UNIDAD DIDÁCTICA: GRAVITACIÓN

2º BACHILLERATO

OBjETIVOS

• Conocer las leyes de Kepler y entender su información.

• Saber a qué se le llama fuerza central y cuales son sus características.

• Comprender las consecuencias que se obtienen de la constancia del momento angular de rotación.

• Conocer la fuerza que origina el campo gravitatorio y comprender la ley de gravitación universal.

• Entender que la masa de los cuerpos no influye en el movimiento de caída libre y en otros movimientos que transcurren bajo la aceleración de la gravedad.

• Conocer el campo gravitatorio, estudiando la intensidad de campo gravitatorio y su variación con la distancia al centro de la Terra y la latitud, la energía potencial gravitatoria, el potencial gravitatorio y las líneas de fuerza.

• Aplicar el principio de conservación de la energía en el estudio de satélites artificiales.

• Utilizar las leyes de la gravitación para determinar: distancias, órbitas, períodos, velocidades y masas planetarias.

• Conocer la visión actual del universo y entender el concepto de agujero negro.

• Comprender que los conceptos, modelos y teorías de la Física cambian a lo largo del tiempo.

• Resolver cuestiones y ejercicios de aplicación dando sentido a los resultados obtenidos.

CONTENIDOS

Conceptos:

1. Modelos del universo
1. Modelo geocéntrico
2. Modelo heliocéntrico
2. El giro de los cuerpos
1. Momento angular de una partícula en movimiento.
2. Teorema del momento angular. Principio de conservación.
3. Leyes de Kepler
4. Ley de la Gravitación Universal
1. Constante "G".
2. Período de revolución de un planeta.
3. Interacción de un conjunto de masas puntuales. Principio de superposición.
5. Concepto de "campo"
1. Campos escalares
2. Campos vectoriales
3. Campos conservativos
4. Fuerzas conservativas
6. Energía potencial
1. Energía potencial en un punto
2. Trabajo y diferencia de energía potencial
3. Conservación de la energía mecánica
4. Intensidad de campo gravitatorio en un punto
5. Potencial gravitatorio
7. Aplicaciones al estudio del campo gravitatorio terrestre
1. Intensidad del campo gravitatorio terrestre
2. Variación de "g" con la altura, la profundidad y la latitud
3. Energía potencial gravitatoria terrestre
4. Satélites: velocidad orbital y velocidad de escape.
8. Visión actual del Universo: agujeros negros, separación de galaxias, origen y evolución del Universo.

Procedimientos:

• Cálculo de la intensidad de campo y el potencial gravitatorio en un punto, debido a un conjunto de masas puntuales.

• Resolución de cuestiones y problemas referentes a cuerpos colocados en órbita estacionaria en el campo gravitatorio terrestre.

• Aplicación del principio de conservación del momento angular.

• Elaboración de un mapa conceptual.

Actitudes:

• Interés por la observación de fenómenos naturales.

• Gusto en la realización correcta de cálculos, analíticos e gráficos.

• Valoración de la importancia de determinadas teorías que supusieron un cambio en la interpretación del universo, así como la dificultad de defender las en la época en que se dieron.

• Valoración de la interrelación de la Física con el resto de las ciencias y, en particular, con la Tecnología para dar respuesta a las necesidades de la Sociedad.

CRITERIOS DE EVALUACIÓN

• Comprender que los conceptos, modelos y teorías de la Física cambian a lo largo del tiempo.

• Enunciar las leyes de Kepler y realizar ejercicios de aplicación.

• Saber que la fuerza gravitatoria es una fuerza central y conocer cuales son las consecuencias que en el movimiento planetario tiene la conservación de su momento angular.

• Entender la expresión vectorial de la ley de gravitación universal y saberla aplicar en la resolución de ejercicios.

• Adquirir el concepto de “campo” como la modificación de las propiedades de una región del espacio, aplicándolo para el caso del campo gravitatorio.

• Entender el significado de intensidad de campo, conociendo la expresión vectorial para el campo gravitatorio y entendiendo su variación en función de la latitud y de la distancia al centro de la Tierra.

• Calcular la intensidad del campo gravitatorio creado por varias masas en un punto.

• Tener el concepto de energía potencial gravitatoria y de potencial gravitatorio, conociendo sus expresiones matemáticas y la relación entre ambas magnitudes, aplicándolas en la resolución de ejercicios .

• Aplicar el concepto de energía potencial y de potencial gravitatorio para calcular el trabajo realizado por la fuerza gravitatoria del campo cuando una masa se desplaza entre dos puntos del campo.

• Aplicar el principio de superposición en la resolución de ejercicios.

• Describir el concepto de línea de fuerza, sabiendo trazarlas para el caso de masas puntuales.

• Aplicar el principio de conservación de la energía en el estudio de satélites artificiales.

• Utilizar las leyes de la gravitación para determinar: distancias, órbitas, períodos, velocidades y masas planetarias.

• Conocer la visión actual del universo y entender el concepto de agujero negro.

TEMPORALIZACIÓN