TRABAJO MECÁNICO
CN.F.5.2.1. Definir el trabajo mecánico a partir del análisis de la acción de una fuerza constante aplicada a un objeto que se desplaza en forma rectilínea, considerando solo el componente de la fuerza en la dirección del desplazamiento
- Vida cotidiana: Si empujas un mueble, levantas una mochila o arrastras una caja, el trabajo mecánico te ayuda a explicar cuándo una fuerza realmente produce desplazamiento en un objeto.
- Contexto social / académico: Si analizas una máquina, una polea o un ejercicio físico, puedes identificar cuándo una fuerza facilita el movimiento y cuándo no genera un cambio real en la posición del cuerpo.
Formen grupos de 4 integrantes
Cada equipo deberá realizar una carrera de postas empujando una silla ergonómica con un estudiante sentado desde un punto de salida hasta la posta y después hasta la meta.
Un integrante empujará la silla hasta la marca establecida y luego dará paso al siguiente compañero.
Durante la actividad, observen cómo para mover la silla es necesario aplicar una fuerza y cómo esa fuerza produce un desplazamiento.
Al finalizar, respondan:
- ¿Hubo fuerza aplicada sobre la silla?
- ¿Hubo desplazamiento?
- ¿Qué trabajo les costó mover la silla?
15 minutos para desarrollar la etapa
Durante los próximos 10 minutos, observa los siguientes videos sobre el trabajo mecánico, anota las ideas principales
Durante los próximos 10 minutos, presta atención a la explicación de tu educador sobre el trabajo. Aprovecha este momento para aclarar dudas, profundizar en las ideas que leíste y escucha con atención y participa si tienes preguntas o comentarios.
Durante los próximos 5 minutos, incluye en el formulario las fórmulas que consideres pertinentes para la resolución de problemas de trabajo mecánico. Guarda este material en una carpeta, ya que a lo largo del ciclo escolar lo utilizarás en diversas actividades.
En grupos de 3, elaboren un podcast de al menos 10 minutos, al estilo “The Wild project”, donde discutan, debatan sobre el siguiente enunciado: “una fuerza perpendicular al desplazamiento no produce trabajo mecánico.”
Durante el podcast, cada integrante debe aportar ideas, ejemplos o contraejemplos que ayuden a analizar la afirmación.
Pueden apoyarse en situaciones de la vida cotidiana o en casos vistos en clase para argumentar su postura.
A lo largo de la conversación, expliquen qué ocurre con la dirección de la fuerza, cuál es la dirección del desplazamiento y por qué esa relación es importante para determinar si existe o no trabajo mecánico.
Utiliza una herramienta de inteligencia artificial para diseñar una infografía visual que explique aspectos sobre el trabajo mecánico.
Incluye ejemplos concretos de situaciones donde:
- Sí hay trabajo mecánico
- No hay trabajo mecánico porque no existe desplazamiento
- No hay trabajo mecánico porque la fuerza es perpendicular al desplazamiento.
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.
Construiremos un sistema real en condiciones ideales para analizar el trabajo mecánico. Para ello necesitarás:
- 1 Paquete de fideos.
- 1 cuerda resistente de 1m.
- Lana
- Regla
Amarra el paquete con la cuerda y elévalo verticalmente a una velocidad casi constante. Realiza el procedimiento levantándolo hasta alturas de 10 cm, 20 cm y 30 cm. En cada caso, considera el desplazamiento vertical del paquete y calcula el trabajo realizado por el peso durante la elevación. Registra tus resultados y compáralos para identificar cómo cambia el trabajo cuando aumenta la altura.
Guíate en este tutorial para la construcción del sistema.
Ingresa al juego The Work Equation y completa la actividad de relación de conceptos propuesta en la plataforma.
Allí deberás emparejar correctamente definiciones, unidades y expresiones relacionadas con el trabajo mecánico, como la ecuación del trabajo, el trabajo positivo y negativo, la unidad joule, la fuerza y el desplazamiento.
Quien termine en el menor tiempo posible, con las respuestas correctas ganará 10 krugs.
Ingresa al simulador y sigue las instrucciones planteadas en la hoja guía.
Durante la actividad, trabaja con las masas y ángulos solicitados, registra los valores que muestra el simulador y realiza en la hoja guía los cálculos correspondientes de fuerza neta y trabajo mecánico.
Al finalizar, compara tus resultados y responde las preguntas de reflexión planteadas en la hoja guía.
160 minutos para desarrollar la etapa
En la planta de La Fabril en Guayaquil, un operario utiliza una rampa para mover una caja de materia prima de 40 kg hasta una plataforma de carga. La rampa tiene una longitud de 3 m y forma un ángulo de 30° con la horizontal. El coeficiente de rozamiento entre la caja y la rampa es de 0,20. La caja asciende con velocidad constante.
Determina:
La fuerza que debe aplicar el operario para mover la caja.
El trabajo realizado por el operario a lo largo de la rampa.
El trabajo realizado por la fuerza de rozamiento durante el recorrido.
IMPORTANTE:
Se evaluará principalmente la comprensión del fenómeno físico, la correcta identificación de las fuerzas que intervienen en el plano inclinado, la relación entre fuerza, desplazamiento y trabajo mecánico, y la claridad con la que se explique el proceso. No se valorará únicamente la aplicación correcta de fórmulas.
15 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.