Guía del profesor para el primer manual del proyecto FLY HIGHER. Aviones en el aire: cómo el hombre ha conseguido volar

Transcripción

1 Guía del profesor para el primer manual del proyecto FLY HIGHER Aviones en el aire: cómo el hombre ha conseguido volar

2 Acerca de este documento Este documento es parte del primer manual del proyecto Fly Higher: "Aviones en el aire: Cómo el hombre ha conseguido volar" y su objetivo es dar a los alumnos una visión de los primeros pasos dados por el hombre para descubrir el secreto de volar y en segundo lugar, hacerles un breve resumen de los principios físicos que hay detrás del vuelo. Descarga de responsabilidad Los puntos de vista expresados en esta publicación son los de los autores y no tienen por qué reflejar el punto de vista oficial de la Comisión Europea. ii

3 Tabla de contenidos Guía del profesor para el primer manual del proyecto FLY HIGHER... i Acerca de este documento...ii Descarga de responsabilidad...ii Tabla de contenidos... iii Resumen del Manual... 4 Esquema de la lección... 5 PowerPoint - Notas adicionales... 6 Transparencia Transparencia Transparencia Transparencia Transparencia Transparencia Transparencia Transparencia Transparencia Transparencia Transparencia Transparencia Transparencia Transparencia Material extra En clase o fuera de ella AERONÁUTICA - SOPA DE LETRAS 1a AERONÁUTICA - SOPA DE LETRAS 1b AERONÁUTICA - SOPA DE LETRAS 2a AERONÁUTICA - SOPA DE LETRAS 2b iii

4 Resumen del Manual Edad: El manual está diseñado para estudiantes de 11 a 14 años. Desarrollo educativo: Todos los niveles (Utilizando simplificaciones y ampliaciones sugeridas en el manual). Tiempo necesario: Completo: 50 min Versión reducida: 35 min Equipo necesario Pantalla de proyección y ordenador Pisapapeles o similar Globo (pequeño) 4

5 Esquema de la lección Introducción (Transparencia 1) Presentación informal de los objetivos por el profesor (1 min) Identificación del avión en la fotografía (1 3 min) Fase 1. Pájaros e insectos (Transparencias 2 4) Actividad de introducción: Vuelo en la naturaleza - discusión en grupo - Video 1, Primeros intentos de vuelo de la humanidad (3-5 min) Lluvia de ideas: (El video 2, Vuelo de pájaro a cámara lenta, sólo de fondo) (3-6 min) Fase 2. Los hombres y el vuelo (Transparencias 5 12) Primer vuelo globos aerostáticos Vídeo 3, segundos intentos (3-5 min) Los hermanos Wright Vídeo 4 (3 min) Aviones a reacción hechos y cifras (2-5 min) Personas en la aviación (Transparencia opcional y debate en grupo) (4-6 min) Qué mantiene a los aviones en el aire? Vídeo 5 y debate dirigido por el profesor: Newton III; globo aerostático; aerodinámica de la mano desde un vehículo que se mueve (coche) (8 12 min) Fase 3. Resumen y fin (Transparencias 13-14) Revisión Vídeo final 6 (2-3 min) Todos los tiempos son aproximados y figuran como una guía. Los debates se pueden alargar o extender dependiendo del arbitrio del profesor, sobre todo si se comienza en grupos pequeños y luego se pasa a un debate con toda la clase. El programa se puede extender más si el profesor cubre la mayoría de los puntos que se indican en este Manual del Profesor. Si la clase se ajusta a los tiempos mínimos, resultaría una sesión de 35 minutos con aproximadamente 3 minutos de sobra. Los tiempos máximos harían que la clase fuera de 50 minutos. El material complementario se puede utilizar para clases que duren más tiempo o como tareas para realizar en casa. Esperamos que consideren conveniente utilizar los concursos de Fly Higher como material complementario. Ir a:

6 PowerPoint - Notas adicionales Transparencia 1 Dependiendo del tipo de clase se puede pedir que, levantando la mano, digan qué experiencia han tenido con aviones, el interés que tienen en la aviación y si conocen o no alguno de los tres aviones de la transparencia. Fotografía central: Boeing 747 jumbo-jet Avión de pasajeros. Foto inferior izquierda: Concorde Primer avión de pasajeros supersónico (más rápido que el sonido). Fue diseñado y construido en la década de los 60 (1960), el resultado de una colaboración franco-británica. Volaba más rápido que el sonido, que tiene una velocidad de 1236 km/h (768 millas/h), que quiere decir que recorría aproximadamente un kilómetro en 3 segundos (o 1 milla en 5 segundos). El concorde cruzaba el océano Atlántico de París a Nueva York: una distancia de unos km (3.000 millas) en unas 3 horas. Debido a la diferencia horaria de 5 horas entre ambas ciudades llegaba a Nueva York dos horas antes de haber salido de París! Foto inferior derecha: Harrier Avión de la Marina Tiene la singularidad de que puede realizar un despegue vertical, lo que lo hacía un avión perfecto para un portaaviones así como para utilizarse en operaciones de guerra en las que no se disponía de una pista de despegue. Transparencia 2 Fase 1 Actividad de introducción Utilizar esta transparencia como fondo y preguntar a la clase qué tipo de seres vivos vuelan y qué es lo que tienen en común (alas, poco peso aunque algunos pájaros grandes son pesados todos tienen una estructura ósea ligera. Su extenso plumaje los hace parecer más grandes de lo que son en realidad) Algunas excepciones: no todos los insectos vuelan. De hecho, la mayoría de los que se encuentran en las casas y jardines (escarabajos, cucarachas, termitas) no vuelan. Las hormigas tienen dos versiones: la que vuela y la que no. No todos los pájaros vuelan. Hay alrededor de 40 especies de pájaros no voladores. Los más conocidos son el avestruz, el emú, el kiwi y el pingüino. Wikipedia tiene una lista completa de todos. Los mamíferos (como nosotros) no suelen volar - por lo menos en Europa. Nuestros esqueletos son demasiado pesados y no tenemos alas! Los murciélagos son una excepción. Algunos mamíferos que viven en los árboles como las ardillas asiáticas tienen piel que une las patas traseras a las delanteras que actúan como si fueran un ala cuando están extendidas cuando saltan como en el caso de los 6

7 murciélagos. Estas cuasi-alas les permiten planear, aumentando la distancia a la que pueden saltar. Pero no pueden comenzar a volar desde el suelo. Transparencia 3 En la naturaleza vemos pájaros e insectos voladores con alas en lugar de brazos que mueven hacia arriba y hacia abajo para despegar. Mostrar el vídeo Man s Early Flight Attempts, duración 1minuto 02 segundos (1:02) y mostrar cómo los primeros intentos del hombre de imitar el vuelo de los pájaros no funcionaron nunca. Se puede animar a la clase a investigar este tema: hay muchos vídeos de este tipo en YouTube. Algunos acaban con la muerte del que lo intenta. Es increíble lo lejos que puede llegar la gente para probar sus teorías. Una persona incluso creía que sus alas lo permitirían volar desde lo alto de la torre Eiffel! (Puesto que éste era un video de lo que resultó un suicidio - involuntario - se ha censurado el final). Transparencia 4 Actividad Principal El desarrollo del vuelo en la humanidad Comenzar pidiendo a los alumnos que piensen cómo vuela la gente (de un modo seguro y controlado - volar no es caer a plomo!) Pinchar en el enlace del rectángulo rojo; muestra una película muda de 5:34 minutos de un pájaro volando a cámara lenta que se podrá interrumpir cuando se elija. Se puede tener encendido mientras se pasa al punto siguiente. Pedir a los alumnos que respondan (lluvia de ideas) a las dos preguntas que figuran en la transparencia. Dar tiempo para un pequeño debate. Posible extensión (i): Encontrar fotos/dibujos o dibujar los diferentes modos en los que el hombre vuela y hacer un collage para la clase. Posible extensión (ii): Dibujar o fotografiar estos distintos modos en los que el hombre puede volar y participar en alguno de los concursos del proyecto Fly Higher (ver: ) Transparencia 5 Después de responder a las preguntas, explicar que los globos aerostáticos fueron los primeros que permitieron al hombre volar. Los primeros que los desarrollaron fueron los franceses los hermanos Montgolfier. Como el globo aerostático no tiene alas está a merced del viento, lo cual lo hace muy difícil de controlar. Preguntar a los alumnos si saben lo que es un globo aerostático y si han subido alguna vez a uno. Cómo funcionan? como el aire dentro del globo está caliente, se expande y es menos denso (menos pesado) que el aire, generando un empuje hacia arriba mientras el aire caliente sube. Si el globo es suficientemente grande este empuje puede ser suficiente como para levantar el peso de un reducido número de personas.

8 Las clases de alumnos mayores puede que sepan de la existencia de los globos de hidrógeno (dirigibles/zeppelines), un gas mucho más ligero que el aire. Entre los años 1920 y 1930 los dirigibles utilizaban este principio (la ligereza del He respecto al aire) y utilizaban motores para desplazarse. Pero el hidrógeno es inflamable y en 1937 ocurrió el desastre del Hindenburg: el dirigible se prendió fuego de repente mientras estaba aterrizando en los Estados Unidos tras haber cruzado el Atlántico desde Alemania. Y esto minó la confianza del público en este medio de transporte, no sólo por la trágica pérdida de vidas, sino porque todo el suceso fue filmado y distribuido por todo el mundo. Otros sistemas que se pueden comentar con los alumnos además de los globos aerostáticos y los dirigibles pueden incluir: alas delta, veleros, aviones micro ligeros, paracaídas, parapente, helicópteros, naves espaciales, etc. Posible extensión (i): Buscar fotos de todos estos modos de volar y hacer un collage para la clase. Posible extensión (ii): Buscar fotos de todos estos modos de volar, hacer un collage y enviarlo al concurso correspondiente del proyecto Fly Higher (ver: ) Transparencia 6 OPCIONAL - Omitir en clases cortas. Abrir el vídeo (0:37) del cajetín rojo de nuevo: Se ven más intentos de volar con distintos grados de éxito y tipos de máquinas: el hombre estaba empezando a superar la idea de agitar las alas arriba y abajo como los pájaros. Transparencia 7 En vista de la cantidad de intentos fallidos (y en algunos casos fatales), el primer vuelo controlado y seguro en un aparato volador fue un hito histórico El honor y el mérito fue de los hermanos Wright, Wilbur and Orville, y de su máquina voladora, Kitty Hawk. Abrir el vídeo de este primer vuelo (0:33). Es una película muda (curiosidad: la primera película hablada no se grabaría hasta 26 años después). Los hermanos Orville and Wilbur Wright tenían una empresa de bicicletas en Carolina del Norte (EEUU), pero estaban obsesionados con volar. Posible extensión: los alumnos pueden hacer una pequeña búsqueda sobre los hermanos Wright. Quiénes eran, de dónde venían y cuántas pruebas distintas tuvieron que hacer antes de conseguir volar por primera vez. Lo más importante de todo es que se dieron cuenta de que las alas no se tenían que mover para conseguir que el avión despegara. Las alas tenían que ser rígidas, resistentes, tenían que tener una forma especial y tenían que atravesar el aire a una velocidad mayor que aquélla a la que corre el hombre (se necesita un motor de algún tipo para propulsar el avión). Los aviones modernos funcionan con exactamente los mismos principios. 8

9 Transparencia 8 Mirad lo lejos que hemos llegado 110 años después! De hecho, los desarrollos más novedosos han sido en la utilización de materiales más ligeros, en el desarrollo de motores más eficientes (con un consumo menor de combustible) y en seguridad. En apenas 60 años se pasó del Kitty Hawk de los hermanos Wright al Concorde, el avión supersónico, y en unos pocos años más el hombre llegó a la luna! Ahora nos concentraremos en aviones modernos, como por ejemplo el Airbus 380. Transparencia 9 Hablar de la magnitud de las cifras que se presentan del Airbus 380 (su peso, su carga de combustible, etc.). Otros datos que no están en la transparencia: El Lockheed-Martin Blackbird (un avión espía) puede volar a km/h (2.145 mph). Es decir, puede volar 36 veces más rápido que la velocidad a la que va un coche en una autopista o un poco más de3 veces más rápido que la velocidad del sonido. El cohete Saturn 5 que llevó al hombre a la luna mide 110 metros de alto (casi 10 autobuses de dos pisos uno encima del otro), pesa kilos y, una vez en el espacio, volaba a una velocidad un poco menor que km/h ( mph). Iba 36 veces más rápido que una bala! Posible extensión: Los alumnos pueden elegir un avión que conozcan o en el que hayan viajado (pero no el Airbus 380, claro) y recoger datos sobre el mismo, haciendo un documento de Hechos y Cifras como el del A380. Ofrecerles hacer el mismo documento sobre el Boeing Dreamliner (787). Transparencia 10 Boeing es el mayor fabricante de aviones del mundo. Su avión más famoso es el Jumbo 747 y no la versión más pequeña que se muestra en esta transparencia, el 737. Transparencia 11 OPCIONAL: Si no hay suficiente tiempo se puede omitir. Aunque la cifra no es exacta se estima que la población mundial es de 6 billones de personas. Un poco menos de la mitad de esa cifra ha viajado en avión en el año Algunos viajan más de una vez, claro está... ACTIVIDAD OPCIONAL: Si hay tiempo se puede pedir a la clase que hable sobre quién suele viajar en avión, qué trabajos hay en la industria de la aviación, etc. Otra alternativa es pedir a los alumnos que lo preparen en casa y se hable de ello al día siguiente. También se puede utilizar como una introducción para la lección 2.

10 Transparencia 12 Tenga en cuenta que esta película es una adaptación del trabajo realizado por el Massachusetts Institute of Technology (MIT), una de las universidades más prestigiosas de EEUU. Ver el vídeo (3:32). (Se puede indicar que en el video se utiliza la palabra Airplane (inglés americano), y no Aeroplane (inglés británico)). W = mg. (Peso = masa x aceleración de la gravedad) Se ha eliminado la física de esta fórmula. Se puede preguntar a los alumnos mayores si reconocen esta expresión, que es una variación de la 2ª ley de Newton. La 3ª ley de Newton ( Toda acción tiene una reacción igual y opuesta ) se puede demostrar con un peso sobre una mesa. El peso aprieta la mesa y mientras está sobre ella sin moverse, la mesa empuja el peso hacia arriba en sentido contrario con la misma fuerza, alcanzando de este modo una situación de equilibrio. Si los alumnos no lo entienden, pedir a uno que haga de mesa con el brazo extendido y colocar el pisapapeles sobre la mano. Si hay tiempo se puede hacer la experiencia de hinchar un globo y soltarlo sin hacer un nudo. Es un modo fácil de demostrar esta ley (el aire, que está a presión dentro del globo, sale en un sentido y el globo se desplaza en la dirección opuesta). Éste es exactamente el mismo principio que gobierna el funcionamiento de un motor a reacción (los motores se cubrirán en más detalle en otra Tutoría Fly Higher). Transparencia 13 Fase 3 Resumen y conclusiones Esta transparencia tiene como objetivo resumir los puntos clave de la ciencia descrita durante la Tutoría, que termina con: Posible extensión: Más apropiada para alumnos mayores o para una clase de ciencias). Pedir a los alumnos que escriban su propio resumen sobre qué mantiene a los aviones en el aire? sin que olviden mencionar la ciencia que está detrás de este fenómeno. Transparencia 14 Vídeo final tomado del Farnborough Airshow 2012, la exhibición aérea más importante de Gran Bretaña. Los aviones se utilizan para llevar muchas cosas además de pasajeros. Los aviones de carga y militares son también muy importantes. El helicóptero es muy distinto a un avión, aunque sus álabes consiguen elevar el aparato del mismo modo que las alas de los aviones. Los helicópteros se tratarán en otra Tutoría Fly Higher. 10

11 Material extra En clase o fuera de ella Sopa de letras Las dos sopas de letras que se presentan a continuación se pueden plantear con dos niveles de complejidad: presentando (o no) la lista de palabras que hay que encontrar. Las sopas de letras se pueden utilizar como un complemento de la Tutoría o como trabajo para hacer en casa. Todas las palabras se han dicho en algún momento de la presentación. Las sopas de letras se presentan en un formato fotocopiable en la siguiente sección (todo copyright se elimina para su uso educativo) Sopa de letras 1 - Bastante fácil incluso sin la lista de palabras. Todas las palabras están en las horizontales o las verticales. Sopa de letras 2 Con la lista de palabras es algo más difícil y sin ella es muy complicada. Algunas palabras están escritas en diagonal de izquierda a derecha y hay otras que están escritas de derecha a izquierda. Ya se han indicado las actividades que se pueden realizar en casa. También se podrían hacer al final de la Tutoría. Estas actividades son: Después del primer debate, lluvia de ideas (Transparencia 4): Posible extensión (i) Encontrar fotos/dibujos o dibujar los diferentes modos en los que el hombre vuela y hacer un collage para la clase. Posible extensión (ii) Dibujar o fotografiar estos distintos modos en los que el hombre puede volar y participar en alguno de los concursos del proyecto Fly Higher (ver: Después del video del primer vuelo de los hermanos Wright (Transparencia 7) Posible extensión: los alumnos pueden hacer una pequeña búsqueda sobre los hermanos Wright. Quiénes eran, de dónde venían y cuántas pruebas distintas tuvieron que hacer antes de conseguir volar por primera vez. Después de las cifras del Airbus A380 (Transparencia 9) Posible extensión: Los alumnos pueden elegir un avión que conozcan o en el que hayan viajado (pero no el Airbus 380, claro) y recoger datos sobre el mismo, haciendo

12 un documento de Hechos y Cifras como el del A380. Ofrecerles hacer el mismo documento sobre el Boeing Dreamliner (787). Después del debate sobre quién vuela en avión y qué trabajos hay en la industria aeronáutica (Transparencia 11) Posible extensión: Los alumnos pueden hacer una redacción (o prepararse para un debate en clase) sobre qué tipo de personas se benefician más de la posibilidad de viajar en avión y qué trabajos hay en la industria aeronáutica que permiten que los aviones vuelen todos los días. Después del video y del debate sobre la ciencia que permite volar y el resumen final (Transparencias 12/13) Posible extensión: (para alumnos mayores o de una clase de ciencias). Pedir a los alumnos que escriban su propio resumen sobre qué mantiene a los aviones en el aire? sin que olviden mencionar la ciencia que está detrás de este fenómeno. 12

13 AERONÁUTICA - SOPA DE LETRAS 1a Puedes encontrar las DIEZ palabras aeronáuticas escondidas en esta sopa de letras? Las palabras son: Airbus Avión Gravedad Globo Sustentación Ala Boeing Resistencia Concorde Peso Explica el significado de cada palabra que encuentres.

14 AERONÁUTICA - SOPA DE LETRAS 1b Puedes encontrar las DIEZ palabras aeronáuticas escondidas en esta sopa de letras? Explica el significado de cada palabra que encuentres. 14

15 AERONÁUTICA - SOPA DE LETRAS 2a Puedes encontrar las DIECIOCHO palabras aeronáuticas escondidas en esta sopa de letras? Las palabras pueden estar en horizontal, vertical y diagonal y en ambos sentidos. Globo Resistencia Reacción Concorde Peso Kitty Hawk Airbus Gravedad Supersónico Boeing Ala Envergadura Avión Aire Wright Sustentación Motor Harrier Explica el significado de cada palabra que encuentres.

16 AERONÁUTICA - SOPA DE LETRAS 2b Puedes encontrar las DIECIOCHO palabras aeronáuticas escondidas en esta sopa de letras? Las palabras pueden estar en horizontal, vertical y diagonal y en ambos sentidos Explica el significado de cada palabra que encuentres. 16

17 Soluciones AERONÁUTICA - SOPA DE LETRAS 1 AERONÁUTICA - SOPA DE LETRAS 2

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