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Actividades de la Secuencia Didáctica Actividad 1 Agarra tu patín Propósito: Que los alumnos construyan su primera noción de fuerza Tiempo total: dos sesiones de 50 minutos. Competencias educativas a desarrollar:  Capacidad para trabajar en equipo  Capacidad para llegar a acuerdos  Capacidad para seleccionar información

Actividad del profesor: Formar equipos de 4 alumnos máximo. Instalarse en el patio de la escuela y organizar carreras de patines en parejas, un alumno con patines y otro sin ellos, tomados de la mano recorrer una trayectoria recta previamente trazada, hacer lo mismo en una trayectoria circular. Además se pueden realizar diversas actividades como: jugar futbol, carrera de patines, andar en patineta, etc. 1 Después de jugar en el patio retomar en el salón de clases las actividades realizadas para explicar las Leyes de Newton y con esos ejemplos hacer lo siguiente: -Ubicar cada una de las Leyes en el marco teórico que les corresponda.

Actividades del alumno: Contestar en el pizarrón y cuaderno las siguientes preguntas: ¿Cuál fue la causa que provocó que cambiaran su estado de reposo a movimiento? El desplazamiento del alumno con patines y el del alumno sin patines, ¿fue igual o diferente?, argumenta tu respuesta. . ¿A qué alumno se le aplica la fuerza? a) Al que lleva patines b) Al que no lleva patines c) A ambos

1

Consultar barra de videos.

1

Actividades de la Secuencia Didáctica Reflexión sobre lo aprendido: Reflexiona acerca de las siguientes situaciones, ilústralas en tu cuaderno y escribe tus conclusiones-2.

Preguntas generadoras: Si colocas un trozo de cartón cubriendo la boca de un vaso de vidrio vacío y encima del cartón una moneda, golpeas de manera lateral el cartón con tu dedo índice, ¿qué le sucede a la moneda? .Repite aumentando la fuerza.

Fuente: Libro para el Maestro. SEP 2000. Pág. 97 adaptado por Francisco Arriaga Serrano.

Si te subes a un autobús y al momento que vas a pagar, el chofer arranca intempestivamente ¿qué te sucede? ¿Y si frena bruscamente? Discutir lo anterior con el grupo mediante preguntas generadoras, preguntas insertadas, analogías y obtener conclusiones acerca de la tendencia de los cuerpos a permanecer en reposo, a la consecuencia en la aceleración de un cuerpo al aplicársele fuerza y a la evidencia de que las fuerzas siempre se presentan en pares. Ideas previas Algunas ideas previas que tienen los alumnos relacionadas con la idea de fuerza y la primera ley de Newton

Para que haya movimiento debe haber una fuerza actuando.

Solo los seres humanos y los animales pueden ejercer una fuerza.

Un cuerpo en movimiento se detiene cuando se le acaba la fuerza.

Un objeto se mueve porque lleva una fuerza con él.

Cuando un cuerpo se mueve hay una fuerza en la dirección de su movimiento.

Cierre de la actividad. Los alumnos emiten conclusiones aplicando los conceptos vistos en la secuencia Destreza: Aplicación de conceptos para explicar las actividades lúdicas y deportivas que realizo cada equipo

2

Para evaluación formativa, consultar Anexo 3. Rúbrica 1.1.

2

Actividades de la Secuencia Didáctica Actividad 2 Diálogo de gigantes (tarea para casa) Propósito de la actividad: Describir y explicar las bases del estudio de Galileo como antecedente de la primera Ley de Newton. Competencias educativas:  Capacidad para el manejo de la información: búsqueda, selección y sistematización de la información  Capacidad para planear actividades  Capacidad para vincular conocimientos teóricos y prácticos  Capacidad para comparar y concluir

Actividad del profesor: Solicitar investigación bibliográfica de los trabajos que realizó Galileo acerca del movimiento como antecedentes de la Primera Ley de Newton. [Escriba una cita del documento o del resumen de un punto interesante. Puede situar el cuadro de texto en cualquier lugar del documento. Utilice la ficha Herramientas de cuadro de texto para cambiar el formato del cuadro de texto de la cita.]

Galileo realizó un experimento con esferas que ruedan por una rampa inclinada y después vuelven a subir por planos inclinados que van cambiando de inclinación

Cuando se deja caer la esfera por una misma rampa y desde una misma altura, pero se varía la inclinación de la rampa por la que sube, haciéndola cada vez menos inclinada, se puede ver que la esfera recorre cada vez más distancia llegando siempre a la misma altura. Si la rampa se coloca horizontalmente, la esfera se movería siempre con velocidad constante, es decir, no pararía.

Fuente: Libro para el Maestro de Física. SEP 2000. Pág. 97

3

Actividades de la Secuencia Didáctica En 1687, Isaac Newton da a las ideas de Galileo una relación matemática, plasmada en sus tres Leyes del movimiento de los cuerpos.3 Presentar a los alumnos el video “Max Steel se va de fiesta”4. Organizados en equipos de máximo 4 alumnos, comentar el video relacionándolo con la Primera ley de Newton. Ver barra de videos

Actividad para el alumno Para casa Tarea 1.- Solicitar a los alumnos que realicen una investigación bibliográfica acerca del enunciado de la primera Ley de Newton. Pueden presentar una historieta de un dialogo entre Galileo y Newton con respecto al tema y hacer un resumen en su cuaderno. Tarea 2.- Solicitar a los alumnos, una relación de las actividades realizadas, con la Ley en cuestión. Mostrar el video de la primera ley de Newton en barra de videos. (Puede presentarse con imágenes)5 Solicitar a los alumnos la planeación y diseño de una actividad experimental sobre esta ley para presentarse como cierre de la actividad.

Cierre: el alumno presenta sus reflexiones por escrito en forma individual o en equipos de cuatro integrantes. Y su propuesta de diseño de actividad Destreza: Aplicación de conceptos

3

Anexo 4 mapa mental

4

Consultar barra de videos.

4

Actividades de la Secuencia Didáctica Segunda Ley de Newton: Ideas previas

Algunas ideas previas que tienen los alumnos relacionadas a la segunda ley de Newton.

Si se aplica una fuerza a un cuerpo en movimiento cambia su velocidad, no su aceleración.

Todos los cuerpos experimentan la misma aceleración cuando actúa una misma fuerza sobre ellos.

La fuerza y la aceleración pueden variar, no así, la masa.

5

Actividades de la Secuencia Didáctica Actividad 3 A fuerzas (elaboración del guión) Propósito de la actividad: Hacer uso de las TIC´s y presentar una secuencia de un fenómeno en el que se aplique la segunda Ley de Newton Tiempo estimado: tres sesiones de 50 minutos.

Competencias educativas:     

Capacidad para la indagación y selección de información Capacidad para trabajar en equipo Capacidad para redactar Capacidad para planear actividades Capacidad para la toma de decisiones

Actividades para el profesor Conducir al grupo al aula de red escolar para mostrar, utilizando el cañón, una presentación en Power Point de las tres leyes de Newton como ejemplo. (Ver presentación el triciclo) -Organizar al grupo en equipos de cuatro alumnos, pedirles crear una presentación en Power Point de las Leyes de Newton, con cuatro diapositivas5, guardar la presentación en memoria portátil (USB) o en CD, solicitar a los alumnos enviar por correo electrónico su presentación a otros miembros de su grupo.

Actividades para el alumno: Plantear preguntas que deben contestar en su cuaderno, ejemplo: ¿Qué hechos o ideas demuestra la presentación con relación a la segunda ley de Newton? ¿Puedes identificar en la presentación las magnitudes involucradas en la segunda ley de Newton? ¿Cuál es la relación entre las variables involucradas? ¿Recuerdas el enunciado de la segunda ley de Newton?

5

Anexo 3. Rúbrica 3.1.

6

Actividades de la Secuencia Didáctica

Que El manejo matemático de la segunda ley de Newton puede representar una dificultad para abordarlo con los alumnos, por tal motivo, se propone la siguiente secuencia que ha sido probada con el alumnado dando muy buenos resultados en su participación y aprendizaje.

Cierre de la actividad: Los alumnos expondrán en equipo los temas a abordar y emitirán sus conclusiones acerca de la actividad y su relación con los conceptos.

Que necesito saber: El alumno puede consultar la siguiente página http://redescolar.ilce.edu.mx/redescolar/proyectos/paradojas_oto07/etapa_1b.htm http://redescolar.ilce.edu.mx/redescolar/proyectos/paradojas_oto07/index.htm http://tepache.orbis.org.mx:9000/foros/despliega.pl?foro=864

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Actividades de la Secuencia Didáctica Actividad 3 a Medición de la Fuerza y sus unidades de medida La relación entre fuerza, masa y aceleración Propósito: Demostrar matemáticamente que la aceleración es directamente proporcional a la fuerza Propósito: Demostrar matemáticamente que la aceleración es inversamente proporcional a la masa

Competencias educativas  Utilizar los elementos fraccionarios de las matemáticas para resolver los problemas  Capacidad para el cálculo fraccionario  Capacidad para el trabajo en equipo Actividades para el profesor: Si tenemos un cuerpo de 10 kg de masa y sobre él aplicamos fuerzas de diferentes magnitudes, obtendremos aceleraciones de diferente tamaño. Si aplico 5 N a ese cuerpo de 10 kg obtendré una aceleración menor que si aplico una fuerza de 10 N, eso lo sé sin conocer la segunda ley del movimiento de los cuerpos, sin embargo ¿cuánto mayor será esa aceleración?, eso sí lo puedo calcular aplicando la fórmula de la segunda ley: F = m x a.

F

5N

M

a

10 kg

a=x

a = F/m

a = 5 kg x m / s2 10 kg

Operacion es

Unidades de medida

Resultado

5 = .5 10

Kg x m ÷ kg = kg x m S2 1 s2 x kg =m S2

a = .5 m s2

Si 5 N provocaron al cuerpo una aceleración de .5 m/s2 ¿el doble de la fuerza provocará el doble de aceleración? 10 N

10 kg

a=x

a = 10 kg x m / s2 10 kg

10 = 1 10

Kg x m ÷ kg = kg x m S2 1 s2 x kg =m S2

a=1m s2

Observando el comportamiento de las variables, puedo predecir que:  Si incremento al doble la fuerza aplicada, la aceleración se incrementa al doble. Surge la pregunta ¿Y si la fuerza disminuye la mitad, la aceleración también? Se les solicita a los alumnos que realicen solos los cálculos completos. El profesor antes de resolverlo en el pizarrón pasa a los lugares para checar el desempeño y aclarar pequeñas dudas.

8

Actividades de la Secuencia Didáctica 2.5 N

20 N

10 kg

10 kg

a=x

a=x

a = 2.5 kg x m / s2 10 kg

a = 20 kg x m / s2 10 kg

2.5 = .25 10

Kg x m ÷ kg = kg x m S2 1 s2 x kg =m S2

a = .25 m s2

20 = 10 10

Kg x m ÷ kg = kg x m S2 1 s2 x kg =m S2

a=2m s2

Podemos citar la primera parte de la segunda ley de Newton: “La aceleración que experimenta un cuerpo es directamente proporcional a la fuerza neta que sobre él actúa”…

Entonces: La relación entre fuerza y aceleración es directa, porque si la fuerza aumenta la aceleración también y si la fuerza disminuye la aceleración también; es proporcional porque en la proporción que aumente o disminuya la fuerza, aumentará o disminuirá la aceleración. Si la fuerza disminuye o aumenta en un porcentaje determinado, el mismo comportamiento se observará en la aceleración.

9

Actividades de la Secuencia Didáctica Actividad 3b Medición de la Fuerza y sus unidades de medida La relación entre fuerza, masa y aceleración Propósito: Demostrar matemáticamente que la aceleración es inversamente proporcional a la masa

Competencias educativas  Utilizar los elementos fraccionarios de las matemáticas para resolver los problemas  Capacidad para el cálculo fraccionario  Capacidad para el trabajo en equipo

Todo lo anterior lo dedujimos trabajando con el mismo cuerpo de 10 kg en todo momento, lo que cambiamos era la fuerza pero, si la fuerza fuera siempre la misma y cambiara la masa del cuerpo, ¿cómo sería el comportamiento de la aceleración? ¿Tendría la misma lógica que en los casos anteriores? Nosotros sabemos que si aplicamos la misma fuerza en cuerpos de diferente masa, el cuerpo de menor masa experimentará una mayor aceleración, pero ¿Cuánto? Veamos: F

10 N

M

a

a = F/m

Operacion es

Unidades de medida

Resultado

10 kg

a=x

a = 10 kg x m / s2 10 kg

10 = 1 10

Kg x m ÷ kg = kg x m S2 1 s2 x kg =m S2

a=1m s2

Si 10 N provocaron al cuerpo de 10 kg una aceleración de 1 m/s 2 ¿al doble de masa le provocará la mitad de aceleración? 20 kg 10 N

a=x

a = 10 kg x m / s2 20 kg

10 = .5 20

Kg x m ÷ kg = kg x m S2 1 s2 x kg =m S2

a = .5 m s2

Igual que analizamos el comportamiento de las variables en los casos anteriores, puedo predecir que:  Si la masa del cuerpo se incrementa al doble, la aceleración disminuirá la mitad. Surge la pregunta ¿Y si la masa se reduce a la mitad, la aceleración aumentará al doble? Se les solicita nuevamente a los alumnos que realicen solos los cálculos completos6 e. El profesor, antes de resolverlo en el pizarrón vuelve a pasar a los lugares para checar el desempeño.

6

Anexo 3. Rúbrica 3.2.

10

Actividades de la Secuencia Didáctica 10 N

5 kg

a=x

40 kg 10 N

a=x

a = 10 kg x m / s2 5 kg

10 = 2 5

Kg x m ÷ kg = kg x m S2 1 s2 x kg =m S2

a=2m s2

a = 10 kg x m / s2 40 kg

10 = .5 40

Kg x m ÷ kg = kg x m S2 1 s2 x kg =m S2

a = .25 m s2

Aquí citaríamos la parte complementaria de la segunda ley de Newton: “La aceleración que experimenta un cuerpo es inversamente proporcional a la masa del cuerpo”. Entonces: La relación entre masa y aceleración es inversa, porque si la masa aumenta la aceleración disminuye y si la masa disminuye, la aceleración aumenta; es proporcional porque en la proporción que aumente o disminuya la masa, disminuye o aumenta la aceleración. Si la masa disminuye en un porcentaje determinado, la aceleración aumentará en el mismo porcentaje.

Ahora podemos citar la ley completa: “La aceleración que experimenta un cuerpo es directamente proporcional a la fuerza neta aplicada sobre él, e inversamente proporcional a la masa del cuerpo”. Por eso:

F=mxa

y

m = F/a

Actividad para el alumno: Proponer organizados en equipo el diseño de un sistema (maqueta o aparato sencillo), que represente la segunda ley de Newton, hacerlo en el laboratorio o en el aula y esquematizarlo variando las magnitudes involucradas, relacionándolas correctamente para establecer la proporcionalidad entre ellas7. Contestar de manera individual las siguientes actividades: Describe con tus propias palabras la relación que observaste entre la fuerza aplicada y la aceleración que se produjo.

¿Qué aceleración se produce si se aplica una fuerza de 100 N en cuerpo de 45 kg? ¿Cuál es la relación entre las variables? ¿A qué conclusiones llegas?

7

Anexo 3. Rúbrica 3.3.

11

Actividades de la Secuencia Didáctica Cierre de la actividad: Se exponen los resultados en el pizarrón y se validan los resultados de los alumnos, a partir de las evidencias presentadas.

Tercera Ley de Newton.

Ideas previas

Algunas ideas previas que tienen los alumnos relacionadas con la tercera ley de Newton

Las fuerzas de acción y reacción actúan sobre el mismo cuerpo

Las fuerzas de acción y reacción aunque no actúan sobre el mismo cuerpo, se contrarrestan una a la otra, por lo que se anulan.

Si un cuerpo grande y uno chico chocan de frente, el grande aplica una fuerza y el chico no.

Un cuerpo de mayor masa aplica mayor fuerza a otro de menor masa el que a su vez, le aplica menor fuerza cuando interactúan.

12

Actividades de la Secuencia Didáctica Actividad 4 Elaboración del video Propósito de la actividad: Elaborar un video que muestre la comprensión de las leyes de newton. Tiempo estimado: una semana Actividad para el profesor Organizar al grupo en equipos de máximo 4 integrantes, retomando la actividad de los patines en el patio8, solicitar a los alumnos que elaboren un video original que ilustre las tres Leyes de Newton, enfatizando la tercera ley de preferencia (puede ser cualquiera de las tres, o inclusive las tres). Para realizar el video se pueden sugerir las siguientes actividades: -El equipo debe cubrir los siguientes roles: . Director.-señala al camarógrafo y actores qué hacer y cuando hacerlo .Camarógrafo.-opera la cámara, escoge y encuadra la toma, crea junto con el director la apariencia visual de la filmación. .Actores.-están a cargo de la acción, deben saber cuándo y cómo moverse, hablar, expresar una emoción, etc. Los actores deben ensayar su actuación. Para filmar: .Considerar los recursos que ofrece el ambiente para ayudar a la producción. ¿De qué forma llega la luz?, ¿dónde se grabará mejor el sonido?, etc. .Hacer una prueba de cada toma antes de filmar, cada miembro del equipo debe ocupar su posición. .Es recomendable hacer varias veces la toma, para garantizar el mejor resultado. .La cámara debe iniciar la grabación unos segundos antes de cualquier diálogo o acción. El video se puede transferir a la computadora, a un CD, a una memoria, incluso enviar por correo. -Ya en el aula se proponen las siguientes actividades después de ver los videos que realizaron los alumnos: Organizados por equipos de máximo 4 integrantes Hacer una breve síntesis de los hechos presentados. Identificar las situaciones que mejor representaron la primera, la segunda y la tercera ley de Newton9. Identificar las evidencias que muestran la presencia de las fuerzas. 8

Ver barra de videos.

9

Anexo 3. Rúbrica 4.1.

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Actividades de la Secuencia Didáctica ¿Qué escenas seleccionarías para ejemplificar la inercia? ¿Cuál escena te gustó más y por qué?

Actividad 5 Tiempo estimado: una sesión de 50minutos Organizados en equipo o de forma individual, integrar la presentación de Power Point y el video que elaboraron en un blog10, utilizando el aula de red escolar y bajo la supervisión del Profesor, consultar rúbrica.

Actividad 6 Cambiaron mis ideas Propósito: Comprobar si el alumno alcanzo un cambio entre sus ideas iníciales y las actuales después de abordar el contenido temático propuesto en la secuencia didáctica

Tiempo estimado: una sesión de 50 minutos. Actividad del Profesor: Coordinar la presentación del blogdebate y participar en la evaluación contrastando con las rubrícas

Actividad del alumno. Presentación debate11 de los blogs realizados por los equipos o individualmente a todo el grupo, en la red escolar utilizando el cañón. -Tomar notas y elaborar una síntesis de los blogs presentados.

Actividad 7 Integrando mis conceptos 10

Para evaluación sumativa:. Rúbrica 5.1.

11

Anexo 3. Rúbrica 6.1.

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Actividades de la Secuencia Didáctica Propósito: Realizar la integración de conceptos, a fin de que el alumno valore el nivel de cambio cognitivo que alcanzo a lo largo de las actividades: autoevaluación de su saber Tiempo estimado: una sesión de 50 minutos. Actividad para el alumno: Elaborar de manera individual12 un mapa mental, mapa conceptual, narrativa o historieta de las tres leyes de Newton ó resolver crucigrama de cálculos matemáticos con la 2da Ley de Newton.

Bibliografía SEP 2000 Libro para el Maestro Educación Secundaria Física. Competencias en Secundaria 2005 Ramírez Apaéz Marissa et.al Sugerencias didácticas para el desarrollo de competencias Ed. Trillas, México. Laura Frade Rubio 2008. Planeación por competencias Ed. Inteligencia educativa, México,.

12

Anexo 3. Rúbrica 7.1.

15