EJEMPLO DE LA CAÍDA Y TIRO LIBRE

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UACH – FACULTAD DE ENFERMERÍA Y NUTRIOLOGÍA

Ing. Alma B. Hernández Contreras   correo: almahernandez18@hotmail.com

Enfermería General con Bachillerato

Física 1

Segundo Semestre

Enero-Junio 2013

Objeto de estudio

CAÍDA LIBRE Y TIRO VERTICAL

I. Presentación.

Referencia: 

Un cuerpo tiene una caída libre si desciende sobre la superficie de la Tierra sin sufrir ninguna resistencia originada por el aire o por cualquier otra sustancia.  De manera práctica cuando la resistencia del aire sobre los cuerpos se puede despreciar por ser tan pequeña es posible interpretar su movimiento como caída libre.  El tiro vertical es un movimiento que se manifiesta cuando  un cuerpo se lanza verticalmente hacia arriba, observándose que su velocidad va disminuyendo hasta anularse al alcanzar su altura máxima. Inmediatamente inicia su regreso para llegar al mismo punto donde fue lanzado y adquiere la misma velocidad con la que partió.

Intenciones formativas.

El propósito es que  identifiquen la caída libre y tiro vertical en situaciones cotidianas, que analicen sus características y que utilicen fórmulas para calcular alturas máximas, velocidad con la que chocan en el suelo, y el tiempo que transcurre en que se realiza el movimiento del móvil, para la solución de problemas,  que elaboren una gráfica tiempo-altura de la caída libre y tiro vertical,  que colaboren y participen en la realización de trabajos por equipos y durante el desarrollo de las clases.

Competencias.

Básicas: Solución de problemas, Trabajo en equipo y liderazgo, Comunicación

Genéricas: Se expresa y se comunica, Piensa crítica y reflexivamente, Aprende de forma autónoma, Participa y colabora de manera efectiva en equipos diversos.

II. Dispositivo de Formación

A. Situación-problema.

Andrés y Carlitos son dos niños muy traviesos que siempre están realizando nuevas travesuras.  En esta ocasión, se subieron arriba de una barda con sendos botes llenos de piedras de diferentes tamaños, y abajo dejaron acomodados un regimiento de soldaditos de juguete.  Comenzaron a imaginarse que son gigantes y debían destruir a los soldados que amenazaban con subir a su reino, por lo que empezaron a dejarles caer las piedras.

Después de un rato, cuando ya habían vencido a la tropa de soldaditos, empezaron a discutir sobre cual, de entre sus piedras, sería la que llegara más rápido al suelo, dejándola caer desde donde estaban. Ellos imaginaron que la piedra más grande sería la que ganaría la carrera, pero al dejar caer dos piedras de diferentes tamaños, no se apreciaba a ciencia cierta, si la grande era la ganadora. Se alejaron discutiendo sobre esto, hasta que llegaron con su mamá para que les aclarara el punto.  

  ¿Qué respuesta consideras que les dará la mamá?  ¿Qué tipo de movimiento realiza la piedra, un movimiento rectilíneo uniforme o uniformemente variado? Cuando avientas un objeto hacia arriba, ¿Qué lo hace que baje de nuevo? ¿Qué otros ejemplos de este movimiento encontramos en la vida cotidiana?

B. Actividades de aprendizaje

1. Realiza la siguiente actividad y contesta:  

Deja caer distintos objetos al suelo: un borrador, una pluma, un lápiz, etc. En tu cuaderno describe brevemente como es la caída de los objetos cuando los sueltas desde distintas alturas.  Al menos intenta tres caídas para cada objeto, desde las siguientes alturas: desde tus rodillas, desde tu cintura y desde tu cabeza. Incluye en tu descripción la forma del movimiento que observas.

1. Según tu apreciación, ¿se ha repetido la forma de la caída en alguno de los eventos?
2. ¿Si intentas tomar el tiempo que tarda la caída lo lograrás tomar correctamente?
3. ¿Con que rapidez supones que comienza a caer un cuerpo?
4. ¿Consideras que hay alguna diferencia entre dejar caer un objeto soltándolo simplemente que aventándolo contra el suelo? ¿Cuál sería esta diferencia?

Ahora toma una hoja de papel y déjala caer, después arrúgala y forma una pelota y vuelve a dejarla caer. ¿Cómo fue su movimiento en ambas ocasiones? ¿Por qué crees que ocurra esto?

1. Investiga las aportaciones de Galileo Galilei a  la Física (individualmente), y en una hoja de rotafolio, realicen un resumen en equipos de 3 personas.
2. Investiga que es el Movimiento al que denominamos caída libre y el tiro vertical, así como las fórmulas que se utilizan.
3. En equipos de 3 personas, compartan su información y realicen un cuadro conceptual en hoja de rotafolio,  después socialicen esta información con los demás equipos.
4. En equipo responde al cuestionario que se encuentra en el apartado D.
5. Consulta la resolución de problemas de Caída Libre y tiro vertical en la página http://www.profesorenlinea.cl/fisica/Movimiento_caida_libre.html
6. En equipo resuelve los problemas de caída libre y tiro vertical planteados en el apartado D, se presentarán individualmente en su cuaderno.

C. Evidencias de desempeños

1. Descripción de la caída de los objetos y respuestas a preguntas de la actividad 1.
2. Hoja de rotafolio con el resumen de las aportaciones de Galileo Galilei a la física.
3. Escrito de la investigación realizada de caída libre y tiro vertical y sus fórmulas.
4. Cuadro conceptual en hoja de rotafolio elaborada por equipo
5. Problemas correctamente resueltos y en limpio.

D. Recursos o saberes:  

Cuestionario:

1. ¿Cómo es la aceleración en los siguientes movimientos?: a) Movimiento uniforme. b) Movimiento uniformemente acelerado. 
2. ¿Qué clase de movimiento adquiere un cuerpo si:  a) Cae libremente. b) Se lanza verticalmente hacia arriba. c) Se lanza verticalmente hacia abajo.
3. ¿Qué diferencia hay entre el movimiento de un cuerpo que se lanza verticalmente hacia abajo y el que se deja caer libremente?
4. ¿Cuando el cuerpo se lanza verticalmente hacia arriba, ¿cuánto vale la velocidad al alcanzar la máxima altura?
5. ¿Qué relación existe entre la velocidad con que se lanzó y la que lleva cuando regresa al mismo punto de donde se lanzó el cuerpo del problema anterior?
6. ¿Es posible que un cuerpo esté en movimiento y que su aceleración sea nula? ¿Por qué?
7. ¿Es posible que un cuerpo este en reposo y su aceleración sea diferente de cero, aunque sea un instante? ¿Por qué?
8. ¿Por qué si todos los cuerpos caen con la misma aceleración, al dejar caer desde la misma altura una piedra y un pedazo de papel abierto, llega antes al suelo uno de ellos?
9. ¿Es posible que un cuerpo disminuya la aceleración mientras aumente la velocidad? ¿Por qué?

PROBLEMAS

1)  ¿De qué altura cae un cuerpo que tarda 4 s en llegar al suelo? ¿Con qué velocidad choca?

      Respuesta: h=-78.4 m   Vf=-39.2 m/s

2) Un niño deja caer una pelota desde una ventana que está a 60 m de altura sobre el suelo. Calcular:

1. ¿Qué tiempo tarda en caer?
2. ¿Con qué velocidad choca con el suelo?         Respuesta: t=3.5 s     Vf=-34.3 m/s

 3) Se lanza una piedra al vacío con una velocidad inicial de 5m/s. Calcular:

1. ¿Qué velocidad llevará a los 3 segundos de su caída?
2. ¿Qué distancia recorrerá entre los segundos 3 y 4?    

Respuesta: a) Vf3 seg= -34.4 m/s  b) Distancia recorrida entre seg 3 y 4= -39.3 m

4) Desde el balcón de un edificio se deja caer un balón de futbol y llega a la planta baja en 5 s.

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