Actividades

Las actividades evaluativas sirven para que podamos exteriorizar lo que hemos aprendido frente a determinado tema o para que nos brinden elementos para su comprensión.
Realiza, con buena disposición, las siguientes actividades, con una actitud crítica y activa.
De esta manera podrás ver el aprendizaje como un reto a alcanzar.

LABORATORIO VIRTUAL PÉNDULO SIMPLE

A continación encontrarás la guía para realizar el laboratorio virtual para comprender el movimiento pendular. Modifica los datos y responde las preguntas propuestas para que puedas construir una expresión para el periodo en el movimiento pendular.

PÉNDULO SIMPLE

Estudiante
Grado
Objetivo	Identificar y relacionar las variables que intervienen en el movimiento pendularcon el periodo de dicho movimiento.
Materiales	Simulación virtual: Laboratorio de péndulo phet, guía de trabajo
Profesor	Frank Parra
Número de págs.	3
Duración	60min

Introducción:

Un péndulo simple se define como una masa m suspendida por un punto O, por un hilo de longitud l, que se supone no se deforma (no se estira) y cuya masa se puede despreciar. Si la partícula se separa del punto de equilibrio, un ángulo Ѳ_o, como se indica la figura, el péndulo comienza a oscilar, describiendo un arco de circunferencia. A la posición de equilibrio se le llama también la posición central, donde la velocidad es máxima, cuando la masa está en movimiento.

Se define una oscilación como el recorrido que consiste en ir desde una posición extrema a la otra, regresando a la posición inicial, pasando dos veces por la posición central.

Se define el periodo como el tiempo que tarda en dar una  oscilación. De esta manera, si n es el número de oscilaciones y t es el tiempo que tarda en dar esas oscilaciones, entonces se tiene para el periodo que T=t/n  (1).

Determina de qué variables depende el periodo, mediante la ayuda de un simulador virtual de péndulo simple. Para esto, debes seguir los pasos propuestos en la actividad.

Algo de historia

¿Sabías que?

El primero en descubrir el funcionamiento del péndulo fue el ingenioso astrónomo, filósofo, matemático y físico Galileo Galilei. Se cuenta que Galileo descubrió el funcionamiento del péndulo en la catedral de Pisa. Era el año de 1583. Analizó el vaivén de una lámpara de aceite que pendía del techo y observó que el tiempo que tardaba en dar una oscilación era aproximadamente el mismo, aunque, a medida que pasaba el tiempo, la amplitud del movimiento disminuía. Pero ¿Cómo pudo medirlo si en esa época no existían los relojes o instrumentos que pudieran medir el tiempo? Galileo utilizó una vez su ingenio y pudo medir el tiempo con los latidos del corazón y de esta manera comprobó su hipótesis.

Descripción de la aplicación:

En la aplicación encontrarás una simulación de un péndulo simple, donde se puede variar la masa, la longitud del hilo y  el planeta para modificar la gravedad. También se puede variar la fricción sobre el sistema. En esta actividad se trabajará sin fricción para simplificar los cálculos. Además se puede  utilizar otras herramientas, tales como un cronómetro, un reloj fotoactivo para medir el periodo y una cinta métrica (metro), los cuales pueden activarse  en los recuadros ubicados en la parte inferior derecha de la pantalla.

Actividad Orientadora:

1.  Sigue el siguiente link http://phet.colorado.edu/sims/pendulum-lab/pendulum-lab_es.html
2.  Varía la amplitud Ѳ del hilo con respecto al punto de equilibrio. Mantén fijo la longitud del hilo, la masa de la partícula y la gravedad. Con la ecuación (1) haya el periodo del péndulo para cinco ángulos diferentes. Mide el tiempo que tarda la masa en dar cinco oscilaciones, con el cronómetro virtual. Llena la tabla No 1 ¿Cómo varía el periodo al variar el ángulo?

Tabla No 1

m=                      g=                         l=          

Ѳ
T

Tabla No 2

3.  Varía la masa m. Has el mismo procedimiento del paso anterior, pero esta vez mantén fijo el ángulo, la gravedad y la longitud del hilo. Llena la tabla No 2 ¿Varía el periodo al variar la masa?

Tabla No 3

 Ѳ=                       g=                      l=

m
T

4.     Varía la longitud l del hilo. Mantén fijo el ángulo, la gravedad y la masa. Llena la tabla No 3 ¿Varía el periodo al variar la longitud?

Tabla No 4

Ѳ=                       g=                      m=

l
T

5.       Varía el planeta para modificar la gravedad g. Mantén fijo el ángulo, la longitud del hilo y la masa. Llena la tabla No 4 ¿Varía el periodo al variar la gravedad?

Tabla No 5

Ѳ=                       l=                      m=

g
T

 6. En cada tabla determina cuál es la variable dependiente y cuál es la variable independiente.

Has una gráfica por cada tabla. Para esto, determina cuál es la variable independiente y cuál es la variable dependiente. Luego ubica la variable independiente en el eje horizontal y la variable dependiente en el eje vertical.

8.      Con base en los resultados anteriores, ¿de qué variables depende el periodo?

9.       ¿Qué tipo de relación (directa, inversa o ninguna) guarda cada una de las variables del punto anterior con  respecto al periodo?  Apóyate en cada gráfica para hallar el tipo de relación.

10.   A partir del análisis y de los resultados en los incisos 7 y 8, has una generalización donde  obtengas una posible ecuación para el periodo, de tal manera que intervengan las variables que has utilizado.

Referencias:

• Giancoli, D. (2005). Física. Principios con aplicaciones. sexta edición. Mexico: PEARSON
• PORLAN, R. (1989): teoría del conocimiento. Teoría de la enseñanza y el conocimiento profesional. Tesis doctoral inédita. Sevilla.
• PORLAN, R. (1997): El diario del profesor. Un recurso para la investigación en el aula. Serie práctica. Investigación y enseñanza.
• Ayala, Romero. (1998). Una pequeña reflexión sobre los problemas de investigación de la didáctica de las ciencias. Revista enseñanza de las ciencias vol 16 No1, 171-174

Link imágenes

http://www.123rf.com/photo_6579476_advising-school-boy-with-blackboard.html