Ministerio
de Educación Pública
Dirección
Regional Peninsular, Circuito 04
Colegio
Técnico Profesional de Jicaral
Departamento
de Ciencias Naturales
UNIDAD DIDÁCTICA
Tema: “Principio de Arquímedes y la Fuerza de Empuje”
II Cuatrimestre,
2019
A) Objetivo General del MEP
Aplicar
la Hidrostática en el Principio de Arquímedes y la Fuerza de Empuje en la
solución de problemas.
B)
Unidad
Temática
Uso
sostenible de la energía y la materia, para la preservación y protección de los
recursos del planeta.
C) Objetivos Específicos
1. Determinar
la fuerza de empuje de un cubo del aluminio que se encuentra totalmente
sumergido en agua, empleando el Principio de Arquímedes.
2. Determinar
la densidad de un cubo de madera que se encuentra parcialmente sumergido en
agua, empleando el principio de Arquímedes.
3. Calcular
el peso aparente y la densidad de un cubo de aluminio.
D) Contenidos
Principio de Arquímedes
- Fuerza de empuje en objetos totalmente sumergidos en agua, utilizando el Principio de Arquímedes.
- Densidad de objetos parcialmente sumergidos en agua, utilizando el Principio de Arquímedes.
- Cálculos con el empleo de las siguientes fórmulas:
E)
Recursos Didácticos
v Nuez
doble.
|
v Dinamómetro
|
v Cuerda
de nylon
|
v Regla
graduada
|
 |
v Videos
interactivos en “Youtube”:
“Principio de Arquímedes” (Física para todos, 2015).
“Masa, volumen y densidad” (Julioprofe, 2016).
“¿Por qué flota un barco? Principio de Arquímedes”
(Scientificprotocols, 2012).
|
v Soporte
metálico.
|
v Cubo
de madera y aluminio.
|
v Probeta
de 250 ml.
|
v Agua
|
v “Video
beam”
|
v Balanza
|
F) Metodología y actividades
Rubrica analítica. Fecha: __/__/____
Criterio 1
|
Optima
|
Satisfactoria
|
Aceptable
|
Puede mejorar
|
Deficiente
|
Determina
la fuerza de empuje de un cubo del aluminio que se encuentra totalmente
sumergido en agua, empleando el Principio de Arquímedes.
|
Entiende el Principio de Arquímedes en
objetos totalmente sumergidos, aplica correctamente la fórmula de fuerza de
empuje y utiliza las unidades correctas.
|
Entiende el Principio de Arquímedes en
objetos totalmente sumergidos, aplica correctamente la fórmula de fuerza de
empuje, pero utiliza las unidades de manera errónea.
|
Entiende parcialmente el Principio de
Arquímedes en objetos totalmente sumergidos, aplica correctamente la fórmula
de fuerza de empuje, pero utiliza las unidades de manera errónea.
|
Entiende parcialmente el Principio de
Arquímedes en objetos totalmente sumergidos, aplica de manera incorrecta la
fórmula de fuerza de empuje y utiliza mal las unidades.
|
No
entiende el Principio de Arquímedes en objetos totalmente sumergidos, aplica
de manera incorrecta la fórmula de fuerza de empuje y utiliza mal las
unidades.
|
Observaciones:
___________________________________________________.
Rubrica analítica Fecha: __/__/____
CRITERIO 2
|
Optima
|
Satisfactoria
|
Aceptable
|
Puede mejorar
|
Deficiente
|
Determina la densidad
de un cubo de madera que se encuentra parcialmente sumergido en agua,
empleando el principio de Arquímedes.
|
Entiende el Principio de Arquímedes en
objetos parcialmente sumergidos, aplica correctamente la fórmula de densidad
y utiliza las unidades correctas.
|
Entiende el Principio de Arquímedes en
objetos parcialmente sumergidos, aplica correctamente la fórmula de densidad,
pero utiliza las unidades de manera errónea.
|
Entiende parcialmente el Principio de
Arquímedes en objetos parcialmente sumergidos, aplica correctamente la
fórmula de densidad, pero utiliza las unidades de manera errónea.
|
Entiende parcialmente el Principio de
Arquímedes en objetos parcialmente sumergidos, aplica de manera incorrecta la
fórmula de densidad y utiliza mal las unidades.
|
No
entiende el Principio de Arquímedes en objetos parcialmente sumergidos,
aplica de manera incorrecta la fórmula de densidad y utiliza mal las
unidades.
|
Categorías: (5) optimo, (4) satisfactorio, (3),
aceptable (2) puede mejorar, (1) deficiente.
Observaciones:
____________________________________________________.
Rubrica holística. Fecha:
__/__/____
Criterio
3: Calcula el peso aparente y la densidad de un cubo de
aluminio.
|
Nivel
de logro
|
INDICADORES:
|
Puntaje
|
Calcula correctamente el peso aparente y la
densidad del cubo de aluminio y utiliza bien las unidades de medición.
|
5
|
Calcula correctamente el peso aparente y la
densidad del cubo de aluminio y utiliza de manera inadecuada las unidades de
medición en uno de los casos.
|
4
|
Calcula correctamente uno de los casos (peso
aparente o densidad) y de manera errónea el otro caso, además utiliza de
manera inadecuada las unidades de medición en uno de los cálculos.
|
3
|
Calcula correctamente uno de los casos (peso
aparente o densidad) y de manera errónea el otro caso, además utiliza de
manera inadecuada las unidades de medición en ambos casos.
|
2
|
Calcula incorrectamente el peso aparente y la
densidad del cubo de aluminio y utiliza de manera inadecuada las unidades de
medición en ambos casos.
|
1
|
Categorías: (5)
optimo, (4) satisfactorio, (3), aceptable (2) puede mejorar, (1) necesita
apoyo.
Observaciones: _____________________________________________________
H)
Referencias Bibliográficas
Física para todos (9 de junio de 2015). Masa, Volumen y densidad. [Archivo de video].
Recuperado de https://www.youtube.com/watch?v=3JBMB58GmZY
Julioprofe
(5 de diciembre de 2016). 66. Principio
de Arquímedes. [Archivo de video]. Disponible
en: https://www.youtube.com/watch?v=cQA_DQJIpV0
Ministerio
de Educación Pública (MEP) (2017). Programa de Estudio de Física. Educación
Diversificada. Disponible en https://www.mep.go.cr/sites/default/files/programadeestudio/programas/fisica2018.pdf
Scientificprotocols
(3 de mayo de 2012). ¿Por qué flota un
barco? Principio de Arquímedes. [Archivo de video]. Disponible en: https://www.youtube.com/watch?v=SNlkow9kpwg
I)
Anexos
Anexo 1. Guía práctica para desarrollar
el Principio de Arquímedes y la Fuerza de Empuje.
I
Parte. Principio de Arquímedes en cuerpo totalmente sumergido
1.
Coloque una nuez doble en el soporte metálico y
sujete el dinamómetro.
2.
Mida la masa y las dimensiones (volumen) del
cubo de aluminio y coloque los valores en la Tabla 1.
3.
Amarre el cubo con la cuerda de nylon y
colóquelo en el dinamómetro.
4.
Mida el peso del cubo fuera del agua (peso en
el aire) y anótelo en la Tabla 1.
5.
Agregue una cantidad determinada de agua en la
probeta de 250 ml.
6.
Sumerja el cubo de aluminio en el agua y anote
el peso y el peso aparente (ecuación 1) y
anótelo en la Tabla 1
7.
Calcule la fuerza de empuje (ecuación 2). Anote el valor en la Tabla 1.
8.
Anote los eventos observados con respecto
al procedimiento y al cubo de aluminio cuando entra en contacto con el agua.
Anote los resultados en la Tabla 3.
Nota:
Para obtener el volumen sumergido, emplee la densidad teórica del aluminio y
densidad teórica del agua:
II
Parte. Principio de Arquímedes en cuerpo parcialmente sumergido.
1.
Mida las dimensiones (volumen) del cubo de
madera y anótelo en la tabla 2
2.
Amarre el cubo con la cuerda de nylon y
colóquelo en el dinamómetro.
3.
Agregue una cantidad determinada de agua en la
probeta de 250 ml.
4.
Coloque el cubo de madera en el agua y anote el
volumen desplazado en la Tabla 2.
5.
Calcule la densidad del cubo de madera,
utilizando la fórmula de la densidad (ecuación 3) y
anote el valor en la tabla 2.
6. Anote
los eventos observados con respecto al procedimiento y al cubo de madera cuando
entra en contacto con el agua. Anote los resultados en la Tabla 3.
Resultados
Tabla 1.
Determinación de la densidad de un cubo de aluminio que se encuentra totalmente
sumergido en agua.
Peso (N)
|
Peso aparente (N)
|
Masa (kg)
|
Volumen (m3)
|
Densidad
(kg/m3)
|
Fuerza de empuje (N)
|
Tabla 2.
Determinación de la densidad de un cubo de madera que se encuentra parcialmente
sumergido en agua.
Volumen
(m3)
|
Volumen
desplazado (m3)
|
Densidad (kg/m3)
|
Tabla 3. Eventos
observados aplicando el Principio de Arquímedes en materiales total y parcialmente
sumergidos en agua.
Aspecto de análisis
|
Desarrollo
procedimental
|
Contacto del material
con el agua
|
Cubo
de aluminio totalmente sumergido
|
||
Cubo
de madera parcialmente sumergido
|
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