Reporte de laboratorio

Este documento es de propiedad de Lab4U, Inc. Fue diseñado y desarrollado por educadores para educadores. Solo puede ser usado para el fin para el que fue provisto, para propósitos educacionales, pedagógicos e instructivos.

NOMBRE: CURSO: FECHA:

Caminata lunar

Categoría

Herramienta

Tiempo

Grupo Movimiento Rapidómetro 80-90 min. 3 estudiantes

Objetivo principal Relacionar el movimiento rectilíneo uniforme con sus gráficos (posición vs. tiempo y velocidad vs. tiempo).

Materiales ● Cinta para medir ● Papel adhesivo o masking tape

• Reporte de laboratorio de la actividad • Dispositivo con Lab4Physics

Motivación

Tenemos una misión muy importante para ti. Necesitamos que te conviertas en un ingeniero aeroespacial y simules la primera caminata del hombre en la Luna. Todo comienza cuando la nave aterriza en suelo lunar. El astronauta debe descender de la nave y caminar lentamente los primeros metros. Es crucial hacerlo lentamente, ya que el cuerpo se comporta de manera distinta en la Luna. Debe mantener una velocidad constante y tener en cuenta que lleva un traje espacial pesado sobre su cuerpo. Tu papel en todo esto es corroborar que el astronauta realiza una buena caminata y pueda seguir con sus tareas. ¿Te atreves a asumir esta misión?

Pregunta para pensar: ¿Qué procedimiento aconsejarías al equipo de la NASA en la Tierra para que puedan medir el movimiento de los astronautas en la Luna?

Paso 0: abre la App

Ingresa a la App Lab4Physics con tu usuario. Ubica la sección “Experimentos”, en ella busca la categoría “Movimiento” y el experimento “Caminata lunar”. Si ya tienes todos los materiales listos, anda al paso 1, tanto en la App como en la guía. Avanza en ambos instrumentos, App y reporte, en forma simultánea al ir al siguiente paso.

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Paso 1: preparar el camino

Construye un camino que les sirva como guía para la primera caminata en la luna. Para esto: 1. Marca con papel adhesivo tu punto de partida, que corresponderá al lugar donde aterriza la

nave. 2. A partir de este punto, caminen en línea recta dos metros y realiza la segunda marca. 3. Realiza las siguientes marcas cada dos metros hasta llegar a los diez metros, que será el punto

final de la caminata. 4. Por último, verifica con la cinta de medir si las marcas que realizaste están separadas dos metros.

Corrige las marcas que realizaste de ser necesario.

Paso 2: definir los roles

Ahora que ya tienen preparado el camino, deben definir los siguientes roles: el astronauta, el registrador y el coordinador.

• El astronauta debe caminar muy lentamente y de manera constante a lo largo de todo el camino, partiendo desde donde aterriza la nave.

• Mientras que el astronauta está caminando, el registrador, que se encuentra fijo en alguno de los extremos del camino, debe medir con la herramienta Rapidómetro el tiempo que se demora en pasar por cada marca el astronauta.

• Para asegurar que las mediciones sean precisas, un estudiante asume el papel de coordinador que debe indicarle al que está midiendo cuando debe realizar la medición.

Construir una predicción Describe, en palabras sencillas, cómo será el movimiento del astronauta desde que parte de la nave hasta que llega al final del recorrido.

A partir de estas ideas, haz un bosquejo o dibujo de los gráficos de posición en el tiempo y velocidad en el tiempo del movimiento del astronauta desde que baja de la nave hasta que llega al final de su recorrido. No olvides poner nombre a los ejes e incluir medidas y sus unidades en los ejes de cada gráfico.

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Describe la forma aproximada (tendencia) que tienen estos gráficos (usa palabras como, por ejemplo: constante, rectilíneo, parabólico, creciente, decreciente, etc.).

Paso 3: primera caminata lunar

El registrador, que realizará la medición, debe presionar el botón “abrir Rapidómetro” e ingresar las marcas que recorrerá el astronauta en orden de recorrido: 0, 2, 4, 6, 8 y 10 metros. Luego presionar “Siguiente”. Cada vez que reciba una señal del coordinador debe tocar el botón “GO!” que se encuentra en la pantalla, incluyendo el inicio de la caminata (posición 0 metros). Bosqueja a continuación los gráficos de posición vs. tiempo y velocidad vs. tiempo.

No olvides guardar la medición en la aplicación.

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Describe la forma aproximada (tendencia) que tienen estos gráficos (usa palabras como, por ejemplo: constante, rectilíneo, parabólico, creciente, decreciente, etc.).

Compara estos gráficos con tu predicción. ¿Fue acertada o podría ser mejorada? Explica por qué.

Paso 4: ¿y la bandera? El astronauta olvida la bandera y debe dar marcha atrás para recuperarla. Para esto, repetiremos el procedimiento, pero con algunos cambios. Debemos reiniciar la herramienta y, al ingresar las posiciones en el Rapidómetro, la primera posición debe ser los 10 metros, luego los 8 metros y completar hasta llegar a 0 metros (posición en donde se encuentra la nave). No olvides guardar la medición en la aplicación.

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Bosqueja los gráficos obtenidos para la posición en el tiempo y velocidad en el tiempo.

Paso 5: caminata exitosa, ¿y ahora qué?

Describe las similitudes entre estos gráficos de posición y velocidad con los correspondientes gráficos de la primera parte (paso 3 y 4).

Describe las diferencias entre estos gráficos de posición y velocidad con los correspondientes gráficos de la primera parte (paso 3 y 4).

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¿Y si el astronauta lo hiciera como Michael Jackson, con el paso Moonwalk? ¡Pruébalo!

Moonwalk “El Moonwalk (del inglés: Caminata Lunar) es un paso de baile que fue popularizado por Michael Jackson. Consiste en una serie de pasos deslizando un pie tras otro sin despegarlos del suelo, de tal manera que se produzca el efecto óptico de deslizamiento hacia delante, mientras la persona se desplaza hacia atrás.”

Paso 6: contemplando el universo

Sobre el planeta marte, una nave aterriza. Un astronauta (¿podrías ser tú?) se baja de ella, avanza hasta una roca a 8 metros de la nave, donde coloca la bandera. Se detiene a contemplar el universo algunos segundos y vuelve a la nave ¿Cómo serían los gráficos de posición en el tiempo y velocidad en el tiempo para el movimiento del astronauta en esta caminata?

Explica a continuación por qué deberían tener esa forma.

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Realiza el experimento. El registrador debe ingresar todas las posiciones por donde el astronauta pasará en su recorrido desde la nave hasta que vuelve a ella. Para ingresar la posición donde el astronauta permanecerá debes anotar dos posiciones “8 metros”. Debe, por tanto, apretar dos veces el botón “GO!”: una vez cuando llega a la posición 8 metros y una segunda vez cuando comienza a devolverse. Compara los gráficos obtenidos en este experimento con las predicciones que realizaste. Anota a continuación las diferencias entre ambos.

¿Podrías describir el movimiento que hizo este astronauta mirando el gráfico del movimiento?

Figura 1: movimiento desconocido

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Paso 7: apliquemos lo aprendido

¿Son útiles los gráficos de posición y velocidad en el tiempo para describir los distintos movimientos realizados por el astronauta? Explica por qué.

¿Cuáles son las principales dificultades para predecir cuál será el gráfico de movimiento para un móvil, como un astronauta por ejemplo?

¿Cuáles son las fuentes de error que pueden llevar a diferencias entre los gráficos en la predicción del movimiento y los gráficos obtenidos en los experimentos?

Si no pudiese contar con una cámara de video en la misión ¿Qué aconsejarías al equipo de la NASA en la Tierra para que puedan medir el movimiento de los astronautas en la Luna?

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Ejercicio de metacognición: 3-2-1