Plan de Clase | Metodología Activa | Cinemática: Movimiento Vertical

Supuestos: Este Plan de Clase Activo supone: una clase de 100 minutos de duración, estudio previo de los alumnos tanto con el Libro, como con el inicio del desarrollo del Proyecto, y que se elegirá una sola actividad (de las tres sugeridas) para ser realizada durante la clase, ya que cada actividad está diseñada para ocupar gran parte del tiempo disponible.

Objetivos

Duración: (5 - 10 minutos)

Esta etapa del plan de clase tiene como finalidad establecer los objetivos claros y específicos que orientarán a los alumnos en el estudio del movimiento vertical. Al explicitar lo que se aprenderá, los alumnos pueden enfocar mejor en los aspectos fundamentales de la cinemática y cómo aplicarlos en problemas prácticos, preparándolos para las actividades de aplicación en el aula.

Objetivos Principales:

1. Capacitar a los alumnos a calcular distancias en movimientos verticales, incluyendo la distancia total recorrida, utilizando las fórmulas de cinemática.

2. Enseñar a los alumnos a determinar la velocidad final y el tiempo de desplazamiento en situaciones de movimiento vertical, como la caída libre de un objeto.

Introducción

Duración: (15 - 20 minutos)

Esta etapa del plan de clase tiene como objetivo enganchar a los alumnos con problemas que incentiven la revisión y aplicación del conocimiento previo en cinemática, específicamente en el movimiento vertical. A través de las situaciones-problema, se desafía a los alumnos a pensar críticamente sobre cómo aplicar fórmulas y conceptos estudiados. La contextualización, a su vez, busca mostrar la relevancia y la aplicabilidad del movimiento vertical en el mundo real, aumentando el interés y la conexión de los alumnos con el material.

Situaciones Basadas en Problemas

1. Imagina que un objeto se suelta desde la cima de un edificio y otro se lanza verticalmente hacia arriba del suelo al mismo tiempo. ¿Cómo podríamos usar las ecuaciones de movimiento para prever en qué momento ambos estarán a la misma altura?

2. Considera una pelota que se lanza hacia arriba. ¿Qué factores determinan el tiempo que tardará en regresar al suelo y cómo podemos calcular su velocidad en el punto más alto de su trayectoria?

Contextualización

El estudio del movimiento vertical es crucial no solo en teorías físicas, sino también en aplicaciones prácticas como la ingeniería aeroespacial y los deportes. Por ejemplo, el cálculo de la trayectoria de cohetes o el desempeño de atletas en deportes que involucran saltos son aplicaciones directas de los conceptos de cinemática. Además, la comprensión de conceptos como la aceleración debido a la gravedad y la resistencia del aire son esenciales para entender fenómenos naturales y tecnológicos.

Desarrollo

Duración: (70 - 80 minutos)

La fase de Desarrollo tiene como finalidad colocar a los alumnos en situaciones prácticas donde puedan aplicar las teorías y ecuaciones de movimiento vertical aprendidas. Al trabajar en grupos para resolver problemas y realizar actividades creativas, desarrollan habilidades de colaboración, pensamiento crítico y aplicación práctica del conocimiento teórico. Cada actividad está diseñada para ser divertida y educativa, asegurando que los conceptos de cinemática sean comprendidos profundamente y retenidos de manera efectiva.

Sugerencias de Actividades

Se recomienda realizar solo una de las actividades sugeridas

Actividad 1 - La Carrera de los Cohetes

> Duración: (60 - 70 minutos)

- Objetivo: Aplicar las ecuaciones de movimiento vertical en un contexto práctico y divertido, estimulando la colaboración y el pensamiento crítico.

- Descripción: Los alumnos serán divididos en grupos de hasta 5 personas para proyectar y simular el lanzamiento de un 'cohete' de papel. Usarán las ecuaciones de movimiento vertical para prever la altura máxima que el cohete alcanzará y el tiempo total de vuelo.

- Instrucciones:

• Cada grupo recibirá materiales para construir el cohete (papel, tijeras, cinta adhesiva).

• Los grupos deberán aplicar las ecuaciones de movimiento vertical para calcular la altura máxima y el tiempo de vuelo, asumiendo una velocidad inicial que será medida en el lanzamiento.

• Realizar el lanzamiento de los cohetes y registrar los resultados.

• Comparar los resultados calculados con los resultados experimentales y discutir las diferencias.

Actividad 2 - Salto para la Victoria

> Duración: (60 - 70 minutos)

- Objetivo: Entender cómo las ecuaciones de movimiento vertical se aplican en actividades cotidianas y deportivas, promoviendo un aprendizaje a través de la práctica.

- Descripción: En esta actividad, los alumnos calcularán la altura y el tiempo de vuelo de un salto vertical. Cada grupo, utilizando a un miembro como 'atleta', medirá su propia performance y aplicará las fórmulas de movimiento.

- Instrucciones:

• Elegir un voluntario de cada grupo para realizar un salto vertical.

• Medir el tiempo de vuelo con un cronómetro desde el salto hasta el regreso al suelo.

• Utilizar las mediciones para calcular la altura máxima alcanzada por el salto.

• Discutir cómo las ecuaciones del movimiento vertical se aplican al movimiento humano y comparar los resultados entre los grupos.

Actividad 3 - Desafío del Huevo Paracaidista

> Duración: (60 - 70 minutos)

- Objetivo: Explorar la influencia de la resistencia del aire en movimientos verticales y aplicar conocimientos de cinemática para resolver un problema práctico y desafiante.

- Descripción: Grupos de alumnos proyectarán un paracaídas para un huevo, usando materiales ligeros, y calcularán el tiempo de descenso seguro para evitar que el huevo se rompa al alcanzar el suelo.

- Instrucciones:

• Construir un paracaídas usando bolsas plásticas y hilo, adjuntándolo a un huevo.

• Calcular el tiempo esperado de descenso, usando las fórmulas de movimiento vertical con resistencia del aire.

• Lanzar el huevo con el paracaídas desde una altura pre-determinada y medir el tiempo real de descenso.

• Evaluar la precisión de los cálculos y la eficacia del paracaídas en la protección del huevo.

Retroalimentación

Duración: (10 - 15 minutos)

La finalidad de esta etapa de retorno es consolidar el conocimiento adquirido a través de la reflexión y el intercambio de experiencias vividas en las actividades prácticas. Al discutir en grupo, los alumnos pueden aprender unos de otros, identificar errores comunes y aclarar dudas, fortaleciendo así la comprensión de los conceptos de cinemática del movimiento vertical y su aplicación en situaciones reales. Esta etapa también sirve para evaluar la comprensión de los alumnos y ajustar enfoques futuros en temas similares.

Discusión en Grupo

Para iniciar la discusión en grupo, el profesor debe alentar a los alumnos a compartir sus experiencias y descubrimientos de las actividades prácticas. Se puede comenzar con un breve resumen de los objetivos de aprendizaje y luego pedir que cada grupo presente sus resultados, desafíos enfrentados y aprendizajes. Es importante que el profesor oriente la discusión para enfatizar la aplicación de las fórmulas de cinemática en el mundo real y cómo las discrepancias entre teoría y práctica pueden ocurrir y ser resueltas.

Preguntas Clave

1. ¿Cuáles fueron los mayores desafíos al aplicar las fórmulas de movimiento vertical en las actividades prácticas?

2. ¿Cómo difirieron las condiciones reales de las condiciones ideales asumidas en las ecuaciones?

3. ¿Qué aprendiste sobre la cinemática del movimiento vertical que no estaba claro solo con el estudio teórico?

Conclusión

Duración: (10 - 15 minutos)

La finalidad de esta etapa de Conclusión es asegurar que los alumnos comprendan claramente todos los conceptos discutidos durante la clase, vinculándolos con ejemplos prácticos y demostrando su relevancia en el mundo real. Este momento también sirve para reforzar el aprendizaje, revisando los puntos clave y preparando a los alumnos para aplicar estos conocimientos en futuros desafíos académicos y profesionales.

Resumen

Para cerrar, resumiremos los principales conceptos de Cinemática abordados hoy, enfocándonos especialmente en el movimiento vertical. Revisitaremos las fórmulas para calcular distancias, velocidades finales y tiempos de desplazamiento, y cómo estas se aplican a casos prácticos como la caída de objetos o el lanzamiento vertical.

Conexión con la Teoría

La clase de hoy fue diseñada para conectar la teoría con actividades prácticas, permitiendo a los alumnos ver la aplicación directa de las ecuaciones de movimiento vertical. Las actividades, como la construcción y lanzamiento de cohetes de papel y el desafío del huevo paracaidista, sirvieron para ilustrar cómo la teoría estudiada se manifiesta en la práctica, proporcionando un aprendizaje más profundo y comprometido.

Cierre

Comprender el movimiento vertical es esencial no solo para el estudio de la física, sino también para aplicaciones prácticas en la vida cotidiana, como en ingeniería, deportes y hasta en situaciones cotidianas que involucran el análisis de movimientos. Este conocimiento ayuda a formar una base sólida para estudios futuros en física y otras ciencias aplicadas.