas de Física I,
Biología I y Matemáticas III.
LA ENERGÍA EÓLICA
¿Cómo Funciona la Energía Eólica?
La energía eólica se considera una forma indirecta de energía solar. Entre el 1 y 2% de la energía proveniente del sol se convierte en viento, debido
al movimiento del aire ocasionado por el desigual calentamiento de la superficie terrestre. La energía cinética del viento puede transformarse
en energía útil, tanto mecánica como eléctrica.
La energía eólica, transformada en energía mecánica ha sido históricamente aprovechada, pero su uso para la generación de energía eléctrica
es más reciente, existiendo aplicaciones de mayor escala desde mediados de la década de los 70 en respuesta a la crisis del petróleo y a los impactos
ambientales derivados del uso de combustibles fósiles. (http://www.amdee.org/)
Forma un equipo de trabajo e investiguen en otras páginas electrónicas, libros, panfletos, entre otros los diferentes tipos de energías
renovables provenientes del aprovechamiento de fuentes naturales. Verás que el movimiento es uno de los elementos importantes
para la generación de energía;estos movimientosfueron estudiados por ustedes a lo largo de este bloque.Describan físicamente los
tipos de movimientos encontrados y realicen anotaciones sobre estos, asimismo establezcan matemáticamente cuales deberían ser
las características geométricas de los aparatos a utilizar, y discutan el impacto ambiental de dichas formas de ahorro de energía.
En esta ocasión, deberán compartir su trabajo en plenaria, comparen sus resultados y discutan sobre la viabilidad de este tipo de
proyectos.
Te recomendamos algunos sitios electrónicos en los cuales podrás continuar con el aprendizaje de estos tópicos:
http://www.molwick.com/es/movimiento/140-fisica-movimiento.html (última revisión 3/06/2001)
http://www.sc.ehu.es/sbweb/fisica/cinematica/rectilineo/rectilineo.htm#uniforme (última revisión 3/06/2001)
http://www.fisicanet.com.ar/fisica/ondas/ap02_ondas_electromagneticas.php (última revisión 3/06/2001)
http://www.dav.sceu.frba.utn.edu.ar/homovidens/fatela/proyecto_final/1pagina2.htm (última revisión 3/06/2001)
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Bloque III
Comprendes el movimiento de los cuerpos a partir de las leyes de dinámica de Newton
DESEMPEÑOS
Identifica en los diferentes tipos de movimiento las fuerzas que intervienen en el movimiento de los
cuerpos.
Aplica las Leyes de la dinámica de Newton, en la solución y explicación del movimiento de los cuerpos,
observables en su entorno inmediato.
Utiliza la Ley de la Gravitación Universal para entender el comportamiento de los cuerpos bajo la acción
de fuerzas gravitatorias.
Explica el movimiento de los planetas en el Sistema Solar utilizando las Leyes de Kepler.
Durante este bloque analizarás las principales teorías acerca del movimiento mecánico propuestas por Aristóteles,
Galileo Galilei, Isaac Newton y harás una comparación entre ellos. Comprenderás la división de la mecánica para
describir el movimiento de los cuerpos y podrás fundamentar tus opiniones. Esto te permitirá ver tu entorno de
manera diferente.
Podrás diferenciar los conceptos de la física que están involucradas en el estudio de las causas que originan el
movimiento de los cuerpos (Masa, Peso, Inercia, Fricción y Fuerza) y expresarás de manera verbal y escrita la primera
Ley de Newton.
De la misma forma, aplicarás las Ley de la Gravitación Universal de Newton para poder entender y predecir el
comportamiento de los cuerpos bajo acción de las fuerzas gravitatorias. Además, podrás expresar de manera verbal
y escrita las leyes de Newton ya mencionadas.
Finalmente, podrás conocer y expresar otras formas de explicar el comportamiento de los cuerpos, a través de la
comprensión de la teorización de Kepler.
No olvides generar discusión entre tus compañeros para ir conformando los conceptos de manera grupal. Recuerda
que trabajar en equipo te brinda la oportunidad de intercambiar puntos de vista con otras personas, permitiéndoles
enriquecerse recíprocamente.
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BLOQUE TRES
Comenzaremos con la siguiente actividad: deberás elaborar un listado de todos aquellos cuerpos que estén en
reposo o en movimiento (temporal o permanente) dentro de tu entorno inmediato.
Procura formar equipo con quienes no hayas trabajado anteriormente, esto enriquecerá tus
puntos de vista y podrás desarrollar habilidades referentes a la tolerancia y el respeto a la
diversidad, entre otros.
A continuación, formen parejas para realizar una investigación sobre los sucesos más importantes
en la historia de la Física. Con la información obtenida, elaborenuna línea del tiempo de los
sucesos históricos más sobresalientes del pensamiento filosófico que sentó las bases de la Física
Clásica.
En plenaria discutan sobre los cuerpos en estado de reposo o en movimiento y el origen o
causas que los mantienen en ese estado. Elabora un reporte que contenga las variables que
se consideran importantes para comprender y analizar las causas que originan el reposo y el
movimiento de los cuerpos.
A continuación, tu profesor te proporcionará (o tú también puedes buscar en diversas fuentes) lecturas relativas
al pensamiento de Aristóteles, Copérnico, Galileo sobre el movimiento de los cuerpos. Y con esa información
elabora un resumen sobre la concepción del movimiento de los cuerpos propuestas por ellos. Asimismo, realiza
una investigación documental sobre las concepciones precolombinas del movimiento cósmico y la comprensión
de la tierra en relación con otros astros; para que finalmente, lleves a cabo un análisis y las comparescon respecto
a los personajes ya mencionados.
Formen equipos para consultar diversas fuentes y recabar información referente a los conceptos
de peso, masa, inercia y tipos de fuerzas en función de la cantidad de movimiento de un cuerpo
y utilicen ejemplos de la vida cotidiana. También será necesario que investiguen sobre las Leyes
de la dinámica de Isaac Newton, haciendo énfasis en el fenómeno de la fricción y la necesidad
para minimizarla. Posteriormente, deberán construir prototipos didácticos sencillos, elaborados
con materiales de uso común, para la demostración de cada una de las Leyes de la dinámica, que
estén presentes en sus hogares, comunidades o regiones.
A continuación redacta 2 cuestionamientos y/o problemas relativos a la segunda ley de Newton (con y sin
fricción), relacionándolos con tu entorno inmediato. Intercambia con una compañera o compañero y resuélvelos,
utilizando modelos matemáticos referentes a cada una de las Leyes del Movimiento presentadas por Isaac Newton.
Por parejas investiguen sobre la Ley de la Gravitación Universal. Al terminar, redacten cuáles
son las consideraciones más importantes para poder entender la aplicabilidad de la Ley de la
Gravitación Universal dentro de su entorno inmediato o del Universo, por ejemplo: en el cambio
climático, o glaciaciones.
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De la actividad anterior, emplea la información necesaria para elaborar un reporte que contenga un resumen
de los conceptos básicos y el análisis que sustente el cálculo de la fuerza de atracción entre los planetas y, en
general, dos cuerpos físicos entre sí.
Nuevamente por parejas, redacten cuestionamientos y/o problemas que se refieran a la Ley de la
Gravitación Universal. Intercambien con otra pareja y resuelvan, utilicen modelos matemáticos
referentes a la Ley de la Gravitación Universal como un fenómeno de atracción de cuerpos o
partículas en el Universo.
Elaboren en equipos heterogéneos unainvestigación documental que contenga los conceptos
y las consideraciones teóricas básicas para poder comprender las Leyes de Kepler dentro de su
entorno inmediato o del Universo.
Retomando las Leyes de Kepler, deberán construir por parejas mixtas, prototipos didácticos
sencillos elaborados con materiales de uso común (o reciclados) para demostrar dichas leyes
(variables, cuestionamientos y problemas).
Por equipos, redactencuestionamientos y/o problemas relativos a las Leyes
de Kepler. Intercambien con otros equipos y resuelvan, recuerden que es
importante utilizar modelos matemáticos referentes a las Leyes de Kepler.
Como actividad final del bloque III, solicitamos que se reúnan por equipos
nuevamenteFinalmente formen equiposnuevamente para que realicen
una exposición ante el grupo, referente a los aprendizajes y las dificultades
encontradas durante el presente bloque. La presentación oral se evaluará con
una rúbrica.
La utilización del mismo instrumento para actividades similares te permite evaluar tu desempeño en tiempos
diferentes del semestre permitiéndote observar claramente tu avance en el manejo de los tópicos.
BÁSICA:
Tippens, Paul E. Física,Conceptos y Aplicaciones. México, 6ª.Ed., McGraw – Hill, 2001.
23
BLOQUE TRES
COMPLEMENTARIA:
ELECTRÓNICA:
http://www.acienciasgalilei.com/fis/fis-recreativa/mecanica.htm#leyaccion-reaccion 2010. Física recreativa. Mecánica. El movimiento de los cuerpos.
http://orbita.starmedia.com/yeiquetzali/art10.html 2010 Un asunto de Gravedad. Consideraciones de la Ley de la Gravitación Universal y las Leyes de Kepler.
http://www.acienciasgalilei.com/fis/fis-recreativa/mecanica.htm#leyaccion-reaccion 2010. Física recreativa. Mecánica. La Gravitación.
http://www.elmundo.es/elmundo/2009/03/04/ciencia/1236156411.html 2010. Las tres Leyes de Kepler
www.acienciasgalilei.com/videos/kepler/5kepler-3leyes.wmv. 2010. Video de las tres Leyes de Kepler.
http://www.acienciasgalilei.com/videos/kepler.htm 2010. Videos de las tres Leyes de Kepler. Videos de Ciencia Multimedia.
Consulta esta misma sección en el cuadernillo de Matemáticas III, Bloque VI.
Cuando empleamos la segunda Ley de Newton para resolver problemas, generalmente lo primero que debemos
determinar es la fuerza neta externa ejercida sobre el objeto que nos interesa en el problema. La mejor manera
de obtener esta fuerza es dibujar un diagrama. En este se deben eliminar casi todos los detalles y mostrar solo las
fuerzas que actúan sobre el cuerpo. A este diagrama se le llama Diagrama de cuerpo Libre.
Una vez que ha sido dibujado dicho diagrama de cuerpo, podemos emplear cualquier método para sumar
vectorialmente las fuerzas y obtener la fuerza neta externa o fuerza resultante.
En las siguientes páginas puedes encontrar información así como ejercicios relacionados con aprendido.
http://www.calasanz-medellin.edu.co/laboratorios/web_laboratorios/lab_fisica/lecturas/fuerza/concepto/masa_peso.htm (última revisión 3/06/2001)
http://www.luventicus.org/articulos/03C001/galileo.html (última revisión 3/06/2001)
http://aportes.educ.ar/fisica/nucleo-teorico/recorrido-historico/parados-sobre-hombros-de-gigantes/galileo_relatividad_inercia_y.php (última revisión 3/06/2001)
http://www.astromia.com/astronomia/gravita.htm (última revisión 3/06/2001)
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Bloque IV
Relacionas el Trabajo con la Energía
DESEMPEÑOS
Defines el concepto de Trabajo en Física, realizado por o sobre un cuerpo como un cambio
en la posición o la deformación del mismo por efecto de una fuerza.
Relacionas los cambios de la energía cinética y potencial que posee un cuerpo con el Trabajo en Física.
Utiliza la Ley de la Conservación de la Energía mecánica en la explicación de fenómenos naturales
de tu entorno social, ambiental y cultural.
Aplicas en situaciones de la vida cotidiana, el concepto de potencia
como la rapidez con la que se consume energía.
Felicidades, llegaste al último bloque del cuadernillo, te invitamos a terminar tu formación en competencias
relacionadas a Física I. Al finalizar este bloque distinguirás entre el concepto cotidiano de trabajo y el concepto
de trabajo en física; reconocerás el trabajo realizado por o sobre un cuerpo, como un cambio en la posición o la
deformación del mismo e identificarás las condiciones para que se realice un trabajo.
Asimismo, comprenderás la Ley de la Conservación de la Energía Mecánica analizando las expresiones gráficas y
matemáticas que representan la energía cinética y potencial que posee un cuerpo. Con esto, podrás analizarlas
fuerzas que posibilitan o impiden que la energía mecánica se conserve.
Finalmente podrás emplear la Ley de la Conservación de la Energía Mecánica en la explicación de fenómenos de la
vida cotidiana y relacionarás los conceptos de trabajo, energía y potencia para aplicarlos en problemas de la vida
cotidiana.
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BLOQUE CUATRO
Como primera actividad del bloque IV solicitamos que formen parejas mixtas para llevar a cabo
una investigación documental acerca del trabajo constante y variable, así como cuándo es
positivo y cuándo negativo, haciendo énfasis en situaciones que se presenten en su región o
comunidad. Posteriormente, deberán contestar por escrito las siguientes preguntas: ¿Qué es
para ti un trabajo?, ¿Qué tipo de trabajo conoces?, ¿Es lo mismo un trabajo mecánico que realizar
nuestro trabajo cotidiano?
Por supuesto que podrán plantear (de forma grupal) más preguntas relacionadas con el tópico.
En la siguiente actividad es necesario que elabores un listado con actividades diarias donde, de
acuerdo con tu punto vista, se realiza trabajo mecánico y potencia mecánica. Al final de cada
una, será necesario que justifiques la inclusión de la actividad en el listado.
Ahora, deberás retomar la información anterior y elaborar una tabla donde especifiques en qué actividades se realiza
trabajo mecánico y cuáles no y explicación del por qué. Por ejemplo:
Deberás incluir ejemplos cotidianos donde se manifieste el fenómeno del trabajo mecánico, así como la presencia
mecánica.
Como siguiente actividad, deberás realizar una consulta en diversas fuentes sobre las unidades y equivalencias
que existen para el trabajo, energía y potencia mecánica. Posteriormente será necesario que elabores unas tablas
referentes a estos tópicos.
Formen parejas para que lleve a cabo una investigación documental acerca delos distintos tipos
de energía que se conocen y cómo se aprovechan en la actualidad para realizar trabajo.
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En esta ocasión deberás construir una tabla que indique una relación de diversos objetos de uso cotidiano y
además, que muestre qué tipo de energía utiliza para funcionar, explicando el porqué la poseen y cómo se utiliza
para realizar un trabajo.
Ahora tu profesor explicará la relación que hay entre la masa de un cuerpo, la velocidad con la que se mueve
y la posición que ocupa en el espacio con los conceptos de energía cinética y potencial (o tú también puedes
buscar la información en diversas fuentes). A continuación, deberás construir prototipos didácticos sencillos con
materiales de uso común (o reciclables) para demostrar la conservación de la energía mecánica.
En esta actividad deberás realizarexperimentos caseros donde puedas demostrar la existencia de fuerzas que
disipan la energía mecánica en forma de calor; asimismo, investigarás sobre situaciones de la vida cotidiana
donde observes las medidas que se toman para evitar que la energía mecánica se disipe en forma de calor,
así como tópicos relacionados con contaminación. Cuando cuentes con la información, deberás elaborar un
reportesobreacciones que se implementan en el hogar, en el taller, en la industria, entre otros, para evitar
que la energía mecánica se convierta en calor.
Formen equipos para realizar una investigación documental sobre las características de las fuerzas
que imposibilitan la conservación de la energía mecánica (fuerzas disipativas), utilicen ejemplos
relacionados con el entorno inmediato. Posteriormente, calculen el consumo de energía en sus
hogares, empleando la información de potencia mecánica que presentan los aparatos eléctricos
o mecánicos que usan normalmente (focos, refrigerador, tostadoras de pan, microondas, u otros
aparatos) y el tiempo de operación de cada uno de ellos durante día. Posteriormente, propongan
en equipo programas de ahorro de energía, yla utilización de energías alternativas.
Además de estos dos cuestionamientos: ¿Qué es para ustedes potencia
mecánica?, ¿Si una persona realiza mayor trabajo que otra, será porque la
potencia mecánica es distinta?, planteen 4 preguntas más entre todo el grupo,
referentes al tópico y formen equipos mixtos para responder a las interrogantes.
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BLOQUE CUATRO
Redacten en parejas 3 problemas relacionados con el trabajo mecánico, así como de la potencia
mecánica. Deben estar relacionados con actividades cotidianas de la comunidad o región.
Intercambien con otra pareja y redacten sus respuestas.
Ahora solicitamos que se reúnan por equipos heterogéneos para que elaboren un álbum de
fotografías o imágenes, el cual contenga ejemplos reales referentes al trabajo mecánico, potencia
mecánica y los diferentes tipos de energía que existen en nuestro entorno inmediato.
Como actividad final de esta sección, solicitamos que formen equipos
nuevamentepara que lleven a cabo una exposición frente al grupo, referente a
los aprendizajes y las dificultades encontradas durante el presente bloque. Se
utilizará una rúbrica para evaluar la presentación oral.
BÁSICA:
COMPLEMENTARIA:
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ELECTRÓNICA:
http://newton.cnice.mec.es/newton2/Newton_pre/1bach/trabajoyenergia/trabajoyenergia.pdf 2010. Trabajo y Energia.
http://raulcaroy.iespana.es/FISICA/24%20trabajo%20potencia%20energia.pdf 2010. Trabajo – Potencia – Energia.
http://energia3.mecon.gov.ar/contenidos/archivos/Reorganizacion/contenidos_didacticos/Energia.pdf 2010. Contenidos didácticos. Energia.
http://www.iescerrodelviento.com/attachments/319_U12.pdf 2010. Teoría y problemas de trabajo, energía, potencia y principio de la conservación de a la energía.
http://www.youtube.com/watch?v=P8JnJGQdT7w 2010. Video de Trabajo y energía.
http://www.youtube.com/watch?v=O59Qca7NN_w&NR=1 2010. Video de trabajo, potencia y energía.
http://www.fisicanet.com.ar/fisica/f1_trabajo_energia.php 2011. Trabajo, potencia y energía.
A continuación te presentamos una actividad que integra competencias relacionadas a las asignaturas de Física I y
Matemáticas III.
Formen equipos de trabajo mixtos de 5 personas, a continuación seleccionen 5 objetos de diferentes pesos y
tamaños, tomen en cuenta que estos últimos serán arrojados en caída libre desde la altura que ustedes decidan.
Recolecten los datos necesarios para establecer lo siguiente:
Relación que existe entre el ángulo de inclinación y la pendiente.
Identificar la forma y los elementos requeridos para obtener la ecuación y su representación gráfica.
Identificar si el peso y tamaño del objeto produce variaciones en los resultados.
Establecer expresiones gráficas y matemáticas que representen la energía cinética y potencial delos diferentes
cuerpos utilizados.
Finalmente discutan sus resultados y preséntenlos frente al grupo.
Asimismo, te invitamos a retroalimentar a los demás equipos, recordando que es importante mencionar los
aspectos positivos y de mejora. Recuerda que es importante escuchar las exposiciones de los demás, así como
esperar tu turno para hablar y respetar las opiniones.
De la misma forma te recomendamos los siguientes sitios electrónicos para reafirmar tus competencias disciplinares
del bloque.
http://www.fisicanet.com.ar/fisica/trabajo_energia/ap01_trabajo_energia.php (última revisión 3/06/2001)
http://www.youtube.com/watch?v=Mt3vy1-tltg&feature=related (última revisión 3/06/2001)
http://www.youtube.com/watch?v=YAVkq2KCHrg&feature=related (última revisión 3/06/2001)
http://www.youtube.com/watch?v=x-7U8dqRLq8&feature=related (última revisión 3/06/2001)
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Anexos
LISTA DE COTEJO PARA EL EXAMEN DIAGNOSTICO DE FÍSICA I
SEM. LECT.:
NOMBRE Y FIRMA DEL MAESTRO:
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LISTA DE COTEJO PARA EL DESARROLLO DE PRACTICAS DE LABORATORIO DE FÍSICA I, ASÍ COMO LA UTILIZACIÓN
Y OPERACIÓN DE MATERIALES Y EQUIPOS.
(En caso de que el centro educativo cuente con laboratorio)
SEM. LECT.:
RESPONSABLE DEL LABORATORIO:
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ANEXOS
PORTAFOLIOS DE EVIDENCIAS
El portafolios de evidencias es un instrumento de evaluación que permite recolectar productos elaborados por ti durante todo
el bloque. Incluye todas las actividades solicitadas que desarrolles en el salón de clase o fuera de él y que arrojen una evidencia;
es decir, a lo largo del bloque deberás guardar los trabajos escritos, cuadros, gráficas, cuestionarios, notas, glosarios, entre
otros.
GUÍA DE OBSERVACIÓN PARA EVALUAR LAS EVIDENCIAS DE LA SESIÓN: EJERCICIOS EN EL AULA
SEM. LECT. :
32

Física I - Cobatab

Transcripción

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