Plan de Clase | Metodología Activa | Impulso y Cantidad de Movimiento: Coeficiente de Restitución

Premisas: Este Plan de Clase Activa asume: una clase de 100 minutos de duración, estudio previo de los estudiantes tanto con el Libro, como con el inicio del desarrollo del Proyecto y que se elegirá una única actividad (entre las tres sugeridas) para realizarse durante la clase, ya que cada actividad está pensada para ocupar gran parte del tiempo disponible.

Objetivo

Duración: (5 - 7 minutos)

La sección de objetivos es clave para enfocar la lección y asegurar que tanto estudiantes como docentes estén alineados en cuanto a lo que se va a aprender y practicar. Al detallar claramente los objetivos, los alumnos pueden dirigir mejor sus esfuerzos de estudio y participación en clase, maximizando la efectividad de su aprendizaje. Esta sección está pensada para iniciar la lección con bases sólidas, permitiendo una transición fluida a actividades prácticas y discusiones posteriores.

Objetivo Utama:

1. Comprender el concepto del coeficiente de restitución y su relevancia para describir colisiones.

2. Identificar y distinguir entre los distintos tipos de colisiones (elásticas e inelásticas) según el comportamiento del coeficiente de restitución.

3. Aplicar el coeficiente de restitución en cálculos para determinar las velocidades de los objetos antes y después de las colisiones.

Objetivo Tambahan:

1. Desarrollar habilidades de razonamiento lógico y matemático aplicando conceptos físicos a problemas concretos.

Introducción

Duración: (15 - 20 minutos)

La introducción sirve para conectar a los estudiantes con el contenido previo, relacionándolo con situaciones reales y cotidianas. Las situaciones basadas en problemas fomentan que los alumnos apliquen el conocimiento teórico en contextos prácticos, preparando el terreno para abordar problemas más complejos en clase. La contextualización ayuda a mostrar la relevancia del coeficiente de restitución en situaciones reales, aumentando el interés y la motivación de los estudiantes para profundizar en el tema.

Situación Problemática

1. Imaginá que estás en un laboratorio de física y el profe te pide que calculemos la velocidad de un carrito antes y después de chocar con otro carrito. Ambos carritos tienen diferentes masas. ¿Cómo ayudaría el coeficiente de restitución a resolver este problema?

2. Una bola de billar choca con otra de igual masa. Si la primera bola estaba inicialmente en reposo y después de la colisión se mueve a 1 m/s, y la segunda bola se mueve a 2 m/s luego de la colisión, ¿cuál es el coeficiente de restitución para dicha colisión?

Contextualización

El coeficiente de restitución no es solo un concepto abstracto; tiene un rol crucial en numerosos eventos cotidianos y en diversas áreas, como la ingeniería de colisiones en autos, la física en el deporte e incluso en simulaciones de desastres naturales. Por ejemplo, entender cómo el coeficiente de restitución influye en la propagación de ondas tras un terremoto puede ser clave para prevenir daños futuros. Además, las curiosidades sobre por qué algunas pelotas deportivas rebotean más que otras, incluso lanzándolas a la misma velocidad, pueden ser explicadas a través de este concepto.

Desarrollo

Duración: (65 - 75 minutos)

La etapa de desarrollo es crucial para consolidar los conocimientos previos de los estudiantes a través de actividades prácticas que involucren la aplicación de los conceptos de impulso, momento y, sobre todo, el coeficiente de restitución. Estas actividades están diseñadas para ser atractivas y contextualizadas, permitiendo a los estudiantes explorar el tema de manera creativa e interactiva. Mediante la resolución de problemas en equipo y la aplicación de conceptos en situaciones cotidianas lúdicas, los estudiantes pueden profundizar su comprensión y habilidades prácticas en física.

Sugerencias de Actividades

Se recomienda realizar solo una de las actividades sugeridas

Actividad 1 - Choque Cultural: Una Colisión Inelástica Musical

> Duración: (60 - 70 minutos)

- Objetivo: Aplicar el concepto del coeficiente de restitución en una situación práctica y divertida, reforzando la comprensión del fenómeno físico a través de un enfoque creativo y musical.

- Descripción: En esta actividad divertida, los estudiantes se dividen en grupos, y cada grupo representa un continente diferente. Cada continente tiene su propia ronda de actuaciones musicales, donde los 'instrumentos' son pelotas de distintos tamaños y texturas. El desafío es realizar colisiones inelásticas entre las pelotas para producir diferentes sonidos. Cada grupo debe usar el conocimiento sobre el coeficiente de restitución para elegir qué 'instrumentos' (pelotas) usar y cómo chocarlas para crear los sonidos deseados.

- Instrucciones:

• Dividir la clase en grupos de hasta 5 estudiantes, donde cada grupo representará a un continente.

• Proveer a cada grupo un conjunto de pelotas de diferentes tamaños y materiales.

• Explicar que deben planificar y ejecutar colisiones inelásticas entre las pelotas para generar sonidos agradables.

• Los grupos deben aplicar su conocimiento del coeficiente de restitución para decidir cómo chocar las pelotas y lograr producir los sonidos deseados.

• Cada grupo tendrá tiempo para preparar y ensayar sus 'piezas musicales'.

• Luego de los ensayos, cada grupo presentará a la clase, explicando cómo el coeficiente de restitución influyó en sus decisiones y el resultado final.

Actividad 2 - El Misterio de la Colisión Perdida

> Duración: (60 - 70 minutos)

- Objetivo: Desarrollar habilidades investigadoras y aplicar conceptos físicos para resolver un problema práctico e intrigante.

- Descripción: Los alumnos, divididos en grupos, se convierten en detectives en una escena del crimen donde dos autos de juguete chocaron. Cada auto tiene un coeficiente de restitución diferente. Los estudiantes deben utilizar los datos físicos disponibles y su conocimiento del coeficiente de restitución para reconstruir cómo chocaron los autos y cuáles eran sus velocidades antes y después de la colisión.

- Instrucciones:

• Dividir la clase en grupos de hasta 5 alumnos, cada uno será un 'equipo de detectives'.

• Presentar la 'escena del crimen' con dos autos de juguete, marcados con sus coeficientes de restitución.

• Proveer reglas, cronómetros y cualquier otro material necesario.

• Los grupos deben medir las distancias recorridas por los autos luego de la colisión y el tiempo que tardó cada auto en detenerse por completo.

• Con base en esas mediciones, calcular las velocidades iniciales y finales de cada auto.

• Cada grupo presentará sus conclusiones y procesos de pensamiento al resto de la clase.

Actividad 3 - Física en la Pista de Baile: Colisiones Elásticas al Ritmo de la Ciencia

> Duración: (60 - 70 minutos)

- Objetivo: Explorar el concepto de colisiones elásticas de una manera creativa y dinámica, aplicando principios físicos en un contexto de entretenimiento.

- Descripción: En esta actividad, los estudiantes, organizados en grupos, diseñan una pista de baile donde los movimientos de los bailarines están determinados por colisiones elásticas. Cada grupo debe elegir diferentes canciones y mapear los movimientos de los bailarines basándose en los principios de conservación de la energía y del momento, utilizando el coeficiente de restitución para ajustar la intensidad de las colisiones.

- Instrucciones:

• Dividir a los estudiantes en grupos de hasta 5 participantes, cada grupo será responsable de diseñar una parte de la pista de baile.

• Cada grupo elige una canción y determina los movimientos de los bailarines basándose en colisiones elásticas.

• Los estudiantes deben utilizar sus conocimientos de física para calcular el coeficiente de restitución necesario para que los bailarines se muevan de acuerdo a la energía cinética conservada.

• Los grupos ensamblan sus secciones de la pista de baile en el laboratorio o aula, implementando sus decisiones sobre colisiones elásticas.

• Luego del ensamblaje, los grupos presentan su pista de baile al resto de la clase, explicando cómo utilizaron el concepto del coeficiente de restitución en la creación de los movimientos.

Retroalimentación

Duración: (15 - 20 minutos)

La etapa de retroalimentación es esencial para consolidar el aprendizaje de los estudiantes, permitiéndoles articular lo que han aprendido y reflexionar sobre la aplicación de conceptos en contextos reales y prácticos. Esta discusión también ayuda al docente a evaluar la comprensión de los estudiantes e identificar áreas que podrían necesitar una revisión adicional. Al compartir sus experiencias y escuchar a sus compañeros, los estudiantes desarrollan habilidades de comunicación y aprenden unos de otros.

Discusión en Grupo

Al finalizar las actividades prácticas, reunir a todos los estudiantes para una discusión grupal. Iniciar la charla con una breve introducción, resaltando la importancia de compartir descubrimientos y desafíos enfrentados durante las actividades. Invitar a cada grupo a presentar un resumen de lo que han hecho y discutir sus conclusiones principales. Utilizar preguntas específicas para fomentar una reflexión más profunda sobre cómo el coeficiente de restitución influyó en las diferentes experiencias y lo que aprendieron de cada situación práctica.

Preguntas Clave

1. ¿Cómo afectó el coeficiente de restitución las decisiones que tomaste durante las actividades?

2. ¿Hubo alguna sorpresa o desafío al aplicar el concepto del coeficiente de restitución en colisiones prácticas?

3. ¿Cómo se aplicaron los conocimientos de impulso y momento durante las actividades?

Conclusión

Duración: (5 - 10 minutos)

La etapa de conclusión es vital para consolidar el aprendizaje, asegurando que los estudiantes tengan una comprensión clara e integrada del tema abordado. Al resumir y conectar el contenido discutido, esta sección ayuda a reforzar la memoria de los estudiantes y establecer un vínculo claro entre teoría y práctica. Además, al resaltar la relevancia de los conceptos aprendidos, se motiva a los estudiantes a valorar la materia y aplicar su conocimiento en sus vidas cotidianas y futuras profesiones.

Resumen

En conclusión, hacemos un repaso de los puntos principales cubiertos en la lección de hoy: el coeficiente de restitución, su aplicación en los distintos tipos de colisiones y cómo calcular velocidades relacionadas con estas colisiones. También reflexionamos sobre las actividades prácticas como 'Choque Cultural', 'El Misterio de la Colisión Perdida' y 'Física en la Pista de Baile', que ofrecieron un enfoque divertido y profundo al concepto.

Conexión con la Teoría

A través de las actividades prácticas, pudimos conectar la teoría estudiada con la práctica, demostrando cómo se aplica el coeficiente de restitución en situaciones reales y cotidianas. Este enfoque no solo consolidó el conocimiento teórico, sino que también mostró a los estudiantes la importancia y versatilidad del concepto en diversas aplicaciones prácticas, desde la ingeniería hasta el entretenimiento.

Cierre

Finalmente, es clave destacar la relevancia de estudiar impulso y momento junto al coeficiente de restitución. Estos conceptos son fundamentales, no solo para entender fenómenos físicos, sino también para aplicaciones en tecnología, ingeniería y hasta en actividades diarias como deportes y seguridad vial. Comprender estos conceptos ayuda a los estudiantes a ver la física en acción y su importancia en la resolución de problemas prácticos y el desarrollo de nuevas tecnologías.