ENERGÍA MECÁNICA
CN.F.5.2.2. Demostrar analíticamente que la variación de la energía mecánica representa el trabajo realizado por un objeto, utilizando la segunda ley de Newton y las leyes de la cinemática y la conservación de la energía, a través de la resolución de problemas que involucren el análisis de sistemas conservativos donde solo fuerzas conservativas efectúan trabajo.
- Vida cotidiana: Si levantas un objeto y luego lo dejas caer, la energía mecánica te permite explicar cómo cambia el movimiento según la posición y la rapidez durante todo el recorrido.
- Contexto social / académico: En construcción, ingeniería o mantenimiento industrial, la energía mecánica permite analizar cómo se comportan objetos y sistemas en movimiento para prevenir fallas y mejorar su funcionamiento.
Tu educador presentará una caja cerrada que contiene un objeto relacionado con la clase de hoy. Sin abrirla, deberán observar, escuchar y analizar cualquier pista posible.
A partir de ello, podrán realizar preguntas que solo puedan responderse con “sí” o “no” con el objetivo de descubrir qué objeto se encuentra dentro. Las preguntas deberán orientarse a identificar si el objeto tiene relación con el movimiento, la altura o ambas.
10 minutos para desarrollar la etapa
Durante los próximos 10 minutos, observa los siguientes videos sobre la energía potencial y reconoce cómo esta se manifiesta en distintas situaciones de la vida cotidiana.
Durante los próximos 10 minutos, presta atención a la explicación de tu educador sobre la energía mecánica y su relación con la energía cinética y potencial Aprovecha este momento para aclarar dudas, profundizar en las ideas que leíste y escucha con atención y participa si tienes preguntas o comentarios.
Calcularemos la energía mecánica que tienen dos canicas al descender por una rampa. Para esto necesitaras:
- 2 canicas (utilizada en el laboratorio anterior)
- 1 balanza (por curso)
- Rampa que construiste en el anterior capítulo.
Para las 2 canicas analiza la energía mecánica en tres momentos del recorrido. Primero, en la parte más alta de la rampa, considera que la canica se encuentra en reposo.
Luego, selecciona un punto medio de la rampa y asume que la canica lleva una velocidad aproximada de 1,4 m/s.
Finalmente, cuando la canica abandone la rampa y se encuentre a nivel del suelo, asume una velocidad aproximada de 2,0 m/s Registra los resultados de ambas canicas en la hoja guía.
Ingresa al simulador. Tu educador repartirá entre todos tus compañeros las pistas 1, 2 3, 4 De acuerdo con el caso que te haya correspondido, selecciona tres alturas diferentes y haz una captura de pantalla para pegarla en un documento. Además, utilizando los datos proporcionados por el simulador, determina el valor de la energía mecánica de la patinadora en los 3 puntos.
Durante los próximos 10 minutos, observa el siguiente video y lectura sobre la relación de energía mecánica y el trabajo.
Durante los próximos 10 minutos, presta atención a la explicación de tu educador sobre la energía mecánica y su relación con la energía cinética y potencial Aprovecha este momento para aclarar dudas, profundizar en las ideas que leíste y escucha con atención y participa si tienes preguntas o comentarios.
Ingresa al simulador (en “medidas”) y configura la escena sin fricción.
Coloca al patinador en el punto más alto de la rampa y en reposo. A partir de este punto, selecciona tres posiciones distintas sobre la rampa y denomínalas como A, B y C. En cada uno de estos puntos, detén el movimiento y registra los valores de la energía cinética y la energía potencial que muestra el simulador. Luego, utilizando como referencia el punto inicial (parte más alta), calcula el trabajo realizado hasta cada uno de los puntos A, B y C. Registra los resultados en la hoja guía.
150 minutos para desarrollar la etapa
Un turista se encuentra en el Mirador del Turi en Cuenca y deja rodar una esfera de masa 0,5 kg desde el reposo por una pendiente sin fricción hasta llegar a un punto que se encuentra 15 m más abajo. Detemrina:
- La energía potencial gravitacional inicial
- La energía cinética al llegar a la base
- El trabajo realizado por la fuerza de gravedad durante el descenso.
- Demuestra que el trabajo realizado es igual a la variación de la energía cinética. y explica por qué la energía mecánica del sistema se mantiene constante durante todo el movimiento.
IMPORTANTE:
Se evaluará no solo la correcta aplicación de las fórmulas, sino también la capacidad de analizar el movimiento en el contexto del descenso desde el mirador, interpretar cómo la altura influye en la transformación de la energía y explicar con claridad la relación entre trabajo, energía cinética y energía potencial en un sistema donde no existe fricción.
10 minutos para desarrollar la etapa
NEE – Agregar el tipo de adaptaciones curriculares
Principio II: Pautas 6.1 – 6.3 – 6.4
Principio III: Pautas 7.1 – 8.1 – 9.1
ALUMNO 1: Constante monitoreo. Dar tiempo adicional para el desarrollo de la actividad y se reduce el número de ejercicios o se modifican los ejercicios con un nivel de dificultad reducido, de acuerdo con sus necesidades académicas.
ALUMNO 2: Constante monitoreo, Dar tiempo adicional para el desarrollo de la actividad y se reduce el número de ejercicios o se modifican los ejercicios con un nivel de dificultad reducido, de acuerdo con sus necesidades académicas.
ALUMNO 3: Constante monitoreo. Corroborar que el contenido entregado en clase haya sido comprendido por la estudiante mediante retroalimentación.