Unidad 5: Fenómenos electromagnéticos

SESIÓN 7	Física 2 UNIDAD 5: FENÓMENOS ELECTROMAGNÉTICOS (40 h)
contenido temático	5.1 Carga eléctrica.

Aprendizajes esperados del grupo	Conceptuales Reconoce a la carga eléctrica como una propiedad de la materia, asociada a los protones y electrones, que determina otro tipo de interacción fundamental diferente a la gravitacional. Procedimentales ·       Elaboración de resúmenes de la indagación bibliográfica. ·       Realización de experimentos con diversos materiales. ·       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, core electronico, Excel, Word. Didáctico: -          Presentación de la información indagada del tema. De laboratorio: Varillas de vidrio, ebonita, piel de conejo, latas vacías, platos de unicel, corcho, papel, electroscopio, globos.
Desarrollo del proceso	FASE DE APERTURAEl Profesor  presenta las preguntas iniciales: Preguntas ¿Qué tipos de cargas eléctricas existen? Equipo 2 Respuesta Existen dos tipos de cargas eléctricas positivas y negativas: Positivas: En este caso la carga de protones será mayor a la de electrones, o bien el objeto estará únicamente cargado de protones. Negativas: Por el contrario, se trata de la materia que posea mayor cantidad de electrones que de protones, o que contenga solamente electrones. ·         http://www.tipos.co/tipos-de-carga-electrica/ 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: Ø  Solicitar el material requerido para realizar las actividades siguientes: Carga eléctrica de varillas por frotamiento  Varillas de diferentes materiales frotadas con tela se acercan a trozos de algún material liviano tal como corcho, papel o semillas de grama. Se observa como dichos materiales son atraídos por las varillas debido a la carga eléctrica presente. Carga eléctrica de un globo por frotamiento  Se frota con un paño un globo inflado y se puede observar que atrae pequeños trozos de un material liviano. También se puede observar que se adhiere a una superficie, como por ejemplo el pizarrón.  Electrización de un electroscopio por inducción  Un electroscopio se puede cargar eléctricamente por medio del acercamiento de una varilla cargada previamente por frotamiento, sin necesidad de que exista contacto entre el electroscopio y la varilla cargada. 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 de la actividad.     Contenido:     Resumen de la Actividad.
Referencias	1 Programa de Estudios, Física I a IV, CCH, UNAM, México, 1993. Bueche F. J., Fundamentos de Física, McGraw Hill, México, 1991. Hecht, E., Fundamentos de Física, Thomson Learning, México, 2001. Hewitt, P. Física conceptual, Pearson, México, 1999. Zitzewitz, P. W., Neft, R. F. y Davis, M. Física 2. Principios y problemas, McGraw Hill, México, 2002.

SESIÓN 8	Física UNIDAD 5: FENÓMENOS ELECTROMAGNÉTICOS
contenido temático	5.2 Conservación de la carga. 5.3 Formas de electrización y detección.

Aprendizajes esperados del grupo	Conceptuales Emplea el modelo atómico y el principio de conservación de la carga para explicar un              cuerpo eléctricamente neutro y eléctricamente cargado. Explica las diferentes formas en que un cuerpo puede electrizarse: frotamiento, contacto e inducción, considerando la transferencia de electrones. Procedimentales ·       Manejo de los generadores de Vander Graff y de Wimshurt. ·       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 Power Point; examen diagnóstico, programa del curso., -          De laboratorio: Generador de Van der Graff  y  generador de Wimshurt, electroscopio. Varillas de vidrio, ebonita, piel de conejo, papel aluminio.
Desarrollo del proceso	FASE DE APERTURA -          El Profesor  hace las preguntas siguientes: Pregunta ¿Cómo se determina la carga de los materiales? Equipo 2 Respuesta Las cargas que poseen los materiales se determinan en positivos y negativos: si dos cuerpos se atraen, se dice que sus cargas son contrarias. En cambio estos cuerpos se repelen, quiere decir que sus cargas son iguales. -          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: Ø  Solicitar el material requerido para realizar las actividades siguientes: Carga eléctrica de un electroscopio por contacto Varillas de diferentes materiales previamente cargadas por frotamiento le transmiten carga por contacto al electroscopio, la cual se detecta por la separación de las láminas del mismo. Carga eléctrica de peces de papel  Peces de papel dentro de un recipiente son atraídos por una superficie tensa previamente cargada por frotamiento. Se cargan entonces eléctricamente por contacto, luego son repelidos y se descargan al contactar a la parte metálica inferior. Determinación de la carga eléctrica producida por el generador de Wimshurt  Por medio del electroscopio y utilizando varillas patrones: ebonita (-) y vidrio (+), se puede determinar el signo de la carga eléctrica en cada una de las esferas terminales del generador. Determinación de la carga eléctrica producida por el generador de Van der Graff  Por medio del electroscopio y utilizando varillas patrones: ebonita (-) y vidrio (+), se puede determinar el signo de la carga eléctrica de la esfera grande y la esfera pequeña de este generador. Volcán electrostático  Trozos de aluminio son puestos en contacto con la esfera mayor del generador de Van der Graff, la cual los carga y luego los repele. Platos voladores  Discos de aluminio se colocan sobre la esfera mayor del generador de Van der Graff, la cual los carga y luego los repele. Modelo del Generador de Whimshurt  El generador de Wimshurt es un dispositivo cuyo funcionamiento se basa en la electrización por frotamiento, contacto e inducción. Se dispone de un modelo por medio del cual se puede explicar de manera didáctica el funcionamiento de este generador. Descargas eléctricas  Por medio del uso de generadores electrostáticos tales como el generador de Whimsurt o generador de Van der Graff se pueden observar descargas eléctricas, a través del aire, entre las esferas cargadas eléctricamente con distintos signos en dichos generadores.    Los alumnos registran sus observaciones y en equipo realizan y presentan sus 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 en el Blog.
Evaluación	Informe en Power Point de la actividad.     Contenido:     Resumen de la Actividad.

SESIÓN 9	Física 2 UNIDAD 5: FENÓMENOS ELECTROMAGNÉTICOS
contenido temático	RECAPITULACION 3

Aprendizajes esperados del grupo	Conceptuales ·         Comprenderá las características de las cargas eléctricas y las formas de electrización de los materiales. Procedimentales ·       Elaboración de de conclusiones de los temas vistos ·       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: -          Información de las actividades desarrolladas en 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  Respondan las preguntas siguientes: - ¿Que temas se vieron las dos sesiones anteriores? - ¿Qué aprendí? - ¿Qué dudas tengo? FASE DE DESARROLLO - 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, acerca de  las formas de electrización y conservación de las cargas eléctricas. FASE DE CIERRE  El Profesor concluye con un repaso de la importancia de los Fenómenos electrostáticos. 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 en de la actividad. Publicado en el Blog Contenido:                       Documentos de las  tres sesiones  7,8 y 9.

Unidad 5: Fenomenos Electromagneticos

5.3 Formas de Electrizaciòn y Detección 

Cuando a un cuerpo se le dota de propiedades eléctricas, es decir, adquiere cargas eléctricas, se dice que ha sido electrizado. 

La electrización es uno de los fenómenos que estudia la electrostática.

A.- Electrización por contacto
Se puede cargar un cuerpo con sólo tocarlo con otro previamente cargado. En este caso, ambos quedan con el mismo tipo de carga, es decir, si toco un cuerpo neutro con otro con carga positiva, el primero también queda con carga positiva.

B.- Electrización por frotamiento
Al frotar dos cuerpos eléctricamente neutros (número de electrones = número de protones), ambos se cargan, uno con carga positiva y el otro con carga negativa.
Si frotas una barra de vidrio con un paño de seda, hay un traspaso de electrones del vidrio a la seda.
Si frotas un lápiz de pasta con un paño de lana, hay un traspaso de electrones del paño a al lápiz.

C.- Electrización por inducción
Un cuerpo cargado eléctricamente puede atraer a otro cuerpo que está neutro. Cuando acercamos un cuerpo electrizado a un cuerpo neutro, se establece una interacción eléctrica entre las cargas del primero y el cuerpo neutro.
Como resultado de esta relación, la redistribución inicial se ve alterada: las cargas con signo opuesto a la carga del cuerpo electrizado se acercan a éste.
En este proceso de redistribución de cargas, la carga neta inicial no ha variado en el cuerpo neutro, pero en algunas zonas está cargado positivamente y en otras negativamente
Decimos entonces que aparecen cargas eléctricas inducidas. Entonces el cuerpo electrizado induce una carga con signo contrario en el cuerpo neutro y por lo tanto lo atrae.

En términos de movimiento de electrones, cuando...

• A.- Un objeto con carga positiva se conecta a tierra:

Existe un flujo de electrones de tierra hasta la carga, carga neutra.

• B.- Una esfera con carga negativa se pone en contacto con una neutra:

Existe un flujo de electrones de la carga hacia tierra.

• C.- Una barra con carga positiva se acerca a una placa metálica neutra y aislada:

Se atraen los cuerpos.

• http://samuel-fsica1.blogspot.mx/2011/01/formas-de-electrizacion-y-deteccion.html

Unidad 5: Fenómenos electromagnéticos

5.2 Conservación de la Carga 
Todo objeto cuyo número de electrones sea distinto al de protones tiene carga eléctrica. Si tiene más electrones que protones la carga es negativa. Si tiene menos electrones que protones, la carga es positiva.
Los electrones no se crean ni se destruyen , sino que simplemente se transfieren de un material a otro. Cuando un cuerpo es electrizado por otro, la cantidad de electricidad que recibe uno de los cuerpos es igual a la que cede el otro. La carga se conserva. En todo proceso, ya sea en gran escala o en el nivel atómico y nuclear, se aplica el concepto de conservación de la carga. Jamás se ha observado caso alguno de creación o destrucción de carga neta. La conservación de la carga es una de las piedras angulares de la física, a la par con la conservación de la energía de la cantidad de movimiento.
Todo objeto con carga eléctrica tiene un exceso o una deficiencia de cierto número entero de electrones: los electrones no se pueden dividir en fracciones. Esto significa que la carga del objeto es un múltiplo entero de la carga del electrón. El objeto no puede poseer una carga igual a 1.5 o a 1000.5 electrones, por ejemplo. Todos los objetos cargados que se han observado hasta ahora tiene una carga que es un múltiplo entero de la carga de un solo electrón.
LEY DE CONSERVACIÓN DE LA ENERGÍA
Llamamos energía a la capacidad de producir trabajo. Sabemos que existen muchas clases (potencial,cinética…) y que además se pueden transformar. Pero estas transformaciones sólo pueden llevarse a cabo siempre y cuando cumplan el primer principio fundamental de la termodinámica: el principio de conservación de la energía .
Según este principio, la cantidad total de energía de un sistema físico se mantiene invariable con el tiempo, no obstante, esta energía puede transformase en otra energía. Es decir, de una forma coloquial y usada por todos: “la energía ni se crea ni se destruye, simplemente se transforma”. Como ya hemos dicho sí que puede transformase, un ejemplo sería la transformación que ocurre en un calefactor, donde se transforma la energía eléctrica en energía calorífica. Otro ejemplo presente en la naturaleza es el del ciclo del agua, como podemos ver en la siguiente imagen, el agua sufre numerosas transformaciones pasando de un estado a otro.

• http://fisica.laguia2000.com/general/leyes-de-conservacion
• http://www.angelfire.com/empire/seigfrid/Conservaciondelacarga.html