BricQ Motion Prime

Velero terrestre

¿El viento puede impulsar un velero terrestre? Investiga la forma en que las fuerzas invisibles pueden alterar el movimiento de un objeto y cómo actúan estas fuerzas a distancia.

30 a 45 minutos
Intermedio
Grados 6-8
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Preparar

  • Revisa en línea el material del estudiante. Proyecta este material para que tus estudiantes lo vean durante la sesión.
  • Asegúrate de haber cubierto en una sesión previa las tres leyes del movimiento de Newton.
  • Considera las habilidades y antecedentes de todos tus estudiantes. Diferencia la sesión para hacerla accesible a todos. Consulta las sugerencias de la sección Diferenciación que aparece más adelante.
  • Dispón los ventiladores en el piso, dejando un espacio libre de por lo menos 3 metros delante de cada uno para que los veleros terrestres puedan moverse. Marca con cinta adhesiva la línea de salida delante de cada ventilador (perpendicular al ventilador).

Despertar el interés

(Con todo el grupo, 5 minutos)

  • Mira aquí el video para estudiantes o consúltalo en línea en el material del estudiante.
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  • Facilita un breve debate sobre cuál es la fuerza que hace que un velero terrestre se mueva.
  • Haz preguntas como estas:
    • ¿Qué fuerzas viste actuar en el video del velero y el papalote? (Tracción/empuje).
    • ¿Qué fuerza hizo que el velero se moviera? (Fue la fuerza de empuje del viento).
  • ¿En qué situaciones no funciona un velero? (Si el viento sopla de frente al velero, el velero no puede navegar directamente hacia el viento).
  • Diles a los estudiantes que van a construir un velero terrestre y a investigar la manera en que la fuerza del viento puede alterar su movimiento.

Explorar

(En equipos pequeños, 30 minutos)

  • Pide a los estudiantes que trabajen en parejas para que construyan el modelo del velero terrestre. Indícales que se turnen para que un compañero busque los ladrillos mientras el otro construye, y que intercambien tareas al terminar cada paso.
  • Encontrarás ayuda para construir en la sección Consejos que aparece más adelante.
  • Dirígelos a los tres experimentos que se describen en el material del estudiante y reparte las hojas de trabajo para el estudiante.

Experimento 1: A sotavento

  • Pide a los estudiantes que coloquen sus veleros terrestres en la línea de salida, orientados en sentido opuesto a los ventiladores.
  • Pídeles que enciendan los ventiladores y dejen que sus veleros terrestres se muevan a favor del viento (alejándose de los ventiladores) y que hagan observaciones sobre el movimiento. Para optimizar el movimiento del velero terrestre, el ángulo de la vela se puede ajustar girando el engranaje pequeño. Los casquillos rojos también pueden moverse para cambiar la forma de la vela.
  • Propón a los estudiantes el desafío de encontrar el mejor ángulo y la mejor forma de la vela para hacer que el velero terrestre se desplace la mayor distancia posible.
  • Pídeles que registren el mejor ángulo y la mejor forma en sus hojas de trabajo para el estudiante.

Experimento 2: Con el viento de costado

  • Pide a los estudiantes que coloquen sus veleros terrestres en la línea de salida, en ángulo recto (a 90 grados o perpendiculares) con respecto al ventilador.
  • Pídeles que enciendan los ventiladores para ver si sus veleros terrestres se mueven hacia el costado del ventilador. (Tendrán que ajustar nuevamente el ángulo de la vela para optimizar el movimiento del velero terrestre).
  • Propón a los estudiantes el desafío de encontrar el ángulo de la vela que funcione mejor y pídeles que lo registren en sus hojas de trabajo.

Experimento 3: A barlovento

  • Pide a los estudiantes que desvíen ligeramente sus veleros de la línea de salida, hacia el ventilador, para identificar el ángulo de la vela que pueda hacer que el velero terrestre se mueva “a barlovento”, es decir, contra el viento. Pueden usar la herramienta de medición de ángulos de sus sets para medir el ángulo de barlovento del velero terrestre con respecto a la línea. Con los ajustes correctos, los estudiantes podrán hacer que sus veleros terrestres se muevan a barlovento, pero no directamente contra el viento.

Explicar

(Con todo el grupo, 5 minutos)

  • Reúne a los estudiantes para revisar y analizar en grupo sus experimentos.
  • Haz preguntas como estas:
    • ¿Qué ángulo fue más adecuado para cada experimento?
    • ¿Cuáles fueron los límites? (Demasiado viento en el ángulo inadecuado puede hacer que el velero terrestre se vuelque. Es por eso que en los barcos de vela se “recogen” las velas a fin de reducir el área superficial de la vela, para que el viento no la golpee en exceso y vuelque el barco).
    • ¿Por qué el velero terrestre no puede avanzar a barlovento (hacia el ventilador) con más de 45 grados? (La suma de los vectores de fuerza que actúan sobre el vehículo lo empuja a favor del viento).

Desarrollar

  • Si el tiempo lo permite, explica detalladamente las fuerzas que actúan (vectores de fuerza).
  • Aparta tiempo para que los estudiantes desarmen sus modelos, ordenen los ladrillos en las bandejas y limpien sus áreas de trabajo.

Evaluar

(De manera continua durante toda la sesión)

  • Haz comentarios sobre el desempeño de cada estudiante.
  • Facilita la autoevaluación.
  • Usa las rúbricas de evaluación que se proveen para simplificar el proceso.

Lista de observaciones

  • Evalúa la habilidad con la que los estudiantes describen la forma en que diferentes fuerzas pueden alterar el movimiento de un objeto.
  • Elabora una escala que se adapte a tus necesidades. Por ejemplo:
    1. Necesita ayuda adicional
    2. Puede trabajar de forma independiente
    3. Puede enseñar a otros

Autoevaluación

  • Pide a cada estudiante que escoja el ladrillo que, en su opinión, represente mejor su desempeño:
    • Verde: Con un poco de ayuda, puedo describir cómo una fuerza invisible puede cambiar el movimiento de un objeto.
    • Azul: Sé que puedo describir cómo una fuerza invisible puede cambiar el movimiento de un objeto.
    • Morado: Puedo describir y explicar cómo una fuerza invisible puede cambiar el movimiento de un objeto.

Comentarios de los compañeros

  • Anima a los estudiantes a que evalúen a sus compañeros de las siguientes formas:
    • Usando la escala de ladrillos ya descrita para calificar mutuamente su desempeño.
    • Presentando sus propias ideas y ofreciendo comentarios constructivos.
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Consejos

Consejos sobre el modelo

  • Pide a los equipos que comiencen a probar sus modelos en cuanto terminen de construirlos. Deben turnarse a medida que van haciendo ajustes en la vela para que todos tengan oportunidad de poner a prueba los modelos.
  • Elige LA MISMA velocidad del ventilador para todas las pruebas. Cualquier velocidad servirá.
  • Si tu ventilador es demasiado grande o potente, intenta alejarlo de la línea de salida. También podrías usar un mueble para bloquear parte del flujo de aire del ventilador.
  • Si tu ventilador es demasiado pequeño, acércalo a los modelos o intenta moverlo manualmente detrás de los modelos.

Diferenciación

Para simplificar esta sesión:

  • Pide a los estudiantes que ajusten la vela a 90 grados en cada una de las pruebas.

Para aumentar la dificultad:

  • Anima a los estudiantes a ajustar la forma de la vela triangular.
  • Propón a los estudiantes el desafío de averiguar cómo hacer que el velero terrestre se mueva contra el viento.
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Extensiones

(Nota: requiere tiempo adicional).
Para incorporar el desarrollo de habilidades matemáticas, pide a los estudiantes que permitan que sus veleros terrestres partan de la línea de salida con un ángulo de 60 grados y que calculen la distancia recorrida contando las revoluciones de las ruedas traseras antes de detenerse. Pueden usar el ángulo y la distancia recorrida para calcular el área del triángulo que se formó.

Diámetro de la rueda trasera: D = 43,2 mm
Circunferencia de la rueda= (π × D = C)

MAT/P5/FEM Magnitudes y medidas: Resuelve problemas que implican calcular el perímetro de polígonos y del círculo, y el área de rectángulos con unidades convencionales (m2 y cm2).

Soporte para el profesor

Los estudiantes:

  • Entenderán cómo la fuerza del viento que actúa a distancia puede cambiar el movimiento de un objeto.
  • Explorarán la relación entre energía y fuerzas.
  • Set BricQ Motion Prime de LEGO® Education (uno por cada dos estudiantes)
  • Cinta adhesiva
  • Ventiladores eléctricos de sobremesa, medianos (1 por cada 10 estudiantes, idealmente)

APRENDIZAJES CLAVE PARA LA EDUCACIÓN INTEGRAL
CNT/S2/MEI
Fuerzas: Identifica y describe la presencia de fuerzas en interacciones cotidianas (fricción, flotación, fuerzas en equilibrio).
CNT/S2/MEI
Energía: Analiza la energía mecánica (cinética y potencial) y describe casos donde se conserva.

Material del alumno

Hoja de trabajo para el estudiante

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