Saltos en cuclillas
Traza en un gráfico la energía potencial a la altura máxima de un salto.
Despertar el interés
(Antes de la clase, 20 min.)
- Esta lección explora la energía potencial. La ecuación para la energía potencial es Ep=mgh. El valor de “g” es conocido, y el de “m” puede hallarse o aproximarse. La variable desconocida de esta lección es la altura de un salto, que tus alumnos van a medir. Comenzarán por utilizar el Sensor de distancia orientado hacia abajo para medir su máxima distancia con respecto al suelo durante su salto (asegúrate de que estén sobre una superficie plana). Más adelante, explorarán otros métodos mediante el Sensor de aceleración del Hub.
Debate abierto
Inicia un debate planteando preguntas relacionadas con la lección. Aquí tienes varias sugerencias:
- ¿Qué es la energía potencial?
- ¿Qué altura puedes alcanzar al saltar?
- ¿Eso cuánta energía (potencial) es?
Pide a tus alumnos que redacten sus ideas en forma de hipótesis.
Explorar
(En clase, 30 min.)
- Pide a tus alumnos que construyan una pesa rusa que pueda registrar datos relativos al salto. Pueden crear sus propios modelos o seguir las instrucciones de construcción de la app para construir el modelo de Pesa rusa.
- Pide a tus alumnos que prueben sus modelos utilizando el programa sugerido.
- Asegúrate de que saltan de una manera muy controlada, apuntando la pesa rusa directamente hacia una superficie lisa (evita las alfombras).
Explicar
(En clase, 15 min.)
- 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, 25 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.
- Pídeles que salten con más masa (por ejemplo, usando una mochila) y que, a continuación, describan la energía potencial al saltar con una mochila puesta en comparación con hacerlo sin ella.
- 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 con sus propias palabras la energía potencial, extrayendo relaciones precisas respecto de la masa y la altura.
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:
- Pide a tus alumnos que recreen el experimento utilizando únicamente el Hub (y tal vez el Sensor de distancia).
- Asegúrate de que tus alumnos ajusten el programa propuesto en la app SPIKE para que coincida con la configuración de su modelo.
- Los datos deberían ser relevantes para el registro de los valores de- Los datos deberían ser relevantes para el registro de los valores de aceleración, siempre y cuando el Hub se sostenga en perpendicular al suelo.
Formas de dar un paso más con la lección:
- Pide a tus alumnos que encuentren otras maneras de determinar la altura de un salto:
- Mediante el Sensor de aceleración del Hub
- Mediante un vídeo de tu(s) salto(s)
- Únicamente mediante el tiempo
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:
- En lugar de registrar la distancia entre la parte inferior de la pesa rusa y el suelo directamente mediante el sensor de distancia, pide a tus alumnos que empleen valores de aceleración para hallar la altura del salto.
- Pide a tus alumnos que utilicen uno de estos métodos (a partir de la medición de la distancia y a partir del cálculo partiendo de valores de aceleración) para hallar la energía potencial y que, a continuación, describan qué método pensaron que era el más difícil o el más eficaz y por qué.
Nota: se requerirá tiempo adicional.
Actividades adicionales de lengua castellana
Para incluir el desarrollo de habilidades en lengua castellana:
- Pide a tus alumnos que redacten un trabajo que explique lo que sucede cuando alguien salta. Haz que investiguen la fuerza muscular y la biomecánica y que, a continuación, comparen el rendimiento del salto humano con el de otros animales.
- Pide a tus alumnos que investiguen un prototipo de robot que pueda saltar y que, a continuación, redacten un trabajo que describa cómo sus ingenieros han intentado replicar el impulso muscular.
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:
- Servicios terapéuticos
- Ingeniería y tecnología
Apoyo docente
Los alumnos van a:
- Explorar formas de medir la altura de un salto.
- Utilizar ese valor para calcular la energía potencial.
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
• 1.1. Formula hipótesis para explicar fenómenos cotidianos utilizando teorías y modelos científicos.
• 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.
Bloque 4. El movimiento y las fuerzas
• 1.1. En situaciones de la vida cotidiana, identifica las fuerzas que intervienen y las relaciona con sus correspondientes efectos en la deformación o en la alteración del estado de movimiento de un cuerpo.
• 6.2 Distingue entre masa y peso calculando el valor de la aceleración de la gravedad a partir de la relación entre ambas magnitudes.
Bloque 5. Energía
• 1.1 Argumenta que la energía se puede transferir, almacenar o disipar, pero no crear ni destruir, utilizando ejemplos.
• 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.
BIOLOGÍA
Bloque 4. Las personas y la salud. Promoción de la salud
• 23.1. Diferencia los distintos tipos de músculos en función de su tipo de contracción y los relaciona con el sistema nervioso que los controla. Localiza los principales huesos y músculos del cuerpo humano en esquemas del aparato locomotor.
TECNOLOGÍA
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.
EDUCACIÓN FÍSICA
• 4.2. Asocia los sistemas metabólicos de obtención de energía con los diferentes tipos de actividad física, la alimentación y la salud.
• 6.1. Relaciona la estructura de una sesión de actividad física con la intensidad de los esfuerzos realizados. Prepara y realiza calentamientos y fases finales de sesión de forma autónoma y habitual
ACTIVIDADES COMPLEMENTARIAS DE:
MATEMÁTICAS
Bloque 4. Funciones
• 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
• 4.1. Utiliza, de forma autónoma, diversas fuentes de información integrando los conocimientos adquiridos en sus discursos orales o escritos.
• 6.2 Escribe textos narrativos, descriptivos e instructivos, expositivos, argumentativos y dialogados imitando textos modelo.
Material para los estudiantes
HOJA DE TRABAJO PARA EL ALUMNO
Descargar, consultar o repartir como una página HTML online o como PDF para imprimir.