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Libro para el maestro
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SECUENCIA 11
Realicen lo que se les pide:
1. Calquen, con un papel albanene o similar, las barras de energía potencial y cinética
que aparecen en la figura anterior para cada uno de los puntos del recorrido de
la piedra.
2. Iluminen todas las barras de la energía potencial de un color y las de la energía
cinética de otro.
3. Marquen cada barra con el número de la figura a la que pertenecen, para
no revolverlos.
4. Recorten las barras de la energía.
5. Agrupen las barras por número.
Comenten:
1. La suma de energía potencial y cinética ¿es la misma en cada punto del recorrido?
• Para ello utilicen las barras de energía potencial y cinética que calcaron en papel.
2. La forma de expresar la conservación de la energía mecánica en una ecuación.
Sabías que…
En física y en el Sistema Internacional de Unidades se emplea joule (J) para medir la energía. Esta unidad se
obtiene al multiplicar las unidades de fuerza, llamadas Newton, por las de distancia, metros. La fórmula para
definir el joule es la siguiente:
J
=
N
x
m
Donde
N
representa a los Newton y m a los metros.
Por lo tanto, las unidades que definen al joule son las siguientes:
m
2
,
kg
,
s
-2
La energía potencial del niño en el árbol (980
J
) equivale a 234.22 calorías, que más o menos son las calorías que
proporcionan 5 g de azúcar. Las calorías son una unidad que puedes encontrar en los empaques de los alimentos,
e indican la energía que te aportan al comerlos.
Actividad DOS
Montaña rusa
Analicen
las transformaciones de energía potencial
y cinética en una montaña rusa. Para ello:
1. Observen el siguiente esquema:
Energía mecánica en una montaña rusa.
v= 0
m
/
s
E
c
= 0
J
20
m
E
p
= 39200
J
10
m
E
p
= 19600
J
3
m
E
p
= 5880
J
v= 14
m
/
s
E
c
= 19600
J
v= 17.76
m
/
s
E
c
= 39200
J
v= 19.79
m
/
s
E
p
= ?
E
c
= 39200
J
Realicen lo que se les pide:
El objetivo se esta sección es que los
estudiantes recuperen la información del
texto anterior observando cómo se conserva
la energía mecánica, es decir, que la suma de
energía potencial y cinética siempre es la
misma para cada punto del recorrido de la
piedra al coco.
5
Los estudiantes deben calcar, recortar
y agrupar las gráficas de energía que se
muestran en la imagen para observar que en
cada punto del recorrido la altura de estas
barras es la misma.
Comenten:
1.
RM
Sí, la suma de la energía potencial y
energía cinética de un objeto siempre es
la misma en cualquier punto de su
recorrido. Al agrupar las barras de energía
la altura siempre es la misma.
2. Las preguntas anteriores están orientadas
a que los alumnos elaboren
generalizaciones propias sobre el
principio de conservación. Guíe a sus
estudiantes para que puedan expresar
esto de manera matemática. Algunas
preguntas pueden ayudarle a iniciar el
intercambio de ideas como: ¿qué
operación matemática es equivalente a
agrupar las barras? (sumar), ¿qué es lo
que se está sumando? (la energía
potencial y la energía cinética), ¿a qué es
igual esta suma?, (aquí lo importante es
que la suma es siempre la misma, es decir
que es constante, por eso la energía
potencial se suele representar con la letra
“C”).
RM
Ec
+
Ep
=
C
Sabías que…
En esta sección se introducen las unidades
en las que se mide la energía, una de las
cuales es la caloría con la que los
estudiantes probablemente están más
identificados. Puede preguntarles si
reconocen esa unidad y en dónde la han
visto. Se hace una comparación entre la
energía potencial de un niño en un árbol y la
de 5g de azúcar. Para enlazar con la
secuencia anterior puede preguntar qué
forma de energía está presente en los
alimentos.
Actividad DOS
El interactivo permite la simulación de
las transformaciones de energía potencial a
cinética en una
montaña rusa.
Además, fomenta la participación y el
debate en el aula con la oportunidad de que
los alumnos integren sus conocimientos y
expresen sus ideas sobre el fenómeno
observado. El recurso cuenta con
instrucciones y sugerencia didáctica que se
sugiere revisar antes de utilizarlo para un
mejor aprovechamiento.
Puede utilizar el interactivo como
complemento a la actividad.
El propósito de esta actividad
es que los
estudiantes analicen las transformaciones de
energía mecánica que ocurren en una montaña
rusa, utilizando un ejemplo numérico e
interpretando los esquemas e ilustraciones que se
presentan. Es importante que observen que la
energía mecánica total se conserva. Comente con
sus alumnos que es un caso ideal en que se está
suponiendo que no existe disipación de energía en
forma de calor o sonido.
5
Se recomienda desplegar en las paredes
del aula las expresiones matemáticas de la energía
potencial, cinética y mecánica, ya que pueden ser
de utilidad para los estudiantes.