Objetivos (5 - 7 minutos)

1. Comprender el concepto de aceleración en el movimiento circular uniforme y su relación con la velocidad angular y el radio de la trayectoria.

2. Aplicar la fórmula de aceleración en el movimiento circular uniforme en diferentes situaciones-problema, con el fin de calcular la aceleración, la velocidad angular y el radio de la trayectoria.

3. Desarrollar habilidades de resolución de problemas, razonamiento lógico y pensamiento crítico, mediante la aplicación de los conceptos de aceleración en el movimiento circular uniforme.

Objetivos secundarios:

• Estimular el trabajo en equipo y la comunicación entre los alumnos, a través de la realización de actividades prácticas en grupo.

• Promover la comprensión de la relevancia y aplicaciones prácticas del concepto de aceleración en el movimiento circular uniforme, vinculándolo a ejemplos cotidianos y de la tecnología.

Introducción (10 - 12 minutos)

1. Revisión de conceptos anteriores:

   • El profesor inicia la clase haciendo una breve revisión de los conceptos de velocidad y aceleración, destacando la diferencia entre ellos y recordando las fórmulas para el cálculo de cada uno. Puede usar ejemplos prácticos o situaciones cotidianas para ilustrar estos conceptos y facilitar la comprensión de los alumnos.

2. Situación-problema:

   • El profesor presenta a los alumnos una situación-problema: imagina un coche en una pista de carreras. El coche está dando vueltas a velocidad constante, pero, de repente, su conductor pisa el acelerador. ¿Qué sucede con el coche? ¿Continúa a la misma velocidad o acelera? ¿Por qué sucede esto?
   • A continuación, el profesor pregunta a los alumnos sobre la relevancia de este fenómeno para nuestro día a día y para la tecnología que utilizamos, como en los parques de atracciones, por ejemplo.

3. Contextualización:

   • El profesor explica que el movimiento circular uniforme, con aceleración constante, es común en muchas situaciones cotidianas y en varias tecnologías. Puede citar ejemplos como la noria, el carrusel, los coches de montaña rusa, las lavadoras (durante el ciclo de centrifugado), entre otros.
   • El profesor también menciona la importancia del estudio de la aceleración en el movimiento circular uniforme para la comprensión de conceptos más avanzados en física, como la fuerza centrípeta y la conservación del momento angular.

4. Ganancia de atención:

   • Para despertar el interés de los alumnos, el profesor puede compartir curiosidades o historias relacionadas con el tema. Por ejemplo, puede contar la historia del descubrimiento de la fuerza centrípeta por Isaac Newton y cómo este descubrimiento revolucionó la física. Otra curiosidad interesante es sobre la simulación del movimiento circular uniforme en videojuegos y películas de acción, que utilizan algoritmos complejos para calcular la aceleración y la velocidad de los objetos en escena.
   • El profesor también puede mostrar un vídeo corto de una montaña rusa en funcionamiento y preguntar a los alumnos qué observan y qué creen que está sucediendo con los coches.

Desarrollo (20 - 25 minutos)

1. Actividad 1 - "Coche en la Pista" (10 - 12 minutos)

   • El profesor divide la clase en grupos de no más de 5 alumnos. Cada grupo recibe un coche de juguete, un hilo de lana, un lápiz y una regla.
   • La actividad consiste en crear una "pista" circular en el suelo del aula, utilizando el hilo de lana. El radio de la pista debe ser de aproximadamente 30 centímetros.
   • A continuación, los alumnos deben atar el coche al hilo de lana, de modo que el coche pueda moverse a lo largo de la pista circular. El lápiz debe ser atado en la parte trasera del coche, de forma que, cuando el coche se mueva, el lápiz trace un círculo en el suelo.
   • El profesor orienta a los alumnos a medir el tiempo que el coche tarda en dar 10 vueltas completas en la pista (utilizando un cronómetro o el reloj de un celular) y a anotar ese valor.
   • A continuación, los alumnos deben medir la longitud del trazo circular que el lápiz trazó en el suelo. Pueden hacerlo utilizando la regla.
   • Por último, los alumnos deben utilizar los valores obtenidos para calcular la velocidad angular y la aceleración del coche, utilizando las fórmulas presentadas en la clase. El profesor debe circular por el aula, ayudando a los grupos y aclarando dudas.

2. Actividad 2 - "Montaña Rusa" (10 - 12 minutos)

   • Aún en sus grupos, los alumnos reciben una hoja de papel A4, una moneda y un rotulador.
   • La actividad consiste en dibujar una "montaña rusa" en el papel, utilizando el rotulador. La montaña rusa debe tener al menos tres "vueltas" y un "looping".
   • Después de dibujar la montaña rusa, los alumnos deben colocar la moneda en uno de los coches de la montaña rusa.
   • El desafío es descubrir en qué punto de la montaña rusa caerá la moneda cuando se suelte el coche. Para ello, los alumnos deben calcular la aceleración del coche en diferentes puntos de la montaña rusa, utilizando la fórmula de aceleración en el movimiento circular uniforme.
   • Los alumnos deben anotar los cálculos y las predicciones en sus hojas de papel. Después, deben probar sus predicciones, soltando el coche de la montaña rusa y observando dónde cae la moneda.
   • El profesor circula por el aula, ayudando a los grupos e incentivando la discusión sobre las observaciones y las predicciones de los alumnos.

3. Actividad 3 - "Carnaval" (5 - 8 minutos)

   • Para finalizar la etapa de Desarrollo, el profesor propone un último desafío. Aún en sus grupos, los alumnos deben elegir una atracción de parque de atracciones que involucre el movimiento circular uniforme (como la noria, el carrusel, la taza loca, etc.).
   • El desafío es crear un pequeño "informe" sobre la atracción, explicando cómo funciona y cómo se aplica el concepto de aceleración en el movimiento circular uniforme a ella.
   • Los alumnos pueden investigar en internet, utilizar libros de texto o pedir ayuda al profesor para elaborar el informe. El profesor debe incentivar a los alumnos a relacionar el concepto de aceleración en el movimiento circular uniforme con la experiencia que tienen al montar en la atracción elegida.
   • El profesor también debe resaltar la importancia de citar las fuentes de investigación utilizadas y de elaborar un texto claro y bien estructurado. Esta actividad promueve el Desarrollo de habilidades de investigación, redacción y argumentación de los alumnos, además de consolidar la comprensión del concepto de aceleración en el movimiento circular uniforme.

Retorno (10 - 12 minutos)

1. Discusión en grupo (3 - 5 minutos)

   • El profesor reúne a todos los alumnos en un círculo para una discusión en grupo. Cada grupo es invitado a compartir sus soluciones y conclusiones de las actividades realizadas.
   • El profesor debe asegurar que todos los alumnos tengan la oportunidad de hablar y de compartir sus ideas. Debe incentivar a los alumnos a explicar sus respuestas y a justificar sus conclusiones, promoviendo un ambiente de aprendizaje colaborativo y de respeto a las diferentes opiniones.
   • Durante la discusión, el profesor puede hacer preguntas para estimular el pensamiento crítico de los alumnos y para profundizar su comprensión sobre el tema. Por ejemplo: "¿Por qué la velocidad angular no depende del radio de la trayectoria?" o "¿Qué sucedería con la aceleración del coche si aumentáramos el radio de la pista?".

2. Conexión con la teoría (2 - 3 minutos)

   • Después de la discusión, el profesor hace una síntesis de las principales ideas discutidas, relacionándolas con la teoría presentada al inicio de la clase. Puede destacar las aplicaciones prácticas del concepto de aceleración en el movimiento circular uniforme, reforzando la relevancia del tema para el cotidiano y para la tecnología.
   • El profesor también puede aprovechar este momento para aclarar posibles dudas que hayan surgido durante las actividades prácticas. Debe estar atento a las dificultades de los alumnos y buscar estrategias para superarlas, utilizando ejemplos, analogías y explicaciones más detalladas, si es necesario.

3. Reflexión individual (3 - 5 minutos)

   • El profesor propone que los alumnos reflexionen individualmente sobre lo que han aprendido en la clase. Presenta tres preguntas para orientar la reflexión:
     1. ¿Cuál fue el concepto más importante que aprendiste hoy?
     2. ¿Qué preguntas aún no han sido respondidas?
     3. ¿Cómo puedes aplicar lo que aprendiste en la clase en situaciones de tu día a día?
   • Los alumnos deben anotar sus respuestas en un pedazo de papel. Las respuestas pueden ser recogidas por el profesor al final de la clase o pueden servir como punto de partida para la próxima clase, dependiendo de la planificación del profesor.
   • Esta reflexión individual permite que los alumnos consoliden lo que han aprendido en la clase, identifiquen posibles lagunas en su conocimiento y perciban la relevancia del tema para su vida. Además, proporciona al profesor un feedback valioso sobre la efectividad de su clase y sobre las necesidades de aprendizaje de los alumnos.

Conclusión (5 - 7 minutos)

1. Resumen y Recapitulación (2 - 3 minutos)

   • El profesor inicia la Conclusión recordando los puntos clave de la clase, haciendo un resumen de los conceptos principales y de las fórmulas utilizadas para el cálculo de la aceleración en el movimiento circular uniforme.
   • Puede, por ejemplo, destacar que la aceleración en el movimiento circular uniforme depende únicamente de la variación de la velocidad angular y del radio de la trayectoria, y que la velocidad angular es la variación del ángulo en relación al tiempo.
   • El profesor también puede hacer una revisión de las actividades prácticas realizadas, resaltando los resultados obtenidos por los alumnos y las relaciones establecidas entre la teoría y la práctica.

2. Conexión entre Teoría, Práctica y Aplicaciones (1 - 2 minutos)

   • A continuación, el profesor enfatiza la conexión entre la teoría, la práctica y las aplicaciones del concepto de aceleración en el movimiento circular uniforme.
   • Puede, por ejemplo, mencionar cómo las actividades prácticas permitieron a los alumnos explorar y comprender de forma más concreta y significativa la teoría presentada.
   • El profesor también puede recordar las aplicaciones del concepto de aceleración en el movimiento circular uniforme en el cotidiano y en la tecnología, como en los parques de atracciones, en las lavadoras, entre otros.

3. Materiales Complementarios (1 - 2 minutos)

   • Para complementar el entendimiento de los alumnos sobre el asunto, el profesor sugiere algunos materiales de estudio adicionales. Estos pueden incluir vídeos explicativos, simulaciones interactivas, textos de profundización y ejercicios extras.
   • El profesor puede, por ejemplo, recomendar a los alumnos que vean un vídeo sobre la aceleración en el movimiento circular uniforme en parques de atracciones, o que exploren una simulación interactiva en línea que permita manipular la velocidad angular y el radio de la trayectoria.
   • También puede indicar un capítulo de un libro de texto de física que trate del asunto, o una lista de ejercicios para que los alumnos practiquen la aplicación de la fórmula de aceleración en el movimiento circular uniforme.

4. Importancia del Asunto para el Día a Día (1 minuto)

   • Por último, el profesor resalta la importancia del concepto de aceleración en el movimiento circular uniforme para el día a día.
   • Puede, por ejemplo, mencionar cómo el entendimiento de este concepto puede ayudar a comprender mejor el funcionamiento de diversas tecnologías presentes en nuestro cotidiano, como las lavadoras, los coches de montaña rusa, entre otros.
   • El profesor también puede reforzar que, además de las aplicaciones prácticas, el estudio de este concepto contribuye al Desarrollo de habilidades fundamentales, como la capacidad de resolver problemas, el pensamiento crítico y el trabajo en equipo.