DCL: DIAGRAMA DEL CUERPO LIBRE
CN.F.5.1.19. Reconocer sistemas inerciales y no inerciales a través de la observación de videos y análisis de situaciones cotidianas y elaborar diagramas de cuerpo libre para conceptualizar las leyes de Newton, resolver problemas de aplicación.
- Vida cotidiana: Si usas un ascensor, una hamaca o una cuerda para jalar algo, el diagrama de cuerpo libre te ayuda a reconocer qué fuerzas actúan sobre el objeto y cómo cambia su equilibrio o movimiento.
- Desarrollo personal: Si practicas ejercicio o deportes, el diagrama de cuerpo libre te permite analizar qué fuerzas actúan sobre tu cuerpo en saltos, empujes o apoyos para mejorar técnica y evitar lesiones.
Ingresa a la siguiente herramienta y resuelve el rompecabezas propuesto.
Mientras lo resuelves, piensa en que cada pieza está separada, pero en realidad forma parte de una imagen completa. Observa cómo, poco a poco, las partes van tomando sentido cuando se relacionan entre sí y se conectan dentro de un sistema mayor.
Durante la actividad, responde estas preguntas:
- Cuando armas un rompecabezas, ¿por qué crees que muchas personas comienzan primero por los bordes?
- ¿Qué ventajas tiene identificar pequeñas partes de la imagen y armarlas por separado antes de unirlas al resto del rompecabezas?
- ¿Qué te hace pensar esta experiencia sobre la relación entre una parte individual y el sistema completo al que pertenece?
15 minutos para desarrollar la etapa
En 10 minutos observa los siguientes videos sobre diagramas de cuerpo libre, anota las ideas principales.
Durante los próximos 10 minutos, presta atención a la explicación de tu educador sobre los diagramas de cuerpo libre. Aprovecha este momento para aclarar dudas, profundizar en las ideas que leíste y escucha con atención y participa si tienes preguntas o comentarios.
En 20 minutos, formen grupos de 3 personas, realizaran la siguiente actividad para lo cual necesitaras:
- Papelotes
- Marcadores
En el papelote explica mediante texto y gráficos ¿Por qué los rompecabezas se relacionan con los diagramas de cuerpo libre? ¿Qué semejanza encuentras entre aislar una pieza del rompecabezas y aislar un objeto en un diagrama de cuerpo libre? Cuando observas una sola pieza, ¿qué elementos te ayudan a entender cómo encaja con las demás? Relaciónalo con cómo, en un diagrama de cuerpo libre, las fuerzas muestran cómo un cuerpo interactúa con su entorno.
Salgan a la canchita o al patio y formen grupos de trabajo.
Cada grupo deberá representar con su cuerpo una situación física, por ejemplo: empujar una pared, jalar una cuerda, cargar una mochila, arrastrar un objeto o mantenerse en equilibrio.
Primero, un integrante realizará la acción mientras los demás observan con atención.
Luego, el grupo elegirá un cuerpo u objeto específico de la situación y analizará qué fuerzas actúan sobre él.
Después, en una hoja o papelote, dibujarán el diagrama de cuerpo libre correspondiente, señalando las fuerzas que identificaron y la dirección en la que actúan.
En 10 minutos observa los siguientes videos sobre diagramas de cuerpo libre en planos inclinados, anota las ideas principales.
Formen grupos de 3 y escojan una superficie inclinada segura del colegio, como una mesa inclinada, un tobogán, una rampa o una grada amplia.
Un estudiante se colocará sobre la superficie y será el cuerpo de análisis.
Tomen una foto del estudiante, recórtenla para aislar su cuerpo y dibujen sobre la imagen las fuerzas que actúan en su diagrama de cuerpo libre.
Registren su masa corporal y determinen experimentalmente el ángulo que forma la superficie con la horizontal.
Asuman un coeficiente de rozamiento de 0,5.
Luego resuelvan dos casos:
Caso 1: estudiante en reposo
Calculen peso, normal, componente del peso paralela al plano y la fuerza de rozamiento necesaria para que permanezca en equilibrio. Expliquen si la situación cumple con la primera ley de Newton.
Caso 2: estudiante en movimiento
Calculen la fuerza neta y la aceleración del estudiante sobre el plano inclinado. Expliquen cómo se evidencia la segunda ley de Newton.
Ingresa al siguiente juego sobre DCLs
Allí trabajarás con ejercicios interactivos en los que deberás identificar y construir correctamente los diagramas de cuerpo libre de objetos ubicados sobre planos inclinados.
Resuelve los retos que propone la plataforma hasta completar la actividad. Mientras trabajas, verifica tus aciertos y corrige los errores que aparezcan, de manera que puedas comprender mejor cómo se representa un cuerpo aislado sobre una superficie inclinada.
Resuelve de manera individual los ejercicios propuestos. Una vez que hayas terminado, revisa la resolución propuesta y contrasta tu procedimiento con el que se presenta.
Compara paso a paso tu desarrollo, identifica aciertos, diferencias o errores, y realiza las correcciones necesarias. El objetivo es que reconozcas cómo estás resolviendo los ejercicios y mejores tu procedimiento a partir de la comparación.
Ingresa al siguiente simulador:
A medida que avances, analiza cada situación, identifica correctamente las fuerzas que actúan sobre el cuerpo y completa los diagramas de cuerpo libre propuestos por la plataforma.
Registra en la hoja guía los datos solicitados y añade también las imágenes o fotografías de los 12 diagramas de cuerpo libre resueltos correctamente.
Al finalizar, revisa tus resultados y responde las preguntas planteadas en la hoja guía.
200 minutos para desarrollar la etapa
En Kruger School Quito, un estudiante de 40 kg se desliza por el tobogán del colegio que forma un ángulo de 30° con la horizontal. En la mitad del recorrido, el profe George pide analizar la situación para comprender las fuerzas que actúan sobre el cuerpo del estudiante mientras se mueve. Se sabe que el coeficiente de rozamiento entre la ropa del estudiante y la superficie del tobogán es de 0,20.
Elabora el diagrama de cuerpo libre del estudiante en ese punto, identificando todas las fuerzas que actúan sobre él.
Luego, calcula:
- El peso del estudiante
- La fuerza normal
- La fuerza neta paralela al tobogán
- La aceleración con la que se desliza
IMPORTANTE:
Se evaluará principalmente la correcta elaboración del diagrama de cuerpo libre, la identificación de las fuerzas que intervienen y la aplicación adecuada de la segunda ley de Newton. No se priorizará la memorización literal de fórmulas
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.