sábado, 22 de mayo de 2010

Obtención de la aceleración de la gravedad como estrategia didáctica para la Actividad 4 Módulo 1


UNIVERSIDAD NACIONAL AUTÓNOMA DE MÉXICO
Escuela Nacional Colegio de Ciencias y Humanidades plantel Vallejo

DIPLOMADO: APLICACIONES DE LAS TECNOLOGÍAS DE INFORMACIÓN Y COMUNICACIÓN PARA LA ENSEÑANZA



1) Revisé las herramientas que conforman las tecnologías de información y Comnicación asi como sus aplicaciones educativas.

2) La opción de uso de las TICS que en general he utilizado en las aulas de cómputo para la comprensión, uso y aplicaciones de las fórmulas predefinidas en la hoja de cálculo con el objetivo de construir aprendizajes en torno al movimiento uniformemente acelerado con uno de sus casos particulares como lo es la caída libre se conforma como:

d) Presentación de información y procesamiento de datos: Hoja de cálculo.

3) Retomando el Modelo de madurez, las habilidades del Nivel 2 (Avanzado) correspondientes a la opción anteriormente seleccionada es:

C. Presentación de información y procesamiento de datos:
c. Hoja de cálculo.

4) La habilidad avanzada es:

Cc2.1 Uso de la hoja de cálculo para registrar datos, elaborar tablas, crear fórmulas para relacionar los datos y representar resultados mediante una gráfica utilizando las opciones que ofrece la herramienta (tipos de gráficas).

Desarrollo:

El siguiente desarrollo se aplica en la materia que se indica:

• Asignatura: Física I
• Correspondiente al 3er. Semestre
• Unidad III: Movimiento uniformemente acelerado


Estrategia didáctica: Obtención de la aceleración de la gravedad

Formulación del problema.

Un objeto se deja caer libremente desde una altura conocida dentro del campo gravitacional de la tierra cerca de la superficie (7.06 metros), determinar la aceleración de la gravedad utilizando una simulación en donde es posible efectuar mediciones de los instantes de tiempo con las posiciones respectivas.

Nota: La altura es aproximadamente el 3º piso del edificio w del plantel Vallejo para verificar experimentalmente la aproximación del tiempo de caída.

Problema a resolver:

Animación 1. Obtención de la aceleración de la gravedad:
Esta animación simula la caída libre dentro del campo gravitacional del la Tierra, un cuerpo es soltado desde una altura de 7.06 m.

La animación permite observar la posición del objeto cada décima de segundo, también es posible reiniciar el movimiento o detenerlo en cualquier instante por medio de los botones interactivos incluyendo el avance o retroceso cada décima de segundo.

Vamos a utilizar la primera de las ecuaciones para la caída libre:

y = yo+voy-0.5 g t^2

Como el objeto simplemente se suelta, entonces la velocidad inicial es cero
Asi pues al sustituir en la ecuación, ésta se simplificará:

y = yo-
0.5 g t^2

De esta ecuación puede despejarse la aceleración de la gravedad:

g= 2( yo-y)/ t^2

Esto significa que es posible calcular la aceleración de la gravedad al medir el tiempo que tarda en desplazarse un objeto desde una posición inicial yo hasta una posición final (intermedia) y.



Desarrollo.

Como la animación es interactiva, es posible detener o “congelar” la imagen en cualquier instante de tiempo, para así medir la posición y, la cual es mostrada por la computadora, por ejemplo, enseguida se muestra la posición y = 3.924 m del objeto cuando el tiempo es
t = 0.8 s








Realiza 5 mediciones diferentes para trabajar tus datos en una hoja de cálculo como excel, organiza tus datos en columnas como se indica en la figura; observa como se programa la fórmula algebráica en la sintaxis del lenguaje de una hoja de cálculo como excel de windows o gnumeric de linux entre otras.:

(Aquí se está mostrando el ejemplo para una medición.)





Realiza 5 mediciones intermedias de la caída libre hasta que obtengas una tabla completa . Por ejemplo la que aquí se muestra:

Si las mediciones y la programación de las fórmulas son correctas entonces se obtendrá un valor constante para la aceleración de la gravedad, la cual en el caso del planeta tierra es aproximadamente 9.8 m/s^2.




Una vez completada la tabla, grafica la primera con la última columna:
Si los datos no están tomados en orden creciente o decreciente, lo más seguro es que se obtendrá una gráfica “muy rara”.


Podemos modificarla cambiando los valores en el eje vertical de la Unidad mayor = 0.5, mientras que la Unidad menor = 0.1.




Con lo cual la gráfica tomará el siguiente aspecto.
















Se deduce entonces que la aceleración de la gravedad es un constante cerca de la superficie terrestere con valor de:


g =9.8 m/s^2

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