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Recursos

Experimento para comprender la fuerza de gravedad y roce
Colegio San Joaquín

Colegio San Joaquín

  • Particular subvencionado
  • 580 alumnos
  • Científico Humanista
  • Villarrica 1653, Renca

Contexto y objetivo de aprendizaje

Los profesores muchas veces buscamos el aprendizaje significativo a través de los conocimientos previos de los alumnos y muchas veces nos enfrentamos con concepciones erróneas o percepciones sin conocimiento.  La aceleración neta con la que cae un cuerpo es un ejemplo. No es fácil para los alumnos integrar los conceptos de aceleración gravitacional, aceleración neta o total,  fuerza de gravedad y fuerza de roce.

Todos los cuerpos experimentan la misma aceleración gravitacional debido a la fuerza de gravedad (atracción) que ejerce la Tierra sobre ellos. Sin embargo, los tiempos de caída varían según la masa y el tamaño de los objetos, debido a la fuerza de roce que se produce entre éstos y la atmósfera terrestre.

Este aprendizaje contra intuitivo, como muchos otros en la asignatura de Ciencias, es difícil de lograr en una clase expositiva. Es por esto, que el colegio San Joaquín, decidió implementar el 2018 un programa en Ciencias de la organización Quántica basado en la experimentación, para 7° básico y I°medio (mayor información en www.recursoseducativos.cl)

Objetivo de Aprendizaje:

OA7 Planificar y conducir una investigación experimental para proveer evidencias que expliquen los efectos de las fuerzas gravitacionales, de roce y elástica, entre otras, en situaciones cotidianas.

Consideraciones para la planificación

  1. Se debe tener claridad sobre los conceptos que sustentan los experimentos a realizar y su interrelación. En este caso:
  • Experimento 1: la aceleración de caída corresponde a la aceleración neta, la cual es producto de la interacción entre la fuerza gravitacional y la fuerza de roce
  • Experimento 2: en el vacío o en ausencia de partículas, la aceleración neta corresponde exactamente a la aceleración de gravedad, ya que no hay otras fuerzas interactuando sobre el objeto más que la fuerza gravitacional.
  1. Se deben considerar las creencias que los estudiantes tengan sobre un concepto o idea que puedan entorpecer el proceso de aprendizaje. Durante la actividad el profesor debe identificar y abordar:
  • Confusión de conceptos de peso y masa
  • Confusión de conceptos de aceleración total o neta con aceleración de gravedad.
  1. Lugar:este experimento se puede realizar en una sala de clases o en un laboratorio, dado que requiere de corriente eléctrica
  2. Tiempo: un bloque de 45 permite hacer un experimento en que los estudiantes como curso observan, si se cuenta con  90 minutos se pueden hacer varios experimentos de manera que los alumnos puedan involucrarse más cercanamente.
  3. Materiales y costos asociados:
  • Cámara de vacío alta $ 249.000
  • Bomba de vacío $ 220.000
  • Imán $ 8.000
  • Pluma y metal con hierro (clavo u otro)
  • Total $ 477.000

Pasos de la actividad

  1. Solicitar a los estudiantes que completen las letras A y B de la tabla adjunta, para los experimentos 1 y 2 (Ver adjunto: Tabla de análisis de los experimentos)
  2. Realizar el experimento 1. Para lo anterior, lo invitamos a revisar el siguiente video. 

3.Completar las letras C y D de la tabla adjunta para el experimento 1(Ver adjunto: Tabla de análisis de los experimentos).

4.Repetir lo anterior para el experimento 2.

5.Revisar las respuestas de la tabla en voz alta. En caso de haber respuestas parcialmente correctas o incorrectas, corregirlas.

6.Solicitar a los estudiantes que vuelvan a leer su hipótesis para el experimento 1 (Ver adjunto: Tabla de análisis de los experimentos) y respondan la siguiente pregunta:

Luego de realizar el experimento ¿se confirmó o refutó mi hipótesis inicial? Si se refutó, responda: ¿qué factores influyeron en el tiempo de caída de los objetos que no había considerado en mi hipótesis inicial? Repetir la pregunta con el experimento 2.

7.Los estudiantes deben compartir la respuesta a la última pregunta en grupos de 3. Luego, la profesora recopila las conclusiones formuladas por algunos grupos.

 

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