Sesión 31, Tercer Grado – Ciencias Naturales

Guías metodológicas para el docente de Ciclo Básico/Ciencias Naturales/Tercer Grado/Sesión 31
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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	4.6. Aplica las leyes de Newton en la explicación de la ocurrencia de fenómenos y situaciones de la cotidianidad, del ámbito tecnológico y en la resolución de problemas de equilibrio estático en 1D.
Saber declarativo	4.6.5. Problemas de la segunda Ley de Newton., 4.6.6. Estrategias para la resolución de problemas de aplicación de las leyes de Newton.
Tipo de licencia	Derechos reservados con copia libre
Formato	HTML; PDF
Responsable de curación	Editor
Última actualización	2020/06/20

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Tiempo sugerido períodos

Introducción

Sir Isaac Newton fue uno de los más grandes científicos. Sus aportes e intereses incluyeron el desarrollo del cálculo, investigaciones sobre la luz, la alquimia, la teología y el descubrimiento de las leyes de la gravitación universal y las leyes de la dinámica, entre otros.

El mismo Newton dejó escrito:

“ He sido un niño pequeño que, jugando en la playa, encontraba de tarde en tarde un guijarro más fino o una concha más bonita de lo normal. El océano de la verdad se extendía, inexplorado, delante de mi. ”

Recursos didácticos

• Pizarrón
• yeso y marcador
• diario de clase
• calculadora
• lápiz
• carrito de juguete
• hilo
• plastilina
• cámara de video o celular con esta función.

Inicio

Solicite a los estudiantes que investiguen la Biografía de Isaac Newton en su cuaderno.

• Analice con los estudiantes por qué la segunda ley de Newton es fundamental. 

• Pedir a los estudiantes que extraigan de la sopa de letras las palabras para formar un enunciado para cada una de las leyes de Newton.

D	I	N	A	M	I	C	A	F	N	R
I	N	E	R	C	I	A	G	U	O	A
M	A	S	E	T	G	S	O	I	I	R
V	O	B	A	S	N	A	S	B	C	E
C	T	V	N	O	K	M	O	U	A	A
U	I	C	I	U	Y	P	P	Y	R	C
H	P	C	F	M	E	I	E	O	E	C
R	C	S	O	I	I	M	R	D	L	I
A	N	E	M	L	Y	E	R	E	E	O
G	I	P	L	Y	J	N	N	T	C	N
H	F	U	E	R	Z	A	B	T	A	O
O	A	E	R	S	O	T	M	A	O	P
F	U	N	D	A	M	E	N	T	A	L

Verificación de actividadesCerciórese que los estudiantes hagan referencia al trabajo de Newton en sus biografías. Exíjales desarrollar al menos una una página de texto en su cuaderno. 

Asegúrese que las palabras encontradas por los estudiantes incluyan: inercia, movimiento, reacción, acción, aceleración, fundamental, masa, fuerza, reposo, dinámica. 

Desarrollo

Por medio del juego de la papa caliente pida nuevamente identificar las palabras que forman los conceptos fundamentales de las leyes de Newton.

• Realice un recordatorio con los estudiantes sobre la primera ley de Newton. Pida que proporcionen ejemplos de lo trabajado en clase sobre el tema.
• Compare los diferentes conceptos que tienen los estudiantes sobre las leyes de Newton.

Analice con los estudiantes la segunda ley de Newton:

• La importancia de la segunda ley de Newton enmarca la relación entre la causa y efecto de un movimiento. Así, a partir de la fuerza que es ejercida sobre una masa esta adquiere una aceleración.
• Se debe entender que la aceleración no necesariamente indica incremento. Por ejemplo si en un carro en movimiento se aplica una fuerza como el freno esta aceleración será contraria a la trayectoria. En otras palabras, el carro sufrirá una aceleración en sentido contrario a su movimiento.
• La fórmula que formaliza esta ley es: [math]\displaystyle{ F = m * a }[/math]
• Haga notar a los estudiantes que la fuerza en un sistema es resultante de la las diversas fuerzas que actúan en él. 

Ejemplo 1

Una persona empuja una caja con una fuerza de 15N y esta adquiere una aceleración de 5m/s². Calcule la masa de la caja.

[math]\displaystyle{ F = m * a }[/math] despejando [math]\displaystyle{ M = F/a }[/math]

[math]\displaystyle{ F = 15N }[/math]

[math]\displaystyle{ a = 5 m/s^2 }[/math]

[math]\displaystyle{ m = ? }[/math]

[math]\displaystyle{ m = \frac {15Kg * m/s^2}{5m/s^2} }[/math]

[math]\displaystyle{ m = 75Kg }[/math]

Respuesta: la masa empujada es de 75Kg.

Ejemplo 2

Calcule la aceleración del sistema ilustrado en el dibujo y la tensión que hay en las cuerdas si en los extremos se encuentran dos masas de 5Kg cada una. Asuma que no hay fricción.

[Editar]

Datos obtenidos

[math]\displaystyle{ m_1 = 5Kg }[/math]

[math]\displaystyle{ m_2 = 5Kg }[/math]

[math]\displaystyle{ a = ? }[/math]

[math]\displaystyle{ T = ? }[/math]

[math]\displaystyle{ g= 9.8 m/s^2 }[/math]

Cuerpo m₁

[math]\displaystyle{ \sum Fx =m_1 * a }[/math]

[math]\displaystyle{ T = m_1 * a }[/math]

[math]\displaystyle{ \sum Fy = m_1 * a }[/math] (no existe aceleración)

[math]\displaystyle{ N - w_1= 0 }[/math] es lo mismo que [math]\displaystyle{ N - m_1 * g = 0 }[/math]

[math]\displaystyle{ N= (5Kg) 9.8m/s^2 = 49N }[/math]

Cuerpo m₂

[math]\displaystyle{ \sum Fx = 0 }[/math] (no existe)

[math]\displaystyle{ \sum Fy = m_2 * a }[/math]

[math]\displaystyle{ w_2 - T = m_2 * a }[/math]

Para encontrar la aceleración total del sistema se sustituye la tensión de la masa 1, ya que deberá ser la misma.

[math]\displaystyle{ m_2 * g-T= m_2 * a }[/math]

[math]\displaystyle{ m_2*g – m_1 * a = m_2 * a }[/math]

[math]\displaystyle{ m_2*g=m_2*a + m_1*a }[/math]

[math]\displaystyle{ m_2*g = a (m_2 + m_1) }[/math]

[math]\displaystyle{ a = \frac {m_2 * g}{m_2 + m_1} }[/math]

[math]\displaystyle{ a= \frac {5 Kg * 9.8m/s^2}{5 Kg + 5 Kg} }[/math]

[math]\displaystyle{ a = \frac {49 Kg*m/s^2}{10 Kg} }[/math]

[math]\displaystyle{ a = 4.9m/s^2 }[/math]

y para hallar la tensión

[math]\displaystyle{ T= m_1 * a }[/math]

[math]\displaystyle{ T = 5 Kg * 4.9m/s^2 }[/math]

[math]\displaystyle{ T= 24.5N }[/math]

Respuesta: la aceleración del sistema es de 4.9 m/s² y la tensión de la cuerda es de 24.5 N.

Solicite a los estudiantes que realicen la siguiente práctica de la 2^da Ley de Newton.

• Coloquen un carrito de juguete sobre la mesa.
• Coloquen una polea o carrete de hilo en el borde de la mesa.
• Enhebren un hilo de lana que tenga sujeto en el extremo un peso (por ejemplo un trozo de plastilina).
• Calculen la cantidad necesaria y la distancia para causar un movimiento y que el carrito se deslice hacia adelante.
• Pida a los estudiantes determinar las masas de los objetos y calcular la tensión del hilo y la aceleración del sistema.

[Editar]

Organice a los estudiantes en tríos y presente a cada trío un problema distinto relacionado con la 2^da Ley de Newton.

• Invite a los estudiantes a presentar su problema y la solución del mismo a todo el grupo. Indique al resto del grupo que tome las anotaciones correspondientes. Solicite a los estudiantes resolver los ejercicios de práctica de la guía del estudiante. Invite a los estudiantes a realizar un video creativo sobre la vida de Newton, sus leyes y la aplicación e importancia de las mismas en la vida cotidiana. 

Verificación de actividadesAtienda las dudas que planteen los estudiantes durante el desarrollo del tema.

Cerciórese que los estudiantes presten atención al tema y luego permita que anoten en su cuaderno los datos importantes proporcionados.

En caso de no tener acceso a tecnología, sustituya el desarrollo del video por la creación de un afiche con imágenes e información pertinentes. 

Cierre

• Aliente a los estudiantes a presentar sus videos e invite a personal de la comunidad educativa para conocer el trabajo realizado.
• Requiera que lo estudiantes completen la siguiente rúbrica del trabajo realizado. 

Criterio a evaluar	Excelente	Muy bueno	Bueno	Necesita mejorar
Videografía - interés	Muchas diferentes tomas, ángulos de cámara, efectos de sonido, y/o uso cuidadoso del acercamiento proporcionan variedad en el video.	Varias (3-4) diferentes tomas, ángulos de cámara, efectos de sonido, y/o uso cuidadoso del acercamiento, proporcionando variedad en el video.	Una ó dos diferentes tomas, ángulos de cámara, efectos de sonido, y/o uso cuidadoso del acercamiento proporcionando variedad en el video.	Poco esfuerzo fue hecho para proporcionar variedad en el video.
Conocimiento	Todos los estudiantes demostraron excelente conocimiento del contenido, no necesitando tarjetas de notas y no mostrando indecisión al hablar o al contestar preguntas.	Todos los estudiantes demostraron excelente conocimiento del contenido, pero 1-2 estudiantes necesitaron tarjetas de notas para hablar o contestar preguntas en una ocasión.	La mayoría de los estudiantes demostraron excelente conocimiento del contenido, pero 1 ó 2 a menudo necesitaron tarjetas de notas para hablar o contestar preguntas.	La mayoría de los estudiantes necesitaron tarjetas de notas para hablar y contestar preguntas.
Preguntas y respuestas	Excelentes preguntas profundas hechas por la coordinación y excelentes respuestas apoyadas con hechos provistas por todos los miembros del equipo.	Las preguntas que requerían respuestas basadas en hechos fueron hechas por la coordinación y todos los miembros del equipo proporcionaron respuestas correctas y a profundidad.	Las preguntas que requerían respuestas basadas en hechos fueron hechas por la coordinación y varios miembros del equipo proporcionaron respuestas correctas y a profundidad.	Las respuestas fueron proporcionadas por sólo 1 o 2 miembros del equipo.
Videografía - claridad	La calidad del video y el enfoque fue excelente en todas sus partes.	La calidad del video y el enfoque fue excelente en la mayor parte del video.	La calidad no fue muy buena, pero el enfoque fue excelente en todas las partes del video.	La calidad del video y el enfoque no fueron muy buenos.
Duración del video	El video tuvo una duración de 4 a 5 minutos.	El video tuvo una duración de 3-4 minutos.	El video tuvo una duración de 2-3 minutos.	El video tuvo una duración de menos 2 minutos.

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

Un grupo de personas que trabajan hacia una meta común para el cual todos son mutuamente responsables.