Relatividad en la mecánica clásica: Observador y medición del movimiento
EL OBSERVADOR
CN.F.5.6.4. Analizar la incidencia del electromagnetismo, la mecánica cuántica y la nanotecnología en las necesidades de la sociedad contemporánea..
- Vida cotidiana: Si observas una curva, una rueda o un juego mecánico, puedes analizar qué fuerzas mantienen el giro y cómo cambia el movimiento según la rapidez.
- Contexto social / académico: En ingeniería, puedes analizar ascensores panorámicos, ruedas de la fortuna o curvas en carreteras para prever fuerzas, estabilidad y seguridad durante el movimiento circular.
Hoy participarán en un reto especial llamado “Reconstrucción del misterio”.
“Durante la inauguración de una feria tecnológica, ocurrió un incidente inesperado: en medio de una demostración, una esfera luminosa experimental salió disparada, atravesó parte del escenario, pareció cambiar de dirección, chocó con varios elementos y terminó apagándose frente al público. Como todo ocurrió en pocos segundos, nadie logró ponerse de acuerdo sobre lo que realmente pasó.”
La misión del curso será reconstruir el caso. Para ello, cada pareja asumirá el rol de dos testigos que observaron la escena desde un lugar distinto. Cada pareja deberá contar su versión de los hechos como si estuviera dando una declaración importante para ayudar a resolver el misterio.
La consigna será que su relato debe ser:
- Detallado
- Convincente
- Coherente con el lugar desde donde observaron
- Lo bastante claro como para ayudar a entender qué ocurrió realmente
Tu educador, repartirá los siguientes roles para que cuenten su versión de lo que realmente ocurrió.
5 minutos para desarrollar la etapa
En 10 minutos observa los siguientes videos sobre el movimiento desde los puntos de vista de los observadores.
Durante los próximos 10 minutos, presta atención a la explicación de tu educador sobre la importancia del observador. Aprovecha este momento para aclarar dudas, profundizar en las ideas que leíste y escucha con atención y participa si tienes preguntas o comentarios.
Sal al patio o a la canchita junto con tus compañeros. Una vez allí, algunos estudiantes se ubicarán en posiciones fijas previamente indicadas y permanecerán siempre en el mismo lugar durante toda la actividad.
Primero, tomarán un punto del espacio como centro del sistema de referencia y, a partir de él, describirán la ubicación de cada compañero usando las direcciones norte, sur, este y oeste. Por ejemplo, deberán indicar si un estudiante se encuentra al norte, al sur, al este, al oeste o en una combinación de estas direcciones con respecto al punto de referencia elegido.
Luego, sin cambiar la posición de ninguno de los compañeros, moverán el centro del sistema de referencia a otro lugar Finalmente, compararán ambas descripciones y analizarán cómo cambió la ubicación de los estudiantes en las coordenadas N, S, E y O, a pesar de que nadie se movió. A partir de esto, elaborarán una conclusión sobre la importancia del sistema de referencia para describir la posición de un objeto o una persona.
Una brevísima historia del tiempo es un libro de divulgación científica escrito por Stephen Hawking, en el que se explican de manera accesible ideas fundamentales sobre el universo, el espacio, el tiempo y la física moderna. En el siguiente extracto, el autor aborda cómo la velocidad de la luz, el papel del observador y el uso de coordenadas llevaron a transformar la manera de entender el movimiento y el espacio-tiempo.
Lee el siguiente extracto:
Después de haberlo leído, contesta las siguientes preguntas:
- Según el texto, por qué la velocidad de un objeto, como la pelota en el tren, puede ser diferente para un observador dentro del tren y para otro en el andén?
- ¿Qué idea propone Einstein sobre los observadores y la velocidad de la luz, y por qué esa idea obliga a cambiar la manera de entender el tiempo?
- ¿Cómo explica el texto el uso de coordenadas para ubicar un punto o un suceso, y por qué dice que en relatividad un suceso debe describirse con cuatro coordenadas en lugar de solo tres?
En parejas, creen un TikTok de máximo 1 minuto en el que reproduzcan la idea del extracto leído sobre los jugadores de tenis en el tren. En su video deberán representar una situación en la que una misma acción o movimiento pueda ser descrito de manera diferente según el lugar desde donde se observe.
La escena debe mostrar con claridad al menos dos puntos de vista distintos, por ejemplo el de quienes están “dentro del tren” y el de quien observa “desde afuera”. El objetivo es que, a través de su dramatización, se comprenda que la descripción del movimiento depende del observador y del sistema de referencia desde el cual se realiza la observación.
Organícense en grupos de 3 y elijan a un compañero para que realice un recorrido sencillo en el patio. o en la canchita. Mientras esa persona se desplaza, los demás deberán representar una secuencia de “fotografías” de su movimiento en distintos instantes, registrando en cada caso la posición en la que se encuentra.
Primero, analicen cada “fotografía” por separado y describan únicamente dónde está ubicado el compañero en ese momento. Luego, ordenen todas las imágenes o registros según el instante en que fueron tomadas y observen cómo cambia la información cuando ya no se trata solo de una posición aislada, sino de una secuencia de posiciones a lo largo del tiempo.
Finalmente, elaboren una conclusión en la que expliquen por qué una sola imagen permite describir la posición de un objeto en el espacio, mientras que una secuencia ordenada de imágenes permite representar un suceso o movimiento en el espacio-tiempo.
Participa en el Blooket que proyectará el educador sobre movimiento relativo. A medida que avances, deberás responder correctamente las preguntas planteadas y estar atento al desarrollo del juego, ya que tus compañeros podrán robar puntos y cambiar el resultado en cualquier momento.
Concéntrate, analiza bien cada pregunta y procura acumular la mayor cantidad de puntos posible.
Al finalizar, el estudiante que obtenga el mayor puntaje ganará 10 Krugs.
200 minutos para desarrollar la etapa
Redacta un texto breve de máximo una hoja en el que analices cómo el paso de una visión clásica del espacio y el tiempo hacia la idea de espacio-tiempo marcó el inicio de una nueva manera de entender la realidad física y contribuyó al desarrollo de la física moderna.
En tu análisis incluye:
- Qué cambia cuando ya no se piensa solo en la posición en el espacio, sino también en el instante en que ocurre un suceso.
- Por qué esta nueva forma de entender la realidad ayudó al desarrollo de la física moderna.
- Una breve reflexión sobre por qué este avance es importante para la sociedad actual
IMPORTANTE:
No se evaluará solamente la presentación del texto, sino principalmente tu capacidad para analizar con claridad cómo la comprensión del espacio-tiempo aportó al desarrollo de la física moderna y cómo ese cambio incidió en la sociedad contemporánea.
20 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.