CURSO: DIDACTICA IV- FÍSICA - MODALIDAD PRESENCIAL Unidad 3. Desarrollo de las capacidades científicas Sesión 3.3. Experimentos para el desarrollo de capacidades científicas Actividad 3.3.3. Aplicando lo aprendido
Guía de Laboratorio 1: Aplicando técnicas para el recojo de datos experimentales y construcción de gráficas del MRU usando el tubo de Mikola.
I.
APRENDIZAJES ESPERADOS 1. Establece la influencia del ángulo de inclinación en la medida del tiempo de recorrido de una burbuja de aire. 2. Verifica las leyes del MRU, aplicando las técnicas para el recojo de datos experimentales y construcción de gráficas.
II.
INTRODUCCIÓN Una práctica de laboratorio es un proceso de enseñanza-aprendizaje facilitado y regulado por el educador, que se organiza temporal y espacialmente para ejecutar etapas estrechamente relacionadas, en un ambiente donde los estudiantes pueden realizar acciones psicomotoras, sociales y de práctica de la ciencia, a través de la interacción con equipos e instrumentos de medición, el trabajo colaborativo, la comunicación entre las diversas fuentes de información y la solución de problemas con un enfoque Interdisciplinar. Para el logro de los aprendizajes se hace necesario manejar ciertas técnicas para el recojo de datos experimentales y construcción de gráficas, cuyas interpretaciones nos lleve a la descripción y explicación de los fenómenos físicos observados. Para tal efecto el trabajo debe orientarse a la investigación y como tal debe iniciarse con la formulación de un problema, luego formular las hipótesis, diseñar y realizar experimentos para verificar la validez de dichas hipótesis y finalmente formular las conclusiones. En esta sesión se sugiere, en primer término, aplicar las técnicas para el recojo de datos experimentales y la construcción de gráficas y en segundo término, el conocer algunos instrumentos de laboratorio, describirlos, reconocer sus partes y aprender a utilizarlos.
III. ACTIVIDAD EXPERIMENTAL Disponer el equipo como se muestra en el montaje siguiente: Burbuja de aire
Tubo de Mikola (vidrio o manguera) Taco de madera
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PROBLEMA: ¿En qué medida el ángulo de inclinación del tubo de Mikola influye en la medida del tiempo para las diferentes posiciones de la burbuja de aire?
PLANTEAMIENTO DE LA HIPÓTESIS
MATERIALES: cronómetro, transportador, taco de madera o cuña, tubo de Mikola graduado. EXPERIMENTACIÓN 1 : Para ángulo de inclinación = …………………. 1. Elige un ángulo de inclinación para el tubo de Mikola. Mide con el transportador y según la medida selecciona un taco de madera o cuña. 2. En la mesa hacer una marca para saber donde debe colocarse el tubo de Mikola cada vez que se hace las mediciones. 3. Apenas tengas la burbuja de aire en la parte inferior del tubo pon atención en cómo se desplaza hacia arriba, observa como recorre los 20 cm, 40 cm, 60 cm,..etc. hasta llegar al final del tubo. 4. Nuevamente haz descender la burbuja y con rapidez toma el tiempo, que demora la burbuja en recorrer 20 cm, de abajo hacia arriba. Repite la medición unas 2 ó 3 veces. Previamente debes conocer y ensayar cómo se maneja el cronómetro. 4. Repite el paso 3 ahora para los 20 cm ( 0,02m), 40 cm, y así deberás proceder para los, 60 cm, 80 cm y 100 cm (1 m). Tratamiento de los datos 1. Diseña una tabla de registro para escribir todos los datos. 2. Promedia los tiempos correspondientes a cada distancia. 3. Tabula los promedios y las distancias. 4. Grafica en papel milimetrado los datos de la tabulación eligiendo el eje horizontal para el tiempo. No olvides escribir todos los datos de la gráfica.
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Guía para la discusión 1. De la gráfica obtenida, ¿cómo se relacionan la distancia y el tiempo? …………………………………………………………………………………………………… 2. Si se trata de una recta, ¿cuánto vale su pendiente? ............................................................................................................................................ 3. ¿Qué información se adquiere a partir de ella? ………………………………………………………………………………………………………… 4. ¿Qué función representa la curva de la gráfica? ………………………………………………………………………………………………………… 5. En base al valor obtenido con la gráfica, haz la gráfica: v-t. ¿Qué representa el área bajo la curva de la gráfica v-t? ………………………………………………………………………………………………………
EXPERIMENTACIÓN 2 : Para ángulo de inclinación = …………………. Procedimiento : repite la experiencia anterior y compara el valor de la pendiente. Tratamiento de los datos 1. Diseña una segunda tabla de registro para escribir todos los datos, tal como lo hiciste en la primera experiencia. 2. Tabula los promedios y las distancias. 3. Realiza una segunda grafica con los nuevos datos de la tabulación eligiendo el eje horizontal para el tiempo.
Guía para la discusión 1. ¿Qué observas al comparar las gráficas 1 y 2?
…..........…………………………………………………………………………………………….. .....................………………………………………………………………………………………… 2. Según los resultados, ¿tu hipótesis era verdadera o falsa? …..…………………………………………………………………………………………………… CONCLUSIONES Según los resultados obtenidos, dialoga con tu comunidad de aprendizaje y formula algunas conclusiones.
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RECOMENDACIONES Y SUGERENCIAS 1. En esta práctica se recomiendan dos aspectos importantes: medir correctamente el ángulo de inclinación del tubo de Mikola y mantener en la misma posición el tubo cada vez que se hace las mediciones. El primero se logra colocando el tubo de Mikola al ras de la mesa para medir desde el punto medio del transportador, el ángulo de elevación y el segundo se logra, señalando con un lápiz o maskingtape donde debe colocarse el tubo al dejarlo caer sobre la mesa. 2. La tabla para registrar los datos podría ser : TABLA DE DATOS d(m) t(s) Pendiente= Δd/Δt= (m/s) t1 t2 t promedio 0–00m 0 – 0,02 m 0 –0,04m 0 –0,06 cm 0 –0,08m 0-1 m
3. A tus estudiantes para inducirlos al análisis de los resultados, y la aplicación de las gráficas podrías proponer a que realicen las siguientes actividades: ¿En la gráfica d – t, que realizaste, al forma?........................¿Qué significa esta curva?
unir
los
puntos
¿qué
se
Halla la pendiente para cada distancia, coloréalos para diferenciarlos. Qué verificas? Qué representa el valor de la pendiente de esta gráfica? Has hallado este valor empleando el “ método gráfico”. Considera los datos de tiempos obtenidos para cada distancia y halla matemáticamente el valor de la velocidad, anota tus resultados en la tabla de datos. A partir de los resultados, construye la gráfica v-t . Colorea la figura geométrica formada bajo la curva de la gráfica. Halla matemáticamente el área de dicha figura....................................qué representa el área de esta figura? ¿Podrías afirmar que la distancia es directamente o inversamente proporcional al tiempo?......................................................................................................................... ¿Qué afirmación podrías hacer con respecto al movimiento de la burbuja de aire del tubo de Mikola? Para mejorar su manejo de información podrías pedirles que:
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• • • •
Se informen cuáles son las leyes del MRU y que las escriban en sus cuadernos. Escriban las ideas de Aristóteles acerca del movimiento de los cuerpos. Escriban qué opinaba Galileo Galilei acerca de lo que decía Aristóteles. Escriba el significado de trayectoria, móvil, velocidad , sistema de referencia, y pendiente de una gráfica. Para cada caso que de ejemplos de la vida cotidiana.
AULA:_______ SEDE: _____________ COMUNIDAD DE APRENDIZAJE - INTEGRANTES: 1. 2. 3. 4. 5. 6.
COMPLEMENTA TU INFORMACIÓN: Todo movimiento que se produce en una recta en la cual se recorre espacios iguales en tiempos iguales se llama movimiento rectilíneo uniforme. En este tipo de movimiento la velocidad se halla calculando el valor de la pendiente de la gráfica d- t; donde la pendiente (tangente del ángulo que forma el eje horizontal con la recta ) es la velocidad, es decir: d d2
Tan ∝ = v
gráfica 1 : d - t d1 ∝ t1
t2
t
Sea d 1 y d 2 , las distancias recorridas en un tiempo t 1 y t 2, respectivamente de la gráfica 1, se tiene
:
Tan ∝ = Δd / Δt , entonces Tan ∝ = d2-d1 / t2-t1
Bibliografía • •
GUERRA VELA, CLAUDIO (1979). Manual de Laboratorio de Física para Maestros. México. Edit. Trillas.pp.278. MEINERS, HARRY F. (1980). Experimentos de Física. México. Edit. Limusa S.A. pp.411
Enlace web: Las prácticas de Laboratorio Docentes en la enseñanza de la Física. • http://www.utchvirtual.net/recursos_didacticos/documentos/fisica/practicas-laboratorio.pdf
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