newton, disparos y caída libre · 2020. 10. 19. · tiro vertical resortera 1.2 resortera para...
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Feria Estatal de Humanidades, Ciencias e Ingenierías
Titulo
Newton, disparos y caída libre
Autor(es): Alondra González Quirarte
Jimena Guadalupe Camarena García
Jazmín Esthefania de la Rosa Flores
Asesor: Paulino García Ramírez
Escuela: Preparatoria Regional de Jocotepec
Nivel Educativo: Bachillerato
Categoría: Divulgación Científica
Del 21 al 23 de Octubre del 2020.
Newton, Disparos y Caída Libre
Sumario
Análisis de los movimientos con los principios de la mecánica clásica derivándose
la cinemática que es rama de la física que describe el movimiento de los objetos
sólidos sin considerar las causas que lo originan y se limita, principalmente, al
estudio de la trayectoria en función del tiempo. Para ello utiliza velocidades y
aceleraciones, que describen cómo cambia la posición en función del tiempo.
También la dinámica que describe la evolución en el tiempo de un sistema físico en
relación con los motivos o causas que provocan los cambios de estado físico o
estado de movimiento.
Damos un enfoque especifico a la caída libre que se debe únicamente a la influencia
de la gravedad, tiro parabólico que es un movimiento realizado por cualquier objeto
cuya trayectoria describe una parábola y semi parabólico es la composición de un
avance horizontal rectilíneo uniforme y la caída libre de un cuerpo en reposo con un
movimiento horizontal, todo esto con un proceso experimental que nos permite
obtener una serie de datos que ayudan a la comprobación de estos con cada una
de las estructuras.
De igual modo dimos un enfoque lógico matemático del manejo de ecuaciones que
son parte de un marco teórico, recopiladas de libros de física 1 y paginas confiables
guiadas por un experto en el tema para que los resultados sean concretos y no se
encuentre un error a lo largo de proceso matemático ya que fue guiado con exactitud
y presión, las distintas variables que se presentaron a lo largo de nuestros procesos
del funcionamiento de cada móvil.
Mejoramos algunas de las estructuras con fines de exactitud para que los procesos
al ser realizados tuvieran un mejor resultado de comprobación y que el manejo de
las ecuaciones sea correcto utilizado las variables obtenidas por los procesos
experimentales que se realizaron.
1. INTRODUCCIÓN
Durante el desarrollo de este proyecto
se analizarán los tipos de disparos
considerando el tipo de disparo y la
trayectoria que proyecta a través de la
dinámica y cinemática, haciendo
experimentaciones de las cuales se
obtienen resultados con los cuales se
hace uso de ecuaciones dando un
enfoque lógico matemático. En
nuestro proyecto experimental
utilizaremos aparatos para demostrar
dichos principios físico, para que sean
mejor comprendidos los conceptos.
Justificación
La importancia de este tema es que al
ser una vez estudiado se comprende
de mejor manera los conceptos de
caída libre, tiro horizontal, parabólico,
vertical y semi parabólico todo esto es
necesaria para comprobar fenómenos
que ocurren a diario en la vida
cotidiana pues a través de ello se
pueden observar dichos fenómenos a
diario.
Problema
Tiene origen en los procesos
experimentales que nos permita hacer
revisión de las condiciones de un móvil
para seguir una trayectoria definida a
través de aparatos de construcción
propia, como un recurso para
comprobar las leyes y principios desde
un punto de vista cinemático y
dinámico con el manejo de
ecuaciones.
Hipótesis.
1. Si el disparo no tiene variables
definidas no podrá ser comprobado
experimentalmente.
2. Cuando un disparo de un móvil
(proyectil) tiene variables
determinadas su comprobación
experimental será exacta.
Objetivos (generales y específicos).
Objetivo General: La demostración
de principios básicos del estudio del
movimiento a través de la dinámica y
cinemática.
Objetivos Específicos: Se analizará
la caída libre con la trayectoria
parabólica con el tiro horizontal en
elevación, el oblicuo con ángulos de
elevación y la semi parábola que es la
composición de un avance horizontal
rectilíneo uniforme y la caída libre de
un cuerpo en reposo con un
movimiento horizontal, controlados
esto por medio de la experimentación
y el manejo de la ecuación para una
mejor comprensión de todo el público
en general.
2. REVISIÓN BIBLIOGRÁFICA
/REFERENCIAL TEÓRICO
Montiel, H. (2016) Física General Ed.
3 México D.F Editorial Patria.
García Ramírez, P. (2017) Física 1
Ed.2 Guadalajara D.F Editorial Umbral
3. METODOLOGÍA (O MATERIALES
Y MÉTODOS)
Durante el desarrollo de este proyecto
se elaboraron aparatos de
construcción propia , para explicar la
caída libre creamos una estructura de
metal de la cual con ayuda de un
electroimán colocamos una esfera
metálica y esta misma dentro de una
caja de madera tiene que caer ,
posteriormente procedimos con la
parte matemática la cual consistía en
elaborar pruebas de velocidad ,tiempo
y altura para por medio de ecuaciones
obtener resultados finales de estas
pruebas y poder comprobar nuestra
actividad experimental.
Caida Libre
1.1 Este aparato permite la
demostración de un péndulo simple y
caída libre.
Con un Péndulo Simple que
construimos determinamos nuestro
propio valor de la gravedad primero
elaboramos las pruebas suficientes de
tiempo y numero de oscilaciones que
hacia el péndulo para posteriormente
sustituir datos en las ecuaciones y
obtener resultados exactos.
Péndulo Simple
Tiro Parabólico
Elaboramos una resortera grande
también de metal pues con ella es más
fácil demostrar y explicar el tiro
parabólico, todos los integrantes del
equipo prestamos mucha atención
para elaborar las ´pruebas del tiro
parabólico pues necesitábamos
obtener la distancia horizontal, el
ángulo al que fue lanzado el balón y el
tiempo que tardaba en caer el mismo.
Tiro Vertical
Para el tiro vertical elaboramos otra
estructura de apoyo que nos permite
explicar y hacer experimentaciones
del tiro vertical de una mejor manera
es una pequeña resortera, pero con
fijación hacia arriba para que la pelota
de golf que disparamos tenga una
altura máxima y ascienda.
Para estas pruebas tomamos nota de
los datos como el tiempo que tarda
en caer la pelota de golf y calculamos
su altura máxima.
Tiro Vertical Resortera
1.2 Resortera para tiro parabólico
Tiro Oblicuo
Es un “movimiento rectilíneo uniforme”
en su desarrollo horizontal y un
“movimiento uniformemente variado”
en su desarrollo vertical. Pero, en el
eje vertical se comporta como el
movimiento de “Caída Libre”. Y este
mismo tiro hace una trayectoria
oblicua con un ángulo de elevación.
1.3 Trayectoria Parabólica
En el tiro oblicuo calculamos la
velocidad a la que salía disparada la
esfera de metal y el tiempo que
tardaba en caer por medio de
ecuaciones y tomando en cuenta su
altura.
Tiro Horizontal y Semi Parabólico
Utilizamos una pista en la cual
dejamos que una esfera metálica rote
sobre la pista tomando velocidad para
salir disparada y proyectar una
trayectoria horizontal y semi
parabólica que es una forma más
dinámica de comprender este
concepto.
1.4 Aparato para demostrar semi
parábolas
1.5 Ejemplo en donde se presentan
en la vida cotidiana.
Disparador con aire
Se dio uso a un nuevo aparato que nos
permitió realizar disparos, estos por
medio de aire comprimido.
Este disparador consta de 4 botellas
dos en cada extremo, en frente tiene
una manguera donde será el conducto
por el cual la pelota saldrá y por último
en la parte trasera tendremos una
válvula para cerrar y abrir a la hora de
suministrar el aire que se le será
colocado con una bomba de aire de
alta presión.
En la primera experimentación
realizada notamos que los valores
obtenidos eran proporcionales al
ángulo que se era colocado.
Constructivismo
El constructivismo es una teoría según
la cual el conocimiento y la
personalidad de los individuos están
en permanente construcción cotidiana
entre los afectados, aspectos
cognitivos y los aspectos cognitivos y
los aspectos sociales de su
comportamiento.
En la educación la teoría
constructivista del aprendizaje
sostiene que los individuos pueden
desarrollar y potenciar su capacidad
de cognición por medio de procesos
de interacción a través de diversas
herramientas. Esto les permite
desarrollar diferentes maneras de
solucionar problemas y, por lo tanto,
replantear sus concepciones sobre el
conocimiento y sobre el mundo.
El paradigma de esta teoría es que el
aprendizaje se trata de un proceso
dinámico y participativo, donde l
apersona es asiente activo y
protagónico de su propio proceso de
cognición.
Una clase ¨ Didáctica¨
Es aquella que es diseñada teniendo
en cuenta las investigaciones
pertinentes, sobre los aprendizajes de
la Física, sobre los métodos de
enseñanza, sobre los propios temas
que se van a desarrollar.
En la didáctica de las ciencias
experimentales, pretende que los
estudiantes adquieran conocimiento
teórico y práctico sobre los procesos
de enseñanza y aprendizaje de las
ciencias experimentales en la etapa
de Educación Primaria. En esta etapa,
las ciencias experimentales se
encuentran integradas en el área de
conocimiento del Medio Natural,
Social Cultural. La asignatura de
Didáctica de las ciencias
experimentales tiene por objetivo que
los estudiantes se familiaricen con los
procesos de aprendizaje de las
ciencias, con la metodología propia de
esta y que conozcan criterios de
organización y secuenciación de la
enseñanza de las ciencias, de forma
que pueda abordar sin dificultades su
enseñanza en la etapa de primaria.
Haciendo de las ciencias:
Observación, comparación,
clasificación, identificación,
experimentación.
Didáctica de la Ciencias
Experimentales
Esta asignatura pretende que los
estudiantes adquieran conocimiento
teórico y práctico sobre los procesos
de enseñanza y aprendizaje de las
ciencias experimentales en la etapa
de Educación Primaria. En esta etapa,
las ciencias experimentales se
encuentran integradas en el área de
conocimiento del Medio Natural,
Social y Cultural. La asignatura de
Didáctica de las Ciencias
Experimentales tiene por objetivo que
los estudiantes se familiaricen con los
procesos de aprendizaje de las
ciencias, con la metodología propia de
estas y que conozcan criterios de
organización y secuenciación de la
enseñanza de las ciencias, de forma
que puedan abordar sin dificultades su
enseñanza en la etapa primaria.
Pedagogía
La pedagogía es la ciencia,
perteneciente a las Ciencias Sociales
y Humanas, que se encargan del
estudio de la educación.
El objetivo principal del estudio de la
pedagogía es estudiar a la educación
como un fenómeno socio-cultural, es
decir que existen conocimientos de
otras ciencias que pueden ayudar a
hacer comprender lo que realmente es
la educación, como, por ejemplo, la
historia, la psicología, la política entre
otras. Esta ciencia tiene la función de
orientar las acciones educativas en
base a ciertos pilares como prácticas,
técnicas, principios y métodos.
Pedagogía general: Hace referencia
a las cuestiones universales sobre la
investigación y del accionar sobre la
educación.
Pedagogía específica: A través del
paso de tiempo se han ido
sistematizando diferentes cuerpos del
conocimiento que tiene que ver con las
experiencias y realidades, históricas
de cada uno.
Aprendizaje significativo
La forma que engloba de una manera
más completa la dimensión
emocional, motivacional y cognitiva.
Cuando se da este tipo de
aprendizaje, la manera de asociar
habilidades y conocimiento previos,
puede integrarse, nueva información
que esta tallada por la fuente
motivacional y el concepto que
atribuye a lo que se aprende.
Para que el aprendizaje sea
significativo han de cumplirse dos
condiciones.
1. Significatividad lógica
A nivel de estructura interna del
conocimiento, ha de ser relevante y
con una organización clara.
2. Significatividad psicológica
Desde la capacidad para asimilar, ha
de existir dentro de la estructura
cognoscitiva los elementos
permitentes y relacionables con el
material de aprendizaje.
Aprendizaje basado en proyectos
Es una metodología de aprendizaje en
la que los estudiantes adquieren un rol
activo y se favorece la motivación
académica.
El método consiste en la realización de
un proyecto habitualmente en grupo.
Este proyecto ha sido analizado
previamente por el profesor para
asegurarse de que el alumno tiene
todo lo necesario para resolverlo, y
que en su resolución desarrollara
todas las destrezas que se desean.
Aprendizaje activo
Es un tipo de enseñanza en la que el
maestro trata de implicar a los
estudiantes de manera directa en el
propio proceso de adquisición del
conocimiento. Existen distintos tipos
en función del grado de aplicación de
los alumnos, pero en todos ellos tienen
que hacer algo más aparte de
simplemente escuchar de forma
pasiva.
Para llegar a cabo este proceso de
forma correcta, los estudiantes tienen
que realizar acciones como analizar la
información que se les presenta,
evaluar datos y resultados que se les
presenta, evaluar datos y resultados,
generar síntesis de aquello que
aprenden.
Aprendizaje por descubrimiento
La característica principal de esta
teoría es que promueve que el alumno
adquiera los conocimientos por sí
mismo. Bruner considera que los
estudiantes deben aprender a través
de un descubrimiento guiado que tiene
lugar durante una explosión motivada
por la curiosidad.
Por lo tanto, la labor del profesor no es
explicar un contenido acabado, con un
principio y un final muy claros, sino
que debe proporcionar el material
adecuado para estimular a sus
alumnos mediante estrategias de
observación, comparación, análisis de
semejanzas y diferencias.
Aprendizaje basado en problemas
(ABP)
Es un método de enseñanza-
aprendizaje centrado en el estudiante
en el que este adquiere
conocimientos, habilidades y actitudes
a través de situaciones de la vida real.
Su finalidad es formar estudiantes
capaces de analizar y entrarse a los
problemas de la misma manera en que
lo hará durante su actividad
profesional, es decir, valorando e
integrando el saber que los conducirá
a la adquisición de competencias
profesionales.
La característica más innovadora del
ABP es el uso de problemas como
punto de partida para la adquisición de
conocimiento nuevos y la concepción
del estudiante como protagonista de la
gestión de su aprendizaje.
Se pretende que el estudiante
construya su conocimiento sobre la
base de problemas y situaciones de la
vida real y que, además, lo haga con
el mismo proceso de razonamiento
que utilizara cuando sea profesional.
El ABP se fundamenta en el
paradigma constructivista que conocer
y, por analogía, aprender implica ante
todo una experiencia de construcción
interior, opuesta a una actividad
intelectual receptiva y pasiva.
Principio de pascal
Es una ley enunciada por el físico y
matemático francés Blaise Pascal
(1623-1662) que se resume en la
frase: la presión ejercida sobre un
fluido poco comprensible y en
equilibrio dentro de un recipiente de
paredes indeformables se transmite
con igual intensidad en todas las
direcciones y en todos los puntos del
fluido.
La importancia de este principio radica
en la relación que hay entre la presión
y la profundidad de un fluido, o en la
altura de columna de fluido, a partir del
valor de referencia.
Unidades de presión
El pascal (PA) es la principal unidad de
medida de presión, que es la relación
de una fuerza (F) ejercida sobre una
superficie (A). Otras unidades de
medida de presión son el Newton/m2
o el pound- fource/square inch (Psi).
Ecuaciones de presión en fluidos
Presión= Peso/área = mg/A = Pvg/A=
Phg
Diferencia de presión=densidad x g x
altura, Note que esta presión de fluido
estático depende de la densidad y
profundidad solamente; es
independiente de la masa, volumen,
peso, etc. del fluido.
4. RESULTADOS Y DISCUSIONES.
Obtuvimos los datos por medio de la
experimentación para la realización de
las ecuaciones, con algunas
repeticiones para identificar que los
valores para cada prueba fueran
constantes y discutimos sobre las
variables existentes, cuáles de ellas
podríamos utilizar para el proceso
lógico matemático que tuvieran una
aproximación para que fueran
exactos.
5. CONCLUSIÓN
Identificamos la importancia de la
mecánica clásica derivando a la
cinemática y dinámica, a lo largo de
cada una de las experimentaciones
que se realizaron para identificar a
cada uno de los procesos
experimentales con los fines de la
mecánica clásica con ayuda de las
estructuras de construcción propia,
obtuvimos los datos que utilizamos
para el método lógico matemático del
manejo de ecuaciones. En los
procesos de comprobación
experimental Fueron realizado con
exactitud y los datos que se requerían
para elaborar dichas ecuaciones;
obtuvimos grandes resultados por la
elección de la viabilidad que tenían
algunos de ellos y nos permitía un
resultado especifico que no cambiara
a lo largo de su trayectoria.
También logramos una amplia
investigación de libros de texto
ejecutando con claridad y precisión el
contenido; Obteniendo una extensa
cantidad de información retenida para
fines educativos y mejorías en la
comprensión del proyecto, junto con
las importancias que cada proceso
beneficia en nuestra vida cotidiana de
igual manera el manejo que lleva cada
una de las ecuaciones utilizadas.
6. REFERENCIAS
BIBLIOGRÁFICAS
https://es.slideshare.net/.../cada-libre-
y-tiro- vertical-tiro-parabólico-
horizontal-y-oblicua...
www.electrontools.com/Home/WP/20
16/.../ tiro-oblicuo-formulas-y-
ejercicios-resuelto
laplace.us.es
aparrella.wordpress.com/didáctica-
cerp-este/
https://psicologiaymente.com
udima.es/es/didáctica-ciencias-
experimentales
Eduforics.com/es/aprendizaje-
basado-proyectos/ooi
7. Ligas a Videos
https://www.youtube.com/watch?v=G
dALJFqU4vg
https://www.youtube.com/watch?v=it8
qb20BkC8
https://www.youtube.com/watch?v=vT
_jT-6Owo4
https://www.youtube.com/watch?v=ri-
uJO4t1D4
https://www.youtube.com/watch?v=O
_60PVkX11c
https://www.youtube.com/watch?v=0E
_24uO9gco
Video del proyecto:
https://www.youtube.com/watch?v=oe
7QPbWHpwA&t=2s
8. ANEXOS
Glosario
Dinámica: Parte de la física que
estudia el movimiento en relación con
las causas que lo producen.
Conjunto de hechos o fuerzas que
actúan con un fin determinado.
Cinemática: Parte de la mecánica que
trata del movimiento en sus
condiciones de espacio y tiempo, sin
tener en cuenta las causas que lo
produce
Parábola: sección cónica de
excentricidad igual a 1, resultante de
cortar un cono recto con un plano cuyo
ángulo de inclinación respecto al eje
de revolución del cono sea igual al
presentado por su generatriz.
Gravedad: fenómeno natural por el
cual los objetos con masa son atraídos
entre sí, efecto mayormente
observable en la interacción.