Objetivos (5 - 7 minutos)

1. Comprender el concepto de energía potencial elástica: Los alumnos deben ser capaces de definir y explicar el concepto de energía potencial elástica, entendiendo cómo se almacena en un cuerpo deformado, como un elástico, y se libera cuando el cuerpo vuelve a su forma original.

2. Calcular la energía potencial elástica: Los alumnos deben aprender a calcular la energía potencial elástica de un cuerpo deformado, utilizando la fórmula E = 1/2kx^2, donde E es la energía potencial elástica, k es la constante elástica del cuerpo y x es la deformación.

3. Aplicar la energía potencial elástica en situaciones problema: Los alumnos deben ser capaces de aplicar el concepto de energía potencial elástica en situaciones reales o hipotéticas, resolviendo problemas que implican la determinación de la deformación de un cuerpo o de la constante elástica, a partir de la energía potencial elástica.

Objetivos secundarios:

• Desarrollar el pensamiento crítico y la resolución de problemas: Al trabajar con la energía potencial elástica, los alumnos tendrán la oportunidad de desarrollar habilidades de pensamiento crítico y de resolución de problemas, que son fundamentales para el estudio de la física y para muchas otras áreas del conocimiento.

• Incentivar el trabajo en equipo y la colaboración: Las actividades prácticas propuestas en la clase permitirán que los alumnos trabajen en grupos, fomentando la colaboración y el intercambio de ideas, lo cual es esencial para el desarrollo de habilidades socioemocionales.

Introducción (10 - 15 minutos)

1. Revisión de contenidos previos: El profesor deberá recordar los conceptos de energía, trabajo y fuerza, que fueron estudiados previamente, ya que son fundamentales para la comprensión del concepto de energía potencial elástica. Además, el profesor debe reforzar la importancia del estudio de estos conceptos, ya que son fundamentales para la comprensión de muchos fenómenos naturales y tecnológicos.

2. Situaciones problema: El profesor puede presentar dos situaciones para despertar el interés de los alumnos e introducir el tema de la clase. La primera situación puede involucrar el lanzamiento de un proyectil utilizando una honda. La pregunta sería: '¿De dónde proviene la energía que hace volar al proyectil?' La segunda situación puede involucrar el funcionamiento de un reloj de cuerda. La pregunta sería: '¿Cómo se almacena la energía en la cuerda del reloj y se libera para mover los engranajes?'

3. Contextualización: El profesor debe explicar que la energía potencial elástica es un concepto fundamental en la física y tiene aplicaciones prácticas en muchas áreas, como la ingeniería, la arquitectura, la medicina y el deporte. Por ejemplo, la energía potencial elástica se utiliza en el diseño de resortes de automóviles, en la construcción de puentes y edificios, en la creación de prótesis y en muchos deportes, como el salto de altura y el salto con pértiga.

4. Introducción al tema: Para despertar la curiosidad de los alumnos, el profesor puede presentar algunas curiosidades sobre la energía potencial elástica. Por ejemplo, el profesor puede mencionar que la energía potencial elástica se utiliza en el desarrollo de tecnologías innovadoras, como exoesqueletos para personas con dificultades de movilidad. Además, el profesor puede mostrar un video de un experimento en el cual un elástico es estirado y libera suficiente energía para hacer mover un coche de juguete, demostrando la cantidad de energía que puede ser almacenada en un elástico.

Desarrollo (20 - 25 minutos)

1. Actividad Práctica 1 - 'Elastopista' (10 - 12 minutos)

   • Objetivo: El objetivo de esta actividad es que los alumnos comprendan experimentalmente cómo se almacena la energía potencial elástica en un cuerpo deformado y se libera cuando el cuerpo vuelve a su forma original.

   • Materiales: Elásticos de diferentes tamaños y espesores, regla, balanza.

   • Procedimiento:

     1. Los alumnos, organizados en grupos de máximo 5, reciben un elástico y deben medir su longitud original y su deformación al estirarlo.
     2. Utilizando la balanza, los alumnos deben medir la fuerza necesaria para estirar el elástico.
     3. Luego, los alumnos deben soltar el elástico y observar cómo vuelve a su forma original, liberando la energía potencial elástica.
     4. Los alumnos repiten el procedimiento con elásticos de diferentes tamaños y espesores, registrando los datos obtenidos.
     5. Finalmente, los alumnos deben discutir y registrar sus observaciones, relacionándolas con el concepto de energía potencial elástica.

2. Actividad Práctica 2 - 'Cálculo Elástico' (10 - 12 minutos)

   • Objetivo: El objetivo de esta actividad es que los alumnos apliquen el concepto de energía potencial elástica en la resolución de problemas, calculando la deformación de un cuerpo a partir de la energía potencial elástica.

   • Materiales: Problemas impresos, lápices, calculadora.

   • Procedimiento:

     1. Los alumnos, aún en grupos, reciben problemas que involucran el cálculo de la deformación de un cuerpo a partir de la energía potencial elástica. Por ejemplo: 'Un cuerpo de masa 1 kg está unido a un resorte, que tiene una constante elástica de 10 N/m. Si el resorte se estira 0,2 m, ¿cuál es la deformación del cuerpo?'.
     2. Utilizando la fórmula E = 1/2kx^2, los alumnos deben calcular la energía potencial elástica del cuerpo y luego la deformación del cuerpo.
     3. Los alumnos deben registrar los cálculos y discutir las soluciones en grupo.
     4. El profesor debe circular por el aula, ayudando a los grupos que encuentren dificultades en la resolución de los problemas.

3. Actividad Práctica 3 - 'Elasto Desafío' (5 - 7 minutos)

   • Objetivo: El objetivo de esta actividad es que los alumnos apliquen los conceptos aprendidos de energía potencial elástica y resolución de problemas en un desafío divertido y desafiante.

   • Materiales: Elásticos de diferentes tamaños y espesores, objetos ligeros, cronómetro.

   • Procedimiento:

     1. Los alumnos, aún en grupos, reciben el desafío de construir una 'catapulta' que sea capaz de lanzar un objeto ligero (por ejemplo, una bolita de papel) a una distancia determinada.
     2. Los alumnos deben planificar la construcción de la 'catapulta' y estimar la energía potencial elástica que será necesaria para lanzar el objeto a la distancia deseada.
     3. Luego, los alumnos construyen la 'catapulta' y realizan el lanzamiento, midiendo la distancia alcanzada con el objeto.
     4. Los alumnos deben comparar la distancia alcanzada con la distancia estimada y discutir las posibles fuentes de error.
     5. Finalmente, los alumnos deben registrar los resultados y las conclusiones del desafío.

Estas actividades prácticas permitirán que los alumnos comprendan el concepto de energía potencial elástica de forma concreta y contextualizada, desarrollando habilidades de observación, experimentación, cálculo y resolución de problemas.

Retorno (10 - 12 minutos)

1. Discusión en Grupo (3 - 4 minutos)

   • Objetivo: El objetivo de esta etapa es que los alumnos compartan las soluciones y conclusiones que encontraron durante las actividades prácticas, promoviendo el intercambio de ideas y el aprendizaje colaborativo.

   • Procedimiento:

     1. El profesor debe promover una discusión en grupo, donde cada equipo tendrá la oportunidad de presentar brevemente sus soluciones y conclusiones.
     2. Durante la presentación, el profesor debe fomentar la participación de todos los alumnos, haciendo preguntas para asegurar la comprensión de todos sobre el concepto de energía potencial elástica.
     3. El profesor debe resaltar los puntos positivos de cada presentación y, si es necesario, hacer correcciones o complementaciones.

2. Conexión con la Teoría (3 - 4 minutos)

   • Objetivo: El objetivo de esta etapa es que el profesor haga la conexión entre las actividades prácticas realizadas y la teoría presentada al inicio de la clase, reforzando la comprensión de los alumnos sobre el concepto de energía potencial elástica.

   • Procedimiento:

     1. El profesor debe recordar la definición de energía potencial elástica y la fórmula para su cálculo, relacionándolas con las observaciones y cálculos hechos por los alumnos durante las actividades prácticas.
     2. El profesor debe destacar cómo la energía potencial elástica se almacena en un cuerpo deformado y se libera cuando el cuerpo vuelve a su forma original, reforzando la idea de que la energía no se crea ni se destruye, solo se transforma.
     3. El profesor debe resaltar la importancia del concepto de energía potencial elástica en la comprensión de muchos fenómenos naturales y tecnológicos, reforzando la relevancia del estudio de la física.

3. Reflexión Individual (3 - 4 minutos)

   • Objetivo: El objetivo de esta etapa es que los alumnos reflexionen individualmente sobre lo que aprendieron en la clase, identificando los conceptos más importantes y las posibles dificultades.

   • Procedimiento:

     1. El profesor debe proponer que los alumnos reflexionen individualmente sobre las siguientes preguntas: '¿Cuál fue el concepto más importante que aprendiste hoy?' y '¿Cuáles fueron las principales dificultades que enfrentaste?'.
     2. Los alumnos tendrán un minuto para pensar en las preguntas y luego se les invitará a compartir sus respuestas con la clase.
     3. Durante el intercambio, el profesor debe valorar las respuestas de los alumnos, reforzando la importancia del autoconocimiento y la reflexión en el aprendizaje.

Esta etapa de Retorno es esencial para consolidar el aprendizaje de los alumnos, ya que les permite reflexionar sobre lo aprendido, compartir sus ideas y dudas, y recibir retroalimentación del profesor. Además, promueve el desarrollo de habilidades de comunicación, reflexión y pensamiento crítico.

Conclusión (5 - 7 minutos)

1. Resumen y Recapitulación (2 - 3 minutos)

   • Objetivo: El profesor debe resumir los puntos principales abordados durante la clase, recordando la definición de energía potencial elástica, la fórmula para su cálculo y las aplicaciones prácticas de este concepto.

   • Procedimiento:

     1. El profesor debe comenzar la recapitulación recordando la importancia del estudio de la energía, el trabajo y la fuerza, que fueron conceptos revisados al inicio de la clase.
     2. Luego, el profesor debe recapitular el concepto de energía potencial elástica, explicando nuevamente cómo se almacena en un cuerpo deformado y se libera cuando el cuerpo vuelve a su forma original.
     3. El profesor debe resumir la fórmula para el cálculo de la energía potencial elástica, E = 1/2kx^2, reforzando la importancia de entender cada uno de los términos de la fórmula.
     4. Por último, el profesor debe recapitular las aplicaciones prácticas de la energía potencial elástica, destacando cómo se utiliza en diversas áreas, como la ingeniería, la arquitectura, la medicina y el deporte.

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

   • Objetivo: El profesor debe enfatizar cómo la clase conectó la teoría, la práctica y las aplicaciones del concepto de energía potencial elástica.

   • Procedimiento:

     1. El profesor debe explicar cómo la actividad práctica 'Elastopista' permitió a los alumnos comprender experimentalmente cómo se almacena la energía potencial elástica en un cuerpo deformado y se libera cuando el cuerpo vuelve a su forma original.
     2. El profesor debe resaltar cómo la actividad práctica 'Cálculo Elástico' permitió a los alumnos aplicar el concepto de energía potencial elástica en la resolución de problemas.
     3. El profesor debe destacar cómo el desafío 'Elasto Desafío' permitió a los alumnos aplicar los conceptos aprendidos de energía potencial elástica y resolución de problemas en una situación real y divertida.
     4. Por último, el profesor debe reforzar la importancia de entender la teoría, practicar con actividades experimentales y de resolución de problemas, y comprender las aplicaciones del concepto para un aprendizaje efectivo.

3. Material Complementario (1 - 2 minutos)

   • Objetivo: El profesor debe sugerir materiales complementarios para los alumnos que deseen profundizar su entendimiento sobre el concepto de energía potencial elástica.

   • Procedimiento:

     1. El profesor puede sugerir la lectura de capítulos o secciones de libros de texto que traten el concepto de energía potencial elástica.
     2. El profesor puede indicar videos, sitios web o aplicaciones interactivas que expliquen el concepto de forma visual y dinámica.
     3. El profesor puede sugerir la resolución de problemas adicionales, que permitan a los alumnos practicar más el cálculo de la energía potencial elástica y la resolución de problemas que involucren este concepto.

4. Importancia del Tema en la Vida Cotidiana (1 minuto)

   • Objetivo: El profesor debe finalizar la clase resaltando la importancia del concepto de energía potencial elástica en la vida cotidiana, reforzando la relevancia del estudio de la física.

   • Procedimiento:

     1. El profesor puede mencionar algunas situaciones cotidianas en las que la energía potencial elástica está presente, como al estirar un elástico, al saltar en un trampolín o al usar un reloj de cuerda.
     2. El profesor puede explicar que el estudio de la física, y en particular del concepto de energía, permite comprender y explicar muchos fenómenos naturales y tecnológicos, contribuyendo al desarrollo de habilidades de pensamiento crítico y resolución de problemas.

Al final de la clase, los alumnos deben haber consolidado su entendimiento sobre el concepto de energía potencial elástica, ser capaces de calcular la energía potencial elástica de un cuerpo deformado y de aplicar este concepto en la resolución de problemas. Además, los alumnos deben haber comprendido la importancia de este concepto y del estudio de la física para su vida diaria y para la sociedad en general.