Tema: Movimiento

Antes de explorar la animación, es recomendable abrir las pestañas que se indican debajo, con información que incluye una breve descripción de la animación y objetivos de aprendizaje. También se encuentra la pestaña Para profesores con diversos documentos, uno de ellos expone los temas con los que se vincula la animación con los programas de estudio de secundaria en México, tanto de física como de matemáticas. Hay otras tres pestañas con información que en algún momento pueden explorar.

Al darle clic al botón de inicio de Energía en la pista de patinaje se despliegan tres opciones: Introducción, Fricción y Patio. En esta parte se trabajará con Introducción, donde se aprecia una pista en forma de U y un patinador.

Manipulen un rato la animación para conocerla a detalle. Si la animación no corre, deberán modificar desde el inicio la compatibilidad, donde pueden probar: HTML5, Java vía CheerpJ, Java o Flash. De ser necesario, instalen alguno de estos programas para que las animaciones corran debidamente.

Una vez que se hayan familiarizado con su uso, comencemos con la siguiente propuesta:

Objetivo: Comprender la conservación de la energía mecánica

Ideas para el procedimiento

1. Activen todos los recursos: Gráfico de pie o torta, Gráfico de barras, Mostrar cuadrícula y Velocidad como se aprecia aquí:

   
   
   

   Figura 5

   
   

2. Coloquen al patinador en la trayectoria que se observa en la pantalla, a 5 m de altura, en cualquiera de los dos extremos.

3. Supongan que su masa (junto con la de todos sus aditamentos) es de 75 kg.

4. Calculen en un cuaderno las energías cinéticas y potenciales en los puntos A, B, C, D y E del patinador que se indican en la figura 6 y llenen la tabla con los valores obtenidos:

   
   
   

   Figura 6

   
   

Respondan las siguientes preguntas:

• ¿Cómo es la energía potencial dependiendo de la altura del patinador?

• ¿Cómo es el valor de la energía cinética dependiendo de la altura del patinador?

• ¿Cómo es la energía mecánica en cada punto del recorrido? ¿Por qué?

• ¿Coinciden sus cálculos con las gráficas de la energía que se aprecian tanto de barra como de torta (de pastel)?

• Si no coinciden, expliquen las razones.

• Describan la velocidad del patinador por lo que aprecian en el velocímetro.

Luego, calculen con las ecuaciones de la conservación de la energía mecánica, la magnitud de la velocidad del patinador en la parte más baja de su recorrido.

Finalmente, respondan las siguientes preguntas comparando los resultados obtenidos en su cuaderno con lo que se aprecia en la pantalla.

• ¿Coincide este valor (cualitativamente hablando) con la posición del velocímetro?

• ¿Cómo sería el valor de la velocidad máxima de un patinador (en la parte más baja) si tuviera una masa de 80 kg respecto a la velocidad máxima de otro patinador de unos 50 kg de masa?

• ¿Cuál llevaría mayor velocidad? ¿Por qué?

Tema: Sonido y ondas

Objetivo: Conocer las características de una onda transversal

Ideas para el procedimiento

Abran la animación de PhET Onda en una cuerda, y seleccionen Oscilar para que se despliegue lo que se observa a continuación:

Según elijan en el ángulo superior izquierdo entre Manual, Oscilar o Pulso, podrán manipular las siguientes opciones: Amortiguación, Tensión; Amplitud, Frecuencia, Amortiguación, Tensión; o Amplitud, Ancho de pulso, Amortiguación, Tensión, respectivamente. En todo momento dejen activado Extremo fijo.

Una vez que se hayan familiarizado con la animación, respondan el siguiente cuestionario:

• ¿Qué significan los parámetros amplitud y frecuencia de una onda?

• ¿A qué se refieren las opciones amortiguación y tensión?

• ¿Bajo qué condiciones de amplitud, frecuencia, amortiguación y tensión se obtiene la mayor velocidad de una onda?

• Investiguen qué son las ondas estacionarias y determinen los valores necesarios en la animación para generarlas. Indiquen los valores.

• ¿Han observado ondas estacionarias en algún lugar o saben dónde se forman?

Coloquen ahora las condiciones que se observan en la figura 8 y corran la animación:

Observen durante unos 30 segundos el comportamiento de lo que se aprecia. Descríbanlo a detalle y explíquenlo.

Tema: Electricidad, imanes y circuitos

Objetivo: Identificar el campo magnético terrestre y conocer el funcionamiento de las brújulas

Ideas para el procedimiento

Abran la animación Imán y brújula, donde apreciarán la imagen de la figura 9:

Manipulen un rato la animación hasta familiarizarse con ella y con los parámetros que se muestran.

Respondan las siguientes preguntas que se desprenden de la animación o que deben investigar en fuentes confiables:

• ¿Qué es el campo magnético?

• ¿En qué unidades se mide el campo magnético?

• ¿Por qué la Tierra posee campo magnético?

• ¿Cómo funcionan las brújulas?

• ¿Cómo es la orientación de la brújula conforme la desplazas alrededor de la Tierra en la animación?

• ¿Una brújula funciona en cualquier parte de la superficie terrestre, ya sea con agua o con tierra?