Universidad Nacional “José Faustino Sánchez Carrión” Escuela de Post Grado Tesis EL MÓDULO KINEO Y SUS EFECTOS EN EL APRENDIZAJE DE CINEMÁTICA EN LA INSTITUCIÓN EDUCATIVA N° 20335 “NUESTRA SEÑORA DEL CARMEN” DE HUAURA Presentado por JAVIER HONORATO RAMÍREZ GÓMEZ PARA OPTAR EL GRADO ACADÉMICO DE MAESTRO EN CIENCIAS DE LA GESTIÓN EDUCATIVA MENCIÓN: PEDAGOGÍA HUACHO - PERÚ 2 011 1 DEDICATORIA Comparto el presente trabajo de investigación con todos mis seres queridos que me dan la alegría de vivir: Mi esposa Gloria Mis hijos Osmán ( † ), Javier y Alexis. A la memoria eterna de mis padres por su profundo cariño y apoyo incondicional: Sóstenes Ortíz Acuña Teodolina Gómez Padilla y de mi abuela Honoria Padilla Méndez Q.P.D. A René A. Ruíz Ruíz De todo corazón mi eterno agradecimiento a un invalorable amigo de infancia y, A mi prima hermana Zoila Castañeda Gómez Padrino y Madrina de mi Matrimonio Civil 2 RECONOCIMIENTOS Deseo expresar mis reconocimientos individuales: Al Dr. Bladimiro Guevara Gálvez Docente Universitario de quilates y gran Maestro Educólogo del Perú por sus sabias enseñanzas y muchas discusiones estimulantes en el campo de la Investigación Pedagógica A mi Asesor de Tesis Dr. Julio Macedo Figueroa gran investigador y Docente de la Universidad Nacional “José F. Sánchez Carrión” por su gran apoyo y trabajo dinámico Del mismo modo deseo compartir el presente trabajo con todos mis compañeros de la IV Promoción 2 005 – 2 007 “ Charles Uculmana Suárez”, de la especialidad “Ciencias de la Gestión Educativa Pedagogía” de la Escuela de Postgrado de nuestra Primera Casa Superior de Estudios Agradecer y Reconocer a todos mis dilectos colegas de la IETIC Nº 20335 “Nstra. Señora del Carmen” – Huaura y de la Universidad Nacional “José F. Sánchez Carrión” que me apoyaron e inculcaron sabios consejos para seguir adelante hasta lograr mi caro deseo de graduarme como Maestro en Ciencias de la Gestión educativa Finalmente, siempre guardaré gratos recuerdos a todas mis alumnas del Quinto Grado de Educación Secundaria Promoción 2006 – 2010 de la I.E.T.I.C. Nº 20335 “Nstra. Señora del Carmen” – Huaura por compartir enteramente el presente trabajo de investigación en el campo de la Ciencia Física El Autor 3 ÍNDICE Pág INTRODUCCIÓN 12 RESUMEN 14 CAPÍTULO I Planteamiento del Problema 1.1. Descripción de la realidad problemática 18 18 18 1.2. Formulación del problema 19 1.2.1. Problema general 19 1.2.2. Problemas específicos 19 1.3. Formulación de objetivos 20 1.3.1. Objetivo general 20 1.3.2. Objetivos específicos 20 1.4. Justificación de la investigación 17 1.4.1. Por su conveniencia 21 1.4.2. Por su relevancia social 21 1.4.3. Por sus implicaciones prácticas 21 1.4.4. Por su incentivo a la innovación 22 1.5. Delimitaciones del estudio 22 1.6. Viabilidad del estudio 22 CAPÍTULO II Marco Teórico 2.1. Antecedentes de la investigación 2.2. Bases teóricas 24 24 24 28 2.2.1. Concepción de aprendizaje y los módulos de aprendizaje 28 2.2.2. Concepto de módulo de enseñanza 32 2.2.3. El autoaprendizaje en el proceso pedagógico 33 2.2.4. Las guías de aprendizaje 36 2.2.5. Concepto de cinemática 42 2.2.5.1. Historia 42 2.2.5.2. Elementos básicos de la cinemática 43 2.2.5.3. Fundamentos de la cinemática clásica 44 2.2.5.4. Sistemas de coordenadas 46 2.2.5.5. Movimiento rectilíneo 47 4 2.5.6. Movimiento rectilíneo uniformemente acelerado 49 2.2.5.7. Movimiento parabólico 50 2.2.5.8. Movimiento circular 52 2.2.5.9. Movimiento Circular Uniforme 54 2.2.5.10. Movimiento Circular Uniforme Acelerado 55 2.2.6. Beneficios del Módulo Kineo 2.3. Definiciones de términos básicos CAPÍTULO III Metodología de la Investigación 3.1. Formulación de la hipótesis 56 60 64 64 64 3.1.1. Hipótesis general 64 3.1.2. Hipótesis específicas 64 3.2. Operacionalización de variables 65 3.3. Diseño de la investigación 66 3.4. Población y muestra 66 3.5. Técnicas de recolección de datos 67 3.6. Técnicas el procesamiento de la información 67 CAPÍTULO IV Resultados y discusión de la investigación 68 68 4.1. Resultados 68 4.2. Contrastación de Hipótesis 73 4.3. Discusión e Interpretación de Resultados 76 CAPÍTULO V Conclusiones y Recomendaciones 78 78 5.1. Conclusiones 78 5.2. Recomendaciones 79 CAPÍTULO VI Fuentes de información 6.1. Referencias bibliográficas 80 80 80 6.2. Fuentes bibliográficas consultadas 81 6.3. Fuentes electrónicas consultadas 82 ANEXOS 84 5 ÍNDICE DE TABLAS Pág Tabla 1 Estadísticos de fiabilidad 68 Tabla 2 El módulo de Física y sus efectos en el aprendizaje de Cinemática en la Institución Educativa N° 20335 Nuestra Señora del Carmen de Huaura - Grupo control 69 Tabla 3 El módulo KINEO y sus efectos en el aprendizaje de Cinemática en la Institución Educativa N° 20335 Nuestra Señora del Carmen de Huaura - Grupo experimental 69 Tabla 4 Comparación de grupos de control y experimental en relación al laboratorio 70 Tabla 5 Comparación de grupos de control y experimental en relación a las capacidades 71 Tabla 6 Cuadro resumen de las evaluaciones del Módulo KINEO 5º grado de secundaria Secciones A (experimental) y B (control) 72 Tabla 7 Cuadro General de correlaciones 73 Tabla 8 Módulo KINEO y Comprensión de la Información 73 Tabla 9 Módulo KINEO e Indagación y experimentación 74 Tabla 10 Módulo KINEO y práctica de actitudes 75 Tabla 11 Promedios de los rendimientos académicos 76 6 ÍNDICE DE GRÁFICOS Gráfico 1 Pág. 70 Comparación de grupos de control y experimental en relación al laboratorio Gráfico 2 71 Comparación de grupos de control y experimental en relación a las capacidades Gráfico 3 72 Evaluaciones del Módulo KINEO 5º grado de secundaria Secciones : A (experimental) y B (control) 7 ÍNDICE DE FOTOS Pág. Foto N° 01 Investigación: Velocidad promedio y Módulo de la velocidad 131 Foto N° 02 Investigación: Movimiento de los cuerpos 131 Foto N° 03 Investigación: Velocidad promedio y Módulo de la velocidad 131 Foto N° 04 Investigación: Movimiento Rectilíneo Uniforme – M.R.U. 132 Foto N° 05 132 Investigación: Movimiento Rectilíneo Uniformemente Variado – M.R.U.V. Foto N° 06 132 Investigación: Movimiento rectilíneo uniformemente variado – M.R.U.V. Foto N° 07 Investigación: Caída libre de cuerpos 133 Foto N° 08 Investigación: Caída libre de cuerpos 133 Foto N° 09 Investigación: Movimiento circular uniforme – M.C.U. 133 Foto N° 10 Investigación: Movimiento circular uniforme – M.C.U. 134 Foto N° 11 Investigación: Movimiento circular uniforme – M.C.U. 134 Foto N° 12 Alumnas integrantes del grupo de investigación 134 Foto N° 13 Equipos e instrumentos de experimentación de Módulo Kineo 135 8 ÍNDICE DE ENCUESTAS Pág. Anexo 1 Encuesta – Tabulación Grupo control 85 Anexo 2 Cuadro de correspondencia entre indicadores y apreciaciones Grupo control 86 Anexo 3 Encuesta – Tabulación Grupo experimental 87 Anexo 4 Cuadro de correspondencia entre indicadores y apreciaciones Grupo experimental 88 9 ÍNDICE DE UNIDADES DIDÁCTICAS DE MÓDULO KINEO Pág. - Unidad Didáctica 01 Rapidez media y velocidad media 90 - Unidad Didáctica 02 Movimiento Rectilíneo Uniforme – M.R.U. 97 - Unidad Didáctica 03 Movimiento Rectilíneo Uniformemente Variado – M.R.U.V. 106 - Unidad Didáctica 04 Caída vertical de los cuerpos 116 - Unidad Didáctica 05 Movimiento Circular Uniforme - M.C.U. 123 10 ÍNDICE DE CUADROS Pág. CUADRO N° 01 Promedio de notas 2009 del Área de C.T.A. – I.E.T.I.C. 137 CUADRO N° 02 Programación de contenidos y talleres experimentales 138 CUADRO N° 03 Sumilla del Área de C.T.A. 140 CUADRO N° 04 Registro auxiliar de control de evaluaciones – Sección A 142 CUADRO N° 05 Registro auxiliar de control de evaluaciones – Sección B 143 CUADRO N° 06 Consolidado final de las evaluaciones – Módulo KINEO 144 11 INTRODUCCIÓN El área de Ciencia, Tecnología y Ambiente tiene como propósito fundamental promover en los estudiantes una cultura científica y tecnológica para que comprendan y actúen en el mundo desarrollando una conciencia ambiental. Por eso, es necesario desarrollar capacidades de comprensión de la información, indagación y experimentación. En el análisis de los resultados del año lectivo 2009, de la Institución Educativa N° 20335 Nuestra Señora del Carmen de Huaura, con respecto al área de C.T.A., tomando como muestra al 5º Grado de Secundaria, se determinaron que los rendimientos académicos promedios a nivel de bimestres fue 12.13 puntos y el porcentaje de desaprobados fue de 21.2%. Por otro lado, los docentes del área observaron un desinterés de alrededor del 50% de los estudiantes por ésta área, reflejados en el nivel de incumplimiento de las tareas encomendadas a los estudiantes. Además, de 34 sesiones educativas posibles en el laboratorio solo se realizaron 06, que representa el 17,6%. Los maestros no podemos estar indiferentes frente a situaciones educativas problemáticas. En esa orientación, dicha realidad me motivó a formular la pregunta: ¿Cuál es la relación y el efecto que existen entre el uso del Módulo KINEO y el aprendizaje sobre Cinemática logrado por 12 los estudiantes del Quinto Grado del nivel secundaria de la Institución Educativa N° 20335 Nuestra Señora del Carmen de Huaura – Año 2010? Se constituyeron dos grupos de estudiantes: uno experimental que utilizó el Módulo KINEO y otro de control. Se aplicaron encuestas por separado a los estudiantes del 5to. Año Sección A (experimental) y 5to. Año Sección B (control). Para conocer la fiabilidad del instrumento de la investigación, éste fue sometido a la técnica de Alfa de Cronbach. La investigación: EL MÓDULO KINEO Y SUS EFECTOS EN EL APRENDIZAJE DE CINEMÁTICA EN LA INSTITUCIÓN EDUCATIVA N° 20335 NUESTRA SEÑORA DEL CARMEN DE HUAURA, es de naturaleza Cuasi-Experimental y Correlacional, de corte transversal por cuanto se realizó en el 2do. Bimestre del año académico 2010. Está organizado en seis capítulos: 1) Planteamiento del problema, 2) Marco teórico, 3) Metodología de la investigación, 4) Resultados, 5) Conclusiones y Recomendaciones y 6) Bibliografía. 13 RESUMEN El área de Ciencia, Tecnología y Ambiente tiene por finalidad desarrollar capacidades, conocimientos y actitudes científicas a través de actividades vivenciales e indagatorias. Estos procesos de reflexiónacción y acción-reflexión que los estudiantes ejecutan dentro de su contexto natural y sociocultural, los compromete para integrarse a la sociedad del conocimiento y asumir los nuevos retos del mundo moderno. Por tanto, el área contribuye al desarrollo integral de la persona, en relación con la naturaleza de la cual forma parte, con la tecnología y con su ambiente, en el marco de una cultura científica. Los conocimientos previstos en el currículo permiten lograr las capacidades por lo cual el tratamiento de las mismas se realiza a partir de la comprensión de información y la indagación y experimentación. En ese contexto, se realizó esta investigación Cuasi-Experimental y Correlacional, de tipo transversal ya que se tomó como referencia el 2do. Bimestre del año académico 2010, El objetivo formulado fue: Determinar la relación y el efecto que existen entre el uso del Módulo KINEO y el aprendizaje sobre Cinemática logrado por los estudiantes del Quinto Grado del nivel secundaria de la Institución Educativa N° 20335 “Nuestra Señora del Carmen” de Huaura – Año 2010. La muestra estuvo conformada por 42 estudiantes, 19 del grupo experimental y 23 del grupo control. 14 El índice de fiabilidad del instrumento utilizado fue de 0,91 en la escala de Alfa Cronbach. En todo el procesamiento de datos, se aplicó el Statistical Package of Social Sciencies – S.P.S.S. Versión 17. La conclusión general de la investigación es que existe una alta correlación entre el uso del Módulo KINEO y su efecto en el aprendizaje sobre Cinemática logrado por los estudiantes del Quinto Grado del nivel secundaria de la Institución Educativa N° 20335 Nuestra Señora del Carmen de Huaura – Año 2010. Las conclusiones específicas de la investigación son: a) El uso del Módulo KINEO tiene una alta correlación con la capacidad de comprensión de la información sobre Cinemática. b) El uso del Módulo KINEO tiene una alta correlación con la capacidad de indagación y experimentación sobre Cinemática. c) El uso del Módulo KINEO tiene una alta correlación con la práctica de actitudes sobre Cinemática. d) Los promedios de los estudiantes que utilizan el Módulo KINEO son mejores que de los estudiantes del grupo de control que no lo utilizan. Palabras claves: Módulo KINEO, Cinemática, Estrategia de Aprendizaje. 15 SUMMARY The area of Science, Technology and Ambience takes as a purpose to develop capacities, knowledge and scientific attitudes across existential and investigatory activities. These processes of reflection action and action - reflection that the students execute inside his natural and sociocultural context, he compromises them to integrate the society of the knowledge and to assume the new challenges of the modern world. Therefore, the area contributes to the integral development of the person, as regards the nature of which it is a part, with the technology and with his ambience, in the frame of a scientific culture. The knowledge foreseen in the curriculum allows to achieve the capacities by which the treatment of the same ones is realized from the comprehension of information and the investigation and experimentation. In this context, this quasi-experimental investigation was realized and correlacional, of transverse type since it took as a reference 2do. Bimestre of the academic year 2010, The formulated target was: To determine the relation and the effect that they exist between the use of the Module KINEO and learning on Kinematics achieved by the students of the Fifth Grade of the level would help of the Educational Institution N ° 20335 Our Lady of Carmen de Huaura and the use of the Module KINEO 16 – Year 2010. The sample was shaped by 42 students, 19 of the experimental group and 23 of the group control. The index of reliability of the used instrument was 0,91 in the scale of Alpha Cronbach. In the whole prosecution of information, Social Statistical Package of Sciencies was applied – S.P.S.S. Version 17. The general conclusion of this research is that there is a high correlation between the use of Module kine and its effect on the kinematics learning achieved by students in fifth grade of secondary school of School No. 20335 Our Lady of Mount Caramel Huaura - 2010. The conclusions of the investigation are: a) The use of the Module KINEO has a high interrelation with the capacity of comprehension of the information about Kinematics. b) The use of the Module KINEO has a high interrelation with the capacity of investigation and experimentation on Kinematics. c) The use of the Module KINEO has a high interrelation with the practice of attitudes on Kinematics. d) The averages of the students who use the Module KINEO are better than of the students of the control group who do not use it. Words fix: Module KINEO, Kinematics, Strategy of Learning. 17 CAPITULO I PLANTEAMIENTO DEL PROBLEMA 1.1. Descripción de la realidad problemática Durante la primera semana del mes de Marzo de 2010, en la INSTITUCIÓN EDUCATIVA N° 20335 “NUESTRA SEÑORA DEL CARMEN” DE HUAURA, se realizó el análisis de los resultados del año académico 2009 de las diversas áreas académicas (1) . Con respecto al área de Ciencia, Tecnología y Ambiente, tomando como ejemplo el 5º Grado de Secundaria, se obtuvieron entre otros resultados, que los rendimientos académicos promedios a nivel de bimestres fueron muy bajos : 11,65 en 1º ; 11,78 en 2º ; 11.30 en 3º y 13.91 en el 4° bimestre, respectivamente. Asimismo, los índices de desaprobados fueron para este período de 25 % en 1º; 22 % en 2º, 21% en el 3° y 17 % en el 4º bimestre. Por otro lado, los docentes del área señalaron que se observó desinterés de alrededor del 50% de los estudiantes por ésta área, reflejados en el nivel de incumplimiento de las tareas encomendadas a los estudiantes. Además, de 34 sesiones educativas posibles en el laboratorio solo se realizaron 06, que representa el 17,6%. Esta realidad es bastante preocupante en la medida que refleja una ruptura entre los objetivos propuestos y los niveles de aprendizajes logrados, así como la inversión realizada en los servicios educativos y la eficacia en el logro de objetivos. 18 1.2. Formulación del problema 1.2.1. Problema general ¿Cuál es la relación y el efecto que existen entre el uso del Módulo KINEO y el aprendizaje sobre Cinemática logrado por los estudiantes del Quinto Grado del nivel secundaria de la Institución Educativa N° 20335 “Nuestra Señora del Carmen” de Huaura Año 2010? 1.2.2. Problemas específicos a) ¿Cuál es la relación que existe entre el uso del Módulo KINEO y el logro de capacidades de comprensión de información sobre Cinemática? b) ¿Cuál es la relación que existe entre el uso del Módulo KINEO y el logro de capacidades de indagación y experimentación sobre Cinemática? c) ¿Cuál es la relación que existe entre el uso del Módulo KINEO y el logro de la práctica de actitudes sobre Cinemática? d) ¿Cómo son los promedios de los rendimientos académicos sobre Cinemática de los estudiantes del Quinto Grado de secundaria de la Institución Educativa N° 20335 “Nuestra Señora del Carmen” de Huaura – Año 2010, que utilizan el Módulo KINEO comparados con los de aquellos que no lo usan? 19 1.3. Formulación de objetivos 1.3.1. Objetivo general Determinar la relación y el efecto que existen entre el uso del Módulo KINEO y el aprendizaje sobre Cinemática logrado por los estudiantes del Quinto Grado del nivel secundaria de la Institución Educativa N° 20335 “Nuestra Señora del Carmen” de Huaura – Año 2010. 1.3.2. Objetivos específicos a) Determinar la relación que existe entre el uso del Módulo KINEO y el logro de capacidades de comprensión de información sobre Cinemática. b) Determinar la relación que existe entre el uso del Módulo KINEO y el logro de capacidades de indagación y experimentación sobre Cinemática. c) Determinar la relación que existe entre el uso del Módulo KINEO y el logro de la práctica de actitudes sobre Cinemática. d) Comparar los promedios de los rendimientos académicos sobre Cinemática de los estudiantes del grupo que utilizan el Módulo KINEO y de los de control del Quinto Grado de secundaria de la 20 Institución Educativa N° 20335 “Nuestra Señora del Carmen” de Huaura – Año 2010. 1.4. Justificación de la investigación Esta investigación se justifica, teniendo como criterios básicos los siguientes: 1.4.1. Por su conveniencia La cinemática, en la actualidad, es un tema sumamente trascendente, en tanto está relacionado con los vehículos motorizados de transporte público, por ende su estudio es conveniente a las autoridades, docentes, estudiantes, administrativos y padres de familia en general de la Institución Educativa N° 20335 “Nuestra Señora del Carmen” de Huaura – Año 2010, porque va a permitir proponer políticas educativas para mejorar la formación de los estudiantes. 1.4.2. Por su relevancia social La trascendencia de la investigación está vinculada a mejorar las capacidades de los estudiantes de secundaria de la Institución Educativa N° 20335 “Nuestra Señora del Carmen” de Huaura – Año 2010 en relación al área de Ciencia, Tecnología y Ambiente, especialmente al tema de Cinemática. 1.4.3. Por sus implicaciones prácticas 21 Los resultados servirán para resaltar la vigencia del Módulo KINEO y su aplicación en los procesos educativos en relación a la Unidad Didáctica sobre CINEMÁTICA. 1.4.4. Por su incentivo a la innovación Conocer las potencialidades pedagógicas del Módulo KINEO por parte de los docentes y estudiantes, definitivamente promoverá la realización de actividades significativas teniendo en cuenta en todo momento las diversas inteligencias. 1.5. Delimitaciones del estudio 1.5.1. Delimitación espacial.- Esta investigación está limitada a determinar las relaciones y los efectos del Módulo KINEO en el aprendizaje de Cinemática en los estudiantes del Quinto Grado de secundaria de la Institución Educativa N° 20335 Nuestra Señora del Carmen de Huaura – Año 2010. 1.5.2. Delimitación temporal.- Esta investigación se realizó en el Segundo Bimestre del año académico 2010. 1.5.3. Delimitación teórica.- Los marcos teóricos están relacionados al Módulo KINEO y la Cinemática. 1.6. Viabilidad del estudio Este proyecto de investigación fue viable, porque aprobó las cuatro evaluaciones básicas: 22 A) Evaluación Técnica.- El proyecto formulado presentó todos los elementos necesarios para su desarrollo, de acuerdo a los requerimientos de la Escuela de Postgrado. B) Evaluación ambiental.- Por ser una investigación descriptivo cuasi-experimental, no tiene impacto ambiental negativo en ninguno de los niveles del ecosistema. C) Evaluación presupuestaria.- El presupuesto de inversión estuvo debidamente garantizado por el investigador. D) Evaluación socio-económica.- Los recursos económicos estuvieron debidamente logrados, así como el equipo de apoyo estuvo implementado por el cual su participación fue excelente. 23 CAPITULO II MARCO TEÓRICO 2.1. Antecedentes de la investigación Hoy, el Perú reclama un Diseño Curricular Nacional (DCN)(2) inclusivo, significativo, que responda a la diversidad socio cultural y a las exigencias del siglo XXI, que plantee con claridad y criterios de secuencialidad y articulación el desarrollo de competencias básicas en los estudiantes a lo largo de su desarrollo hasta concluir su Educación Básica Regular y que responda al Proyecto Educativo Nacional al 2021 (PEN): “La educación que queremos para el Perú”, aprobado mediante la Resolución Suprema Nº 001-2007-ED, del 7 de enero de 2007. El Ministerio de Educación reitera la pertinencia de mantener un Diseño Curricular Nacional por varios años, no obstante, en un proceso dinámico en función de la realidad y los avances del conocimiento, deberá ir incorporando aquellos conocimientos y capacidades necesarias para un mundo globalizado y en permanente cambio. Fundamentación del Área: Ciencia, Tecnología y Ambiente(3) Esta área tiene por finalidad desarrollar capacidades, conocimientos y actitudes científicas a través de actividades vivenciales e indagatorias. Estos procesos de reflexión-acción y acción-reflexión que 24 los estudiantes ejecutan dentro de su contexto natural y sociocultural, los compromete para integrarse a la sociedad del conocimiento y asumir los nuevos retos del mundo moderno. Por lo tanto, el área contribuye al desarrollo integral de la persona, en relación con la naturaleza de la cual forma parte, con la tecnología y con su ambiente, en el marco de una cultura científica. Contribuye a brindar alternativas de solución a los problemas ambientales y de la salud en la búsqueda de lograr una mejor calidad de vida. El área de Ciencia, Tecnología y Ambiente está orientada a que los estudiantes desarrollen una cultura científica, para comprender y actuar en el mundo, y, además, desarrolla la conciencia ambiental de gestión de riesgos. Respecto a los conocimientos, se recomienda abordar los temas eje desde los problemas tecnológicos de impactos sociales y ambientales tales como la contaminación ambiental, el cambio climático, problemas bioéticos; ello propicia en los estudiantes la participación activa mediante el debate, en los cuales pueden argumentar, desde marcos de referencia éticos, el papel de la ciencia y tecnología en el desarrollo de la humanidad. Los conocimientos previstos para el desarrollo del aula en el currículo permiten lograr las competencias por lo cual el tratamiento de las mismas se realizará a partir de la comprensión de información y la indagación y experimentación. 25 Presento el cuadro de relaciones entre conocimientos, capacidades y actitudes de los estudiantes considerados en el Área de Ciencia, Tecnología y Ambiente del 5to Grado de secundaria. CONOCIMIENTOS Movimiento • Movimiento de los cuerpos. Movimiento Rectilíneo Uniforme. Movimiento Rectilíneo Uniformemente Variado. • Caída libre de los cuerpos. • Movimiento parabólico. Movimiento Circular. • Causa del movimiento de los cuerpos. Leyes de Newton. • Plano Inclinado. • Ley de Gravitación Universal. • Condiciones de Equilibrio Mecánico. • Cantidad de movimiento. • Biomecánica. • Centro de gravedad. • Las articulaciones. CAPACIDADES Comprensión de información • Analiza información sobre diferentes tipos de investigación. • Organiza información sobre movimiento de los cuerpos. • Interpreta las teorías y conocimientos sobre las leyes. Indagación y experimentación • Interpreta los fenómenos físicos de la materia. • Formula hipótesis con base de conocimientos cotidianos, conocimientos científicos, teorías, leyes y modelos científicos. • Establece diferencias entre modelos, teorías, leyes e hipótesis • Aplica principios y leyes de la física para resolver problemas de los diferentes fenómenos físicos. • Realiza mediciones con instrumentos adecuados a las características y magnitudes de los objetos de estudio. • Verifica las relaciones entre distancia recorrida, velocidad y fuerza involucrada en diversos tipos de movimiento. • Establece diferencia entre descripción, explicación y evidencia. • Registra las observaciones y resultados utilizando esquemas, gráficos y tablas. • Establece relación entre las diferentes fuerzas que actúan sobre los cuerpos en reposos o en movimiento. • Elabora informes científicos, monografías, tesinas, ensayos. Así mismo, Basilio, E. (2010) (4) ACTITUDES - Demuestra curiosidad en las prácticas de campo. - Participa en los trabajos de investigación de manera creativa. - Cuida y protege su ecosistema. - Muestra iniciativa e interés en los trabajos de investigación. - Valora el uso de lenguaje de la ciencia y tecnología. - Propone alternativa de solución frente a la contaminación del ambiente. - Valora los aprendizajes desarrollados en el área como parte de su proceso formativo. - Valora la biodiversidad existente en el país. , en su tesis: Eficacia del Módulo Hidro para mejorar el aprendizaje de la mecánica de fluidos en estudiantes del Quinto de Secundaria del C.E.T.I. “Julio César Tello” de Hualmay – Huaura, presentado para Optar el Grado de Maestro en Ciencias de la Gestión Educativa Mención: Pedagogía, concluye que la aplicación del Módulo Hidro en estudiantes del quinto grado de secundaria del Centro Educativo Técnico Industrial “Julio César Tello” de Hualmay – Huaura mejora significativamente sus aprendizajes sobre la Mecánica de Fluidos. Además, comparando los promedios vigesimales, 26 de 15,76 del grupo experimental, respecto del promedio vigesimal de 10,67 del grupo de control, demuestra que los rendimientos académicos respecto del aprendizaje de la Mecánica de Fluidos son mayores en los estudiantes del grupo experimental, que usaron el Módulo Hidro, en relación a los del grupo de control que trabajaron con la estrategia tradicional. Landeo, Félix. (2004)(5)El Maravilloso Mundo de las Ciencias I y II, propone un conjunto de actividades experimentales relacionadas a la física, en especial considera casos de cinemática, lo que permite sostener que es sumamente importante la realización de actividades experimentales para mejorar el aprendizaje de Física y proponer la formación integral de los futuros ciudadanos. Dichas actividades se administran mediante guías los mismos que se encuentran en un determinado módulo. Fesquet y Gondell. (1984)(6). Manual de la UNESCO para la enseñanza de las Ciencias, considera actividades experimentales de física donde se utilizan materiales sumamente accesibles pero de gran trascendencia pedagógica. Estas actividades permiten el trabajo teórico y experimental con la participación directa de los estudiantes no solamente en forma individual, sino también en equipos. La labor del docente es de enorme importancia por cuanto dirige tanto el proceso de enseñanza como del aprendizaje significativo. . Miranda, V. (2008)(7).Factores que inciden en el proceso enseñanza-aprendizaje de Física Elemental en los estudiantes de 27 secundaria I.E. Raúl Porras Barrenechea – Carabayllo – Lima. En esta investigación cuando el autor pregunta: ¿Utilizan el laboratorio de Física para complementar la teoría? Se observa que un 9% de los estudiantes afirma que siempre utilizan el laboratorio de Física para complementar la teoría y un 91% afirma que algunas veces. Además, a la pregunta: ¿Tu profesor utiliza algún material didáctico cuando explica un tema de Física?. Se observa que un 8% de los estudiantes afirma que el docente siempre utiliza algún material didáctico cuando explican tema de Física, un 59% afirma que algunas veces lo hace y un 33%, afirma que el docente nunca utiliza algún material didáctico cuando explica un tema de Física Elemental. Ante estos resultados, entre otros, recomienda que los colegios deben ofrecer más importancia la implementación, preparación y asesoramiento permanente a los docentes sobre la elaboración y la utilización del material didáctico de Física elemental, para lograr con ellos el desarrollo positivo de la actitud científica y por endeel aprendizaje significativo. Así mismo, recomienda adoptar técnicas didácticas de enseñanza de la Física para así lograr un óptimo desarrollo de sus habilidades mentales y aptitudes basadas en sus potencialidades científicas. 2.2. Bases teóricas 2.2.1. Concepción de aprendizaje y los módulos de aprendizaje (8) Naturalmente, el desarrollo de habilidades cognitivas, el rol protagónico del estudiante y el carácter orientador de la tarea del profesor –factores de cuya concurrencia depende el aprendizaje a través 28 de módulos– precisan del predominio de una concepción cognitivoconstructivista del proceso de aprender. Esta concepción ha sido bastamente comentada y analizada en distintos trabajos y en investigaciones llevadas a cabo por diversos equipos. Por lo tanto, interesa en esta oportunidad destacar algunos aspectos de esta concepción desde el punto de vista del estudiante, del profesor y de la situación de aprendizaje que implica el módulo. A) Desde el punto de vista del estudiante: El módulo de aprendizaje facilita: • Su participación protagónica y activa en el proceso de aprehensión del conocimiento. Esta participación garantiza que sus esquemas mentales sean confirmados, modificados, diversificados o coordinados con otros. De esta manera, logra “construir” redes de significados que amplían su conocimiento del mundo y promueven su desarrollo personal. A través de su participación, el estudiante se compromete con la adquisición de contenidos, actitudes y valores, por cuanto el aprendizaje requiere de su actividad interna y de una actitud alerta frente a los estímulos que recibe y procesa. • La activación de los conocimientos previos del estudiante, que son altamente valorados en la teoría constructivista. Éstos se relacionan con los nuevos conocimientos y el estudiante los incorpora a sus esquemas, produciéndose, de esta manera, el aprendizaje significativo. • La motivación, el interés o la necesidad de aprender. Esta motivación es interna, de carácter cognitivo y se origina siempre en un desequilibrio 29 entre lo que el estudiante sabe y lo que quiere saber. El desequilibrio se relaciona íntimamente con un interés imperioso que obliga al estudiante a llevar a cabo determinadas acciones y procesos, con el fin de conseguir un nuevo estado de equilibrio, es decir, un nuevo aprendizaje. • El monitoreo de su avance en el proceso de aprendizaje. Este monitoreo se da mediante la autoevaluación y la coevaluación. Ambas actividades suponen una retroalimentación para el estudiante, desde la cual puede reorganizar su aprendizaje, si es necesario. • La aplicación del conocimiento adquirido a nuevas situaciones, ante las cuales el estudiante podrá asumir una actitud crítica, autónoma y creativa, por cuanto sus nuevos esquemas mentales le permitirán interpretar reflexivamente las realidades que enfrente. B) Desde el punto de vista del profesor: El diseño de módulos de aprendizaje le permite al profesor: • Orientar y guiar al alumno durante el proceso de aprendizaje. Para ello, el profesor deberá utilizar estrategias adecuadas (como metodologías activas e investigadoras) y participar interactivamente con el alumno. • Integrar el contexto social a la actividad didáctica. Esto presupone que el profesor ha diagnosticado la realidad sociocultural y académica del estudiante y procura permanentemente que el alumno observe, analice e interprete su realidad próxima, con el fin de comprenderla y mejorarla. 30 • Evaluar constantemente los progresos de los estudiantes y aplicar estrategias remediables para los posibles problemas que puedan surgir. • Promover el proceso metacognitivo de los estudiantes, para que después de la toma de conciencia de su aprendizaje y de las estrategias que han aplicado- sean capaces de responder eficientemente a nuevos desafíos cognitivos, sociales y culturales. C) Desde el punto de vista de la situación de aprendizaje: La situación de aprendizaje que constituye el módulo promueve: • El trabajo interactivo de profesor y alumno, pues ambos colaboran en el desarrollo de las competencias del alumno. • La aplicación de estrategias para activar el proceso cognitivo. Un proceso, en este caso, es comprendido como una serie de etapas muy relacionadas entre sí, organizadas sistemática y jerarquizadamente, que pretenden lograr un propósito determinado en un tiempo específico, de carácter dinámico y participativo y de niveles de complejidad progresivamente ascendentes. Este proceso puede ocurrir en forma independiente o interrelacionarse con otros procesos, que forman parte de un sistema mayor. • La flexibilidad, en términos de que pueden incorporarse nuevos recursos y/o nuevas situaciones de aprendizaje que lo enriquezcan. De esta manera, el profesor puede reorganizar los contenidos del módulo, 31 siempre y cuando respete el carácter inductivo-deductivo, propio de esta herramienta. 2.2.2. Concepto de módulo de enseñanza (9) Un módulo de enseñanza es una propuesta organizada de los elementos o componentes instructivos para que el alumno/a desarrolle unos aprendizajes específicos en torno a un determinado tema o tópico. Los elementos o componentes instructivos básicos que un módulo debe incluir son: a) Los objetivos de aprendizaje, b) Los contenidos a adquirir, c) Las actividades que el alumno ha de realizar, y d) La evaluación de conocimientos o habilidades Un módulo está formado por secciones o unidades. Estas pueden organizarse de distintas formas. Las dos criterios básicos para estructurar un módulo en secciones o unidades son optar por una organización en torno a núcleos de contenido (ejemplo, un módulo de historia de Canarias puede estructurarse por épocas o periodos: la civilización guanche, el periodo de la conquista, etc.), o bien organizar un módulo por niveles de aprendizaje (por ejemplo un módulo de lectoescritura puede organizarse para sujetos sin conocimientos previos de lectoescritura (nivel de iniciación), para personas que leen y escriben con dificultades (nivel de mejora), o bien para individuos con un dominio aceptable del mismo, pero que necesitan más prácticas (nivel de profundización). Los módulos de enseñanza son formas organizativas (como también lo son las lecciones, las unidades didácticas, o los diseños 32 curriculares) de los distintos elementos del currículum: los objetivos, contenidos, metodología y evaluación. Sin embargo, en el proceso real de enseñanza y aprendizaje los módulos deben ser operativizados y presentados al alumnado a través de materiales didácticos (también conocidos como “materiales curriculares”). El conocimiento implicado en cada módulo es enseñando y aprendido a través de los materiales didácticos. Por ello, en la práctica real se tiende a confundir los módulos con los materiales, aunque a efectos teóricos sea necesario distinguirlos. 2.2.3. El autoaprendizaje en el proceso pedagógico. Para comprender autoaprendizaje, es el funcionamiento necesario tener claro de lo las que guías de significa autoaprendizaje. El autoaprendizaje se define como la capacidad de aprender a aprender, cuando un estudiante ha aprendido a aprender por si mismo y no necesita de mayor intervención del maestro/a, se dice que es un aprendiz autónomo. En el autoaprendizaje el/la estudiante tiene un papel activo en el proceso pedagógico, tiene la capacidad de elegir la manera de resolver situaciones planteadas, hace uso de su tiempo y de su espacio; para l cual cuenta con medios y materiales necesarios, así como la mediación del profesor/a si la requiere. Aebli, H. (1991), expone cinco capacidades que deben desarrollar los alumnos/as para que suceda un aprendizaje autónomo, estas son: 33 1. Establecer contacto, por si mismos, con cosas e ideas: leer y observar. 2. Comprender por si mismos fenómenos y textos. 3. Planear por si mismos acciones y solucionar problemas por si mismos. 4. Ejercitar actividades por si mismos, poder manejar información mentalmente. 5. Mantener por si mismos la motivación para la actividad y para el aprendizaje. Es posible que estas competencias se desarrollen en un alumno/a, sin embargo no es tan obvio que aprendan a lograrlo de manera autónoma, en la mayor parte de las escuelas se dan bajo la dirección del maestro/a. el aprendizaje autónomo no significa necesariamente un aprendizaje aislado, al contrario la persona se prepara para formar parte de un trabajo en grupo, por lo tanto es un aprendizaje social. A más de las capacidades que debe desarrollar el alumno/a, Aebli6 considera tres componentes como pilares fundamentales de aprendizaje autónomo: saber, saber hacer y querer. El componente de saber: conocer el aprendizaje propio, tener una idea clara de los procesos de aprendizaje correctos. El componente de saber hacer: aplicar prácticamente procedimientos de aprendizaje. El componente del querer: estar convencido de la utilidad del procedimiento de aprendizaje y querer aplicarlo. 34 Aprendizaje autónomo es un constante aprender a aprender, lo que significa aprender a utilizar la memoria, a leer, a escuchar, a escribir, actuar por si mismo; lo que implica tener habilidad para utilizar las herramientas que sirvan para la construcción y reconstrucción del conocimiento y actitud necesaria o predisposición individual para el aprendizaje". Esto requiere de un espacio adecuado donde el alumno/a tenga la posibilidad de hacer uso de los materiales que necesita para la construcción del conocimiento y donde tenga la oportunidad de recibir atención del profesor/a para reforzar el conocimiento. Es decir espacios donde el/la estudiante debe descubrir y aprender y donde el docente acompaña al estudiante en su proceso de aprendizaje buscando que éste desarrolle sus propias estrategias de aprendizaje, enseñándole a aprender. En este proceso de aprender a aprender, donde los estudiantes son aprendices autónomos esmerados en construir, redescubrir y ampliar los conocimientos, desarrollar destrezas, actitudes, etc; las guías de autoaprendizaje cumplen un rol fundamental, pues a través de consignas u órdenes escritas, permite que el alumno/a trabaje en actividades del conocimiento en forma individual y, haciéndolo gestor de su propio aprendizaje. Hay aún un trecho que recorrer en cuanto al diseño instruccional, todavía demasiado formal y rígido para las necesidades de un material autoformativo como es el de las guías. 35 Las investigaciones concluyen que en países como Colombia, Guatemala y Chile; en los que se ha incursionado en propuestas por el mejoramiento de la educación y en donde los módulos de aprendizaje se constituyen en una herramienta fundamental para el trabajo, se ha logrado éxitos en los aprendizajes principalmente en las áreas de lenguaje y matemática, así como también el desarrollo de destrezas para resolver problemas en forma creativa, mejor uso del tiempo y manejo de la disciplina en la clase, trabajo autónomo de los estudiantes de manera productiva. Sin embargo persiste la necesidad de una permanente capacitación docente en cuanto a la utilización del material autoinstructivo y la aplicación de metodologías que potencien el trabajo autónomo en niños/as, puesto que el logro de aprendizajes de los estudiantes puede caerse si los programas no son apoyados por los recursos requeridos y maestros propiamente entrenados. Estos dos factores son identificados como claves. En cuanto al diseño de las guías, para que estas sean funcionales, sus contenidos deben responder a la realidad de la población rural y/o urbana sin desvincularse de los contenidos del currículo nacional. 2.2.4. Las guías de aprendizaje. Las guías de aprendizaje se presentan como la herramienta idónea y de significativa importancia en el desarrollo del clima pedagógico autónomo. 36 A través de estas guías o planes de estudio modular que los/as estudiantes cumplen a su propio ritmo, se promueve la eficiencia, se reduce la repetición y el abandono en las escuelas. Es imperativo en este tipo de instituciones formar aprendices autónomos; que avancen a su propio ritmo, que aprendan a aprender para no hacer imprescindible la presencia del docente en el proceso de aprendizaje. Esta es la finalidad implícita en las guías de autoaprendizaje "el aprender por si mismo". Para Raimondo, M. (2003), las guías cumplen la función de una mediación instrumental y al maestro/a corresponde la mediación docente. La propuesta de las guías de autoaprendizaje, constituye uno de los componentes curriculares del programa de mejoramiento de la calidad de las instituciones educativas; están orientadas a desarrollar en los estudiantes destrezas, mejoramiento de la lectoescritura, y valores sociales de convivencia. Las guías, llamadas también de aprendizaje autónomo, facilitan el desarrollo de un proceso de aprendizaje centrado en el alumno/a quienes aprenden a observar, experimentar razonar, y construir los conocimientos; desarrollan la capacidad de aprender autónomamente a través de situaciones problematizadoras. Neumas, L. (1980) -citado por Crespo, C. (2001); define a las guías de autoaprendizaje como textos interactivos, adaptados a una realidad particular; son textos que promueven la construcción colectiva de conocimientos por parte de los niños y facilitan el trabajo individual o en equipos con estrategias de ayuda de niño a niño; también sirven como herramientas de planeación y adaptación curricular para el profesor. Son 37 organizadas secuencialmente, y desarrollan los temas fundamentales de los programas de estudio. Las guías tienen como función ser mediadoras instrumentales de procesos de construcción de conocimientos para lo cual es muy importante destacar que la mediación docente es irremplazable. Las guías de aprendizaje, son parte de la metodología de aprendizaje autónomo, en las que el alumno/a una vez desarrolladas las destrezas de comprensión lectora recibe guías e instrucciones escritas que va dominando poco a poco; estos textos combinan un íntegro currículo nacional con posibilidades regionales y locales de cambio o adaptación hecha por los/as docentes. Los costos de dotación con estos textos interactivos son muchos más bajos que la dotación con textos convencionales, ya que son utilizados por dos o más niños, y no son desechados sino que quedan en la escuela para ser utilizados en los siguientes periodos lectivos. La elaboración de las guías de autoaprendizaje, tiene una trayectoria histórica, surgen como reemplazo a las fichas de enseñanza y su aplicación está dando buenos resultados en América Latina y otras partes del mundo. Estas guías centran los procesos de aprendizajes en el alumno/a y están organizadas en base a una secuencia didáctica de actividades grupales e individuales, mediante el uso de consignas escritas que promueven el aprendizaje autónomo. Incluyen tanto contenidos como procesos, aunque privilegiando mayormente los procesos al dar instrucciones paso a paso. Estos textos interactivos permiten la 38 operativización del plan de estudios, constituyen una herramienta diaria del docente multigrado. En cuanto a las estrategias de trabajo contenidas en las guías, se priorizan actividades que los alumnos deben desarrollar en interacción con sus compañeros, con lo cual se da gran importancia al trabajo grupal y al aprendizaje cooperativo. El espacio educativo no se limita al aula de clase sino que va más allá. Al referirse a las guías de autoaprendizaje, Torres, R. (1992) comparte criterios expuestos anteriormente, al señalar que están diseñadas como un material autoinstruccional, con actividades y ejercicios graduados e indicaciones detalladas sobre cómo hacerlos, de modo que los alumnos puedan trabajar en buena medida solos, apoyándose entre ellos. De esta manera, se busca liberar el tiempo y facilitar la tarea del profesor, reducir las exigencias de calificación docente, y permitir que los alumnos avancen a su propio ritmo. Las guías de autoaprendizaje, cumplen función en relación al maestro/a, al proceso pedagógico y a los alumnos/as. En cuanto al maestro/a constituyen un apoyo para mejorar la práctica pedagógica en el aula, facilitan la planeación de clases y definen su rol como orientador y evaluador del aprendizaje. En relación al proceso pedagógico, integran contenido, proceso y práctica pedagógica; facilitan la adaptación de contenidos al contexto; articulan y dinamizan la utilización de otros recursos, articulan el texto y la metodología utilizada por el docente. 39 En lo que respecta a alumnos/as, promueven aprendizajes significativos que los alumnos/as aplican en la vida diaria, desarrollan habilidades de pensamiento, la comprensión lectora y la producción de textos escritos, equilibran el trabajo personalizado y el trabajo cooperativo, parten de los conocimientos y experiencia del alumno/a, permiten un mejor aprovechamiento del tiempo en aprendizaje efectivo. El uso del tiempo en el aula, es uno de los aspectos más importantes a tomarse en cuenta para determinar aprendizajes efectivos. El tiempo académico se define como los segmentos de tiempo de clase que el maestro/a y el alumno/a dedican a enseñar y a aprender respectivamente. En el estudio realizado sobre el uso del tiempo en el aula en la escuela básica ecuatoriana, una de las reflexiones que realizan los autores (Naranjo, M. y otros1996) y que consideran como aspecto positivo, es el hecho de que en las escuelas observadas, los alumnos desde muy pequeños, se acostumbran al trabajo autónomo. Al establecer una comparación con las escuelas completas, manifiestan que en la mayoría de los casos, en estos establecimientos la presencia del docente es una condición necesaria para que los estudiantes realicen sus trabajos. Por esa razón cualquier situación en la que el docente deba ausentarse de su espacio se convierte en una interrupción que en definitiva es una pérdida de tiempo. Con las guías de aprendizaje, los estudiantes aunque se levanten y caminen por el aula, saben que deben realizar su tarea Los alumnos/as de mejor rendimiento, por su propia iniciativa, ayudan a los que tienen dificultades. El proceso 40 continúa a pesar de la ausencia física del docente y eso posibilita la realización de actividades simultáneas lo que permite una mejor utilización del tiempo. Las actividades de las guías están distribuidas en cinco bloques que parten desde los conocimientos previos y culminan en la aplicación del nuevo conocimiento, permitiendo al alumno/a generar sus propios aprendizajes. Estos bloques son: A. Empiezo la Aventura.- El estudiante se introduce al tema, explora y recupera los conocimientos previos informales o formales a través de actividades, problemas o juegos motivadores. B. Yo hago, descubro y aprendo.- Aquí van organizadas las actividades, para que los estudiantes desarrollen, descubran y profundicen el conocimiento. C. Refuerzo lo aprendido.- Son actividades orientadas al refuerzo y aplicación del conocimiento. D. Comparto con mi familia y comunidad.- Se establecen actividades de aplicación del aprendizaje a situaciones concretas de la vida diaria, con la familia, vecinos, amigos, comunidad. E. Opino sobre la guía.- Consiste en un cuadro de actividades que el estudiante debe haber completado cuando finalice el proceso. Es una especie de autoevaluación. 41 2.2.5. Concepto de cinemática (10) La Cinemática (del griego κινεω, kineo, movimiento) es la rama de la mecánica clásica que estudia las leyes del movimiento de los cuerpos sin tener en cuenta las causas que lo producen, limitándose, esencialmente, al estudio de la trayectoria en función del tiempo. En la Cinemática se utiliza un sistema de coordenadas para describir las trayectorias, denominado sistema de referencia. La velocidad es el ritmo con que cambia la posición un cuerpo. La aceleración es el ritmo con que cambia su velocidad. La velocidad y la aceleración son las dos principales cantidades que describen cómo cambia su posición en función del tiempo. 2.2.5.1. Historia (11) Los primeros conceptos sobre Cinemática se remontan al siglo XIV, particularmente aquellos que forman parte de la doctrina de la intensidad de las formas o teoría de los cálculos (calculationes). Estos desarrollos se deben a científicos como William Heytesbury y Richard Swineshead, en Inglaterra, y a otros, como Nicolás Oresme, de la escuela francesa. Hacia el 1604, Galileo Galilei hizo sus famosos estudios del movimiento de caída libre y de esferas en planos inclinados a fin de comprender aspectos del movimiento relevantes en su tiempo, como el movimiento de los planetas y de las balas de cañón. Posteriormente, el estudio de la cicloide realizado por Evangelista Torricelli (1608-47), va configurando lo que se conocería como Geometría del Movimiento. 42 El nacimiento de la Cinemática moderna tiene lugar con la alocución de Pierre Varignon el 20 de enero de 1700 ante la Academia Real de las Ciencias de París. En esta ocasión define la noción de aceleración y muestra cómo es posible deducirla de la velocidad instantánea con la ayuda de un simple procedimiento de cálculo diferencial. En la segunda mitad del siglo XVIII se produjeron más contribuciones por Jean Le Rondd' Alembert, Leonhard Euler y AndréMarie Ampère, continuando con el enunciado de la ley fundamental del centro instantáneo de rotación en el movimiento plano, de Daniel Bernoulli (1700-1782). El vocablo Cinemática fue creado por André-Marie Ampère (17751836), quien delimitó el contenido de la Cinemática y aclaró su posición dentro del campo de la Mecánica. Desde entonces y hasta nuestros días la Cinemática ha continuado su desarrollo hasta adquirir una estructura propia. Con la Teoría de la relatividad especial de Albert Einstein en 1905 se inició una nueva etapa, la Cinemática Relativista, donde el tiempo y el espacio no son absolutos, y sí lo es la velocidad de la luz. 2.2.5.2. Elementos básicos de la cinemática Los elementos básicos de la Cinemática son: espacio, tiempo y móvil. En la Mecánica Clásica se admite la existencia de un espacio absoluto; es decir, un espacio anterior a todos los objetos materiales e independientes de la existencia de estos. Este espacio es el escenario 43 donde ocurren todos los fenómenos físicos, y se supone que todas las leyes de la física se cumplen rigurosamente en todas las regiones de ese espacio. El espacio físico se representa en la Mecánica Clásica mediante un espacio puntual euclídeo. Análogamente, la Mecánica Clásica admite la existencia de un tiempo absoluto que transcurre del mismo modo en todas las regiones del Universo y que es independiente de la existencia de los objetos materiales y de la ocurrencia de los fenómenos físicos. El móvil más simple que podemos considerar es el punto material o partícula; cuando en la Cinemática se estudia este caso particular de móvil, se denomina "Cinemática de la partícula"; y cuando el móvil bajo estudio es un cuerpo rígido, se lo puede considerar como un sistema de partículas y hacer extensivos similares conceptos; en este caso se la denomina Cinemática del sólido rígido o del cuerpo rígido. 2.2.5.3. Fundamentos de la cinemática clásica La Cinemática trata del estudio del movimiento de los cuerpos en general, y, en particular, el caso simplificado del movimiento de un punto material. Para sistemas de muchas partículas, tales como los fluidos, las leyes de movimiento se estudian en la mecánica de fluidos. El movimiento trazado por una partícula lo mide un observador respecto a un sistema de referencia. Desde el punto de vista matemático, la Cinemática expresa cómo varían las coordenadas de posición de la partícula (o partículas) en función del tiempo. La función que describe la trayectoria recorrida por el cuerpo (o partícula) depende 44 de la velocidad (la rapidez con la que cambia de posición un móvil) y de la aceleración (variación de la velocidad respecto del tiempo). El movimiento de una partícula (o cuerpo rígido) se puede describir según los valores de velocidad y aceleración, que son magnitudes vectoriales. - Si la aceleración es nula, da lugar a un movimiento rectilíneo uniforme y la velocidad permanece constante a lo largo del tiempo. - Si la aceleración es constante con igual dirección que la velocidad, da lugar al movimiento rectilíneo uniformemente acelerado y la velocidad variará a lo largo del tiempo. - Si la aceleración es constante con dirección perpendicular a la velocidad, da lugar al movimiento circular uniforme, donde el módulo de la velocidad es constante, cambiando su dirección con el tiempo. - Cuando la aceleración es constante y está en el mismo plano que la velocidad y la trayectoria, tenemos el caso del movimiento parabólico, donde la componente de la velocidad en la dirección de la aceleración se comporta como un movimiento rectilíneo uniformemente acelerado, y la componente perpendicular se comporta como un movimiento rectilíneo uniforme, generándose una trayectoria parabólica al componer ambas. - Cuando la aceleración es constante pero no está en el mismo plano que la velocidad y la trayectoria, se observa el efecto de Coriolis. - En el movimiento armónico simple se tiene un movimiento periódico de vaivén, como el del péndulo, en el cual un cuerpo oscila a un lado y a otro desde la posición de equilibrio en una dirección determinada y en 45 intervalos iguales de tiempo. La aceleración y la velocidad son funciones, en este caso, sinusoidales del tiempo. Al considerar el movimiento de traslación de un cuerpo extenso, en el caso de ser rígido, conociendo como se mueve una de las partículas, se deduce como se mueven las demás. Así basta describir el movimiento de una partícula puntual tal como el centro de masa del cuerpo para especificar el movimiento de todo el cuerpo. En la descripción del movimiento de rotación hay que considerar el eje de rotación respecto del cual rota el cuerpo y la distribución de partículas respecto al eje de giro. El estudio del movimiento de rotación de un sólido rígido suele incluirse en la temática de la mecánica del sólido rígido por ser más complicado. Un movimiento interesante es el de una peonza, que al girar puede tener un movimiento de Precesión y de Nutación Cuando un cuerpo posee varios movimientos simultáneamente, tal como uno de traslación y otro de rotación, se puede estudiar cada uno por separado en el sistema de referencia que sea apropiado para cada uno, y luego, superponer los movimientos. 2.2.5.4. Sistemas de coordenadas En el estudio del movimiento, los sistemas de coordenadas más útiles se encuentran viendo los límites de la trayectoria a recorrer, o analizando el efecto geométrico de la aceleración que afecta al movimiento. Así, para describir el movimiento de un talón obligado a desplazarse a lo largo de un aro circular, la coordenada más útil sería el 46 ángulo trazado sobre el aro. Del mismo modo, para describir el movimiento de una partícula sometida a la acción de una fuerza central, las coordenadas polares serían las más útiles. En la gran mayoría de los casos, el estudio cinemático se hace sobre un sistema de coordenadas cartesianas, usando una, dos o tres dimensiones según la trayectoria seguida por el cuerpo. Registro del movimiento La tecnología hoy en día nos ofrece muchas formas de registrar el movimiento efectuado por un cuerpo. Así, para medir la velocidad se dispone del radar de tráfico cuyo funcionamiento se basa en el efecto Doppler. El taquímetro es un indicador de la velocidad de un vehículo basado en la frecuencia de rotación de las ruedas. Los caminantes disponen de podómetros que detectan las vibraciones características del paso y, suponiendo una distancia media característica para cada paso, permiten calcular la distancia recorrida. El vídeo, unido al análisis informático de las imágenes, permite igualmente determinar la posición y la velocidad de los vehículos. 2.2.5.5. Movimiento rectilíneo Movimiento rectilíneo uniforme - MRU Es aquel en el que el móvil describe una trayectoria en línea recta. Para este caso la aceleración es cero por lo que la velocidad permanece constante a lo largo del tiempo. Esto corresponde al movimiento de un 47 objeto lanzado en el espacio fuera de toda interacción, o al movimiento de un objeto que se desliza sin fricción Figura 1. Variación en el tiempo de la posición y la velocidad para un movimiento rectilíneo uniforme. . Siendo la velocidad v constante, la posición variará linealmente respecto del tiempo, según la ecuación: Donde es la posición inicial del móvil respecto al centro de coordenadas, es decir para Si . la ecuación anterior corresponde a una recta que pasa por el origen, en una representación gráfica de la función ( ), tal como la mostrada en la figura 1. 48 2.2.5.6. Movimiento rectilíneo uniformemente acelerado - MRUV En éste movimiento la aceleración es constante, por lo que la velocidad de móvil varía linealmente y la posición cuadráticamente con tiempo. Las ecuaciones que rigen este movimiento son las siguientes: Donde es la posición inicial del móvil y inicial, aquella que tiene para su velocidad . Obsérvese que si la aceleración fuese nula, las ecuaciones anteriores corresponderían a las de un movimiento rectilíneo uniforme, es decir, con velocidad cte. Figura 2. Variación en el tiempo de la posición, la velocidad y la aceleración en un movimiento rectilíneo uniformemente acelerado. 49 Dos casos específicos de MRUA son la caída libre y el tiro vertical. La caída libre es el movimiento de un objeto que cae en dirección al centro de la Tierra con una aceleración equivalente a la aceleración de la gravedad (que en el caso del planeta Tierra al nivel del mar es de aproximadamente 9,8 m/s2). El tiro vertical, en cambio, corresponde al de un objeto arrojado en la dirección opuesta al centro de la tierra, ganando altura. En este caso la aceleración de la gravedad, provoca que el objeto vaya perdiendo velocidad, en lugar de ganarla, hasta llegar al estado de reposo; seguidamente, y a partir de allí, comienza un movimiento de caída libre con velocidad inicial nula. 2.2.5.7. Movimiento parabólico Figura 3. Esquema de la trayectoria del movimiento balístico. 50 Objeto disparado con un ángulo inicial desde un punto ( ) que sigue una trayectoria parabólica. El movimiento parabólico se puede analizar como la composición de dos movimientos rectilíneos distintos: uno horizontal (según el eje x) de velocidad constante y otro vertical (según eje y) uniformemente acelerado, con la aceleración gravitatoria; la composición de ambos da como resultado una trayectoria parabólica. Claramente, la componente horizontal de la velocidad permanece invariable, pero la componente vertical y el ángulo θ cambian en el transcurso del movimiento. En la figura 3 se observa que el vector velocidad inicial un ángulo inicial forma respecto al eje x; y, como se dijo, para el análisis se descompone en los dos tipos de movimiento mencionados; bajo este análisis, las componentes según x e y de la velocidad inicial serán: El desplazamiento horizontal está dado por la ley del movimiento uniforme, por tanto sus ecuaciones serán (si se considera En tanto que el movimiento según el eje ): será rectilíneo uniformemente acelerado, siendo sus ecuaciones: 51 Si se reemplaza y opera para eliminar el tiempo, con las ecuaciones que dan las posiciones e , se obtiene la ecuación de la trayectoria en el plano xy : que tiene la forma general: y representa una parábola en el plano xy. En la figura 4 se muestra esta representación, pero en ella se ha considerado (no así en la animación respectiva). En esa figura también se observa que la altura máxima en la trayectoria parabólica se producirá en H, cuando la componente vertical de la velocidad sea nula (máximo de la parábola); y que el alcance horizontal ocurrirá cuando el cuerpo retorne al suelo, en (donde la parábola corta al eje ). 2.2.5.8. Movimiento circular El movimiento circular en la práctica es un tipo muy común de movimiento: Lo experimentan, por ejemplo, las partículas de un disco que gira sobre su eje, las de una noria, las de las agujas de un reloj, las de las paletas de un ventilador, etc. Para el caso de un disco en rotación 52 alrededor de un eje fijo, cualquiera de sus puntos describe trayectorias circulares, realizando un cierto número de vueltas durante determinado intervalo de tiempo. Para la descripción de este movimiento resulta conveniente referirse ángulos recorridos; ya que estos últimos son idénticos para todos los puntos del disco (referido a un mismo centro). La longitud del arco recorrido por un punto del disco depende de su posición y es igual al producto del ángulo recorrido por su distancia al eje o centro de giro. La velocidad angular (ω) se define como el desplazamiento angular respecto del tiempo, y se representa mediante un vector perpendicular al plano de rotación; su sentido se determina aplicando la "regla de la mano derecha" o del sacacorchos. La aceleración angular (α) resulta ser variación de velocidad angular respecto del tiempo, y se representa por un vector análogo al de la velocidad angular, pero puede o no tener el mismo sentido (según acelere o retarde). La velocidad (v) de una partícula es una magnitud vectorial cuyo módulo expresa la longitud del arco recorrido (espacio) por unidad de tiempo; dicho módulo también se denomina rapidez o celeridad. Se representa mediante un vector cuya dirección es tangente a la trayectoria circular y su sentido coincide con el del movimiento. La aceleración (a) de una partícula es una magnitud vectorial que indica la rapidez con que cambia la velocidad respecto del tiempo; esto es, el cambio del vector velocidad por unidad de tiempo. La aceleración tiene generalmente dos componentes: la aceleración tangencial a la trayectoria y la aceleración normal a ésta. La aceleración tangencial es 53 la que causa la variación del módulo de la velocidad (celeridad) respecto del tiempo, mientras que la aceleración normal es la responsable del cambio de dirección de la velocidad. Los módulos de ambas componentes de la aceleración dependen de la distancia a la que se encuentre la partícula respecto del eje de giro. 2.2.5.9. Movimiento Circular Uniforme - MCU Figura 4. Dirección de magnitudes físicas en una trayectoria circular de radio 1. Se caracteriza por tener una velocidad angular constante por lo que la aceleración angular es nula. La velocidad lineal de la partícula no varía en módulo, pero sí en dirección. La aceleración tangencial es nula; pero existe aceleración centrípeta (la aceleración normal), que es causante del cambio de dirección. Matemáticamente, la velocidad angular se expresa como: donde es la velocidad angular (constante), ángulo barrido por la partícula y es la variación del es la variación del tiempo. El ángulo recorrido en un intervalo de tiempo es: 54 2.2.5.10. Movimiento Circular Uniformemente Acelerado (MCUA) En este movimiento, la velocidad angular varía linealmente respecto del tiempo, por estar sometido el móvil a una aceleración angular constante. Las ecuaciones de movimiento son análogas a las del rectilíneo uniformemente acelerado, pero usando ángulos en vez de distancias: Siendo la aceleración angular constante. Formulación matemática con el cálculo diferencial La velocidad es la derivada temporal del vector de posición y la aceleración es la derivada temporal de la velocidad: o bien sus expresiones integrales: 55 2.2.6. Beneficios del Módulo KINEO de cinemática. a) Motivación - Motivación permanente.- Su uso provoca una motivación de manera oportuna y permanente tanto a nivel individual como en equipo. Se puede trabajar con el Módulo KINEO de Cinemática en los momentos y lugares adecuados, sin depender de los locales y horarios de las instituciones educativas. - Mejora la oportunidad de autoaprendizaje.- El estudiante al no estar condicionado a la hora, fecha y tipo de experiencia programada por la Institución Educativa, puede adelantar y profundizar su aprendizaje, ya que al contar con el Módulo KINEO de Cinemática puede realizar sesiones de autoaprendizaje. Por tanto, la dependencia del estudiante del profesor y de las instalaciones de la Institución Educativa es cada vez menor. b) Accesibilidad - Bajo costo de materiales.- El Módulo KINEO de Cinemática, generalmente funciona con materiales de uso corriente e incluso toma en cuenta algunos ya desechados. - Bajo nivel de inversión económica.- El Módulo KINEO de Cinemática, debido al poco consumo, la compra de materiales y también su reposición son de cantidades pequeñas y por ende las inversiones son mínimas. 56 - Bajos costos de cada experiencia.-Una experiencia con el Módulo KINEO de Cinemática son casi simbólicos, sin embargo los resultados son similares a los alcanzados con el laboratorio tradicional. c) Innovación - Consolida la formación vocacional.- No existe mejor manera de lograr una vocación definida hacia las Ciencias en general, y hacia la Física en particular, si no es trabajando permanentemente en un ambiente agradable y de una manera experimental con creatividad, compromiso, perseverancia y responsabilidad, que mejor utilizando el Módulo KINEO de Cinemática. - Promueve el desarrollo de la creatividad e innovación.- El hecho de abordar temas contextualizados, realizar experiencias debidamente sistematizadas y con objetivos debidamente consistentes, el uso del Módulo KINEO de Cinemática, impulsa a los estudiantes a desarrollar de una manera sostenida su capacidad de creatividad e innovación. Asumen que la realidad donde viven no solamente les ofrece problemas sino también oportunidades. d) Pertinencia - Articula temas en forma horizontal y contextual.- El Módulo KINEO de Cinemática permite articular diversos temas significativos y debidamente contextualizados, en el objetivo de lograr la formación científica del futuro ciudadano. - Fácil desplazamiento del Módulo KINEO de Cinemática.Debido a su tamaño pequeño, se puede llevar a diversos lugares, 57 incluso asentamientos poblacionales que no cuentan con energía eléctrica, vías de comunicación carrozable, ni agua potable. - No requiere grandes espacios para desarrollar las experiencias.- Para trabajar con el Módulo KINEO de Cinemática no es condición contar con un ambiente grande y sofisticado, basta un pequeño espacio cerrado o a campo abierto para realizar experiencias relacionadas a Cinemática. - Baja contaminación ambiental.- Las actividades experimentales producen menor contaminación del aire, del suelo y del agua en comparación a los módulos tradicionales, básicamente debido a las pocas cantidades utilizadas. e) Comprensión de Información - Promueve el aprendizaje oportuno y autónomo.- Los estudiantes que utilizan el Módulo KINEO de Cinemática, no dependen directamente de la Institución Educativa ni del profesor, para que pueda realizar sus actividades teórico-experimentales sobre diversos aspectos relacionados al movimiento y de manera autónoma. f) Indagación y Experimentación - Posibilita repetir varias experiencias en diversas condiciones.- Debido a que con el Módulo KINEO de Cinemática se consumen pequeñas cantidades de materiales y se necesitan espacios pequeños, es factible realizar varias experiencias tomando como base distintas condiciones de presión, temperatura, humedad, etc. 58 - Facilidad para el desarrollo de experiencias, incluso en la casa del estudiante.- El Módulo KINEO de Cinemática, por su fácil aplicación, poco gasto de reactivos, poco peligro, el estudiante puede realizar sus experiencias en su casa, incluso en su cuarto personal, naturalmente tomando las debidas precauciones, asegurando la ventilación permanentemente. g) Actitudes - Reutiliza materiales desechados.- Materiales de vidrio, plástico, residuos inorgánicos y orgánicos, etc. que son de uso frecuente en la casa o en la sociedad en general ya desechados, con el Módulo KINEO de Cinemática pueden ser reutilizados sin quitarles eficiencias en los resultados. - Promueve la conciencia ambiental.- La generación de desechos en cantidades bajísimas, son intrascendentes, por tanto su impacto ambiental negativo es irrelevante. Es oportuno resaltar que materiales desechados tanto de naturaleza orgánica como inorgánicas, pueden ser reutilizados y/o reciclados, contribuyendo de esta manera a minimizar la contaminación ambiental. Frente al problema de la contaminación que vive el planeta es imprescindible asumir actitudes de defensa del medio ambiente desde todos los espacios y posiciones. - Fomenta la práctica de un compromiso social.- Los estudiantes que utilizan el Módulo KINEO de Cinemática al investigar temas relacionadas a la problemática de la comunidad, asumen un compromiso con la sociedad para aportar soluciones novedosas y pertinentes. 59 2.3. Definiciones de términos básicos - Estrategia de aprendizaje (12) La estrategia de aprendizaje es el conjunto de procesos de toma de decisiones (conscientes e intencionales) en las cuales el alumno elige y recupera, de manera coordinada, los conocimientos que necesita para lograr una determinada demanda u objetivo, dependiendo de las características de la situación educativa en que se produce la acción. Algunas características de las estrategias de aprendizaje: - Promueven un aprendizaje efectivo. - Permiten secuenciar, ordenar y trabajar con exactitud los contenidos para un mejor aprovechamiento. - Evitan la improvisación. - Dan seguridad a los actores (educando, educador). - Favorecen la autoconfianza. - Fomentan el trabajo cooperativo. - Dinamizan el proceso de enseñanza-aprendizaje. - Favorecen la participación y socialización. - Evitan la memorización mecánica del material docente. - El estudiante deja de ser receptor para ser el actor de sus propios aprendizajes, gestor de sus conocimientos. Estas estrategias deben tener en cuenta que cada estudiante tiene características muy particulares y que por ello tiene un estilo propio de aprendizaje. Digamos, por ejemplo que los estudiantes pueden preferir el estilo visual por encima del auditivo o el kinestésico. Y que otro estudiante no prefiera el estilo visual. De esa manera puede ocurrir 60 con cada uno de los alumnos en un aula. Incluso, la madeja pudiera ser más entretejida, a medida que el profesor descubra combinaciones diferentes de estos tres estilos en un mismo discente. Algunos estudios han demostrado que los estilos que predominan son el visual y el kinestésico, pero el número de auditivos que existen no es despreciable . - Módulo.- Es un cuerpo organizado y sistematizado de factores educativos que permite que el estudiante logre aprendizajes significativos sobre un determinado tema. Este logro puede ser resultado del trabajo individual y/o en equipo. Los elementos o componentes instructivos básicos que un módulo debe incluir son: a) Los objetivos de aprendizaje, b) Los contenidos a adquirir, c) Las actividades que el estudiante ha de realizar, y d) La evaluación de capacidades y actitudes. - Aprendizaje.- Desde el punto de vista operacional, aprendizaje, es todo cambio en el comportamiento humano relativamente de manera permanente como consecuencia de prácticas, ejercicios y experiencias realizadas. Los cambios en las actitudes se basan en una práctica repetida, es decir, en actividades realizadas o ejecutadas por los sujetos, que permiten vivencias concretas o experiencias de aprendizaje, con lo que una vez logrado tendrá una cierta permanencia. El aprendizaje tiene las siguientes características: a) Es un proceso mediador organizado al interior del sujeto. b) Es producto de la práctica, ejecución y experiencia del sujeto, se origina en la práctica diaria, cuando el sujeto se encuentra frente a los 61 estímulos del medio, constituyéndose estos, en condiciones externas que propician las modificaciones del comportamiento y las capacidades internas. c) Es relativamente permanente, es decir no son estáticos, pueden ser modificados y/o reemplazados por otros. El alumno "receptor", "pasivo" pasa a convertirse en un elaborador de procesos de construcción, de hallazgo, de descubrimiento, que tiene como fuente el interés y cuya verificación es la utilidad. d) Es interactivo, es decir se produce en una relación e influencia de las condiciones internas, propias del organismo o individuo, con su medio ambiente externo. e) Es intencional, es decir, responde a una intención directa previa. Es fin y propósito consciente y deliberado, y la intención constituye el comienzo del aprendizaje. Solamente aprende el que quiere aprender, el que necesita aprender. f) Es individual o personal, es decir nadie puede aprender por otro, el aprendizaje es personal. g) Es creativo, es decir la adaptación a las circunstancias nuevas y distintas son originales para el sujeto en el proceso de aprendizaje. h) El aprendizaje no es sólo recepción, reflejo o copia de un saber que transmite el profesor, sino es permanente reconstrucción viva del saber de cada individuo. Por eso, la praxis del aprendizaje investigativo 62 impulsa a demostrar valores de creatividad, cooperación, respeto, amor al prójimo, solidaridad y la práctica constante de actitudes democráticas. i) El aprendizaje es un motor del desarrollo y entre ambos procesos (aprendizaje y desarrollo) se produce una interacción retroactiva: la escuela se convierte en una continuidad de la comunidad y viceversa. j) El estudiante es el principal actor de su aprendizaje, el maestro actúa como guía, motivador, animador y orientador de la actividad humana, articulando sus procesos constructivos con los contenidos planificados y organizados, ejecutando dichas acciones en un contexto social determinado. Debemos tener siempre en cuenta, que el hombre no se forma nunca de un modo abstracto, sino bajo la influencia de un grupo humano y de su peculiar cultura. Cinemática.- Es la rama de la mecánica clásica que estudia las leyes del movimiento de los cuerpos sin tener en cuenta las causas que lo producen, limitándose, esencialmente, al estudio de la trayectoria en función del tiempo. En este tema se utiliza un sistema de coordenadas para describir las trayectorias, denominado sistema de referencia. La velocidad es el ritmo con que cambia la posición un cuerpo. La aceleración es el ritmo con que cambia su velocidad. La velocidad y la aceleración son las dos principales cantidades que describen cómo cambia su posición en función del tiempo. Los elementos básicos de la cinemática son: espacio, tiempo y móvil. 63 CAPÍTULO III METODOLOGÍA DE LA INVESTIGACIÓN 3.1. Formulación de Hipótesis 3.1.1. Hipótesis General La aplicación del Módulo KINEO tiene relación y efecto con el mejor aprendizaje de Cinemática en los estudiantes del Quinto Grado del nivel secundaria de la Institución Educativa N° 20335 “Nuestra Señora del Carmen” de Huaura – Año 2010. 3.1.2. Hipótesis Específicas a) El uso del Módulo KINEO tiene relación con el logro de capacidades de comprensión de información sobre Cinemática. b) El uso del Módulo KINEO tiene relación con el logro de capacidades de indagación y experimentación sobre Cinemática. c) El uso del Módulo KINEO tiene relación con el logro de la capacidad de práctica de actitudes sobre Cinemática. d) Los promedios de los rendimientos académicos sobre Cinemática de los estudiantes del grupo experimental son mejores que los del grupo de control del Quinto Grado de secundaria de la Institución Educativa N° 20335 “Nuestra Señora del Carmen” de Huaura – Año 2010. 64 3.2. Operacionalización de variables Variables Variable Indepediente: Dimensiones Variable Es el proceso continuo de vivencias que realiza el estudiante tanto a nivel conceptual, procedimental como actitudinal, en la orientación de logro de determinados objetivos Instrumentos Crear interés por algo. - Motiva el aprendizaje de Cinemática. - Mejora la predisposición por el aprendizaje. Encuesta Accesible Se refiere a la capacidad de acceso hacia algo en condiciones de igualdad. - Posibilita utilizarlo con suma facilidad. - Tiene bajos costos de funcionamiento. - Baja inversión para reponer materiales usados. Encuesta Innovador Es el proceso que permite mejorar estructural y funcionalmente un objeto o servicio. - Posibilita realizar renovadamente diversas actividades experimentales. - Promueve el desarrollo de la creatividad e innovación. Encuesta Pertinente Es la afinidad o correspondencia hacia algo en buenas relaciones de intercambio. - Es económica. - Funciona en espacios pequeños - Su operatividad es sencilla y accesible. - Ofrece seguridad al estudiante y al equipo. - Influye en el aprendizaje de Cinemática. - Facilita el aprendizaje de Cinemática. - Promueve el autoaprendizaje Comprensión de información Es el proceso de análisis y síntesis. mediante el cual el estudiante reestructura la nueva información. - Analiza información sobre diferentes tópicos de cinemática. - Organiza información sobre movimiento de los cuerpos. - Interpreta las teorías y conocimientos sobre las leyes. Cuestionario Es el proceso de investigación de nuevas situaciones utilizando las actividades experimentales, debidamente sistematizadas • Interpreta los fenómenos físicos de la materia. • Formula hipótesis con base de conocimientos cotidianos, conocimientos científicos, teorías, leyes y modelos científicos. • Aplica principios y leyes de la física para resolver problemas de los diferentes fenómenos físicos. • Realiza mediciones con instrumentos adecuados a las características y magnitudes de los objetos de estudio. • Verifica las relaciones entre distancia recorrida, velocidad y fuerza involucrada en diversos tipos de movimiento. • Registra las observaciones y resultados utilizando esquemas, gráficos y tablas. • Establece relación entre las diferentes fuerzas que actúan sobre los cuerpos en reposos o en movimiento. • Elabora informes científicos y monografías. Cuestionario Indagación y Experimentación - Demuestra curiosidad en las prácticas de campo. - Participa en los trabajos de investigación de manera creativa. - Cuida y protege su ecosistema. - Muestra iniciativa e interés en los trabajos de investigación. - Valora el uso de lenguaje de la ciencia y tecnología. - Propone alternativa de solución frente a la contaminación del ambiente. - Valora los aprendizajes desarrollados en el área como parte de su proceso formativo. Cuestionario Dependiente: Aprendizaje de cinemática Indicadores Motivante Módulo KINEO Es un conjunto de lecciones debidamente sistematizadas que abarca los fundamentos y experimentos sobre el tema de Cinemática, Conceptos Actitudes Es la predisposición aprendida a responder de un modo consistente a un objeto físico y/o social. Encuesta 65 3.3. Diseño de la investigación Según su intervención, la investigación realizada es Cuasi Experimental y Correlacional. Según el tiempo de estudio es transversal porque se realizó en el segundo bimestre del año 2010. En el proceso de la investigación se aplicó el módulo KINEO a los estudiantes del grupo experimental que permitió desarrollar la unidad didáctica sobre Cinemática. Dicho módulo fue elaborado en función a los fundamentos de las teorías pertinentes de la Física moderna de cinemática. El esquema es el siguiente. GE1 GC1 x GE2 GC2 Donde: GE = Estudiantes del grupo experimental. GC = Estudiantes del grupo control. X GE1 = Tratamiento. y GC1, representan a los grupos experimental y control antes de aplicar el Módulo KINEO, respectivamente. GE2 y GC2, representan a los grupos experimental y control, después de aplicado el Módulo KINEO, respectivamente. 3.4. Población y Muestra Población.- Estuvo constituida por 42 estudiantes, que representan a todos los estudiantes del Quinto Grado de Secundaria de la Institución Educativa N° 20335 “Nuestra Señora Del Carmen” de Huaura, matriculados en el año académico 2010. 66 Muestra.- Estuvo representada por la secciones A y B que tienen 19 y 23 estudiantes, respectivamente. Criterios de Inclusión: Estudiantes mujeres de todas las secciones del Quinto Grado de secundaria de la Institución Educativa N° 20335 “Nuestra Señora del Carmen” de Huaura, matriculados en el año académico 2010. Criterios de Exclusión: Ninguno 3.5. Técnicas de recolección de datos Se utilizaron las siguientes técnicas: - Coordinación con docentes del área de C.T.A. - Aplicación del módulo. - Aplicación de cuestionarios sobre Cinemática. - Aplicación de encuestas a los docentes. - Elaboración de Fichas Técnicas de estadística. - Fichaje durante el estudio, análisis bibliográfico y documental. 3.6. Técnicas para el procesamiento de la información - Se aplicó el procesador Statistical Package of Social Sciencies – SPSS Versión 17. - Análisis de datos e interpretación de datos. - Prueba de r de Pearson. 67 CAPITULO IV RESULTADOS Y DISCUSIÓN DE LA INVESTIGACIÓN 4.1. Resultados Análisis de fiabilidad Coeficiente de Confiabilidad de la encuesta se halló a través de α(Alpha) de Cronbach. Se trata de un índice de consistencia interna que toma valores entre 0 y 1 y que sirve para comprobar si la encuesta que se está evaluando recopila información defectuosa y por tanto nos llevaría a conclusiones equivocadas o si se trata de un instrumento fiable que hace mediciones estables y consistentes. Tabla 1 Estadísticos de fiabilidad Alfa de Cronbach N de elementos ,91 23 Resumen del procesamiento de los casos Casos Válidos Excluidos Total a N % 23 100,0 0 ,0 23 100,0 a. Eliminación por lista basada en todas las variables del procedimiento. Su interpretación es que, cuanto más se acerque el índice al extremo 1, mejor es la fiabilidad, considerando muy importante a partir de 0,80. El instrumento utilizado en ésta investigación es altamente fiable (0,91). 68 Tabla 2 El módulo de Física y sus efectos en el aprendizaje de Cinemática en la Institución Educativa N° 20335 “Nuestra Señora del Carmen” de Huaura Grupo control N° INDICADORES Siempre Cant. % Casi siempre Cant. % Laboratorio 5 4 1 Motivador 1 5.3 1 5.3 2 Accesible 2 10.5 2 10.5 3 Innovador 2 10.5 2 10.5 4 Pertinente 1 5.3 2 10.6 Estudiante Comprensión de 2 10.5 2 10.5 5 Información Indagación y 2 10.5 2 10.5 6 Experimentación 7 Actitudes 2 10.5 3 15.8 Fuente: Elaborado por el autor – Enero 2011 No opino Cant. % 3 4 4 6 4 Casi nunca Cant. % 21.0 21.0 31.6 21.0 2 10 8 7 9 5 26.3 4 4 Nunca Cant. % 52.6 42.1 38.8 47.3 1 3 3 2 3 15.8 15.8 10.5 15.8 8 42.1 2 10.5 21.0 8 42.1 3 15.8 21.0 8 42.1 2 10.5 Se observa que la motivación del Laboratorio de Física, tiene las apreciaciones de siempre y casi siempre en un 10,6% y la innovación siempre y casi siempre en un 21.0%. En cuanto a su relación con la comprensión de la información e indagación y experimentación es de 21.0%. Tabla 3 El módulo KINEO y sus efectos en el aprendizaje de Cinemática en la Institución Educativa N° 20335 Nuestra Señora del Carmen de Huaura Grupo experimental N° INDICADORES Siempre cant % Casi siempre cant % No opino cant % Casi nunca cant % Nunca cant % Laboratorio 1 2 3 4 Motivación 8 34.8 12 52.1 Accesible 9 39.1 10 43.4 Innovador 8 34.8 12 52.1 Pertinente 9 39.1 11 47.8 Estudiante Comprensión de 8 34.8 10 43.4 5 Información Indagación y 8 34.8 11 47.8 6 Experimentación 7 Actitudes 9 39.1 11 47.8 Fuente: Elaborado por el autor – Enero 2011 2 2 2 2 8.7 8.7 8.7 8.7 1 2 1 1 4.3 8.7 4.3 4.3 0 0 0 0 0 0 0 0 2 8.7 3 13.0 0 0 3 13.0 1 4.3 0 0 2 8.7 1 4.3 0 0 Se observa que la motivación del Módulo KINEO de Cinemática tiene las apreciaciones de siempre y casi siempre en un 86.9% y la innovación siempre y casi siempre en un 86.9%. En cuanto a su relación con la comprensión de la información e indagación y experimentación es de 78.2% y 82.6%, respectivamente. 69 Tabla 4 Comparación de grupos de control y experimental en relación al laboratorio N° INDICADORES Siempre control Exper. Casi siempre control Exper No opino control Exper Casi nunca control Exper Nunca control Exper Laboratorio 1 2 3 4 Motivación Accesible Innovador Pertinente 5.3 10.5 10.5 5.3 34.8 39.1 34.8 39.1 5.3 10.5 10.5 10.6 52.1 43.4 52.1 47.8 21.0 21.0 31.6 21.0 8.7 8.7 8.7 8.7 52.6 42.1 38.8 47.3 4.3 8.7 4.3 4.3 15.8 15.8 10.5 15.8 0 0 0 0 Fuente: Elaborado por el autor – Enero 2011 Es importante resaltar que las comparaciones de los porcentajes favorecen a los logrados en el grupo experimental. En este caso, el Módulo KINEO en cuanto se refiere a motivación, accesibilidad, innovación y pertinencia, los estudiantes del grupo experimental presentan porcentajes mucho mayores que los del grupo control que refieren al laboratorio de Física común. Gráfico 1 Comparación de grupos de control y experimental en relación al laboratorio 60 50 40 30 20 10 0 Control Exper Siempre Control Exper Casi siempre Motivador Control Exper Control No opino Accesible Exper Casi nunca Innovador Control Exper Nunca Pertinente 70 Tabla 5 Comparación de grupos de control y experimental en relación a las capacidades N° 5 6 7 INDICADORES Estudiante Comprensión de Información Indagación y Experimentación Actitudes Siempre control Exper Casi siempre control Exper No opino control Exper Casi nunca control Exper Nunca control Exper 10.5 34.8 10.5 43.4 26.3 8.7 42.1 13.0 10.5 0 10.5 34.8 10.5 47.8 21.0 13.0 42.1 4.3 15.8 0 10.5 39.1 15.8 47.8 21.0 8.7 42.1 4.3 10.5 0 Fuente: Elaborado por el autor – Enero 2011 Es importante resaltar que las comparaciones de los porcentajes favorecen a los logrados en el grupo experimental. En este caso, el Módulo KINEO en cuanto se refiere a Comprensión de la información, Indagación y experimentación y Actitudes, los estudiantes del grupo experimental presentan porcentajes mucho mayores que los del grupo control que refieren al laboratorio de Física común. Gráfico 2 Comparación de grupos de control y experimental en relación a las capacidades 60 50 40 30 20 10 0 Control Exper Siempre Control Exper Casi siempre Comprensión Información Control Exper No opino Control Exper Control Casi nunca Indagación Experimentación Exper Nunca Actitudes 71 Tabla 6 Área: Ciencia, Tecnología y Ambiente Unidad Didáctica: Cinemática Cuadro resumen de las evaluaciones del Módulo KINEO 5º Grado de Secundaria Secciones A (experimental) y B (control) Promedios de las sesiones educativas Grado 01 02 03 04 05 06 Promedio final 5º A 14,74 15,21 15,26 15,58 15,79 15,65 15,37 5º B 12,77 13,19 14,77 13,74 14,09 14,25 13,79 Fuente: Elaborado por el autor – Enero 2011 Se puede apreciar que todos los promedios parciales del grupo experimental que utilizan el Módulo KINEO son mejores que los del grupo control Gráfico 3 Evaluaciones del Módulo KINEO 5º Grado de Secundaria Secciones A (experimental) y B (control) 18 16 14 12 10 8 6 4 2 0 Promedio Parcial 1 Promedio Parcial 2 Promedio Parcial 3 Promedio Parcial 4 Experimental Promedio parcial 5 Promedio parcial 6 Promedio final Control 72 4.2. Contrastación de Hipótesis Tabla 7 Cuadro General de correlaciones Módulo KINEO Capacidades Motivador Accesible Innovador Pertinente Comprensión de Correlación de Pearson ,935 Información Sig. (bilateral) ,000 ,000 ,000 ,000 N 23 23 23 23 Indagación y Correlación de Pearson ,967 Experimentación Sig. (bilateral) ,000 ,000 ,000 ,000 N 23 23 23 23 Correlación de Pearson ,965 Sig. (bilateral) ,000 ,000 ,000 ,000 N 23 23 23 23 Actitudinal ** ,939 ** ,947 ** ,954 ** ,935 ** ,967 ** ,965 ** ** ** ,915 ,936 ** ** 1,000 ** **. La correlación es significativa al nivel 0,01 (bilateral). Hipótesis específica 1: H1: El uso del Módulo KINEO tiene relación con el logro de capacidades de comprensión de información sobre Cinemática. Ho: El uso del Módulo KINEO no tiene relación con el logro de capacidades de comprensión de información sobre Cinemática. Tabla 8 Módulo KINEO y Comprensión de la Información Módulo KINEO Motivador Accesible Capacidades Correlación Comprensión Correlación de de Pearson Información Sig. (bilateral) ,000 ,000 ,000 ,000 N 23 23 23 23 Innovador ,935 ** ,939 ** ,935 ** Pertinente ,915 ** **. La correlación es significativa al nivel 0,01 (bilateral). 73 Se observa que las dimensiones motivación, accesibilidad, innovación y pertinencia del Módulo KINEO, tienen una alta correlación con la capacidad de comprensión de la información sobre el tema Cinemática, por lo queda demostrado que si hay relación entre el Módulo KINEO y la capacidad de comprensión de la información. Hipótesis específica 2: H1: El uso del Módulo KINEO tiene relación con el logro de capacidades de indagación y experimentación sobre Cinemática. Ho: El uso del Módulo KINEO no tiene relación con el logro de capacidades de indagación y experimentación sobre Cinemática. Tabla 9 Módulo KINEO e Indagación y experimentación Módulo KINEO Capacidades Indagación y Experimentación Correlación Correlación de Pearson Sig. (bilateral) N Motivador Accesible Innovador Pertinente ,967** ,947** ,967** ,936** ,000 23 ,000 23 ,000 23 ,000 23 **. La correlación es significativa al nivel 0,01 (bilateral). Se observa que las dimensiones motivación, accesibilidad, innovación y pertinencia del Módulo KINEO, tienen una alta correlación con la capacidad de indagación y experimentación sobre el tema Cinemática, por lo queda demostrado que si hay relación entre el Módulo KINEO y la capacidad de indagación y experimentación. 74 Hipótesis específica 3: H1: El uso del Módulo KINEO tiene relación con el logro de la capacidad de práctica de actitudes sobre Cinemática. Ho: El uso del Módulo KINEO no tiene relación con el logro de la capacidad de práctica de actitudes sobre Cinemática. Tabla 10 Módulo KINEO y práctica actitudinal Módulo KINEO Capacidades Correlación Correlación de Actitudinal Motivador Accesible Innovador ,965 ** ,954 ** ,965 ** Pertinente 1,000 ** Pearson Sig. (bilateral) ,000 ,000 ,000 ,000 N 23 23 23 23 **. La correlación es significativa al nivel 0,01 (bilateral). Se observa que las dimensiones motivación, accesibilidad, innovación y pertinencia del Módulo KINEO, tienen una alta correlación con la capacidad de práctica de actitudes sobre el tema Cinemática, por lo queda demostrado que si hay relación entre el Módulo KINEO y la capacidad de práctica de actitudes. Hipótesis específica 4: H1: Los promedios de los rendimientos académicos sobre Cinemática de los estudiantes del grupo experimental son mejores que los del grupo de control. Ho: Los promedios de los rendimientos académicos sobre Cinemática de los estudiantes del grupo experimental son similares que los del grupo de control. 75 Tabla 11 Promedios de los rendimientos académicos Promedios de las sesiones educativas Grado 01 02 03 04 05 06 Promedio final 5º A 14,74 15,21 15,26 15,58 15,79 15,65 15,37 5º B 12,77 13,19 14,77 13,74 14,09 14,25 13,79 Fuente: Elaborado por el autor – Enero 2011 Se observa que los promedios de los rendimientos académicos de los estudiantes del grupo experimental que utilizó el Módulo KINEO son mejores que los estudiantes del grupo control que no lo utilizó, con lo que queda demostrado los efectos positivos del Módulo KINEO en el aprendizaje del tema Cinemática.. 4.3. Discusión e Interpretación de Resultados Los resultados obtenidos en ésta investigación, donde el grupo experimental obtiene un promedio de 15.37 puntos y el de control 13.79 puntos, tienen relación los obtenidos por Basilio, E. (2010) (4), en su tesis: Eficacia del Módulo Hidro para mejorar el aprendizaje de la mecánica de fluidos en estudiantes del Quinto de Secundaria del C.E.T.I. “Julio César Tello” de Hualmay – Huaura, concluye que la aplicación del Módulo Hidro en estudiantes del quinto grado de secundaria del Centro Educativo Técnico Industrial “Julio César Tello” de Hualmay – Huaura mejora significativamente sus aprendizajes sobre la Mecánica de Fluidos. Compara los promedios vigesimales logrados, de 15,76 puntos 76 del grupo experimental que utilizó el módulo HIDRO, respecto del promedio vigesimal de 10,67 puntos del grupo de control que no lo utilizó. Así mismo, los resultados de la presente investigación en las correlaciones altamente significativa entre las cualidades del Módulo KINEO motivación, accesibilidad, innovación y pertinencia, y las capacidades de comprensión de la información, indagación y experimentación y la práctica de actitudes, tienen relación con lo que plantea Landeo, F. (2004)(5) El Maravilloso Mundo de las Ciencias I y II, donde sostiene que es sumamente importante la realización de actividades experimentales para mejorar el aprendizaje de Física y proponer la formación integral de los futuros ciudadanos. Dichas actividades se administran mediante guías los mismos que se encuentran en un determinado módulo. Además, las actividades experimentales realizadas con el uso del Módulo KINEO están enmarcadas en lo que proponen Fesquet y Gondell. (1984)(6). Manual de la UNESCO para la enseñanza de las Ciencias, donde considera actividades experimentales de Física que utilizan materiales sumamente accesibles pero de gran trascendencia pedagógica. Estas actividades permiten el trabajo teórico y experimental con la participación directa de los estudiantes. Por estas consideraciones, considero que el uso del Módulo KINEO tiene efectos positivos en el aprendizaje de Cinemática en los estudiantes del 5to de Secundaria de la Institución Educativa N° 20335 “Nuestra Señora del Carmen” de Huaura – Año 2010. 77 CAPITULO V CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES 5.1. Conclusiones La conclusión general de la investigación es que existe una alta correlación entre el uso del Módulo KINEO y su efecto en el aprendizaje sobre Cinemática logrado por los estudiantes del Quinto Grado del nivel secundaria de la Institución Educativa N° 20335 “Nuestra Señora del Carmen” de Huaura – Año 2010. Entre las conclusiones específicas tenemos: a) El uso del Módulo KINEO tiene una alta correlación con la capacidad de comprensión de la información sobre Cinemática. b) El uso del Módulo KINEO tiene una alta correlación con la capacidad de indagación y experimentación sobre Cinemática. c) El uso del Módulo KINEO tiene una alta correlación con la práctica de actitudes sobre Cinemática. d) Los promedios de los estudiantes que utilizan el Módulo KINEO son mejores que de los estudiantes del grupo de control que no lo utilizan. 78 5.2. Recomendaciones a) Difundir los resultados de ésta investigación a nivel de la Escuela de Postgrado, Facultad de Educación – Especialidad: Matemática, Física e Informática, Unidades de Gestión Educativa Locales y en la Institución Educativa Estatal N° 20335 “Nuestra Señora del Carmen” de Huaura. b) Realizar investigaciones tomando como referencia otros aspectos de la Física, que permita la elaboración de un Módulo Integrado para obtener mejores resultados en el proceso enseñanza-aprendizaje del Área de Ciencia, Tecnología y Ambiente, en especial de Física. 79 CAPÍTULO VI FUENTES DE INFORMACIÓN 6.1. Referencias bibliográficas (1) Fuente: Archivo de la I.E. N° 20335 “Nuestra Señora del Carmen” de Huaura, (2) Ministerio de Educación (2009) Diseño Curricular Nacional (3) Ministerio de Educación (2009) Diseño Curricular Nacional. (4) Basilio, E. (2010). Tesis: Eficacia del Módulo Hidro para mejorar el aprendizaje de la mecánica de fluidos en estudiantes del Quinto de Secundaria del C.E.T.I. “Julio César Tello” de Hualmay – Huaura. UNJFSC-Huacho (5) Landeo, F. (2004). Experimentos de Física I y II. Editorial San Marcos. Lima. (6) Fesquet y Gondell. (1984). Manual de la UNESCO para la enseñanza de las Ciencias. Tercera Edición. Editorial Sudamericana. Buenos Aires. (7) Miranda, V. (2008). Factores que inciden en el proceso enseñanzaaprendizaje de Física Elemental en los estudiantes de secundaria I.E. Raúl Porras Barrenechea – Carabayllo – Lima. (8) Revista Extramuros N° 3. Extraído 12 enero 2010, desde www.umce.cl/revistas/.../extramuros_n03_a03.html (9) Concepto de "módulo de enseñanza" www.gobiernodecanarias.org/.../modulo03/conc-mod.htm (10) Cinemática Extraído el 4 de Enero 2010, desde: es.wikipedia.org/wiki/Cinemática (11) Historia Cinemática Extraído el 4 de Enero 2010, desde: es.wikipedia.org/wiki/Cinemática (12) Capella, J. Sánchez, G. (1999). Aprendizaje y Constructivismo. Ediciones Massey and Vanier. Lima. 80 6.2. Fuentes bibliográficas consultadas Aebli, H. (1991). Factores de la enseñanza que favorecen el aprendizaje autónomo. Ediciones NARCEA, S.A. Madrid. Crespo C. (2002). Propuesta Pedagógica - Programa Nacional de Mejoramiento de la Calidad de las Escuelas Unidocentes, Convenio MEC-PLAN INTERNACIONAL, Quito. Gamarra, G. y otros. (2008). Estadística e Investigación. Editorial San Marcos. Lima. Glover, D. y otros. (1984). Mi libro de Experimentos. Educar Cultural y Recreativa S.A. Bogotá. Hernández-Sampieri, R. y otros. (2003). Metodología de la Investigación. Tercera Edición. McGraw-Hill Interamericana. México. Landeo, F.. (2004). El Maravilloso Mundo de las Ciencias I y II. Editorial San Marcos. Lima. Lazo, A. (1995). Manual para el uso del Módulo de Física. Ministerio de Educación. Lima. Maístegui y Sabato. (1981). Introducción a la Física. Editorial Kapelusz. Buenos Aires. 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Visita realizada 12 Abril 2010 dialnet.unirioja.es/servlet/artículo? código... Módulos de Aprendizaje. Visita realizada 07 Marzo 2010 www.worldbank.org › DEP Primera › DEPweb módulos de aprendizaje - Visita realizada 04 Abril 2010 www.upv.es/upl/U0456312.pdf Redalyc. Lineamientos para la elaboración de módulos de ... Visita realizada 05 Abril 2010 redalyc.uaemex.mx/redalyc/pdf/904/90460107.pdf El empleo de módulos de aprendizaje individualizado como ... Visita realizada 03 Mayo 2010 www.aufop.com/aufop/uploaded_files/artículos/1224239353.pdf Módulos de aprendizaje: una propuesta didáctica; Alma Hermansen Visita realizada 01 Marzo 2010 www.invenia.es/oai:dialnet.unirioja.es:ART0000085594 Lección Preparación De Módulos Instruccionales Visita realizada 16 Marzo 2010 www.slideshare.net/.../lección-preparación-de-módulos-instruccionales EDUTEKA - Módulo Aprendizaje Visual - APRENDIZAJE VISUAL Visita realizada 22 Marzo 2010 www.eduteka.org/módulos.php?catx=4...86 Módulo V: Conceptos generales Visita realizada 01 Mayo 2010 hosting.udlap.mx/.../jose.../Módulo_V_Conceptos_generales.pdf Visita realizada 13 Junio 2010 http://www.sc.ehu.es/sbweb/física/cinemática/rectilíneo/rectilíneo.htm Visita realizada 09 Abril 2010 http://www.sc.ehu.es/sbweb/física/cinemática/práctica/práctica1.htm Visita realizada 16 Marzo 2010 http://www.sc.ehu.es/sbweb/física/cinemática/graves/graves.htm Ecuaciones Básicas Aplicadas en la Reconstrucción de Accidentes A PARTIR DE LAS LEYES DE LA CINEMÁTICA Y LA DINAMICA.... Visita realizada 12 Diciembre 2010 Accidentesdetransitoencolombia.blogspot.com/.../reconstrucción-deaccidentes-en.html – 83 ANEXOS 84 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 Verifica las relaciones entre distancia recorrida, velocidad y fuerza involucrada en diversos tipos de movimiento. Registra las observaciones y resultados utilizando esquemas, gráficos y tablas. Establece relación entre las diferentes fuerzas que actúan sobre los cuerpos en reposos o en movimiento. Elabora informes científicos y monografías Demuestra curiosidad en las prácticas de campo. Participa en los trabajos de investigación de manera creativa. Cuida y protege su ecosistema. Muestra iniciativa e interés en los trabajos de investigación. Valora el uso de lenguaje de la ciencia y tecnología. Propone alternativa de solución frente a la contaminación del ambiente. Valora los aprendizajes desarrollados en el área como parte de su proceso formativo. Nunca 20 Casi nunca 19 No opino 15 16 17 18 En relación al laboratorio de Física Posibilita realizarrenovadamente diversas actividades experimentales. Promueve el desarrollo de la creatividad e innovación. Es económica. Funciona en espacios pequeños Su operatividad es sencilla y accesible Ofrece seguridad al estudiante y al equipo. Influye en el aprendizaje de Cinemática. Facilita el aprendizaje de Cinemática. Promueve el autoaprendizaje Motiva el aprendizaje de Cinemática. Mejora la predisposición por el aprendizaje. Posibilita utilizarlo con suma facilidad. Tiene bajos costos de funcionamiento. Requiere baja inversión para reponer materiales usados. En relación al estudiante Analiza información sobre diferentes tópicos de cinemática. Organiza la información sobre movimiento de los cuerpos. Interpreta conocimientos sobre Cinemática. Interpreta los fenómenos físicos de la materia. Formula hipótesis tomando como base conocimientos cotidianos, conocimientos científicos, teorías, leyes y modelos científicos. Aplica principios y leyes de la física para resolver problemas de los diferentes fenómenos físicos. Realiza mediciones con instrumentos adecuados a las características y magnitudes de los objetos de estudio. Casi siempre 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 INDICADORES Siempre ÍTEMS ANEXO 1 EL MÓDULO KINEO Y SUS EFECTOS EN EL APRENDIZAJE DE CINEMÁTICA EN LA INSTITUCIÓN EDUCATIVA N° 20335 NUESTRA SEÑORA DEL CARMEN DE HUAURA ENCUESTA - GRUPO CONTROL Por favor, sírvase responder la encuesta marcando con una (X) en la columna respectiva, según su percepción, sobre cada uno de los indicadores, tomando en cuenta El Laboratorio de Física y sus efectos en el aprendizaje de Cinemática. La encuesta es anónima. Importante: No hay respuesta buena ni respuesta mala. Muchas gracias. 2 0 2 2 3 3 1 1 0 2 2 3 2 2 2 0 1 3 3 3 2 1 2 2 3 3 2 1 4 4 7 3 2 8 4 3 2 2 2 4 4 9 9 11 6 10 8 3 10 11 13 9 8 7 8 5 2 4 3 1 3 2 2 3 2 4 4 2 3 4 3 1 1 0 2 3 2 2 2 2 8 5 2 3 2 3 9 11 12 9 2 2 3 2 4 2 3 2 8 4 2 3 2 8 4 3 3 4 7 2 2 2 2 1 4 9 8 5 3 4 1 3 1 1 2 3 2 4 1 3 2 2 2 3 2 5 5 8 5 2 3 8 4 2 9 3 9 11 10 3 9 5 3 2 2 3 2 2 2 3 85 ANEXO 2 EL MÓDULO KINEO Y SUS EFECTOS EN EL APRENDIZAJE DE CINEMÁTICA EN LA INSTITUCIÓN EDUCATIVA N° 20335 NUESTRA SEÑORA DEL CARMEN DE HUAURA Encuesta: Cuadro de correspondencia de indicadores y apreciaciones No opino Casi nunca Nunca 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 Laboratorio Motivación Motivación Accesible Accesible Accesible Innovador Innovador Pertinente Pertinente Pertinente Pertinente Pertinente Pertinente Pertinente Estudiante Comprensión de la información Comprensión de la información Comprensión de la información Indagación y experimentación Indagación y experimentación Indagación y experimentación Indagación y experimentación Indagación y experimentación Indagación y experimentación Indagación y experimentación Indagación y experimentación Actitudes Actitudes Actitudes Actitudes Actitudes Actitudes Actitudes Casi siempre 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 INDICADORES Siempre ÍTEMS GRUPO CONTROL 5 4 3 2 1 2 0 2 2 3 3 1 1 0 2 2 3 2 2 2 0 1 3 3 3 2 1 2 2 3 3 2 1 4 4 7 3 2 8 4 3 2 2 2 4 4 9 9 11 6 10 8 3 10 11 13 9 8 7 8 5 2 4 3 1 3 2 2 3 2 4 4 2 3 4 5 4 3 2 1 3 1 1 0 2 2 2 3 2 2 1 3 1 1 2 3 2 4 3 2 2 2 2 3 3 3 2 1 1 3 2 2 2 3 2 5 8 5 2 3 2 2 2 4 4 9 5 8 5 2 3 8 4 2 3 9 11 12 9 8 8 7 8 5 9 3 9 11 10 3 9 5 2 2 3 2 4 4 4 2 3 4 3 2 2 3 2 2 2 3 86 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 Verifica las relaciones entre distancia recorrida, velocidad y fuerza involucrada en diversos tipos de movimiento. Registra las observaciones y resultados utilizando esquemas, gráficos y tablas. Establece relación entre las diferentes fuerzas que actúan sobre los cuerpos en reposos o en movimiento. Elabora informes científicos y monografías Demuestra curiosidad en las prácticas de campo. Participa en los trabajos de investigación de manera creativa. Cuida y protege su ecosistema. Muestra iniciativa e interés en los trabajos de investigación. Valora el uso de lenguaje de la ciencia y tecnología. Propone alternativa de solución frente a la contaminación del ambiente. Valora los aprendizajes desarrollados en el área como parte de su proceso formativo. Nunca 20 Casi nunca 19 No opino 15 16 17 18 En relación al Módulo KINEO Posibilita realizar renovadamente diversas actividades experimentales. Promueve el desarrollo de la creatividad e innovación. Es económica. Funciona en espacios pequeños Su operatividad es sencilla y accesible Ofrece seguridad al estudiante y al equipo. Influye en el aprendizaje de Cinemática. Facilita el aprendizaje de Cinemática. Promueve el autoaprendizaje Motiva el aprendizaje de Cinemática. Mejora la predisposición por el aprendizaje. Posibilita utilizarlo con suma facilidad. Tiene bajos costos de funcionamiento. Requiere baja inversión para reponer materiales usados. En relación al estudiante Analiza información sobre diferentes tópicos de cinemática. Organiza la información sobre movimiento de los cuerpos. Interpreta conocimientos sobre Cinemática. Interpreta los fenómenos físicos de la materia. Formula hipótesis tomando como base conocimientos cotidianos, conocimientos científicos, teorías, leyes y modelos científicos. Aplica principios y leyes de la física para resolver problemas de los diferentes fenómenos físicos. Realiza mediciones con instrumentos adecuados a las características y magnitudes de los objetos de estudio. Casi siempre 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 INDICADORES Siempre ÍTEMS ANEXO 3 EL MÓDULO KINEO Y SUS EFECTOS EN EL APRENDIZAJE DE CINEMÁTICA EN LA INSTITUCIÓN EDUCATIVA N° 20335 NUESTRA SEÑORA DEL CARMEN DE HUAURA ENCUESTA - GRUPO EXPERIMENTAL Por favor, sírvase responder la encuesta marcando con una (X) en la columna respectiva, según su percepción, sobre cada uno de los indicadores, tomando en cuenta los efectos del Módulo KINEO en el aprendizaje de Cinemática. La encuesta es anónima. Importante: No hay respuesta buena ni respuesta mala. Muchas gracias. 9 8 10 9 9 8 8 8 7 10 9 10 10 10 11 13 8 12 10 12 12 13 12 11 10 11 10 11 2 2 3 1 3 2 2 1 2 2 4 2 3 2 1 0 2 1 1 1 1 1 2 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 8 8 7 8 8 9 11 11 12 12 2 2 3 2 3 4 2 2 1 0 0 0 0 0 0 7 9 4 3 0 8 10 4 1 0 8 12 2 1 0 8 7 12 12 3 4 0 0 0 0 9 9 9 8 7 12 6 10 11 10 11 11 13 9 12 12 3 3 2 3 2 2 2 1 0 1 1 1 1 0 3 0 0 0 0 0 0 0 0 0 87 ANEXO 4 EL MÓDULO KINEO Y SUS EFECTOS EN EL APRENDIZAJE DE CINEMÁTICA EN LA INSTITUCIÓN EDUCATIVA N° 20335 NUESTRA SEÑORA DEL CARMEN DE HUAURA Encuesta: Cuadro de correspondencia de indicadores y apreciaciones Estudiante Comprensión de la información Comprensión de la información Comprensión de la información Indagación y experimentación Indagación y experimentación Indagación y experimentación Indagación y experimentación Indagación y experimentación Indagación y experimentación Indagación y experimentación Indagación y experimentación Actitudes Actitudes Actitudes Actitudes Actitudes Actitudes Actitudes Nunca 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 Casi nunca Motivación Motivación Accesible Accesible Accesible Innovador Innovador Pertinente Pertinente Pertinente Pertinente Pertinente Pertinente Pertinente No opino Módulo 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 Casi siempre INDICADORES Siempre ÍTEMS GRUPO EXPERIMENTAL 5 9 8 10 9 9 8 8 8 7 10 9 10 10 10 5 8 8 7 8 8 7 8 8 8 7 9 9 9 8 7 12 6 10 4 11 13 8 12 10 12 12 13 12 11 10 11 10 11 4 9 11 11 12 12 9 10 12 12 12 11 10 11 11 13 9 12 12 3 2 2 3 1 3 2 2 1 2 2 4 2 3 2 3 2 2 3 2 3 4 4 2 3 4 3 3 2 3 2 2 2 1 2 1 0 2 1 1 1 1 1 2 0 0 0 0 0 2 4 2 2 1 0 3 1 1 0 0 0 1 1 1 1 0 3 0 1 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 1 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 88 UNIDADES DIDÁCTICAS DE MÓDULO KINEO 89 INSTITUCIÓN EDUCATIVA TÉCNICO, INDUSTRIAL Y COMERCIAL Nº 20335 –“Nstra. SEÑORA DEL CARMEN” - HUAURA UNIDAD DIDÁCTICA 01 E MOVIMIENTO DE LOS CUERPOS : Rapidez Media y Módulo de la Velocidad Media MÓDULO : CINEMÁTICA BLOQUE : I y II ( 5h + 5h ) SESIÓNES: 01, 02, 03 y 04 DURACIÓN : 02 Semanas GRADO: 5º NIVEL: Secundaria SECCIÓN: …… FECHA: ..…………… INSTITUCIÓN EDUCATIVA TÉCNICO, INDUSTRIAL Y CO ALUMNA: ……………………………………………………………………………………………. 1. OBJETIVO: Nº 20335 –“Nstra. SEÑORA DEL CARMEN” - HUAURA ERCIAL Se desea establecer experimentalmente las relaciones entre los espacios recorridos, cambios de posición, tiempos y velocidad, correspondientes a la Rapidez Media o Rapidez Promedio y Módulo de la Velocidad Media | ̅ |, correspondiente al movimiento rectilíneo o movimiento de una sola dimensión, para ello se tabularán los valores obtenidos experimentalmente y construirán las gráficas respectivas a partir de dichos valores. 2. MATERIAL A EMPLEARSE: 1 cronómetro 1 Wincha graduada de 100 m 1 papel milimetrado 2 estacas para señalización 1 regla de 100 cm 2 hojas de papel cuadriculado A-3 3. FUNDAMENTO TEÓRICO: 3.1. EL MOVIMIENTO.- Un cuerpo estará en movimiento si cambia de posición con relación a otros puntos que son considerados fijos, estos puntos fijos son llamados sistemas de referencia y se representa mediante ejes “x” e “y” . 3.2. ELEMENTOS DEL MOVIMIENTO: 3.2.1. SISTEMA DE REFERENCIA (S.R.).- Es el lugar o punto en el cual ubicado el observador se considera ( o ), se representa mediante los ejes coordenados “x” e “y” . ⃗ ).- Llamado también radio vector, es aquel vector trazado desde el origen de coordenadas hasta la posición del móvil. 3.2.2. VECTOR POSICIÓN ( El diagrama que se muestra se llama Sistema de referencia (S.R), en la que se considera el ojo del observador en el origen de coordenadas ( o ); además, el vector posición indica la posición exacta del movimiento de un cuerpo. El S.R. es un punto o conjunto de puntos con respecto a las cuales se describe un movimiento. Y P o X 3.2.3. MÓVIL.- Es todo cuerpo o partícula en movimiento 3.2.4. TRAYECTORIA.- La trayectoria de un móvil es la línea que un móvil describe durante su movimiento. 90 3.2.5. DISTANCIA RECORRIDA (d).- Es la medida de la longitud de la trayectoria 3.2.6. DESPLAZAMIENTO ⃗⃗.- Es el vector que representa el cambio de posición, se traza desde el punto inicial (0) hasta el punto final (F). Y 3.3. VELOCIDAD MEDIA ( ̅ ).Es un movimiento, la velocidad media es la relación entre el desplazamiento ⃗ y el tiempo (t) empleado. ⃗ ̅ d O ⃗ ⃗⃗ F ⃗⃗ X o En el esquema se representa: : Vector posición inicial ⃗ : Vector posición final ⃗ : Desplazamiento d : Distancia recorrida El vector velocidad ̅ tiene la misma dirección que el desplazamiento módulo de la velocidad media emplearemos. ⃗. Para hallar el Y O | ̅| ̅ ⃗ d ⃗ F X o 3.4. RAPÌDEZ MEDIA (̅) .- En el diagrama anterior se observa que cuando el móvil se traslada desde “O” hasta “F” recorre una distancia “ d ” mientras transcurre un tiempo “ t ” , luego la rapidez media es: O La rapidez media también es llamada rapidez promedio ̅ 3.5. VELOCIDAD INSTANTÁNEA ( ): La velocidad instantánea es tangente a la trayectoria, por esto también es llamada velocidad tangencial. F Y O F1 F2 F3 ⃗ o F4 X 4. PROCEDIMIENTO: 4.1. Coloca las estacas en dos puntos claramente definidos, pudiendo ser 500m, 400m, 300m, etc. 4.2. En el extremo inicial de la primera estaca debe colocarse un observador de señalización, que comunicará el momento exacto que pasa el móvil elegido por el 91 punto inicial de control. 4.3. En el extremo final de la segunda estaca deben colocarse cinco (5) observadores cronometristas, que tomarán los tiempos que móvil elegido tardará en cubrir la distancia eligida para el estudio. 4.4. Junto a los observadores cronometristas debe acompañar un observador de recopìlación de datos, el mismo que debe anotar en el Cuadro Nº 1 todos los tiempos cronometrados.. 4.5. Repetir el procedimiento de medición para todos los grupos organizados que se han formado previamente. CUADRO Nº 1 Nº de TIEMPOS (s) t1 (Ensayos) t2 t3 t4 t5 1 2 3 4 5 d A B PUNTO FINAL PUNTO INICIAL 4.6. Realizar los cálculos de rapidez media correspondiente del Cuadro Nº 1. Nº de (Ensayos) y anotar los resultados en la columna Rapidez Media ( ) TIEMPOS (s) t1 t2 t3 t4 t5 ( ⁄) 1 2 3 4 5 PROMEDIO DE RAPIDEZ MEDIA ( P.Rm ) 92 5. CUESTIONARIO: 5.1. ¿Qué rapidez tienen cada uno de los móviles a partir de tus datos que has obtenido? ……………………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………………… 5.2. ¿Cuál es el promedio de la rapidez media de los cinco (5) móviles que has anotado en tu cuadro? ……………………………………………………………………………………………………… 5.3. ¿Cuál es la interpretación del promedio de la rapidez media de los cinco (5) móviles que has anotado en tu cuadro? ……………………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………………… 5.4. ¿Qué móviles tienen la menor y la mayor rapidez, según tus cálculos obtenidos? ……………………………………………………………………………………………………. ……………………………………………………………………………………………………… 5.5. En un papel milimetrado construye la gráfica Rapidez Media versus ( v.s. ) ensayos realizados ( E ) (Nº de automóviles), empleando los valores obtenidos en el Cuadro Nº 2. Además, en el mismo papel grafica el Promedio de la Rapidez Media ( P.Rm ). 5.6. Evalúa e interpreta la gráfica del papel milimetrado: a) ¿Cuántos móviles están por debajo del Promedio de Rapidez Media ( P.Rm ) calculado? Rpta.: ……………………………………………………………………………………………………… b) ¿Cuántos móviles están por encima del Promedio de Rapidez Media ( P.Rm ) calculado? Rpta.: ……………………………………………………………………………………………………… 5.7. Analiza y evalúa : Si tenemos en cuenta que en dicha zona en donde se ha realizado la práctica experimental de campo el Promedio de Rapidez Media autorizada ( P.Rm ) para el tránsito vehicular es de ⁄ : a) ¿Qué significa que los móviles están por debajo del promedio de rapidez media autorizada para el tránsito vehicular?. Haga su propia conclusión interpretativa. Rpta.:………………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………….……………………………………………… ……………………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………….. b) ¿Qué significa que los móviles están por encima del promedio de rapidez media autorizada para el tránsito vehicular?. Haga su propia conclusión interpretativa. 93 Rpta.:……………………………………………………………………………….……………… ……………………………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………………………. INSTITUCIÓN EDUCATIVA TÉCNICO, INDUSTRIAL Y COMERCIAL Comprensión de Indagación y Lic. JAVIER H. RAMÍREZexperimentación GÓMEZ Nº 20335 –“Nstra. SEÑORA DEL CARMEN” - HUAURA información Esp. MATEMÁTICA - FÍSICA EVALUACIÓN 01 MÓDULO : CINEMÁTICA DURACIÓN: 02 Semanas GRADO: 5º BLOQUES : I y II ( 5h + 5h ) NIVEL: Secundaria SESIÓNES: 01, 02, 03 y 04 SECCIÓNES: ………. FECHA: ….….………… ALUMNA: ………………………………………………………………………………………………………. COMPRENSIÓN DE INFORMACIÓN 1. Tabula en el siguiente cuadro tus mediciones de distancia ( d ), tiempo ( t ) y Rapidez Media ( ) que has anotado en tu cuaderno de campo. ENSAYOS DISTANCIAS ( m ) TIEMPO ( t ) RAPIDEZ MEDIA ( ) ( m/s ) 01 02 03 04 05 2. Calcula el promedio ̅ ( ) de la Rapidez Media de tus mediciones que has realizado en la práctica experimental de campo. ̅ ( ) = ……………………………………………………………….. = ………………. 3. Si tenemos en cuenta que en dicha zona en donde se ha realizado la práctica experimental de campo la rapidez media autorizada para el tránsito vehicular es de ⁄ ; realizar la gráfica ( ) versus ( v.s. ) ensayos realizados ( E ). ( ) m/s ) Nº de E 4. Evalúa e interpreta la gráfica de la pregunta 3.: 94 a) ¿Cuántos móviles están por debajo de la rapidez media autorizada para el tránsito vehicular? Rpta.: ………………………………………………………………………………………………… b) ¿Cuántos móviles están por encima de la rapidez media autorizada para el tránsito vehicular? Rpta.: ……………………………………………………………………………………………… 5. Interpreta la gráfica de la pregunta 3 y responda a las siguientes preguntas: a) ¿Qué significa que los móviles están por debajo de la rapidez media autorizada para el tránsito vehicular?. Haga su propia conclusión interpretativa. Rpta.:………………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………….………………………………………………… ………………………………………………………………………………………………………… b) ¿Qué significa que los móviles están por encima de la rapidez media autorizada para el tránsito vehicular?. Haga su propia conclusión interpretativa. Rpta.: ………………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………………………… 6. Teniendo en cuenta la práctica experimental de campo realizada, ¿En qué otras formas de movimiento de los cuerpos tiene su aplicación el principio general de la rapidez media?. ………………………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………………………… 7. ¿Qué entiende Ud. por velocidad instantánea?. Grafícala. ………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………… 8. Analiza el siguiente enunciado y grafica el vector del módulo de la rapidez media: Un móvil parte de la ciudad A y se dirige a la ciudad B que se encuentra a 4 km al Este y luego se dirige a la ciudad C que se encuentra a 5 km al Sur. 9. Analiza cómo el estudio del movimiento ha contribuido con el desarrollo tecnológico y científico de la humanidad. ………………………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………………………… 10. ¿Es posible que un cuerpo se haya movido y su desplazamiento sea nulo?. Rpta.:………………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………………… INDAGACIÓN Y EXPERIMENTACIÓN 1. Convertir: 95 a) 108 km/h a m/s b) 20 m/s a km/h 2. Una partícula sigue un camino curvilíneo de 400 m partiendo en A y llegando hasta B en 40 s. Halla: a) La rapidez media ( ) en m/s b) El módulo de la velocidad media |̅|, en m/s 400 m B 200 m A 3. En una caminata; El tramo AB se realiza en 20 h; el tramo BC en 15 h y el tramo CD en 10 h. Halla la rapidez media para el recorrido total ABCD. C B D A 4. Cuando un automóvil avanza 180 m y retrocede 60 m, emplea un tiempo total de 60 s. Calcula: a) La rapidez promedio ( ), en m/s b) El módulo de la velocidad media | ̅ | , en m/s 5. Un móvil avanza 4 km hacia el Este y luego se dirige hacia el Norte recorriendo 3 km más, para lo cual emplea un tiempo total de 7 h. Halla: a) La rapidez promedio ( ) , en m/s b) El módulo de la velocidad media | ̅ | , en m/s 6. Un atleta corre 2,5 km en línea recta en 9 min y luego tarda 30 min en volver andando al punto de partida. a) ¿Cuál es la rapidez media durante los primeros 9 min? b) ¿Cuál es la velocidad media a lo largo de todo el recorrido? 96 7. Un barco navega hacia el Este avanzando 18 km en 5 h; luego voltea hacia el Norte recorriendo 16 km en 3 h y finalmente, se dirige hacia el Oeste recorriendo 6 km más en 2 h. Calcule el módulo de la velocidad media en km/h. Lic.YJAVIER H. RAMÍREZ GÓMEZ INSTITUCIÓN EDUCATIVA TÉCNICO, INDUSTRIAL COMERCIAL Esp. MATEMÁTICA - FÍSICA Nº 20335 –“Nstra. SEÑORA DEL CARMEN” - HUAURA UNIDAD DIDÁCTICA 02 MOVIMIENTO RECTILÍNEO UNIFORME (M.R.U.) MÓDULO : CINEMÁTICA BLOQUES: III y IV ( 5h + 5h ) SESIÓNES: 05, 06, 07 y 08 DURACIÓN : 02 Semanas GRADO: 5º NIVEL:Secundaria SECCIÓNES: ……….. FECHA: ……………….. 1. ALUMNA: OBJETIVO:……………………………………………………………………………………………………… Se desea establecer experimentalmente las relaciones entre los espacios recorridos, cambios de posición, tiempos y velocidad, correspondientes al movimiento rectilíneo uniforme (M.R.U.), para ello se tabularán los valores obtenidos experimentalmente y construirán las gráficas respectivas a partir de dichos valores. Para nuestro taller experimental investigaremos el movimiento de una burbuja de aire dentro del tubo de Mikola. 2. MATERIAL A EMPLEARSE: 1 cronómetro 1 regla graduada de 100 cm 1 vástago para nuez 1 cinta adhesiva 1 cinta de papel delgado de 1 m de longitud 1 tubo de vidrio delgado con agua 1 soporte universal 5 indicadores de escala 1 nuez 3. FUNDAMENTO TEÓRICO: 3.1. EL MOVIMIENTO.- Un cuerpo estará en movimiento si cambia de posición con relación a otros puntos que son considerados fijos, estos puntos fijos son llamados sistemas de referencia y se representa mediante ejes “x” e “y” . 3.2. ELEMENTOS DEL MOVIMIENTO: 3.2.1. SISTEMA DE REFERENCIA (S.R.).- Es el lugar o punto en el cual ubicado el observador se considera ( o ), se representa mediante los ejes coordenados “x” e “y” . 3.2.2. VECTOR POSICIÓN ( ⃗ ).- Llamado también radio vector, es aquel vector trazado desde el origen de coordenadas hasta la posición del móvil. El diagrama que se muestra se llama Sistema de referencia (S.R), en la que se considera el ojo del observador en el origen de coordenadas ( o ); además, el Y P vector posición ⃗ indica la posición exacta del movimiento de un cuerpo. El S.R. es un punto o conjunto de puntos con respecto a las cuales se describe un movimiento. ⃗ o X 3.2.3. MÓVIL.- Es todo cuerpo o partícula en movimiento 97 3.2.4. TRAYECTORIA.- La trayectoria de un móvil es la línea que un móvil describe durante su movimiento. 3.2.5. DISTANCIA RECORRIDA ( d ).- Es la medida de la longitud de la trayectoria. 3.2.6. DESPLAZAMIENTO ( ⃗ ).- Es el vector que representa el cambio de posición, se traza desde el punto inicial (o) hasta el punto final ( F ). 3.3. MOVIMIENTO RECTILÍNEO UNIFORME (MRU).- El movimiento rectilíneo uniforme es uno de los movimientos más simples de la cinemática, tiene las siguientes características. La trayectoria que describe el móvil es una línea recta La velocidad del móvil es constante ( ⃗⃗ ) = Cte. Decimos que una velocidad es constante cuando su módulo (rapidez) y su dirección no cambian. Basta que la dirección de la velocidad cambie, a pesar de que su módulo sea constante, para decir que la velocidad no es constante. La velocidad es constante porque conserva su ⃗ ⃗ módulo ( ) y su dirección no cambian. IMPORTANTE: Un movimiento es UNIFORME cuando el módulo de la velocidad (rapidez) del móvil no cambia a pesar que puede estar cambiando su dirección. Ejemplo: El móvil recorre distancias ( d ) iguales en tiempos ( t ) iguales. 10 m/s t t 10 m/s d d t d Observamos que la distancia recorrida directamente proporcional al tiempo. es 10 m/s En el diagrama observamos que: La dirección de la velocidad cambia, pero la rapidez ( 10 m/s ) es constante, luego el movimiento es UNIFORME. ⃗⃗ 3.3.1. ELEMENTOS DEL MOVIMIENTO RECTILÍNEO UNIFORME (M.R.U.) 98 Se sabe que el M.R.U. es aquel movimiento de trayectoria rectilínea, en donde el móvil recorre espacios iguales en intervalos de tiempos iguales debido a que mantiene constante su velocidad en todo instante. En la siguiente figura se representa un coche con M.R.U. a cuya trayectoria asociamos el eje X con la finalidad de ubicar las respectivas posiciones que va ocupando el coche durante el transcurso del tiempo. ⃗⃗ = Cte Donde : X0 t0 X t ⃗⃗ e ( X) X t X0 t0 = Posición inicial del móvil = Tiempo inicial indicado por el cronómetro = Posición final del móvil = Tiempo final indicado por el cronómetro = Velocidad constante del móvil = Espacio recorrido por el móvil entre: X y X0 En el M.R.U. la velocidad se determina mediante: ⃗⃗ O ⃗⃗ también se expresa la velocidad como: ⃗⃗ Se debe tener en cuenta que la pendiente ( m = tg θ ) en una gráfica X – t representa la velocidad de un móvil. Luego tenemos: = ⃗⃗ 3.3.2. GRÁFICAS DEL M.R.U. X(m) V( m/s ) . X V X0 A θ t (s) o o t ( 1 ) Posición ( X ) – tiempo ( t ) La gráfica es una línea recta inclinada ⃗⃗ = tg θ (pendiente de la recta) ( 2 ) Velocidad ( ⃗⃗ ) – tiempo ( t ) La gráfica es una línea recta horizontal A = Área debajo de la gráfica + vt t (s) 99 4. PROCEDIMIENTO: 4.1. Instalar el tubo de Mikola en un soporte y sobre este coloca la cinta de papel fijándolo con la cinta adhesiva, luego ubica y observa bien la burbuja de aire que se encuentra atrapada en el fluido dentro del tubo de Mikola. Ver fig. 1. 4.2. Con la ayuda del soporte inclina un cierto ángulo ( 20º ) el tubo de Mikola, de tal manera que la burbuja de aire suba desde el extremo inferior hacia el extremo superior. Mide cinco (5) veces el tiempo que demora la burbuja en recorrer los tramos indicados. Completa el cuadro Nº 01(Experimento Nº1) anotando los tiempos medidos con la ayuda del cronómetro. Señalar con los indicadores de escala, distancias de 10 cm, 20 cm, 30 cm, 40 cm y 50 cm. CUADRO Nº 01 Espacio recorrido ( cm ) t2 t3 t4 ( ) (EXPERIMENTO Nº 1) Valor medio o promedio del tiempo ( s ) Tiempos medidos ( s ) t1 - t5 Tiempo promedio ( tp ) ( s ) Velocidad media ( Vm ) ⃗⃗ 0 - 10 0 – 20 0 - 30 0 – 40 0 - 50 4.3. Aumenta la inclinación (ángulo de 30º ) del tubo de Mikola y sigue los mismos procedimientos que el paso anterior. Completa el cuadro Nº 02 (Experimento Nº 2 ) anotando los tiempos medidos con la ayuda del cronómetro. Figura Nº 1 Tubo de Mikola 100 CUADRO Nº 02 - ( (EXPERIMENTO Nº 2 ) Valor medio o promedio del tiempo ( s ) Tiempos medidos ( s ) Espacio recorrido ( cm ) ) Tiempo promedio ( tp ) ( s ) t1 t2 t3 t4 t5 Velocidad media ( Vm ) ⃗⃗ 0 - 10 0 – 20 0 - 30 0 – 40 0 - 50 5. CUESTIONARIO: 5.1. ¿Qué velocidad media tiene el móvil (burbuja) en cada uno de los tramos considerados según los datos tabulados y calculados en el cuadro Nº 01 o experimento Nº 1? a) En el tramo 0 – 10 cm: ………………………… d) En el tramo 0 – 40 cm: ………………………… b) En el tramo 0 – 20 cm: ………………………… e) En el tramo 0 – 50 cm: ……………………… c) En el tramo 0 – 30 cm: ………………………… 5.2. ¿Qué velocidad media promedio ⃗⃗ tiene el móvil para el experimento Nº 1?. …………………………………………………………………………………………………………………… 5.3. ¿Hay proporcionalidad entre el tiempo (t) y la distancia (d) recorrida por el móvil? ¿Por qué?. …………………………………………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………………………………………… 5.4. De los datos obtenidos en el cuadro Nº 01, ¿Cómo varía el tiempo (t) al aumentar las distancias (d) recorridas?. …………………………………………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………………………………………… 5.5. Si la rapidez es la distancia recorrida por unidad de tiempo, ¿la rapidez del móvil para las diferentes distancias fue constante? ¿Por qué?. …………………………………………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………………………………………… 5.6. ¿Qué velocidad media promedio ⃗⃗ tiene el móvil para el experimento Nº 2?. …………………………………………………………………………………………………………………… 5.7. ¿Bajo qué ángulo de inclinación, la burbuja de aire o móvil alcanzará su máxima velocidad? ¿Por qué?. 101 ………………………………………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………………………………………… 5.8. Utilizando papel milimetrado y con los datos obtenidos en el Cuadro Nº 01 o experimento Nº 1 construya una grafica e – t ( la distancia recorrida en función del tiempo). Observa y analiza la gráfica obtenida y responda: a) ¿La gráfica e – t obtenida en el papel milimetrado es una recta o una curva? …………………………………………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………………………………………… b) ¿En qué relación están las distancias y los tiempos? …………………………………………………………………………………………………………………… c) ¿Cuál es el valor de la pendiente de la recta? …………………………………………………………………………………………………………………… d) ¿Qué nos indica el valor de la pendiente? …………………………………………………………………………………………………………………… e) ¿Qué significado físico tiene la constante de proporcionalidad? …………………………………………………………………………………………………………………… f) Analiza, evalúa y representa la ecuación de la gráfica que representa al experimento Nº 1 …………………………………………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………………………………………… 5.9. Utilizando un mismo papel milimetrado construya la gráfica ⃗⃗ – t a partir de los datos obtenidos en el experimento Nº 1. Observa y analiza la gráfica obtenida y responda: a) ¿Cómo es la gráfica ⃗⃗ – t ? ¿Por qué? …………………………………………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………………………………………… 5.10. Utilizando papel milimetrado y con los datos obtenidos en el Cuadro Nº 02 o experimento Nº 2 construya una grafica e – t ( la distancia recorrida en función del tiempo). Observa y analiza la gráfica obtenida y responda: a) ¿La gráfica e – t obtenida en el papel milimetrado es una recta o una curva? ……………………………………………………………………………………………………………… b) ¿En qué relación están las distancias y los tiempos? …………………………………………………………………………………………………………………… c) ¿Cuál es el valor de la pendiente de la recta? …………………………………………………………………………………………………………………… d) ¿Qué nos indica el valor de la pendiente? …………………………………………………………………………………………………………… e) ¿Qué significado físico tiene la constante de proporcionalidad? …………………………………………………………………………………………………………………… f) Analiza, evalúa y representa la ecuación de la gráfica que representa al experimento Nº 2 ………………………………………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………………………………………… 5.11. Utilizando un mismo papel milimetrado construya la gráfica ⃗⃗ – t a partir de los datos obtenidos en el experimento Nº 2. Observa y analiza la gráfica obtenida y responda: a) ¿Cómo es la gráfica ⃗⃗ – t ? ¿Por qué? …………………………………………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………………………………………… 5.12. Indica tres (03) observaciones. 1. ……………………………………………………………………………………………………………… 2. ……………………………………………………………………………………………………………… 3. ……………………………………………………………………………………………………………… 102 5.13. Indica tres (03) conclusiones. 1. ……………………………………………………………………………………………………………… 2. ……………………………………………………………………………………………………………… 3. ……………………………………………………………………………………………………………… INSTITUCIÓN EDUCATIVA TÉCNICO, INDUSTRIAL Y COMERCIAL Nº 20335 –“Nstra. SEÑORA DEL CARMEN” - HUAURA Lic. JAVIER H. RAMÍREZ GÓMEZ Esp. MATEMÁTICA - FÍSICA Comprensión Indagación y de información experimentación EVALUACIÓN 02 MÓDULO : CINEMÁTICA DURACIÓN : 02 Semanas GRADO: 5º BLOQUES : III y IV ( 5h + 5h ) SESIONES: 05, 06, 07 y 08 SECCIONES: ……….. NIVEL: Secundaria FECHA: …………… RESPONSABLE:Lic. JAVIER H. RAMÍREZ GÓMEZ ALUMNA: ……………………………………………………………………………………………………………………. COMPRENSIÓN DE INFORMACIÓN 1. Analiza la siguiente gráfica V – t ,representa que el móvil : V a) Acelera b) Desacelera c) Está en reposo d) Tiene velocidad cte. e) Tiene aceleración cte. t o 2. Analiza las siguientes gráficas, ¿Cuál de ellas representa un MRU ? e e t o t o Gráfica Nº1 Gráfica Nº2 Rpta. : …………………………………………………………………………………………………. 3. Analiza la siguiente gráfica v – t , para un móvil que viaja por una pista recta, luego las afirmaciones ciertas son : V(m/s) I) El móvil está en reposo II) El móvil presenta un MRU III) El móvil acelera t o a) Sólo I b) Sólo II c) Sólo III d) I y II e) II y III 4. Al graficar en un papel milimetrado los datos obtenidos de espacio (e) y tiempo ( t ) de una práctica de taller de laboratorio, observamos que la pendiente del primer móvil es m = ¼ y del segundo móvil es de m = 0, 272727… ¿Cuál de los móviles tendrá mayor velocidad?. Rpta. : ………………………………………………………………………………………………………… 103 ¿Porqué ? : ……………………………………………………................................................................. 5. ¿Cómo interpreta Ud. el Movimiento Rectilíneo Uniforme?. ……………………………………………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………………………………………… 6. Prepare una gráfica en un plano cartesiano en donde se identifique la velocidad máxima de un móvil o 7. Indique dos (2) características fundamentales del M.R.U. a) ………………………………………………………………………….………………………………………… b) ………………………………………………………………………………………………………………… 8. Utilizando la tabla adjunta grafica e indica la velocidad del móvil movimiento. y además halle la ecuación del Tabla. Los datos que se muestran representan el desplazamiento de una burbuja en un tubo de Mikola Distancia (cm,) 0 20 40 60 80 Tiempo (s) 0 10 20 30 40 9. Para que un movimiento sea considerado uniforme solamente es necesario que : a) Su trayectoria sea una recta b) No cambia la dirección de sui velocidad c) No cambie el módulo de su velocidad d) No cambie el módulo ni la dirección de su velocidad e) Su trayectoria sea una curva INDAGACIÓN Y EXPERIMENTACIÓN 1. El gráfico muestra el movimiento de una partícula. Se desea calcular: a) ¿Qué velocidad lleva en los 3 primeros segundos? b) ¿Cuál será la velocidad entre t= 3s y t y t = 4s c) ¿Qué velocidad lleva en los 4 últimos segundos? d) ¿Qué espacio recorre en los 3 primeros segundos? e) ¿Qué espacio recorre durante los 8 s? V(m/s) 6 3 t (s) o 3 4 8 104 2. El nuevo record olímpico de los 100 m planos es de 9,58 s. Halle esta nueva marca en m/s y km/h. 3. ¿Cuántas horas debe durar un viaje de la ciudad de Lima hasta una ciudad norteña que se encuentra ubicada a 1 080 km, sabiendo que el bus de la Empresa Ormeño marcha con una velocidad de 72 km/h? 4. ¿En qué tiempo el sonido viajará 34 km? 5. Calcular la distancia que hay entre la Tierra y el Sol, sabiendo que la luz tarda en llegar a la Tierra 8 min y 20 s aproximadamente. 6. Una liebre se encuentra a 70m frente a un perro. En ese instante sale el perro en persecución con una velocidad de 25 m/s. Se desea saber el tiempo que demora el primero en lograr su propósito (velocidad de la liebre 18 m/s). Además calcular la distancia que recorrió el perro. 7. En la figura mostrada. ¿Al cabo de cuánto tiempo estarán separados nuevamente por 80 m? 80 m = 6 m/s = 2 m/s 105 Lic. JAVIER H. RAMÍREZ GÓMEZ Esp. MATEMÁTICA - FÍSICA INSTITUCIÓN EDUCATIVA TÉCNICO, INDUSTRIAL Y COMERCIAL Nº 20335 –“Nstra. SEÑORA DEL CARMEN” - HUAURA UNIDAD DIDACTICA 03 MOVIMIENTO RECTILÍNEO UNIFORMENTE VARIADO (M.R.U.V.) MÓDULO : CINEMÁTICA BLOQUES : V y VI ( 5h + 5h ) SESIÓNES: 09, 10, 11 y 12 DURACIÓN : 02 Semanas GRADO: 5º NIVEL: Secundaria SECCIÓNES: ……….. FECHA:……………. ALUMNA: …………………………………………………………………………………………………… 1. OBJETIVO: En esta experiencia se desea establecer las relaciones entre los espacios recorridos, cambios de posición, tiempos, velocidades y aceleración, correspondientes al movimiento uniformemente variado (M.R.U.V.), para ello será necesario tabular los valores obtenidos experimentalmente y construir las gráficas correspondientes a dichos valores obtenidos. 2. MATERIAL A EMPLEARSE: 1 cronómetro 1 carril de aluminio previamente graduada con cinta de papel 1 vástago para nuez 1 esfera de acero o una canica de cristal 1 cinta adhesiva 1 regla graduada de 100 cm 1 soporte universal 1 nuez 3. FUNDAMENTO TEÓRICO: 3.1. EL MOVIMIENTO.- Un cuerpo estará en movimiento si cambia de posición con relación a otros puntos que son considerados fijos, estos puntos fijos son llamados sistemas de referencia y se representa mediante ejes “x” e “y” . 3.1.1. MÓVIL.-Es todo cuerpo o partícula en movimiento 3.1.2. TRAYECTORIA.-La trayectoria de un móvil es la línea que un móvil describe durante su movimiento. 3.1.3. DISTANCIA RECORRIDA (d).- Es la medida de la longitud de la trayectoria. 3.2. MOVIMIENTO RECTILÍNEO UNIFORMEMEMENTE VARIADO (MRUV).- Es aquel tipo de movimiento en el cual la velocidad cambia en módulo aumentando o disminuyendo progresivamente al transcurrir el tiempo. El MRUV tiene las siguientes características: La trayectoria que describe el móvil es una línea recta La aceleración ( ⃗⃗ ) del móvil es colineal con su velocidad ( ⃗⃗⃗⃗ ) La aceleración ( ⃗ ) del móvil es constante (Cte) En el MRUV reconocemos que la aceleración es constante cuando la velocidad del móvil experimenta cambios iguales en tiempos iguales. 106 En el siguiente diagrama observamos que la aceleración constante permite que cada 5s la velocidad varíe en 3 m/s. 5s 5s 5s 9 m/s 6 m/s 15 m/s 12 m/s 3.3. ELEMENTOS DEL MOVIMIENTO RECTILÍNEO UNIFORMEMENTE VARIADO ( M.R.U.V ) El movimiento rectilíneo uniformemente variado es aquel movimiento de trayectoria rectilínea, en donde la velocidad experimenta cambios iguales en intervalos de tiempos iguales debido a que mantiene constante su aceleración en todo instante. En la siguiente figura se representa un coche con M.R.U.V. a cuya trayectoria asociamos el eje x con la finalidad de ubicar las respectivas posiciones que va ocupando el coche durante el transcurso del tiempo. ⃗⃗ X0 t0 Donde : X0 t0 X t ⃗⃗ ⃗⃗ ⃗⃗ e ( X) X t = Posición inicial del móvil = Tiempo inicial indicado por el cronómetro = Posición final del móvil = Tiempo final indicado por el cronómetro = Aceleración constante del móvil = Velocidad inicial del móvil = Velocidad final del móvil = Espacio recorrido por el móvil entre: X y X0 Las ecuaciones del M.R.U.V. son las siguientes: (1) (2) (3) ( ( ) ) 107 (4) 3.4. GRÁFICAS DEL M.R.U.V (1) Aceleración ( a ) – Tiempo ( t ) (2) Velocidad ( V ) – Tiempo ( t ) (3) Posición ( X ) – Tiempo ( t ) (X) (V) a x a A θ V0 A (t) o t o o Es una línea recta oblícua ⃗= =m (pendiente de la recta. A = Área debajo de la gráfica Es una línea recta horizontal A = Área debajo de la gráfica - (t) (t ) t t Es una semiparábola - = ⃗⃗ Se debe tener en cuenta que la pendiente ( m = tg θ ) en una gráfica V – t representa la aceleración de un móvil. Luego tenemos: ⃗⃗ 4. PROCEDIMIENTO: 4.1. Empleando el carril de aluminio y el soporte universal, realiza el montaje del equipo tal como se indica en la fig. 1. 4.2. Con la ayuda del soporte inclina el carril de aluminio un ángulo adecuado ( 20º aprox. ), de tal manera tenga una adecuada inclinación y no se pandee. 4.3. Deja caer la esfera de acero o bola de cristal desde la posición X = 0m y comienza a medir el tiempo con el cronómetro ( con aproximación al centésimo) desde dicha posición hasta que pase por la posición X = 0,4m. Luego, desde X = 0m hasta X = 0,8m y así sucesivamente hasta las posiciones X = 1,2m ; X = 1,6m y X = 2,0m. Debes efectuar estas mediciones cinco (05) veces y obtener el valor medio o tiempo 108 promedio con los tiempos medidos y tabulados. Completa el cuadro Nº 01(Experimento Nº1). 109 CUADRO Nº 01 Espacio recorrido Posición X0 ( - ) ( EXPERIMENTO Nº 1 ) Tiempo empleado Valor medio o promedio del tiempo ( s ) Velocidad media (⃗⃗ ) ⃗⃗ e = X – X0 X t1 t2 t3 t4 t5 ( cm/s ) 0m – 0,4m 0m – 0,8m 0m – 1,2m 0m – 1,6m 0m – 2,0m 4.4. Aumenta la inclinación (ángulo de 30º ) del carril de aluminio sigue los Figura Nº 1 Carril de aluminio mismos procedimientos del paso anterior. Completa el Cuadro Nº 02 (Experimento Nº 2 ) anotando los tiempos medidos con la ayuda del cronómetro. CUADRO Nº 02 - ( ) ( EXPERIMENTO Nº 2 ) Tiempo empleado Posición X0 Valor medio o promedio del tiempo ( s ) Espacio recorrido X e = X – X0 Velocidad media( Vm ) ⃗⃗ t1 t2 t3 t4 t5 ( cm/s ) 0m – 0,4m 0m – 0,8m 0m – 1,2m 0m – 1,6m 0m – 2,0m 110 5. CUESTIONARIO: PARTE I 5.1. ¿Qué velocidad media tiene la esfera de acero o de cristal en cada uno de los tramos considerados según los datos tabulados y calculados en el Cuadro Nº 01 o experimento Nº 1? a) En el tramo 0m – 0,40m : ………………… d) En el tramo 0m – 1,60 m: ……………………… b) En el tramo 0m – 80 cm: ………………… e) En el tramo 0m – 2,00 m: ……………………… c) En el tramo 0m – 1,20 m: ………………… 5.2. ¿Qué velocidad media promedio ⃗⃗ tiene el móvil para el experimento Nº 1?. …………………………………………………………………………………………………………………… 5.3. ¿Hay proporcionalidad entre el tiempo (t) y la distancia (d) recorrida por el móvil? ¿Por qué?. ………………………………………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………………………………………… 5.4. De los datos obtenidos en el cuadro Nº 01, ¿Cómo varía el tiempo (t) al aumentar las distancias (d) recorridas?. …………………………………………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………………………………………… 5.5. Si la rapidez es la distancia recorrida por unidad de tiempo, ¿la rapidez del móvil para las diferentes distancias fue constante? ¿Por qué?. …………………………………………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………………………………………… 5.6. ¿Qué velocidad media promedio tiene el móvil para el experimento Nº 2 ?. …………………………………………………………………………………………………………………… 5.7. ¿Bajo qué ángulo de inclinación, la esfera de acero o cristal alcanzará su máxima velocidad? ¿Por qué?. …………………………………………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………………………………………… 5.8. Utilizando papel milimetrado y con los datos obtenidos en el Cuadro Nº 01 construya una grafica e - t o x - t ( la distancia recorrida en función del tiempo). Observa y analiza la gráfica obtenida y responda: a) ¿La gráfica e – t obtenida en el papel milimetrado es una recta o una curva? …………………………………………………………………………………………………………………… b) ¿En qué relación están las distancias y los tiempos? …………………………………………………………………………………………………………………… 5.9. Utilizando papel milimetrado y con los datos obtenidos en el Cuadro Nº 01 construya una grafica e–t 2 2 o x – t . Observa y analiza la gráfica obtenida y responda: a) ¿La gráfica e – t 2 obtenida en el papel milimetrado es una recta o una curva? …………………………………………………………………………………………………………………… 5.10. Utilizando papel milimetrado y con los datos obtenidos en el Cuadro Nº 01 construya una grafica . Observa y analiza la gráfica obtenida y responda: a) ¿La gráfica obtenida en el papel milimetrado es una recta o una curva? …………………………………………………………………………………………………………………… 111 b) Utilizando la misma gráfica del acápite (a) anterior determinar el valor de la pendiente. …………………………………………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………………………………………… c) ¿Qué nos indica el valor de la pendiente? …………………………………………………………………………………………………………………… d) ¿Cuál es el valor de la aceleración para el caso experimental del cuadro Nº 01? …………………………………………………………………………………………………………………… e) Analiza, evalúa y escriba la ecuación de la gráfica que representa al experimento Nº 1 …………………………………………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………………………………………… 5.11. ¿La gráfica x – t es de la forma: ¿Cuál es el valor de k y que magnitud representa? …………………………………………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………………………………………… 5.12. ¿Qué movimiento describe la esfera de acero o de cristal? …………………………………………………………………………………………………………………… 5.13. Analiza, evalúa y determina el valor de la aceleración de la esfera empleando la fórmula: …………………………………………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………………………………………… 5.14. Analiza, evalúa y determina el valor de la aceleración de la esfera empleando la fórmula: …………………………………………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………………………………………… 5.15. Indica tres (02) observaciones. 1. ……………………………………………………………………………………………………………… 2. ……………………………………………………………………………………………………………… 5.16. Indica tres (02) conclusiones. 1. ……………………………………………………………………………………………………………… 2. ……………………………………………………………………………………………………………… 6. CUESTIONARIO: PARTE II Teniendo en cuenta el acápite 4.4 repita todos los pasos de la parte experimental y responda todas las preguntas propuestas en el cuestionario Parte I, para lo cual debe tener en cuenta los datos del Cuadro Nº 02. Lic. JAVIER H. RAMÍREZ GÓMEZ Esp. MATEMÁTICA - FÍSICA 112 INSTITUCIÓN EDUCATIVA TÉCNICO, INDUSTRIAL Y COMERCIAL Nº 20335 –“Nstra. SEÑORA DEL CARMEN” - HUAURA Comprensión de información Indagación y experimentación EVALUACIÓN 03 MÓDULO : CINEMÁTICA BLOQUES: V y VI ( 5h + 5h ) SESIONES: 09, 10, 11 y 12 DURACIÓN : 02 Semanas GRADO: RESPONSABLE: 5º NIVEL: Secundaria SECCIONES:………. FECHA: …………… Lic. JAVIER H. RAMÍREZ GÓMEZ ALUMNA:……………………………………………………………………………………………………………. COMPRENSIÓN DE INFORMACIÓN 1. Interpreta la principal característica del M.R.U.V. es que : a) Tiene la velocidad constante b) Su posición no cambia nunca c) Su rapidez es constante. d) Tiene desplazamiento rectilíneo e) Tiene aceleración constante 2. Para cierto instante, se muestra la velocidad (⃗⃗) y la aceleración ( ⃗⃗ ) de un móvil, luego identifica lo incorrecto: I) El móvil está en reposo II) La velocidad aumenta III) El móvil se mueve en el sentido contrario de la velocidad ⃗⃗ ⃗⃗ a) I d) I y II b) II e) II y III c) III 3. En el movimiento rectilíneo uniformemente variado (MRUV), ¿Identifica qué parámetro varía uniformemente? a) El desplazamiento b) La distancia c) La aceleración d) La rapidez e) La posición 4. Interpreta en el MRUV cuando decimos que la aceleración es constante porque en …………………………… iguales la velocidad varía cantidades ………………………………… a) condiciones; diferentes b) distancias; diferentes c) distancias; iguales d) velocidades; iguales e) tiempos; iguales 5. Si en un MRUV decimos que la aceleración es negativa, identificaremos que: I) La velocidad aumenta II) Sus vectores velocidad ( ⃗⃗ ) y aceleración ( ⃗ ) tienen sentidos contrarios. III) La velocidad es constante a) I b) II c) III d) I y II e) II y III 6. Analiza la siguiente gráfica V – t y calcule el espacio recorrido por el móvil teniendo en cuenta el espacio sombreado. 113 a) b) c) d) e) 10 m 20 m 60 m 50 m 40 m V (m/s) 5 A o 2 t(s) 10 7. Interpreta ¿Cuál de las siguientes gráficas representa un MRUV desacelerado? V a) b) t o V t o V V c) d) t o t o Rspta. :……………………………… ¿Por qué?..................................... V e) t o ……………………………………… ……………………………………… …………………………………….. ……………………………………… …………………… 8. Usando la gracia V – t ,interpreta calcula la aceleracióndelmovimienmtorectilíneo. a) Sen Ѳ b) Cos Ѳ c) Sec Ѳ d) tg Ѳ e) ctgѲ V Ѳ o t 9.¿Cómo interpreta Ud. el Movimiento Rectilíneo Uniformemente Variado?. ………………………………………………………………………………………………………………………. ……………………………………………………………………………………………………………………… 10. Al graficar en un papel milimetrado los datos obtenidos de espacio ( V ) y tiempo ( t ) de una práctica de taller de laboratorio, observamos que la pendiente del primer móvil es m1 = 0,75 y del segundo móvil es de m 2 = ¾. ¿Identifica cuál de los móviles tendrá mayor velocidad?. Rspta. : ……………………………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………………………… 114 ¿Porqué ? : …………………………………………………….............................................................................. ………………………………………………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………………………………………………. INDAGACIÓN Y EXPERIMENTACIÓN 1. Construye una gráfica X – t y V – t a partir de los datos mostrados V ( m/s ) 0 X(m) 0 4 16 T(s) 0 1 2 4 6 8 3 4 5 a) Predice los valores de los espacios en blanco en la tabla. b) Interpreta el tipo de movimiento que representa la gráfica y deduce un modelo matemático (ecuación de la velocidad y ecuación del desplazamiento) para cada gráfica. 2. Un objeto que realiza un MRUV parte delreposo y alcanzaunavelocidad de 30 m/s en 5 segundos. Deduce su aceleración. 3. Un objeto aumenta su rapidez a razón de 2,5 m/s porc ada segundo que transcurre. ¿Deduce su aceleración? ¿Deduce su rapidez a los 20 s ? 115 4. La gráfica muestra la velocidad de un auto en función del tiempo. Analiza y responde. a) ¿Cuál es la distancia recorrida entre t = 2,0 h y t = 4,0 h? b) ¿Cuál es la distancia recorrida entre t = 4,0 h y t = 6,0 h? c) ¿ Cuál es la velocidad media en todo el trayecto? d) ¿Calcular las aceleraciones del móvil para cada uno de los tramos? e) ¿Cuál es el espacio total recorrido por el móvil? V (km/h) 120 60 t (h) o 2,0 X(m) 5. Analiza la siguientegráficadel MRUV de un móvil y deduce su aceleración 6,0 4,0 24 6 o 2 t(s) 4 2 6. Un cuerpoviaja a la velocidadconstgante de 10 m/s durante 20 s, luegoacelera a 4 m/s , durante 8 s. Determinar la distancia total recorrida. Lic. JAVIER H. RAMÍREZ GÓMEZ Esp. MATEMÁTICA - FÍSICA 116 INSTITUCIÓN EDUCATIVA TÉCNICO, INDUSTRIAL Y COMERCIAL Nº 20335 –“Nstra. SEÑORA DEL CARMEN” - HUAURA UNIDAD DIDÁCTICA 04 CAÍDA VERTICAL DE LOS CUERPOS GRADO: MÓDULO: CINEMÁTICA BLOQUES : VII y VIII ( 5h + 5h ) SESIÓNES: DURACIÓN : 5º 13, 14, 15 y 16 NIVEL: Secundaria 02 Semanas SECCIONES: ……….. FECHA: ………………. ALUMNA: ………………………………………………………………………………………………… 1. OBJETIVO: En esta experiencia se desea establecer las relaciones entre los espacios recorridos, cambios de posición, tiempos, velocidades y aceleración gravitacional, correspondientes al movimiento de Caída Libre de los cuerpos. Se debe tener en cuenta que este tipo de movimiento es una aplicación del M.R.U.V., para ello será necesario tabular los valores obtenidos experimentalmente y construir las gráficas correspondientes a dichos valores obtenidos. 2. MATERIAL A EMPLEARSE: 1 cronómetro Objetos o cuerpos ligeros de diferentes masas: esferas de acero, cristal, madera, piedra, etc. Edificios de diferentes alturas 1 wincha de 20 m de longitud 3. FUNDAMENTO TEÓRICO: 3.1. CAÍDA VERTICAL DE LOS CUERPOS.- Una aplicación del MRUV está en el estudio del movimiento de Caída Libre de los cuerpos. Si despreciamos los efectos del aire todos los cuerpos caen con aceleración constante, independientemente de la masa que tengan. Este hecho fue demostrado por Galileo Galilei en el siglo XVI. Él dejó caer simultáneamente dos esferas de masas diferentes desde lo alto de una torre de Pisa, éstas llegaron simultáneamente y con la misma rapidez. El movimiento de caída libre de los cuerpos es el movimiento de caída donde solo se considera la atracción ejercida por nuestro planeta y se desprecian los efectos del aire. Es decir, se denomina así al movimiento vertical que ejercen los cuerpos en el vacío por acción de su propio peso. 3.2. TRAYECTORIA.- La trayectoria de un móvil es la línea que un móvil describe durante su movimiento 3.3. ALTURA RECORRIDA ( h ).- Es la medida de la longitud de la trayectoria vertical. 3.4. ACELERACIÓN DE LA GRAVEDAD ( g ).- Es aquella aceleración con la cual caen los cuerpos. Su valor depende íntegramente del lugar en que se toma. 3.5. HISTORIA DE LA CAÍDA DE LOS CUERPOS.-La caída de los cuerpos llamó bastante la atención a los antiguos filósofos, quienes trataron de dar una explicación a éste fenómeno. Para Aristóteles, filósofo que vivió aproximadamente 300 años a.C., creía que al dejar caer cuerpos ligeros y pesados desde una altura, sus tiempos de caída serían diferentes. Los cuerpos más pesados llegarían al suelo antes que los más ligeros. Esta creencia perduró durante casi 2 milenios, en virtud de la gran influencia del pensamiento aristotélico en varias áreas del conocimiento. Cuenta la historia que GALILEO subió a lo alto de la torre de Pisa, y para demostrar en forma experimental sus afirmaciones, dejó caer varias esferas de distintas masa, los cuales llegaron al suelo simultáneamente. A pesar de la evidencia proporcionada por los experimentos realizados por GALILEO, muchos simpatizantes del pensamiento aristotélico no se dejaron convencer, siendo el gran físico, objeto de persecuciones, por propagar ideas que se consideraron pensamientos en contra del régimen establecido en esa época. 3.6. OBSERVACIONES EN LA CAÍDA LIBRE En el vacío una esfera de acero y la pluma caen con la misma aceleración (se comprueba mediante el equipo denominado Tubo de Newton). En el sentido real los cuerpos compactos caen en igual tiempo, mientras que la pluma y el papel en diferentes tiempos. 117 La hoja y el papel caen con diferentes aceleraciones por efecto de la resistencia del aire. ¡Pero! en la Luna como no tiene atmósfera, la pluma y la esfera de acero caen con la misma aceleración, por tanto en el mismo tiempo. La aceleración de la gravedad “g” varía por que la Tierra no es una esfera perfecta. Para finrs 2 2 didácticos se considera la aceleración de la gravedad constante a 9,8 m/s Ξ 10 m/s . Debes considerar: g ( + ) cuando el cuerpo cae. g ( - ) cuando el cuerpo sube. La velocidad inicial es cero siempre que el cuerpo se deja caer Cuando un cuerpo se deja caer, la velocidad inicial es cero ( V0 = 0 ). Luego en cada intervalo de tiempo ( cada segundo ) los espacios recorridos son proporcionales a los números K,; 3K; 5K; 7K; … Donde: V0 K Fig. 1 3K 3.7. ECUACIONES DE LA CAÍDA LIBRE 2 1 5K ( ) 3 4 3.8. GRÁFICAS DEL M.R.U.V. V V0 0 0 t 2t Gráfica de un cuerpo lanzado verticalmente lanzado hacia arriba. Donde: HMáx : Altura máxima t : Tiempo en subir 2t : Tiempo de vuelo V0 :Velocidad inicial de lanzamiento vertical t(s) hacia arriba. (e = h) hMáx o t (t) 2t 4. PROCEDIMIENTO: 4.1. Elegir un edificio, árbol, puente, acantilado, etc. para poder medir adecuadamente la altura correspondiente. 4.2. Empleando los materiales y equipos realizamos el montaje como se indica en la fig. 1. 4.3. Comienza a realizar el primer ensayo (Ensayo – 1) dejando caer la esfera de acero o bola de cristal desde una posición o altura adecuadamente elegida y mide diez ( 10 ) veces el tiempo de caída con el cronómetro ( con aproximación al centésimo). Los tiempos medidos se deben tabular en el Cuadro Nº 01 para luego calcular el valor promedio del tiempo y finalmente aplicar la ecuación de Caída Libre para calcular la altura media ( ). 4.4.Repetir el procedimiento anterior por tres veces ( 03 ensayos) y anotar en el Cuadro Nº 01. 4.5.Finalmente utilizando el Cuadro Nº 02 obtendrá la altura experimental buscada que es el motivo del Taller Experimental. 118 GRUPO EXPERIMENTAL Nº …….. CUADRO Nº 01 ALTURA TIEMPO EMPLEADO ALTURA MEDIA VALOR PROMEDIO DEL TIEMPO t(s) DESCO NOCIDA (h) (s) t1 t2 t3 t4 t5 t6 t7 t8 t9 t 10 ECUACIÓN PARA EL CÁLCULO DE LA ALTURA MEDIA (m) ENSAYO 1 ENSAYO 2 ENSAYO 3 ALTURA MEDIA PROMEDIO (̅ ) (̅ ) CUADRO Nº 02 RESULTADOS EXPERIMENTALES ALTURA MEDIA Nº GRUPOS DE ENSAYO 01 ENSAYO G - 1 02 ENSAYO G - 2 03 ENSAYO G - 3 04 ENSAYO G - 4 05 ENSAYO G - 5 06 ENSAYO G - 6 07 ENSAYO G - 7 08 ENSAYO G - 8 PROMEDIO ( ̅ ) ALTURA EXPERIMENTAL CALCULADA ( m ) 119 5. CUESTIONARIO: 5.1. ¿A qué se llama movimiento de Caída Libre? ¿Por qué?. …………………………………………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………………………………………… 5.2. Proponga cinco ( 05 ) ejemplos de Caída Libre. …………………………………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………………………………….. 5.3. ¿Hay proporcionalidad entre el tiempo ( t ) y la altura ( h ) recorrida por el móvil? ¿Por qué?. …………………………………………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………………………………………… 5.4. De los datos obtenidos en el cuadro Nº 01, ¿Cómo varía las alturas recorridas (h) si se aumentara los tiempos ( t ) ? ¿Por qué?. …………………………………………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………………………………………… 5.5. Si la rapidez o velocidad es la distancia recorrida por unidad de tiempo, ¿la rapidez de la esfera para las diferentes distancias verticales o alturas fue constante? ¿Por qué?. …………………………………………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………………………………………… 5.6. ¿Cuál ha sido la altura media en cada uno de los tres ( 03 ) ensayos? …………………………………………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………………………………………… 5.7. ¿Cuál ha sido la altura media promedio de los tres ( 03) ensayos ( ̅ )? …………………………………………………………………………………………………………………… 5.8. ¿Cuál es la altura experimental calculada?. Expresarlo en cm, m y km. …………………………………………………………………………………………………………………… 5.9. ¿Qué es una parábola ¿ y ¿Qué es una sección de una parábola? …………………………………………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………………………………………… 5.10. ¿La trayectoria de una caída libre es una sección de parábola? ¿Por qué? …………………………………………………………………………………………………………………… 5.11. ¿Cuál es el valor de la aceleración en una caída libre de un objeto cerca de la superficie terrestre? ¿Por qué? …………………………………………………………………………………………………………………… 5.12. Aplicando la ecuación adecuada de Caída Libre calcula la velocidad con que la esfera impacta en el piso en cada uno de los tres ( 03 ) ensayos (Cuadro Nº 01) y así mismo del resultado experimental (Cuadro Nº 02) …………………………………………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………………………………………… 5.13. Utilizando papel milimetrado y con los datos obtenidos en el Cuadro Nº 01 y Cuadro Nº 02 construya una grafica tentativa y muy ajustada a la realidad (a mano alzada): gráfica v – t ( la velocidad en función del tiempo) y h - t ( la distancia o altura recorrida en función del tiempo). Observa y analiza la gráfica obtenida y responda: a) ¿La gráfica v – t obtenida en el papel milimetrado es una recta o una curva? …………………………………………………………………………………………………………………… b) ¿La gráfica h – t obtenida en el papel milimetrado es una recta o una curva? …………………………………………………………………………………………………………………… 5.14. Indica tres (03) observaciones. …………………………………………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………………………………………… 5.15. Indica tres (03) conclusiones. …………………………………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………………………… Lic. JAVIER H. RAMÍREZ GÓMEZ Esp. MATEMÁTICA - FÍSICA 120 Comprensión de información INSTITUCIÓN EDUCATIVA TÉCNICO, INDUSTRIAL Y COMERCIAL Nº 20335 –“Nstra. SEÑORA DEL CARMEN” - HUAURA Indagación y experimentación EVALUACIÓN 04 MÓDULO : CINEMÁTICA BLOQUES : VII y VIII ( 5h + 5h ) DURACIÓN : GRADO: 5º NIVEL: SESIÓNES: 13, 14, 15 y 16 02 Semanas SECCIÓNES: ……….. Secundaria FECHA: …………… RESPONSABLE: Lic. JAVIER H. RAMÍREZ GÓMEZ ALUMNA:…………………………………………………………………………………… COMPRENSIÓN DE INFORMACIÓN 1. Simultáneamente, desde una misma altura se sueltan dos masas m1 de 1 g y m2 de 2g, considerando la fricción del aire, analizar y responda: a) Llegará primero al piso el de m1 b) Llegará primero al piso el de m2 c) Las dos masas llegarán al mismo tiempo al piso aproximadamente iguales d) Las dos masas llegarán al piso e) Las dos masas no llegarán al piso Explique su Respuesta: ………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………………………………………. 2. Analiza y Señala con verdadero (V) o falso (F): I) El vacío es el ambiente que carece de materia una piedra II) En el vacío, una pluma cae tal como lo hace III) En el vacío se logra con recipientes resistentes y bombas de succión a) VVF b) FVV c) VFV d) VVV e) VFF 3. Cuando un cuerpo, que ha sido lanzado verticalmente hacia arriba, llega a su altura máxima, su velocidad (V) y su aceleración (a), analiza y responda: a) V = 0 y a = 0 c) V ≠ 0 y a = g b) V = 0 y a = g d) V ≠ 0 y a ≠ 0 e) V = Máx. y a = Máx. Explique su Respuesta: …………………………………………………………………………………………...... ………………………………………………………………………………………………………………………. ………………………………………………………………………………………………………………………… 4. Después de lanzar un proyectil verticalmente hacia arriba, sin considerar la fricción del aire, analiza y responda el comportamiento de la aceleración: a) Aumenta b) Disminuye c) Es cero d) Permanece constante e) Es máxima Explique su Respuesta: …………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………………………………………… 5. Una pelota se arroja verticalmente hacia arriba, llega a su altura máxima y vuelve al punto de lanzamiento, luego analiza y responda el comportamiento de la aceleración de la piedra: a) Siempre se opone a la velocidad c) Siempre apunta hacia abajo b) Siempre está en la dirección del movimiento d) Siempre apunta hacia arriba e) Siempre se anula 6. Decimos que un cuerpo está en caída libre cuando sobre el cuerpo. Analiza y responda: a) No actúa la fricción del aire d) Actúa solamente su peso b) Actúa solamente la fuerza de lanzamiento c) No actúan fuerzas e) Actúa solamente su masa 7. Sobre la superficie terrestre los máximos valores de la gravedad (g) se observan. Analiza y responda: a) En los polos b) en el Ecuador c) En el meridiano d) En la latitud 45º Norte e) En la latitud 45º Sur Explique su Respuesta: …………………………………………………………………………………………….. 121 ……………………………………………………………………………………………………………………….. 8. Dentro de un ascensor que acelera hacia arriba, los cuerpos soltados caen ……………………….. Analiza y responda: a) Más rápido b) Más lento c) No caen d) De igual modo e) Faltan datos 9. Una pelota es lanzada verticalmente hacia arriba, logra una altura máxima H y vuelve al mismo punto de lanzamiento con un tiempo de vuelo “t”. Calcula el módulo de la velocidad media para todo el recorrido. a) 0 b) H/t c) 2H/t d) H/2t e) 3H/t 10. Un globo aerostático sube verticalmente con velocidad “V”, cuando desde él se deja caer un paquete, éste …………. Analiza y responda: a) Flotará b) Inmediatamente bajará c) Seguirá subiendo d) No se apartará del globo e) Faltan datos Explique su Respuesta: …………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………………………………………. 11. Analiza y construya la gráfica V – t del comportamiento del siguiente cuerpo: Se lanza verticalmente hacia arriba con una velocidad de 80 m/s, Luego, cuando: V0 = 80 m/s → t = 0 s y Vf = 0 m/s → t = 10 s V ( m/s) t (s) o 12. Teniendo en cuenta los datos anteriores analiza y construya la gráfica e – t (Sugerencia: Calcular primeramente hmáx) e ( m) t (s) o INDAGACIÓN Y EXPERIMENTACIÓN 1. Se dispara un cuerpo verticalmente hacia arriba con una velocidad de 50 m/s. Analiza y calcula: 2 ( g = 10 m/s ) a) El tiempo que demora en alcanzar su máxima altura b) El tiempo de vuelo c) ¿Qué altura alcanza? 2. Se dispara un cuerpo verticalmente hacia arriba con una velocidad de 60 m/s, siendo g = 10 m/s2. Analiza y calcula: a) La altura que recorre en 3 s. b) El espacio que recorre en el tercer segundo de su movimiento 122 3. Se dispara un cuerpo con una velocidad de 50 m/s. ¿Qué espacio recorre en el último segundo de su trayectoria? . g = 10 m/s2 4. Se suelta un cuerpo desde 125 m de altura. Halla el tiempo que tarda en llegar al piso. ( g = 10 m/s2) 5. Desde un globo en reposo, se deja caer un cuerpo. ¿Qué velocidad tendrá y que distancia habrá caído al cabo de 10 s?. g = 10 m/s2 6. Resolver el problema anterior si el globo baja a razón de 12 m/s. 7. ¿Que velocidad inicial debe dársele a un cuerpo para que caiga 980 m en 10 s y cuál será su velocidad al cabo de los 10 s?. 8. Se lanza un cuerpo en un planeta donde la gravedad es el doble que de la tierra, alcanzando una altura máxima de 4 m. Si el lanzamiento se realiza en la tierra con el doble de velocidad. ¿Qué altura lograría ascender? . g = 10 m/s2. Lic. JAVIER H. RAMÍREZ GÓMEZ Esp. MATEMÁTICA - FÍSICA 123 INSTITUCIÓN EDUCATIVA TÉCNICO, INDUSTRIAL Y COMERCIAL Nº 20335 –“Nstra. SEÑORA DEL CARMEN” - HUAURA UNIDAD DIDÁCTICA 05 MOVIMIENTO CIRCULAR UNIFORME ( M.C.U. ) MÓDULO: CINEMÁTICA BLOQUES : IX y X ( 5h + 5h ) SESIÓNES: 17, 18, 19 y 20 GRADO: 5º NIVEL: Secundaria DURACIÓN : 02 Semanas SECCIÓNES: ……….. FECHA: ……………….. ALUMNA:………………………………………………………………………. 1. OBJETIVO: En esta experiencia se desea establecer experimentalmente las relaciones entre los desplazamientos angulares recorridos, cambios de desplazamiento angular, tiempos, velocidades angulares y propiamente relacionadas con el período, frecuencia, velocidad lineal o tangencial y la aceleración centrípeta; correspondiente al movimiento circular uniforme (M.C.U.) de los cuerpos. Lo que se trata es verificar es que la velocidad angular ( ω ) de un cuerpo con M.C.U. es constante (Cte.) 2. MATERIAL A EMPLEARSE: 01 tornamesa o dispositivo equivalente 01 disco 01 cronómetro 01 goma o un dispositivo equivalente 01 regla graduada de 30 cm 01 fuente de corriente alterna 3. FUNDAMENTO TEÓRICO: 3.1. MOVIMIENTO CIRCULAR.- Es aquel movimiento en el cual la trayectoria es una circunferencia. Decimos que una partícula desarrolla un movimiento circular cuando su trayectoria es una circunferencia. En el M.C.U. la trayectoria es una circunferencia y la rapidez permanece constante. Luego, si la rapidez permanece constante entonces la velocidad angular ( ω ) también permanecerá constante. Ver fig. 1 A. DESPLAZAMIENTO ANGULAR ( Ѳ ).- Es el vector que señala la dirección en que gira el radio vector o el cuerpo rígido. Es el ángulo que describe el radio. Su unidad en el S.I. es el radián (rad). B. LONGITUD DE ARCO ( S ) C. PERÍODO ( T ) D. FRECUENCIA ( f ) Llamaremos así al tiempo que se utiliza para efectuar una vuelta completa o revolución. Su unidad en el S.I. es el segundo ( s ) Por ejemplo: El período de la Tierra alrededor de su eje es de 24 horas. El período de la Tierra alrededor del Sol es de 365 días. Es la distancia recorrida por una partícula. Es una porción de la circunferencia. Es el número de revoluciones efectuadas en una unidad de tiempo. Es la inversa del período, su unidad en el S.I. es el HERTZ ( Hz ). En ciertos casos se utilizan: -1 Rev/s= R.P.S. = 1/s = s = Hz Rev/min = R.P.M. 124 v v V R S Ѳ Ѳ v Ѳ ѲѲ Ѳ Ѳ V Ѳ v Ѳ v S : Longitud de arco ( m ) R : Radio ( m ) Ѳ : Ángulo central ( rad ) v v v El vector V es tangente a la circunferencia. Fig. 1 Fig. 2 3.2. MOVIMIENTO CIRCULAR UNIFORME ( M.C.U. ) Es aquel movimiento de un punto material a lo largo de la circunferencia, Cuyas características son: Barre ángulos centrales iguales en tiempos iguales ( ω = constante) Recorre longitud de arcos iguales en tiempos iguales ( V = constante). Ver fig. 2 3.3. ECUACIONES DEL MOVIMIENTO CIRCULAR UNIFORME ( M.C.U. ) A. VELOCIDAD LINEAL O TANGENCIAL ( V ) Expresa la rapidez con la que una partícula recorre una posición de la circunferencia. Ver fig. 3. Siendo: R: Radio ( m ) T: Período( s ) t: Tiempo ( s ) S: Longitud de arco ( m ) Su unidad en el S.I. en ( m/s ) C. ACELERACIÓN CENTRÍPETA ( ) Actúa cambiando constantemente la dirección de la velocidad. Su unidad en 2 el S.I. es m/s . Ver fig. 3. B. VELOCIDAD ANGULAR ( ω ) Expresa la rapidez con que el radio vector R, barre un ángulo central, se expresa vectorialmente por un vector perpendicular al plano de rotación. Ver fig. 3. Su unidad en el S.I. es: ( rad / s ) Siendo: Ѳ: Ángulo central ( rad ) t: Tiempo ( s ) T: Período ( s ) f : Frecuencia Observaciones: 1. Para relacionar el movimiento angular con la lineal se usa la siguiente ecuación. 2. Para calcular el número de vueltas de una circunferencia se usa la siguiente relación. 125 ⃗⃗ V ѳ V ѳ Fig. 3 4. PROCEDIMIENTO: 4.1. En el tornamesa coloca un disco y sobre éste, a una distancia aproximadamente de 10 cm del eje de giro, una goma o un dispositivo equivalente, como se muiestra en la fig. 4. 4.2. Conecta la tornamesa a una fuente de electricidad de corriente alterna. 4.3. Encender el sistema eléctrico de la torna mesa para poner en marcha e iniciar el movimiento circular del disco. 4.4. Con la ayuda del cronómetro determinar el tiempo (por tres ocasiones o tres veces) que tarda en dar una vuelta completa (referencia la goma colocada) y registra los resultados en el tabla 01. 4.5. Repita el paso 4.4. hasta completar el número total de vueltas solicitadas (07 vueltas). 4.6. Determina el tiempo promedio de cada uno de los casos experimentales, para lo cual utilice la ecuación 01 y registra tus resultados en la tabla 01. 4.7. Utilizando las ecuaciones del M.C.U. adecuadas o pertinentes calcula la Velocidad Angular ( ω ), la Aceleración Centrípeta ( ) , y la Velocidad Lineal o Tangencial ( V = Vt ), realia tus cálculos matemáticos y registra tus resultados en la tabla 02. 4.8. Finalmente, calcula la Velocidad Angular Promedio ( ωp ), la Aceleración Centrípeta Promedio ( ) y la Velocidad Lineal o Tangencial Promedio ( Vp = Vt p ) y, registra tus resultados en la tabla 02. CUADRO Nº 01 : GRUPO EXPERIMENTAL Nº …….. NÚMERO DE VUELTAS ( ) ( ) ( ) TIEMPO PROMEDIO ( ) 1 2 3 4 5 6 7 Promedio de Tiempo Promedio ( Ptp ) 126 Goma Fig. 4 CUADRO Nº 02 : GRUPO EXPERIMENTAL Nº …….. NÚMERO DE VUELTAS DESPLA ZAMIENTO ANGULAR (Ѳ) ( Rad ) TIEMPO PROMEDIO O PERÍODO VELOCIDAD ANGULAR RADIO (R) ( ( Rad/s ) ) ( ⁄ ) ( ⁄ ) (m) ( tp = T ) 1 2π 2 4π 3 4 5 6 7 PROMEDIO DE VARIABLES De : 5. CUESTIONARIO: 5.1. ¿Qué es un movimiento circular?. Proponga Ud. 2 ejemplos gráficos (dibuje) 5.2. ¿Qué es un movimiento circular uniforme – M.C.U.?. Proponga Ud. 5 ejemplos. 5.3. ¿Cómo se define la velocidad angular? 5.4. ¿Qué tipo de trayectoria sigue la goma sobre el disco? ¿Por qué? 127 5.5. ¿Dentro del error experimental es constante la relación ? ¿Por qué? 5.6. Se puede decir que el tiempo empleado por la goma en dar una vuelta completa es constante? ¿Depende de su distancia al eje de giro? ¿Por qué?. 5.7. ¿Fue constante la velocidad angular de la goma sobre el disco? Explica. 5.9. ¿La velocidad angular de un cuerpo depende de la distancia entre el eje de giro y el cuerpo? ¿Por qué? 5.10. ¿Es posible decir que el movimiento de la goma sobre el disco es circular uniforme? Explica. 5.11. ¿Es periódico el movimiento del disco? Explica. 5.12. Utilizando papel milimetrado y con los datos obtenidos en el Cuadro Nº 02construya la gráfica Ѳ – tp (el desplazamiento angular en función del tiempo). ¿La gráfica obtenida en el papel milimetrado es una recta o una curva?. 5.13. Utilizando papel milimetrado y con los datos obtenidos en el Cuadro Nº 02 construya la gráfica ω – tp (la velocidad angular en función del tiempo). ¿La gráfica obtenida en el papel milimetrado es una recta o una curva?. 5.14. Utilizando papel milimetrado y con los datos obtenidos en el Cuadro Nº 02construya una figura y representa en ella los tres (03) vectores (con sus correspondientes módulos) que representan Velocidad Angular ( ), la Aceleración Centrípeta ( )y la Velocidad Lineal o Tangencial ( ). (Sugerencia: tener como referencia el acápite 3.3. y las figuras del mismo acápite). 5.15. Indica tres (03) observaciones. 5.16. Indica tres (03) conclusiones. Lic. JAVIER H. RAMÍREZ GÓMEZ Esp. MATEMÁTICA - FÍSICA 128 Comprensión de información INSTITUCIÓN EDUCATIVA TÉCNICO, INDUSTRIAL Y COMERCIAL Nº 20335 –“Nstra. SEÑORA DEL CARMEN” - HUAURA Indagación y experimentación EVALUACIÓN 05 MÓDULO : CINEMÁTICA BLOQUES : IX y X ( 5h + 5h ) SESIÓNES: 17, 18, 19 y 20 DURACIÓN : 02 Semanas GRADO: 5º NIVEL: Secundaria SECCIÓNES: ……….. FECHA: ………………… RESPONSABLE:Lic. JAVIER H. RAMÍREZ GÓMEZ ALUMNA:………………………………………………………………………………………………………………. COMPRENSIÓN DE INFORMACIÓN 1. Analiza y responda: en el M.C.U. el vector aceleración centrípeta. a) Aumenta b) Disminuye c) Es constante d) Es variable e) No se puede predecir Explique su Rspta.: ……………………………………………………………………………………………. …………………………………………………………………………………………………………………….. 2. El diagrama muestra el MCU de una partícula, en donde para los vectores ⃗⃗, ⃗⃗ o ⃗⃗ , luego de analizar podemos afirmar correctamente que: I) ⃗ es velocidad angular a) I b) II II) ⃗⃗ es aceleración centrípeta c) III d) I y III III) ⃗ es velocidad lineal e) Todas Explique su Rpta: ………………………...………………………………… …………………………………………………………………………………… …………………………………………….…………………………………….. …………………………………..……………………………………………….. …………………………………………………………………………………… 3. Analiza y responda: En el MCU la velocidad angular (⃗⃗⃗⃗) y la velocidad tangencial (⃗⃗ ) son: a) Iguales b) Opuestos c) Paralelos d) Perpendiculares e) Colineales Explique su Rpta: ………………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………………………………………… 4. Analiza y responda: En el M.C.U. la velocidad tangencial (⃗⃗ ) y la aceleración centrípeta (⃗⃗ ) son: a) Iguales b) Opuestos c) Paralelos d) Perpendiculares e) No se puede predecir. Explique su Rpta: …………………………………………………………….................................................... ………………………………………………………………………………………………………………………… 5. Analiza y responda: En el MCU ¿Con cuál (es) de las siguientes ecuaciones podemos hallar la aceleración centrípeta?, donde: R = radio; ω = Velocidad angular; ⃗⃗ Velocidad tangencial y f = frecuencia. I) ⃗ II) ⃗ III) ⃗ Explique su Rpta.: ………………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………………………………………… 6. Analiza y responda: Con respecto al MCU son ciertas: I) La rapidez es constante 129 II) La aceleración centrípeta es constante III) La velocidad angular es constante a) I y III b) I y II c) II y III d) Sólo III e) Sólo I Explique su Rpta: ………………………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………..………………………………….. …………………………………………………………………………………….................................................... 7. Analiza y responda: Si una partícula en MCU gira en un plano vertical, entonces el vector velocidad angular es: a) Vertical b) Hacia arriba c) Hacia abajo d) Horizontal e) Inclinada Explique su Respuesta: …………………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………..…………………………………… 8. Analiza y responda: Cuando un ciclista viaja hacia el Norte, la velocidad angular de sus ruedas apunta hacia el: a) Norte a) Sur c) Este d) Oeste e) Sur - Oeste Explique su Respuesta: …………………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………..…………………………………… INDAGACIÓN Y EXPERIMENTACIÓN 1. Un neumático de un móvil logra dar 100 vueltas en 25 segundos, si el giro es uniforme, analiza y calcula la velocidad angular del neumático. 2. Analiza y calcula la velocidad angular que tiene una turbina, sabiendo que gira en MCU con una frecuencia de 600 RPM. 3. Analiza y calcula la velocidad angular del minutero de un reloj mecánico que funciona correctamente 4. La rueda de un ventilador lograr girar 270º en 4 segundos, el radio de esta rueda es de 40 cm, analiza y calcula la velocidad en el borde de esta rueda que gira en MCU. 130 5. Analiza y calcula el periodo de revolución de las ruedas de una bicicleta de 80 centímetros de diámetro, cuando ésta viaja con una velocidad de 4π m/s. 6. En la fig. el disco A gira con una velocidad angular de 4 rad/s. Analiza y calcula la velocidad angular del disco B. 2m A B 5m 7. En la fig. el disco de una ruleta gira con movimiento angular de 8 rad/s. , sobre ella se pega una mosca a 50 cm del centro del disco. ¿Qué aceleración centrípeta experimenta? Lic. JAVIER H. RAMÍREZ GÓMEZ Esp. MATEMÁTICA - FÍSICA 131 ÍNDICE DE FOTOS DE TALLERES DE CAMPO Y LABORATORIO DEL MÓDULO KINEO FOTO N° 01 PATIO CENTRAL DE LA IETIC INVESTIGACIÓN: VELOCIDAD PROMEDIO Y MÓDULO DE LA VELOCIDAD Prof. Javier H. Ramírez Gómez impartiendo instrucciones a las alumnas en el patio central de la IETIC para dar inicio trabajos experimentales de campo relacionados con Velocidad Promedio y Módulo de la Velocidad. FOTO N° 02 LABORATORIO DE FÍSICA I DE LA UNSACA INVESTIGACIÓN: MOVIMIENTO DE LOS CUERPOS Prof. Javier H. Ramírez Gómez impartiendo instrucciones a las alumnas en el manejo adecuado del cronómetro para la toma de tiempos en el movimiento de los cuerpos. FOTO N° 03 LABORATORIO DE FÍSICA I DE LA UNSACA INVESTIGACIÓN: MOVIMIENTO DE LOS CUERPOS Prof. Javier H. Ramírez Gómez impartiendo clases teóricas relacionados con ecuaciones del movimiento de los cuerpos, para luego dar inicio el taller experimental relacionado con el movimiento de los cuerpos. 132 FOTO N° 04 LABORATORIO DE FÍSICA I DE LA UNSACA INVESTIGACIÓN: MOVIMIENTO RECTILÍNEO UNIFORME M.R.U. Alumnas de la IETIC cronometrando tiempos de práctica de laboratorio de Movimiento Rectilíneo Uniforme – MRU, utilizando el Tubo de Mikola diseñado en forma artesanal. FOTO N° 05 LABORATORIO DE FÍSICA I DE LA UNSACA INVESTIGACIÓN: MOVIMIENTO RECTILÍNEO UNIFORMRMRNTE VARIADO – M.R.U.V. Alumnas de la IETIC cronometrando tiempos de una práctica de laboratorio de Movimiento Rectilíneo Uniformemente Variado – MRUV, utilizando el carril de movimiento diseñado en forma artesanal. FOTO N° 06 LABORATORIO DE FÍSICA I DE LA UNSACA INVESTIGACIÓN: MOVIMIENTO RECTILÍNEO UNIFORMRMRNTE VARIADO – M.R.U.V. Alumnas de la IETIC en plena práctica de experimental de movimiento Rectilíneo Uniformemente Variado – MRUV, utilizando materiales y equipos de laboratorio 133 FOTO N° 07 PATIO CENTRAL DE LA IETIC INVESTIGACIÓN: CAÍDA LIBRE DE CUERPOS Un grupo de alumnas encargadas de cronometrar tiempos coordinan con una alumna encargada de soltar los cuerpos en Caída Libre, utilizando la infraestructura de la I.E. FOTO N° 08 PATIO CENTRAL DE LA IETIC INVESTIGACIÓN: CAÍDA LIBRE DE CUERPOS Alumnas de la IETIC cronometrando tiempos de una práctica experimental de campo relacionado con la investigación de Caída Libre de Cuerpos, utilizando la infraestructura de la I.E. FOTO N° 09 PATIO CENTRAL DE LA IETIC INVESTIGACIÓN: MOVIMIENTO CIRCULAR UNIFORME – M.C.U. Alumnas de la IETIC cronometrando tiempos de una práctica experimental de campo de Movimiento Circular Uniforme – M.C.U., en la que se observa a una alumna realizando un Movimiento Circular con velocidad angular constante. 134 FOTO N° 10 PATIO CENTRAL DE LA IETIC INVESTIGACIÓN: MOVIMIENTO CIRCULAR UNIFORME – M.C.U. Alumnas de la IETIC intercambiando información y realizando cálculos previos de una práctica experimental de campo relacionado con la investigación de M.C.U. FOTO N° 11 PATIO CENTRAL DE LA IETIC INVESTIGACIÓN: MOVIMIENTO CIRCULAR UNIFORME – M.C.U. Alumnas de la IETIC recopilando información de una práctica experimental de campo relacionado con la investigación de M.C.U. FOTO N° 12 PATIO CENTRAL DE LA IETIC ALUMNAS INTEGRANTES DEL GRUPO DE INVESTIGACIÓN Alumnas de la IETIC del 5to. Grado de Secundaria y el profesor Javier H. Ramírez Gómez en una foto del recuerdo, después de culminar exitosamente todas las prácticas experimentales programadas en10 semanas. 135 FOTO N° 13 EQUIPOS E INSTRUMENTOS DE EXPERIMENTACIÓN DE MÓDULO KINEO Fig. 2. CARRIL ARTESANAL PARA M.R.U.V. Fig. 3. PLANO INCLINADO DE ROZAMIENTO Fig. 1. VARIADOS INSTRUMENTOS DE LABORATORIO Fig. 4. CINTA MÉTRICA Fig. 5. CARRIL PARA M.R.U.V. Fig. 6. PLANO INCLINADO DE ROZAMIENTO ARTESANAL 136 Fig. 9. CRONÓMETRO Fig. 10. VELOCÍMETRO Fig. 8. PINZA Fig. 7. NUEZ Fig. 11. REGLA DE INGENIERO Fig. 12. EQUIPO DE CAÍDA LIBRE Fig. 13. EQUIPO PARA M.C.U. 137 INDICE DE CUADROS CUADRO N° 01 MÓDULO KINEO Y SUS EFECTOS EN EL APRENDIZAJE DE CINEMÁTICA EN LA INSTITUCIÓN EDUCATIVA N° 20335 “Nstra. Señora Del Carmen” - Huaura PROMEDIOS DE NOTAS 2 009 DEL ÁREA C.T.A. - IETIC G R A D O S BIMESTRES PROMEDIO 5º “A” 5º “B” 1er Bimestre 14,13 11,65 12,89 2do Bimestre 14,55 11,78 13,17 3er Bimestre 14,39 11,3 12,85 4to Bimestre 13,52 13,91 13,72 P R O M E D I O 13,16 138 CUADRO N° 02 MÓDULO KINEO: CINEMÁTICA PROGRAMACIÓN DE CONTENIDOS Y TALLERES EXPERIMENTALES – ÁREA : C.T.A. – GRADO: 5º SECUNDARIA UNIDAD DIDÁCTICA DURACIÓN: Nº 01 2 SEMANAS UNIDAD DIDÁCTICA DURACIÓN: Nº 02 2 SEMANAS UNIDAD DIDÁCTICA Nº 03 DURACIÓN: 2 SEMANAS UNIDAD DIDÁCTICA DURACIÓN: Nº 04 2 SEMANAS UNIDAD DIDÁCTICA Nº 05 DURACIÓN: 2 SEMANAS TEMA: EL MOVIMIENTO DE LOS CUERPOS TEMA: EL MOVIMIENTO RECTILÍNEO UNIFORME ( M.R.U.) TEMA: EL MOVIMIENTO RECTILÍNEO UNIFORMEMENTE VARIADO ( M.R.U.V.) TEMA: CAÍDA VERTICAL DE LOS CUERPOS TEMA: EL MOVIMIENTO CIRCULAR UNIFORME ( M.C.U.) 1. BLOQUE I: 5 horas 1. BLOQUE I: 5 horas 1. BLOQUE I: 5 horas 1. BLOQUE I: 5 horas 1. BLOQUE I: 5 horas a)SESIÓN Nº 1 : (3h) FECHA: 17 – 05 – 10 El movimiento Elementos del movimiento: Sistema de referencia, vector posición , móvil trayectoria, distancia recorrida desplazamiento y . b)SESIÓN Nº 2 : (2h) FECHA: 19 – 05 – 10 Rapidez media , velocidad instantánea. a)SESIÓN Nº 1 : (3h) FECHA: 14 – 06 10 Introducción Movimiento rectilíneo uniformemente variado (M.R.U.V.) Gráficas del movimiento: Posición (x) – tiempo (t) Velocidad (V) – tiempo (t) . , velocidad media a)SESIÓN Nº 1 : (3h) FECHA: 31 – 05 - 10 Introducción Definiciones básicas Tiempo de encuentro Tiempo de alcance b)SESIÓN Nº 2 : (2h) FECHA: 02 – 06 - 10 Tiempo de cruce . Gráficas del movimiento: Posición (x) – tiempo (t) Velocidad (V) – tiempo (t) b)SESIÓN Nº 2 : (2h) FECHA: 16 - 06 - 10 Pendiente (m) en una gráfica ( V – t) Área (A) en una gráfica (V – t) Cálculo de la distancia recorrida (d) y el a)SESIÓN Nº 1 : (3h) FECHA: 28 – 06 - 30 Introducción Definiciones básicas Atracción gravitatoria de la tierra Aceleración de la gravedad (g) Variación de la aceleración de la gravedad a)SESIÓN Nº 1 : (3h) FECHA: 12 – 07 - 10 Introducción Definiciones básicas Movimiento circular uniforme (M.C.U) Características del M.C.U. b)SESIÓN Nº 2 : (2h) FECHA: 30 – 06 - 10 Semejanza entre el MRUV y la Caída libre vertical. Propiedades de la caída b)SESIÓN Nº 2 : (2h) FECHA: 14 – 07 - 10 Aceleración centrípeta Velocidad angular Velocidad lineal o tangencial . . Frecuencia Propiedades de las 139 clasificación del movimiento: por su trayectoria (rectilíneo, circular, parabólico y elíptico) y por su rapidez: Uniforme y variado. 2. BLOQUE II: 5 horas a)SESIÓN Nº 3 : (3h) FECHA: 24 – 05 – 10 TALLER EXPERIMENTAL DE CAMPO Nº 01 INVESTIGACIÓN: EL MOVIMIENTO DE LOS CUERPOS (Rapidez Media y Módulo de la velocidad media). 2. BLOQUE II: 5 horas a)SESIÓN Nº 3 : (3h) FECHA: 07 – 06 - 10 TALLER EXPERIMENTAL DE LABORATORIO Nº 02 INVESTIGACIÓN: EL MOVIMIENTO RECTILÍNEO UNIFORME (M.R.U.) b)SESIÓN Nº 4 : (2h) FECHA: 09 – 06 – 10 EVALUACIÓN TEÓRICA EXPERIMENTAL Comprensión de información Indagación y experimentación 2. BLOQUE II: 5 horas a)SESIÓN Nº 3 : (3h) FECHA: 21 – 06 – 10 TALLER EXPERIMENTAL DE LABORATORIO Nº 03 INVESTIGACIÓN: EL MOVIMIENTO RECTILÍNEO UNIFORMEMENTE VARIADO (M.R.U.V.) b)SESIÓN Nº 4 : (2h) FECHA: 23 – 06 10 EVALUACIÓN TEÓRICA EXPERIMENTAL Comprensión de información Indagación y experimentación b)SESIÓN Nº 4 : (2h) FECHA: 26 – 05 – 10 EVALUACIÓN TEÓRICA EXPERIMENTAL Comprensión de información Indagación y experimentación INFORME DEL TALLER EXPERIMENTAL Nº 01 desplazamiento (r) en una gráfica (V – t) Aceleración (a) – tiempo (t) INFORME DEL TALLER EXPERIMENTAL Nº 02 INFORME DEL TALLER EXPERIMENTAL Nº 03 libre vertical. Movimiento parabólico: características 2. BLOQUE II: 5 horas a)SESIÓN Nº 3 : (3h) FECHA: 05 – 07 – 10 TALLER EXPERIMENTAL DE CAMPO Nº 04 INVESTIGACIÓN: CAÍDA VERTICAL DE LOS CUERPÒS b)SESIÓN Nº 4 : (2h) FECHA: 07 – 07 - 10 rotaciones 2. BLOQUE II: 5 horas a)SESIÓN Nº 3 : (3h) FECHA: 19 – 07 – 10 TALLER EXPERIMENTAL DE CAMPO Nº 05 INVESTIGACIÓN: EL MOVIMIENTO CIRCULAR UNIFORME (M.C.U.) b)SESIÓN Nº 4 : (2h) FECHA: 21 – 07 - 10 EVALUACIÓN TEÓRICA EXPERIMENTAL EVALUACIÓN TEÓRICA EXPERIMENTAL Comprensión de información Indagación y experimentación INFORME DEL TALLER EXPERIMENTAL Nº 04 Comprensión de información Indagación y experimentación INFORME DEL TALLER EXPERIMENTAL Nº 05 140 CUADRO N° 03 MÓDULO KINEO: CINEMÁTICA SUMILLA DEL ÁREA DE C.T.A. – GRADO: 5º DE SECUNDARIA TEMA : CINEMÁTICA 1. El movimiento 2. Elementos del movimiento 2.1. Sistema de referencia 2.2. Vector posición ( ⃗) 2.3. Móvil 2.4. Trayectoria 2.5. Distancia recorrida ( ) 2.6. Desplazamiento ( ⃗) 3. Velocidad media ̅ 4. Rapidez media ( ̅ ) 5. Velocidad instantánea 6. Clasificación del movimiento 6.1. Por su trayectoria - Rectilíneo - Circular - Parabólico - Elíptico 6.2. Por su rapidez - Uniforme - Variado 7. Movimiento Rectilíneo Uniforme (M.R.U.) 7.1. Tiempo de alcance ( ) 7.2.Tiempo de alcance ( ) 7.3.Tiempo de cruce ( ) 8. Movimiento Rectilíneo Uniformemente Variado (M.R.U.V) 9. Gráficas del movimiento 9.1. Gráfica posición (x) – tiempo (t) 9.2. Gráfica velocidad (V) – tiempo (t) 9.3. Gráfica velocidad (V) – tiempo (t) 9.3.1. Pendiente (m) en una gráfica ( V - t ) 9.3.2. Área (A) en una gráfica ( V - t ) 141 9.3.3. Cálculo de la distancia recorrida (d) y el desplazamiento ( ) en una gráfica ( V - t ) 9.4. Gráfica aceleración (a) – tiempo ( t ) 9. Caída libre 9.1. Atracción gravitacional de la tierra 9.2. Aceleración de la gravedad ( g ) 9.3. Variación de la aceleración de la gravedad 9.4. Semejanza entre el MRUV y la caída libre vertical 9.5. Propiedades de la caída libre vertical 10. Movimiento parabólico 10.1. Movimiento de los proyectiles 10.2. Características del movimiento parabólico 11. Movimiento Circular 11.1. Movimiento Circular Uniforme ( M.C.U. ) - Característica del M.C.U. - Velocidad angular ( ⃗⃗) - Velocidad lineal o tangencial ( ⃗⃗ ) - Aceleración centrípeta ( ⃗ ) - Frecuencia ( f ) - Propiedades de las rotaciones 11.2. Movimiento Circular Uniformemente Variado ( M.C.U.V) Aceleración angular ( ⃗) Aceleración tangencial ( at ) y la Aceleración centrípeta ( ac ) Semejanza entre el MRUV y el MCUV 142 CUADRO N° 04 INSTITUCIÓN EDUCATIVA TÉCNICO INDUSTRIAL COMERCIAL Nº 20335 “Nstra. SEÑORA DEL CARMEN” HUAURA REGISTRO AUXILIAR DE CONTROL DE EVALUACIONES DE LOS MÓDULOS DIDÁCTICOS KINEO GRADO: 5º DE SECUNDARIA – SECCIÓN “A” ÁREA : CIENCIA, TECNOLOGÍA Y AMBIENTE – C.T.A. Nº 01 02 03 04 05 06 07 08 09 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 RESPONSABLE : Prof. JAVIER H. RAMÍREZ GÓMEZ 1º UNIDAD GRAD DIDÁCTICA APELLIDOS Y NOMBRES BLAS ORTÍZ, Margot Magdalena COBEÑAS SANDOVAL, Julia Marisol COCHACHÍN ABAL, YérikaSherly EGÚZQUIZA ABAL, Antonia FERNÁNDEZ JARA, Karol Kim FERNÁNDEZ LEAÑO, KelitaSarumi MATTOS ROJAS, Mirna Anaís NARRO FLORES, Kelly Margot NAZARIO GOMERO, Yuly Beatriz PABLO ASENCIOS, Jhoselyn Rosario PANTOJA TRUJILLO, Karin Linda POMA POMA , Zoila RAMIREZ HUARANGA, JesseniaJenifer RAMÍREZ PACHECO, Katia Briggite SAAMANIEGO ARANA, YsabelJackelyn SILVA GARCÍA, Juleysi Katherine SOLÍS ROJAS, Janet Carolina SUÁREZ ANDRADE, Yael Elizabeth VERAMENDI SILVA, Ana VILCA ZORRILLA, Liz Elizabeth ESPECIALIDAD: MATEMÁTICA – FÍSICA 4º UNIDAD 5º UNIDAD ACTITUD FRENTE AL DIDÁCTICA DIDÁCTICA ÁREA LICENCIADO: EN EDUCACIÓN 2º UNIDAD 3º UNIDAD DIDÁCTICA DIDÁCTICA P.2. O SECC. 1º E.E. 1º I.T.E P.1. 2º E.E. 2º I.T.E 5º A 5º A 5º A 5º A 5º A 5º A 5º A 5º A 5º A 5º A 5º A 5º A 5º A 5º A 5º A 5º A 5º A 5º A 5º A 5º A 15 16 13 --15 10 13 14 15 15 12 14 15 10 16 13 15 16 13 13 13 13 14 --15 15 12 16 14 18 16 13 16 17 15 16 16 13 16 15 14 15 14 Ret 15 13 13 15 15 17 14 14 16 14 16 15 16 15 15 14 14 15 15 --14 14 15 13 15 17 14 12 13 15 12 10 13 10 16 15 15 16 16 --16 16 10 16 13 20 15 16 14 14 16 16 17 09 15 15 15 16 16 Ret 15 15 13 15 14 19 15 14 14 15 14 13 15 10 16 15 3º E.E. 3º I.T.E 13 14 14 --16 14 14 11 15 17 13 14 15 12 14 12 12 14 15 14 17 16 15 --16 18 15 16 14 18 17 15 14 16 16 18 16 14 18 18 P.3. 4º E.E. 4º I.T.E P.4. 5º E.E. 5º I.T.E P.5. 15 15 15 Ret 16 16 15 14 15 18 15 15 15 14 15 15 14 14 17 16 13 16 14 --16 14 15 16 15 16 14 12 14 13 14 13 13 12 12 12 18 16 15 --16 19 15 16 15 18 18 15 15 16 16 17 17 17 19 19 16 16 15 Ret 16 17 15 16 15 17 16 14 15 15 15 15 15 15 16 16 13 14 14 --14 15 15 14 14 14 12 14 15 14 15 15 15 15 16 14 20 18 15 --18 18 15 18 15 18 20 15 15 18 18 15 17 15 18 14 17 16 15 Ret 16 17 15 16 15 16 16 15 15 16 17 15 16 15 17 14 Asist. Tareas Criterio Prof. 15 14 15 --15 13 14 16 16 18 14 15 14 13 15 13 16 12 17 15 15 14 16 --16 17 14 16 15 19 13 14 15 14 16 15 17 12 18 17 14 14 16 --16 17 17 15 17 20 14 15 16 14 16 17 17 16 18 17 P.6. PROM. FINAL 15 14 16 Ret 16 16 15 16 16 19 14 15 15 14 16 15 17 13 18 16 15 15 15 Ret 16 16 14 15 15 18 15 15 15 15 16 15 16 14 17 15 143 CUADRO N° 05 INSTITUCIÓN EDUCATIVA TÉCNICO INDUSTRIAL COMERCIAL Nº 20335 “Nstra. SEÑORA DEL CARMEN” HUAURA REGISTRO AUXILIAR DE CONTROL DE EVALUACIONES DE LOS MÓDULOS DIDÁCTICOS KINEO GRADO: 5º DE SECUNDARIA SECCIÓN “B” ÁREA : CIENCIA, TECNOLOGÍA Y AMBIENTE – C.T.A. LICENCIADO: EN EDUCACIÓNESPECIALIDAD: MATEMÁTICA – FÍSICA RESPONSABLE :Prof. JAVIER H. RAMÍREZ GÓMEZ Nº 01 02 03 04 05 06 07 08 09 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 APELLIDOS Y NOMBRES AGURTO CADILLO, LizethKatterin ALCÁNTARA DAMIAN, Gisela Rosmery BALABARCA AGÜERO, Jenny Lizbeth BAUTISTA ASENCIO, Kelly CERNA GERÓNIMO, Yuli Evelyn CLEMENTE DÍAZ, Bertha Florisa CORSO LUCHO, Milagros CUBA ZAPATA, Angélica Liseth DURAND MEJÍA, Lorena Natali HUAMÁN ALVARADO, Inés Angela JULON VARGAS, Ruth Yanira LIBIA VARA, Noemí Milagros MÉDICO LÁZARO, Gladys MELOSICH AVILES, Bethsabeth Clara MELOSICH AVILES, Bethsayda Beatriz POMA PALANTE, Melissa Luz RIOS NUÑEZ, Ana Rolanda RODRIGUEZ LOPEZ, Deysi Roxana ROJAS DÍAZ, Isabel Verónica ROMERO SALIZ, Leslie Maria RONDON LEYVA, Mercedes Caterin SANTILLAN MEDINA, Noime SIFUENTES PANTOJA, Marissella 1º UNIDAD DIDÁCTICA GRA DO SECC . 1º E.E. 1º I.T.E 5º B 5º B 5º B 5º B 5º B 5º B 5º B 5º B 5º B 5º B 5º B 5º B 5º B 5º B 5º B 5º B 5º B 5º B 5º B 5º B 5º B 5º B 5º B 10 14 14 09 10 07 16 08 15 11 08 13 11 10 10 16 06 08 14 08 16 07 16 14 14 15 16 14 11 12 11 16 12 11 17 16 17 14 13 09 12 17 14 15 15 14 P.1. 12 14 15 13 12 09 14 10 16 12 10 15 14 14 12 15 08 10 16 11 16 11 15 2º UNIDAD DIDÁCTICA 2º E.E. 2º I.T.E 16 11 09 08 10 09 10 15 09 10 12 14 13 13 16 14 10 09 14 12 14 10 14 14 15 10 12 17 10 16 15 15 17 13 16 12 12 17 16 09 10 16 15 16 15 15 P.2. 15 13 10 10 13 10 13 15 12 14 13 15 13 13 17 15 10 10 15 14 15 13 15 3º UNIDAD DIDÁCTICA 3º E.E. 3º I.T.E 15 13 17 16 17 11 17 14 15 12 15 16 12 11 15 15 11 08 16 15 15 14 14 16 14 15 15 16 10 16 16 16 14 16 17 16 13 17 14 11 12 18 15 16 15 14 P.3. 16 14 16 16 17 11 17 15 16 13 16 17 14 12 16 15 11 10 17 15 16 15 14 4º UNIDAD DIDÁCTICA 4º E.E. 4º I.T.E 14 13 13 15 15 09 17 15 14 11 10 15 13 08 17 14 09 08 16 12 13 15 14 16 15 14 16 17 08 15 14 17 12 10 16 13 11 16 15 10 10 15 12 14 16 15 P.4. 15 14 14 16 16 09 16 15 16 12 10 16 13 10 17 15 10 09 16 12 14 16 15 5º UNIDAD DIDÁCTICA 5º E.E. 5º I.T.E 10 14 14 15 16 11 16 15 15 11 15 15 12 12 17 16 10 12 16 12 14 14 14 09 14 15 16 15 11 17 14 16 10 16 17 13 13 15 12 11 10 17 14 12 16 16 P.5. 10 14 15 16 16 11 17 15 16 11 16 16 13 13 16 14 11 11 17 13 13 15 15 ACTITUD FRENTE AL ÁREA Asist. Tareas Criterio Prof. 13 14 14 15 14 11 16 14 16 13 14 14 15 13 16 15 11 11 15 13 14 14 14 15 13 15 15 15 12 15 15 15 14 16 15 13 12 16 13 12 12 16 15 16 14 15 14 14 14 14 15 11 16 15 15 13 16 15 14 13 15 14 11 12 16 14 15 15 15 P.6. PRO M. FINA L 14 14 14 15 15 11 16 15 15 13 15 15 14 13 16 14 11 12 16 14 15 14 15 14 14 14 14 15 10 16 14 15 13 13 15 14 13 16 14 10 10 16 13 15 14 15 144 24 SOLIS CHUCHO, Julissa Olinda 5º B --- --- Ret. --- --- Ret --- --- Ret --- --- Ret --- --- Ret --- --- --- Ret CUADRO N°06 INSTITUCIÓN EDUCATIVA TÉCNICO INDUSTRIAL COMERCIAL Nº 20335 “Nstra. SEÑORA DEL CARMEN” HUAURA CONSOLIDADO FINAL DE LAS EVALUACIONES DE LOS MÓDULOS DIDÁCTICOS KINEO GRADO: 5º DE SECUNDARIA ÁREA : CIENCIA, TECNOLOGÍA Y AMBIENTE – C.T.A. RESPONSABLE : Prof. JAVIER H. RAMÍREZ GÓMEZ LICENCIADO: EN EDUCACIÓN ESPECIALIDAD: MATEMÁTICA – FÍSICA PROMEDIO Nº 01 PROMEDIO Nº 02 PROMEDIO Nº 03 PROMEDIO Nº 04 PROMEDIO Nº 05 PROMEDIO Nº 06 UNIDAD DIDÁCTICA Nº 01 UNIDAD DIDÁCTICA Nº 01 UNIDAD DIDÁCTICA Nº 01 UNIDAD DIDÁCTICA Nº 01 UNIDAD DIDÁCTICA Nº 01 UNIDAD DIDÁCTICA Nº 01 5º A 14,74 15,21 15,26 15,58 15,79 15,65 15,37 5º B 12,77 13,19 14,77 13,74 14,09 14,25 13,79 GRADO PROMEDIO FINAL Fuente: Elaborado por el autor – Enero 2011 145 Ret 146 147