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Manual de
Laboratorio
Cursos en el uso de laboratorios para maestras
y maestros del Sistema Educativo Plurinacional
Profundizando la educación científica tecnológica y productiva
FISICA
© De la presente edición:
Manual de Laboratorio Física
Roberto Ivan Aguilar Gómez
Ministro de Educación
Eduardo Cortez Baldiviezo
Viceministro de Educación Superior de Formación Profesional
Luis Fernando Carrión Justiniano
Director General de Formación de Maestros
María Eugenia Hurtado Rodríguez
Coordinadora Nacional a.i. Unidad Especializada de Formación
Continua
Equipo docente de Laboratorios
Cursos en el Uso de Laboratorios de las Especialidades de Física,
Química y Biología - Geografia para Maestras y Maestros del Sistema
Educativo Plurinacional
Cómo citar este documento:
Ministerio de Educación. (2019) Manual de Laboratorio Física. La Paz, Bolivia.
Depósito Legal: 4-2-650-16 P.O.
Depósito Legal
4-1-50-19 P.O.
Índice
FísicaFísica
Presentación............................................................................................................... 5
Orientaciones.............................................................................................................. 6
Bioseguridad............................................................................................................... 8
Materiales................................................................................................................... 9
1ro de Educación Secundaria Comunitaria Productiva (Ciencias Naturales)............ 11
Laboratorio 1. El proceso de medición en las actividades de nuestro diario vivir...... 13
Laboratorio 2. Materia, energía y sus transformaciones en la Madre Tierra.............. 17
Laboratorio 3. Estudio de los astros y su influencia en los seres vivos....................... 21
Laboratorio 4. Incidencia de la astronomía y la astrofísica en la naturaleza
(Usando mi telescopio de día).................................................................................... 27
2do de Educación Secundaria Comunitaria Productiva (Ciencias Naturales)........... 33
Laboratorio 5. La luz como fenómeno de interacción con los seres de la naturaleza.35
Laboratorio 6. Espejos planos y su utilidad................................................................. 39
Laboratorio 7. Incidencia del calor en la naturaleza y su influencia en los cam-
bios de la materia....................................................................................................... 45
Laboratorio 8. Manifestación de los cambios de temperatura en los cuerpos en
la Madre Tierra........................................................................................................... 49
3ro de Educación Secundaria Comunitaria Productiva (Física)................................. 53
Laboratorio 9. Cuantificación de las magnitudes en los fenómenos de la natura-
leza (Medición Directa)............................................................................................... 55
Laboratorio 10. Determinación de densidades........................................................... 59
Laboratorio 11. El péndulo simple en la determinación de la gravedad vincula-
das a las actividades cotidianas de la comunidad....................................................... 63
Laboratorio 12. Magnitudes vectoriales en la tierra y el cosmos (Método del
polígono)..................................................................................................................... 67
Laboratorio 13. La refracción de la luz, como fenómeno de la naturaleza (Ley de
Snell)........................................................................................................................... 71
Laboratorio 14. La reflexión de la luz como fenómeno natural y generador de
energía........................................................................................................................ 75
Laboratorio 15. El espectro electromagnético en la naturaleza................................. 81
Laboratorio 16. Principio de funcionamiento de un electroimán............................... 87
4to de Educación Secundaria Comunitaria Productiva (Física)................................. 91
Laboratorio 17. Movimiento rectilíneo uniforme en la dinámica de la vida co-
munitaria.................................................................................................................... 93
Laboratorio 18. Movimiento rectilíneo uniformemente variado (Estudio de las
variables del movimiento).......................................................................................... 99
Laboratorio 19. Movimiento vertical – caída libre en la Madre Tierra....................... 103
Laboratorio 20. Movimiento compuesto en los cuerpos de la Madre Tierra............. 107
Laboratorio 21. Mesa de fuerzas verticales y adición de vectores............................. 111
Laboratorio 22. Las poleas como herramientas que facilitan el trabajo..................... 115
Laboratorio 23. Máquinas simples (equilibrio de la balanza en el punto de apoyo).. 121
Laboratorio 24. La Máquina de Atwood utilizada en beneficio Sociocomunitario..... 125
Ministerio de EducaciónMinisterio de Educación
5to de Educación Secundaria Comunitaria Productiva (Física)................................. 129
Laboratorio 25. Aplicaciones de la mecánica en procesos socio tecnológicos
(Ley de Hooke)............................................................................................................ 131
Laboratorio 26. Inercia usando diferentes masas (Primera Ley de Newton).............. 135
Laboratorio 27. La fuerza generadora de movimiento (Segunda Ley de Newton)..... 139
Laboratorio 28. Ley de acción y reacción (Tercera Ley de Newton)............................ 143
Laboratorio 29. Aplicación de la rampa y el plano inclinado en el trabajo Socio-
comunitario................................................................................................................ 149
Laboratorio 30. Plano inclinado (Energía cinética y potencial)................................... 153
Laboratorio 31. Trabajo realizado por una fuerza....................................................... 157
Laboratorio 32. Los motores como herramientas de trabajo en el diario vivir........... 163
6to de Educación Secundaria Comunitaria Productiva (Física)................................. 169
Laboratorio 33. Fenomenología del campo eléctrico, magnético en la Madre
Tierra y el Cosmos (Electrostática).............................................................................. 171
Laboratorio 34. La corriente eléctrica para el bienestar de la comunidad (Am-
perímetro, Voltímetro y Multímetro).......................................................................... 177
Laboratorio 35. Los circuitos simples aplicados como fuente de energía para la
vida............................................................................................................................. 183
Laboratorio 36. Ley de Ohm y la Resistencia eléctrica................................................ 187
Laboratorio 37. Uso de las resistencias eléctricas en los procesos industriales de
la comunidad (Resistencias en serie y paralelo)......................................................... 191
Laboratorio 38. Los fenómenos eléctricos como fuente de energía para la vida
(Construcción de un generador de Van de Graaff)..................................................... 195
Laboratorio 39. Carga y descarga de un condensador electrolítico............................ 199
Laboratorio 40. Ley de Kirchhoff (Ley de Mallas)........................................................ 205
Presentación
La iniciativa de elaborar el presente manual surge en el contexto de la Revolución Educati-
va con Revolución Docente articulada al proceso de universalización del Modelo Educativo
Sociocomunitario Productivo bajo la Ley Nº 070 de la Educación “Avelino Siñani - Elizardo
Pérez”, constituyendo una contribución a la consolidación y profundización de la educación
científica, tecnológica y productiva en sintonía con el horizonte de la Soberanía Científica y
Tecnológica con Identidad Propia planteado en la Agenda Patriótica del Bicentenario 2025.
En consonancia con lo señalado, asumiendo que las maestras y los maestros son los refe-
rentes más importantes de la calidad de la educación, esta iniciativa responde a los reque-
rimientos de los Cursos en el Uso de Laboratorios de las Especialidades de Física, Química y
Biología-Geografía para maestras y maestros del Subsistema de Educación Regular, cuya eje-
cución está a cargo de la Unidad Especializada de Formación Continua (UNEFCO), instancia
operativa del Ministerio de Educación con dependencia del Viceministerio de Educación Su-
perior de Formación Profesional a través de la Dirección General de Formación de Maestros.
Por ello, son participantes de estos cursos maestras y maestros con formación inicial y ejer-
cen la docencia en las especialidades de Física, Química y Biología-Geografía y todas las
maestras y maestros que estén trabajando en Unidades Educativas de Educación Secundaria
Comunitaria Productiva que cuenten con los laboratorios para las especialidades señaladas.
De ahí que, el diseño de los cursos contempla que la o el participante tenga la oportunidad
de interactuar entre la manual de laboratorio, dossier interactivo y la aplicación UNELAB
desde el inicio del proceso formativo; éste último posee un lector de respuesta rápida (QR)
para ver los vídeos explicativos, imágenes en 360 grados del equipamiento de laboratorio y
materiales de apoyo para poder profundizar las prácticas de laboratorio.
Se ha previsto que al finalizar el proceso formativo, la o el participante deberá presentar
el Manual de Laboratorio con las prácticas desarrolladas como evidencia de la concreción
curricular lo cual le habilitará para que reciba un certificado con valor curricular avalado por
el Ministerio de Educación.
Finalmente, con este conjunto de estrategias, materiales y recursos educativos deseamos
que las y los participantes de los Cursos en el Uso de Laboratorios de las Especialidades de
Física, Química y Biología-Geografía enriquezcan la práctica educativa a partir del desarrollo
de prácticas de laboratorio, fortaleciendo la formación integral de las y los estudiantes del
Sistema Educativo Plurinacional, a través de procesos de producción de conocimientos para
trasformar la realidad de la comunidad educativa.
Roberto Iván Aguilar Gómez
MINISTRO DE EDUCACIÓN
FísicaFísica
Orientaciones
OrientacionesparaelUsodelManualdeLaboratorio
Nombre y número de
laboratorio
Introducción al abordaje
del contenido
Preguntas
problematizadoras
Objetivo y
materiales
Códigos QR
Descripción del
procedimiento
Aplicación de la práctica de
laboratorio y toma de datos
Conclusiones
Bibliografía
Orientaciones
gráficas
Ministerio de EducaciónMinisterio de Educación
Vídeos
Imágenes en 360°
Documentos PDF
Aplicaciones
Paginas Web
OrientacionesparaelUsodelaaplicaciónUNELAB
En el Manual de laborato-
rio encontraras códigos de
respuesta rápida (QR) que
te enlazaran con materiales
de apoyo
Descarga la aplicación
UNELAB que contiene un
lector QR y los recursos
de la pagina web
Los códigos QR
que encontraras
en el manual de
laboratorio son:
FísicaFísica
Bioseguridad
Al finalizar la práctica de labora-
torio todo el material y equipa-
miento debe estar en su respec-
tivo lugar, todos los involucrados
deben velar por la limpieza del
LABORATORIO
Supervisar el desarrollo de la prácti-
ca y controlar el uso correcto de los
equipos y materiales.
El estudiante debe mantener la
disciplina
AntesdelaPráctica
Según la Organización Mundial de la Salud (2005) Bioseguridad "es
un conjunto de normas y medidas para proteger la salud del personal,
frente a riesgos biológicos, químicos y físicos a los que está expuesto,
también (...) al medio ambiente...". En este sentido la maestra/ maes-
tro y la o el estudiante deben considerar los diferentes acápites del
Reglamento antes, durante y después de las prácticas de laboratorio.
Reglamento de Laboratorio
Ministerio de Educación
DurantelaPráctica
DespuéslaPráctica
Antes de iniciar la práctica de
laboratorio debes tener en
cuenta lo siguiente:
•	 Conocer los símbolos de advertencia y las
normas de seguridad de laboratorio.
•	 Conocer el procedimiento de la práctica.
•	 Contar con la indumentaria adecuada y con
el material necesario.
•	 Saber la aplicación de primeros auxilios.
Se recomienda realizar iconos de señalización de
advertencia para los estudiantes.
El laboratorio debe contar con equipamiento de
prevención en caso de un accidente, como el
botiquín y extintor.
Ministerio de EducaciónMinisterio de Educación
Materiales
FísicaFísica
CIRCULO GONIOMÉTRICO
Graduado en 360 grados para
medir ángulos
DINAMÓMETROS
Mide fuerzas y calcula el peso de
objetos
JUEGO DE PESAS CILÍNDRICAS
Diferentes masas con ganchos
para su sujeción
CARRO DINÁMICO
Ofrece mínima fricción con la
superficie de contacto y entre
sus ruedas
POLEA TRIPLE
Utilizado para establecer combi-
naciones de equilibrio estático
PALANCA CON ORIFICIOS
Herramienta para el estudio del
equilibrio de los cuerpos rígidos
VARILLAS
Diferentes longitudes para el so-
porte universal
RIEL DINÁMICA
Ofrece menor resistencia al
desplazamiento de un movilo
por su superficie
SOPORTE UNIVERSAL
Se utiliza para realizar montajes
y para sujetar instrumentos
KIT - MECÁNICA I
KIT - ELECTROSTÁTICA
BASE SOPORTE
Sostiene el péndulo electros-
tático y/o las esferas de metal,
de manera que estén aisladas
de “tierra”
BARRA DE EBONITA, VIDRIO
Y PLEXIGLAS
Para estudio de cargas eléctri-
cas estaticas
ELECTROSCOPIO
Permite determinar a presencia
de cargas electricas
PAÑO DE SEDA Y DE LANA
Generan carga eléctrica por
fricción
CUBETA DE FARADAY
Protege de descargas eléctricas
a objetos en su interior.
VASOS METÁLICOS
Para la escarga de objetos
cargados electrostaticamente
GANCHO METÁLICO
Sostiene esferas de telgopor y
metalizas
ESFERAS METÁLICAS
Poseen un poste aislante, trans-
porta cargas eléctricas.
DISCO ELECTRÓFORO
Separa cargas de la materia
neutra
VARILLA PLÁSTICA
Genera carga por fricción
KIT - CALOR Y TEMPERATURA
PROBETA GRADUADA
Permite contener líquidos y
medir volúmenes de forma
aproximada
MICRÓMETRO CON DIAL
Instrumento de medición trans-
forma los movimietnos lineales
en movimientos circulares
VASOS PRECIPITADOS
Para preparar o calentar sustancias, medir
o traspasar liquidos
SOPORTE UNIVERSAL
Sujeta los diferentes instrumen-
tos del laboratorio.
TERMÓMETRO DE ALCOHOL
Tomar la temperatura ambiente
o la temperatura de las sus-
tancias.
CALORÍMETRO
Mide las cantidades de calor
suministradas o recibidas
PINZA DE EXTENSÍON
Para sujetar los tubos de
ensayo mientras se calientan o
manipulan MECHERO BUNSEN
Utilizado para calentar, esterili-
zar o proceder a la combustión
de muestras o reactivos
MULTÍMETRO DIGITAL
Mide maginitudes eléctricas y
temperatura
BARRAS METALICAS
Utilizado para la dilatacion de
solidos
Ministerio de EducaciónMinisterio de Educación
KIT - MAGNETISMO
IMÁN EN FORMA DE
HERRADURA y “U“
Permite identificar los polos
norte, sur y campo magnético
BARRA DE ACERO
Para observar las propiedades
magnéticas
RIEL GRADUADA
Permite montar los lentes y variar
las distancias entre ellos
BARRA MAGNÉTICA
Permite identificar los polos norte,
sur y campo magnético
LIMADURAS DE HIERRO
Para la formación de las lineas
de campo magnético
CÁMARA DE CAMPO 2D
Mide las ondas electromagnéti-
cas y crea líneas de fuerza
IMÁN DE NEODIMIO
Fuerza de sujeción muy fuerte
y campo magnético intenso
BRÚJULA
Pequeño imán que apunta
siempre al norte terrestre
MODELO MAGNÉTICO DE LA
TIERRA
Simulación real de los polos
SOPORTE DE BASE
Apreciar los polos magnéticos
VERNIER
Medir pequeñas longitudes, diá-
metros externos e internos y pro-
fundidades.
KIT - ÓPTICA
FUENTE DE LUZ
Emite un haz de luz puede ser
montado en la riel graduada
LENTES
Refractan y reflejan los rayos lumi-
nosos que inciden en su superficie
PRISMAS
Permiten apreciar el espectro
electromagnético cuando un rayo
luminoso incide sobre su superficie
DIAFRAGMAS CON RANURAS
Permiten el paso de uno o mas
rayos de luz
PUNTERO LASER
El rayo que emite permite observar
la refracción y reflexión de la luz
FILTROS
Permite apreciar los cambios en le
espectro electromagnético
SOPORTES
Sostiene diferentes componentes
sobre la riel graduada
KIT - ELECTRICIDAD
PANEL DE MONTAJE
Para la instalación de componentes eléctricos
CONDENSADOR ELÉCTRICO
Permite almacenar energía
RESISTENCIA Y RESISTENCIA
VARIABLE
CORTO CIRCUITO
Conecta componentes en el
panel de montaje
PORTA LAMPARA
Permiten que las lamparas estén
en contacto con el circuito
CABLE BANANA
Realiza conexiones entre los
componentes eléctricos
INTERRUPTORES PALANCA Y
PULSADOR
Controla el paso de la electricidad
BRÚJULA MAGNETICA
Permitirá apreciar el campo mag-
nético generado por una corriente
PORTA BATERIA DOBLE
Funciona como fuente de alimen-
tación
VOLTIMETRO Y AMPERIMETRO
ANALÓGICO
Miden la diferencia de potencial
(voltaje) y la carga de consumo
(Amperes) respectivamente
1ro de Educación Secundaria Comunitaria Productiva
(Ciencias Naturales)
PRÁCTICAS
DE LABORATORIO
Laboratorio 1
13
FísicaFísica
El proceso de medición en las actividades de nuestro diario
vivir
Toda actividad humana implica medir1
, siendo esta ac-
tividad de mucha importancia para la vida, es necesario
conocer este proceso y los instrumentos utilizados para
este fin. En la antigüedad se realizaron las primeras me-
diciones a partir de unidades bastante rudimentarias,
creando patrones de medición (patrones naturales) ba-
sados en partes del cuerpo humano como el brazo y el
pie, estos patrones también fueron utilizados por nues-
tros ancestros, como la palma de la mano o “t`axlli” (en
aymara) y otras con las que se construyó las edificacio-
nes antiguas que podemos apreciar hoy en día, la distri-
bución de los terrenos de la comunidad por medio de los
pasos equitativos de acuerdo a la amplitud del terreno,
o simplemente el brazado en pequeñas distribuciones. Conforme las sociedades desarrolla-
ron, viene la necesidad de medir longitudes demasiado grandes o pequeñas y la necesidad
de que estas mediciones sean más precisas fue incrementando y obligaron a la invención
de instrumentos más precisos y a estandarizar los mismos, en esta práctica se procederá a
utilizar estos instrumentos, la regla milimétrica, el Vernier y el flexómetro.
¿Utilizando patrones de medida rudimentaria de nuestros abuelos, cómo determinaría la su-
perficie de nuestro domicilio o habitación? ¿Conoce Ud. otro patrón utilizado por nuestros
ancestros en la medición de longitud o masa, y que se siga utilizando en la actualidad? ¿Cuál
la importancia del proceso de medir, en lugares como los mercados o ferias? ¿Dónde puede
observarse la utilización de instrumentos de medición más precisos en magnitudes como la
longitud, la masa o el tiempo?
Objetivo
•	 Realizar la medición de diferentes longitudes, mediante la correcta utilización de ins-
trumentos de medición.
•	 Identificar distintas unidades de medida y su relación numérica.
Materiales
•	 Cinta métrica
•	 Regla de metal	
•	 Flexómetro
•	 Calibrado Vernier
•	 Hoja de papel carpeta.
•	 Caja de fósforos
Cantidad
1
1
1
1
1
1
1	 Medir es comparar una unidad patrón o estándar, con el objeto que será sujeto a medición.
El Calibrador Vernier
también denominado
Calibre, Nonio o Pie de
Rey, es un aparato que
se utiliza para medir lon-
gitud, por su precisión
es muy utilizado en los
laboratorios de Física
para tomar medidas de
los objetos de estudio
Metrología básica
En la imagen, un grupo de personas mide las
longitudes de un terreno para hallar su área
14
Manual de LaboratorioManual de Laboratorio
Medición de longitud con la regla milimetrada
Colocamos la regla
en forma paralela al
largo de la hoja de
carpeta.
1
Hacemos coincidir
el cero de la escala
con un extremo de
la hoja. Sujete
firmemente.
2
Comparamos cual es la división de
la regla que coincide con el
extremo de la hoja considerando
además la división en mm que
posee la misma al hacer las
lecturas debemos de evitar el error
de paralaje y el error del
instrumento, para obtener datos
precisos.
4
Siguiendo las indicaciones dadas
de cómo medir, en la experiencia
anterior, medimos el ancho de la
hoja.
Registro
de datos
Medición de longitud con el calibrador Vernier
Desplazamos la reglilla del Vernier
hasta ajustar la caja de fósforos
entre las dos patillas del calibrador.
La precisión (p) del calibrador Vernier a
utilizar (en nuestro caso el numero de
divisiones del nonio es de diez) a través de la
fórmula:
3
Si el valor de p es de 0,1 mm el valor de
la medicion sera de 48,4 mm.
Como se muestra en la figura se
observa la distancia R, que queda antes
del cero de la reglilla y luego la división,
k de la reglilla que coincide con una
división de la regla. Utilizamos la
formula:
1 Montaje del sistema
2 Precisión del instrumento
Lectura de la medición
4
Siguiendo las indicaciones dadas en la
experiencia anterior, medimos el ancho, el largo
y el alto de la caja de fósforo.
Registro de datos
Montaje
del sistema
3
Condición
del sistema
Lectura de la medición
15
FísicaFísica
16
Manual de LaboratorioManual de Laboratorio
Aplicación de la práctica de laboratorio
Mediremos el área de cultivo en nuestro huerto escolar u otro ambiente de nuestra unidad
educativa, con el flexómetro, procedemos a medir el largo y el ancho del mismo y comple-
tamos la siguiente tabla de datos.
…………………………………………………..
cm
ÁREA
cm2 m
ÁREA
m2
Largo
Ancho
		
¿Cuáles son los elementos de medición que identificaste en la práctica? ¿Cuáles son las uni-
dades de medición utilizadas? ¿Podemos medir la caja de fósforos en pulgadas con el Calibra-
dor? ¿Cuál es el procedimiento?
Conclusiones
Obtuvimos diferentes magnitudes como la longitud, el área y volumen de diferentes obje-
tos, utilizando de forma correcta la regla milimetrada y el calibrador Vernier logrando iden-
tificar los diferentes elementos de medición como son: la magnitud a medir, la unidad de
medida y el instrumento adecuado para medir determinada magnitud
Bibliografía de consulta
•	 Educación, M. D. (2015). Concreción curricular desde la visión de los campos y el enfoque de las
áreas. La Paz.
•	 Edwin H., Gutiérrez E., (2011). Mediciones y Errores. “En Física General Vol.1 Conceptos Funda-
mentales”. Sucre, Bolivia: Consejo Editorial.
•	 Rostworowski, M. (1985) “Mediciones y cómputos” en Ana María Soldi (Eds.) El antiguo Perú
en la tecnología en el mundo andino, Universidad Nacional Autónoma de México, pp. 179-405.
 
Laboratorio 2
17
FísicaFísica
Materia, energía y sus transformaciones en la Madre Tierra
La materia es todo aquello que tiene masa y ocupa un
lugar en el espacio, esta puede transformarse en ener-
gía2
de algún tipo, en muchas de las actividades de la vida
cotidiana se observa la presencia de energía como por
ejemplo, cuando incineramos un pedazo de madera este
cambia de su estado natural y en ese proceso desprende
calor, al hervir agua para prepararnos el desayuno se li-
bera energía térmica, las transformaciones de la materia
y la energía tienen lugar también en la alimentación de
los seres vivos, el incinerado de madera fue aprovechado
para mantener el calor en lugares frígidos y al hervir agua
se aprovecha la vaporización del agua con hiervas medi-
cinales, para combatir infecciones respiratorias.
En la naturaleza se observan cambios de materia en energía y viceversa ¿Cuál sería el ejemplo
más evidente de estas transformaciones? ¿Cómo explicaríamos el fenómeno de un papel que
es sometido al fuego, que ocurrió con la celulosa de ese papel que después de la combustión
al parecer reduce su volumen? ¿Conoce alguna fuente de calor natural como las aguas terma-
les existentes en diferentes departamentos, con qué fin se utilizan las mismas?
Objetivo
•	 Demostrar la transformación de la materia en energía térmica, sometiendo diferen-
tes sustancias a fuentes de calor externa
•	 Determinar la temperatura de ebullición de diferentes sustancias, utilizando el ter-
mómetro de alcohol.
Materiales
•	 Vasos de precipitados 500mL
•	 Termómetro de alcohol
•	 Pinza metálica
•	 Balanza digital
•	 Trípode
•	 Cronómetro
•	 Mechero bunsen
•	 Rejilla amianto
•	 Alcohol etílico 250 L
•	 Agua 250 mL
•	 Gaseosa 250 mL
•	 Cubos de hielo 300 g.
Cantidad
1
1
1
1
1
1
1
1
1
2	 Se conoce como energía la capacidad de los sistemas materiales o cuerpos, de trasferir calor o realizar un trabajo. Así siendo,
a medida que un cuerpo trasfiere calor o realiza un trabajo, pierde energía. Los cambios físicos y químicos de la materia, son
producidos por la energía.
Fenómenos físicos
Cambios de materia en energía: madera
y agua
18
Manual de LaboratorioManual de Laboratorio
Montamos el sistema de la figura,
vertemos 250 mL de agua y 100 g
de hielo en el vaso de precipitados
e introducimos el termómetro en
la mezcla, registramos el valor de
la temperatura considerando t=0 s
y registramos los valores de la
temperatura cada 30 segundos.
A t=60 s encendemos el mechero bunsen,
registramos la temperatura hasta que la
mezcla llegue a su punto de ebullición.
1
En la tabla de
datos 1, nos indica
que a la lectura de
27°C el hielo
cambia de estado
totalmente y a los
96 °C comienza la
ebullición. También
intervienen
factores como la
presión.
En base a los datos obtenidos realizar el
gráfico T ºC vs t (s) en papel milimetrado.
4
Montamos el sistema de la figura, vertemos
250 mL de alcohol etílico y 100 gramos de
hielo en el vaso de precipitados e
introducimos el termómetro en la mezcla,
registramos el valor de la temperatura
considerando t=0 s y registramos los valores
de la temperatura cada 30 segundos.
A t=60 s encendemos el mechero bunsen,
y registramos el valor de la temperatura
hasta que la mezcla llegue a su ebullición.
En la tabla de datos
2, nos indica que a
la lectura de 48 °C
se derrite el hielo y
a la temperatura de
70 °C comienza la
ebullición. También
intervienen
factores como la
presión.
En base a los datos obtenidos realizar el
grafico T ºC vs t s en papel milimetrado.
4
Agua y cubos de hielo
Alcohol y cubos de hielo
Montaje del sistema
Encendido del mechero bunsen
Graficar en un sistema de coordenadas
Registro
de datos
3
1 Montaje del sistema
Encendido del mechero bunsen
Registro
de datos
3
Graficar en un sistema de coordenadas
2
2
19
FísicaFísica
Tabla 1: Agua - Hielo
Tabla 2: Alcohol etílico - Hielo
20
Manual de LaboratorioManual de Laboratorio
Aplicación de la práctica de laboratorio
Aplicando los pasos de la práctica de laboratorio anterior, cambiaremos el líquido a utilizar-
se por una gaseosa para observar la diferencia en los tiempos de ebullición:
N t (s) T(°C)
1
2
3
4
5
6
Conclusiones
Se observó la transformación de la materia en energía calorífica, el hielo y agua se transfor-
maron en una fuente de energía que desprende calor.
Determinamos las temperaturas de ebullición de distintas sustancias, cuando estas se en-
cuentran sometidas a cambios de temperatura.
Bibliografía de consulta
•	 Educación, M. D. (2015). Concreción curricular desde la visión de los campos y el enfoque de las
áreas. La Paz.
•	 Stollberg, R. y Hill, F. (1967). Física y fundamentos y fronteras.1ra edición. México, D.F: Publica-
ciones cultura.
•	 Wilson, J. y Buffa, A. (2003). Física, quinta edición. México: Person Educación México, S.A.
Montaje de sistema
........................................
........................................
........................................
........................................
Encendido del mechero
bunsen
........................................
........................................
........................................
........................................
Registro de datos
Valores obtenidos de la Temperatura en base al tiempo,
hasta la ebullición en la tabla de datos.
Graficar en un sistema de coordenadas
La temperatura en relación al tiempo. Comparamos las
tres mediciones realizadas.
21
FísicaFísica
Estudio de los astros y su influencia en los seres vivos
Los astros siempre generaron curiosidad y fueron
motivo de estudio por parte de los hombres de
todas las civilizaciones, generando temores y ad-
miración. Llegaron a plantear hipótesis, modelos
y teorías, como la teoría geocéntrica que planteó
como centro del universo a la tierra y que actual-
mente fueron aclaradas gracias a investigaciones y
el uso de instrumentos ópticos como el telescopio.
La relación entre los astros y los seres vivos siem-
pre fue muy estrecha, las culturas milenarias llega-
ron a realizar importantes estudios en este ámbito,
llegando a identificar planetas constelaciones y
realizar edificaciones basadas en el movimiento de
estos astros (Imagen, geoglifo sol, encontrado en
el norte de Chile), de acuerdo a la historia habían
5 estrellas muy importantes ya que se visualizaban
con frecuencia, llamadas estrellas errantes; la mi-
tología inca las llamaba Pichcaconqui, las cuales
eran: Chasca, Pirua, Catuilla, Huacha y Aucayoc, las cuales no son mas que los planetas
venus, marte, mercurio, júpiter y saturno. En Bolivia la Chakana (cruz del sur) representa la
organización socioeconomica del Tawantinsuyo.
Para poder realizar estas observaciones es importante poseer orientación espacial, saber
identificar los puntos cardinales y características principales de algunos fenómenos del cielo
y poseer conocimiento respecto a los astros y constelaciones fáciles de identificar y final-
mente, un reconocimiento del telescopio y su funcionamiento.
¿Cree Ud. que los astros influyen de alguna manera en nuestra vida? Cite algunos ejemplos
¿A qué cuerpos u objetos denominamos extraterrrestres? ¿Puede Ud. orientarse en un espa-
cio abierto sin utilizar de referencia el sol ni utilizar una brújula?
Objetivo
•	 	Ubicar en el firmamento diferentes cuerpos celestes, constelaciones y reconocer sus
principales características mediante la observación directa, a través de un telescopio
y mediante la utilización de software.
Materiales
•	 Telescopio Celestron EQ 90
•	 Brújula
•	 Kuaas	
Cantidad
1
1
Laboratorio 3
Sistema Solar
Las culturas prehispánicas plasmaron en piedra los cono-
cimientos que poseían respecto a astronomía (Geoglifo
Sol L. Briones y P. Clarkson)
22
Manual de LaboratorioManual de Laboratorio
Primera observación a través del telescopio
Utilizaremos
el telescopio
celestron EQ
90 de 50x y
montura
ecuatorial.
Para familiarizarnos con
nuestro telescopio es
recomendable utilizarlo
durante el día.
Colocamos el ocular de
poco aumento, porque
los oculares con grandes
aumentos vuelven al
campo de visión más
pequeño y oscuro,
dificultando el enfoque.
Para tener un punto de
referencia y calibrado
del telescopio, Soltamos
el freno de la base de la
montura y apuntamos
hacia el objeto que
observaremos.
Intentamos encontrar un objeto claro que esté a más de
200 metros de distancia (NUNCA MIRE AL SOL).
Apunte el telescopio hacia el objeto después de soltar el
tornillo de AR y de declinación.
El ángulo del ocular puede ajustarse en los telescopios
reflectores rotando el tubo óptico dentro de los anillos del
tubo después de desajustar los tornillos de los anillos del
tubo.
Una vez apreciado el objeto relativamente cercano,
cambiamos de ocular y colocamos uno de mayor aumento.
Posteriormente utilizamos el buscador, para observar un
objeto lejano, a más de un kilómetro.
La ejecución de estas prácticas nos ayudarán a realizar
otras observaciones posteriores con nuestro telescopio.
23
FísicaFísica
 
 
24
Manual de LaboratorioManual de Laboratorio
Interactuamos con las Tic´s
Descargamos instalamos el software
CELESTIA (https://celestia.es/)
1 Conociendo el software
Explorando
Utilizamos las diferentes herramientas
que nos proporciona este software, para
familiarizarnos nos dirigimos a la barra
de "Menú", "Ayuda" y seleccionamos
"Demostración", observamos la
demostración y tomamos datos de lo
observado.
Navegando
Utilizamos la herramienta "Navegación" y
seleccionamos la opción "Navegación del
sistema solar", capturamos imágenes de los
planetas que conforman el sistema solar,
tomamos datos de la distancia respecto a la
tierra, su diámetro y los satélites que posee
el planeta, investigamos otras
características como su color, principal
composición de su superficie y el tiempo en
el cual realizan sus movimientos de rotación
y traslación.
Trabajamos con CELESTIA
2
3
25
FísicaFísica
En la siguiente tabla registramos los datos
observados en el software CELESTIA
Planeta
Tamaño
diámetro
Distancia al sol
km
Satélites
Periodo de
rotación
Órbita
26
Manual de LaboratorioManual de Laboratorio
Aplicación de la práctica de laboratorio
Que se puede ver en la luna
Con las características que posee nuestro telesco-
pio podremos observar: cráteres y fracturas luna-
res desde 4 o 5 km. de diámetro, los cuales serán
graficados en el cuadro. Además, sugerimos des-
cargar la aplicación celestia.
Conclusiones
Después de haber utilizado el software, manipular el telescopio y observado el cielo noc-
turno pudimos conocer las principales características de nuestro sistema solar y las conste-
laciones visibles en nuestro hemisferio, llegando a conocer sus características y diferencias
entre cada una de ellos, para reforzar estos conocimientos adquiridos respondemos las si-
guientes preguntas:
¿Cómo crees que afectaría a nuestro planeta el tener más de un satélite?
¿Porque la luna siempre muestra la misma cara?
¿A que se deben los cambios de estaciones del año?
¿Como cree Ud. se formaron los grandes cráteres existentes en la superficie de la luna?
Bibliografía de consulta
•	 Educación, M. D. (2015). Concreción curricular desde la visión de los campos y el enfoque de las
áreas. La Paz.
•	 J. Eduardo Mendoza Torres, (2010), Introducción a la astronomía y a la Astrofísica, INADE.
•	 El universo y el sistema solar, recuperado de http://recursostic.educacion.es/ multidisciplinar/
itfor/web/sites/default/files/recursos/eluniversoyelsistemasolar/html/CIENCIAS06_imprimir_
alumnado.pdf
•	 http://www.educatube.es/el-sistema-solar/
•	 https://celestia.es/
•	 Díaz, A. y C. Mondaca 1999, Geografía y geoglifos de la pampa de Tamarugal, antecedentes sobre
geografía cultural y el arte rupestre andino. Seminario para optar al título de Profesor en Historia
y Geografía. Universidad de Tarapacá, Arica.
Observación de la luna
....................................
....................................
....................................
....................................
Observación nocturna
con telescopio
....................................
....................................
....................................
....................................
27
FísicaFísica
Incidencia de la astronomía y la astrofísica en la naturaleza
(Usando mi telescopio de día)
Galileo Galilei3
en 1609 realizó la primera obser-
vación en telescopio, iniciando de esta manera los
grandes descubrimientos en el campo de la astro-
nomía tales como: las manchas solares, las lunas
de Júpiter, las irregularidades en la superficie lunar
y los anillos de Saturno. En la actualidad podemos
observar las manchas del sol mediante el manejo
del telescopio refractor en el día. Además existen
planetas visibles4
a simple vista, tales como, Mer-
curio, Venus, Marte, Júpiter y Saturno. Astros con
los cuales se pueden interactuar a través de la
tic´s, “Star Chart”.
La importancia de observar las manchas solares5
o el estudio de los astros, está ligado desde la antigüedad al ser humano y por ende a todas
las civilizaciones, algunas de las cuales consideraban al sol como un Dios, Ra en los egipcios,
Inti en algunos países sudamericanos, los cuales se creía, regían aspectos de la vida de esas
civilizaciones, es así que, debido a su importancia estos fenómenos fueron estudiados y los
métodos e instrumentos fueron mejorando constantemente.
¿De qué manera las civilizaciones antiguas relacionaban sus actividades cotidianas con el
movimiento de los astros? ¿Crees en aspectos relacionados con la astronomía? ¿Por qué?
Objetivo
•	 	Observar las manchas del sol mediante el uso del telescopio refractor para identificar
su clasificación.
•	 	Interactuar con la aplicación, “Star Chart” para describirlas características de plane-
tas visibles.
Materiales
•	 Telescopio Celestron EQ 90	
•	 Cartulina blanca tamaño carta
•	 Aplicación Star Chart
•	 Computadora Kuaa
•	 Simulador BlueStacks-Installer x866
Cantidad
1
1
1
1
1
3	 Galileo Galilei (1564 - 1642)
4	 Oswaldo Gonzáles. (2000). Los planetas. En Planetas interiores - Planetas exteriores (1 - 8). España: Liverpool JMU.
5	 Las manchas solares son lugares donde existe una enorme diferencia de temperatura en la fotosfera. Éstas presentan penum-
bra y sombra. Manuel Marqués López. (2003). Manchas Solares.
Laboratorio 4
Telescopio Refractor
El calendario maya desarrollado a partir de las observa-
ciones de fenómenos astronómicos repetitivos como el
ciclo lunar y solar
28
Manual de LaboratorioManual de Laboratorio
Observamos las manchas del sol
Direccionamos el telescopio
hacia el sol. El enfoque se
realizará en función a la
imagen proyectada por el
ocular sobre la cartulina
blanca.
Proyectamos
la imagen
solar sobre
una cartulina
blanca.
Registramos
lo observado.
Montaje
del sistema
La cartulina blanca
debe estar situada
entre 20 y 60 cm
aproximadamente
detrás del ocular.
3
Condición
del sistema
Registro
de datos
1
2
Cuando se enfoca al sol
está prohibido ver a
través del ocular,
porque provoca la
ceguera instantánea e
irreversible por
quemadura de la retina.
Para evitar accidentes
se recomienda tapar
el ocular cuando no
se esté realizando la
práctica.
Durante la ejecución del
laboratorio el maestro,
la maestra o tutor, debe
asesorar y supervisar
constantemente. Al
concluir la práctica se
debe desviar la
dirección del telescopio.
29
FísicaFísica
Interactuamos con los planetas
Descargamos
la aplicación
Star Chart de
Play Store o
Apple Store.
1Conociendo la aplicación
2 Conociendo el emulador
Instalamos en la computadora kuaa,
el emulador Bluestacks, luego la
aplicación Star Chart en el emulador.
Explorando
Utilizamos la cámara de
la Computadora Kuaa
para observar el mapa
estelar. Enfocando ésta
al cielo.
4 Búsqueda
La aplicación permite
explorar y conocer las
características relevantes
de los planetas.
Realizamos el
estudio de los
planetas en
este orden:
Mercurio,
Venus, Marte,
Júpiter y
Saturno.
Registramos
los datos
observados.
5Explorando
3
Trabajamos con
Star Chart
La opción visita del cielo
nos permite interactuar
con el mapa estelar.
El modo de exploración
es útil para realizar un
estudio de los astros.
30
Manual de LaboratorioManual de Laboratorio
En la siguiente tabla
registramos los datos del
apartado observamos las
manchas del sol.
En la siguiente tabla
registramos los datos del
apartado interactuamos
con los planetas -
Trabajamos con Star
Chart.
1
2
31
FísicaFísica
Aplicación de la práctica de laboratorio
1. Observamos las manchas del sol
Comparamos los datos que registraste con la tabla 1 e identificamos el tipo de mancha solar
observamos en tu práctica de laboratorio.
Tabla 1
Tabla. 2
TIPO CARACTERÍSTICA
A Poro o grupo de poros (sin penumbra)
B
Grupo de poros o poros en formación bipolar (sin penumbra), alineados general-
mente en dirección Este - Oeste
C
Mancha pequeña o mediana (con penumbra) en formación bipolar con un grupo
de poros
D Dos o tres manchas con penumbra en formación bipolar y con poros intermedios
E
Grupo bipolar grande de estructura complicada, con penumbras complejas y ge-
neralmente con números de poros y manchas intermedias
F
Fase de máximo desarrollo de un grupo. Manchas muy extensas y complejas, con
numerosos poros
G
Grupo en decadencia. Bipolar grande con penumbras redondeadas, con eventua-
les poros intermedios.
H Mancha unipolar con penumbra, con algunos poros en su proximidad
I
Mancha unipolar con penumbra redondeada, o pequeña mancha en proceso de
disolución.
¿Qué tipos de manchas solares identifica-
mos?
……………………………………………………………….
……………………………………………………………….
……………………………………………………………….
……………………………………………………………….
En la tabla 2 puedes verificar las caracterís-
ticas según el tipo de mancha solar. ¿cuáles
son las características que identificamos?
……………………………………………………………….
……………………………………………………………….
……………………………………………………………….
……………………………………………………………….
32
Manual de LaboratorioManual de Laboratorio
2. Interactuamos con los planetas (Aplicación Star Chart)
Desde tu percepcion, ¿cuál de los planetas estudiados destacó en función a sus característi-
cas? ¿Por qué?
.................................................................................................................................................
.................................................................................................................................................
¿Crees qué, existe una relación entre los planetas y los aspectos relacionadosa la vida diaria?
Menciona cuáles y justifica tu respuesta.
.................................................................................................................................................
.................................................................................................................................................
En función a las características de Mercurio, Venus, Marte, Júpiter y Saturno ¿crees tú qué es
posible la existencia de vida orgánica en estos planetas? ¿Por qué?
.................................................................................................................................................
.................................................................................................................................................
Conclusiones
Las manchas solares observadas según la tabla de Zürich o de Waldmaier se clasifican como
tipo A, lo cual indica que son un grupo de poros sin penumbra.
Con la aplicación Star Chart se puede observar los planetas en el mapa estelar, además de
sus características. Como por ejemplo Mercurio no tiene satélites naturales, el 96% de la
atmósfera de Venus es CO2
, Marte posee dos satélites naturales, mientras que Júpiter tiene
más de 60 satélites naturales y el 96% de la atmósfera de Saturno es H2
.
Bibliografía de consulta
•	 Educación, M. D. (2015). Concreción curricular desde la visión de los campos y el enfoque de las
áreas. La Paz.
•	 Oswaldo Gonzáles. (2000). Los planetas. En Planetas interiores - Planetas exteriores (1 - 8). Espa-
ña: Liverpool JMU.
•	 Artrogea.ORG. (2011). La observación diaria del sol. 5 noviembre 2018, de GEA Sitio web: http://
astrogea.org/divulgacio/sol_spots.htm
•	 Manuel Marqués López. (2003). Manchas Solares. 05 noviembre 2018, de Nimbar Sitio web:
http://www.nimbar.net/astronomia/manchas_solares.htm
La Tierra en comparación con los otros planetas reúne
las condiciones y características necesarias para la
existencia de vida orgánica, por ello debemos cuidar el
medio ambiente en el que vivimos.
Observación con
telescopio
2do de Educación Secundaria Comunitaria Productiva
(Ciencias Naturales)
PRÁCTICAS
DE LABORATORIO
35
FísicaFísica
La luz como fenómeno de interacción con los seres de la natu-
raleza
¿Cuál es el primer ojo de la historia natural? No lo sabe-
mos con demasiada seguridad, pero los estudios apuntan
a algún ser marino de una antigüedad de unos 1 000 mi-
llones de años. Los fósiles más antiguos son de una es-
pecie de trilobites1
cuyos ojos de 543 millones de años
de antigüedad, se asemejan mucho a los de los insectos
en la actualidad y como casi toda invención humana se
realizó en base a las estructuras biologías de los anima-
les o plantas, y se construyeron lentes que, en un primer
momento, fueron utilizados como lupas de aumento para
la lectura de mapas y descifrar lecturas pequeñas y borro-
sas, por ejemplo, en la novela “En el nombre de la rosa”
de Umberto Eco, el protagonista utiliza un lente para po-
der descifrar textos antiguos difíciles de ver a simple vista,
lo que nos da una idea de la importancia de este tipo de
instrumentos en la antigüedad. Son muchas las lentes en-
contradas de diferentes formas y tamaños que tienen una gran antigüedad. Los hallazgos
arqueológicos, señalaron que fueron utilizadas para hacer pequeños rótulos o inscripciones,
que aparecieron en objetos hallados en las misteriosas tumbas de Minos, en Egipto.
El ojo humano es un órgano fotorreceptor2
, que nos permite observar con claridad los ob-
jetos que nos rodean y que a su vez nos ayuda más que ningún otro sentido. Podemos
observar lo que nos rodea y en una fracción de segundo los ojos ayudaran al cerebro para
indicarnos el tamaño, la forma, el color y la textura del mismo. También los ojos nos indican
lo cerca o alejado está un objeto, si está quieto o se nos está acercando.
Revisando un poco de historia respondemos ¿Cómo se creía antiguamente que se producía
el proceso de visión? ¿Cuáles son las diferencias en la parte óptica, de una cámara mecánica
y una digital? ¿A cuál de estas cámaras se asemeja el ojo?
Objetivo
•	 Observar el funcionamiento del ojo humano y sus patologías,
a partir de la ecuación de lentes delgados, utilizando el banco
de óptica.
Materiales
•	 Riel con 2 soportes	
•	 Deslizadores
•	 Pantalla blanca
•	 Lente +100, -100
•	 Fuente de luz
Cantidad
2
2
1
1
1
1	 Los trilobites son un grupo de artrópodos fósiles que vivieron durante el Paleozoico, apareciendo hace 542 millones de años
en el Cámbrico y extinguiéndose a finales del Pérmico, antes de la llegada de los dinosaurios, viviendo en total cerca de 300
millones de años.
2	 Células receptoras sensibles a la luz, están formados por: conos y bastones que convierten la luz en impulsos nerviosos.
Laboratorio 5
Sentido de la vista
La óptica y la fabricación de cristales, uso de
un lente (pintura de Conrad von Soest)
36
Manual de LaboratorioManual de Laboratorio
37
FísicaFísica
38
Manual de LaboratorioManual de Laboratorio
Aplicación de la práctica de laboratorio
La miopía en el ojo humano y su funcionamiento
Una vez obtenida una imagen nítida, medimos las distancia entre la pantalla blanca y la
lente de +100 y con la lente de - 100, graficamos y determinamos la distancia de la imagen,
por la ecuación de lentes delgados.
Conclusiones
Demostramos el funcionamiento del ojo humano y la potencia en dioptrías que presenta la
visión en contacto con el medio natural. Además, identificamos las características que pre-
sentan nuestros ojos al momento de observar los objetos y dificultades en la visión.
Utilizando la ecuación de lentes delgados, calculamos la potencia del cristalino cuando en-
foca un objeto muy lejano y la cantidad de dioptrías que presenta esta. Asimismo, utilizando
el banco de óptica y las lentes +100 y -100, observamos la imagen invertida en la retina, así
también la imagen borrosa que demuestra una falencia en la visión.
Entender las características y fenómenos físicos para la corrección en las desviaciones de la
visión y posible desarrollo de tecnología para corregir dichas falencias de forma eficiente y
efectiva.
Bibliografía de consulta
•	 Educación, M. D. (2015). Concreción curricular desde la visión de los campos y el enfoque de las
áreas. La Paz.
•	 Dacarett, D. F. (26 de 10 de 2016). ¿Cómo funciona el ojo Humanad? Francisco dacarett. Obtenido
de https://dacarett.com.Funcionamiento del ojo
•	 Óptica. (s.f.). Obtenido de https://www.youtube.com/watch?v=5DQ_Bvmq1V4
•	 Trust-Deliver-Learn. (s.f.). Kit de Óptica. eisco.  
Configurar el banco óptico
En el banco de óptica aña-
dimos a la riel un desliza-
dor con una lente cóncava
de -100 (gafas), delante de
la pantalla blanca (retina)
juntamos las dos lentes,
y las movemos hasta que
la imagen se proyecte de
forma clara en la pantalla
Deslizar la lente -100
Deslizamos la lente de -100 y
la pantalla blanca (retina) has-
ta que la imagen formada en la
pantalla este nítida.
Montaje del sistema óptico
.................................................
.................................................
.................................................
Sistema óptico
39
FísicaFísica
Espejos planos y su utilidad
Los espejos están fabricados de un material reflectante y po-
seen una superficie abrillantada como una capa de plata o de
aluminio, lo que se consigue mediante un proceso llamado
“plateado”, antiguamente solamente se pulía la superficie de
un metal para obtener el efecto deseado, debido a la mejora
de los métodos de plateado es que los espejos, ahora poseen
una capacidad reflectora de la intensidad de la luz incidente
del 95% o superior. La formación de imágenes en los espejos
es una consecuencia de la reflexión de los rayos luminosos en
la superficie del espejo. Las imágenes que se captan son: si-
métricas, porque aparentemente está a la misma distancia del
espejo, virtuales; porque se ven como si estuvieran dentro del
espejo, no pueden recogerse sobre una pantalla, pero si pue-
den ser vistas por nuestro ojo y las imágenes reflejadas son de-
rechas; porque conservan la misma orientación que el objeto,
las lentes de nuestro ojo, cristalino y córnea, se encargan de
enfocar y de concentrar los rayos que inciden en nuestra retina.
El mirar un espejo, nos ayuda a reconocernos y admirarnos; sin embargo, en muchas cultu-
ras de Sudamérica los espejos eran más que unos simples objetos de uso cotidiano; estos
eran considerados como objetos mágicos y misteriosos capaz de atrapar el alma, además
de servir como instrumentos para adivinar el futuro. El espejo era hecho en ese tiempo de
pirita, un mineral metálico de color amarillo y con formas geométricas cúbicas, octaédri-
cas o dodecaédricas casi perfectas y se concebía como un objeto que mostraba más que
un simple reflejo de la realidad, actualmente la utilidad que se les da a los espejos es muy
variada, desde su uso en la estética, hasta su utilización en la astronomía, debido a su impor-
tancia se realizan constantes cambios respecto a su forma y a los materiales que se utilizan
en su fabricación.
¿Cuál es el procedimiento para la fabricación de un espejo? ¿Podríamos identificar la ley de
reflexión en un espejo utilizando el sol como fuente de luz? ¿Conoce el funcionamiento de una
cocina solar? ¿Cómo es su funcionamiento?
Objetivo
•	 	Demostramos de manera teórica y experimental el número de imágenes que obte-
nemos cuando utilizamos los espejos planos variando en ángulo que forman entre sí.
Materiales
•	 Banco óptico		
•	 Porta espejo y pantalla
•	 	Cilindro de madera	
•	 Riel graduado, 400 mm de longitud
•	 Espejos rectangulares
•	 Transportador de 360°	
Cantidad
1
1
1
1
2
1
Laboratorio 6
Reflexión en espejos
La cocina solar aprovecha las superficies
reflejantes para concentrar los rayos del
sol en un punto
40
Manual de LaboratorioManual de Laboratorio
41
FísicaFísica
120° 90°
72° 60°
42
Manual de LaboratorioManual de Laboratorio
45° 40°
Donde:
Número de
imágenes
formadas.
Donde:
Ángulo formado
entre los dos
espejos planos
Gráfica
43
FísicaFísica
Aplicación de la práctica de laboratorio
  Montaje del sistema
............................................
............................................
............................................
............................................
............................................
............................................
............................................
Condición del sistema
............................................
............................................
............................................
............................................
............................................
............................................
............................................
Análisis del fenómeno
............................................
............................................
............................................
............................................
............................................
............................................
............................................
............................................
............................................
............................................
............................................
Ángulo Observación N= (360°/α)-1
180°
36°
30°
44
Manual de LaboratorioManual de Laboratorio
Fabricación de un caleidoscopio
Para su elaboración se necesitarán los siguientes materiales:
•	 Tubo de aproximadamente 20 cm x 5
cm, preferentemente de cartón
•	 	Tres recortes de espejo, en forma de
rectángulo, de aproximadamente 12 cm
x 3 cm. (Se pueden obtener de 2 CD que
ya no utilices)
•	 	Pedazo de vidrio pequeño o cuentas de
plástico de colores.
•	 	Dos círculos de acetato del mismo diá-
metro del tubo.
•	 	Un círculo del mismo diámetro del tubo
con una perforación en el centro de
aproximadamente 1 cm, de cualquier
material similar al del tubo.
•	 	Cinta adhesiva, tijeras lápiz.
Unimos los tres espejos, formando con ellos un triángulo con las caras reflejantes en el in-
terior del mismo, posteriormente introducimos este dentro el tubo de cartón, tapamos un
extremo del tubo con el acetato y por el otro introducimos los pedazos de vidrio y cuentas
de plástico, cerramos el otro extremo del tubo de cartón y observamos apuntando hacia
una fuente de luz observaremos las imágenes formadas, haciendo rotar el tubo lentamente.
Conclusiones
Se comprobó que la formación de imágenes en espejos planos responde a la fórmula gene-
ral que fue verificada de forma experimental, además de observar que el número de imá-
genes que se forman se incrementa conforme se reduce el ángulo que forman los espejos.
Bibliografía de consulta
•	 Valero, Michel., Física Fundamental. Ed. Norma
•	 Aristizábal, D. &. (2008). Notas de clase sobre fundamentos de óptica geométrica. Medellín: Uni-
versidad Nacional de Colombia.
•	 Dini. (23 de enero de 2013). Obtenido de http://www.fing.edu.uy/if/cursos/intr_optica/Material/
optica_3.PDF
45
FísicaFísica
Incidencia del calor en la naturaleza y su influencia en los
cambios de la materia
Muchas veces confundimos el calor3
con la temperatura4
; sien-
do dos conceptos diferentes. Si se calientan diferentes cantida-
des de la misma sustancia, por ejemplo, agua en una taza y en
una jarra, el agua contenida en la taza hervirá antes que el de la
jarra, esto obviamente debido a la menor cantidad del líquido
en el recipiente pequeño, se necesita menor cantidad de calor
para elevar su temperatura hasta que hierva, una vez que ambos
hayan hervido los dos cuerpos tendrán la misma temperatura,
pero la jarra contendrá mayor cantidad de calor, debido a que
posee mayor cantidad de moléculas que vibran e incrementan
su temperatura. El calor fue aprovechado por las culturas y ci-
vilizaciones antiguas en varios aspectos como en el tratamiento de alimentos y su deshi-
dratacion, mediante el calor del sol, los mismos que conservaban sus propiedad nutritivas
y eran almacenados para épocas de escasez, por ejemplo en el año 1781, donde miles de
indígenas liderados por Julián Apaza (Túpac Katari), tendieron el cerco alrededor de la ciu-
dad de Nuestra Señora de La Paz el cual se prolongó por 11 meses, tiempo en el cual se tuvo
que recurrir al uso de estos alimentos deshidratados como el chuño5
, la haba, el ch’arki6
,
etc. Actualmente se continúa consumiendo estos productos y elaborándose con los mismos
métodos, otra forma de aprovechar el calor del sol se puede observar en el uso de la cocina
solar, la cual con el uso de material reflejante concentra el calor en un punto permitiendo la
cocción de alimentos.
Objetivo
•	 	Medir la temperatura de diferentes sustancias líquidas y sólidas utilizando instru-
mentos que nos permita medir la temperatura y apreciar las variaciones del grado de
temperatura de las diferentes sustancias líquidas y sólidas.
•	 	Conocer las diferentes escalas termométricas que se utilizan para medir la tempera-
tura.
Materiales
•	 Termómetro de alcohol	
•	 Termocupla	
•	 Multímetro
•	 Vasos de precipitado 100 ml – 250 ml
•	 Mechero Bunsen	
•	 Soporte trípode
•	 Pinza	
•	 200 ml de agua
•	 100 ml de alcohol etílico
•	 Cubos de hielo o porción de helado
Cantidad
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
3	 Calor es una forma de energía que fluye de un cuerpo caliente a otro frío.
4	 Temperatura es una cualidad intensiva que mide en cierta manera la energía de la vibración molecular o nivel térmico o
calorífico de los cuerpos.
5	 Papa procesada resultado de la deshidratación, por lo general por liofilización
6	 Tipo de carne deshidratada típico de las regiones andina y meridional de América del Sur que se ha usado desde antiguo para
conservar la carne por períodos prolongados.
Laboratorio 7
Temperatura
El sol es la mayor fuente de calor
46
Manual de LaboratorioManual de Laboratorio
Agua
Cubos de hielo
Medimos la temperatura
del agua con la termocupla
y termómetro de alcohol.
(registrar el valor obtenido)
2
Colocamos en un vaso
de precipitado un cubo
de hielo o helado.
Medimos la temperatura
del cubo de hielo con la
termocupla y termómetro
de alcohol. (Registrar el
valor obtenido)
1
Colocamos en un vaso
de precipitado 100 ml
de agua a temperatura
ambiente.
1 Montaje del sistema
2Lectura de la medición
Lectura de la mediciónMontaje del sistema
Ebullición del agua
Colocamos en un vaso
de precipitado 100 ml de
agua y sobre un soporte
trípode calentamos el
agua con la ayuda de un
mechero bunsen hasta
que comience a hervir.
Medimos con la termocupla
y el termómetro de alcohol
la temperatura del agua
hervida. (Anotar el valor
obtenido)
3
Hallamos la equivalencia en grados
kelvin, Fahrenheit a partir de los
datos obtenidos con la medición
de la termocupla en centígrados.
1 Montaje del sistema
2Lectura de la medición
Registro
de datos
47
FísicaFísica
Hallar la equivalencia en K, ºF y ºR de los datos
obtenidos con la medición de la termocupla
Relación entre escalas termométricas
Agua hervida ºC = 83 Agua a temperatura ambiente ºC = 18
Cubo de hielo ºC = - 3
48
Manual de LaboratorioManual de Laboratorio
Aplicación de la práctica de laboratorio
Tareas previas para el análisis de datos
Hallamos la equivalencia en Kelvin, Fahrenheit y ordenamos los datos obtenidos con la me-
dición de la termocupla en grados centígrados.
DATOS OBTENIDOS
Termómetro de alcohol °C Termocupla °C
Alcohol etílico
Varilla de acero
Conclusiones
Comprobamos la variación entre los datos obtenidos utilizando los instrumentos de medi-
ción de temperatura. Los termómetros de líquido en vidrio son normalmente utilizados para
la medición de la temperatura de fluidos.
La termocupla es normalmente utilizada para la medición de la temperatura de todo tipo de
sustancias y en cualquier estado.
Existen diferentes escalas termométricas que se utilizan para medir la temperatura.
Bibliografía de consulta
•	 Educación, M. D. (2015). Concreción curricular desde la visión de los campos y el enfoque de las
áreas. La Paz
•	 Jiménez. (2001). Física 1. Oruro Bolivia: Duplicado digital.
•	 http://www.madrimasd.org/cienciaysociedad/taller/fisica/energia/termometro/default.asp
Medición de la temperatura del alcohol
...............................................................
...............................................................
...............................................................
...............................................................
Medición de la temperatura de una
varilla de acero
...............................................................
...............................................................
...............................................................
...............................................................
49
FísicaFísica
Manifestación de los cambios de temperatura en los cuerpos
en la Madre Tierra
Todo lo que nos rodea está dentro un sistema térmico
donde los cuerpos interactúan entre sí y la energía pasa
de un cuerpo a otro buscando su equilibrio. En dicho
proceso, los cuerpos responden al cambio de tempera-
tura. Un claro ejemplo es el fenómeno de la dilatación
lineal que consiste en la variación de la longitud de un
cuerpo producto del cambio de temperatura y la estruc-
tura del mismo.
Con el fenómeno de la dilatación fue descubierta la riqueza del Cerro Rico de Potosí. Según
la leyenda cuenta que, Diego de Huallpa, indígena que buscaba una de sus llamas perdidas,
en el cerro prendió una fogata porque ya había caído la noche y el frío arreciaba. Por la ma-
ñana, descubrió un hilo de plata que se fundió a flor de roca y que sobresalía de los restos
de la fogata que había encendido la noche anterior: se trataba de una veta rica en plata,
producto del cambio de temperatura la veta de plata que se encontraba cerca se dilato,
rebaso de sus cavidades y se fundió.
La dilatación de los cuerpos está ligada a las actividades diarias como la construcción de
carreteras, puentes y edificación de las viviendas, Otro caso se presenta en las ruedas de
los coches, si la temperatura aumenta, el aire que contienen las ruedas gana presión y se
dilata, antiguamente la dilatación era utilizada en la herrería, donde los herreros sometían
al metal a altas temperaturas para así poder moldar y forjar sus herramientas, proceso que
hoy en día se industrializo.
¿Cómo se determina la dilatación de una barra en el proceso de construcción de una vivien-
da? ¿En qué actividades productivas se hace más notorio el fenómeno de la dilatación? ¿Por
qué se realiza el corte del asfaltado de una carretera, cada cierta distancia?
Objetivo
•	 	Comprobar la dilatación y contracción de distintos cuerpos, sometiendo estos a va-
riaciones de temperatura.
Materiales
•	 Termómetro de alcohol
•	 Calibrador vernier
•	 Micrómetro con dial
•	 Varilla de acero
•	 Varilla de aluminio
•	 Mechero Bunsen	
•	 Soporte trípode
•	 Pinza	
•	 Soporte universal
•	 Malla de asbesto
•	 Vaso de precipitados de 500mL
Cantidad
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
Laboratorio 8
Dilatación de la carretera por la variación de
temperatura.
Dilatación Lineal
50
Manual de LaboratorioManual de Laboratorio
Dilatación de la
varilla de acero
1 Montaje del sistema
Medimos con el vernier  la
longitud de la varilla de acero
y registramos  su longitud
inicial,  introducimos  la
misma en el vaso de
precipitados de 500 mL lleno
de agua, verificando que la
varilla este en posición
vertical y en el centro del vaso
de precipitados, bajamos la
pinza que sostiene el
micrómetro de tal manera que
el dial este en contacto con  la
varilla de acero, si el indicador
con dial ya empieza a marcar,
deberemos de realizar una
resta para hallar la diferencia
real de longitud de la varilla
de acero.
3
Dilatación de la
varilla de acero
Conforme se incremente la
temperatura de la varilla de
acero esta se ira dilatando e
incrementando su longitud,
la misma se verá reflejada en
el micrómetro cuando el dial
del mismo sea desplazado,
cuenta la temperatura inicial
de la barra. Registramos el
valor del incremento de la
longitud de nuestra varilla y
la diferencia de temperatura
existente.
2
Colocamos la segunda
pinza al soporte y
aseguramos el
termómetro.
Procedemos a situarlo
en el interior del vaso
de precipitados de tal
forma que mida la
temperatura,
registramos la misma y
procedemos a encender
el mechero bunsen.
4
Contracción de la
varilla de acero
Una vez registrados los
valores la longitud y de la
temperatura apagamos
nuestro mechero bunsen
y esperamos a que
retorne a la temperatura
ambiente, observando la
contracción de nuestra
varilla conforme la
temperatura vaya
disminuyendo.
Medición de la
temperatura
51
FísicaFísica
 
Tabla 1: Registro de datos
Empezaremos analizando
la fórmula de dilatación lineal.
Donde:
Coeficiente de
dilatación lineal es
distinto en cada
material
Cambio de longitud
Longitud inicial
Variación de
temperatura
Experimentalmente se demuestra
que el cambio de longitud es
proporcional al cambio de
temperatura, pero el incremento
de longitud se hace despreciable
frente la longitud inicial porque es
relativamente pequeña.
Para comprender la dilatación, es
conveniente visualizar el fenómeno
a nivel microscópico, la expansión
térmica de un sólido sugiere un
aumento en la separación promedio
entre los átomos en el sólido.
Debido a que la vibración, aumenta
conforme lo hace la temperatura, la
separación promedio entre los
átomos aumenta con la temperatura
y el sólido como un todo se
expande.
52
Manual de LaboratorioManual de Laboratorio
Aplicación de la práctica de laboratorio
Aplicando los pasos de la práctica de laboratorio anterior, vamos a trabajar en el análisis de
la varilla de aluminio:
Conclusiones
Los cuerpos cuando sufren un cambio de temperatura se contraen o se dilatan. Se dilatan
al incrementar su temperatura aumentando su energía interna por lo que las moléculas se
mueven más rápido, chocan fuertemente y se separan entre ellas, cuando la temperatura
disminuye la energía interna de estas moléculas disminuye por lo tanto su movimiento es
menor, produciéndose la contracción, proceso contrario a la dilatación.
En nuestro diario vivir observamos este tipo de fenómenos en: la construcción de carreteras
o aceras, se realiza un corte cada cierta distancia y se rellena con alquitrán, esto se hace
para dar espacio a la dilatación del concreto, si observamos los días de calor el alquitrán
“rebasa” sus cavidades y retorna a su estado normal cuando la temperatura disminuye, si
observamos los cables de tensión en días de calor veremos que estos están más holgados y
en días de frio se tensan más.
Bibliografía de consulta
•	 Educación, M. D. (2015). Concreción curricular desde la visión de los campos y el enfoque de las
áreas. La Paz
•	 Serway, R. A. (2002): “Física”. Tomo I y II McGraw- Hill.
•	 http://www.madrimasd.org/cienciaysociedad/taller/fisica/energia/termometro/default.asp
•	 sites.google.com/a/colegiocisneros.edu.co/fisica10y11/home/termodinamica/dilata-
cion-de-cuerpos.
Realizar un análisis del
comportamiento del alumi-
nio frente al fenómeno de la
dilatación.
............................................
............................................
............................................
¿A qué se debe que algunos
metales se dilaten más que
otros?
............................................
............................................
............................................
Datos Aluminio
α 2,3×10-5°
C°-1
T0
TF
ΔT
L0
102mm
ΔL
ΔL= αL0
XΔT
ΔL=.................................
ΔL=.................................
ΔL=.................................
Obtener datos de la muestra de
aluminio
Dilatación de cuerpos
sólidos
3ro de Educación Secundaria Comunitaria Productiva
(Física)
PRÁCTICAS
DE LABORATORIO
55
FísicaFísica
Cuantificación de las magnitudes en los fenómenos de la natu-
raleza (Medición Directa)
El concepto de “medir” fue desarrollado por las culturas
que habitaban esta región del planeta, así los Quechuas,
desarrollaron unidades de medida pequeñas (yuku, apro-
ximadamente 16 centímetros) y grandes como (inka tupuq
aproximadamente 8000 metros) y una unidad utilizada
como medida de masa el “putquy” que hace referencia a
una cantidad contenida entre ambas manos y que se apro-
xima a ½ libra, la medida de longitud más importante en la
cultura quechua fue la rikra o braza, la cual se define como
la distancia entre los extremos de los dedos cuando los
brazos están tendidos horizontalmente. Esta palabra signi-
fica, hombro/brazo. Estas unidades de medida fueron sin
duda alguna utilizadas en actividades comerciales como el
“truykarquy” o trueque y la construcción de edificaciones como sus viviendas o grandes
edificaciones como Machu Picchu.
Fue en 1983 donde se redeficieron unidades como el metro7
y el kilogramo, mejorando los
niveles de exactitud de estos patrones, los cuales son utilizados por varios paises aunque
en otros aún se mantienen sistemas de medida diferentes, como el pie o la, estas unidades
pueden apreciarse en las especificaciones de las cajas de los productos que se importan,
pudiendo observar datos respecto a las dimensiones y masas de los productos.
Para realizar el registro de datos cuantitativos en laboratorio, existen dos tipos de medidas:
directas e indirectas. En este sentido es importante mencionar que existe una incertidum-
bre8
asociada con toda medición, por ello las medidas exactas y precisas son importantes
para las prácticas experimentales, en la actualidad se utiliza en procesos por sobre todo
industriales donde el cuantificar la magnitud de algún producto es imprescindible.
¿Qué otros instrumentos y unidades de medida utilizados en tu región conoces? ¿Cuál fue el
origen de los instrumentos y unidades de medidas utilizadas en tu región?
Objetivo
•	 	Determinar la masa de un bloque de madera (medida única) mediante la correcta
utilización de instrumentos de laboratorio y expresar el resultado de dicha medición.
•	 	Hallar las dimensiones de un bloque de madera (serie de mediciones) mediante el
uso de instrumental de laboratorio para expresar el resultado de una medición.
Materiales
•	 Calibrador vernier
•	 Balanza digital
•	 Bloque de madera
Cantidad
1
1
1
	
7	 Raymond A. Serway, Chris Vuille. (2012). Fundamentos de Física. México: CENGAGE LEARNING.
8	 La incertidumbre también se llama error
Laboratorio 9
Calibrador Vernier
Prototipo internacional del kilogramo, com-
puesto de una aleación de platino e iridio.
56
Manual de LaboratorioManual de Laboratorio
57
FísicaFísica
 
Aplicación de la práctica de laboratorio
Medición única
Datos extraídos
de la tabla 1:
Calcular el error porcentual:
El resultado correcto de la
medición es:
2 3
Serie de mediciones
Tabla 2: Registro del Alto del Bloque Hallamos la media aritmética del
alto del bloque:
1
Hallamos la desviación
estándar:
2 Calculamos del error:3
Consideramos el error hasta el
primer dígito distinto de cero,
redondear si corresponde:
Consideramos el error hasta el
primer dígito distinto de cero,
redondear si corresponde:
Datos:
Calculamos el error
porcentual:
El resultado correcto de la
medición es:
4 5
6
1
Donde:
Error de la medición
Error porcentual
Valor de la medición
58
Manual de LaboratorioManual de Laboratorio
Aplicación de la práctica de laboratorio
Realizamos el análisis de los datos obtenidos en la medicion del largo y ancho, del bloque
de madera.
	
Conclusiones
Para poder realizar una correcta medición intervienen varios aspectos que muchas veces
no son considerados, pero que son importantes y utilizados en ámbitos relacionados con la
elaboración de algún producto, en nuestro caso, una vez que realizamos las medidas para
obtener la masa del bloque utilizando la balanza digital, se obtuvo el siguiente resultado:
M=(181,00 ±0,01) [g];0.006%
Y para obtener las dimensiones del bloque, se utilizó el calibrador Vernier y se realizó varias
mediciones, el resultado es:
Alto Largo Ancho
A=(43,74±0,05)[mm];0,11% B= C=
Bibliografía de consulta
•	 Educación, M. D. (2015). Concreción curricular desde la visión de los campos y el enfoque de las
áreas. La Paz.
•	 González, D. (2007 [1608]). Vocabulario de la lengua general de todo el Perú llamada Lengua
Quichua o del Inca, Runasimipi Qespisqa Software (http://www.runasimipi.org).
•	 Raymond A. Serway, Chris Vuille. (2012). Fundamentos de Física. México: Cengage Learning. Vo-
lumen 1
•	 Young, Hugh D. y Roger A. Freedman. Sears - Zemansky (2009). Física universitaria volumen 1.
Decimosegunda edición. México: Pearson Educación.
•	 PTB mitteilungen, “Edición especial – Experimentos para el Nuevo SI, el Sistema Internacional de
Unidades” (2016) Berlín.
N
B
largo
mm
di
=xi
-x ̅ di
2
1
2
3
4
5
x ̅ = ∑di
2
=
Largo del Bloque
N
C
Ancho
mm
di
=xi
-x ̅ di
2
1
2
3
4
5
x ̅ = ∑di
2
=
Ancho del Bloque
59
FísicaFísica
Determinación de densidades
En el siglo III a.C., el rey Hierón II que gober-
naba Siracusa, pidió a un orfebre que le crea-
se una hermosa corona de oro, para lo que le
dio un lingote de oro puro. Una vez el orfe-
bre hubo terminado el trabajo, le entregó al
rey su corona, entonces las dudas comenza-
ron a invadirle. La corona pesaba lo mismo
que un lingote de oro, pero ¿y si el orfebre
había sustituido parte del oro de la corona
por plata para engañarle? (Leer La corona de
Herión y el Eureka de Arquímedes).
Es a partir de la solución a este problema que
se plantea esta experimentación, mediante
la cual hallaremos el volumen de objetos
metálicos a través del “Principio de Arquí-
medes9
” para que posteriormente podamos
hallar la densidad de cada objeto y determi-
nar el material con el cual fueron fabricados,
este principio se utiliza para conocer el volumen de cuerpos de forma irregular, sin embargo
para esta práctica mediremos el volumen de cuerpos cilíndricos que vienen en nuestro ma-
terial de laboratorio.
Reunidos en grupos de trabajo respondemos a las siguientes interrogantes: ¿Crees que la
historia de; la corona de Herión y el Eureka de Arquímedes, es cierta?, ¿Por qué?, ¿Qué otras
aplicaciones prácticas posee el principio de Arquímedes?
Objetivo
•	 	Determinar la densidad de objetos metálicos, mediante el uso de distintos instru-
mentos de medición y la aplicación del principio de Arquímedes logrando posterior-
mente identificar el tipo de metal con el que fueron fabricados.
Materiales
•	 Probeta 100 mL
•	 Vaso de precipitado 250 mL
•	 Vaso de precipitado 500 mL
•	 Balanza electrónica 0.01 g
•	 Varilla de aluminio
•	 Varilla de acero
Cantidad
1
1
1
1
1
1
 
9	 El principio indica que “Un Cuerpo total o parcialmente sumergido en un fluido en reposo, experimenta un empuje de abajo
hacia arriba igual al peso del volumen que desaloja”
Laboratorio 10
Arquímedes en bañera, cuando tuvo que la idea que lo llevó a 	
enunciar el principio que lleva su nombre (grabado en madera del
siglo XVI)
Principio de Arquímedes
60
Manual de LaboratorioManual de Laboratorio
Varilla de aluminio
Medición de la masa
1 2
Colocamos la
varilla de
aluminio y
registramos el
dato que indica
la balanza.
Registro del dato
Montaje del sistema
1
Introducimos un vaso de
precipitado de 250 mL en
otro de mayor capacidad
(500 mL).
Llenamos el vaso de precipitado
de 250 mL con agua hasta el
borde, sin derramar agua en el
recipiente que lo contiene.
Condición del sistema
2
Volumen de la varilla
de aluminio
Introducimos la varilla de
alumino lentamente en el
vaso de precipitado de
250 mL.
Introducción de la
varilla de aluminio
4
El volumen de agua desplazado será el
volumen del objeto.
Registro de datos5
3
Quitamos con cuidado el vaso
de precipitado de 250 mL y
vertimos el volumen de agua
que se desplazó en una
probeta. Registramos el
volumen desplazado por la
varilla de alumino. (Repetimos
este acción cinco veces).
Tabla 1: Registro de la masa
61
FísicaFísica
Tabla 2: Registro del volumen
Masa de la varilla de aluminio
Donde:
Masa
Densidad
Volumen
Volumen de la varilla de aluminio
Densidad de la varilla de aluminio
Datos extraídos
de la tabla 1:
Calculamos el error
porcentual:
El resultado correcto
de la medición es:
1 2 3
Hallamos la media
aritmética del volumen:
1
Hallamos la densidad:1
Comparando con resultados en tablas, la densidad del
aluminio es:
2
Efectivamente este valor se
aproxima al valor hallado
experimentalmente,
confirmando que la varilla
es de aluminio.
62
Manual de LaboratorioManual de Laboratorio
Aplicación de la práctica de laboratorio
Aplicando los pasos de la práctica de laboratorio anterior, cambiaremos la varilla de alumi-
nio por la de acero, registrar tus observaciones:
Observaciones
...................................................................................................................
...................................................................................................................
...................................................................................................................
...................................................................................................................
Conclusiones
Con los datos obtenidos durante el proceso de experimentación (masa y volumen), halla-
mos el valor de la densidad de cada material, a partir de este dato y realizando una compa-
ración con la tabla de densidades de valores ya definidos, determinamos el material con el
que están fabricados los objetos experimentales.
El método con el cual se obtuvo el volumen de cada objeto fue determinante para el error
en cada medición, el cual se encontró y pudo evidenciarse mediante la comparación con las
tablas de las densidades reales de cada metal.
Bibliografía de consulta
•	 Educación, M. D. (2015). Concreción curricular desde la visión de los campos y el enfoque de las
áreas. La Paz.
•	 Edwin H. Gutiérrez E. (2011). Mediciones y Errores. “En Física General Vol.1 Conceptos Funda-
mentales” (65,66). Sucre, Bolivia: Consejo Editorial.
•	 https://dialnet.unirioja.es/descarga/articulo/3959389.pdf
Instrumento Balanza digital
Precisión del instrumento (p)
Masa g
Objeto metálico Cilindro de aluminio
N Volumen ml
1
2
3
4
5
63
FísicaFísica
El péndulo simple en la determinación de la gravedad vincula-
das a las actividades cotidianas de la comunidad
Se denomina péndulo simple a un punto material
suspendido de un hilo inextensible y sin peso, que
puede oscilar en torno a una posición de equili-
brio. La distancia del punto con masa, al punto de
suspensión es la longitud del péndulo. Conside-
raremos el péndulo como ideal es decir no tiene
existencia real, ya que los puntos materiales y los
hilos sin masa son entes abstractos. En la práctica
se considera un péndulo simple un cuerpo de re-
ducidas dimensiones suspendido de un hilo inex-
tensible y de masa despreciable comparada con
la del cuerpo. Galileo estableció que el periodo
de oscilación del péndulo es independiente de la
amplitud10
y que por el contrario, sí depende de
la longitud del hilo que lo sostiene. Gracias a este
principio es que se pueden explicar las características del movimiento que poseen ciertos
objetos de uso cotidiano, como los relojes de pared y algunos instrumentos de medición del
tiempo como el metrónomo, se puede observar además en los columpios, el movimiento
de la campana y se aprovecha en la construcción de casas para verificar la verticalidad, me-
diante el uso de la plomada. En 1851 Jean Leon Foucault utilizo un péndulo de aproximada-
mente 25 Kg atado a una cuerda de 80 m, comprobando la rotación de la tierra, al observar
la variación del diámetro al cual el péndulo oscilaba.
¿Qué otra aplicación puede darse al péndulo simple? En un péndulo simple ¿De que manera
afecta la masa del cuerpo que oscila? ¿Tiene alguna importancia el angulo de oscilación del
péndulo?
Objetivo 	
Determinar el valor de la aceleración de la gravedad en la ciudad de La Paz, por medio de
la oscilación del péndulo simple.
Materiales
•	 Soporte universal
•	 Cronometro
•	 Hilo
•	 Regla o cinta métrica
•	 Transportador
•	 Hojas milimetradas
•	 Lápiz rojo y negro
•	 Esfera metálica
•	 Fotopuerta y electroimán
•	 Contador
Cantidad
1
1
1
1
1
1
2
1
1
1
10 Distancia máxima que se aleja el péndulo de la posición de equilibrio.
Laboratorio 11
El péndulo simple en actividades de la vida cotidiana
Péndulo simple
64
Manual de LaboratorioManual de Laboratorio
65
FísicaFísica
66
Manual de LaboratorioManual de Laboratorio
Aplicación de la práctica de laboratorio	
Medición de los tiempos para diferentes longi-
tudes
Aplicando los pasos de la práctica de laboratorio desarrolla-
da oscilamos un péndulo a un ángulo de 15° con respecto a
la vertical, sin utilizar la fotopuerta y midiendo el tiempo en
el que el péndulo, realiza 20 oscilaciones con el cronometro
para longitudes de 40, 60 y 80 cm.
Calculamos el periodo utilizando la formula ; T=2π√(L/g)
para
Conclusiones
Determinamos el valor de la aceleración de la gravedad en la ciudad de La Paz, mediante la
oscilación del péndulo simple. Esta experiencia puede replicarse nuestras ciudades hallando
el valor de la gravedad de las mismas.
Logramos identificar las variables que intervienen en la oscilación de un péndulo simple.
Bibliografía de consulta 	
•	 Educación, M. D. (2015). Concreción curricular desde la visión de los campos y el enfoque de las
áreas. La Paz.
•	 Resnick-Halliday; (1974) Física, parte I; Compañía editorial Continental S.A.; México.
•	 CUBIDES, D. (11 de MAYO de 2012). Galileo y el descubrimiento del péndulo obtenido de física
Galileogalilei. blogfspot.com
•	 Fundación Universitaria Iberoamericana. (2018). Plataforma educativa de recursos digitales. Ob-
tenido de Fundación Universitaria Iberoamericana: http://compendiodefisica.carpetapedagogi-
ca.com/2013/02/magnitudes-derivadas.html
N
Tiempo
t (s)
Periodo
T(s)
1
2
3
Promedio
N
Tiempo
t (s)
Periodo
T(s)
1
2
3
Promedio
N T(s) L (m) g(m
/s2
)
1
2
3
Promedio
N
Tiempo
t (s)
Periodo
T(s)
1
2
3
Promedio
Para: L=0,40m Para: L=0,60m Para: L=0,80m
67
FísicaFísica
Magnitudes vectoriales en la tierra y el cosmos (Método del
polígono)
En nuestra vida cotidiana utilizamos
vectores11
de forma recurrente sin que
nos percatemos de ello, cuando realiza-
mos actividades tan simples como utili-
zar un pico o una pala o cuando uno está
apoyado en la pared, al aplicar fuerza
para levantar algún objeto, intervienen
en estas actividades un número de fuer-
zas y otros factores los cuales pueden
ser analizados y cuantificados, cuando
nosotros nos dirigimos a un determina-
do sitio también se están utilizando con-
ceptos de carácter vectorial.
Supón que quieres ir a tu unidad educativa por primera vez y no conoces su ubicación exac-
ta. Necesitaras saber dónde está, pero si solo sabes que se encuentra a un kilómetro de
distancia, no podrás encontrarla con esa única información, necesitaras saber en qué direc-
ción se empezará a
caminar, y en qué sentido, es decir un vector de dos dimensiones. Estos vectores son los que
nos ayudaran a tener una idea clara de las acciones a realizarse en una situación concreta.
En la siguiente práctica de laboratorio, una persona realizará diferentes desplazamientos en
un espacio bidimensional (plano), con la ayuda del flexómetro y la brújula.
¿Sabes cuál la diferencia entre una magnitud escalar y vectorial? ¿Qué diferencia existe entre
rapidez y velocidad? ¿Puede afirmarse que algún objeto se encuentra en reposo total? ¿por-
que?
Objetivo
•	 	Realizar vectores coplanares en un espacio bidimensional (plano) a través del despla-
zamiento de una persona.
•	 	Determinar las cara
•	 cterísticas del vector resultante graficando el vector mismo me-
diante el método del polígono.
Materiales
•	 Brújula
•	 Cinta métrica de 8 m
•	 Hoja milimetrada
•	 Estuche geométrico
•	 Lápices de color
Cantidad
1
1
1
1
1
11	 Los vectores se describen por medio de segmentos orientados, los cuales poseen características tales como magnitud, direc-
ción, sentido y punto de aplicación.
Laboratorio 12
Los vectores presentes en actividades cotidianas (Arando el campo 	
con bueyes , Siguiri 2016)
Magnitudes vectoriales
68
Manual de LaboratorioManual de Laboratorio
Por último 6 metros con
dirección al norte.
5 Cuarto
desplazamiento 6 Vector
Resultante
Medimos la distancia del punto
de partida, al punto donde se
encuentra el estudiante.
Con la ayuda de la brújula
determinamos la dirección.
(Vector Resultante)
4 Tercer
desplazamiento
Luego 3 metros con
dirección al este.
Nos ubicamos en el medio
de la cancha o patio de la
Unidad Educativa, y con la
ayuda de la brújula
marcamos el sistema de
referencia con los puntos
cardinales. (Este, Oeste,
Norte y Sur)
1 Ubicación
inicial
2 Primer
desplazamiento
Con la ayuda de la brújula y
el flexómetro, un estudiante
se desplaza 4 metros al
oeste.
3 Segundo
desplazamiento
Ahora 7 metros 45° al
sur del este (es decir
medir 45° partiendo
del este hacia el sur).
Se realizarán diferentes desplazamientos formando vectores en un plano
bidimensional, para calcular el vector resultante efectuando los siguientes pasos.
Método del polígono
69
FísicaFísica
70
Manual de LaboratorioManual de Laboratorio
Aplicación de la práctica de laboratorio
	
•	 El maestro deberá calcular gráficamente el vector resultante realizando nuevos
desplazamientos, diferentes a los realizados en esta práctica de laboratorio.
•	 Para realizar esta práctica también se recomienda utilizar un software para el
desarrollo de prácticas de física, que se encuentra en la bibliografía.
Conclusiones
Con la práctica de laboratorio pudimos observar que cuando nos desplazamos de un lugar a
otro, también realizamos vectores. Calculamos el vector resultante utilizando instrumentos
de medición (flexómetro y brújula), este vector es el resultado de la suma de los vectores A,
B, C y D,. Tiene origen o punto de aplicación coincidente con el primer vector y finaliza en el
extremo del vector ubicado en el último lugar.
Para reforzar lo aprendido durante la práctica, respondemos las siguientes preguntas:
¿En la práctica de laboratorio cuál fue la trayectoria y cuál fue el desplazamiento?
¿Cuándo mide el desplazamiento y la trayectoria?
¿En la práctica de laboratorio cuáles son las características del vector resultante?
¿Cuál es el valor del módulo y dirección del vector resultante encontrado?
Bibliografía de consulta
•	 Educación, M. D. (2015). Concreción curricular desde la visión de los campos y el enfoque de las
áreas. La Paz.
•	 Ing. Francisco Franco. (2011). Vectores. 6-11-2018, Fantástico, S.A. Sitio web: http://mgfrancis-
cofranco.blogspot.com
•	 Fernandez, A.T.(1972) geometría descriptiva y sus aplicaciones. Lima Tebar
•	 Estalella, S. (1988). Análisis vectorial. Barcelona. Reverte
 
71
FísicaFísica
La refracción de la luz, como fenómeno de la naturaleza (Ley de
Snell)
El Arco Iris es un fenómeno físico ocasionado
por la refracción de la luz solar misma que al
atravesar pequeñas gotas de agua origina la
descomposición de la luz y el resultado es el
reflejo de luces multicolores, sin embargo des-
de la cosmovisión12
de las diferentes culturas
se tienen diferentes concepciones entre ellas,
el signo de una nueva edad que debería co-
menzar, o la señal de una profecía o el mensaje
de los dioses entre otras cosas; por otro lado
desde la religión católica se cree a través de la
biblia en el Antiguo Testamento, en el libro de
génesis (9, 8 - 17) la alianza con Noé después
del diluvio, Dios mencionó “Esta será la señal
del pacto que establezco entre yo y vosotros,
y todo ser viviente que está con vosotros, por
generaciones, para siempre: Yo pongo mi arco
en las nubes como señal del pacto que hago con los hombres”. Este fenómeno físico es
aplicado con las lentes para diferentes instrumentos, actualmente podemos nombrar: la
fibra óptica que es un medio de transmisión, empleado habitualmente en redes de datos y
telecomunicaciones.
Desde tu punto de vista ¿Qué representa el arco iris? ¿qué opinan los sabios y personas ma-
yores de tu comunidad?. ¿Alguna vez intentaste alcanzar algún objeto que estaba en el fondo
de un recipiente con agua transparente? ¿Qué conclusiones sacas al respecto?
Objetivo
•	 	Determinar el índice de refracción del prisma rectangular, aplicando la ley de Snell en
el fenómeno de la refracción de la luz.
Materiales
•	 Riel con 2 soportes
•	 Deslizadores
•	 Laser
•	 Soporte de diafragmas y filtros
•	 Mesa óptica
•	 Transportador de 360°
•	 Diafragma con una ranura
•	 Prisma rectangular de cuarzo
•	 Papel blanco
•	 Transportador de ángulos
•	 Regla
Cantidad
1
3
1
1
1
1
1
1
1
1
1
12	 Manera de ver o interpretar el mundo y la realidad (Cosmovisión” (s/f.). En que significado.com. Disponible en: https://que-
significado.com/cosmovision/ Consultado: 11 de diciembre de 2018.
Laboratorio 13
Fenómeno natural debido a la refracción de la luz (Arco iris
una maravilla de la naturaleza, periódico La Patria)
Refracción de la luz
72
Manual de LaboratorioManual de Laboratorio
73
FísicaFísica
Determinamos el índice (n ) del prisma de cuarzo, tomando los datos experimentales
Donde:
Índice del prisma
de cuarzo
Velocidad de la
luz
n
C
Velocidad media
del rayo
luminoso Cálculo de la velocidad media en el prisma de
cuarzo
Datos:
Despejamos velocidad media
Para el cálculo del indice de refracción
aplicamos la ley de Snell, utilizamos los ángulos
formados respecto a la normal
Medimos los ángulos con transportador en la hoja graficada, y escribimos los
valores obtenidos e igualamos con los datos de los cálculos analíticos.
Demostración de la ley de Snell
1
2
1
74
Manual de LaboratorioManual de Laboratorio
Aplicación de la práctica de laboratorio
Conclusiones
Demostramos el fenómeno de la refracción de la luz en la práctica de laboratorio y su des-
composición.
Utilizando el prisma de cuarzo determinamos el índice de refracción de la luz aplicando la
ley de Snell, cuando este pasa de un medio a otro, por medio del diagrama y sus puntos de
intersección.
Logramos demostrar experimentalmente y con cálculos analíticos la ley de Snell que dice
“Que al pasar de un medio menos denso a otro y a la vez desde ese medio más denso al
mismo medio inicial, el ángulo de salida se conserva con el ángulo de incidencia”.
Bibliografía de consulta
•	 Educación, M. D. (2015). Concreción curricular desde la visión de los campos y el enfoque de las
áreas. La Paz.
•	 Kit de Óptica. (s.f.). En T. D. Learn, Guía de Experimentos (págs. 20-21.22). Eiscos Scientifica.
Experimentamos la refracción
de un haz de luz en un prisma
triangular, medimos los ángulos
de los rayos incidente, de
refracción y aplicamos lla ley
de Snell.
Observaciones
.................................................
.................................................
.................................................
.................................................
.................................................
75
FísicaFísica
La reflexión de la luz como fenómeno natural y generador de
energía
En esta práctica observaremos el comporta-
miento de la luz cuando esta incide con algún
material, este fenómeno fue estudiado desde la
antigüedad por diversos científicos, sin embar-
go, fue Isaac Newton quien explico las leyes de
la reflexión. Utilizaremos el kit de óptica para
analizar las leyes que explican este fenómeno,
la cual es utilizada en prácticamente todos los
campos de la ciencia y tecnología desde su uso
en espejos, donde vemos nuestra imagen refle-
jada, hasta su uso en el campo de la óptica y
la fabricación de microscopios y telescopios de
alta potencia, sin embargo no solo los espejos
o lentes poseen la propiedad de reflejar la luz,
antiguamente se usaban fuentes de agua, como
medios en los que se observaban movimientos
planetarios los Mayas, hicieron cálculos exac-
tos, de los periodos sinódicos13
de mercurio,
venus y calcularon con exactitud, los períodos de la luna y el sol.
¿De qué manera es aprovechada la reflexión de la luz solar en la generación de la energía?
¿Además de las aplicaciones en medicina, astronomía y energía, donde se puede apreciar la
utilización de espejos y lentes? Considerando la limitación en los materiales que poseían en
esa época, siglo XVII ¿qué crees que los científicos como Galileo y Newton pensarían respecto
a los instrumentos ópticos que poseemos hoy en día?
Objetivo
•	 	Observar el comportamiento de la luz cuando esta incide sobre una superficie y se
refleja analizando las leyes que rigen este fenómeno.
•	 	Hallar el ángulo crítico de un lente, considerando el material con el que está fabrica-
do el mismo.
Materiales
•	 Puntero láser
•	 Prismas de diferentes formas
•	 Espejo plano
•	 Transportador de 360°
Cantidad
1
2
1
1
13	 Es el tiempo que tarda el objeto en volver a aparecer en el mismo punto del cielo respecto al sol, cuando se observa desde la
Tierra.
Laboratorio 14
Isaac Newton, quien describió diferentes fenómenos
relacionados con el comportamiento de la luz
Refracción de la luz en
un ambiente controlado
76
Manual de LaboratorioManual de Laboratorio
Reflexión de la luz
Condición del sistema
1
Adecuamos el
sistema en un
ambiente en el que
exista relativa
oscuridad.
Montaje del sistema
Procedemos a montar el espejo plano y
el transportador, teniendo en cuenta
que la superficie reflejante del espejo
plano se encuentre alineado con los
ángulos de 0° y 180°.
La principal
característica de un
rayo reflejado, es que
su ángulo de incidencia
es igual al ángulo de la
luz reflejada.
2
Explicación
3
Con el puntero laser
incidimos un rayo en el
punto origen del
transportador, registramos
los ángulos del rayo de
incidencia y del rayo
reflejado.
Registro de datos 4
Explicación 5
Tomamos tres valores
del ángulo de
incidencia respecto a
la normal y
registramos esos
valores los cuales
deben de ser iguales a
los tres ángulos
reflejados para que
así se cumpla con la
primera ley de la
reflexión. Además
observamos que en el
lente plano convexo
parte de la luz se
refracta, cambiando
su dirección y la otra
se refleja,
conservando su
ángulo de incidencia.
77
FísicaFísica
78
Manual de LaboratorioManual de Laboratorio
79
FísicaFísica
Aplicación de la práctica de laboratorio
 
Montaje del sistema
.....................................................
.....................................................
.....................................................
.....................................................
Condición del sistema
.....................................................
.....................................................
.....................................................
.....................................................
Observación
.....................................................
.....................................................
.....................................................
.....................................................
Hallamos el ángulo crítico
.....................................................
.....................................................
.....................................................
.....................................................
Registro de datos
.............................
.............................
.............................
.............................
.............................
.............................
.............................
.............................
.............................
.............................
.............................
.............................
80
Manual de LaboratorioManual de Laboratorio
Conclusiones
La realización de la práctica no sirvió para verificar el comporta-
miento de la luz cuando esta se refleja en materiales de distinta
naturaleza, demostrando de forma experimental y teórica las leyes
que rigen este fenómeno, para afianzar lo aprendido responde-
mos a las siguientes interrogantes:
¿Considera que los resultados obtenidos están en concordancia con
las leyes previamente planteadas? ¿Qué opiniones tiene respecto al
grado de error de lo experimentado? ¿En qué situaciones de la vida
real se observan este tipo de fenómenos?
Bibliografía de consulta
•	 Educación, M. D. (2015). Concreción curricular desde la visión de los campos y el enfoque de las
áreas. La Paz.
•	 F. G. Smith & J. H. Thompson (1999), Óptica Limusa.
•	 Paul G. Hewitt, (1996), Conceptos de Física Limusa.
•	 Orear J. (1995) Física, Limusa.
•	 http://teleformacion.edu.aytolacoruna.es/FISICA/document/fisicaInteractiva/OptGeometrica/
historia/Historia.htm
 
Reflexión de la luz
81
FísicaFísica
El espectro electromagnético en la naturaleza
El espectro electromagnético es el con-
junto de longitudes de onda de todas
las radiaciones electromagnéticas, es-
tas radiaciones son invisibles pero están
presentes en las actividades de nuestro
diario vivir, por ejemplo, en las transmi-
siones de radio y televisión, cuando uti-
lizamos el control para cambiar de canal
nuestro televisor, en el supermercado
cuando se identifican los productos con
el lector de códigos de barra, cuando
vemos películas, escuchamos música,
nos toman una radiografía en el hospi-
tal o para tratar enfermedades como el
cáncer a través de la radioterapia.
También hay una parte del espectro electromagnético que sí se puede ver y es gracias a ella
que podemos apreciar las cosas que nos rodean y sus colores. Esta luz es realmente una
mezcla de diferentes colores y es la radiación visible del espectro electromagnético. En esta
práctica de laboratorio se analizará este fenómeno a través de la dispersión y de la luz.
¿Crees que este tipo de rayos afectan nuestro organismo? ¿De qué manera? ¿Es posible mini-
mizar los efectos de este tipo de rayos en nuestro organismo? ¿Cómo?
Objetivo
•	 	Reproducir el fenómeno de dispersión de la luz blanca al incidir esta en una prisma.
•	 	Observar la proporción visible y no visible del espectro electromagnético.
•	 	Analizar las características de la radiación visible del espectro electromagnético, uti-
lizando filtros.
Materiales
•	 Riel con 2 soportes
•	 Deslizadores 	
•	 Lámpara óptica y fuente de ali-
mentación
•	 Mesita para prisma
•	 Prisma equilátero
•	 Diafragma con una ranura
•	 Soporte diafragmas y filtros
•	 Pantalla blanca
•	 Papel rígido blanco
•	 Cinta transparente
Cantidad
1
4
1
1
1
1
1
3
1
1
1
Laboratorio 15
Fuentes que generan el espectro electromagnético y la longitud 	
de onda que poseen
El prisma de Newton
82
Manual de LaboratorioManual de Laboratorio
83
FísicaFísica
Fisica
Fisica
Fisica
Fisica
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Fisica

  • 1. Manual de Laboratorio Cursos en el uso de laboratorios para maestras y maestros del Sistema Educativo Plurinacional Profundizando la educación científica tecnológica y productiva FISICA
  • 2. © De la presente edición: Manual de Laboratorio Física Roberto Ivan Aguilar Gómez Ministro de Educación Eduardo Cortez Baldiviezo Viceministro de Educación Superior de Formación Profesional Luis Fernando Carrión Justiniano Director General de Formación de Maestros María Eugenia Hurtado Rodríguez Coordinadora Nacional a.i. Unidad Especializada de Formación Continua Equipo docente de Laboratorios Cursos en el Uso de Laboratorios de las Especialidades de Física, Química y Biología - Geografia para Maestras y Maestros del Sistema Educativo Plurinacional Cómo citar este documento: Ministerio de Educación. (2019) Manual de Laboratorio Física. La Paz, Bolivia. Depósito Legal: 4-2-650-16 P.O. Depósito Legal 4-1-50-19 P.O.
  • 3. Índice FísicaFísica Presentación............................................................................................................... 5 Orientaciones.............................................................................................................. 6 Bioseguridad............................................................................................................... 8 Materiales................................................................................................................... 9 1ro de Educación Secundaria Comunitaria Productiva (Ciencias Naturales)............ 11 Laboratorio 1. El proceso de medición en las actividades de nuestro diario vivir...... 13 Laboratorio 2. Materia, energía y sus transformaciones en la Madre Tierra.............. 17 Laboratorio 3. Estudio de los astros y su influencia en los seres vivos....................... 21 Laboratorio 4. Incidencia de la astronomía y la astrofísica en la naturaleza (Usando mi telescopio de día).................................................................................... 27 2do de Educación Secundaria Comunitaria Productiva (Ciencias Naturales)........... 33 Laboratorio 5. La luz como fenómeno de interacción con los seres de la naturaleza.35 Laboratorio 6. Espejos planos y su utilidad................................................................. 39 Laboratorio 7. Incidencia del calor en la naturaleza y su influencia en los cam- bios de la materia....................................................................................................... 45 Laboratorio 8. Manifestación de los cambios de temperatura en los cuerpos en la Madre Tierra........................................................................................................... 49 3ro de Educación Secundaria Comunitaria Productiva (Física)................................. 53 Laboratorio 9. Cuantificación de las magnitudes en los fenómenos de la natura- leza (Medición Directa)............................................................................................... 55 Laboratorio 10. Determinación de densidades........................................................... 59 Laboratorio 11. El péndulo simple en la determinación de la gravedad vincula- das a las actividades cotidianas de la comunidad....................................................... 63 Laboratorio 12. Magnitudes vectoriales en la tierra y el cosmos (Método del polígono)..................................................................................................................... 67 Laboratorio 13. La refracción de la luz, como fenómeno de la naturaleza (Ley de Snell)........................................................................................................................... 71 Laboratorio 14. La reflexión de la luz como fenómeno natural y generador de energía........................................................................................................................ 75 Laboratorio 15. El espectro electromagnético en la naturaleza................................. 81 Laboratorio 16. Principio de funcionamiento de un electroimán............................... 87 4to de Educación Secundaria Comunitaria Productiva (Física)................................. 91 Laboratorio 17. Movimiento rectilíneo uniforme en la dinámica de la vida co- munitaria.................................................................................................................... 93 Laboratorio 18. Movimiento rectilíneo uniformemente variado (Estudio de las variables del movimiento).......................................................................................... 99 Laboratorio 19. Movimiento vertical – caída libre en la Madre Tierra....................... 103 Laboratorio 20. Movimiento compuesto en los cuerpos de la Madre Tierra............. 107 Laboratorio 21. Mesa de fuerzas verticales y adición de vectores............................. 111 Laboratorio 22. Las poleas como herramientas que facilitan el trabajo..................... 115 Laboratorio 23. Máquinas simples (equilibrio de la balanza en el punto de apoyo).. 121 Laboratorio 24. La Máquina de Atwood utilizada en beneficio Sociocomunitario..... 125
  • 4. Ministerio de EducaciónMinisterio de Educación 5to de Educación Secundaria Comunitaria Productiva (Física)................................. 129 Laboratorio 25. Aplicaciones de la mecánica en procesos socio tecnológicos (Ley de Hooke)............................................................................................................ 131 Laboratorio 26. Inercia usando diferentes masas (Primera Ley de Newton).............. 135 Laboratorio 27. La fuerza generadora de movimiento (Segunda Ley de Newton)..... 139 Laboratorio 28. Ley de acción y reacción (Tercera Ley de Newton)............................ 143 Laboratorio 29. Aplicación de la rampa y el plano inclinado en el trabajo Socio- comunitario................................................................................................................ 149 Laboratorio 30. Plano inclinado (Energía cinética y potencial)................................... 153 Laboratorio 31. Trabajo realizado por una fuerza....................................................... 157 Laboratorio 32. Los motores como herramientas de trabajo en el diario vivir........... 163 6to de Educación Secundaria Comunitaria Productiva (Física)................................. 169 Laboratorio 33. Fenomenología del campo eléctrico, magnético en la Madre Tierra y el Cosmos (Electrostática).............................................................................. 171 Laboratorio 34. La corriente eléctrica para el bienestar de la comunidad (Am- perímetro, Voltímetro y Multímetro).......................................................................... 177 Laboratorio 35. Los circuitos simples aplicados como fuente de energía para la vida............................................................................................................................. 183 Laboratorio 36. Ley de Ohm y la Resistencia eléctrica................................................ 187 Laboratorio 37. Uso de las resistencias eléctricas en los procesos industriales de la comunidad (Resistencias en serie y paralelo)......................................................... 191 Laboratorio 38. Los fenómenos eléctricos como fuente de energía para la vida (Construcción de un generador de Van de Graaff)..................................................... 195 Laboratorio 39. Carga y descarga de un condensador electrolítico............................ 199 Laboratorio 40. Ley de Kirchhoff (Ley de Mallas)........................................................ 205
  • 5. Presentación La iniciativa de elaborar el presente manual surge en el contexto de la Revolución Educati- va con Revolución Docente articulada al proceso de universalización del Modelo Educativo Sociocomunitario Productivo bajo la Ley Nº 070 de la Educación “Avelino Siñani - Elizardo Pérez”, constituyendo una contribución a la consolidación y profundización de la educación científica, tecnológica y productiva en sintonía con el horizonte de la Soberanía Científica y Tecnológica con Identidad Propia planteado en la Agenda Patriótica del Bicentenario 2025. En consonancia con lo señalado, asumiendo que las maestras y los maestros son los refe- rentes más importantes de la calidad de la educación, esta iniciativa responde a los reque- rimientos de los Cursos en el Uso de Laboratorios de las Especialidades de Física, Química y Biología-Geografía para maestras y maestros del Subsistema de Educación Regular, cuya eje- cución está a cargo de la Unidad Especializada de Formación Continua (UNEFCO), instancia operativa del Ministerio de Educación con dependencia del Viceministerio de Educación Su- perior de Formación Profesional a través de la Dirección General de Formación de Maestros. Por ello, son participantes de estos cursos maestras y maestros con formación inicial y ejer- cen la docencia en las especialidades de Física, Química y Biología-Geografía y todas las maestras y maestros que estén trabajando en Unidades Educativas de Educación Secundaria Comunitaria Productiva que cuenten con los laboratorios para las especialidades señaladas. De ahí que, el diseño de los cursos contempla que la o el participante tenga la oportunidad de interactuar entre la manual de laboratorio, dossier interactivo y la aplicación UNELAB desde el inicio del proceso formativo; éste último posee un lector de respuesta rápida (QR) para ver los vídeos explicativos, imágenes en 360 grados del equipamiento de laboratorio y materiales de apoyo para poder profundizar las prácticas de laboratorio. Se ha previsto que al finalizar el proceso formativo, la o el participante deberá presentar el Manual de Laboratorio con las prácticas desarrolladas como evidencia de la concreción curricular lo cual le habilitará para que reciba un certificado con valor curricular avalado por el Ministerio de Educación. Finalmente, con este conjunto de estrategias, materiales y recursos educativos deseamos que las y los participantes de los Cursos en el Uso de Laboratorios de las Especialidades de Física, Química y Biología-Geografía enriquezcan la práctica educativa a partir del desarrollo de prácticas de laboratorio, fortaleciendo la formación integral de las y los estudiantes del Sistema Educativo Plurinacional, a través de procesos de producción de conocimientos para trasformar la realidad de la comunidad educativa. Roberto Iván Aguilar Gómez MINISTRO DE EDUCACIÓN FísicaFísica
  • 6. Orientaciones OrientacionesparaelUsodelManualdeLaboratorio Nombre y número de laboratorio Introducción al abordaje del contenido Preguntas problematizadoras Objetivo y materiales Códigos QR Descripción del procedimiento Aplicación de la práctica de laboratorio y toma de datos Conclusiones Bibliografía Orientaciones gráficas Ministerio de EducaciónMinisterio de Educación
  • 7. Vídeos Imágenes en 360° Documentos PDF Aplicaciones Paginas Web OrientacionesparaelUsodelaaplicaciónUNELAB En el Manual de laborato- rio encontraras códigos de respuesta rápida (QR) que te enlazaran con materiales de apoyo Descarga la aplicación UNELAB que contiene un lector QR y los recursos de la pagina web Los códigos QR que encontraras en el manual de laboratorio son: FísicaFísica
  • 8. Bioseguridad Al finalizar la práctica de labora- torio todo el material y equipa- miento debe estar en su respec- tivo lugar, todos los involucrados deben velar por la limpieza del LABORATORIO Supervisar el desarrollo de la prácti- ca y controlar el uso correcto de los equipos y materiales. El estudiante debe mantener la disciplina AntesdelaPráctica Según la Organización Mundial de la Salud (2005) Bioseguridad "es un conjunto de normas y medidas para proteger la salud del personal, frente a riesgos biológicos, químicos y físicos a los que está expuesto, también (...) al medio ambiente...". En este sentido la maestra/ maes- tro y la o el estudiante deben considerar los diferentes acápites del Reglamento antes, durante y después de las prácticas de laboratorio. Reglamento de Laboratorio Ministerio de Educación DurantelaPráctica DespuéslaPráctica Antes de iniciar la práctica de laboratorio debes tener en cuenta lo siguiente: • Conocer los símbolos de advertencia y las normas de seguridad de laboratorio. • Conocer el procedimiento de la práctica. • Contar con la indumentaria adecuada y con el material necesario. • Saber la aplicación de primeros auxilios. Se recomienda realizar iconos de señalización de advertencia para los estudiantes. El laboratorio debe contar con equipamiento de prevención en caso de un accidente, como el botiquín y extintor. Ministerio de EducaciónMinisterio de Educación
  • 9. Materiales FísicaFísica CIRCULO GONIOMÉTRICO Graduado en 360 grados para medir ángulos DINAMÓMETROS Mide fuerzas y calcula el peso de objetos JUEGO DE PESAS CILÍNDRICAS Diferentes masas con ganchos para su sujeción CARRO DINÁMICO Ofrece mínima fricción con la superficie de contacto y entre sus ruedas POLEA TRIPLE Utilizado para establecer combi- naciones de equilibrio estático PALANCA CON ORIFICIOS Herramienta para el estudio del equilibrio de los cuerpos rígidos VARILLAS Diferentes longitudes para el so- porte universal RIEL DINÁMICA Ofrece menor resistencia al desplazamiento de un movilo por su superficie SOPORTE UNIVERSAL Se utiliza para realizar montajes y para sujetar instrumentos KIT - MECÁNICA I KIT - ELECTROSTÁTICA BASE SOPORTE Sostiene el péndulo electros- tático y/o las esferas de metal, de manera que estén aisladas de “tierra” BARRA DE EBONITA, VIDRIO Y PLEXIGLAS Para estudio de cargas eléctri- cas estaticas ELECTROSCOPIO Permite determinar a presencia de cargas electricas PAÑO DE SEDA Y DE LANA Generan carga eléctrica por fricción CUBETA DE FARADAY Protege de descargas eléctricas a objetos en su interior. VASOS METÁLICOS Para la escarga de objetos cargados electrostaticamente GANCHO METÁLICO Sostiene esferas de telgopor y metalizas ESFERAS METÁLICAS Poseen un poste aislante, trans- porta cargas eléctricas. DISCO ELECTRÓFORO Separa cargas de la materia neutra VARILLA PLÁSTICA Genera carga por fricción KIT - CALOR Y TEMPERATURA PROBETA GRADUADA Permite contener líquidos y medir volúmenes de forma aproximada MICRÓMETRO CON DIAL Instrumento de medición trans- forma los movimietnos lineales en movimientos circulares VASOS PRECIPITADOS Para preparar o calentar sustancias, medir o traspasar liquidos SOPORTE UNIVERSAL Sujeta los diferentes instrumen- tos del laboratorio. TERMÓMETRO DE ALCOHOL Tomar la temperatura ambiente o la temperatura de las sus- tancias. CALORÍMETRO Mide las cantidades de calor suministradas o recibidas PINZA DE EXTENSÍON Para sujetar los tubos de ensayo mientras se calientan o manipulan MECHERO BUNSEN Utilizado para calentar, esterili- zar o proceder a la combustión de muestras o reactivos MULTÍMETRO DIGITAL Mide maginitudes eléctricas y temperatura BARRAS METALICAS Utilizado para la dilatacion de solidos
  • 10. Ministerio de EducaciónMinisterio de Educación KIT - MAGNETISMO IMÁN EN FORMA DE HERRADURA y “U“ Permite identificar los polos norte, sur y campo magnético BARRA DE ACERO Para observar las propiedades magnéticas RIEL GRADUADA Permite montar los lentes y variar las distancias entre ellos BARRA MAGNÉTICA Permite identificar los polos norte, sur y campo magnético LIMADURAS DE HIERRO Para la formación de las lineas de campo magnético CÁMARA DE CAMPO 2D Mide las ondas electromagnéti- cas y crea líneas de fuerza IMÁN DE NEODIMIO Fuerza de sujeción muy fuerte y campo magnético intenso BRÚJULA Pequeño imán que apunta siempre al norte terrestre MODELO MAGNÉTICO DE LA TIERRA Simulación real de los polos SOPORTE DE BASE Apreciar los polos magnéticos VERNIER Medir pequeñas longitudes, diá- metros externos e internos y pro- fundidades. KIT - ÓPTICA FUENTE DE LUZ Emite un haz de luz puede ser montado en la riel graduada LENTES Refractan y reflejan los rayos lumi- nosos que inciden en su superficie PRISMAS Permiten apreciar el espectro electromagnético cuando un rayo luminoso incide sobre su superficie DIAFRAGMAS CON RANURAS Permiten el paso de uno o mas rayos de luz PUNTERO LASER El rayo que emite permite observar la refracción y reflexión de la luz FILTROS Permite apreciar los cambios en le espectro electromagnético SOPORTES Sostiene diferentes componentes sobre la riel graduada KIT - ELECTRICIDAD PANEL DE MONTAJE Para la instalación de componentes eléctricos CONDENSADOR ELÉCTRICO Permite almacenar energía RESISTENCIA Y RESISTENCIA VARIABLE CORTO CIRCUITO Conecta componentes en el panel de montaje PORTA LAMPARA Permiten que las lamparas estén en contacto con el circuito CABLE BANANA Realiza conexiones entre los componentes eléctricos INTERRUPTORES PALANCA Y PULSADOR Controla el paso de la electricidad BRÚJULA MAGNETICA Permitirá apreciar el campo mag- nético generado por una corriente PORTA BATERIA DOBLE Funciona como fuente de alimen- tación VOLTIMETRO Y AMPERIMETRO ANALÓGICO Miden la diferencia de potencial (voltaje) y la carga de consumo (Amperes) respectivamente
  • 11. 1ro de Educación Secundaria Comunitaria Productiva (Ciencias Naturales) PRÁCTICAS DE LABORATORIO
  • 12.
  • 13. Laboratorio 1 13 FísicaFísica El proceso de medición en las actividades de nuestro diario vivir Toda actividad humana implica medir1 , siendo esta ac- tividad de mucha importancia para la vida, es necesario conocer este proceso y los instrumentos utilizados para este fin. En la antigüedad se realizaron las primeras me- diciones a partir de unidades bastante rudimentarias, creando patrones de medición (patrones naturales) ba- sados en partes del cuerpo humano como el brazo y el pie, estos patrones también fueron utilizados por nues- tros ancestros, como la palma de la mano o “t`axlli” (en aymara) y otras con las que se construyó las edificacio- nes antiguas que podemos apreciar hoy en día, la distri- bución de los terrenos de la comunidad por medio de los pasos equitativos de acuerdo a la amplitud del terreno, o simplemente el brazado en pequeñas distribuciones. Conforme las sociedades desarrolla- ron, viene la necesidad de medir longitudes demasiado grandes o pequeñas y la necesidad de que estas mediciones sean más precisas fue incrementando y obligaron a la invención de instrumentos más precisos y a estandarizar los mismos, en esta práctica se procederá a utilizar estos instrumentos, la regla milimétrica, el Vernier y el flexómetro. ¿Utilizando patrones de medida rudimentaria de nuestros abuelos, cómo determinaría la su- perficie de nuestro domicilio o habitación? ¿Conoce Ud. otro patrón utilizado por nuestros ancestros en la medición de longitud o masa, y que se siga utilizando en la actualidad? ¿Cuál la importancia del proceso de medir, en lugares como los mercados o ferias? ¿Dónde puede observarse la utilización de instrumentos de medición más precisos en magnitudes como la longitud, la masa o el tiempo? Objetivo • Realizar la medición de diferentes longitudes, mediante la correcta utilización de ins- trumentos de medición. • Identificar distintas unidades de medida y su relación numérica. Materiales • Cinta métrica • Regla de metal • Flexómetro • Calibrado Vernier • Hoja de papel carpeta. • Caja de fósforos Cantidad 1 1 1 1 1 1 1 Medir es comparar una unidad patrón o estándar, con el objeto que será sujeto a medición. El Calibrador Vernier también denominado Calibre, Nonio o Pie de Rey, es un aparato que se utiliza para medir lon- gitud, por su precisión es muy utilizado en los laboratorios de Física para tomar medidas de los objetos de estudio Metrología básica En la imagen, un grupo de personas mide las longitudes de un terreno para hallar su área
  • 14. 14 Manual de LaboratorioManual de Laboratorio Medición de longitud con la regla milimetrada Colocamos la regla en forma paralela al largo de la hoja de carpeta. 1 Hacemos coincidir el cero de la escala con un extremo de la hoja. Sujete firmemente. 2 Comparamos cual es la división de la regla que coincide con el extremo de la hoja considerando además la división en mm que posee la misma al hacer las lecturas debemos de evitar el error de paralaje y el error del instrumento, para obtener datos precisos. 4 Siguiendo las indicaciones dadas de cómo medir, en la experiencia anterior, medimos el ancho de la hoja. Registro de datos Medición de longitud con el calibrador Vernier Desplazamos la reglilla del Vernier hasta ajustar la caja de fósforos entre las dos patillas del calibrador. La precisión (p) del calibrador Vernier a utilizar (en nuestro caso el numero de divisiones del nonio es de diez) a través de la fórmula: 3 Si el valor de p es de 0,1 mm el valor de la medicion sera de 48,4 mm. Como se muestra en la figura se observa la distancia R, que queda antes del cero de la reglilla y luego la división, k de la reglilla que coincide con una división de la regla. Utilizamos la formula: 1 Montaje del sistema 2 Precisión del instrumento Lectura de la medición 4 Siguiendo las indicaciones dadas en la experiencia anterior, medimos el ancho, el largo y el alto de la caja de fósforo. Registro de datos Montaje del sistema 3 Condición del sistema Lectura de la medición
  • 16. 16 Manual de LaboratorioManual de Laboratorio Aplicación de la práctica de laboratorio Mediremos el área de cultivo en nuestro huerto escolar u otro ambiente de nuestra unidad educativa, con el flexómetro, procedemos a medir el largo y el ancho del mismo y comple- tamos la siguiente tabla de datos. ………………………………………………….. cm ÁREA cm2 m ÁREA m2 Largo Ancho ¿Cuáles son los elementos de medición que identificaste en la práctica? ¿Cuáles son las uni- dades de medición utilizadas? ¿Podemos medir la caja de fósforos en pulgadas con el Calibra- dor? ¿Cuál es el procedimiento? Conclusiones Obtuvimos diferentes magnitudes como la longitud, el área y volumen de diferentes obje- tos, utilizando de forma correcta la regla milimetrada y el calibrador Vernier logrando iden- tificar los diferentes elementos de medición como son: la magnitud a medir, la unidad de medida y el instrumento adecuado para medir determinada magnitud Bibliografía de consulta • Educación, M. D. (2015). Concreción curricular desde la visión de los campos y el enfoque de las áreas. La Paz. • Edwin H., Gutiérrez E., (2011). Mediciones y Errores. “En Física General Vol.1 Conceptos Funda- mentales”. Sucre, Bolivia: Consejo Editorial. • Rostworowski, M. (1985) “Mediciones y cómputos” en Ana María Soldi (Eds.) El antiguo Perú en la tecnología en el mundo andino, Universidad Nacional Autónoma de México, pp. 179-405.  
  • 17. Laboratorio 2 17 FísicaFísica Materia, energía y sus transformaciones en la Madre Tierra La materia es todo aquello que tiene masa y ocupa un lugar en el espacio, esta puede transformarse en ener- gía2 de algún tipo, en muchas de las actividades de la vida cotidiana se observa la presencia de energía como por ejemplo, cuando incineramos un pedazo de madera este cambia de su estado natural y en ese proceso desprende calor, al hervir agua para prepararnos el desayuno se li- bera energía térmica, las transformaciones de la materia y la energía tienen lugar también en la alimentación de los seres vivos, el incinerado de madera fue aprovechado para mantener el calor en lugares frígidos y al hervir agua se aprovecha la vaporización del agua con hiervas medi- cinales, para combatir infecciones respiratorias. En la naturaleza se observan cambios de materia en energía y viceversa ¿Cuál sería el ejemplo más evidente de estas transformaciones? ¿Cómo explicaríamos el fenómeno de un papel que es sometido al fuego, que ocurrió con la celulosa de ese papel que después de la combustión al parecer reduce su volumen? ¿Conoce alguna fuente de calor natural como las aguas terma- les existentes en diferentes departamentos, con qué fin se utilizan las mismas? Objetivo • Demostrar la transformación de la materia en energía térmica, sometiendo diferen- tes sustancias a fuentes de calor externa • Determinar la temperatura de ebullición de diferentes sustancias, utilizando el ter- mómetro de alcohol. Materiales • Vasos de precipitados 500mL • Termómetro de alcohol • Pinza metálica • Balanza digital • Trípode • Cronómetro • Mechero bunsen • Rejilla amianto • Alcohol etílico 250 L • Agua 250 mL • Gaseosa 250 mL • Cubos de hielo 300 g. Cantidad 1 1 1 1 1 1 1 1 1 2 Se conoce como energía la capacidad de los sistemas materiales o cuerpos, de trasferir calor o realizar un trabajo. Así siendo, a medida que un cuerpo trasfiere calor o realiza un trabajo, pierde energía. Los cambios físicos y químicos de la materia, son producidos por la energía. Fenómenos físicos Cambios de materia en energía: madera y agua
  • 18. 18 Manual de LaboratorioManual de Laboratorio Montamos el sistema de la figura, vertemos 250 mL de agua y 100 g de hielo en el vaso de precipitados e introducimos el termómetro en la mezcla, registramos el valor de la temperatura considerando t=0 s y registramos los valores de la temperatura cada 30 segundos. A t=60 s encendemos el mechero bunsen, registramos la temperatura hasta que la mezcla llegue a su punto de ebullición. 1 En la tabla de datos 1, nos indica que a la lectura de 27°C el hielo cambia de estado totalmente y a los 96 °C comienza la ebullición. También intervienen factores como la presión. En base a los datos obtenidos realizar el gráfico T ºC vs t (s) en papel milimetrado. 4 Montamos el sistema de la figura, vertemos 250 mL de alcohol etílico y 100 gramos de hielo en el vaso de precipitados e introducimos el termómetro en la mezcla, registramos el valor de la temperatura considerando t=0 s y registramos los valores de la temperatura cada 30 segundos. A t=60 s encendemos el mechero bunsen, y registramos el valor de la temperatura hasta que la mezcla llegue a su ebullición. En la tabla de datos 2, nos indica que a la lectura de 48 °C se derrite el hielo y a la temperatura de 70 °C comienza la ebullición. También intervienen factores como la presión. En base a los datos obtenidos realizar el grafico T ºC vs t s en papel milimetrado. 4 Agua y cubos de hielo Alcohol y cubos de hielo Montaje del sistema Encendido del mechero bunsen Graficar en un sistema de coordenadas Registro de datos 3 1 Montaje del sistema Encendido del mechero bunsen Registro de datos 3 Graficar en un sistema de coordenadas 2 2
  • 19. 19 FísicaFísica Tabla 1: Agua - Hielo Tabla 2: Alcohol etílico - Hielo
  • 20. 20 Manual de LaboratorioManual de Laboratorio Aplicación de la práctica de laboratorio Aplicando los pasos de la práctica de laboratorio anterior, cambiaremos el líquido a utilizar- se por una gaseosa para observar la diferencia en los tiempos de ebullición: N t (s) T(°C) 1 2 3 4 5 6 Conclusiones Se observó la transformación de la materia en energía calorífica, el hielo y agua se transfor- maron en una fuente de energía que desprende calor. Determinamos las temperaturas de ebullición de distintas sustancias, cuando estas se en- cuentran sometidas a cambios de temperatura. Bibliografía de consulta • Educación, M. D. (2015). Concreción curricular desde la visión de los campos y el enfoque de las áreas. La Paz. • Stollberg, R. y Hill, F. (1967). Física y fundamentos y fronteras.1ra edición. México, D.F: Publica- ciones cultura. • Wilson, J. y Buffa, A. (2003). Física, quinta edición. México: Person Educación México, S.A. Montaje de sistema ........................................ ........................................ ........................................ ........................................ Encendido del mechero bunsen ........................................ ........................................ ........................................ ........................................ Registro de datos Valores obtenidos de la Temperatura en base al tiempo, hasta la ebullición en la tabla de datos. Graficar en un sistema de coordenadas La temperatura en relación al tiempo. Comparamos las tres mediciones realizadas.
  • 21. 21 FísicaFísica Estudio de los astros y su influencia en los seres vivos Los astros siempre generaron curiosidad y fueron motivo de estudio por parte de los hombres de todas las civilizaciones, generando temores y ad- miración. Llegaron a plantear hipótesis, modelos y teorías, como la teoría geocéntrica que planteó como centro del universo a la tierra y que actual- mente fueron aclaradas gracias a investigaciones y el uso de instrumentos ópticos como el telescopio. La relación entre los astros y los seres vivos siem- pre fue muy estrecha, las culturas milenarias llega- ron a realizar importantes estudios en este ámbito, llegando a identificar planetas constelaciones y realizar edificaciones basadas en el movimiento de estos astros (Imagen, geoglifo sol, encontrado en el norte de Chile), de acuerdo a la historia habían 5 estrellas muy importantes ya que se visualizaban con frecuencia, llamadas estrellas errantes; la mi- tología inca las llamaba Pichcaconqui, las cuales eran: Chasca, Pirua, Catuilla, Huacha y Aucayoc, las cuales no son mas que los planetas venus, marte, mercurio, júpiter y saturno. En Bolivia la Chakana (cruz del sur) representa la organización socioeconomica del Tawantinsuyo. Para poder realizar estas observaciones es importante poseer orientación espacial, saber identificar los puntos cardinales y características principales de algunos fenómenos del cielo y poseer conocimiento respecto a los astros y constelaciones fáciles de identificar y final- mente, un reconocimiento del telescopio y su funcionamiento. ¿Cree Ud. que los astros influyen de alguna manera en nuestra vida? Cite algunos ejemplos ¿A qué cuerpos u objetos denominamos extraterrrestres? ¿Puede Ud. orientarse en un espa- cio abierto sin utilizar de referencia el sol ni utilizar una brújula? Objetivo • Ubicar en el firmamento diferentes cuerpos celestes, constelaciones y reconocer sus principales características mediante la observación directa, a través de un telescopio y mediante la utilización de software. Materiales • Telescopio Celestron EQ 90 • Brújula • Kuaas Cantidad 1 1 Laboratorio 3 Sistema Solar Las culturas prehispánicas plasmaron en piedra los cono- cimientos que poseían respecto a astronomía (Geoglifo Sol L. Briones y P. Clarkson)
  • 22. 22 Manual de LaboratorioManual de Laboratorio Primera observación a través del telescopio Utilizaremos el telescopio celestron EQ 90 de 50x y montura ecuatorial. Para familiarizarnos con nuestro telescopio es recomendable utilizarlo durante el día. Colocamos el ocular de poco aumento, porque los oculares con grandes aumentos vuelven al campo de visión más pequeño y oscuro, dificultando el enfoque. Para tener un punto de referencia y calibrado del telescopio, Soltamos el freno de la base de la montura y apuntamos hacia el objeto que observaremos. Intentamos encontrar un objeto claro que esté a más de 200 metros de distancia (NUNCA MIRE AL SOL). Apunte el telescopio hacia el objeto después de soltar el tornillo de AR y de declinación. El ángulo del ocular puede ajustarse en los telescopios reflectores rotando el tubo óptico dentro de los anillos del tubo después de desajustar los tornillos de los anillos del tubo. Una vez apreciado el objeto relativamente cercano, cambiamos de ocular y colocamos uno de mayor aumento. Posteriormente utilizamos el buscador, para observar un objeto lejano, a más de un kilómetro. La ejecución de estas prácticas nos ayudarán a realizar otras observaciones posteriores con nuestro telescopio.
  • 24. 24 Manual de LaboratorioManual de Laboratorio Interactuamos con las Tic´s Descargamos instalamos el software CELESTIA (https://celestia.es/) 1 Conociendo el software Explorando Utilizamos las diferentes herramientas que nos proporciona este software, para familiarizarnos nos dirigimos a la barra de "Menú", "Ayuda" y seleccionamos "Demostración", observamos la demostración y tomamos datos de lo observado. Navegando Utilizamos la herramienta "Navegación" y seleccionamos la opción "Navegación del sistema solar", capturamos imágenes de los planetas que conforman el sistema solar, tomamos datos de la distancia respecto a la tierra, su diámetro y los satélites que posee el planeta, investigamos otras características como su color, principal composición de su superficie y el tiempo en el cual realizan sus movimientos de rotación y traslación. Trabajamos con CELESTIA 2 3
  • 25. 25 FísicaFísica En la siguiente tabla registramos los datos observados en el software CELESTIA Planeta Tamaño diámetro Distancia al sol km Satélites Periodo de rotación Órbita
  • 26. 26 Manual de LaboratorioManual de Laboratorio Aplicación de la práctica de laboratorio Que se puede ver en la luna Con las características que posee nuestro telesco- pio podremos observar: cráteres y fracturas luna- res desde 4 o 5 km. de diámetro, los cuales serán graficados en el cuadro. Además, sugerimos des- cargar la aplicación celestia. Conclusiones Después de haber utilizado el software, manipular el telescopio y observado el cielo noc- turno pudimos conocer las principales características de nuestro sistema solar y las conste- laciones visibles en nuestro hemisferio, llegando a conocer sus características y diferencias entre cada una de ellos, para reforzar estos conocimientos adquiridos respondemos las si- guientes preguntas: ¿Cómo crees que afectaría a nuestro planeta el tener más de un satélite? ¿Porque la luna siempre muestra la misma cara? ¿A que se deben los cambios de estaciones del año? ¿Como cree Ud. se formaron los grandes cráteres existentes en la superficie de la luna? Bibliografía de consulta • Educación, M. D. (2015). Concreción curricular desde la visión de los campos y el enfoque de las áreas. La Paz. • J. Eduardo Mendoza Torres, (2010), Introducción a la astronomía y a la Astrofísica, INADE. • El universo y el sistema solar, recuperado de http://recursostic.educacion.es/ multidisciplinar/ itfor/web/sites/default/files/recursos/eluniversoyelsistemasolar/html/CIENCIAS06_imprimir_ alumnado.pdf • http://www.educatube.es/el-sistema-solar/ • https://celestia.es/ • Díaz, A. y C. Mondaca 1999, Geografía y geoglifos de la pampa de Tamarugal, antecedentes sobre geografía cultural y el arte rupestre andino. Seminario para optar al título de Profesor en Historia y Geografía. Universidad de Tarapacá, Arica. Observación de la luna .................................... .................................... .................................... .................................... Observación nocturna con telescopio .................................... .................................... .................................... ....................................
  • 27. 27 FísicaFísica Incidencia de la astronomía y la astrofísica en la naturaleza (Usando mi telescopio de día) Galileo Galilei3 en 1609 realizó la primera obser- vación en telescopio, iniciando de esta manera los grandes descubrimientos en el campo de la astro- nomía tales como: las manchas solares, las lunas de Júpiter, las irregularidades en la superficie lunar y los anillos de Saturno. En la actualidad podemos observar las manchas del sol mediante el manejo del telescopio refractor en el día. Además existen planetas visibles4 a simple vista, tales como, Mer- curio, Venus, Marte, Júpiter y Saturno. Astros con los cuales se pueden interactuar a través de la tic´s, “Star Chart”. La importancia de observar las manchas solares5 o el estudio de los astros, está ligado desde la antigüedad al ser humano y por ende a todas las civilizaciones, algunas de las cuales consideraban al sol como un Dios, Ra en los egipcios, Inti en algunos países sudamericanos, los cuales se creía, regían aspectos de la vida de esas civilizaciones, es así que, debido a su importancia estos fenómenos fueron estudiados y los métodos e instrumentos fueron mejorando constantemente. ¿De qué manera las civilizaciones antiguas relacionaban sus actividades cotidianas con el movimiento de los astros? ¿Crees en aspectos relacionados con la astronomía? ¿Por qué? Objetivo • Observar las manchas del sol mediante el uso del telescopio refractor para identificar su clasificación. • Interactuar con la aplicación, “Star Chart” para describirlas características de plane- tas visibles. Materiales • Telescopio Celestron EQ 90 • Cartulina blanca tamaño carta • Aplicación Star Chart • Computadora Kuaa • Simulador BlueStacks-Installer x866 Cantidad 1 1 1 1 1 3 Galileo Galilei (1564 - 1642) 4 Oswaldo Gonzáles. (2000). Los planetas. En Planetas interiores - Planetas exteriores (1 - 8). España: Liverpool JMU. 5 Las manchas solares son lugares donde existe una enorme diferencia de temperatura en la fotosfera. Éstas presentan penum- bra y sombra. Manuel Marqués López. (2003). Manchas Solares. Laboratorio 4 Telescopio Refractor El calendario maya desarrollado a partir de las observa- ciones de fenómenos astronómicos repetitivos como el ciclo lunar y solar
  • 28. 28 Manual de LaboratorioManual de Laboratorio Observamos las manchas del sol Direccionamos el telescopio hacia el sol. El enfoque se realizará en función a la imagen proyectada por el ocular sobre la cartulina blanca. Proyectamos la imagen solar sobre una cartulina blanca. Registramos lo observado. Montaje del sistema La cartulina blanca debe estar situada entre 20 y 60 cm aproximadamente detrás del ocular. 3 Condición del sistema Registro de datos 1 2 Cuando se enfoca al sol está prohibido ver a través del ocular, porque provoca la ceguera instantánea e irreversible por quemadura de la retina. Para evitar accidentes se recomienda tapar el ocular cuando no se esté realizando la práctica. Durante la ejecución del laboratorio el maestro, la maestra o tutor, debe asesorar y supervisar constantemente. Al concluir la práctica se debe desviar la dirección del telescopio.
  • 29. 29 FísicaFísica Interactuamos con los planetas Descargamos la aplicación Star Chart de Play Store o Apple Store. 1Conociendo la aplicación 2 Conociendo el emulador Instalamos en la computadora kuaa, el emulador Bluestacks, luego la aplicación Star Chart en el emulador. Explorando Utilizamos la cámara de la Computadora Kuaa para observar el mapa estelar. Enfocando ésta al cielo. 4 Búsqueda La aplicación permite explorar y conocer las características relevantes de los planetas. Realizamos el estudio de los planetas en este orden: Mercurio, Venus, Marte, Júpiter y Saturno. Registramos los datos observados. 5Explorando 3 Trabajamos con Star Chart La opción visita del cielo nos permite interactuar con el mapa estelar. El modo de exploración es útil para realizar un estudio de los astros.
  • 30. 30 Manual de LaboratorioManual de Laboratorio En la siguiente tabla registramos los datos del apartado observamos las manchas del sol. En la siguiente tabla registramos los datos del apartado interactuamos con los planetas - Trabajamos con Star Chart. 1 2
  • 31. 31 FísicaFísica Aplicación de la práctica de laboratorio 1. Observamos las manchas del sol Comparamos los datos que registraste con la tabla 1 e identificamos el tipo de mancha solar observamos en tu práctica de laboratorio. Tabla 1 Tabla. 2 TIPO CARACTERÍSTICA A Poro o grupo de poros (sin penumbra) B Grupo de poros o poros en formación bipolar (sin penumbra), alineados general- mente en dirección Este - Oeste C Mancha pequeña o mediana (con penumbra) en formación bipolar con un grupo de poros D Dos o tres manchas con penumbra en formación bipolar y con poros intermedios E Grupo bipolar grande de estructura complicada, con penumbras complejas y ge- neralmente con números de poros y manchas intermedias F Fase de máximo desarrollo de un grupo. Manchas muy extensas y complejas, con numerosos poros G Grupo en decadencia. Bipolar grande con penumbras redondeadas, con eventua- les poros intermedios. H Mancha unipolar con penumbra, con algunos poros en su proximidad I Mancha unipolar con penumbra redondeada, o pequeña mancha en proceso de disolución. ¿Qué tipos de manchas solares identifica- mos? ………………………………………………………………. ………………………………………………………………. ………………………………………………………………. ………………………………………………………………. En la tabla 2 puedes verificar las caracterís- ticas según el tipo de mancha solar. ¿cuáles son las características que identificamos? ………………………………………………………………. ………………………………………………………………. ………………………………………………………………. ……………………………………………………………….
  • 32. 32 Manual de LaboratorioManual de Laboratorio 2. Interactuamos con los planetas (Aplicación Star Chart) Desde tu percepcion, ¿cuál de los planetas estudiados destacó en función a sus característi- cas? ¿Por qué? ................................................................................................................................................. ................................................................................................................................................. ¿Crees qué, existe una relación entre los planetas y los aspectos relacionadosa la vida diaria? Menciona cuáles y justifica tu respuesta. ................................................................................................................................................. ................................................................................................................................................. En función a las características de Mercurio, Venus, Marte, Júpiter y Saturno ¿crees tú qué es posible la existencia de vida orgánica en estos planetas? ¿Por qué? ................................................................................................................................................. ................................................................................................................................................. Conclusiones Las manchas solares observadas según la tabla de Zürich o de Waldmaier se clasifican como tipo A, lo cual indica que son un grupo de poros sin penumbra. Con la aplicación Star Chart se puede observar los planetas en el mapa estelar, además de sus características. Como por ejemplo Mercurio no tiene satélites naturales, el 96% de la atmósfera de Venus es CO2 , Marte posee dos satélites naturales, mientras que Júpiter tiene más de 60 satélites naturales y el 96% de la atmósfera de Saturno es H2 . Bibliografía de consulta • Educación, M. D. (2015). Concreción curricular desde la visión de los campos y el enfoque de las áreas. La Paz. • Oswaldo Gonzáles. (2000). Los planetas. En Planetas interiores - Planetas exteriores (1 - 8). Espa- ña: Liverpool JMU. • Artrogea.ORG. (2011). La observación diaria del sol. 5 noviembre 2018, de GEA Sitio web: http:// astrogea.org/divulgacio/sol_spots.htm • Manuel Marqués López. (2003). Manchas Solares. 05 noviembre 2018, de Nimbar Sitio web: http://www.nimbar.net/astronomia/manchas_solares.htm La Tierra en comparación con los otros planetas reúne las condiciones y características necesarias para la existencia de vida orgánica, por ello debemos cuidar el medio ambiente en el que vivimos. Observación con telescopio
  • 33. 2do de Educación Secundaria Comunitaria Productiva (Ciencias Naturales) PRÁCTICAS DE LABORATORIO
  • 34.
  • 35. 35 FísicaFísica La luz como fenómeno de interacción con los seres de la natu- raleza ¿Cuál es el primer ojo de la historia natural? No lo sabe- mos con demasiada seguridad, pero los estudios apuntan a algún ser marino de una antigüedad de unos 1 000 mi- llones de años. Los fósiles más antiguos son de una es- pecie de trilobites1 cuyos ojos de 543 millones de años de antigüedad, se asemejan mucho a los de los insectos en la actualidad y como casi toda invención humana se realizó en base a las estructuras biologías de los anima- les o plantas, y se construyeron lentes que, en un primer momento, fueron utilizados como lupas de aumento para la lectura de mapas y descifrar lecturas pequeñas y borro- sas, por ejemplo, en la novela “En el nombre de la rosa” de Umberto Eco, el protagonista utiliza un lente para po- der descifrar textos antiguos difíciles de ver a simple vista, lo que nos da una idea de la importancia de este tipo de instrumentos en la antigüedad. Son muchas las lentes en- contradas de diferentes formas y tamaños que tienen una gran antigüedad. Los hallazgos arqueológicos, señalaron que fueron utilizadas para hacer pequeños rótulos o inscripciones, que aparecieron en objetos hallados en las misteriosas tumbas de Minos, en Egipto. El ojo humano es un órgano fotorreceptor2 , que nos permite observar con claridad los ob- jetos que nos rodean y que a su vez nos ayuda más que ningún otro sentido. Podemos observar lo que nos rodea y en una fracción de segundo los ojos ayudaran al cerebro para indicarnos el tamaño, la forma, el color y la textura del mismo. También los ojos nos indican lo cerca o alejado está un objeto, si está quieto o se nos está acercando. Revisando un poco de historia respondemos ¿Cómo se creía antiguamente que se producía el proceso de visión? ¿Cuáles son las diferencias en la parte óptica, de una cámara mecánica y una digital? ¿A cuál de estas cámaras se asemeja el ojo? Objetivo • Observar el funcionamiento del ojo humano y sus patologías, a partir de la ecuación de lentes delgados, utilizando el banco de óptica. Materiales • Riel con 2 soportes • Deslizadores • Pantalla blanca • Lente +100, -100 • Fuente de luz Cantidad 2 2 1 1 1 1 Los trilobites son un grupo de artrópodos fósiles que vivieron durante el Paleozoico, apareciendo hace 542 millones de años en el Cámbrico y extinguiéndose a finales del Pérmico, antes de la llegada de los dinosaurios, viviendo en total cerca de 300 millones de años. 2 Células receptoras sensibles a la luz, están formados por: conos y bastones que convierten la luz en impulsos nerviosos. Laboratorio 5 Sentido de la vista La óptica y la fabricación de cristales, uso de un lente (pintura de Conrad von Soest)
  • 38. 38 Manual de LaboratorioManual de Laboratorio Aplicación de la práctica de laboratorio La miopía en el ojo humano y su funcionamiento Una vez obtenida una imagen nítida, medimos las distancia entre la pantalla blanca y la lente de +100 y con la lente de - 100, graficamos y determinamos la distancia de la imagen, por la ecuación de lentes delgados. Conclusiones Demostramos el funcionamiento del ojo humano y la potencia en dioptrías que presenta la visión en contacto con el medio natural. Además, identificamos las características que pre- sentan nuestros ojos al momento de observar los objetos y dificultades en la visión. Utilizando la ecuación de lentes delgados, calculamos la potencia del cristalino cuando en- foca un objeto muy lejano y la cantidad de dioptrías que presenta esta. Asimismo, utilizando el banco de óptica y las lentes +100 y -100, observamos la imagen invertida en la retina, así también la imagen borrosa que demuestra una falencia en la visión. Entender las características y fenómenos físicos para la corrección en las desviaciones de la visión y posible desarrollo de tecnología para corregir dichas falencias de forma eficiente y efectiva. Bibliografía de consulta • Educación, M. D. (2015). Concreción curricular desde la visión de los campos y el enfoque de las áreas. La Paz. • Dacarett, D. F. (26 de 10 de 2016). ¿Cómo funciona el ojo Humanad? Francisco dacarett. Obtenido de https://dacarett.com.Funcionamiento del ojo • Óptica. (s.f.). Obtenido de https://www.youtube.com/watch?v=5DQ_Bvmq1V4 • Trust-Deliver-Learn. (s.f.). Kit de Óptica. eisco.   Configurar el banco óptico En el banco de óptica aña- dimos a la riel un desliza- dor con una lente cóncava de -100 (gafas), delante de la pantalla blanca (retina) juntamos las dos lentes, y las movemos hasta que la imagen se proyecte de forma clara en la pantalla Deslizar la lente -100 Deslizamos la lente de -100 y la pantalla blanca (retina) has- ta que la imagen formada en la pantalla este nítida. Montaje del sistema óptico ................................................. ................................................. ................................................. Sistema óptico
  • 39. 39 FísicaFísica Espejos planos y su utilidad Los espejos están fabricados de un material reflectante y po- seen una superficie abrillantada como una capa de plata o de aluminio, lo que se consigue mediante un proceso llamado “plateado”, antiguamente solamente se pulía la superficie de un metal para obtener el efecto deseado, debido a la mejora de los métodos de plateado es que los espejos, ahora poseen una capacidad reflectora de la intensidad de la luz incidente del 95% o superior. La formación de imágenes en los espejos es una consecuencia de la reflexión de los rayos luminosos en la superficie del espejo. Las imágenes que se captan son: si- métricas, porque aparentemente está a la misma distancia del espejo, virtuales; porque se ven como si estuvieran dentro del espejo, no pueden recogerse sobre una pantalla, pero si pue- den ser vistas por nuestro ojo y las imágenes reflejadas son de- rechas; porque conservan la misma orientación que el objeto, las lentes de nuestro ojo, cristalino y córnea, se encargan de enfocar y de concentrar los rayos que inciden en nuestra retina. El mirar un espejo, nos ayuda a reconocernos y admirarnos; sin embargo, en muchas cultu- ras de Sudamérica los espejos eran más que unos simples objetos de uso cotidiano; estos eran considerados como objetos mágicos y misteriosos capaz de atrapar el alma, además de servir como instrumentos para adivinar el futuro. El espejo era hecho en ese tiempo de pirita, un mineral metálico de color amarillo y con formas geométricas cúbicas, octaédri- cas o dodecaédricas casi perfectas y se concebía como un objeto que mostraba más que un simple reflejo de la realidad, actualmente la utilidad que se les da a los espejos es muy variada, desde su uso en la estética, hasta su utilización en la astronomía, debido a su impor- tancia se realizan constantes cambios respecto a su forma y a los materiales que se utilizan en su fabricación. ¿Cuál es el procedimiento para la fabricación de un espejo? ¿Podríamos identificar la ley de reflexión en un espejo utilizando el sol como fuente de luz? ¿Conoce el funcionamiento de una cocina solar? ¿Cómo es su funcionamiento? Objetivo • Demostramos de manera teórica y experimental el número de imágenes que obte- nemos cuando utilizamos los espejos planos variando en ángulo que forman entre sí. Materiales • Banco óptico • Porta espejo y pantalla • Cilindro de madera • Riel graduado, 400 mm de longitud • Espejos rectangulares • Transportador de 360° Cantidad 1 1 1 1 2 1 Laboratorio 6 Reflexión en espejos La cocina solar aprovecha las superficies reflejantes para concentrar los rayos del sol en un punto
  • 42. 42 Manual de LaboratorioManual de Laboratorio 45° 40° Donde: Número de imágenes formadas. Donde: Ángulo formado entre los dos espejos planos Gráfica
  • 43. 43 FísicaFísica Aplicación de la práctica de laboratorio   Montaje del sistema ............................................ ............................................ ............................................ ............................................ ............................................ ............................................ ............................................ Condición del sistema ............................................ ............................................ ............................................ ............................................ ............................................ ............................................ ............................................ Análisis del fenómeno ............................................ ............................................ ............................................ ............................................ ............................................ ............................................ ............................................ ............................................ ............................................ ............................................ ............................................ Ángulo Observación N= (360°/α)-1 180° 36° 30°
  • 44. 44 Manual de LaboratorioManual de Laboratorio Fabricación de un caleidoscopio Para su elaboración se necesitarán los siguientes materiales: • Tubo de aproximadamente 20 cm x 5 cm, preferentemente de cartón • Tres recortes de espejo, en forma de rectángulo, de aproximadamente 12 cm x 3 cm. (Se pueden obtener de 2 CD que ya no utilices) • Pedazo de vidrio pequeño o cuentas de plástico de colores. • Dos círculos de acetato del mismo diá- metro del tubo. • Un círculo del mismo diámetro del tubo con una perforación en el centro de aproximadamente 1 cm, de cualquier material similar al del tubo. • Cinta adhesiva, tijeras lápiz. Unimos los tres espejos, formando con ellos un triángulo con las caras reflejantes en el in- terior del mismo, posteriormente introducimos este dentro el tubo de cartón, tapamos un extremo del tubo con el acetato y por el otro introducimos los pedazos de vidrio y cuentas de plástico, cerramos el otro extremo del tubo de cartón y observamos apuntando hacia una fuente de luz observaremos las imágenes formadas, haciendo rotar el tubo lentamente. Conclusiones Se comprobó que la formación de imágenes en espejos planos responde a la fórmula gene- ral que fue verificada de forma experimental, además de observar que el número de imá- genes que se forman se incrementa conforme se reduce el ángulo que forman los espejos. Bibliografía de consulta • Valero, Michel., Física Fundamental. Ed. Norma • Aristizábal, D. &. (2008). Notas de clase sobre fundamentos de óptica geométrica. Medellín: Uni- versidad Nacional de Colombia. • Dini. (23 de enero de 2013). Obtenido de http://www.fing.edu.uy/if/cursos/intr_optica/Material/ optica_3.PDF
  • 45. 45 FísicaFísica Incidencia del calor en la naturaleza y su influencia en los cambios de la materia Muchas veces confundimos el calor3 con la temperatura4 ; sien- do dos conceptos diferentes. Si se calientan diferentes cantida- des de la misma sustancia, por ejemplo, agua en una taza y en una jarra, el agua contenida en la taza hervirá antes que el de la jarra, esto obviamente debido a la menor cantidad del líquido en el recipiente pequeño, se necesita menor cantidad de calor para elevar su temperatura hasta que hierva, una vez que ambos hayan hervido los dos cuerpos tendrán la misma temperatura, pero la jarra contendrá mayor cantidad de calor, debido a que posee mayor cantidad de moléculas que vibran e incrementan su temperatura. El calor fue aprovechado por las culturas y ci- vilizaciones antiguas en varios aspectos como en el tratamiento de alimentos y su deshi- dratacion, mediante el calor del sol, los mismos que conservaban sus propiedad nutritivas y eran almacenados para épocas de escasez, por ejemplo en el año 1781, donde miles de indígenas liderados por Julián Apaza (Túpac Katari), tendieron el cerco alrededor de la ciu- dad de Nuestra Señora de La Paz el cual se prolongó por 11 meses, tiempo en el cual se tuvo que recurrir al uso de estos alimentos deshidratados como el chuño5 , la haba, el ch’arki6 , etc. Actualmente se continúa consumiendo estos productos y elaborándose con los mismos métodos, otra forma de aprovechar el calor del sol se puede observar en el uso de la cocina solar, la cual con el uso de material reflejante concentra el calor en un punto permitiendo la cocción de alimentos. Objetivo • Medir la temperatura de diferentes sustancias líquidas y sólidas utilizando instru- mentos que nos permita medir la temperatura y apreciar las variaciones del grado de temperatura de las diferentes sustancias líquidas y sólidas. • Conocer las diferentes escalas termométricas que se utilizan para medir la tempera- tura. Materiales • Termómetro de alcohol • Termocupla • Multímetro • Vasos de precipitado 100 ml – 250 ml • Mechero Bunsen • Soporte trípode • Pinza • 200 ml de agua • 100 ml de alcohol etílico • Cubos de hielo o porción de helado Cantidad 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 3 Calor es una forma de energía que fluye de un cuerpo caliente a otro frío. 4 Temperatura es una cualidad intensiva que mide en cierta manera la energía de la vibración molecular o nivel térmico o calorífico de los cuerpos. 5 Papa procesada resultado de la deshidratación, por lo general por liofilización 6 Tipo de carne deshidratada típico de las regiones andina y meridional de América del Sur que se ha usado desde antiguo para conservar la carne por períodos prolongados. Laboratorio 7 Temperatura El sol es la mayor fuente de calor
  • 46. 46 Manual de LaboratorioManual de Laboratorio Agua Cubos de hielo Medimos la temperatura del agua con la termocupla y termómetro de alcohol. (registrar el valor obtenido) 2 Colocamos en un vaso de precipitado un cubo de hielo o helado. Medimos la temperatura del cubo de hielo con la termocupla y termómetro de alcohol. (Registrar el valor obtenido) 1 Colocamos en un vaso de precipitado 100 ml de agua a temperatura ambiente. 1 Montaje del sistema 2Lectura de la medición Lectura de la mediciónMontaje del sistema Ebullición del agua Colocamos en un vaso de precipitado 100 ml de agua y sobre un soporte trípode calentamos el agua con la ayuda de un mechero bunsen hasta que comience a hervir. Medimos con la termocupla y el termómetro de alcohol la temperatura del agua hervida. (Anotar el valor obtenido) 3 Hallamos la equivalencia en grados kelvin, Fahrenheit a partir de los datos obtenidos con la medición de la termocupla en centígrados. 1 Montaje del sistema 2Lectura de la medición Registro de datos
  • 47. 47 FísicaFísica Hallar la equivalencia en K, ºF y ºR de los datos obtenidos con la medición de la termocupla Relación entre escalas termométricas Agua hervida ºC = 83 Agua a temperatura ambiente ºC = 18 Cubo de hielo ºC = - 3
  • 48. 48 Manual de LaboratorioManual de Laboratorio Aplicación de la práctica de laboratorio Tareas previas para el análisis de datos Hallamos la equivalencia en Kelvin, Fahrenheit y ordenamos los datos obtenidos con la me- dición de la termocupla en grados centígrados. DATOS OBTENIDOS Termómetro de alcohol °C Termocupla °C Alcohol etílico Varilla de acero Conclusiones Comprobamos la variación entre los datos obtenidos utilizando los instrumentos de medi- ción de temperatura. Los termómetros de líquido en vidrio son normalmente utilizados para la medición de la temperatura de fluidos. La termocupla es normalmente utilizada para la medición de la temperatura de todo tipo de sustancias y en cualquier estado. Existen diferentes escalas termométricas que se utilizan para medir la temperatura. Bibliografía de consulta • Educación, M. D. (2015). Concreción curricular desde la visión de los campos y el enfoque de las áreas. La Paz • Jiménez. (2001). Física 1. Oruro Bolivia: Duplicado digital. • http://www.madrimasd.org/cienciaysociedad/taller/fisica/energia/termometro/default.asp Medición de la temperatura del alcohol ............................................................... ............................................................... ............................................................... ............................................................... Medición de la temperatura de una varilla de acero ............................................................... ............................................................... ............................................................... ...............................................................
  • 49. 49 FísicaFísica Manifestación de los cambios de temperatura en los cuerpos en la Madre Tierra Todo lo que nos rodea está dentro un sistema térmico donde los cuerpos interactúan entre sí y la energía pasa de un cuerpo a otro buscando su equilibrio. En dicho proceso, los cuerpos responden al cambio de tempera- tura. Un claro ejemplo es el fenómeno de la dilatación lineal que consiste en la variación de la longitud de un cuerpo producto del cambio de temperatura y la estruc- tura del mismo. Con el fenómeno de la dilatación fue descubierta la riqueza del Cerro Rico de Potosí. Según la leyenda cuenta que, Diego de Huallpa, indígena que buscaba una de sus llamas perdidas, en el cerro prendió una fogata porque ya había caído la noche y el frío arreciaba. Por la ma- ñana, descubrió un hilo de plata que se fundió a flor de roca y que sobresalía de los restos de la fogata que había encendido la noche anterior: se trataba de una veta rica en plata, producto del cambio de temperatura la veta de plata que se encontraba cerca se dilato, rebaso de sus cavidades y se fundió. La dilatación de los cuerpos está ligada a las actividades diarias como la construcción de carreteras, puentes y edificación de las viviendas, Otro caso se presenta en las ruedas de los coches, si la temperatura aumenta, el aire que contienen las ruedas gana presión y se dilata, antiguamente la dilatación era utilizada en la herrería, donde los herreros sometían al metal a altas temperaturas para así poder moldar y forjar sus herramientas, proceso que hoy en día se industrializo. ¿Cómo se determina la dilatación de una barra en el proceso de construcción de una vivien- da? ¿En qué actividades productivas se hace más notorio el fenómeno de la dilatación? ¿Por qué se realiza el corte del asfaltado de una carretera, cada cierta distancia? Objetivo • Comprobar la dilatación y contracción de distintos cuerpos, sometiendo estos a va- riaciones de temperatura. Materiales • Termómetro de alcohol • Calibrador vernier • Micrómetro con dial • Varilla de acero • Varilla de aluminio • Mechero Bunsen • Soporte trípode • Pinza • Soporte universal • Malla de asbesto • Vaso de precipitados de 500mL Cantidad 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 Laboratorio 8 Dilatación de la carretera por la variación de temperatura. Dilatación Lineal
  • 50. 50 Manual de LaboratorioManual de Laboratorio Dilatación de la varilla de acero 1 Montaje del sistema Medimos con el vernier  la longitud de la varilla de acero y registramos  su longitud inicial,  introducimos  la misma en el vaso de precipitados de 500 mL lleno de agua, verificando que la varilla este en posición vertical y en el centro del vaso de precipitados, bajamos la pinza que sostiene el micrómetro de tal manera que el dial este en contacto con  la varilla de acero, si el indicador con dial ya empieza a marcar, deberemos de realizar una resta para hallar la diferencia real de longitud de la varilla de acero. 3 Dilatación de la varilla de acero Conforme se incremente la temperatura de la varilla de acero esta se ira dilatando e incrementando su longitud, la misma se verá reflejada en el micrómetro cuando el dial del mismo sea desplazado, cuenta la temperatura inicial de la barra. Registramos el valor del incremento de la longitud de nuestra varilla y la diferencia de temperatura existente. 2 Colocamos la segunda pinza al soporte y aseguramos el termómetro. Procedemos a situarlo en el interior del vaso de precipitados de tal forma que mida la temperatura, registramos la misma y procedemos a encender el mechero bunsen. 4 Contracción de la varilla de acero Una vez registrados los valores la longitud y de la temperatura apagamos nuestro mechero bunsen y esperamos a que retorne a la temperatura ambiente, observando la contracción de nuestra varilla conforme la temperatura vaya disminuyendo. Medición de la temperatura
  • 51. 51 FísicaFísica   Tabla 1: Registro de datos Empezaremos analizando la fórmula de dilatación lineal. Donde: Coeficiente de dilatación lineal es distinto en cada material Cambio de longitud Longitud inicial Variación de temperatura Experimentalmente se demuestra que el cambio de longitud es proporcional al cambio de temperatura, pero el incremento de longitud se hace despreciable frente la longitud inicial porque es relativamente pequeña. Para comprender la dilatación, es conveniente visualizar el fenómeno a nivel microscópico, la expansión térmica de un sólido sugiere un aumento en la separación promedio entre los átomos en el sólido. Debido a que la vibración, aumenta conforme lo hace la temperatura, la separación promedio entre los átomos aumenta con la temperatura y el sólido como un todo se expande.
  • 52. 52 Manual de LaboratorioManual de Laboratorio Aplicación de la práctica de laboratorio Aplicando los pasos de la práctica de laboratorio anterior, vamos a trabajar en el análisis de la varilla de aluminio: Conclusiones Los cuerpos cuando sufren un cambio de temperatura se contraen o se dilatan. Se dilatan al incrementar su temperatura aumentando su energía interna por lo que las moléculas se mueven más rápido, chocan fuertemente y se separan entre ellas, cuando la temperatura disminuye la energía interna de estas moléculas disminuye por lo tanto su movimiento es menor, produciéndose la contracción, proceso contrario a la dilatación. En nuestro diario vivir observamos este tipo de fenómenos en: la construcción de carreteras o aceras, se realiza un corte cada cierta distancia y se rellena con alquitrán, esto se hace para dar espacio a la dilatación del concreto, si observamos los días de calor el alquitrán “rebasa” sus cavidades y retorna a su estado normal cuando la temperatura disminuye, si observamos los cables de tensión en días de calor veremos que estos están más holgados y en días de frio se tensan más. Bibliografía de consulta • Educación, M. D. (2015). Concreción curricular desde la visión de los campos y el enfoque de las áreas. La Paz • Serway, R. A. (2002): “Física”. Tomo I y II McGraw- Hill. • http://www.madrimasd.org/cienciaysociedad/taller/fisica/energia/termometro/default.asp • sites.google.com/a/colegiocisneros.edu.co/fisica10y11/home/termodinamica/dilata- cion-de-cuerpos. Realizar un análisis del comportamiento del alumi- nio frente al fenómeno de la dilatación. ............................................ ............................................ ............................................ ¿A qué se debe que algunos metales se dilaten más que otros? ............................................ ............................................ ............................................ Datos Aluminio α 2,3×10-5° C°-1 T0 TF ΔT L0 102mm ΔL ΔL= αL0 XΔT ΔL=................................. ΔL=................................. ΔL=................................. Obtener datos de la muestra de aluminio Dilatación de cuerpos sólidos
  • 53. 3ro de Educación Secundaria Comunitaria Productiva (Física) PRÁCTICAS DE LABORATORIO
  • 54.
  • 55. 55 FísicaFísica Cuantificación de las magnitudes en los fenómenos de la natu- raleza (Medición Directa) El concepto de “medir” fue desarrollado por las culturas que habitaban esta región del planeta, así los Quechuas, desarrollaron unidades de medida pequeñas (yuku, apro- ximadamente 16 centímetros) y grandes como (inka tupuq aproximadamente 8000 metros) y una unidad utilizada como medida de masa el “putquy” que hace referencia a una cantidad contenida entre ambas manos y que se apro- xima a ½ libra, la medida de longitud más importante en la cultura quechua fue la rikra o braza, la cual se define como la distancia entre los extremos de los dedos cuando los brazos están tendidos horizontalmente. Esta palabra signi- fica, hombro/brazo. Estas unidades de medida fueron sin duda alguna utilizadas en actividades comerciales como el “truykarquy” o trueque y la construcción de edificaciones como sus viviendas o grandes edificaciones como Machu Picchu. Fue en 1983 donde se redeficieron unidades como el metro7 y el kilogramo, mejorando los niveles de exactitud de estos patrones, los cuales son utilizados por varios paises aunque en otros aún se mantienen sistemas de medida diferentes, como el pie o la, estas unidades pueden apreciarse en las especificaciones de las cajas de los productos que se importan, pudiendo observar datos respecto a las dimensiones y masas de los productos. Para realizar el registro de datos cuantitativos en laboratorio, existen dos tipos de medidas: directas e indirectas. En este sentido es importante mencionar que existe una incertidum- bre8 asociada con toda medición, por ello las medidas exactas y precisas son importantes para las prácticas experimentales, en la actualidad se utiliza en procesos por sobre todo industriales donde el cuantificar la magnitud de algún producto es imprescindible. ¿Qué otros instrumentos y unidades de medida utilizados en tu región conoces? ¿Cuál fue el origen de los instrumentos y unidades de medidas utilizadas en tu región? Objetivo • Determinar la masa de un bloque de madera (medida única) mediante la correcta utilización de instrumentos de laboratorio y expresar el resultado de dicha medición. • Hallar las dimensiones de un bloque de madera (serie de mediciones) mediante el uso de instrumental de laboratorio para expresar el resultado de una medición. Materiales • Calibrador vernier • Balanza digital • Bloque de madera Cantidad 1 1 1 7 Raymond A. Serway, Chris Vuille. (2012). Fundamentos de Física. México: CENGAGE LEARNING. 8 La incertidumbre también se llama error Laboratorio 9 Calibrador Vernier Prototipo internacional del kilogramo, com- puesto de una aleación de platino e iridio.
  • 57. 57 FísicaFísica   Aplicación de la práctica de laboratorio Medición única Datos extraídos de la tabla 1: Calcular el error porcentual: El resultado correcto de la medición es: 2 3 Serie de mediciones Tabla 2: Registro del Alto del Bloque Hallamos la media aritmética del alto del bloque: 1 Hallamos la desviación estándar: 2 Calculamos del error:3 Consideramos el error hasta el primer dígito distinto de cero, redondear si corresponde: Consideramos el error hasta el primer dígito distinto de cero, redondear si corresponde: Datos: Calculamos el error porcentual: El resultado correcto de la medición es: 4 5 6 1 Donde: Error de la medición Error porcentual Valor de la medición
  • 58. 58 Manual de LaboratorioManual de Laboratorio Aplicación de la práctica de laboratorio Realizamos el análisis de los datos obtenidos en la medicion del largo y ancho, del bloque de madera. Conclusiones Para poder realizar una correcta medición intervienen varios aspectos que muchas veces no son considerados, pero que son importantes y utilizados en ámbitos relacionados con la elaboración de algún producto, en nuestro caso, una vez que realizamos las medidas para obtener la masa del bloque utilizando la balanza digital, se obtuvo el siguiente resultado: M=(181,00 ±0,01) [g];0.006% Y para obtener las dimensiones del bloque, se utilizó el calibrador Vernier y se realizó varias mediciones, el resultado es: Alto Largo Ancho A=(43,74±0,05)[mm];0,11% B= C= Bibliografía de consulta • Educación, M. D. (2015). Concreción curricular desde la visión de los campos y el enfoque de las áreas. La Paz. • González, D. (2007 [1608]). Vocabulario de la lengua general de todo el Perú llamada Lengua Quichua o del Inca, Runasimipi Qespisqa Software (http://www.runasimipi.org). • Raymond A. Serway, Chris Vuille. (2012). Fundamentos de Física. México: Cengage Learning. Vo- lumen 1 • Young, Hugh D. y Roger A. Freedman. Sears - Zemansky (2009). Física universitaria volumen 1. Decimosegunda edición. México: Pearson Educación. • PTB mitteilungen, “Edición especial – Experimentos para el Nuevo SI, el Sistema Internacional de Unidades” (2016) Berlín. N B largo mm di =xi -x ̅ di 2 1 2 3 4 5 x ̅ = ∑di 2 = Largo del Bloque N C Ancho mm di =xi -x ̅ di 2 1 2 3 4 5 x ̅ = ∑di 2 = Ancho del Bloque
  • 59. 59 FísicaFísica Determinación de densidades En el siglo III a.C., el rey Hierón II que gober- naba Siracusa, pidió a un orfebre que le crea- se una hermosa corona de oro, para lo que le dio un lingote de oro puro. Una vez el orfe- bre hubo terminado el trabajo, le entregó al rey su corona, entonces las dudas comenza- ron a invadirle. La corona pesaba lo mismo que un lingote de oro, pero ¿y si el orfebre había sustituido parte del oro de la corona por plata para engañarle? (Leer La corona de Herión y el Eureka de Arquímedes). Es a partir de la solución a este problema que se plantea esta experimentación, mediante la cual hallaremos el volumen de objetos metálicos a través del “Principio de Arquí- medes9 ” para que posteriormente podamos hallar la densidad de cada objeto y determi- nar el material con el cual fueron fabricados, este principio se utiliza para conocer el volumen de cuerpos de forma irregular, sin embargo para esta práctica mediremos el volumen de cuerpos cilíndricos que vienen en nuestro ma- terial de laboratorio. Reunidos en grupos de trabajo respondemos a las siguientes interrogantes: ¿Crees que la historia de; la corona de Herión y el Eureka de Arquímedes, es cierta?, ¿Por qué?, ¿Qué otras aplicaciones prácticas posee el principio de Arquímedes? Objetivo • Determinar la densidad de objetos metálicos, mediante el uso de distintos instru- mentos de medición y la aplicación del principio de Arquímedes logrando posterior- mente identificar el tipo de metal con el que fueron fabricados. Materiales • Probeta 100 mL • Vaso de precipitado 250 mL • Vaso de precipitado 500 mL • Balanza electrónica 0.01 g • Varilla de aluminio • Varilla de acero Cantidad 1 1 1 1 1 1   9 El principio indica que “Un Cuerpo total o parcialmente sumergido en un fluido en reposo, experimenta un empuje de abajo hacia arriba igual al peso del volumen que desaloja” Laboratorio 10 Arquímedes en bañera, cuando tuvo que la idea que lo llevó a enunciar el principio que lleva su nombre (grabado en madera del siglo XVI) Principio de Arquímedes
  • 60. 60 Manual de LaboratorioManual de Laboratorio Varilla de aluminio Medición de la masa 1 2 Colocamos la varilla de aluminio y registramos el dato que indica la balanza. Registro del dato Montaje del sistema 1 Introducimos un vaso de precipitado de 250 mL en otro de mayor capacidad (500 mL). Llenamos el vaso de precipitado de 250 mL con agua hasta el borde, sin derramar agua en el recipiente que lo contiene. Condición del sistema 2 Volumen de la varilla de aluminio Introducimos la varilla de alumino lentamente en el vaso de precipitado de 250 mL. Introducción de la varilla de aluminio 4 El volumen de agua desplazado será el volumen del objeto. Registro de datos5 3 Quitamos con cuidado el vaso de precipitado de 250 mL y vertimos el volumen de agua que se desplazó en una probeta. Registramos el volumen desplazado por la varilla de alumino. (Repetimos este acción cinco veces). Tabla 1: Registro de la masa
  • 61. 61 FísicaFísica Tabla 2: Registro del volumen Masa de la varilla de aluminio Donde: Masa Densidad Volumen Volumen de la varilla de aluminio Densidad de la varilla de aluminio Datos extraídos de la tabla 1: Calculamos el error porcentual: El resultado correcto de la medición es: 1 2 3 Hallamos la media aritmética del volumen: 1 Hallamos la densidad:1 Comparando con resultados en tablas, la densidad del aluminio es: 2 Efectivamente este valor se aproxima al valor hallado experimentalmente, confirmando que la varilla es de aluminio.
  • 62. 62 Manual de LaboratorioManual de Laboratorio Aplicación de la práctica de laboratorio Aplicando los pasos de la práctica de laboratorio anterior, cambiaremos la varilla de alumi- nio por la de acero, registrar tus observaciones: Observaciones ................................................................................................................... ................................................................................................................... ................................................................................................................... ................................................................................................................... Conclusiones Con los datos obtenidos durante el proceso de experimentación (masa y volumen), halla- mos el valor de la densidad de cada material, a partir de este dato y realizando una compa- ración con la tabla de densidades de valores ya definidos, determinamos el material con el que están fabricados los objetos experimentales. El método con el cual se obtuvo el volumen de cada objeto fue determinante para el error en cada medición, el cual se encontró y pudo evidenciarse mediante la comparación con las tablas de las densidades reales de cada metal. Bibliografía de consulta • Educación, M. D. (2015). Concreción curricular desde la visión de los campos y el enfoque de las áreas. La Paz. • Edwin H. Gutiérrez E. (2011). Mediciones y Errores. “En Física General Vol.1 Conceptos Funda- mentales” (65,66). Sucre, Bolivia: Consejo Editorial. • https://dialnet.unirioja.es/descarga/articulo/3959389.pdf Instrumento Balanza digital Precisión del instrumento (p) Masa g Objeto metálico Cilindro de aluminio N Volumen ml 1 2 3 4 5
  • 63. 63 FísicaFísica El péndulo simple en la determinación de la gravedad vincula- das a las actividades cotidianas de la comunidad Se denomina péndulo simple a un punto material suspendido de un hilo inextensible y sin peso, que puede oscilar en torno a una posición de equili- brio. La distancia del punto con masa, al punto de suspensión es la longitud del péndulo. Conside- raremos el péndulo como ideal es decir no tiene existencia real, ya que los puntos materiales y los hilos sin masa son entes abstractos. En la práctica se considera un péndulo simple un cuerpo de re- ducidas dimensiones suspendido de un hilo inex- tensible y de masa despreciable comparada con la del cuerpo. Galileo estableció que el periodo de oscilación del péndulo es independiente de la amplitud10 y que por el contrario, sí depende de la longitud del hilo que lo sostiene. Gracias a este principio es que se pueden explicar las características del movimiento que poseen ciertos objetos de uso cotidiano, como los relojes de pared y algunos instrumentos de medición del tiempo como el metrónomo, se puede observar además en los columpios, el movimiento de la campana y se aprovecha en la construcción de casas para verificar la verticalidad, me- diante el uso de la plomada. En 1851 Jean Leon Foucault utilizo un péndulo de aproximada- mente 25 Kg atado a una cuerda de 80 m, comprobando la rotación de la tierra, al observar la variación del diámetro al cual el péndulo oscilaba. ¿Qué otra aplicación puede darse al péndulo simple? En un péndulo simple ¿De que manera afecta la masa del cuerpo que oscila? ¿Tiene alguna importancia el angulo de oscilación del péndulo? Objetivo Determinar el valor de la aceleración de la gravedad en la ciudad de La Paz, por medio de la oscilación del péndulo simple. Materiales • Soporte universal • Cronometro • Hilo • Regla o cinta métrica • Transportador • Hojas milimetradas • Lápiz rojo y negro • Esfera metálica • Fotopuerta y electroimán • Contador Cantidad 1 1 1 1 1 1 2 1 1 1 10 Distancia máxima que se aleja el péndulo de la posición de equilibrio. Laboratorio 11 El péndulo simple en actividades de la vida cotidiana Péndulo simple
  • 66. 66 Manual de LaboratorioManual de Laboratorio Aplicación de la práctica de laboratorio Medición de los tiempos para diferentes longi- tudes Aplicando los pasos de la práctica de laboratorio desarrolla- da oscilamos un péndulo a un ángulo de 15° con respecto a la vertical, sin utilizar la fotopuerta y midiendo el tiempo en el que el péndulo, realiza 20 oscilaciones con el cronometro para longitudes de 40, 60 y 80 cm. Calculamos el periodo utilizando la formula ; T=2π√(L/g) para Conclusiones Determinamos el valor de la aceleración de la gravedad en la ciudad de La Paz, mediante la oscilación del péndulo simple. Esta experiencia puede replicarse nuestras ciudades hallando el valor de la gravedad de las mismas. Logramos identificar las variables que intervienen en la oscilación de un péndulo simple. Bibliografía de consulta • Educación, M. D. (2015). Concreción curricular desde la visión de los campos y el enfoque de las áreas. La Paz. • Resnick-Halliday; (1974) Física, parte I; Compañía editorial Continental S.A.; México. • CUBIDES, D. (11 de MAYO de 2012). Galileo y el descubrimiento del péndulo obtenido de física Galileogalilei. blogfspot.com • Fundación Universitaria Iberoamericana. (2018). Plataforma educativa de recursos digitales. Ob- tenido de Fundación Universitaria Iberoamericana: http://compendiodefisica.carpetapedagogi- ca.com/2013/02/magnitudes-derivadas.html N Tiempo t (s) Periodo T(s) 1 2 3 Promedio N Tiempo t (s) Periodo T(s) 1 2 3 Promedio N T(s) L (m) g(m /s2 ) 1 2 3 Promedio N Tiempo t (s) Periodo T(s) 1 2 3 Promedio Para: L=0,40m Para: L=0,60m Para: L=0,80m
  • 67. 67 FísicaFísica Magnitudes vectoriales en la tierra y el cosmos (Método del polígono) En nuestra vida cotidiana utilizamos vectores11 de forma recurrente sin que nos percatemos de ello, cuando realiza- mos actividades tan simples como utili- zar un pico o una pala o cuando uno está apoyado en la pared, al aplicar fuerza para levantar algún objeto, intervienen en estas actividades un número de fuer- zas y otros factores los cuales pueden ser analizados y cuantificados, cuando nosotros nos dirigimos a un determina- do sitio también se están utilizando con- ceptos de carácter vectorial. Supón que quieres ir a tu unidad educativa por primera vez y no conoces su ubicación exac- ta. Necesitaras saber dónde está, pero si solo sabes que se encuentra a un kilómetro de distancia, no podrás encontrarla con esa única información, necesitaras saber en qué direc- ción se empezará a caminar, y en qué sentido, es decir un vector de dos dimensiones. Estos vectores son los que nos ayudaran a tener una idea clara de las acciones a realizarse en una situación concreta. En la siguiente práctica de laboratorio, una persona realizará diferentes desplazamientos en un espacio bidimensional (plano), con la ayuda del flexómetro y la brújula. ¿Sabes cuál la diferencia entre una magnitud escalar y vectorial? ¿Qué diferencia existe entre rapidez y velocidad? ¿Puede afirmarse que algún objeto se encuentra en reposo total? ¿por- que? Objetivo • Realizar vectores coplanares en un espacio bidimensional (plano) a través del despla- zamiento de una persona. • Determinar las cara • cterísticas del vector resultante graficando el vector mismo me- diante el método del polígono. Materiales • Brújula • Cinta métrica de 8 m • Hoja milimetrada • Estuche geométrico • Lápices de color Cantidad 1 1 1 1 1 11 Los vectores se describen por medio de segmentos orientados, los cuales poseen características tales como magnitud, direc- ción, sentido y punto de aplicación. Laboratorio 12 Los vectores presentes en actividades cotidianas (Arando el campo con bueyes , Siguiri 2016) Magnitudes vectoriales
  • 68. 68 Manual de LaboratorioManual de Laboratorio Por último 6 metros con dirección al norte. 5 Cuarto desplazamiento 6 Vector Resultante Medimos la distancia del punto de partida, al punto donde se encuentra el estudiante. Con la ayuda de la brújula determinamos la dirección. (Vector Resultante) 4 Tercer desplazamiento Luego 3 metros con dirección al este. Nos ubicamos en el medio de la cancha o patio de la Unidad Educativa, y con la ayuda de la brújula marcamos el sistema de referencia con los puntos cardinales. (Este, Oeste, Norte y Sur) 1 Ubicación inicial 2 Primer desplazamiento Con la ayuda de la brújula y el flexómetro, un estudiante se desplaza 4 metros al oeste. 3 Segundo desplazamiento Ahora 7 metros 45° al sur del este (es decir medir 45° partiendo del este hacia el sur). Se realizarán diferentes desplazamientos formando vectores en un plano bidimensional, para calcular el vector resultante efectuando los siguientes pasos. Método del polígono
  • 70. 70 Manual de LaboratorioManual de Laboratorio Aplicación de la práctica de laboratorio • El maestro deberá calcular gráficamente el vector resultante realizando nuevos desplazamientos, diferentes a los realizados en esta práctica de laboratorio. • Para realizar esta práctica también se recomienda utilizar un software para el desarrollo de prácticas de física, que se encuentra en la bibliografía. Conclusiones Con la práctica de laboratorio pudimos observar que cuando nos desplazamos de un lugar a otro, también realizamos vectores. Calculamos el vector resultante utilizando instrumentos de medición (flexómetro y brújula), este vector es el resultado de la suma de los vectores A, B, C y D,. Tiene origen o punto de aplicación coincidente con el primer vector y finaliza en el extremo del vector ubicado en el último lugar. Para reforzar lo aprendido durante la práctica, respondemos las siguientes preguntas: ¿En la práctica de laboratorio cuál fue la trayectoria y cuál fue el desplazamiento? ¿Cuándo mide el desplazamiento y la trayectoria? ¿En la práctica de laboratorio cuáles son las características del vector resultante? ¿Cuál es el valor del módulo y dirección del vector resultante encontrado? Bibliografía de consulta • Educación, M. D. (2015). Concreción curricular desde la visión de los campos y el enfoque de las áreas. La Paz. • Ing. Francisco Franco. (2011). Vectores. 6-11-2018, Fantástico, S.A. Sitio web: http://mgfrancis- cofranco.blogspot.com • Fernandez, A.T.(1972) geometría descriptiva y sus aplicaciones. Lima Tebar • Estalella, S. (1988). Análisis vectorial. Barcelona. Reverte  
  • 71. 71 FísicaFísica La refracción de la luz, como fenómeno de la naturaleza (Ley de Snell) El Arco Iris es un fenómeno físico ocasionado por la refracción de la luz solar misma que al atravesar pequeñas gotas de agua origina la descomposición de la luz y el resultado es el reflejo de luces multicolores, sin embargo des- de la cosmovisión12 de las diferentes culturas se tienen diferentes concepciones entre ellas, el signo de una nueva edad que debería co- menzar, o la señal de una profecía o el mensaje de los dioses entre otras cosas; por otro lado desde la religión católica se cree a través de la biblia en el Antiguo Testamento, en el libro de génesis (9, 8 - 17) la alianza con Noé después del diluvio, Dios mencionó “Esta será la señal del pacto que establezco entre yo y vosotros, y todo ser viviente que está con vosotros, por generaciones, para siempre: Yo pongo mi arco en las nubes como señal del pacto que hago con los hombres”. Este fenómeno físico es aplicado con las lentes para diferentes instrumentos, actualmente podemos nombrar: la fibra óptica que es un medio de transmisión, empleado habitualmente en redes de datos y telecomunicaciones. Desde tu punto de vista ¿Qué representa el arco iris? ¿qué opinan los sabios y personas ma- yores de tu comunidad?. ¿Alguna vez intentaste alcanzar algún objeto que estaba en el fondo de un recipiente con agua transparente? ¿Qué conclusiones sacas al respecto? Objetivo • Determinar el índice de refracción del prisma rectangular, aplicando la ley de Snell en el fenómeno de la refracción de la luz. Materiales • Riel con 2 soportes • Deslizadores • Laser • Soporte de diafragmas y filtros • Mesa óptica • Transportador de 360° • Diafragma con una ranura • Prisma rectangular de cuarzo • Papel blanco • Transportador de ángulos • Regla Cantidad 1 3 1 1 1 1 1 1 1 1 1 12 Manera de ver o interpretar el mundo y la realidad (Cosmovisión” (s/f.). En que significado.com. Disponible en: https://que- significado.com/cosmovision/ Consultado: 11 de diciembre de 2018. Laboratorio 13 Fenómeno natural debido a la refracción de la luz (Arco iris una maravilla de la naturaleza, periódico La Patria) Refracción de la luz
  • 73. 73 FísicaFísica Determinamos el índice (n ) del prisma de cuarzo, tomando los datos experimentales Donde: Índice del prisma de cuarzo Velocidad de la luz n C Velocidad media del rayo luminoso Cálculo de la velocidad media en el prisma de cuarzo Datos: Despejamos velocidad media Para el cálculo del indice de refracción aplicamos la ley de Snell, utilizamos los ángulos formados respecto a la normal Medimos los ángulos con transportador en la hoja graficada, y escribimos los valores obtenidos e igualamos con los datos de los cálculos analíticos. Demostración de la ley de Snell 1 2 1
  • 74. 74 Manual de LaboratorioManual de Laboratorio Aplicación de la práctica de laboratorio Conclusiones Demostramos el fenómeno de la refracción de la luz en la práctica de laboratorio y su des- composición. Utilizando el prisma de cuarzo determinamos el índice de refracción de la luz aplicando la ley de Snell, cuando este pasa de un medio a otro, por medio del diagrama y sus puntos de intersección. Logramos demostrar experimentalmente y con cálculos analíticos la ley de Snell que dice “Que al pasar de un medio menos denso a otro y a la vez desde ese medio más denso al mismo medio inicial, el ángulo de salida se conserva con el ángulo de incidencia”. Bibliografía de consulta • Educación, M. D. (2015). Concreción curricular desde la visión de los campos y el enfoque de las áreas. La Paz. • Kit de Óptica. (s.f.). En T. D. Learn, Guía de Experimentos (págs. 20-21.22). Eiscos Scientifica. Experimentamos la refracción de un haz de luz en un prisma triangular, medimos los ángulos de los rayos incidente, de refracción y aplicamos lla ley de Snell. Observaciones ................................................. ................................................. ................................................. ................................................. .................................................
  • 75. 75 FísicaFísica La reflexión de la luz como fenómeno natural y generador de energía En esta práctica observaremos el comporta- miento de la luz cuando esta incide con algún material, este fenómeno fue estudiado desde la antigüedad por diversos científicos, sin embar- go, fue Isaac Newton quien explico las leyes de la reflexión. Utilizaremos el kit de óptica para analizar las leyes que explican este fenómeno, la cual es utilizada en prácticamente todos los campos de la ciencia y tecnología desde su uso en espejos, donde vemos nuestra imagen refle- jada, hasta su uso en el campo de la óptica y la fabricación de microscopios y telescopios de alta potencia, sin embargo no solo los espejos o lentes poseen la propiedad de reflejar la luz, antiguamente se usaban fuentes de agua, como medios en los que se observaban movimientos planetarios los Mayas, hicieron cálculos exac- tos, de los periodos sinódicos13 de mercurio, venus y calcularon con exactitud, los períodos de la luna y el sol. ¿De qué manera es aprovechada la reflexión de la luz solar en la generación de la energía? ¿Además de las aplicaciones en medicina, astronomía y energía, donde se puede apreciar la utilización de espejos y lentes? Considerando la limitación en los materiales que poseían en esa época, siglo XVII ¿qué crees que los científicos como Galileo y Newton pensarían respecto a los instrumentos ópticos que poseemos hoy en día? Objetivo • Observar el comportamiento de la luz cuando esta incide sobre una superficie y se refleja analizando las leyes que rigen este fenómeno. • Hallar el ángulo crítico de un lente, considerando el material con el que está fabrica- do el mismo. Materiales • Puntero láser • Prismas de diferentes formas • Espejo plano • Transportador de 360° Cantidad 1 2 1 1 13 Es el tiempo que tarda el objeto en volver a aparecer en el mismo punto del cielo respecto al sol, cuando se observa desde la Tierra. Laboratorio 14 Isaac Newton, quien describió diferentes fenómenos relacionados con el comportamiento de la luz Refracción de la luz en un ambiente controlado
  • 76. 76 Manual de LaboratorioManual de Laboratorio Reflexión de la luz Condición del sistema 1 Adecuamos el sistema en un ambiente en el que exista relativa oscuridad. Montaje del sistema Procedemos a montar el espejo plano y el transportador, teniendo en cuenta que la superficie reflejante del espejo plano se encuentre alineado con los ángulos de 0° y 180°. La principal característica de un rayo reflejado, es que su ángulo de incidencia es igual al ángulo de la luz reflejada. 2 Explicación 3 Con el puntero laser incidimos un rayo en el punto origen del transportador, registramos los ángulos del rayo de incidencia y del rayo reflejado. Registro de datos 4 Explicación 5 Tomamos tres valores del ángulo de incidencia respecto a la normal y registramos esos valores los cuales deben de ser iguales a los tres ángulos reflejados para que así se cumpla con la primera ley de la reflexión. Además observamos que en el lente plano convexo parte de la luz se refracta, cambiando su dirección y la otra se refleja, conservando su ángulo de incidencia.
  • 79. 79 FísicaFísica Aplicación de la práctica de laboratorio   Montaje del sistema ..................................................... ..................................................... ..................................................... ..................................................... Condición del sistema ..................................................... ..................................................... ..................................................... ..................................................... Observación ..................................................... ..................................................... ..................................................... ..................................................... Hallamos el ángulo crítico ..................................................... ..................................................... ..................................................... ..................................................... Registro de datos ............................. ............................. ............................. ............................. ............................. ............................. ............................. ............................. ............................. ............................. ............................. .............................
  • 80. 80 Manual de LaboratorioManual de Laboratorio Conclusiones La realización de la práctica no sirvió para verificar el comporta- miento de la luz cuando esta se refleja en materiales de distinta naturaleza, demostrando de forma experimental y teórica las leyes que rigen este fenómeno, para afianzar lo aprendido responde- mos a las siguientes interrogantes: ¿Considera que los resultados obtenidos están en concordancia con las leyes previamente planteadas? ¿Qué opiniones tiene respecto al grado de error de lo experimentado? ¿En qué situaciones de la vida real se observan este tipo de fenómenos? Bibliografía de consulta • Educación, M. D. (2015). Concreción curricular desde la visión de los campos y el enfoque de las áreas. La Paz. • F. G. Smith & J. H. Thompson (1999), Óptica Limusa. • Paul G. Hewitt, (1996), Conceptos de Física Limusa. • Orear J. (1995) Física, Limusa. • http://teleformacion.edu.aytolacoruna.es/FISICA/document/fisicaInteractiva/OptGeometrica/ historia/Historia.htm   Reflexión de la luz
  • 81. 81 FísicaFísica El espectro electromagnético en la naturaleza El espectro electromagnético es el con- junto de longitudes de onda de todas las radiaciones electromagnéticas, es- tas radiaciones son invisibles pero están presentes en las actividades de nuestro diario vivir, por ejemplo, en las transmi- siones de radio y televisión, cuando uti- lizamos el control para cambiar de canal nuestro televisor, en el supermercado cuando se identifican los productos con el lector de códigos de barra, cuando vemos películas, escuchamos música, nos toman una radiografía en el hospi- tal o para tratar enfermedades como el cáncer a través de la radioterapia. También hay una parte del espectro electromagnético que sí se puede ver y es gracias a ella que podemos apreciar las cosas que nos rodean y sus colores. Esta luz es realmente una mezcla de diferentes colores y es la radiación visible del espectro electromagnético. En esta práctica de laboratorio se analizará este fenómeno a través de la dispersión y de la luz. ¿Crees que este tipo de rayos afectan nuestro organismo? ¿De qué manera? ¿Es posible mini- mizar los efectos de este tipo de rayos en nuestro organismo? ¿Cómo? Objetivo • Reproducir el fenómeno de dispersión de la luz blanca al incidir esta en una prisma. • Observar la proporción visible y no visible del espectro electromagnético. • Analizar las características de la radiación visible del espectro electromagnético, uti- lizando filtros. Materiales • Riel con 2 soportes • Deslizadores • Lámpara óptica y fuente de ali- mentación • Mesita para prisma • Prisma equilátero • Diafragma con una ranura • Soporte diafragmas y filtros • Pantalla blanca • Papel rígido blanco • Cinta transparente Cantidad 1 4 1 1 1 1 1 3 1 1 1 Laboratorio 15 Fuentes que generan el espectro electromagnético y la longitud de onda que poseen El prisma de Newton