Situaciones Problemáticas para 10 mo La Salle

Orientación:

1. Organizar la clase en grupo de 5 estudiantes por afinidad.
2. Pegar dos papelografos por las partes paralelas.
3. Traer a la clase marcadores permanentes de colores variados.
4. Traer a la clase Maskin-Tape por grupo o sellador. 

Situación 1: Desaparición misteriosa de energía

Pedro, que era un hombre muy audaz, trasladó, en su casa de campo, la chimenea desde la planta baja hasta el segundo piso, con objeto de obtener mayor energía mediante calor. Pensó que para una determinada cantidad de madera, la energía que produce debe tener como añadido la energía potencial, a consecuencia de la mayor altura. Sin embargo, cuando Pedro hizo las comprobaciones pertinentes, no observó ningún cambio; obtuvo el mismo calor que cuando la chimenea estaba en la planta baja. ¿A dónde ha ido a parar esa energía potencial suplementaria?

Situación 2: ¿Dónde está la fuente del imán?

Se acerca verticalmente un imán a un trozo de hierro situado sobre una mesa. Si el peso del trozo de hierro y la distancia hasta el imán no son grandes, el hierro será atraído por éste. Si se designa por m·g el peso del hierro, y por h la distancia hasta el imán, se tiene que el trabajo que realiza el imán es: W=m·g·h.

El trabajo realizado puede no ser muy grande, si bien se ha de tener presente que el experimento puede repetirse tantas veces como se quiera y que, además, no se aprecia ningún cambio en el imán; asimismo, su “fuerza magnética” no se debilita en ningún momento. ¿No contradice esto la ley de conservación de la energía?

Primer Nivel: Cuerpo sometido a tiro vertical dentro del campo gravitatorio terrestre, prescindiendo de rozamiento y en condiciones que permiten considerar al campo gravitatorio como constante, enunciado de la siguiente manera:

 Una masa de 10 g se lanza, desde la superficie terrestre, verticalmente hacia arriba con una velocidad de 10 m/s. a) Analice la variación de energía cinética y potencial para todo el movimiento, realizando un esquema explicativo. b) Calcule la energía mecánica puesta en juego. c) A partir de consideraciones energéticas determine la altura máxima que alcanza la masa d) Halle la altura para la cual la energía cinética y potencial son iguales.

Segundo Nivel: Cuerpo que se mueve en el campo gravitatorio terrestre (considerando g = constante), despreciando el rozamiento con el aire y describiendo una trayectoria parabólica, de acuerdo al siguiente enunciado:

Una masa de 10 g se lanza, desde la superficie terrestre, con una velocidad inicial de 20 m/s que forma un ángulo de 30º con la horizontal y no existe rozamiento con el aire. a) Analice la variación de energía cinética y potencial en tres puntos de la trayectoria, realizando un esquema explicativo. b) Calcule la energía mecánica puesta en juego. c) A partir de consideraciones energéticas determine la altura máxima que alcanza la masa d) En algún punto de la trayectoria, ¿la Energía cinética es igual a la Energía potencial? Fundamente.

 

¿Qué puede decir de la siguiente situación?

Un reloj de péndulo es un sistema en el que la energía mecánica se disipa por efectos del rozamiento, por lo que se le debe suministrar la energía mediante el mecanismo del reloj.