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Física en acción
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Actividad Ejemplo
Analizando el Movimiento: Lanzamiento Vertical y Caída Libre con Tecnología
En esta actividad, se realizó un experimento práctico para estudiar el movimiento vertical de un objeto, en este caso, una pelota, y su comportamiento durante el lanzamiento vertical y la caída libre. El objetivo fue aplicar los conceptos de gravedad, aceleración, y distancia recorrida usando herramientas tecnológicas y un enfoque experimental.
Pasos Realizados por los Alumnos:
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Preparación del experimento:
- Se lanzaron pelotas verticalmente hacia arriba con fuerza controlada.
- Los alumnos filmaron el movimiento completo utilizando las cámaras de sus celulares.
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Identificación de FPS (fotogramas por segundo):
- Utilizaron una aplicación móvil para determinar los FPS del video grabado.
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Análisis del video:
- Descompusieron el video en fotogramas según los FPS. (Configuración->Intervalo de imagen->Ajustar a FPS)
- Identificaron los fotogramas útiles que mostraban el movimiento del lanzamiento y la caída de la pelota.
- Eliminaron los fotogramas innecesarios (momentos estáticos o irrelevantes).
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Cálculo del tiempo total:
- Contaron la cantidad total de fotogramas que representaban el movimiento completo (ascenso y descenso).
- Dividieron este tiempo total por 2 para obtener el tiempo de caída libre \( t_{\text{caída}} \).
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Determinación de la altura máxima alcanzada \( x_{\text{máx}} \):
- Usaron la fórmula de la distancia recorrida en caída libre:\( x = \frac{1}{2} \cdot g \cdot t^2 \)
- Sustituyeron:
- \( g = 9.8 \, m/s^2 \) (aceleración de la gravedad).
- \( t = t_{\text{caída}} \) (tiempo obtenido previamente).
- Realizaron el cálculo para determinar la altura máxima alcanzada por la pelota.
Cálculos Utilizados:
Supongamos que:
- El video tiene 30 FPS (fotogramas por segundo).
- Se contaron 90 fotogramas útiles para el recorrido total.
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Cálculo del tiempo total \( t_{\text{total}} \):
\( t_{\text{total}} = \frac{\text{Número de fotogramas}}{\text{FPS}} = \frac{90}{30} = 3 \, \text{segundos} \) -
Tiempo de caída libre \( t_{\text{caída}} \):
\( t_{\text{caída}} = \frac{t_{\text{total}}}{2} = \frac{3}{2} = 1.5 \, \text{segundos} \) -
Cálculo de la altura máxima \( x_{\text{máx}} \):
\( x = \frac{1}{2} g t^2 \)
Usamos la fórmula:
Sustituyendo:
\( x = \frac{1}{2} (9.8) (1.5)^2 = \frac{1}{2} (9.8) (2.25) = 11.025 \, \text{metros} \) - Cálculo velocidad máxima en la caída libre \( v_{\text{f}} \):
La velocidad máxima se alcanza justo antes de tocar el suelo y se calcula con la fórmula:
\( v_{\text{f}}= g \cdot t \)
Sustituyendo los valores:
\( v_{\text{f}} = 9.8 \cdot 1.5 = 14.7 \, \text{m/s} \)
Por lo tanto, la velocidad máxima alcanzada por la pelota es de \( 14.7 \, \text{m/s} \)
Conclusión:
La pelota alcanzó una altura máxima de aproximadamente 11 metros y una velocidad máxima de 14,7 m/s. Este experimento permitió a los estudiantes observar cómo la Física puede describir y predecir el comportamiento de los objetos en movimiento, combinando teoría, experimentación y tecnología.
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Apertura: lunes, 2 de diciembre de 2024, 00:00Cierre: viernes, 6 de diciembre de 2024, 00:00
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El Desafío del Huevo: ¡Salva tu huevo usando Física!
Bienvenidos al desafío de Física en el que deberán proteger un huevo de una caída libre. ¿Creen que es posible evitar que se rompa si lo dejamos caer desde una altura considerable? A lo largo de las próximas semanas, exploraremos juntos cómo las leyes de la física pueden ayudarnos a resolver este problema.
El reto:
El objetivo será diseñar un mecanismo o sistema de protección que evite que el huevo se rompa al caer. Para ello, aplicarán conceptos clave de Física como la caída libre, el Movimiento Rectilíneo Uniformemente Variado (MRUV), la gravedad, energía mecánica y las Leyes de Newton.
Reglas básicas:
- Cada equipo deberá lanzar su huevo 3 veces: primero desde una altura de 3 metros, luego de 5 metros, y por último desde 7 metros (la altura puede ajustarse según las condiciones). No se puede reparar entre caidas.
- El huevo debe tocar el suelo sin romperse.
- No pueden envolver el huevo directamente con almohadones u otros materiales blandos; el diseño debe aplicar principios físicos. No se puede utilizar paracaídas.
- El dispositivo debe ser construido utilizando materiales sencillos como cartón, telas, plástico, etc.
- Habrá puntaje extra si el dispositivo resulta ser el más pequeño y liviano.
Objetivo educativo:
A través de este desafío, comprenderán conceptos como la velocidad de caída, la aceleración, la fuerza de impacto, y cómo se relacionan estos factores con el resultado final. En cada clase aprenderán a aplicar estos conceptos en su diseño y ¡tendrán la oportunidad de poner a prueba sus ideas!
TABLA DE CRITERIOS Y PUNTOS Criterio Puntos Máximos 1. Protección del huevo (40 puntos) - El huevo no se rompe en las tres caídas 40 puntos - El huevo se rompe en una caída 30 puntos - El huevo se rompe en dos caídas 20 puntos - El huevo se rompe en todas las caídas 10 puntos 2. Aplicación de conceptos físicos (30 puntos) - Demuestra comprensión de MRUV, aceleración, y fuerza de impacto en el diseño 15 puntos - Utiliza la gravedad y las Leyes de Newton para justificar el diseño 10 puntos - Explica cómo el diseño distribuye o disipa la fuerza 5 puntos 3. Innovación y creatividad del diseño (10 puntos) - Diseño original y creativo 5 puntos - Uso ingenioso de los materiales 5 puntos 4. Tamaño y peso del dispositivo (10 puntos extra) - Diseño más pequeño y liviano 10 puntos extra 5. Presentación final y trabajo en equipo (20 puntos) - Presentación clara y organizada 10 puntos - Trabajo en equipo y reparto de responsabilidades 10 puntos -
Apertura: lunes, 2 de diciembre de 2024, 00:00Cierre: lunes, 9 de diciembre de 2024, 00:00
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Colegio Secundario del Barrio Norte
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