Sesión 23, Tercer Grado – Ciencias Naturales

Guías metodológicas para el docente de Ciclo Básico/Ciencias Naturales/Tercer Grado/Sesión 23
(Selecciona [Contraer] para reducir el recuadro, [Expandir] para ver contenido no mostrado).
Autor	Ministerio de Educación de Guatemala
Área	Ciencias Naturales
Nivel y/o grado	Básico 3er grado
Competencia	4. Resuelve problemas vinculados con los fenómenos físicos, químicos y biológicos que ocurren en su contexto.
Indicador	4.5. Resuelve problemas teóricos y experimentales de movimiento acelerado en una dimensión, de proyectiles y movimiento circular uniforme relacionados con la vida diaria.
Saber declarativo	4.5.2. La aceleración gravitacional en la superficie de la Tierra.
Tipo de licencia	Derechos reservados con copia libre
Formato	HTML; PDF
Responsable de curación	Editor
Última actualización	2020/06/21

Califica este recurso:

0.00

(0 votos)

Por favor, califica el recurso solo si lo has revisado y/o o usado.

Descripción del recurso

Tiempo sugerido 3 períodos

Introducción

La Ley de la Gravitación Universal ayudará a comprender el comportamiento de las leyes físicas que rigen la Tierra. Esta ley se basa en la fuerza de atracción de todos los cuerpos con masa y explica que todos los objetos en la Tierra se comporten como lo hacen.

La ley de la gravitación universal fue estudiada por Isaac Newton. Hay una anécdota conocida (aunque inexacta) que menciona que una tarde Isaac Newton, sentado debajo de un árbol de manzana, al caerle una manzana en la cabeza (esta es la parte inexacta) reflexionó sobre por qué todos los objetos caen perpendicularmente a la Tierra. Newton se cuestiona si la misma fuerza hace que la luna gire alrededor de la tierra.

La Ley de Gravitación Universal reconoce una fuerza de atracción que ejercen mutuamente los cuerpos dependiendo directamente de su masa e inversamente proporcional al cuadrado de la distancia que los separa.

Recursos didácticos

• Pizarrón
• yeso
• diario de clase
• lápiz
• calculadora científica. 

Inicio

Presente a los estudiantes el siguiente artículo que habla sobre agujeros negros.

• Antes de la lectura en grupos plantee las siguientes preguntas:
  • ¿Qué tan grande es el agujero negro en relación con la Tierra?
  • ¿Qué tan lejos está el agujero negro con respecto a la Tierra? Una analogía o comparación hipotética para ayudar a tener una mejor comprensión de la distancia.
  • ¿Cuál es la fuerza de gravedad del agujero negro? 
• Los estudiantes deberán anotar sus respuestas individualmente durante la lectura.

Agujero negro de Messier 87

En medio de una gran expectativa, científicos internacionales presentaron este miércoles la primera fotografía jamás captada de un agujero negro supermasivo.

Seis conferencias de prensa principales tuvieron lugar a la misma hora, 13:00 GMT, en Bélgica, Santiago de Chile, Shanghái, Tokio, Taipei y Washington D.C., para presentar esta imagen histórica.

La existencia de estos objetos supermasivos fue confirmada, pero jamás hasta ahora habían sido fotografiados.

El EHT (Telescopio de Horizonte de Sucesos, por sus siglas en inglés) fotografió la silueta circular opaca que un agujero negro proyecta sobre un fondo más brillante.

El borde de esa sombra es el llamado horizonte de sucesos, el punto de no retorno más allá del cual la gravedad es tan extrema que incluso la luz no puede escapar.

En palabras de la astrofísica y directora de la Fundación Nacional de Ciencia de EE.UU., France Córdova, “Este es un enorme día para la astrofísica”, porque “estamos viendo lo invisible”.

La imagen divulgada este martes fue la del agujero negro en el corazón de la galaxia M87 en la constelación de Virgo.

Si bien se trata de objetos masivos, debido a su distancia es muy difícil captarlos.

El director de la iniciativa EHT, Sheperd Doeleman, señaló que el desafío es comparable a observar desde la Tierra una naranja que se encuentra en la superficie de la Luna.

Predicciones de Einstein

El agujero negro fotografiado en el corazón de la galaxia M87 tiene la forma circular que había anticipado Einstein con su teoría de la relatividad. Einstein había vaticinado hace un siglo cuál sería la forma y tamaño de la sombra de un agujero negro.

• Después de la lectura, solicite a los estudiantes comparar sus respuestas y ratificarlas si es necesario.
• Invite a los estudiantes a compartir su opinión sobre los agujeros negros. 

Verificación de actividadesInvite a los estudiantes a expresar su opinión sobre los agujeros negros.

Haga énfasis en la gravedad que presentan los agujeros negros y cómo Einstein a partir de su análisis y deducción pudo predecir sus características.

Desarrollo

Presente a los estudiantes la imagen de un sistema solar.

• Pregunte por qué todos los cuerpos giran en órbita alrededor del Sol y no de otros planetas.
• Explique brevemente a los estudiantes la Ley de Gravitación Universal:
  • «Cada cuerpo ejerce una fuerza en el otro, de igual módulo y dirección, pero en sentido contrario».
• Esta ley explica que los cuerpos se atraen entre sí por la masa que poseen y atraen a otros cuerpos que contienen masa.
  • G es la constante de gravitación universal
  • M y m son los cuerpos que interactúan
  • R es el radio de la distancia que los separa
  • r es el vector que expresa la dirección con que actúan las fuerzas.
• De manera formal se expresa así:
  • «La fuerza gravitacional entre dos cuerpos es directamente proporcional al producto de sus masas e inversamente proporcional al cuadrado de la distancia que los separa».
• De manera matemática se expresa a partir de la siguiente ecuación: 

[math]\displaystyle{ \overrightarrow{F}_g = G * \frac {M * m}{r^2} }[/math]

Ejercicio

A partir de las dos ecuaciones de fuerza de puede deducir la aceleración de la gravedad de la Tierra.

Sustituyendo datos

Constante de gravitación = 6.67 x 10 ^-11 N-m²/kg²

M de la Tierra = 5.972 X10²⁴ Kg

[math]\displaystyle{ F = G * \frac {M * m}{r^2} }[/math] igual a la fórmula de fuerza [math]\displaystyle{ F = m * g }[/math]	Radio de la Tierra = 6,371 Km [math]\displaystyle{ g = \frac {6.67 x 10^-11 N-m^2 / Kg^2)(5.972 x 10^24 Kg)}{(6,371 x 10^6 m)2} }[/math]
[math]\displaystyle{ G * \frac {M * m}{r^2} = m * g }[/math]	Simplificando dimensionales
[math]\displaystyle{ G * \frac {M}{r^2} = g }[/math]	[math]\displaystyle{ g = \frac {9.8 m}{s^2} }[/math]

• Solicite a los estudiantes calcular la gravedad de la Luna, Marte y Plutón. Pida que investiguen los datos necesarios, tales como la distancia y sus masas.

• Solicite a los estudiantes realizar ejercicios de la guía del estudiante relacionados con el tema. 

Cierre

• Realice una puesta en común sobre el tema abordado.
• Solicite a los estudiantes completar la siguiente escalera de la meta cognición: 
  • ¿Cómo puedo mejorar?
  • ¿Qué me ha resultado fácil, difícil y novedoso?
  • ¿Cómo lo he aprendido?
  • ¿Qué he aprendido?

Destrezas fonológica que consiste en encontrar similitudes y diferencias entre los fonemas o sílabas que forman una palabra.

En el continuo de coaching es el rol de ser muy directo y enseñar, mostrar, guiar, etc.