Caída libre

1. Preparar

• Lee el material del estudiante en la App EV3 para el aula.
• Recopila información sobre la ley de la caída de los cuerpos.
• Si no tienes suficiente tiempo para una sesión larga, haz planes para cubrir esta actividad en varias sesiones.

Parte A

2. Despertar el interés (10 min)

• Usa las ideas de la sección Iniciar un debate para que tus estudiantes participen en un debate relacionado con esta sesión.
• Divide tu clase en parejas.

3. Explorar (35 min)

• Pide a cada pareja de estudiantes que construya la Torre de lanzamiento.
• Permíteles hacer una prueba para que se aseguren de que el modelo se construyó correctamente y funciona como se esperaba.

Parte B

4. Explicar (15 min)

• Pide a cada equipo que realice el experimento al menos tres veces y que registre sus resultados.
• Asegúrate de que pueden crear sus propias tablas para las pruebas.

5. Desarrollar (30 min)

• Pide a tus estudiantes que usen los datos registrados para calcular la velocidad promedio y la constante gravitacional con la ley de caída de los cuerpos.
• Pide a cada equipo que haga un resumen de los resultados de sus experimentos.
• No olvides dar tiempo para recoger y acomodar piezas.

6. Evaluar

• Da retroalimentación sobre el desempeño de cada estudiante, menciona sus logros.
• Puedes usar las rúbricas de evaluación que se proporcionan para simplificar el proceso.

Caída libre describe la aceleración de un objeto a causa de la gravedad. La velocidad de la caída de las personas que saltan de un avión se reduce a causa de la resistencia aerodinámica. Una verdadera caída libre solo sería posible al vacío, donde no actúen más fuerzas que la de la gravedad. En el Glenn Research Center de la NASA en Cleveland, Ohio, se puede encontrar un entorno de prueba para experimentos de este tipo.

Inicia un debate sobre la caída libre con preguntas importantes, como:

• ¿A qué se refiere el término caída libre?
• ¿Cuál es la relación entre aceleración y rapidez?
• Al vacío, ¿un hipopótamo cae exactamente a la misma velocidad que una lombriz?
• ¿Cuándo resulta útil el conocimiento acerca del concepto de caída libre?

Instrucciones para la construcción

• Torre de lanzamiento

Uso del modelo
Coloca el modelo en una superficie sólida, plana y nivelada. Ejecuta el programa y espera hasta que se muestre la imagen del sensor de contacto en la pantalla. Coloca la bola en el brazo y presiona el sensor de contacto en la parte posterior de la torre de lanzamiento para iniciar un experimento de caída. Si el experimento fue exitoso, aparecerá una gran sonrisa junto con el tiempo de caída en la pantalla. Si no es así, aparecerá una carita triste. El brazo se cierra automáticamente para estar listos para el siguiente experimento.

Ejecución del experimento
A medida que tus estudiantes están ejecutando sus experimentos, recuérdales lo siguiente:

• Si el experimento fue exitoso, el tiempo de caída se mostrará en la pantalla.
• Deben registrar la cantidad de experimentos y el tiempo de caída en una tabla. No olvidar asegurarse de dejar suficiente espacio para columnas adicionales para otros cálculos.
• Hacer el experimento al menos tres veces y usar los valores promedio les ayudará a garantizar resultados más confiables.

Programar

Simplifica esta sesión

• Trabaja con tus estudiantes para resolver algunos de los cálculos

Lleva esta sesión al siguiente nivel:

• Motiva a tus estudiantes a hacer cálculos adicionales con los valores medidos
• Explica la importancia de los valores promedio (por ejemplo, media aritmética frente a la mediana, susceptibilidad a los valores atípicos, entre otros) que se pueden utilizar para igualar los errores de medición en una serie de experimentos
• Desafía a tus estudiantes a encontrar formas de mejorar la precisión de sus experimentos

Lista de verificación observable del profesor
Crea una escala que se adapte a tus necesidades, por ejemplo:

1. Parcialmente logrado
2. Totalmente logrado
3. Superado

Utiliza los siguientes criterios de éxito para evaluar el avance de tus estudiantes:

• Los estudiantes aplicaron conceptos matemáticos y/o procesos para determinar la constante gravitacional.
• Los estudiantes explicaron que la bola acelera a un ritmo constante.
• Los estudiantes identificaron las variables independientes y controladas de sus experimentos.

Autoevaluación
Pide a cada estudiante que elija el nivel que sienta que representa mejor su desempeño.

• Bronce: He realizado los experimentos, pero no calculé la velocidad promedio o la constante gravitacional.
• Plata: Con un poco de ayuda, he calculado la velocidad promedio y la constante gravitacional.
• Oro: He calculado la velocidad promedio y la constante gravitacional.
• Platino: No solo he calculado la velocidad promedio y la constante gravitacional, sino que también he realizado cálculos adicionales con los valores medidos.

Para integrar el desarrollo de habilidades de artes del lenguaje, pide a tus estudiantes que:

• Creen un informe breve que se enfoque en los resultados de sus experimentos y cómo se compara con el valor aceptado para g, la aceleración de la gravedad cerca de la superficie de la Tierra
• Diseñen una presentación donde expliquen los resultados de sus experimentos y lo que aprendieron

Nota: Esto hará más larga la sesión.

Los estudiantes que disfrutaron esta sesión podrían estar interesados en explorar estas carreras y profesiones:

• Manufactura e Ingeniería (Preingeniería)
• Ciencia, Tecnología, Ingeniería y Matemáticas (Ciencia y Matemáticas)