Set principal MINDSTORMS EV3

Aceleración de la gravedad

El módulo de aprendaizaje Caída libre destaca la ecuación tiempo-distancia cuando un objeto se acelera.

90-120 min.
Intermedio
Ciclo medio de primaria
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Conectar

(5 Minutos)

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La caída libre describe un estado en el que los objetos como las rocas, monedas o frutas caen a la tierra a cause de la gravedad.

Entre las consideraciones interesantes se incluyen:
La distancia recorrida por un objeto en caída libre,
El tiempo durante el que cae un objeto antes de tocar el suelo,
La velocidad a la que cae un objeto,
Con qué rapidez se acelera un objeto.

El siguiente experimento incluye la construcción de una torre de caída libre equipada con sensores adecuados para observar los fenómenos gravitatorios que afectan una bola de acero en caída libre.

Notas sobre consideraciones preliminares
• Explique por qué es peligroso sentarse bajo un árbol lleno de manzanas maduras.
Las manzanas pueden caer al suelo y es imposible reaccionar con la rapidez suficiente para apartarse de su camino.

• Explique por qué una persona que salta de un avión a gran altura necesita un paracaídas.
Porque si no lo usara caería tan rápidamente que se aplastaría al impactar con el suelo.

• Mencione situaciones cotidianas en las que participe la gravedad.
Todo lo que cae, el agua que corre, moverse/correr sobre la superficie de la Tierra, etc.

Construir

(20 Minutos)

Notas para la construcción
Asegúrese de que los estudiantes construyan correctamente la torre de caída libre y que, además, descarguen correctamente el programa proporcionado.

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Descargar programa “10”

DESCARGAR PROGRAMA DE MUESTRA23 KB, precisa software de escritorio EV3

Observar

(20 Minutos)

Notas sobre el uso del modelo
El Sensor táctil se instala en la parte posterior de la torre de caída libre. Se usa para iniciar un experimento de caída.
La Empuñadura de agarre se cierra automáticamente para el próximo experimento.
La pantalla del Bloque EV3 muestra el tiempo de caída.

  • Asegúrese de que el modelo se haya construido correctamente.
  • Coloque el modelo correctamente sobre una superficie firme y pareja.
  • Asegúrese de que la torre no tiemble al lanzar la bola.
  • Si es necesario, también se puede sostener el Sensor táctil para usarlo como control remoto manual. Esto le permite evitar que la torre tiemble, lo que podría causar que la prueba no sea válida.
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Experimento: Medición

  1. Inicie el Programa “10”.
  2. Coloque la bola en la Empuñadura de agarre cerrada.
  3. Comience la prueba con el Sensor táctil libre que se encuentra en la torre de caída libre.

Sucede lo siguiente:
La bola cae sobre el Sensor táctil que se encuentra en la parte inferior de la torre de caída libre.
La pantalla muestra el tiempo de caída.
La Empuñadura de agarre se cierra y, ahora, puede repetir el experimento.
Las pruebas no válidas hacen aparecer una Cara malhumorada.
Realice el experimento al menos tres veces.
Registre las cifras y los tiempos de caída del experimento en la tabla. Expanda la tabla si es necesario.

Asegúrese de que los estudiantes lleven a cabo el experimento varias veces y que escribas los resultados en la tabla proporcionada.
Comente a los estudiantes que los resultados registrados de sus mediciones se usarán en otras asignaciones.

Continuar

(15 Minutos)

Analizar
Conoce la distancia de la caída d y los tiempos de caída t.

  1. Con los tiempos de caída medidos, calcule la velocidad v promedio de la bola que cae.
  2. Escriba los resultados en la tabla.
    Recordatorio: v = d/t.
    Según la ley de caída de los cuerpos: d = 0,5 x g x t2.
    g es una constante natural que denota la aceleración gravitatoria.
  3. Resuelva la ecuación de la ley de caída de los cuerpos para g.
  4. Calcule la aceleración de la gravedad (g) a partir de los valores medidos en los experimentos.
  5. Escriba en la tabla los valores calculados para g.

Aliente a los estudiantes para realizar cálculos adicionales con los valores medidos.
La velocidad calculada es la velocidad promedio y no la velocidad de impacto.
Los deferentes valores medidos resultan en valores diferentes para la aceleración de la gravedad. Aconseje a los estudiantes sobre posibles errores de medición.
Comente a los estudiantes que el valor establecido para la aceleración de la gravedad en la Tierra asume caída libre vacío perfecto.

Revisión
Resuma brevemente los resultados del experimento. Asegúrese de que los estudiantes ingresen en el campo de entrada los hallazgos del experimento que realizaron.

  • Referencia y pregunta (tema)
  • Respuestas (relacionar)
  • Conclusiones
  • Cómo se conecta con la vida cotidiana (¿dónde vemos o usamos lo que observamos en la vida cotidíana?)

Apoyo docente

Los estudiantes saben:
Cómo determinar la constante gravitatoria
Que hay leyes de gravedad que se aplican a todos los objetos

Los estudiantes pueden:
Registrar los valores medidos
Analizar los valores medidos
Interpretar los resultados
Comprender las relaciones entre los materiales usados y su impacto en los resultados

Habilidades relacionadas con el experimento:
Cómo usar el Sensor táctil LEGO
Derivación da la aceleración de la caída libre a partir de los experimentos

Set principal de LEGO MINDSTORMS EV3
Laboratorio EV3 o Programación EV3
Una cinta métrica, según sea necesario

Material para los estudiantes

Descargar, ver o compartir la Hoja de trabajo para estudiante, bien en una página HTML o en un PDF para imprimir.

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