Persigue tu objetivo
Explora la energía cinética durante un movimiento mediante la velocidad variable.
Despertar el interés
(Antes de la clase, 20 min.)
- Esta lección explora cómo la energía cinética se relaciona con la velocidad y la masa. Tus alumnos van a realizar un experimento centrado en la medición de la distancia recorrida a lo largo del tiempo, empleando la rotación de rueda como valor de entrada. Mediante un gráfico que muestra las rotaciones de una rueda a lo largo del tiempo, trazarán un gráfico que muestre la distancia recorrida a lo largo del tiempo y, a continuación, tratarán de trazar en la gráfica la velocidad a lo largo del tiempo. Por último, utilizarán el valor de velocidad máximo para calcular la energía cinética mediante la siguiente fórmula: Ek = ½ mv2 m = 305 g
- Utiliza diversos materiales para despertar el interés de tus alumnos acerca de la energía cinética.
Debate abierto
Inicia un debate planteando preguntas relacionadas con la lección. Aquí tienes varias sugerencias:
- ¿Cómo es el gráfico que muestra la distancia recorrida a lo largo del tiempo?
- ¿Cómo es el gráfico que muestra la velocidad a lo largo del tiempo?
- ¿Cómo es el gráfico que muestra la energía cinética a lo largo del tiempo?
Pide a tus alumnos que redacten sus ideas en forma de hipótesis.
Explorar
(En clase, 30 min.)
- Pide a tus alumnos que construyan un vehículo con ruedas de libre movimiento que pueda contar las rotaciones de las ruedas. Pueden crear sus propios modelos o seguir las instrucciones de construcción de la app para construir el modelo de Piedra de curling callejero.
- Pide a tus alumnos que prueben sus modelos utilizando el programa sugerido.
- Pídeles que tracen un gráfico de la distancia recorrida a lo largo del tiempo y que describan lo que ven:
- ¿Qué representan los picos del gráfico?
- ¿Por qué aumenta el espacio entre los picos a medida que pasa el tiempo?
Explicar
(En clase, 15 min.)
- Pide a tus alumnos que prosigan con el experimento:
- Convirtiendo las rotaciones por segundos en distancia
- Convirtiendo la distancia recorrida a lo largo del tiempo en velocidad
- Deja a tus alumnos algo de tiempo para ajustar sus programas y mejorar así el rendimiento.
- Anímalos a registrar tantos datos como sea posible durante sus experimentos.
- Haz que exporten sus datos como archivo CSV para que puedan manipularlos después mediante otro software si así lo desean.
Desarrollar
(Después de la clase, 20 min.)
- Si tus alumnos aún tienen acceso a sus sets SPIKE Prime, pídeles que completen las tareas de la app SPIKE para seguir desarrollando el aprendizaje práctico.
- Pide a tus alumnos que hagan un juego al tiempo que registran el rendimiento de sus lanzamientos. Diles que empujen sus piedras de curling callejero tratando de hacer que la parte frontal del modelo se detenga tan cerca como sea posible del centro de la diana. Explícales que cada alumno o equipo cuenta con tres intentos y que deben medir la distancia desde el centro de la diana hasta la parte delantera de su modelo tras cada intento. ¡El ganador será el alumno o equipo con la distancia acumulada más pequeña tras tres intentos!
- Si los alumnos no tienen acceso a sus sets, haz que completen su cuaderno del inventor o encárgales una de las actividades adicionales sugeridas a continuación. La mayoría de las actividades adicionales pueden realizarse empleando los datos recogidos durante la sesión práctica.
- Pon en marcha una sesión de intercambio de ideas en la que tus alumnos puedan compartir información. Esto se puede hacer usando el método o la herramienta que resulte más eficiente (es decir, en persona o en línea).
Evaluar
- Valora el trabajo que ha hecho cada alumno.
- Puedes usar las rúbricas de evaluación facilitadas para simplificar el proceso.
Opciones de evaluación
Lista de comprobación de la observación del profesor
Establece una escala que se ajuste a tus necesidades, por ejemplo:
- Parcialmente superado
- Totalmente superado
- Superado con creces
Usa estos criterios de logro de resultados para evaluar el progreso de los alumnos:
- Los alumnos pueden programar un dispositivo para registrar datos en un gráfico lineal.
- Los alumnos pueden interpretar los valores extraídos del gráfico lineal.
- Los alumnos pueden explicar la energía cinética en relación con la velocidad.
Autoevaluación
Pide a cada alumno que elija el ladrillo que, en su opinión, mejor representa su trabajo.
- Azul: Puedo trazar datos en un gráfico mediante el programa proporcionado en la app.
- Amarillo: Puedo crear mi propio gráfico lineal y explicar mis resultados.
- Violeta: He creado por mi cuenta nuevos experimentos.
Evaluación entre iguales
Anima a tus alumnos a dar su opinión a otros:
- Haciendo que un alumno puntúe el rendimiento de otro alumno mediante la anterior escala de ladrillos de color.
- Pidiendo que hagan críticas constructivas a los demás con las que mejorar su rendimiento en la siguiente lección. Esta es una estupenda manera de utilizar herramientas de videoconferencia o de publicación en blog en un contexto de aprendizaje mixto.
Otras opciones
Formas de simplificar la lección:
- Limita el enfoque de la lección a las variaciones de la distancia recorrida a lo largo del tiempo.
Formas de dar un paso más con la lección:
- Pide a tus alumnos que diseñen y construyan sus propios vehículos con ruedas de libre movimiento y piedras de curling, que repitan el experimento y que comparen sus datos con el rendimiento de otro modelo (por ejemplo, de los datos de otro alumno).
- Haz que tus alumnos diseñen y construyan dispositivos de empuje propios que puedan proporcionar lanzamientos más regulares, y que documenten el proceso de diseño.
Consejos
Consejos de montaje
Consejos de programación
Esta lección está diseñada para ejecutarse mientras el Hub está conectado mediante USB o Bluetooth. Mientras está establecida la conexión, los datos recogidos por el Hub se transmiten directamente a tu dispositivo y se trazan en tiempo real sobre el gráfico lineal.
Programa principal
Programa de soluciones
Consejos sobre los datos científicos
Aquí te mostramos un ejemplo de los datos que los alumnos pueden esperar obtener de este experimento.
Extensiones
Actividades adicionales de matemáticas
Para incorporar el desarrollo de habilidades matemáticas:
- Pide a tus alumnos que exploren lo que sucede cuando cambian la masa de su piedra de curling mediante la adición de elementos (por ejemplo, motores) o de un objeto pesado (por ejemplo, una botella de agua). Pídeles que actualicen sus modelos, ejecuten de nuevo el experimento y comparen los gráficos que muestran la velocidad a lo largo del tiempo para las diferentes masas.
Nota: se requerirá tiempo adicional.
Actividades adicionales de lengua castellana
Para incluir el desarrollo de habilidades en lengua castellana:
- Pide a tus alumnos que creen una campaña de marketing que promocione las funciones clave de sus modelos. Diles que incluyan las características técnicas de su modelo y que utilicen datos científicos relacionados con los conceptos de velocidad y energía para subrayar sus ventajas.
Nota: se requerirá tiempo adicional.
Vínculos con carreras profesionales
Es posible que a los alumnos que han disfrutado con la lección les interese explorar estas carreras profesionales:
- Educación y enseñanza
- Ciencias de la salud
Apoyo docente
Los alumnos van a:
- Calcular la velocidad inicial de un movimiento en desaceleración a partir de un gráfico que muestre la distancia recorrida a lo largo del tiempo.
- Utilizar esta velocidad aproximada para calcular la energía cinética media.
Set SPIKE™ Prime de LEGO® Education
Dispositivo con la app SPIKE de LEGO Education instalada
Referencia legislativa relativa a la LOMCE
(BOE Núm.3,3 de enero de 2015 R.D.1105/2014)
FÍSICA Y QUÍMICA
Bloque 1. La actividad científica
• 1.2. Registra observaciones, datos y resultados de manera organizada y rigurosa, y los comunica de forma oral y escrita utilizando esquemas, gráficos, tablas y expresiones matemáticas.
• 2.1 Relaciona la investigación científica con las aplicaciones tecnológicas en la vida cotidiana.
Bloque 4. El movimiento y las fuerzas
• 1.3 Establece la relación entre una fuerza y su correspondiente efecto en la deformación o la alteración del estado de movimiento de un cuerpo.
• 2.1 Determina, experimentalmente o a través de aplicaciones informáticas, la velocidad media de un cuerpo interpretando el resultado.
• 2.2 Realiza cálculos para resolver problemas cotidianos utilizando el concepto de velocidad.
• 3.1 Deduce la velocidad media e instantánea a partir de las representaciones gráficas del espacio y de la velocidad en función del tiempo.
• 3.2 Justifica si un movimiento es acelerado o no a partir de las representaciones gráficas del espacio y de la velocidad en función del tiempo.
Bloque 5. Energía
• 2.1. Relaciona el concepto de energía con la capacidad de producir cambios e identifica los diferentes tipos de energía que se ponen de manifiesto en situaciones cotidianas explicando las transformaciones de unas formas a otras.
TECNOLOGIA
Bloque 1. Proceso de resolución de problemas tecnológicos
• 1.1 Diseña un prototipo que da solución a un problema técnico, mediante el proceso de resolución de problemas tecnológicos.
Bloque 4. Estructuras y mecanismos: máquinas y sistemas
• 2.3. Explica la función de los elementos que configuran una máquina o sistema desde el punto de vista estructural y mecánico.
MATEMÁTICAS
Bloque 1. Procesos, métodos y actitudes en matemáticas
• 11.2. Utiliza medios tecnológicos para hacer representaciones gráficas de funciones con expresiones algebraicas complejas y extraer información cualitativa y cuantitativa sobre ellas.
• 12.3. Usa adecuadamente los medios tecnológicos para estructurar y mejorar su proceso de aprendizaje recogiendo la información de las actividades, analizando puntos fuertes y débiles de su proceso académico y estableciendo pautas de mejora.
Bloque 2. Números y Álgebra
• •1.3. Emplea adecuadamente los distintos tipos de números y sus operaciones, para resolver problemas cotidianos contextualizados, representando e interpretando mediante medios tecnológicos, cuando sea necesario, los resultados obtenidos.
ACTIVIDADES COMPLEMENTARIAS DE:
MATEMÁTICAS
Bloque 4. Funciones
• 2.1 Pasa de unas formas de representación de una función a otras y elige la más adecuada en función del contexto.
• 3.2. Interpreta una gráfica y la analiza, reconociendo sus propiedades más características.
• 4.1 Reconoce y representa una función lineal a partir de la ecuación o de una tabla de valores, y obtiene la pendiente de la recta correspondiente.
• 4.2 Obtiene la ecuación de una recta a partir de la gráfica o tabla de valores.
• 4.3. Escribe la ecuación correspondiente a la relación lineal existente entre dos magnitudes y la representa.
LENGUA CASTELLANA Y LITERATURA
Bloque 2. Comunicación escrita: leer y escribir
• 5.2 Escribe textos usando el registro adecuado, organizando las ideas con claridad, enlazando enunciados en secuencias lineales cohesionadas y respetando las normas gramaticales y ortográficas.
Material para los estudiantes
HOJA DE TRABAJO PARA EL ALUMNO
Descargar, consultar o repartir como una página HTML online o como PDF para imprimir.