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La Caída

ATENCIÓN DESTINAR LOS ÚLTIMOS 20 MINUTOS DE LA CLASE A RESOLVER DUDAS QUE PLANTEEN LOS ALUMNOS SOBRE CONTENIDOS QUE ESTÉN VIENDO EN SU COLEGIO.

OBJETIVOS:   

Determinar las características de un movimiento vertical. Analizar la gráfica característica de un movimiento en caída libre. Aplicar las ecuaciones itinerario y velocidad para movimientos verticales.

CONTENIDOS: • •

Caída libre y lanzamiento vertical. Ecuaciones de itinerario y velocidad para movimientos verticales.

SECCIÓN 1: OBSERVANDO Y REFLEXIONANDO

Tiempo sugerido: 10 minutos

En esta actividad se espera que lo(as) alumno(as) realicen un levantamiento y comprensión de contenido sobre el movimiento rectilíneo. Para ello, es necesario que lo(as) alumno(as) interactúen, generando una discusión sobre el contenido. Esto permite la co-construcción del conocimiento entre los estudiantes y el profesor.

Actividad A:

Respuestas: Los conceptos se ordenan de la siguiente forma: 1. 2. 3. 4. 5. 6. 7. 8. 9. 10.

(6) (8) (9) (7) (3) (5) (10) (1) (4) (2)

Actividad B: Esta actividad tiene como objetivo plantear el contenido acerca de la caída libre y hacer hincapié sobre el porqué caen las cosas y qué movimiento describe el cuerpo que cae. Reconocer la existencia de la una aceleración que es gravitacional. Respuestas: 1. No tomando en cuenta el roce del aire, los dos paracaidistas deberían llegar en el mismo

instante de tiempo. 2. Ambos cuerpos llegan al suelo desde el reposo con una velocidad, ya que existe aceleración. 3. El peso. 4. Cuerpo que cae solo, producto de la acción de la fuerza de gravedad, sin ninguna fuerza

externa y su velocidad inicial es nula (Vi = 0). 5. Caída de las hojas en otoño. 6. Porque corresponde al cambio de velocidad respecto al tiempo de un suceso.

SECCIÓN 2: INVESTIGANDO I.

MOVIMIENTO VERTICALES

Tiempo sugerido: 35 minutos

1.1 LANZAMIENTO VERTICAL Actividad 1: Se sugiere trabajar esta actividad por partes. Primero, se describe el movimiento que tiene el cuerpo, y luego, con la información relevante se plantean las fórmulas que se pueden ocupar para llegar a resolver el problema.

Respuestas de la actividad 1: 1. 2. 3. 4. 5. 6.

El capitán se puso triste porque no podía arrancar, ya que la velocidad estaba por sobre el rango de escape del barco, demorando mucho más tiempo que lo permitido. Con el lanzamiento de una moneda hacia arriba y abajo. Según ecuación itinerario, la altura máxima es de 125 metros. Su velocidad en el punto de altura máxima es nula (v = 0), llegando a pensar que se encuentra detenida o en reposo. Igual a 9,8 [m/s2]. En el lanzamiento vertical hacia arriba de un cuerpo, su módulo de velocidad va disminuyendo gradualmente, hasta que se anula (v = 0), cuándo alcanza la altura máxima, entonces, el objeto inicia un movimiento de caída libre.

1.2 CAÍDA LIBRE Actividad 2: Se sugiere al profesor describir el movimiento y ver la diferencia con el de lanzamiento. Use la información relevante. Respuestas de la actividad 2: Ejercicio 1: (utilice g = 9,8 m/s2) 1. Velocidad inicial es nula (v0 = 0). 2. El tiempo es 1,4 segundos. 3. Velocidad final o de llegada al suelo es de 14 [m/s]. Ejercicio 2: (utilice por aproximación g = 10 m/s2) 1. Tiempo empleado en la caída: 2 segundos. 2. La velocidad con que llegó al suelo fue mayor a 60 km/h (v = 72 km/h).

II.

GRÁFICOS DE LANZAMIENTOS VERTICALES

Actividad 3: Esta actividad tiene como objetivo comprender el movimiento vertical desde el análisis gráfico, por eso necesita de la interacción del profesor. Se deben observar las variables y sus unidades de medida y desde allí empezar el análisis de su comportamiento. Respuestas de la actividad 3: 1. Para el gráfico 1 y 2: podemos asociarlo a un lanzamiento de una pelota de básquet hacia el aro. Para el gráfico 3 y 4: podemos asociarlo a la caída de un cuaderno del escritorio. 2. Gráfico 1: lanzamiento vertical. Gráfico 3: caída libre. 3. La velocidad en el gráfico 4 es mayor a la velocidad inicial, ya que el movimiento es una caída libre (parte del reposo), aunque la magnitud aumenta con signo negativo, esto solo indica el sentido hacia abajo. 4. El gráfico 2 muestra que en el tiempo de 5 segundos, su velocidad es nula (v = 0), porque llega a la altura máxima.

Experiencia científica Actividad 4: En esta actividad se espera que el alumno(a) lleve a la práctica la comprensión del movimiento en caída libre y a través del uso de las fórmulas, analice y encuentre respuestas a la actividad realizada. Respuestas de la actividad 4: (Utilice g = 10 m/s2)  

Para responder las preguntas 1 y 3, utilice la información relevante para realizar la experiencia. El movimiento es caída libre, por lo tanto, su velocidad inicial es nula.

SECCIÓN 3: CONCLUYO Y ME EVALÚO Tiempo sugerido: 15 minutos

Pregunta

Alternativa

1

A

2

D

3

B

4

B

5

C

6

D

7

B

Solucionario Habilidad Defensa Cuando un cuerpo cae en caída libre solo es Reconocimiento variable la velocidad, ya que aceleración siempre es constante. El lanzamiento vertical debe ser hacia arriba y con una velocidad inicial, ya si esta fuese Reconocimiento nula, no habría lanzamiento o movimiento vertical. La aceleración de los cuerpos que cae en Comprensión caída libre siempre es constante por acción de la gravedad. El tiempo se calcula a través de la raíz de la Aplicación razón entre 2 veces la altura y la aceleración gravitacional. La altura máxima se obtiene con la razón Aplicación entre el cuadrado de la velocidad y 2 veces la aceleración gravitacional. A partir de la ecuación itinerario para un movimiento vertical, se obtiene la altura Aplicación máxima, tomando en cuenta que el cuerpo parte desde cero y con una velocidad nula. ASE

La velocidad de un cuerpo que es lanzado siempre va disminuyendo, en cambio, la aceleración siempre se dirige hacia abajo (al centro de la tierra).