Actividad
integradora 1. Electromagnetismo en el entorno
ALUMNO:
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FACILITADOR
ID:
TAREAS
ACTUALIZADAS MANDARLAS
GRUPO:
M12
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FECHA:
VIERNES 24 DE
ABRILDEL 2023
Resuelve los
problemas siguientes:
1. Un ion positivo de helio está formado
por un núcleo con dos protones, dos neutrones y un electrón orbitando alrededor
de él. La cargas y masas de estas partículas se encuentran en la siguiente
tabla:
|
Partícula |
Carga (coulomb) |
Masa (kg) |
|
Electrón (e) |
-1.6021917 × 10-19 |
9.1095 × 10-31 |
|
Protón (p) |
1.6021917 × 10-19 |
1.67261 × 10-27 |
|
Neutrón |
0 |
1.67492 × 10-27 |
Además, en un
átomo de helio, el electrón y el núcleo tienen en promedio una misma separación
de 3.1 X 10 – 11 m
1.1.
A partir de lo anterior, encuentra la magnitud
de la fuerza eléctrica entre el electrón y el núcleo de Helio. Considera la
siguiente fórmula:
1.2.
Dos cargas eléctricas separadas a una
distancia de 6 cm se repelen con una fuerza de 300 N. La primera carga tiene un
valor de -5 μC, ¿cuál es el valor de la otra carga? Deberás despejar q2
de la ecuación anterior y asignarle el signo correspondiente.
2.
Determina
la energía potencial eléctrica entre dos cargas de -9 μC cada una, que se
encuentran separadas una distancia de 2.7 cm. Recuerda utilizar:
3.
¿Cuál
es la importancia de la carga del electrón y el protón en las aplicaciones de
las leyes electromagnéticas?
La
carga del electrón y el protón son fundamentales en las aplicaciones de las
leyes electromagnéticas, ya que son las cargas eléctricas más comunes en la
naturaleza y son responsables de la mayoría de los fenómenos eléctricos y
magnéticos que observamos en el mundo que nos rodea.
La
carga del electrón es negativa (-e), mientras que la carga del protón es
positiva (+e). Debido a esta propiedad opuesta de las cargas, los electrones y
los protones pueden atraerse y repelerse entre sí, y esta interacción es
responsable de la mayoría de los fenómenos eléctricos y magnéticos que
observamos en el mundo que nos rodea.
Por
ejemplo, la carga eléctrica es la base de la electricidad y es esencial en la
generación, transmisión y distribución de energía eléctrica. La ley de Coulomb,
que establece que la fuerza entre dos cargas eléctricas es proporcional al
producto de las cargas e inversamente proporcional al cuadrado de la distancia
entre ellas, se utiliza en la electrostática y la electrónica. Las cargas
eléctricas también son responsables de la generación de campos eléctricos y
magnéticos, lo que es fundamental en la tecnología moderna, como en la
producción de imanes y motores eléctricos.
En
resumen, la carga del electrón y el protón son fundamentales en las
aplicaciones de las leyes electromagnéticas, ya que son las cargas eléctricas
más comunes en la naturaleza y son responsables de la mayoría de los fenómenos
eléctricos y magnéticos que observamos en el mundo que nos rodea.
4.
Menciona
en un párrafo de 5 líneas la importancia de la o las leyes revisadas.
Las leyes
electromagnéticas son fundamentales en la comprensión de los fenómenos
eléctricos y magnéticos en el mundo que nos rodea. La ley de Coulomb, por
ejemplo, establece que la fuerza entre dos cargas eléctricas es proporcional al
producto de las cargas e inversamente proporcional al cuadrado de la distancia
entre ellas. Esta ley es esencial en la electrostática y la electrónica, y es
la base de la generación, transmisión y distribución de energía eléctrica. Por
otro lado, la ley de Faraday y la ley de Ampère son esenciales en el estudio de
los campos magnéticos y la generación de corriente eléctrica en circuitos
eléctricos. En conjunto, estas leyes electromagnéticas son la base de la
tecnología moderna y su comprensión y aplicación es esencial en muchas áreas de
la ciencia y la ingeniería, desde la producción de imanes y motores eléctricos
hasta la electrónica y la comunicación inalámbrica.
Fuentes
Sánchez-Rubio, A., & Gómez-Treviño, E.
(2015). Electricidad y magnetismo. México: UNAM. ISBN: 978-607-02-6697-7.
Franco-González, J. J., & Quevedo-López, M.
Á. (2014). Cálculo de la energía potencial eléctrica en sistemas de cargas.
Revista Mexicana de Física, 60(1), 46-52. Recuperado de http://www.scielo.org.mx/pdf/rmf/v60n1/v60n1a6.pdf
Zorrilla-Calvo, A., & Velasco-Segovia, M.
(2016). Experimento de Coulomb: un ejemplo didáctico para la enseñanza de la
física. Revista Mexicana de Física E, 62(1), 23-27. Recuperado de http://www.scielo.org.mx/pdf/rmfe/v62n1/v62n1a5.pdf
Lo felicito por la entrega de su actividad
integradora 1, dentro de las fechas señaladas, demostrando la responsabilidad
que le da a sus estudios de Prepa en línea SEP, ¡Siga así!
Mientras tanto, una vez revisado su trabajo, le
dejo las siguientes observaciones:
1) Actitudinal (Presentación y organización de
la información): Realiza una actividad con portada y nombre, con la que le da
un toque de originalidad y profesionalismo a su trabajo; la información es
organizada, pero con algunos detalles con base a las indicaciones pedidas.
2) Fortalezas (Cognitivo):
a) Planteamiento: Excelente, agrega la
situación planteada que es en donde gira el desarrollo de esta actividad, con
relación a un ion de helio, formado por las cargas eléctricas de un electrón y
2 protones, felicidades.
b) Magnitud de la fuerza eléctrica: Incorrecto,
aplica la fórmula de la ley de Coulomb, pero al desarrollar, no se determina
correctamente el valor de la fuerza eléctrica que existe entre las cargas
dadas, ya que, de acuerdo con las indicaciones dadas, se trabajan 2 protones,
por lo tanto, se tendría que trabajar al doble, la carga de protón.
Áreas de oportunidad; Por ejemplo, se menciona
que la carga del protón es de 1.6021917x10^-19C, entonces, si son 2 protones,
sería el doble de la carga, es decir, 2(1.6021917x10^-19) = 3.2043834x10^-19 C,
este dato, tendría que haberlo usado al aplicar la fórmula de la fuerza de
atracción por ejemplo:
Fuerza = (K)(carga protones) (carga electrón) /
r^2
Fuerza = (9x10^9)(3.20434834x10^-19)
(-1.6021917x10^-12) / (3.1x10^-11)^2
Fuerza = -46.20632838x10^-29 / 9.61x10^-22
Fuerza = -4.80815x10^-7 o
-0.00000048
Por lo tanto, la fuerza eléctrica deseada, es
de: -0.00000048 Newtons
Recurso de apoyo: Le recomiendo revisar la
siguiente página, tomada de los contenidos temáticos de esta semana 1, en donde
se explica a detalle la Ley Coulomb, la fórmula, y algunos ejemplos resueltos
con los que podrá mejorar su conocimiento:
https://g35c1.prepaenlinea.sep.gob.mx/mod/page/view.php?id=1862
c) Despeje de la variable q2, de la fórmula
dada: Excelente, realiza las operaciones matemáticas, que le permiten
determinar correctamente la fórmula para calcular la carga “q2”, felicidades.
d) Valor de la carga q2: Aplica la fórmula de
“q2” pero al desarrollar, no se determina correctamente el valor de la carga 2;
es necesario revisar los temas de las leyes de los exponentes y las leyes de
los signos, ya que los necesitará a lo largo de este módulo 12.
Áreas de oportunidad: Con base a la fórmula de
la carga q2, se tiene que: q2= (F)(r^2) / (K)(q1), entonces, al aplicarla,
tenemos que:
q2= (F)(r^2) / (K)(q1)
q2= (300)(0.06^2) /
(9x10^9)(-5x10^-6),
q2= (300)(0.0036) /
-45x10^3
q2= 1.08 / -45x10^3
q2= 1.08 / -45,000
q2= -0.000024
Por lo tanto, el valor de la carga q2 sería de
-0.000024C
Recurso de apoyo: Le recomiendo revisar la
siguiente página, tomada de los contenidos temáticos de esta semana 1, en donde
se explica a detalle la notación científica y algunos ejemplos resueltos con
los que podrá mejorar su conocimiento:
https://g36c1.prepaenlinea.sep.gob.mx/mod/resource/view.php?id=1989
e) Cálculo de la energía potencial: Incorrecto,
aplica la fórmula de la Energía potencial, pero al desarrollar, no se determina
el valor deseado.
Área de oportunidad: Al aplicar la fórmula de
la energía potencial, tenemos que: Ep = (K)(Q)(q) / r
Ep = (K)(Q)(q) / r
Ep = (9x10^9)(-9x10^-6)(-9x10^-6)
/ 0.027
Ep = 729x10^-3 /0.027
Ep = 27,0000 x10^-3
Ep= 27
Por lo tanto, el valor correcto para la energía
potencial sería de 27 Joules
Recurso de apoyo: Le recomiendo revisar la
siguiente página, tomada de los contenidos temáticos de esta semana 1, en donde
se explica a detalle la energía potencial, la fórmula, y algunos ejemplos
resueltos con los que podrá mejorar su conocimiento:
file:///C:/Users/kanta/Downloads/M12_S1_diferencia%20de%20potencial%20electrico_PDF%20(1).pdf
f) ¿Cuál es la importancia de la carga del
electrón y el protón en las aplicaciones de las leyes electromagnéticas?
Excelente, con base al aprendizaje adquirido en el desarrollo de la actividad,
logra responder correctamente a la pregunta dada, en donde señala la
importancia que existe entre el electrón y el protón, dentro de las leyes
electromagnéticas, felicidades.
g) Menciona en un párrafo de 5 líneas la
importancia de la o las leyes revisadas. Excelente, a través de un párrafo,
logra argumentar correctamente la importancia que posee la ley trabajada (Ley
de Coulomb) relacionada a la electricidad, que se utiliza para obtener y saber
qué tipo de fuerza (atracción o repulsión) se genera al existir interacción
entre dos o más cargas, felicidades.
h) Nomenclatura: Excelente, hace entrega de su
actividad con base a la nomenclatura solicitada, para nombrar y guardar su
actividad, felicidades.
3) Comunicativo: Organiza la información con
detalles en los cálculos de la fuerza eléctrica y en la carga 2, así como en la
energía potencial.
4) Pensamiento crítico: No identifica los conceptos básicos y no
aplica ni desarrolla las distintas fórmulas de manera correcta. No comprende la
o las leyes electromagnéticas, por lo tanto, no las relaciona con su vida cotidiana.
5) Áreas de mejora: Leer a detalle las
instrucciones e identificar los datos dados para comprender qué es lo que se
pide con la finalidad de llevar a cabo el desarrollo deseado. Importante revisar las leyes de los signos y
leyes de los exponentes, que son la base para el desarrollo de operaciones con
notación científica.
6) Sugerencias: Asistir u observar las sesiones
que se diseñan para usted y sus compañeros, mediante las video sesiones de
módulo con el asesor de la didáctica disciplinar, así como las sesiones de
espacios abiertos para el aprendizaje con un servidor, con las que podrá
aclarar cada una de las dudas que pueda tener, y así pueda desarrollar su
actividad de la mejor manera posible.
Así mismo y de manera general, le recomiendo
poner portada a cada una de sus futuras actividades, así como cuidar de la
ortografía, para que su calificación no se vea afectada.
Mientras tanto, le comparto los enlaces de los
espacios abiertos para el aprendizaje, de la semana 1:
