Apunta al objetivo

• Esta sesión explora cómo se relaciona la energía cinética con la velocidad y la masa. Los estudiantes realizarán un experimento en el que usarán la rotación de una rueda como entrada para medir la distancia recorrida en función del tiempo. A partir de un gráfico que represente las rotaciones de una rueda en función del tiempo, graficarán la distancia recorrida en función del tiempo y luego probarán graficar la velocidad en función del tiempo. Por último, usarán el valor de la velocidad máxima para calcular la energía cinética con la fórmula: E_k = ½mv² m = 305 g
• Utiliza varios materiales para despertar el interés de los estudiantes en el tema de la energía cinética.

Inicia un debate
Para iniciar un debate, haz preguntas relacionadas con la sesión. Estas son algunas sugerencias:

• ¿Cómo es el gráfico que representa la distancia recorrida en función del tiempo?
• ¿Cómo es el gráfico que representa la velocidad en función del tiempo?
• ¿Cómo es el gráfico que representa la energía cinética en función del tiempo?

Pide a los estudiantes que anoten, a manera de hipótesis, lo que piensan.

• Pide a los estudiantes que construyan un vehículo que tenga ruedas que se muevan libremente y que pueda contar las rotaciones de las ruedas. Pueden crear sus propios modelos o seguir las instrucciones de construcción de la aplicación para construir el modelo de la piedra de curling callejero.
• Pídeles que prueben sus modelos utilizando el programa sugerido.
• Pídeles que grafiquen la distancia recorrida en función del tiempo y que describan lo que observan:
  • ¿Qué representan los picos en el gráfico?
  • ¿Por qué aumenta el espacio entre los picos a medida que pasa el tiempo?

• Pide a los estudiantes que, para continuar el experimento:
  • Conviertan en distancia las rotaciones por segundo.
  • Conviertan en velocidad la distancia recorrida en función del tiempo.
• Aparta un poco de tiempo para que los estudiantes adapten sus programas a fin de mejorar su desempeño.
• Anímalos a registrar la mayor cantidad de datos posible durante sus experimentos.
• Pídeles que exporten sus datos como un archivo CSV para que, si lo desean, puedan manipularlos en otro software.

• Si los estudiantes aún tienen acceso a los sets SPIKE Prime, pídeles que lleven a cabo las tareas desde la Aplicación SPIKE, para que el desarrollo incluya aprendizaje práctico; por ejemplo:
  • Pide a los estudiantes que jueguen un partido y vayan registrando el desempeño de sus lanzamientos. Indícales que empujen sus piedras de curling callejero y traten de hacer que el borde delantero del modelo se detenga lo más cerca posible del centro del objetivo. Explícales que cada estudiante o equipo tiene 3 intentos y que deben medir la distancia del centro del objetivo al borde delantero de su modelo después de cada intento. ¡El estudiante o equipo que acumule la menor distancia después de 3 intentos gana el partido!
• Si tus estudiantes no tienen acceso a los sets, pídeles que contesten el Cuaderno del inventor para el estudiante o asígnales una de las actividades de las extensiones que sugerimos más adelante. La mayoría de las actividades de las extensiones pueden realizarse empleando los datos recopilados en la sesión práctica.
• Facilita una sesión grupal en la que los estudiantes intercambien información. Pueden emplear el método/herramienta que sea más eficiente (ya sea presencial o a distancia).

• Haz sugerencias sobre el desempeño de cada estudiante.
• Puedes usar las rúbricas de evaluación que se proveen para simplificar el proceso.

Lista de observaciones del profesor
Elabora una escala que satisfaga tus necesidades, por ejemplo:

• Logrado parcialmente
• Logrado totalmente
• Superado

Utiliza los siguientes criterios de éxito para evaluar el progreso de los estudiantes:

• Los estudiantes pueden programar un dispositivo para registrar datos en un gráfico de líneas.
• Los estudiantes pueden interpretar los valores procedentes del gráfico de líneas.
• Los estudiantes pueden explicar la relación que hay entre la energía cinética y la velocidad.

Autoevaluación
Pide a cada estudiante que escoja el ladrillo que, en su opinión, represente mejor su desempeño.

• Azul: Puedo graficar datos utilizando el programa que se provee en la aplicación.
• Amarillo: Puedo crear mi propio gráfico de líneas y explicar mis resultados.
• Violeta: Creé nuevos experimentos por mi cuenta.

Evaluación entre compañeros

Anima a los estudiantes a que intercambien sugerencias de las siguientes formas:

• Pídeles que uno de los estudiantes califique el desempeño del otro con la escala de ladrillos de colores ya descrita.
• Pídeles que intercambien sugerencias constructivas para que puedan mejorar su desempeño en la siguiente sesión. Es una oportunidad excelente para que usen herramientas de videoconferencia o de publicación en blogs en situaciones de aprendizaje mixto.

Para simplificar esta sesión:

• Restringe el enfoque de la sesión a las variaciones de la distancia recorrida en función del tiempo.

Para llevar esta sesión al siguiente nivel:

• Pide a los estudiantes que diseñen y construyan sus propios vehículos de ruedas libres y piedras de curling, que repitan el experimento y que comparen sus datos con los resultados de otro modelo (p. ej., de los datos de otro estudiante).
• Pídeles que diseñen y construyan sus propios dispositivos empujables con los que puedan lograr lanzamientos más regulares y que documenten el proceso de diseño.

Consejos de construcción

Consejos de codificación

Esta sesión está diseñada para llevar a cabo las actividades mientras el Hub está conectado mediante USB o Bluetooth. Mientras el Hub está conectado, los datos que recopila se transmiten directamente a tu dispositivo y se trazan en tiempo real en el gráfico de líneas.

Programa principal

Programa de solución

Consejos sobre los datos científicos
Este es un ejemplo de los datos que los estudiantes pueden esperar de este experimento.

Extensión de Matemáticas

Para incorporar el desarrollo de habilidades matemáticas:

• Pide a los estudiantes que exploren lo que sucede cuando cambian la masa de la piedra de curling añadiendo elementos (p. ej., motores) o un objeto pesado (p. ej., una botella de agua). Pídeles que modifiquen sus modelos, vuelvan a efectuar el experimento y comparen los gráficos que representan la velocidad en función del tiempo para las diferentes masas.

Nota: requiere tiempo adicional.

Extensión de Lengua y Literatura

Para incorporar el desarrollo de habilidades de Lengua y Literatura:

• Pide a los estudiantes que elaboren una campaña publicitaria para promocionar los rasgos esenciales de sus modelos. Diles que incluyan las características técnicas de los modelos y que utilicen hechos científicos relacionados con los conceptos de velocidad y energía para destacar sus beneficios.

Nota: requiere tiempo adicional.

Vínculos con las carreras profesionales

A los estudiantes a los que les haya gustado esta sesión quizá les interese explorar estos campos profesionales:

• Educación y capacitación
• Ciencias de la salud