Las fuerzas no se pueden ver, pero las sentimos de varias formas diferentes. Sentimos,

Transcripción

1 GUÍA DE LOS MAESTROS ACTIVIDAD: CARRERAS DE TRINEOS Tiempo Sugerido: minutos (dos a tres períodos de 50 minutos) Objetivo General: Identificar la acción de halar y empujar como una fuerza. Objetivos Específicos: a. Determinar que para mover un objeto en reposo hace falta una fuerza. b. Determinar que para mover un peso mayor tenemos que usar más fuerza. c. Determinar que para una misma fuerza los objetos pesados se mueven más lento. Conceptos: Fuerza (halar) Procesos De La Ciencia: observación, formulación de inferencias, comunicación Estrategia De Enseñanza: aprendizaje cooperativo Materiales: (Preparación previa) Para el maestro 1 cartulina Para cada subgrupo de siete estudiantes 1 cartón grande de 1.5m x 1.5m (sugerimos que se use una caja de nevera, estufa, lavadora, etc.) cinta adhesiva para pegar cartón 3 cuerdas (sogas) 3m de largo cada una 1 reloj digital o con segundero Trasfondo: Las fuerzas no se pueden ver, pero las sentimos de varias formas diferentes. Sentimos, por ejemplo, cuando nuestros músculos se ponen tensos al hacer fuerza. También sentimos la presión o el tirón cuando recibimos la acción de una fuerza. Cuando una fuerza actúa sobre otro cuerpo (sea hecha por nosotros, otra persona o una máquina) podemos reconocer sus efectos. Por ejemplo, las fuerzas pueden cambiar el estado de movimiento de los objetos o pueden causar su deformación. Normalmente, vemos que los objetos pesados permanecen en reposo y para moverlos necesitamos hacer una fuerza sobre ellos. Tan pronto dejamos de halarlos o empujarlos, tienden a detenerse. La explicación más sencilla para este fenómeno es que su estado natural es el reposo, por ser pesados. Para moverlos, es decir para sacarlos de su estado natural se necesita

2 hacer una fuerza. Sin embargo, esta conclusión del sentido común es incorrecta. Empezamos la discusión de esta actividad con este tema porque los estudiantes aún antes de ir a la escuela, ya saben lo que enseña el sentido común, que en este caso resulta incorrecto. La explicación correcta nos dice que todo cuerpo tiende a permanecer en el mismo estado de movimiento en el que se encuentra de una forma natural. Esto es, lo que está en reposo tiende a permanecer en reposo y lo que está en movimiento tiende a permanecer en movimiento con la misma velocidad (Ley de Inercia). Si algún cuerpo no sigue esta regla es porque alguna fuerza está alterando su movimiento. Las fuerzas pueden estar actuando aún cuando no se observa ningún efecto, porque los cambios se manifiestan cuando no hay equilibrio, cuando la fuerza neta es diferente a cero. Cuando movemos un objeto aquí en la Tierra debemos tener en cuenta que hay dos fuerzas que siempre están presentes. Una de ellas es el peso, la fuerza con que la Tierra atrae a los objetos. Esta fuerza debe estar balanceada con una fuerza contraria que proviene del piso o de lo que sostiene el cuerpo ya que, si no el cuerpo se hundiría o se caería. De otra parte, cuando el cuerpo se mueve, normalmente encuentra una resistencia tanto del aire como del piso. Esta fuerza, llamada fuerza de fricción se opone al movimiento y es la que impide que los objetos se muevan indefinidamente y los hace detenerse, a menos que continuemos halando con una fuerza mayor o igual a la de fricción. En otras actividades estudiaremos estas fuerzas pero ya podemos ir reconociendo su existencia.

3 Cuando halamos se observa que entre más pesado sea el objeto halado, necesitamos hacer mayor fuerza para alcanzar cierta velocidad en un tiempo dado. Los objetos, mientras más pesados, son más difíciles de acelerar (incluye ganar rapidez y frenar). Una vez el cuerpo tiene cierta velocidad para mantenerla sólo necesitamos compensar la fricción. Cuando halamos un cuerpo, excepto por períodos cortos al arrancar o frenar, tratamos de halar con la menor fuerza necesaria. Esta fuerza debe ser igual en magnitud y opuesta a la de fricción, de tal forma que la fuerza neta sea cero. De este modo la velocidad se mantiene constante. Al iniciar el movimiento debemos halar un poco más fuerte hasta alcanzar una velocidad que sea cómoda pero luego podemos reducir la fuerza a la mínima necesaria. Para frenar, sencillamente basta con dejar de halar y el cuerpo se frenará solo por la acción de la fuerza de fricción. Desde luego si deseamos frenar inmediatamente hay que aplicar una fuerza mayor para detener el cuerpo que se está moviendo. La fricción con el piso es mayor para los objetos más pesados, por esto tenemos que halarlos con más fuerza. Pero si logramos reducir la fricción el objeto se mueve fácilmente. Reglas De Seguridad: Tome todas las precauciones necesarias para que evite accidentes con los estudiantes durante el desarrollo de esta actividad. a. Cada grupo debe estar a una distancia suficientemente lejos como para evitar choques entre ellos. b. Revise el área de juego y asegúrese que esté libre de pedazos de palos, piedras o botellas que puedan ocasionar daños a los estudiantes. c. Averigüe si los estudiantes tienen el equipo de protección de correr patines o bicicletas. Entre estos se incluyen cascos de protección, y otros.

4 d. Indique a los estudiantes que deben traer ropa adecuada, zapatos cerrados y fuertes (tales como "tenis"), ropa vieja para protegerse, etc. Procedimiento: Preparación previa: a. Consiga el cartón desbaratando una caja grande como las de neveras, estufas, lavadoras, etc. Estas cajas se obtienen fácilmente en las mueblerías. b. Las cuerdas las puede obtener a un precio módico en cualquier ferretería o colmado. Haga tres agujeros en el cartón, a unos 10cm del borde, uno a cada extremo y otro en el medio. Refuerce el borde de los agujeros con cinta adhesiva para cartón si lo cree necesario. Pase las tres cuerdas por los agujeros (una por agujero) y amarre sus extremos fuertemente. Estas tres cuerdas serán usadas por los estudiantes para tirar del trineo. Involucre a los estudiantes en la preparación del trineo. Nota: Una vez finalizada esta actividad, guarde los cartones. Los usará en la próxima actividad. c. Prepare en una cartulina una tabla como la que aparece a continuación, para anotar los datos de todos los grupos. Tabla 1: Resultado de las carreras Nombre del grupo Carrera Tiempo Posición 1. Los Tigres etc.

5 1. Divida la clase en equipos de siete estudiantes. Si no logra este número hágalo de acuerdo con la cantidad de material y de estudiantes. Indíqueles que escojan un nombre para el equipo. 2. Las carreras se pueden realizar en un patio con grama, en el pasillo y aún en el salón si fuera necesario. Para realizar las carreras unos estudiantes estarán sentados sobre el cartón, otros halarán el cartón y otros serán jueces. Esta actividad se presta mucho para hacerse en aprendizaje cooperativo. Asigne los roles y la destreza social que usted desea que se enfatice. Marque la línea de salida y llegada en el área donde se llevarán a cabo las carreras. Escoja la distancia que se recorrerá de acuerdo con sus facilidades. 3. Cada equipo debe escoger un juez que tomará el tiempo y anotará los resultados del equipo. Además, escogerán un capitán que debe organizar el equipo y estará dando apoyo positivo a los competidores de su equipo durante las carreras. Indique a los estudiantes que el reto es hacer la distancia en el menor tiempo posible. Usted debe asegurarse de que el juez puede manipular el reloj adecuadamente antes de comenzar. Si es necesario permita que los estudiantes tengan una carrera de práctica. 4. En la primera carrera cada capitán escoge un equipo de cuatro estudiantes. Un estudiante se sienta en el cartón y tres van a halar. Indique al estudiante que estará sentado, cómo debe sentarse para que no sufra alguna caída. El mejor modo es sentarse y apoyarse sobre sus manos poniendo éstas hacia atrás. Tome las medidas necesarias para que los estudiantes se diviertan sin formar un desorden. Los roles se pueden cambiar en cada carrera. 5. Controle la salida en cada carrera marcando ésta de algún modo. Los jueces deben comenzar a medir el tiempo tan pronto usted de la salida y anotarán en la tabla de datos de su Guía, cuánto tardó su equipo en recorrer la distancia marcada.

6 6. En la segunda carrera cada equipo escogerá cinco participantes. En este caso dos se sientan y tres halan y se repite el proceso. 7. En la tercera carrera tres están sentados y tres halan y se repite todo el proceso. 8. De regreso al salón indique a los jueces que anoten en la tabla que usted preparó, el tiempo total que tomó su grupo en hacer las tres carreras. Utilizará esta tabla en la próxima clase. 9. Asigne las preguntas de la actividad para que los estudiantes las traigan contestadas. Dé tiempo al otro día para que los grupos se reúnan y los estudiantes comparen las respuestas que dieron a las preguntas. Luego inicie la discusión de las preguntas. Es importante que durante la discusión se llegue al punto que para halar el trineo hubo que hacer fuerza y que es más fácil halar poco peso, porque hay que hacer menos fuerza. Haga énfasis en que cuando se hala se está haciendo fuerza. Las preguntas c y d de la instrucción 12, llevan a esta conclusión. Compare los tiempos de cada carrera, se supone que tardarán más cuando tenían que hacer más fuerza o sea cuando había más estudiantes sentados en el cartón. 10. Utilice la tabla que usted construyó y que se completó en la instrucción 9. De énfasis aquí a la razón que dan los estudiantes para explicar por qué llegaron en mejor o peor posición. Es importante que se den cuenta que a mayor peso en el trineo más fuerza hay que hacer y era posible que el tiempo aumentara. 11. Identifique con los estudiantes el tipo de movimiento que siguen ellos.

7 Alternativas Para Estudiantes Con Necesidades Especiales:

8 Pueden hacer un ejercicio similar pero individual. Por ejemplo, se pueden conseguir libros pesados y se les pide que los empuje cierta distancia. Primero se usa un libro y luego se usan de 5 a 10 libros en una pila. Se le pregunta entonces que explique cuándo fue mas fácil halar y cuando fue más difícil. Lo importante en este caso es que se den dos situaciones que contrasten. GUÍA DE LOS ESTUDIANTES ACTIVIDAD: CARRERAS DE TRINEOS Introducción: La actividad de hoy es divertida, vamos a jugar a las carreras. Son carreras de trineo. )Trineos en Puerto Rico? )Con qué nieve? Bueno...usa un poco tu imaginación. Los trineos son tirados por unos caballitos veloces y fuertes. Pero, )de dónde sacamos los caballos? Esa es la parte más divertida. Pero no te distraigas, observa con atención todo lo que sucede, porque estamos en la clase de ciencias y éstas van a ser unas carreras muy divertidas pero científicas. Materiales: Para cada subgrupo 1 cartón grande cinta adhesiva de pegar cartón 3 cuerdas o sogas 1 reloj con segundero o digital Procedimiento: 1. Tu maestra o maestro dividirá la clase en grupos de trabajo. Una vez estés en un grupo participa en la selección de un capitán de equipo. 2. El equipo debe escoger un nombre para identificarse y un juez.

9 3. El juez estará encargado de tomar el tiempo y de anotarlo en la tabla de datos. El capitán debe dar apoyo positivo a su equipo y dirá el orden de participación en el juego. 4. Tu maestra o maestro indicará dónde se llevarán a cabo las carreras y cuáles son las reglas del juego. 5. Se realizarán tres carreras. El trineo va a ser el cartón y tres estudiantes deben tirar del trineo en cada ocasión. 6. En la primera carrera habrá un conductor sentado en el trineo y tres estudiantes (los caballos) tirarán de él. El estudiante que será conductor debe sentarse en el trineo y apoyarse en sus manos teniendo éstas hacia atrás. 7. Cada uno de los tres estudiantes halará por el extremo de una cuerda. Si desean pueden practicar. Antes de comenzar pide autorización a tu maestra o maestro para hacerlo. (Recuerden que el juez debe tomar el tiempo que tardan en recorrer la distancia y anotarlo en la tabla de datos! 8. Cuando el maestro o maestra les dé la señal comiencen a halar. 9. Hagan una segunda carrera, pero esta vez habrá dos estudiantes sentados y tres halando. 10. Hagan una tercera carrera, pero esta vez habrá tres estudiantes sentados y tres halando. 11. Anota los resultados de cada carrera en tu tabla de datos. Suma todos los tiempos y anota este resultado en la fila del Total. La posición en la que llegó tu equipo la conocerás mañana y podrás anotar estos datos.

10 Tabla 1: Tiempo que tardó el equipo en cada carrera. Estudiantes Sentados Tiempo Posición Total 12. Como asignación contesta las siguientes preguntas. Estudia los datos de tu tabla para que puedas contestarlas. a. Examina los datos de tu equipo, )cuál carrera tomó más tiempo? )Cuál carrera tomó menos tiempo? b. )Qué sucede con el tiempo a medida que aumentamos la cantidad de estudiantes sentados? c. )Cuándo es más fácil halar el trineo, con uno, dos o tres estudiantes? Explica tu respuesta. d. )Cuándo había más peso sobre el trineo, con uno, dos o tres estudiantes? e. )Cuándo es más fácil halar, con mucho peso o con poco peso? )Por qué? f. )Qué tipo de movimiento siguen los trineos? Explica tu respuesta.

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12 Preguntas De Discusión: Contesta las siguientes preguntas. 1. )En cuáles carreras tu equipo quedó mejor ubicado? 2. )Por qué crees que el equipo quedó mejor en estas carreras? 3. )Por qué crees que en las otras carreras les fue peor?