Velocidad y aceleración en el espacio
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Autor: Hernán Ferrari Responsable
disciplinar: Silvia Blaustein Área
disciplinar: Física Temática:
Cinemática y dinámica en el espacio Nivel:
Secundario, ciclo orientado Secuencia didáctica
elaborada por Educ.ar |
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Propósitos generales
Promover el uso de los equipos portátiles en el proceso de enseñanza y aprendizaje.
Promover el trabajo en red y colaborativo, la discusión y el intercambio entre pares, la realización en conjunto de la propuesta, la autonomía de los alumnos y el rol del docente como orientador y facilitador del trabajo.
Estimular la búsqueda y selección crítica de información proveniente de diferentes soportes, la evaluación y validación, el procesamiento, la jerarquización, la crítica y la interpretación.
Introducción a las actividades
El espacio es el lugar ideal para poder observar las leyes de la Física en ausencia de fuerzas o con fuerzas internas de un sistema de partículas. En el primer caso, se podrá ver el resultado de la primera ley de Newton, con el movimiento en ausencia de fuerzas. En el segundo caso, la tercera ley de Newton, con el principio de acción y reacción, que indica que las fuerzas sobre cada partícula serán de igual módulo y dirección, y sentido contrario.
Por otra parte, aplicando una misma fuerza sobre masas diferentes se podrán observar las diferentes aceleraciones de cada cuerpo según la segunda ley de Newton.
Objetivo de las actividades
Que los alumnos:
- Observen el movimiento de los cuerpos en el espacio libre de fuerzas externas.
- Confirmen la validez de las leyes de Newton en el espacio exterior.
Actividad 1: Cuerpos unidos a
través de un vínculo y su movimiento cuando el vínculo se elimina
El siguiente video corresponde a un experimento realizado en el
espacio por la Agencia Espacial Europea
(ESA). En él se ven dos cuerpos que están
realizando un movimiento circular, unidos por un fino
hilo, y también se ve que un astronauta
corta el vínculo en medio del movimiento.1. Observen el video:
Movimento circular en el espacio
2. En un archivo de Write de sus equipos portátiles, respondan las siguientes preguntas:
a) ¿Qué tipo de fuerza produce el movimiento circular de los dos cuerpos?
b) ¿Respecto de qué punto se mueven ambos cuerpos?
c) ¿Dónde está ese punto si los cuerpos son iguales? ¿Qué sucede si los cuerpos son de masas diferentes?
d) Además de rotar, ¿las masas parecen trasladarse? ¿Con qué tipo de movimiento se mueve el punto mencionado en la segunda pregunta de este cuestionario?
e) Luego del corte de hilo que vincula ambos cuerpos, ¿qué tipo de movimiento sigue cada cuerpo?
Actividad 2: Medición de posiciones en el video
A partir del video de la actividad 1 puede medirse cómo varía la posición de cada cuerpo a lo largo del movimiento, tomando cuadro por cuadro y midiendo en cada uno la posición de ambos cuerpos. En el siguiente archivo encontrarán 93 imágenes que corresponden a los cuadros que forman el video, numerados en orden creciente a medida que transcurre el tiempo: Circular.zip1. Resuelvan las siguiente consignas sabiendo que entre cuadro y cuadro transcurre 1/25 de segundo:
a) Midan la posición de ambos cuerpos en función del tiempo.
b) Comprueben que el movimiento de la partícula que queda dentro de la imagen luego del corte siga un movimiento rectilíneo uniforme.
2. Realicen un informe con el programa Write de sus equipos portátiles sobre los pasos realizados en la actividad, los gráficos de posición de los cuerpos que hayan podido medir y las conclusiones a las que hayanarribado.
Actividad 3: Segunda ley de Newton
1. Observen el video. Podrán observar a un astronauta soplando dos y tres pelotas de distintas masas.Segunda ley de Newton
2. Respondan las siguientes preguntas:
a) ¿Qué pueden decir de las masas de los cuerpos que aparecen en el video?
b) ¿Qué tipo de movimientos realizan los cuerpos mientras el astronauta sopla?, ¿y cuando deja de soplar?
3. En los siguientes archivos se encuentran las fotos cuadro por cuadro del video, nuevamente con un paso de una veinticincoava parte de segundo entre imágenes sucesivas.Descarguen los archivos para resolver las consignas que aparecen abajo.
a) Midan la posición de los cuerpos en función del tiempo.
b) Midan la velocidad final luego de la etapa de aceleración.
c) Calculen la masa de los cuerpos utilizando las mediciones anteriores.
4. Realicen un informe con el programa Write de sus equipos portátiles sobre los pasos realizados en la actividad, los gráficos de posición de los cuerpos que hayan podido medir y las conclusiones a las que hayan llegado.