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Contenido:
Magnitudes físicas del movimiento
Indicadores de logro:
2.5. Diferencia los conceptos de rapidez y velocidad, en un contexto cotidiano.
2.6. Identifica el movimiento rectilíneo uniforme, a partir de sus características.
2.7. Reconoce el movimiento circular uniforme, a partir de sus características.
Preparaciones previas
B. La caída de la gota de agua en aceite
Considere un colorante vegetal para teñir el agua y que se pueda diferenciar del aceite, o seleccione un aceite de tonalidad bastante amarilla.
C. Experimentando el movimiento circular uniforme
En general, para este experimento necesita un objeto circular y un marcador para indicar un punto de referencia.
Es posible que necesite un espacio mayor al salón de clase, todo dependerá del objeto circular que seleccione.
Sus apuntes son muy importantes para el diseño curricular y para apoyar a sus compañeros. Escanee el código QR si desea compartir sus notas con el equipo de Ciencia Educativa. https://bit.ly/ComentCyT
En esta unidad se continúa trabajando con la diferenciación entre magnitudes escalares y vectoriales, pero esta vez hablando de velocidad. Introducimos primero los conceptos de movimiento, tanto el que describe una trayectoria recta, como la trayectoria circular.
A. ¿Cuáles son las cantidades uniformes en el MRU y MCU? (Tiempo estimado: 45 min)
💡Indicaciones generales:
Los personajes están apoyando el proceso de construcción del concepto «uniforme», se utilizan las fracciones equivalentes para poder construir el concepto, pero si no se siente cómodo usando fracciones puede plantearlo como división, en la cual el resultado siempre da 3. Con cualquiera de las dos alternativas, ellos pueden evidenciar que siempre el resultado es constante o invariable, de ahí que se construya el concepto de uniforme.
En el Site del Estudiante -Semana 7 se les presenta una tabla utilizando divisiones para reforzar el concepto de uniforme. El propósito es que ellos puedan identificar un patrón en las operaciones que están realizando.
En este segmento se colocan tablas para completar con los datos obtenidos al realizar cálculos aritméticos. Si usted nota, los cálculos son muy sencillos, ya que solo requieren el uso de las divisiones, y como puede observar se realiza con números múltiplos de 2, 3 y 5; así, la complejidad matemática se reduce.
La dirección +î está colocada solo para recordar que existe una dirección, en este ejemplo casi hacia la derecha. Intente desafiar a sus estudiantes de esta forma: ¿hacia a dónde se desplazaría el objeto si fuera -î? Acá se muestra el movimiento circular uniforme utilizando radianes, pero no es necesario que se profundice en esta unidad de medida, lo importante es que ellos puedan apreciar el concepto «uniforme», ya que en todos los casos siempre obtenemos el mismo valor final, lo que implica que la velocidad no cambia.
En el segmento de Creatividad se trabaja con el experimento de caída libre, utilizando una gota de agua a través de una botella llena de aceite. El propósito del experimento es generar las condiciones de un movimiento rectilíneo uniforme, es decir, uno en el cual el efecto de la gravedad se encuentre contrarrestado.
B. La caída de la gota de agua en aceite (Tiempo estimado: 45 min)
La actividad B busca generar preguntas indagatorias, antes de realizar el experimento como parte de su preparación.
💡Indicaciónes generales:
Para que el experimento se pueda apreciar mejor es más conveniente que el recipiente sea más largo que ancho, ya que al final lo que nos interesa es que la trayectoria sea lo más larga posible.
De manera opcional, puede usted teñir el agua de donde extrae la gota, con colorante azul, de preferencia para poder generar un mejor contraste entre el aceite y el agua, y se pueda distinguir el trayecto de la gota. Si la botella es muy corta y quiere más datos, usted puede hacer las marcas para que vayan cada 3 cm.
El experimento de la gota se repetirá dos veces, y se ha colocado nada más espacio para tres marcas. Esto se hace considerando que se tenga una cantidad mínima de valores (para el caso que se use un recipiente pequeño), pero si usted dispone de una cantidad mayor de marcas se pueden tomar más valores.
🟣 Variantes:
Para lograr que la trayectoria sea lo más larga posible, una variación al experimento es sustituir la botella por una manguera, que en este caso deberá ser transparente, para que la gota pueda apreciarse en toda la trayectoria que describe.
Se asume que cada marca ha sido señalizada cada 5 centímetros, pero si considera otro valor puede sustituirlo sin ningún problema.
C. Experimentando el movimiento circular uniforme (Tiempo estimado: 20 min)
En la actividad anterior se describió el movimiento en línea recta, ahora mostraremos el movimiento circular. La idea es que los estudiantes identifiquen y experimenten con los dos movimientos, tanto el de trayectoria recta como curva.
💡Indicaciones generales:
Comenzamos con una expresión un tanto familiar: revoluciones por minuto. Por lo general, se utiliza cuando se habla de vehículos o de algún tipo de motor. Si no han escuchado el término no hay ningún problema si se les presenta por primera vez, y se les puede preguntar qué entienden por la expresión «revoluciones por minuto».
Se necesita como presaber el conocimiento de ángulos, aunque con los de 0º, 180º y 360º es suficiente, pero si puede introducir otros ángulos como los de 45º, 90º u otros, no hay ningún problema.
El cálculo de las revoluciones por minuto nos servirá para que los estudiantes puedan identificar la relación que existe entre la velocidad rotacional que observan y el valor numérico respectivo. Así, ellos pueden tener una mejor comprensión de números mayores, como 1 400 rpm (revoluciones por minuto) de una lavadora u otros valores en diferentes dispositivos.
🔵 Criterio de evaluación:
Al realizar varias pruebas siempre existirá un error en la medida, no siempre se obtendrán los mismos valores de velocidad, pero sí se espera que sean valores cercanos. Considere como criterio de evaluación la dispersión de los datos presentados.
Por último, se explica el movimiento circular uniforme, en el cual, de manera análoga con el movimiento anterior, la velocidad se mantiene constante. Para este caso sería una velocidad angular constante, en pocas palabras recorre ángulos iguales en tiempos iguales.
(Tiempo estimado: 20 min)
💡Indicaciones generales:
Utilizando la imagen del Site del Estudiante -Semana 7 se presenta una situación de movimiento en línea recta a una velocidad de 3 metros por segundo. Con la tabla que aparece después, el propósito es que sus estudiantes dimensionen qué significa un cambio de posición con respecto al tiempo. Por eso, cada segundo se ha tabulado con un cambio de 3 metros en cada intervalo. Permita que sus estudiantes identifiquen el patrón, y que puedan contestar la pregunta que aparece al final.
Note que no se le colocó el signo menos a la velocidad, ya que se indicó que el movimiento era hacia el oeste. Si no se hubiera indicado era obligatorio colocar el signo. Tenga en cuenta solo si sus estudiantes encuentran dificultad con la interpretación de un número negativo, como parte de la dirección.
Con el ejemplo mostrado se pretende guiar el paso a paso para realizar el cálculo de las rpm. Una vez comprendido el ejemplo, se procede a que los estudiantes repliquen los pasos, pero utilizando los valores obtenidos con su experiencia en la actividad C.
El requisito matemático para poder realizar esta operación es de conversión de unidades, pero si se le facilita hacerlo por regla de 3 no hay ningún problema.
Al finalizar esta semana, los estudiantes deberán ser capaces de reconocer las características del movimiento rectilíneo uniforme y del movimiento circular uniforme, así como algunos cálculos sencillos a partir de experiencias científicas.
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