jueves, 18 de marzo de 2010
Cohete de agua... Prof. Manuel Brito
Ministerio del Poder Popular para la Educación
U. E Colegio Loyola-Gumilla
Puerto Ordaz-Estado Bolivar
Cátedra: naturaleza
Año 1° sección “C”
DEMOSTRACIÓN LA TERCERA LEY DE NEWTON
A TRAVES DEL DISEÑO DE UN COHETE DE AGUA
Ciudad Guayana MARZO 2010
RepÚblica Bolivariana de Venezuela
Ministerio del Poder Popular para la Educación
U. E Colegio Loyola-Gumilla
Puerto Ordaz-Estado Bolivar
Cátedra: naturaleza
Año 1° sección “C”
ABAFFY PAZ CARLOS GUSTAVO
BASTARDO VERA VERÓNICA ANDREINA
CHACIN MOLINA JOHANA MICHELLE
GIL D´AMARO WILMER RAFAEL
GUEVARA SALAZAR MARIELELENA
DEMOSTRACIÓN DE LA TERCERA LEY DE NEWTON
A TRAVES DEL DISEÑO DE UN COHETE DE AGUA
Ciudad Guayana MARZO 2010
INDICE
INTRODUCCION
1
CAPITULO I - PROBLEMA
2
PROBLEMA
2
PLANTEAMIENTO Y FORMULACION DEL PROBLEMA
2
JUSTIFICACIÓN DEL PROYECTO
3
OBJETIVOS
3
ALCANCE
4
LIMITACIONES
4
CAPITULO II – MARCO TEÓRICO
5
ANTECEDENTES DE LA INVESTIGACIÓN
5
FUNDAMENTOS TEÓRICOS
5
DEFINICIÓN DE TÉRMINOS BÁSICOS
7
CAPITULO III – MARCO METODOLOGICO
9
TIPO DE INVESTIGACIÓN
9
PROCEDIMIENTO EXPERIMENTAL
10
ANALISIS DE RESULTADOS
10
CONCLUSIONES
14
RECOMENDACIONES
15
BIBLIOGRAFÍA
16
ANEXOS
17
INTRODUCCIÓN
Los cohetes funcionan gracias al principio de acción y reacción: los gases que salen por los motores empujan al cohete en dirección contraria. Esos gases se producen al mezclar el combustible con oxígeno.
La construcción y lanzamiento de cohetes de agua es un experimento físico muy interesante, porque en él se aplican de manera práctica muchos principios básicos de la física. Entender estos principios ayuda a diseñar bien los cohetes para hacerlos más eficientes, pero también permite conocer estos conceptos teóricos y aprender a pensar.
Este proyecto tiene, por ello, dos partes. La primera consiste en entender todo lo que hace que un cohete vuele bien. La segunda consiste en aplicar estos conocimientos con iniciativa para construir los cohetes de la mejor manera posible.
CAPITULO I
PROBLEMA
Demostración de la Ley de Acción y Reacción (Tercera Ley de Newton) mediante la utilización de un Cohete de Agua.
1.1 PLANTEAMIENTO Y FORMULACIÓN DEL PROBLEMA
Un cohete de agua es un tipo de cohete que usa agua como propelente de reacción. La cámara de presión, como el motor del cohete, es generalmente una botella de plástico. El agua es lanzada fuera por un gas a presión, normalmente aire comprimido, lo que impulsa el cohete según la 3ª ley de Newton.
El principio de funcionamiento es muy sencillo, funciona por el principio de acción - reacción debido al aire introducido en la botella.
La propulsión del cohete de agua puede va a producir la expulsión hacia atrás de una parte de su masa (el agua) lo que provocará un empuje que propulsará al resto del sistema hacia delante (acción-reacción), compensándose la cantidad de movimiento total del sistema.
La energía mecánica necesaria para la expulsión de esta fracción de masa se almacena en el sistema como energía potencial en forma de gas a presión. Con la expulsión esta energía se irá convirtiendo en energía cinética, las del movimiento del agua y el cohete
Esquema de las fuerzas en el interior de un cohete cargado
.
1.2 JUSTIFICACION DEL PROYECTO
Un cohete de agua, es una botella de plástico, parcialmente llena de agua, en la que se introduce aire a presión para luego dejar que escape por un orificio de salida e impulse la botella.
Al realizar este experimento queremos ver como lo estudiado en clase se puede comprobar de manera sencilla, aun aplicando una de las leyes del gran matemático Isaac Newton y así demostrar que estas leyes intervienen en cualquier actividad que realicemos sin necesidad de que sea complejo.
Un cohete propulsado por agua se basa en el mismo principio físico que un auténtico cohete espacial: la famosa Tercera Ley de Newton. Esta dice que "Por cada fuerza que actúa sobre un cuerpo, éste realiza una fuerza igual pero de sentido opuesto sobre el cuerpo que la produjo". En el caso de un cohete, la acción propulsar "algo" hacia abajo a través del pico de la botella las provoca una reacción idéntica de sentido opuesto que empuja al cohete hacia arriba. Este "algo" que propulsa el cohete se suele llamar 'masa de reacción'.
La fuerza que acelera la botella hacia arriba se ve compensada por la fuerza generada por la 'masa de reacción' siendo expulsada hacia abajo. En estas botellas, la 'masa de reacción' es agua, y esta se ve propulsada hacia abajo por la energía que proporciona el gas comprimido en la botella.
1.3 OBJETIVOS
1.3.1 Objetivo General
Construir cohetes propulsados por agua para comprender el funcionamiento de varios principios físicos tales como:
· Descubrir la relación entre teoría y práctica.
· El principio de acción o reacción (3ª ley de Newton).
· Leyes de movimiento.
1.3.2 Objetivos Específicos
· Adquirir habilidad para pasar del diseño a la realidad
· Adquirir habilidad para hacer volar un cohete de acuerdo a principios científicos
· Adquirir habilidad para predecir y verificar resultados
· Apreciar la importancia de intercambiar información y cooperar entre amigos
· Comprender las características científicas del agua, aire y otras materias que damos por sentado en nuestra vida cotidiana.
· Comprender las funciones del agua y del aire en la propulsión vertical del cohete.
1.4 ALCANCE
Demostrar de manera sencilla y práctica como intervienen las leyes de Newton en el funcionamiento de los Cohetes de Agua.
1.5 LIMITACIONES
1. Mientras sale agua por el orificio
La masa es decir; el agua del recipiente no es constante, sino que disminuye con el tiempo. La masa del recipiente es la suma de la carga útil, de la masa de las paredes del recipiente y del agua que contiene en el instante t, por consiguiente va perdiendo velocidad.
Cuando se ha agotado el agua
Una vez que se ha agotado el agua del depósito, el cohete pierde el impulso y cae a tierra, esto no lo podemos controlar en nuestro experimento.
CAPITULO II
MARCO TEORICO
2.1 ANTECEDENTES DE LA INVESTIGACIÓN
En la década de 1960, el Japón importó cohetes de agua de juguete fabricados en Alemania y los Estados Unidos. A mediados de 1980 se realizaron competiciones de cohetes de agua en Escocia.
Las botellas de polietileno tereftalato (PET) para bebidas gaseosas, que es el material que se utiliza generalmente para fabricar cohetes de agua, fueron empleadas por primera vez en 1974 en los Estados Unidos de América y su uso aumentó rápidamente a medida que se difundían entre los consumidores.
La idea de fabricar cohetes impulsados por aire a presión surgió en el año 1983 como proyecto fin de carrera en una universidad de EEUU. Desde entonces, el prototipo de cohete propulsado con agua ha ido ganando popularidad hasta ser usado por la NASA en busca de nuevos talentos por colegios americanos.
2.2 FUNDAMENTOS TEÓRICOS
El principio básico que rige cualquier lanzamiento de cohetes, sea cual sea su medio de propulsión, es la 3ª ley de Newton, conocida también como Principio de acción-reacción:
3ª ley de Newton, conocida también como Principio de acción-reacción
Reacción
Cualquier acción aplicada sobre un cuerpo provoca una reacción sobre el mismo cuerpo, de igual magnitud y opuesta a la primera
Acción
Además de este principio básico, para entender completamente cómo se mueve el cohete hay que tener en cuenta otros elementos que intervienen en el proceso:
En primer lugar, la fuerza de la gravedad, que no aparece en el esquema anterior, empuja al cohete hacia abajo. Como es sabido, esta fuerza es mayor cuanta más masa tiene el cohete.
En segundo lugar, el rozamiento del aire hace que el cohete no alcance la velocidad teórica que debería alcanzar por las fuerzas que se producen en él. Cuanto más rápido se mueva el cohete, mayor será el rozamiento del aire. Además, el rozamiento del aire depende de la forma del cohete y de varios factores más (densidad del aire, posición del cohete mientras sube...)
Todos estos factores son los que determinan cómo se mueve el cohete en cada momento. Hay que tener presente que se trata de un movimiento complicado, porque:
La masa del cohete cambia a medida que sube, porque pierde agua.
El rozamiento del aire también cambia, porque la velocidad varía.
La energía necesaria para proporcionar la acción que impulsará al cohete se almacena en el propelente. En los cohetes de agua, el propelente es el aire, que almacena la energía en forma de presión. Esta energía es transmitida al combustible, que es el agua.
En este caso, no puede hablarse propiamente de combustible, porque no hay ninguna reacción química de combustión. Sin embargo, le damos ese nombre por analogía. El agua recibe la presión del aire y es empujada hacia el pico de la botella. La diferencia en las secciones del motor y el pico de a botella produce una enorme aceleración en la salida del agua, y por ello el empuje es muy grande.
Explicación
El cohete, cuando está a punto de ser lanzado, tiene una energía almacenada en su interior en forma de aire a presión. La presión elevada del aire empuja a todas las superficies con las que está en contacto, incluida la del agua, con una fuerza que es igual a la presión por la superficie.
Cuando el pico de la botella se abre y el agua empieza a salir, la fuerza responsable de que el agua salga es sobre todo la debida a la presión interna del aire: El aire empuja al agua hacia fuera, y como la superficie superior del agua es mucho mayor que la inferior, la velocidad que adquiere el agua al salir es muy grande.
Por tanto, lo que sucede en el interior del cohete es una conversión de energía: El aire contiene una energía (presión) que se traslada al agua y se convierte en energía cinética (movimiento). La forma de la botella permite que la conversión de energía sea muy eficiente (es decir, que la presión provoque una velocidad muy grande en el agua que sale del cohete).
Según la 3ª ley de Newton, la reacción se produce sobre el mismo cuerpo que realiza la acción. En el caso del cohete, es él mismo quien realiza la acción (la conversión de energía), y por tanto la reacción se aplica también sobre él. Como la reacción es de igual magnitud y sentido contrario, cuanto mayor sea el valor de la velocidad de salida del agua mayor será la velocidad de reacción del cohete.
2.3 DEFINICIÓN DE TÉRMINOS BÁSICOS
La energía mecánica (es la energía que se debe a la posición y al movimiento de un cuerpo, por lo tanto, es la suma de las energías potencial y cinética de un cuerpo en movimiento. Expresa la capacidad que poseen los cuerpos con masa de efectuar un trabajo.)
3ª ley de Newton. (Con toda acción ocurre siempre una reacción igual y contraria: o sea, las acciones mutuas de dos cuerpos siempre son iguales y dirigidas en direcciones opuestas.)
La energía cinética de un cuerpo es una energía que surge en el fenómeno del movimiento. Está definida como el trabajo necesario para acelerar un cuerpo de una masa dada desde el reposo hasta la velocidad que posee. Una vez conseguida esta energía durante la aceleración, el cuerpo mantiene su energía cinética salvo que cambie su rapidez. Para que el cuerpo regrese a su estado de reposo se requiere un trabajo negativo de la misma magnitud que su energía cinética.)
Empuje: El empuje es una fuerza mecánica que permite el movimiento de un cuerpo en el aire. Si se considera la Tercera ley de Newton, el empuje sería en un cohete de agua equivalente a la reacción que se produce cuando el agua y el aire comprimido salen por la boca de la botella. El empuje es producto de la reacción de un fluido que acelera. En el cohete, la dirección del empuje es hacia arriba y su magnitud depende de la masa de agua que salga despedida.
Presión: Se debe tener en cuenta que la presión es la fuerza que se ejerce sobre una unidad de área específica y es perpendicular a la superficie.
La presión tiene magnitud pero no tiene dirección. “La presión ejercida por el gas es la que ejercen las moléculas del propio gas. Se le llama presión interna porque actúa desde adentro hacia fuera a través de los choques de sus moléculas con el recipiente que las contiene En cambio, la presión ejercida sobre un gas corresponde a la fuerza que se ejerce sobre él comprimiendo sus moléculas para que ocupen un volumen determinado. Esta se llama presión externa.”
Rozamiento : El Rozamiento es la fuerza que se opone al desplazamiento de un cuerpo en el aire. Se produce cuando el cuerpo está en movimiento y su dirección es contraria a la del cuerpo. Se puede considerar como fricción aerodinámica en la medida en que depende de las propiedades tanto del fluido en dónde se mueve el cuerpo y del cuerpo mismo.
El rozamiento es a la vez una resistencia aerodinámica en la medida en que varía dependiendo de la forma del cuerpo en movimiento ya que de este dependen las variaciones de la presión en el medio.
CAPITULO III
MARCO METODOLOGICO
3.1 TIPO DE INVESTIGACIÓN
Documental porque se investigo en internet los estudio teóricos y experimentos previos realizados en esta área y experimental ya que se llevo a cabo una prueba para comprobar lo que habíamos leído.
3.2 PROCEDIMIENTO EXPERIMENTAL
1ª Fase: El llenado de "combustible"
El cohete va a funcionar utilizando como "combustible", un líquido que propulsará el cohete, en nuestro caso, agua utilizando el principio de acción y reacción.
En nuestras pruebas la cantidad óptima es alrededor de 1/3 de la capacidad de la botella, para cantidades mucho mayores,(más de la mitad) la botella despegará con gran parte de agua en su interior lo que hará que alcance una menor altura, en caso contrario, si se ha llenado con poca agua, se realiza un menor impulso inicial y también alcanzaremos menor altura, el llenado es pues, una fase importante, debemos, realizar distintas pruebas hasta determinar la cantidad de agua más adecuada.
2ª Fase: El taponado y puesta en marcha
Una vez cargada, tapamos nuestra botella con un tapón de corcho o de goma de laboratorio, en el que previamente hemos introducido una aguja de inflador de balones o un canutillo de bolígrafo.
Esta es la fase más crítica, en la construcción de los cohetes de agua y de ella depende gran parte del éxito del vuelo, el tapón debe quedar lo más hermético posible, para que en el momento del inflado no pierda agua, además cuanto más apretado este más presión de aire soportará por tanto el impulso inicial y la altura alcanzada será mayor.
3ª Fase: El inflado y despegue
Después de taponar bien el cohete y conectar la goma del inflador colocamos, con ayuda de una plataforma, el cohete en posición vertical o inclinada en el caso de que queramos un vuelo parabólico y comenzamos a llenar la botella con ayuda del compresor de bicicleta, debemos tener paciencia porque esta fase puede llevar varios minutos.
Al llenar el cohete de aire y comprimirlo estamos aumentando la presión en su interior, cuando la presión llega a un determinado valor el tapón salta y el liquido es desplazado contra el suelo, de esta forma se realiza una fuerza contra el mismo a la que según la tercera ley de Newton se le opone otra fuerza igual y en sentido contrario, esta fuerza es la que hace que los cohetes se eleven.
Por lo tanto podemos afirmar, como hemos dicho antes que la altura que toman los cohetes es directamente proporcional a la presión a la que son sometidos los cohetes; esto quiere decir que a mayor presión mayor altura.
La presión a la que podemos someter los cohetes está relacionada con lo ajustado que este el tapón, cuanto más ajustado, podremos introducir más aire, y por lo tanto saldrá con mayor velocidad.
4ª Fase: El vuelo y aterrizaje
1. El agua sale hacia abajo impulsando los cohetes, y haciendo que estos salgan despedidos.
2. Debido al rozamiento con el aire, y sobre todo a su peso que los atrae hacia la tierra debido a la atracción gravitatoria, los cohetes tienen una deceleración que los va frenando hasta alcanzar una altura máxima (25-100 m), en este momento su velocidad es 0 m/s.
3. A partir de este momento los cohetes comienzan a descender.
3.3 ANALISIS DE RESULTADOS
Es probable que al realizar nuestro primer lanzamiento lo primero que pensemos es “¿Cómo ha podido la botella salir disparada así? La respuesta la encontramos no en uno, sino en dos fenómenos físicos. Para empezar, nuestra válvula nos ha permitido ir acumulando aire dentro de la botella. Aumentando así la cantidad de aire en el interior de la botella, hemos hecho que la presión interna del cohete aumentara progresivamente. El tapón, finalmente, no ha podido soportar el empuje del aire del interior y ha salido disparado permitiendo que el agua saliera del mismo modo que los gases de un reactor.
¿Es importante, entonces, que haya agua, o podríamos prescindir de ella?
Pensemos un instante (y por supuesto, quien quiera puede realizar la prueba) en qué sucedería si únicamente tuviéramos aire en el “depósito” de nuestro cohete. Cuando, después de hinchar al máximo la botella, el tapón se desprendiera, el aire saldría rápidamente de la botella sin ningún tipo de impedimento. Esto, sin embargo, sucedería demasiado rápidamente para que el cohete pudiera alcanzar apenas unos centímetros de altura, así que al poner el agua, y al salir ésta únicamente a borbotones, el proceso se alarga más en el tiempo.
De nada serviría este proceso, no obstante, de no ser por otro que lo complementa para hacer posible el lanzamiento. Para entenderlo, cómo no, recurramos de nuevo a la imaginación, y situémonos en la superficie de un lago helado.
¿Qué podríamos hacer para deslizarnos por la resbaladiza capa de hielo?
No nos quedaría más remedio que encontrar algún tipo de soporte y empujarlo en una dirección para empezar a movernos justamente en la contraria.
En el caso de nuestro cohete es justamente este fenómeno el que se utiliza para ganar altura. El aire, que se situará en la parte superior de la botella, cuando tenga la presión suficiente como para descorcharla, empujará el agua hacia abajo a toda velocidad. Como reacción, el aire se ve despedido hacia arriba y arrastra en su vuelo la envoltura de plástico que simboliza nuestro intento de asaltar el espacio.
De no haber puesto agua en la botella, como se comprenderá, el aire no tendría qué empujar y el despegue no podría tener lugar.
¿Conviene, entonces, llenar la botella al máximo?
Decididamente no. Hay que llegar a un compromiso entre la cantidad de agua y el espacio que destinamos a la acumulación del aire. De haber demasiado de la primera la cantidad de aire sería insuficiente para empujar el agua, y de ser la situación la inversa, el agua se agotaría demasiado rápido para permitirnos disfrutar de un vuelo decente.
Si suelta un globo inflado, zumbará por todos lados expulsando aire. Se genera una fuerza que lo mueve hacia adelante en “reacción” al aire que está siendo expulsado hacia atrás (“acción”), causando de esta manera que el globo vuele. Esta fuerza reactiva es conocida como “propulsión ”o “empuje” .Ley de Acción y Reacción/Tercera Ley de Newton (principio de propulsión a reacción) Acción Reacción.
Reacción el globo expulsa aire para volar El cohete expulsa combustible para ganar altura. El principio de un cohete y de un globo es básicamente el mismo.
Se desplazan hacia adelante expulsando el gas presurizado hacia atrás.
Asimismo, un cohete es propulsado verticalmente en reacción al gas que está siendo expulsado de su cuerpo. El cohete se carga con combustible sólido o líquido. Al quemarse el combustible se genera un importante empuje debido al gas resultante que se expulsa hacia atrás. El gas, fuertemente presurizado en la cámara de combustión, es expulsado a través de la boquilla (acción), proporcionando el empuje vertical (reacción). Además del combustible, se carga el cohete con oxígeno.
El oxígeno permite al cohete quemar su carga de combustible y generar gas de alta velocidad aún en un ambiente sin aire. Los cohetes usan la potencia reactiva para lograr la aceleración en el agua, en el aire y aún en el vacío del espacio.
En concreto, hay tres elementos que son muy importantes:
La cantidad de agua inicial. El cohete debe su propulsión a la energía almacenada en el aire a presión. Esta energía, una vez liberada, se transmite al agua, provocando su salida en chorro a alta velocidad. La alta densidad del agua causa que el empuje sufrido por el cohete sea muy grande. Según esto, cuanta más agua tenga el cohete, mejor. Sin embargo, más agua supone menos aire, y es el aire el que almacena la energía. Por ello hay una cantidad que puede considerarse óptima, y que está en torno a la tercera parte del volumen total del motor del cohete. Ahora bien, ¿cuál es la fuerza generada por la eyección del agua? La Segunda Ley de Newton dice que la fuerza es igual a la variación de la cantidad de movimiento. Podemos expresar la variación de la masa en función del tiempo, esta dependerá de la densidad del agua, del área del agujero por el que sale el agua, y de la velocidad a la que sale esta. Despreciando la velocidad relativa del agua dentro de la botella, podemos decir que el momento se gana casi instantáneamente, por lo que la fuerza sería igual al doble de la presión del aire por el área del agujero de salida
La masa en vacío del cohete. Es evidente que si el peso de la estructura del cohete (descontando el agua) es muy grande, el empuje realizado por el agua será menos efectivo. Pero, al mismo tiempo, tampoco es bueno que el cohete sea excesivamente ligero. Un cohete de muy poco peso tendrá una enorme aceleración inicial, pero también tendrá muy poca inercia cuando haya perdido el agua, con lo que el rozamiento del aire lo frenará con gran rapidez, y alcanzará poca altura.
La estabilidad del cohete. Un cohete es estable cuando asciende en línea recta, sin desviaciones. Cuando esto sucede, el cohete se mueve del modo más eficaz, es decir, el rozamiento debido al aire es el mínimo, y por ello adquiere mayor velocidad y altura. Para que un cohete sea estable debe cumplirse una regla muy sencilla: el centro de masas del cohete debe estar por encima de su centro de presión. Cuanta mayor sea la distancia entre ambos, más estable será el cohete.
Los demás elementos influyen también, pero su repercusión en las prestaciones es mucho menor.
CONCLUSIONES
Para lograr desarrollar nuestro experimento recurrimos a la tercera Ley de Newton acción-reacción, al ejercer una fuerza en el interior de la botella (aumentando la presión), ésta presión hace que el aire salga despedido hacia abajo, haciendo que el cohete ascienda. El uso del agua no es sino para ralentizar el proceso de expulsión de aire y que la subida dure más.
La altura que alcance el cohete, depende de tres factores:
-El peso
-La cantidad de agua
-La fricción
Por otro lado, los cohetes de agua vuelan generando un empuje relativamente fuerte en un período corto de tiempo. En otras palabras, los cohetes de agua sufren un proceso de conversión de energía:
Energía por compresión del aire, → Energía cinética del aire (expansión), → Energía cinética del agua (expulsión).
Las medidas para mejorar el rendimiento del empuje en cohetes de agua son básicamente las mismas que las aplicadas a los cohetes reales. En el caso de un cohete de agua, su capacidad para alcanzar distancias mayores depende de que haya alcanzado una velocidad suficientemente elevada cuando se agote su “combustible” (agua y aire presurizado).
El cohete se construyó teniendo en cuenta todos los principios teóricos expuestos hasta aquí. En primer lugar hay que resaltar que hay muchas variables sobre las que se puede actuar para modificar el funcionamiento y la eficiencia del cohete: su masa total, el volumen del depósito, la cantidad de agua, la presión del aire, la forma del cohete. Sin embargo, algunos de estos elementos influyen más que otros en un buen funcionamiento.
RECOMENDACIONES
Se pueden realizar tomando como base este experimento, nuevos experimentos para aumentar la velocidad de expulsión del agua, aumentar la cantidad de agua a ser expulsada y minimizar la resistencia del aire.
BIBLIOGRAFÍA
www.sc.ehu.es
www.wikipedia.org
www.colfem.com
www.usuarios-multimedia.com
www.youtube.com
U. E Colegio Loyola-Gumilla
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Año 1° sección “C”
DEMOSTRACIÓN LA TERCERA LEY DE NEWTON
A TRAVES DEL DISEÑO DE UN COHETE DE AGUA
Ciudad Guayana MARZO 2010
RepÚblica Bolivariana de Venezuela
Ministerio del Poder Popular para la Educación
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Cátedra: naturaleza
Año 1° sección “C”
ABAFFY PAZ CARLOS GUSTAVO
BASTARDO VERA VERÓNICA ANDREINA
CHACIN MOLINA JOHANA MICHELLE
GIL D´AMARO WILMER RAFAEL
GUEVARA SALAZAR MARIELELENA
DEMOSTRACIÓN DE LA TERCERA LEY DE NEWTON
A TRAVES DEL DISEÑO DE UN COHETE DE AGUA
Ciudad Guayana MARZO 2010
INDICE
INTRODUCCION
1
CAPITULO I - PROBLEMA
2
PROBLEMA
2
PLANTEAMIENTO Y FORMULACION DEL PROBLEMA
2
JUSTIFICACIÓN DEL PROYECTO
3
OBJETIVOS
3
ALCANCE
4
LIMITACIONES
4
CAPITULO II – MARCO TEÓRICO
5
ANTECEDENTES DE LA INVESTIGACIÓN
5
FUNDAMENTOS TEÓRICOS
5
DEFINICIÓN DE TÉRMINOS BÁSICOS
7
CAPITULO III – MARCO METODOLOGICO
9
TIPO DE INVESTIGACIÓN
9
PROCEDIMIENTO EXPERIMENTAL
10
ANALISIS DE RESULTADOS
10
CONCLUSIONES
14
RECOMENDACIONES
15
BIBLIOGRAFÍA
16
ANEXOS
17
INTRODUCCIÓN
Los cohetes funcionan gracias al principio de acción y reacción: los gases que salen por los motores empujan al cohete en dirección contraria. Esos gases se producen al mezclar el combustible con oxígeno.
La construcción y lanzamiento de cohetes de agua es un experimento físico muy interesante, porque en él se aplican de manera práctica muchos principios básicos de la física. Entender estos principios ayuda a diseñar bien los cohetes para hacerlos más eficientes, pero también permite conocer estos conceptos teóricos y aprender a pensar.
Este proyecto tiene, por ello, dos partes. La primera consiste en entender todo lo que hace que un cohete vuele bien. La segunda consiste en aplicar estos conocimientos con iniciativa para construir los cohetes de la mejor manera posible.
CAPITULO I
PROBLEMA
Demostración de la Ley de Acción y Reacción (Tercera Ley de Newton) mediante la utilización de un Cohete de Agua.
1.1 PLANTEAMIENTO Y FORMULACIÓN DEL PROBLEMA
Un cohete de agua es un tipo de cohete que usa agua como propelente de reacción. La cámara de presión, como el motor del cohete, es generalmente una botella de plástico. El agua es lanzada fuera por un gas a presión, normalmente aire comprimido, lo que impulsa el cohete según la 3ª ley de Newton.
El principio de funcionamiento es muy sencillo, funciona por el principio de acción - reacción debido al aire introducido en la botella.
La propulsión del cohete de agua puede va a producir la expulsión hacia atrás de una parte de su masa (el agua) lo que provocará un empuje que propulsará al resto del sistema hacia delante (acción-reacción), compensándose la cantidad de movimiento total del sistema.
La energía mecánica necesaria para la expulsión de esta fracción de masa se almacena en el sistema como energía potencial en forma de gas a presión. Con la expulsión esta energía se irá convirtiendo en energía cinética, las del movimiento del agua y el cohete
Esquema de las fuerzas en el interior de un cohete cargado
.
1.2 JUSTIFICACION DEL PROYECTO
Un cohete de agua, es una botella de plástico, parcialmente llena de agua, en la que se introduce aire a presión para luego dejar que escape por un orificio de salida e impulse la botella.
Al realizar este experimento queremos ver como lo estudiado en clase se puede comprobar de manera sencilla, aun aplicando una de las leyes del gran matemático Isaac Newton y así demostrar que estas leyes intervienen en cualquier actividad que realicemos sin necesidad de que sea complejo.
Un cohete propulsado por agua se basa en el mismo principio físico que un auténtico cohete espacial: la famosa Tercera Ley de Newton. Esta dice que "Por cada fuerza que actúa sobre un cuerpo, éste realiza una fuerza igual pero de sentido opuesto sobre el cuerpo que la produjo". En el caso de un cohete, la acción propulsar "algo" hacia abajo a través del pico de la botella las provoca una reacción idéntica de sentido opuesto que empuja al cohete hacia arriba. Este "algo" que propulsa el cohete se suele llamar 'masa de reacción'.
La fuerza que acelera la botella hacia arriba se ve compensada por la fuerza generada por la 'masa de reacción' siendo expulsada hacia abajo. En estas botellas, la 'masa de reacción' es agua, y esta se ve propulsada hacia abajo por la energía que proporciona el gas comprimido en la botella.
1.3 OBJETIVOS
1.3.1 Objetivo General
Construir cohetes propulsados por agua para comprender el funcionamiento de varios principios físicos tales como:
· Descubrir la relación entre teoría y práctica.
· El principio de acción o reacción (3ª ley de Newton).
· Leyes de movimiento.
1.3.2 Objetivos Específicos
· Adquirir habilidad para pasar del diseño a la realidad
· Adquirir habilidad para hacer volar un cohete de acuerdo a principios científicos
· Adquirir habilidad para predecir y verificar resultados
· Apreciar la importancia de intercambiar información y cooperar entre amigos
· Comprender las características científicas del agua, aire y otras materias que damos por sentado en nuestra vida cotidiana.
· Comprender las funciones del agua y del aire en la propulsión vertical del cohete.
1.4 ALCANCE
Demostrar de manera sencilla y práctica como intervienen las leyes de Newton en el funcionamiento de los Cohetes de Agua.
1.5 LIMITACIONES
1. Mientras sale agua por el orificio
La masa es decir; el agua del recipiente no es constante, sino que disminuye con el tiempo. La masa del recipiente es la suma de la carga útil, de la masa de las paredes del recipiente y del agua que contiene en el instante t, por consiguiente va perdiendo velocidad.
Cuando se ha agotado el agua
Una vez que se ha agotado el agua del depósito, el cohete pierde el impulso y cae a tierra, esto no lo podemos controlar en nuestro experimento.
CAPITULO II
MARCO TEORICO
2.1 ANTECEDENTES DE LA INVESTIGACIÓN
En la década de 1960, el Japón importó cohetes de agua de juguete fabricados en Alemania y los Estados Unidos. A mediados de 1980 se realizaron competiciones de cohetes de agua en Escocia.
Las botellas de polietileno tereftalato (PET) para bebidas gaseosas, que es el material que se utiliza generalmente para fabricar cohetes de agua, fueron empleadas por primera vez en 1974 en los Estados Unidos de América y su uso aumentó rápidamente a medida que se difundían entre los consumidores.
La idea de fabricar cohetes impulsados por aire a presión surgió en el año 1983 como proyecto fin de carrera en una universidad de EEUU. Desde entonces, el prototipo de cohete propulsado con agua ha ido ganando popularidad hasta ser usado por la NASA en busca de nuevos talentos por colegios americanos.
2.2 FUNDAMENTOS TEÓRICOS
El principio básico que rige cualquier lanzamiento de cohetes, sea cual sea su medio de propulsión, es la 3ª ley de Newton, conocida también como Principio de acción-reacción:
3ª ley de Newton, conocida también como Principio de acción-reacción
Reacción
Cualquier acción aplicada sobre un cuerpo provoca una reacción sobre el mismo cuerpo, de igual magnitud y opuesta a la primera
Acción
Además de este principio básico, para entender completamente cómo se mueve el cohete hay que tener en cuenta otros elementos que intervienen en el proceso:
En primer lugar, la fuerza de la gravedad, que no aparece en el esquema anterior, empuja al cohete hacia abajo. Como es sabido, esta fuerza es mayor cuanta más masa tiene el cohete.
En segundo lugar, el rozamiento del aire hace que el cohete no alcance la velocidad teórica que debería alcanzar por las fuerzas que se producen en él. Cuanto más rápido se mueva el cohete, mayor será el rozamiento del aire. Además, el rozamiento del aire depende de la forma del cohete y de varios factores más (densidad del aire, posición del cohete mientras sube...)
Todos estos factores son los que determinan cómo se mueve el cohete en cada momento. Hay que tener presente que se trata de un movimiento complicado, porque:
La masa del cohete cambia a medida que sube, porque pierde agua.
El rozamiento del aire también cambia, porque la velocidad varía.
La energía necesaria para proporcionar la acción que impulsará al cohete se almacena en el propelente. En los cohetes de agua, el propelente es el aire, que almacena la energía en forma de presión. Esta energía es transmitida al combustible, que es el agua.
En este caso, no puede hablarse propiamente de combustible, porque no hay ninguna reacción química de combustión. Sin embargo, le damos ese nombre por analogía. El agua recibe la presión del aire y es empujada hacia el pico de la botella. La diferencia en las secciones del motor y el pico de a botella produce una enorme aceleración en la salida del agua, y por ello el empuje es muy grande.
Explicación
El cohete, cuando está a punto de ser lanzado, tiene una energía almacenada en su interior en forma de aire a presión. La presión elevada del aire empuja a todas las superficies con las que está en contacto, incluida la del agua, con una fuerza que es igual a la presión por la superficie.
Cuando el pico de la botella se abre y el agua empieza a salir, la fuerza responsable de que el agua salga es sobre todo la debida a la presión interna del aire: El aire empuja al agua hacia fuera, y como la superficie superior del agua es mucho mayor que la inferior, la velocidad que adquiere el agua al salir es muy grande.
Por tanto, lo que sucede en el interior del cohete es una conversión de energía: El aire contiene una energía (presión) que se traslada al agua y se convierte en energía cinética (movimiento). La forma de la botella permite que la conversión de energía sea muy eficiente (es decir, que la presión provoque una velocidad muy grande en el agua que sale del cohete).
Según la 3ª ley de Newton, la reacción se produce sobre el mismo cuerpo que realiza la acción. En el caso del cohete, es él mismo quien realiza la acción (la conversión de energía), y por tanto la reacción se aplica también sobre él. Como la reacción es de igual magnitud y sentido contrario, cuanto mayor sea el valor de la velocidad de salida del agua mayor será la velocidad de reacción del cohete.
2.3 DEFINICIÓN DE TÉRMINOS BÁSICOS
La energía mecánica (es la energía que se debe a la posición y al movimiento de un cuerpo, por lo tanto, es la suma de las energías potencial y cinética de un cuerpo en movimiento. Expresa la capacidad que poseen los cuerpos con masa de efectuar un trabajo.)
3ª ley de Newton. (Con toda acción ocurre siempre una reacción igual y contraria: o sea, las acciones mutuas de dos cuerpos siempre son iguales y dirigidas en direcciones opuestas.)
La energía cinética de un cuerpo es una energía que surge en el fenómeno del movimiento. Está definida como el trabajo necesario para acelerar un cuerpo de una masa dada desde el reposo hasta la velocidad que posee. Una vez conseguida esta energía durante la aceleración, el cuerpo mantiene su energía cinética salvo que cambie su rapidez. Para que el cuerpo regrese a su estado de reposo se requiere un trabajo negativo de la misma magnitud que su energía cinética.)
Empuje: El empuje es una fuerza mecánica que permite el movimiento de un cuerpo en el aire. Si se considera la Tercera ley de Newton, el empuje sería en un cohete de agua equivalente a la reacción que se produce cuando el agua y el aire comprimido salen por la boca de la botella. El empuje es producto de la reacción de un fluido que acelera. En el cohete, la dirección del empuje es hacia arriba y su magnitud depende de la masa de agua que salga despedida.
Presión: Se debe tener en cuenta que la presión es la fuerza que se ejerce sobre una unidad de área específica y es perpendicular a la superficie.
La presión tiene magnitud pero no tiene dirección. “La presión ejercida por el gas es la que ejercen las moléculas del propio gas. Se le llama presión interna porque actúa desde adentro hacia fuera a través de los choques de sus moléculas con el recipiente que las contiene En cambio, la presión ejercida sobre un gas corresponde a la fuerza que se ejerce sobre él comprimiendo sus moléculas para que ocupen un volumen determinado. Esta se llama presión externa.”
Rozamiento : El Rozamiento es la fuerza que se opone al desplazamiento de un cuerpo en el aire. Se produce cuando el cuerpo está en movimiento y su dirección es contraria a la del cuerpo. Se puede considerar como fricción aerodinámica en la medida en que depende de las propiedades tanto del fluido en dónde se mueve el cuerpo y del cuerpo mismo.
El rozamiento es a la vez una resistencia aerodinámica en la medida en que varía dependiendo de la forma del cuerpo en movimiento ya que de este dependen las variaciones de la presión en el medio.
CAPITULO III
MARCO METODOLOGICO
3.1 TIPO DE INVESTIGACIÓN
Documental porque se investigo en internet los estudio teóricos y experimentos previos realizados en esta área y experimental ya que se llevo a cabo una prueba para comprobar lo que habíamos leído.
3.2 PROCEDIMIENTO EXPERIMENTAL
1ª Fase: El llenado de "combustible"
El cohete va a funcionar utilizando como "combustible", un líquido que propulsará el cohete, en nuestro caso, agua utilizando el principio de acción y reacción.
En nuestras pruebas la cantidad óptima es alrededor de 1/3 de la capacidad de la botella, para cantidades mucho mayores,(más de la mitad) la botella despegará con gran parte de agua en su interior lo que hará que alcance una menor altura, en caso contrario, si se ha llenado con poca agua, se realiza un menor impulso inicial y también alcanzaremos menor altura, el llenado es pues, una fase importante, debemos, realizar distintas pruebas hasta determinar la cantidad de agua más adecuada.
2ª Fase: El taponado y puesta en marcha
Una vez cargada, tapamos nuestra botella con un tapón de corcho o de goma de laboratorio, en el que previamente hemos introducido una aguja de inflador de balones o un canutillo de bolígrafo.
Esta es la fase más crítica, en la construcción de los cohetes de agua y de ella depende gran parte del éxito del vuelo, el tapón debe quedar lo más hermético posible, para que en el momento del inflado no pierda agua, además cuanto más apretado este más presión de aire soportará por tanto el impulso inicial y la altura alcanzada será mayor.
3ª Fase: El inflado y despegue
Después de taponar bien el cohete y conectar la goma del inflador colocamos, con ayuda de una plataforma, el cohete en posición vertical o inclinada en el caso de que queramos un vuelo parabólico y comenzamos a llenar la botella con ayuda del compresor de bicicleta, debemos tener paciencia porque esta fase puede llevar varios minutos.
Al llenar el cohete de aire y comprimirlo estamos aumentando la presión en su interior, cuando la presión llega a un determinado valor el tapón salta y el liquido es desplazado contra el suelo, de esta forma se realiza una fuerza contra el mismo a la que según la tercera ley de Newton se le opone otra fuerza igual y en sentido contrario, esta fuerza es la que hace que los cohetes se eleven.
Por lo tanto podemos afirmar, como hemos dicho antes que la altura que toman los cohetes es directamente proporcional a la presión a la que son sometidos los cohetes; esto quiere decir que a mayor presión mayor altura.
La presión a la que podemos someter los cohetes está relacionada con lo ajustado que este el tapón, cuanto más ajustado, podremos introducir más aire, y por lo tanto saldrá con mayor velocidad.
4ª Fase: El vuelo y aterrizaje
1. El agua sale hacia abajo impulsando los cohetes, y haciendo que estos salgan despedidos.
2. Debido al rozamiento con el aire, y sobre todo a su peso que los atrae hacia la tierra debido a la atracción gravitatoria, los cohetes tienen una deceleración que los va frenando hasta alcanzar una altura máxima (25-100 m), en este momento su velocidad es 0 m/s.
3. A partir de este momento los cohetes comienzan a descender.
3.3 ANALISIS DE RESULTADOS
Es probable que al realizar nuestro primer lanzamiento lo primero que pensemos es “¿Cómo ha podido la botella salir disparada así? La respuesta la encontramos no en uno, sino en dos fenómenos físicos. Para empezar, nuestra válvula nos ha permitido ir acumulando aire dentro de la botella. Aumentando así la cantidad de aire en el interior de la botella, hemos hecho que la presión interna del cohete aumentara progresivamente. El tapón, finalmente, no ha podido soportar el empuje del aire del interior y ha salido disparado permitiendo que el agua saliera del mismo modo que los gases de un reactor.
¿Es importante, entonces, que haya agua, o podríamos prescindir de ella?
Pensemos un instante (y por supuesto, quien quiera puede realizar la prueba) en qué sucedería si únicamente tuviéramos aire en el “depósito” de nuestro cohete. Cuando, después de hinchar al máximo la botella, el tapón se desprendiera, el aire saldría rápidamente de la botella sin ningún tipo de impedimento. Esto, sin embargo, sucedería demasiado rápidamente para que el cohete pudiera alcanzar apenas unos centímetros de altura, así que al poner el agua, y al salir ésta únicamente a borbotones, el proceso se alarga más en el tiempo.
De nada serviría este proceso, no obstante, de no ser por otro que lo complementa para hacer posible el lanzamiento. Para entenderlo, cómo no, recurramos de nuevo a la imaginación, y situémonos en la superficie de un lago helado.
¿Qué podríamos hacer para deslizarnos por la resbaladiza capa de hielo?
No nos quedaría más remedio que encontrar algún tipo de soporte y empujarlo en una dirección para empezar a movernos justamente en la contraria.
En el caso de nuestro cohete es justamente este fenómeno el que se utiliza para ganar altura. El aire, que se situará en la parte superior de la botella, cuando tenga la presión suficiente como para descorcharla, empujará el agua hacia abajo a toda velocidad. Como reacción, el aire se ve despedido hacia arriba y arrastra en su vuelo la envoltura de plástico que simboliza nuestro intento de asaltar el espacio.
De no haber puesto agua en la botella, como se comprenderá, el aire no tendría qué empujar y el despegue no podría tener lugar.
¿Conviene, entonces, llenar la botella al máximo?
Decididamente no. Hay que llegar a un compromiso entre la cantidad de agua y el espacio que destinamos a la acumulación del aire. De haber demasiado de la primera la cantidad de aire sería insuficiente para empujar el agua, y de ser la situación la inversa, el agua se agotaría demasiado rápido para permitirnos disfrutar de un vuelo decente.
Si suelta un globo inflado, zumbará por todos lados expulsando aire. Se genera una fuerza que lo mueve hacia adelante en “reacción” al aire que está siendo expulsado hacia atrás (“acción”), causando de esta manera que el globo vuele. Esta fuerza reactiva es conocida como “propulsión ”o “empuje” .Ley de Acción y Reacción/Tercera Ley de Newton (principio de propulsión a reacción) Acción Reacción.
Reacción el globo expulsa aire para volar El cohete expulsa combustible para ganar altura. El principio de un cohete y de un globo es básicamente el mismo.
Se desplazan hacia adelante expulsando el gas presurizado hacia atrás.
Asimismo, un cohete es propulsado verticalmente en reacción al gas que está siendo expulsado de su cuerpo. El cohete se carga con combustible sólido o líquido. Al quemarse el combustible se genera un importante empuje debido al gas resultante que se expulsa hacia atrás. El gas, fuertemente presurizado en la cámara de combustión, es expulsado a través de la boquilla (acción), proporcionando el empuje vertical (reacción). Además del combustible, se carga el cohete con oxígeno.
El oxígeno permite al cohete quemar su carga de combustible y generar gas de alta velocidad aún en un ambiente sin aire. Los cohetes usan la potencia reactiva para lograr la aceleración en el agua, en el aire y aún en el vacío del espacio.
En concreto, hay tres elementos que son muy importantes:
La cantidad de agua inicial. El cohete debe su propulsión a la energía almacenada en el aire a presión. Esta energía, una vez liberada, se transmite al agua, provocando su salida en chorro a alta velocidad. La alta densidad del agua causa que el empuje sufrido por el cohete sea muy grande. Según esto, cuanta más agua tenga el cohete, mejor. Sin embargo, más agua supone menos aire, y es el aire el que almacena la energía. Por ello hay una cantidad que puede considerarse óptima, y que está en torno a la tercera parte del volumen total del motor del cohete. Ahora bien, ¿cuál es la fuerza generada por la eyección del agua? La Segunda Ley de Newton dice que la fuerza es igual a la variación de la cantidad de movimiento. Podemos expresar la variación de la masa en función del tiempo, esta dependerá de la densidad del agua, del área del agujero por el que sale el agua, y de la velocidad a la que sale esta. Despreciando la velocidad relativa del agua dentro de la botella, podemos decir que el momento se gana casi instantáneamente, por lo que la fuerza sería igual al doble de la presión del aire por el área del agujero de salida
La masa en vacío del cohete. Es evidente que si el peso de la estructura del cohete (descontando el agua) es muy grande, el empuje realizado por el agua será menos efectivo. Pero, al mismo tiempo, tampoco es bueno que el cohete sea excesivamente ligero. Un cohete de muy poco peso tendrá una enorme aceleración inicial, pero también tendrá muy poca inercia cuando haya perdido el agua, con lo que el rozamiento del aire lo frenará con gran rapidez, y alcanzará poca altura.
La estabilidad del cohete. Un cohete es estable cuando asciende en línea recta, sin desviaciones. Cuando esto sucede, el cohete se mueve del modo más eficaz, es decir, el rozamiento debido al aire es el mínimo, y por ello adquiere mayor velocidad y altura. Para que un cohete sea estable debe cumplirse una regla muy sencilla: el centro de masas del cohete debe estar por encima de su centro de presión. Cuanta mayor sea la distancia entre ambos, más estable será el cohete.
Los demás elementos influyen también, pero su repercusión en las prestaciones es mucho menor.
CONCLUSIONES
Para lograr desarrollar nuestro experimento recurrimos a la tercera Ley de Newton acción-reacción, al ejercer una fuerza en el interior de la botella (aumentando la presión), ésta presión hace que el aire salga despedido hacia abajo, haciendo que el cohete ascienda. El uso del agua no es sino para ralentizar el proceso de expulsión de aire y que la subida dure más.
La altura que alcance el cohete, depende de tres factores:
-El peso
-La cantidad de agua
-La fricción
Por otro lado, los cohetes de agua vuelan generando un empuje relativamente fuerte en un período corto de tiempo. En otras palabras, los cohetes de agua sufren un proceso de conversión de energía:
Energía por compresión del aire, → Energía cinética del aire (expansión), → Energía cinética del agua (expulsión).
Las medidas para mejorar el rendimiento del empuje en cohetes de agua son básicamente las mismas que las aplicadas a los cohetes reales. En el caso de un cohete de agua, su capacidad para alcanzar distancias mayores depende de que haya alcanzado una velocidad suficientemente elevada cuando se agote su “combustible” (agua y aire presurizado).
El cohete se construyó teniendo en cuenta todos los principios teóricos expuestos hasta aquí. En primer lugar hay que resaltar que hay muchas variables sobre las que se puede actuar para modificar el funcionamiento y la eficiencia del cohete: su masa total, el volumen del depósito, la cantidad de agua, la presión del aire, la forma del cohete. Sin embargo, algunos de estos elementos influyen más que otros en un buen funcionamiento.
RECOMENDACIONES
Se pueden realizar tomando como base este experimento, nuevos experimentos para aumentar la velocidad de expulsión del agua, aumentar la cantidad de agua a ser expulsada y minimizar la resistencia del aire.
BIBLIOGRAFÍA
www.sc.ehu.es
www.wikipedia.org
www.colfem.com
www.usuarios-multimedia.com
www.youtube.com
lunes, 8 de febrero de 2010
PLAN DE EVALUACION DE ESTUDIOS DE LA NATURALEZA. 2DO LAPSO
CONTENIDO
* Investiga la Metodología Científica para ser aplicada a Proyectos Factibles.* Ordena y ejemplifica los pasos aplicados a proyectos factibles para las Ciencias Naturales con la Metodología Científica en temas libres a través de un escrito digitalizado, un prototivo o experimento y su respectiva defensa.
Análisis de Producción de los Alumnos, orales y escritas (Exposición / Trabajo Digital / Prototipo o Experimento) / Escala de Estimación
20
SEMANA DEL 22/02/10 hasta el 05/03/10
Producción Escrita (20 Ptos.): I. Valoración al Trabajo (Valor Total 8 Ptos.) Seguimiento de Instrucciones (2 Pts); Originalidad en el trabajo realizado (2 Pts); Aplicación de las Normas Metodológicas (3 Pts); Organiza la información coherentemente (1 Pts) / II. Dominio del Contenido (Valor Total 8 Ptos.) Demuestra la Investigación en el escrito (2 Pts); Exhibe el contenido con coherencia e ideas en secuencia (3 Pts); Presenta las Aplicaciones del tema en el escrito (3 Pts) y III. Cumplimiento de las normas de Convivencia (Valor Total 4 Ptos.) Puntualidad (2 Pts); Responsabilidad (2 Pts)
20
Producción Oral (20 Ptos.): I. Expresión Oral (Valor Total 5 Ptos.) Tono de Voz Audible (2 Pts); Promunciación Correcta (1,5 Pts); Expresión Corporal (1,5 Pts) / II. Dominio del Contenido (Valor Total 10 Ptos.) Presenta coherente las ideas y en secuencia (1,5 Pts); Dominio del Contenido (3 Pts); Capacidad para dar respuesta a planteaminetos generados en la presentación (2 Pts); Aporte a la temática (1,5 Pts) / III. Valoración al Trabajo (Valor Total 5 Pts.) Seguimiento de instrucciones (1 Pts); Uso del recurso y la Técnica (2 Pts); Distribución delTiempo establecido (1 Pts); Integración Grupal (1 Pts).
20
Prototipo o Experimento ( 20 Ptos.): I. Materiales Usados (Valor Total 6 Ptos.) Recursos Materiales acordes a la demostración (3 Pts); Uso correcto de los materiales de manera individual en el tiempo establecido (3 Pts) / II. Habitos de Trabajo (Valor Total 6 Ptos.) Seguimiento de instrucciones (1,5 Pts); Sistematización de la propuesta del grupo (3 Pts); Disposición a realizar las Actividades en el tiempo pautado (1,5 Pts) / III. Dominio Experimental (Valor Total 8 Ptos) Explica detalladamente el fundamento teórico (2 Pts); Demostración Efectiva (4 Pts) y Capacidad para dar respuestas a planteamientos generados (2 Pts) Nota: tiene una ponderación de 25 %
* Contrastar los Materiales Conductores de la electricidad * Confrontar los cambios en los materiales por acción de la energía eléctrica por descomposición a través de la electróliis * Cotejar los cambios por recubrimiento de metales en el proceso de la electrólisis * Concertar nociones de Movimiento *Cotejar las característica del movimiento *Medir la Velocidad de un movimiento * Cerciorarse sobre la Clasificación del movimiento según su trayectoria y su velocidad * Contrastar el Movimiento rectilineo uniforme y variado * Indagar y usar la Clasificación de los Alimentos * Aprovechar los estudiantes las Técnicas de Conservación de alimentos dentro de su quehacer diariario tales como: Congelación, Secado natural y artificial, Enlatado, Encurtido, Concentración de Azúcar, Aditivos Químicos entre otro *Designar la Importancia de conservar alimentos para los seres humanos * Examinar los Minerales metálicos y no metálicos en Venezuela * Explorar las Industrias derivadas de los Minerales: industrias del Oro, Aluminio, Hierro, Cobre y Carbón * Registrar la importancia de las actividadesmineras para el país * Buscar y registrar los yacimientos minerales de Venezuela.
Producción Escrita/ Trabajos Cooperativos en el Aula (Taller) / Escala de Estimación (Contenido Nº 1 de este Plan Operativo)
20
SEMANA DEL 08/03/10 al 12/03/10
Cumplimiento de Normas de Convivencia (Valor Total 2 Ptos.) Responsabilidad (1 Ptos.) Conducta (1 Ptos.) Dominio del Contenido (Valor Total 18 Ptos.) Integración del Grupo para comparar los contenidos con los materiales de su ambiente (3 Ptos.) Presenta las Ideas en secuencia y con coherencia (4 Ptos.) Demuestra el conocimiento práctico en el desarrollo de las Actividades (5 Ptos.) Sistematiza por escrito el contenido en términos Claros, sencillos y con secuencia con respecto a los materiales de su ambiente (6 Ptos.) Nota: tiene una ponderación de 10 %
Nota: Debemos recordar que toda planificación está sujeta a modificación según sea el caso, por ser Flexible o por ordenes de enamadas del departamento de Planificación y Evaluación de nuestra institución.
Además cada evaluación está ajustada a cada curso de manera independiente y cualquier ajuste en alguno de ellos no afectará al resto de los curso, situación acordada por las partes. Aunado a que los alumnos
cursantes del 1er. año secciones A - B - C, quedaron de acuerdo que se entregará la misma vía electrónica con el apoyo de la asignatura de informática, ya que cada uno de ellos maneja un Block y cualquier
señalamiento se realizará por dicho medio individualmente o por sección a través del colectivo.
CONTENIDO
* Investiga la Metodología Científica para ser aplicada a Proyectos Factibles.* Ordena y ejemplifica los pasos aplicados a proyectos factibles para las Ciencias Naturales con la Metodología Científica en temas libres a través de un escrito digitalizado, un prototivo o experimento y su respectiva defensa.
Análisis de Producción de los Alumnos, orales y escritas (Exposición / Trabajo Digital / Prototipo o Experimento) / Escala de Estimación
20
SEMANA DEL 22/02/10 hasta el 05/03/10
Producción Escrita (20 Ptos.): I. Valoración al Trabajo (Valor Total 8 Ptos.) Seguimiento de Instrucciones (2 Pts); Originalidad en el trabajo realizado (2 Pts); Aplicación de las Normas Metodológicas (3 Pts); Organiza la información coherentemente (1 Pts) / II. Dominio del Contenido (Valor Total 8 Ptos.) Demuestra la Investigación en el escrito (2 Pts); Exhibe el contenido con coherencia e ideas en secuencia (3 Pts); Presenta las Aplicaciones del tema en el escrito (3 Pts) y III. Cumplimiento de las normas de Convivencia (Valor Total 4 Ptos.) Puntualidad (2 Pts); Responsabilidad (2 Pts)
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Producción Oral (20 Ptos.): I. Expresión Oral (Valor Total 5 Ptos.) Tono de Voz Audible (2 Pts); Promunciación Correcta (1,5 Pts); Expresión Corporal (1,5 Pts) / II. Dominio del Contenido (Valor Total 10 Ptos.) Presenta coherente las ideas y en secuencia (1,5 Pts); Dominio del Contenido (3 Pts); Capacidad para dar respuesta a planteaminetos generados en la presentación (2 Pts); Aporte a la temática (1,5 Pts) / III. Valoración al Trabajo (Valor Total 5 Pts.) Seguimiento de instrucciones (1 Pts); Uso del recurso y la Técnica (2 Pts); Distribución delTiempo establecido (1 Pts); Integración Grupal (1 Pts).
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Prototipo o Experimento ( 20 Ptos.): I. Materiales Usados (Valor Total 6 Ptos.) Recursos Materiales acordes a la demostración (3 Pts); Uso correcto de los materiales de manera individual en el tiempo establecido (3 Pts) / II. Habitos de Trabajo (Valor Total 6 Ptos.) Seguimiento de instrucciones (1,5 Pts); Sistematización de la propuesta del grupo (3 Pts); Disposición a realizar las Actividades en el tiempo pautado (1,5 Pts) / III. Dominio Experimental (Valor Total 8 Ptos) Explica detalladamente el fundamento teórico (2 Pts); Demostración Efectiva (4 Pts) y Capacidad para dar respuestas a planteamientos generados (2 Pts) Nota: tiene una ponderación de 25 %
* Contrastar los Materiales Conductores de la electricidad * Confrontar los cambios en los materiales por acción de la energía eléctrica por descomposición a través de la electróliis * Cotejar los cambios por recubrimiento de metales en el proceso de la electrólisis * Concertar nociones de Movimiento *Cotejar las característica del movimiento *Medir la Velocidad de un movimiento * Cerciorarse sobre la Clasificación del movimiento según su trayectoria y su velocidad * Contrastar el Movimiento rectilineo uniforme y variado * Indagar y usar la Clasificación de los Alimentos * Aprovechar los estudiantes las Técnicas de Conservación de alimentos dentro de su quehacer diariario tales como: Congelación, Secado natural y artificial, Enlatado, Encurtido, Concentración de Azúcar, Aditivos Químicos entre otro *Designar la Importancia de conservar alimentos para los seres humanos * Examinar los Minerales metálicos y no metálicos en Venezuela * Explorar las Industrias derivadas de los Minerales: industrias del Oro, Aluminio, Hierro, Cobre y Carbón * Registrar la importancia de las actividadesmineras para el país * Buscar y registrar los yacimientos minerales de Venezuela.
Producción Escrita/ Trabajos Cooperativos en el Aula (Taller) / Escala de Estimación (Contenido Nº 1 de este Plan Operativo)
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SEMANA DEL 08/03/10 al 12/03/10
Cumplimiento de Normas de Convivencia (Valor Total 2 Ptos.) Responsabilidad (1 Ptos.) Conducta (1 Ptos.) Dominio del Contenido (Valor Total 18 Ptos.) Integración del Grupo para comparar los contenidos con los materiales de su ambiente (3 Ptos.) Presenta las Ideas en secuencia y con coherencia (4 Ptos.) Demuestra el conocimiento práctico en el desarrollo de las Actividades (5 Ptos.) Sistematiza por escrito el contenido en términos Claros, sencillos y con secuencia con respecto a los materiales de su ambiente (6 Ptos.) Nota: tiene una ponderación de 10 %
Nota: Debemos recordar que toda planificación está sujeta a modificación según sea el caso, por ser Flexible o por ordenes de enamadas del departamento de Planificación y Evaluación de nuestra institución.
Además cada evaluación está ajustada a cada curso de manera independiente y cualquier ajuste en alguno de ellos no afectará al resto de los curso, situación acordada por las partes. Aunado a que los alumnos
cursantes del 1er. año secciones A - B - C, quedaron de acuerdo que se entregará la misma vía electrónica con el apoyo de la asignatura de informática, ya que cada uno de ellos maneja un Block y cualquier
señalamiento se realizará por dicho medio individualmente o por sección a través del colectivo.
PLAN OPERATIVO DE EVALUACIÓN
Lapso de ejecución: Segundo lapso. Enero-marzo 2009
Grado: 1er año. Secciones A, B y C
Docente: Lic. María Victoria Grisolía
Asignatura: informática
Objetivos
Contenidos
Estrategias
Recursos
Criterios e Indicadores
Peso
Fecha
Observaciones
U. E COLEGIO LOYOLA GUMILLA
PUERTO ORDAZ
Reforzar los conocimientos de Microsoft Word
Leyes contra los delitos informáticos
-Exposición y disertación por parte del docente
- Asignación del trabajo
*Computador
* Pizarra
* Guía
Técnica: Informe técnico tipo ensayo
Instrumento: escala de estimación
Criterios:
-Contenido adecuado ( 5 pts)
- Normas para trabajos escritos ( 5 pts)
-Ortografía ( 2 pts)
-Presentación general ( 3 pts)
- Entrega puntual ( 5 pts)
20 pts
Manejar las funciones avanzadas de Mcs. Power point.
Dominar las técnicas básicas de presentación oral
Desarrollo de presentación electrónica
Tema:
Exposición acerca de las Leyes contra los delitos informáticos.
- Funciones de Mcs. Power point
-Técnicas para exposiciones orales
-Exposición y disertación por parte del docente
-Lluvia de ideas
-Asignación del trabajo
*Computador
*Pizarra
*Marcadores
*Monografía
*Guía
*Monografía
*Internet
Técnica: Producción práctica
Instrumento: escala de estimación
Criterios:
-Contenido adecuado ( 3 pts)
-Diseño de láminas mostrando dominio del programa ( 3 pts)
-Ortografía (2 pts)
-Presentación general (2pts)
Presentación oral:
Criterios:
-Contenido adecuado (3 pts)
-Fluidez en la exposición (3 pts)
-Tiempo (3 pts)
-Orden (1 pt)
20 pts
Ambas actividades se evaluarán en conjunto (exposición y presentación electrónica)
Motivadores: Responsabilidad
Hábitos de trabajo
Indicadores: Disciplina
Coherencia en las ideas
Cumplimiento de las instrucciones
Conocer el manejo de Mcs. Publisher
Microsoft Publisher
Diseño de:
*Tarjetas
*Afiches
*Trípticos
*Currículos
*Sobres
*Catálogos
*Boletines
*Calendarios
-Exposición y disertación por parte del docente
-Discusión en clase
-Asignación de trabajo
*Guía
*Computador
*Monografía
*Internet
Técnica: Producción práctica
Intrumento: Escala de evaluación
Criterios:
Realización de las actividades asignadas (5 pts)
Segumiento de instrucciones (5 pts)
Manejo de herramientas (5pts)
Complejidad del diseño (5 pts)
20 pts
Evaluación de rasgos
Cumplimiento de normas, responsabilidad y valores:
· Respeto
· Empatía
· Convivencia
· Tolerancia
· Colaboración
· Hábitos de trabajo
· Responsabilidad
-Observación
-Registro anecdótico
*Observación
Técnica: Observación
Instrumento: Escala actitudinal (nómina)
20 pts
Todo el lapso
Los registros se encuentran en una nómina
Nota: Este plan está sujeto a cambios.
Lapso de ejecución: Segundo lapso. Enero-marzo 2009
Grado: 1er año. Secciones A, B y C
Docente: Lic. María Victoria Grisolía
Asignatura: informática
Objetivos
Contenidos
Estrategias
Recursos
Criterios e Indicadores
Peso
Fecha
Observaciones
U. E COLEGIO LOYOLA GUMILLA
PUERTO ORDAZ
Reforzar los conocimientos de Microsoft Word
Leyes contra los delitos informáticos
-Exposición y disertación por parte del docente
- Asignación del trabajo
*Computador
* Pizarra
* Guía
Técnica: Informe técnico tipo ensayo
Instrumento: escala de estimación
Criterios:
-Contenido adecuado ( 5 pts)
- Normas para trabajos escritos ( 5 pts)
-Ortografía ( 2 pts)
-Presentación general ( 3 pts)
- Entrega puntual ( 5 pts)
20 pts
Manejar las funciones avanzadas de Mcs. Power point.
Dominar las técnicas básicas de presentación oral
Desarrollo de presentación electrónica
Tema:
Exposición acerca de las Leyes contra los delitos informáticos.
- Funciones de Mcs. Power point
-Técnicas para exposiciones orales
-Exposición y disertación por parte del docente
-Lluvia de ideas
-Asignación del trabajo
*Computador
*Pizarra
*Marcadores
*Monografía
*Guía
*Monografía
*Internet
Técnica: Producción práctica
Instrumento: escala de estimación
Criterios:
-Contenido adecuado ( 3 pts)
-Diseño de láminas mostrando dominio del programa ( 3 pts)
-Ortografía (2 pts)
-Presentación general (2pts)
Presentación oral:
Criterios:
-Contenido adecuado (3 pts)
-Fluidez en la exposición (3 pts)
-Tiempo (3 pts)
-Orden (1 pt)
20 pts
Ambas actividades se evaluarán en conjunto (exposición y presentación electrónica)
Motivadores: Responsabilidad
Hábitos de trabajo
Indicadores: Disciplina
Coherencia en las ideas
Cumplimiento de las instrucciones
Conocer el manejo de Mcs. Publisher
Microsoft Publisher
Diseño de:
*Tarjetas
*Afiches
*Trípticos
*Currículos
*Sobres
*Catálogos
*Boletines
*Calendarios
-Exposición y disertación por parte del docente
-Discusión en clase
-Asignación de trabajo
*Guía
*Computador
*Monografía
*Internet
Técnica: Producción práctica
Intrumento: Escala de evaluación
Criterios:
Realización de las actividades asignadas (5 pts)
Segumiento de instrucciones (5 pts)
Manejo de herramientas (5pts)
Complejidad del diseño (5 pts)
20 pts
Evaluación de rasgos
Cumplimiento de normas, responsabilidad y valores:
· Respeto
· Empatía
· Convivencia
· Tolerancia
· Colaboración
· Hábitos de trabajo
· Responsabilidad
-Observación
-Registro anecdótico
*Observación
Técnica: Observación
Instrumento: Escala actitudinal (nómina)
20 pts
Todo el lapso
Los registros se encuentran en una nómina
Nota: Este plan está sujeto a cambios.
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