SESIÓN 10 Física 2 UNIDAD 5: FENÓMENOS ELECTROMAGNÉTICOS contenido temático 5.4 Interacción electrostática. Ley de Coulomb. Aprendizajes esperados del grupo Conceptuales Comprende que la fuerza eléctrica entre dos objetos electrizados es proporcional al producto de las magnitudes de las cargas e inversamente proporcional al cuadrado de la distancia. Procedimentales ·       Investigaciones bibliográficas. ·        Medición y relación de variables. ·       Presentación en equipo Actitudinales -          Cooperación, responsabilidad respeto y tolerancia, contribuirá al trabajo en un ambiente de confianza. Materiales generales Computo: -          PC, Conexión a internet De proyección: -          Cañón Proyector Programas: -           Moodle, Google docs, correo electronico, Excel, Word, Power Point. Didáctico: -          Presentación en el cuaderno de las indagaciones bibliográficas del tema. De laboratorio: Globos, regla de madera, hilo. Desarrollo del proceso FASE DE APERTURA -          El Profesor  hace la presentación de las preguntas: ¿Cuándo se genera una interacción electrostática? ¿Cómo se define la Ley de Coulomb? -          Los alumnos en equipo, discuten y escriben sus respuestas en el cuadro, utilizando el procesador de palabras: Preguntas ¿Qué es la interacción electrostática? ¿Cómo se define la Ley de Coulomb? ¿Cuáles son las variables que intervienen en la Ley de Coulomb? ¿Cuál es el Modelo matemático de la Ley de Coulomb? ¿Cuál es el modelo esquemático de la Ley de Coulomb? ¿Cuáles son las unidades utilizadas en las variables de la Ley de Coulomb? Equipo Respuesta La interacción electrostática o la fuerza eléctrica es la responsable de la atracción o repulsión entre objetos con carga eléctrica. Establece que dos cargas del mismo signo se repelen, mientras que dos cargas de signos opuestos se atraen. A la fórmula matemática que describe la acción de las cargas eléctricas se le conoce como “Ley de Coulomb” esta es la ley que determina  las propiedades de fuerza electrostática que surgen de una o varias fuerzas eléctricas Tomando en cuenta que la fórmula es F=k.Q1.Q2/d2 donde: F=fuerza k=constante de coulomb Q1= magnitud de la carga Q1 Q2= magnitud de la carga Q2 d = distancia de separación  Podemos concluir que estos mismos elementos que conforman la ecuación son a la vez las variables. Algunas otras de las variables que existen en este tipo de fenómenos son por ejemplo; la cantidad de carga que depende de la naturaleza de los materiales así como el área de la superficie que entra en contacto. Un factor más de los que intervienen es el estado de las superficies, si son lisas o rugosas, así mismo la humedad o impurezas que contengan las superficies proporcionan un camino para que se recombinen las cargas. La presencia de impurezas en el aire tiene el mismo efecto que la humedad. La fórmula desarrollada por Coulom es F=k.Q1.Q2/d2 donde: F=fuerza k=constante de coulomb Q1= magnitud de la carga Q1 Q2= magnitud de la carga Q2 d = espacio existente entre dos puntos F es la fuerza eléctrica / medida en Newtons (N) q1 y q2 son las cargas eléctricas / medida en Coulombs (C) r^2 es la distancia / medida en metros (m) K es la constante de la ley de Coulomb es igual a 9X10^9 (Nm^2/C2) (Newton por metro al cuadrado, sobre coulomb cuadrado) FUENTES ---http://espaciociencia.com/ley-de-coulomb-formula/ ---http://www.uib.cat/facultat/ciencies/prof/josefa.donoso/campus/modulos/modulo2/modulo2_2.htm ---http://www.sc.ehu.es/sbweb/fisica/elecmagnet/campo_electrico/fuerza/fuerza.htm ---http://espaciociencia.com/ley-de-coulomb-formula/ -          Se realiza una discusión en el grupo, mediada por el Profesor para consensar las respuestas. FASE DE DESARROLLO               Los alumnos desarrollan las actividades de acuerdo a las indicaciones del Profesor: -          Solicitar el material requerido para realizar las actividades siguientes: Globos suspendidos de un mismo punto cargadas con el mismo signo  Dos globos suspendidos de un mismo punto se cargan eléctricamente de igual signo. Se puede observar la separación entre ellas por efecto de la fuerza de repulsión. Globos suspendidos independientes cargadas con el mismo signo  Dos globos suspendidos y las cuales se pueden ubicar a distintas distancias se cargan eléctricamente de igual signo. Se puede observar el aumento de la separación entre ellas por efecto de la fuerza de repulsión. Globos suspendidos independientes cargadas con signos contrarios  Dos pequeñas esferas suspendidas y las cuales se pueden ubicar a distintas distancia se cargan eléctricamente de distinto signo. Se puede observar la disminución de la separación entre ellas por efecto de la fuerza de atracción. Dos esferas cargadas  Dos globos suspendidos que se pueden ubicar a distintas distancias se cargan eléctricamente de igual o distinto signo. Se puede observar que al variar la separación entre ellas varia la fuerza interactuante. Con la regla se miden los diferentes diámetros de los globos y  distancias de atracción y repulsión en cada caso. Por equipo tabulan y grafican los datos obtenidos. Los alumnos discuten y obtiene conclusiones. FASE DE CIERRE     Al final de las presentaciones, se lleva a cabo una discusión extensa, en la clase, de lo  que se aprendió y aclaración de dudas por parte del Profesor.                     Actividad Extra clase: Los alumnos llevaran la información  a su casa y los que tengan computadora e internet, indagaran los temas de la siguiente sesión, de acuerdo al cronograma.  Se les sugiere que abran una carpeta  nombrada Física 1;  en la cual almacenaran su información, se les solicitara que los equipos formados, se comuniquen vía e-mail u otro  programa para comentar y analizar los resultados, para presentarla al Profesor en la siguiente clase en USB.                Los alumnos que tengan PC y Programas elaboraran su informe, empleando el                   programa  Word, para registrar los resultados. Evaluación Informe en Power Point de la actividad.     Contenido:     Resumen de la Actividad. Completar ejercicios referentes a la Ley de Coulomb. Ejercicio E-1 Determinar la fuerza que actúa sobre las cargas eléctricas q1 = + 1 x 10-6 C. y q2 = + 2,5 x 10-6 C. que se encuentran en reposo y en el vacío a una distancia de 5 cm. Ejercicio E-2 Determinar la fuerza que actúa sobre las cargas eléctricas q1 = -1,25 x 10-9 C. y q2 = +2 x 10-5 C. que se encuentran en reposo y en el vacío a una distancia de 10 cm. Protón= 1,602 x 10–19 culombios Electrón = Carga eléctrica: −1.6 × 10−19C Ejercicio E-5 Calcular la fuerza entre dos cargas: a) De + 5C y +3C situadas a 10 cm. Ejercicio E-6 Calcular la fuerza entre dos cargas: a)De + 5C y -3C situadas a 10 cm. Ejercicio E-3 ¿Cuál debe ser la distancia entre la carga puntualq1=26.3 C y la carga puntual q2=-47.1C para que la fuerza de atracción entre ambas sea de 5.66 N? f=k(q1q2)/r2 r2=k(q1q2)/f r=√ k(q1q2)/f r= √9 * 109 * N * m2 / C2(26.3*47.1)/5.66 r=√1969.71*109/5.66 r=√348*109 r=1.86*103m Ejercicio E-4 Calcular la distancia entre el electrón y el protón de un átomo de hidrógeno, si la fuerza de atracción es de 8,17 x10-8 N R= f=k(q1q2)/r2 f= 9 * 109 * N * m2 / C2 ( 1,602 x 10–19 )(-1,602*10-19 )/r2 8,17 x10-8 N= 9 * 109 * N * m2 / C2 ( 1,602 x 10–19 )(-1,602*10-19 )/r2 R=√9 * 109 * N * m2 / C2 ( 1,602 x 10–19 )(-1,602*10-19 )/ 8,17 x10-8 N R=√23.04*10-29 /8.17*10-8 R=√2.82*10-21 R=1.679*10-21 m. SESIÓN 11 Física 2 UNIDAD 5: FENÓMENOS ELECTROMAGNÉTICOS contenido temático 5.5 Campo eléctrico. 5.6 Intensidad del campo eléctrico. Aprendizajes esperados del grupo Conceptuales Describe mediante dibujos el campo eléctrico de configuraciones sencillas de objetos              electrizados. Calcula la intensidad del campo eléctrico producido por una o dos cargas puntuales. Procedimentales ·       Elaboración de experimentos. ·       Presentación en equipo Actitudinales Cooperación, responsabilidad respeto y tolerancia, contribuirá al trabajo en un ambiente de confianza. Materiales generales Computo: -          PC, Conexión a internet De proyección: -          Cañón Proyector Programas: Simulador de campo eléctrico. -           Moodle, Google docs, correo electronico, Excel, Word, Power Point. Didáctico: -          Presentación en el cuaderno de las indagaciones bibliográficas del tema. De laboratorio: Generador de Wimshurt, aceite comestible, semillas de pasto, electrodos. Desarrollo del proceso FASE DE APERTURA -           El Profesor  hace la presentación de las preguntas: Preguntas ¿Qué es el Campo eléctrico? ¿Cuál es el Modelo matemático del campo eléctrico? ¿Cómo se mide Intensidad del campo eléctrico? ¿Qué unidades tienen el campo eléctrico? ¿Cuáles son las variables del campo eléctrico? Ejemplos de campo eléctrico Equipo Respuesta Un campo eléctrico es un campo de fuerza creado por la atracción y repulsión de cargas eléctricas (la causa del flujo eléctrico) y se mide en Voltios por metro (V/m). El flujo decrece con la distancia a la fuente que provoca el campo. Es representado mediante un modelo que describe la interacción entre cuerpos y sistemas con propiedades de naturaleza eléctrica. Matemáticamente se describe como un campo vectorial en el cual una carga eléctricapuntual de valor q sufre los efectos de una fuerza eléctrica  dada por la siguiente ecuación: La intensidad de Campo Eléctrico se obtiene de la siguiente manera : E = F / q La dirección y sentido del vector E (newton/coulomb) están dados por la dirección de la fuerza F ( un vector ) que actúa sobre la carga de prueba positiva puesta en ese punto y donde Q es la carga que origina el campo eléctrico. Las unidades qbásicas utilizadas en este caso son; E: Fuerza/Coulom y F: Voltios/Metros Las variable son Q, E y F pues son los elementos que conforman la fórmula del campo eléctrico. Algunos ejemplos son las antenas emisoras y receptoras de radio y televisión. En el circuito emisor de una estación de radio, por ejemplo y en el circuito detector de los aparatos se encuentra una antena que en su forma más simple consiste en una varilla metálica. Cada estación emisora transmite sus programas con una frecuencia determinada, haciendo que en la antena los electrones se mueven periódicamente de un extremo a otro de la misma. Los alumnos en equipo, discuten y escriben sus respuestas en el cuadro, utilizando el procesador de palabras: -          Se realiza una discusión en el grupo, mediada por el Profesor para consensar las respuestas. FASE DE DESARROLLO               Los alumnos desarrollan las actividades de acuerdo a las indicaciones del Profesor -          Solicitar el material requerido para realizar las actividades siguientes: Procedimiento: CONSULTAR EL SIMULADOR DE CARGAS  y  presentar la actividad 1 UNA CARGA ELECTRICA POSITIVA 2 UNA CARGA ELECTRICA NEGATIVA 3 DOS CARGAS ELECTRICAS NEGATIVAS 4 DOS CARGAS ELECTRICAS POSITIVAS 5 UNA CARGA ELECTRICA POSITIVA Y UNA CARGA ELECTRICA NEGATIVA 6 DOS CARGAS ELECTRICAS POSITIVAS Y DOS CARGAS ELECTRICAS NEGATIVAS. Ver Página en red: http://www.hiru.com/fisica/la-carga-electrica-ley-de-coulomb Carga puntual -           Por medio del uso de aceite, semillas de pasto y empleando un pequeño electrodo cilíndrico que se carga con el generador de Wimshurt, se obtienen las líneas de campo para una carga puntual. Con el simulador de campo eléctrico generar en 3D el campo generado por la carga: Cargas puntuales con igual signo  Por medio del uso de aceite, semillas de pasto y empleando dos electrodos cilíndricos que se cargan de igual signo con el generador de Wimshurt, se obtienen las líneas de campo para dos cargas eléctricas puntuales del mismo signo. (+ y -) Lámina finita  Por medio del uso de aceite, semillas de grama y empleando una láminas metálicas finita que se carga con el generador de Wimshurt, se obtienen las líneas de campo eléctrico correspondientes. Láminas finitas con igual signo  Por medio del uso de aceite, semillas de pasto y empleando dos láminas metálicas finitas que se cargan de igual signo con el generador de Wimshurt, se obtienen las líneas de campo eléctrico para láminas finitas paralelas del mismo signo. Se pueden observar los efectos de bordes. -          Los alumnos discuten y obtienen  conclusiones. FASE DE CIERRE     Al final de las presentaciones, se lleva a cabo una discusión extensa, en la clase, de lo  que se aprendió y aclaración de dudas por parte del Profesor.                     Actividad Extra clase: Los alumnos llevaran la información  a su casa y los que tengan computadora e internet, indagaran los temas de la siguiente sesión, de acuerdo al cronograma.  Se les sugiere que abran una carpeta  nombrada Física 2;  en la cual almacenaran su información, se les solicitara que los equipos formados, se comuniquen vía e-mail u otro  programa para comentar y analizar los resultados, para presentarla al Profesor en la siguiente clase en USB.                Los alumnos que tengan PC y Programas elaboraran su informe, empleando el                   programa  Word, para registrar los resultados. Evaluación Informe en Power Point de la actividad.     Contenido:     Resumen de la Actividad. SESIÓN 12 Física 2 UNIDAD 5: FENÓMENOS ELECTROMAGNÉTICOS contenido temático REAPITULACION 4 Aprendizajes esperados del grupo Conceptuales ·         Comprenderá las características de las interacciones electrostáticas, la Ley de Coulomb y el campo eléctrico generado. Procedimentales ·       Elaboración de resúmenes. ·        Presentación en equipo Actitudinales Cooperación, responsabilidad respeto y tolerancia, contribuirá al trabajo en un ambiente de confianza. Materiales generales Computo: -          PC, Conexión a internet De proyección: -          Cañón Proyector Programas: -           Moodle, Google docs, correo electronico, Excel, Word, Power Point. Didáctico: -          Presentación de información de las dos sesiones anteriores. Desarrollo del proceso FASE DE APERTURA  - El Profesor de acuerdo a su Planeación de clase desarrolla el siguiente: - Solicita a los alumnos elaboren un resumen escrito en Word de lo visto en las dos sesiones anteriores. FASE DE DESARROLLO - Cada equipo realizara una autoevaluación de los temas aprendidos en las dos sesiones anteriores. 1. ¿Qué temas se abordaron? Se abordaron dos temas principalmente que fueron; interacción electroestática y campos eléctricos, sin embargo dentro de estos temas resulta necesario abordar temas como la ley de Coulom en el caso del primero mientras que en el segundo tema mencionado se estudió también acerca de la intencidad del campo electromágnetico. 2.  ¿Que aprendí? Aprendí de manera general cómo es que funcionan las interacciones electroestáticas, así como los campos eléctricos, encontrar información sobre lo segundo me interesó mucho pues sólo conocía los fenómenos electromagnéticos pero desconocía a los eléctricos y me pareció muy interesante pues conforme indague me di cuenta de que estos fenómenos se presentan en todo momento de la vida cotidiana.  3. ¿Qué dudas tengo? Me gustaría saber más acerca del funcionamiento de los campos eléctricos como por ejemplo si también existen fenómenos naturales del mismo tipo, en este mismo sentido me gustaría conocer su diferencia con los campos electromagnéticos. Equipo 1 2 3 4 5 6 - Les solicita que un alumno de cada equipo  lea el resumen elaborado. - El Profesor pregunta acerca de las dudas que tengan acerca de los temas vistos en las dos sesiones anteriores, características y tipo de ondas mecánicas. FASE DE CIERRE  El Profesor concluye con un repaso de la importancia de las características de las interacciones electrostáticas, la Ley de Coulomb y el campo eléctrico generado. Revisa el trabajo a cada alumno y lo registra en la lista. Actividad Extra clase: Los alumnos llevaran la información  a su casa y los que tengan computadora e internet, indagaran los temas siguientes de acuerdo al cronograma, solicitándoles que incluyan fotos de los experimentos en el Blog que contendrá su información, asimismo se les solicitara que los equipos formados, se comuniquen vía e-mail u otro  programa para comentar y analizar los resultados para presentarla al Profesor en la siguiente clase. Los alumnos que tengan PC y Programas elaboraran su informe, empleando el programa  Word, para registrar los resultados. Evaluación Informe de la actividad.     Contenido:     Resumen de la Actividad.