Proyecto

Movimiento rectilíneo uniforme (MRU) y Movimiento Uniformemente Acelerado (MUA)

Descripción

Este proyecto consiste en realizar en Scratch un programa en el que se ejemplifique el Movimiento Rectilíneo Uniforme, y el Movimiento Uniformemente Acelerado.  Para ello, se debe utilizar el sensor “deslizador” de la Tarjeta de Sensores de Eduteka (TDS),  o un PICOBOARD.

Parte 1:  Calcular la velocidad de movimiento desde la posición 0 hasta la posición 100 del sensor deslizador [velocidad = distancia / tiempo], y graficar este movimiento en un plano distancia (Y) vs. tiempo (X)

Parte 2: Calcular la aceleración de desplazamiento (puede haberla o no), en el movimiento anterior. Para ello se deben tomar dos muestras de la velocidad, en dos posiciones dadas por el usuario [entre 0 y 100].  Con estas dos velocidades intermedias se puede calcular la aceleración media.

CIENCIAS NATURALES, grados 6º-7º:

Verifico relaciones entre distancia recorrida, velocidad y fuerza involucrada en diversos tipos de movimiento.

Objetivos

El estudiante estará en capacidad de:

-       Explicar oralmente o por escrito, la relación entre velocidad, distancia recorrida y tiempo

-       Explicar, oralmente o por escrito, la relación entre velocidad y aceleración.

-       Realizar en Scratch un programa que calcule la velocidad a la que se desplaza el sensor “deslizador” desde la posición 0 hasta la posición 100.

-       Realizar en Scratch un programa en el que se calcule la aceleración con la que se desplaza el sensor “deslizador” desde la posición 0 hasta la posición 100, calculando la velocidad en dos posiciones intermedias dadas.

-  Graficar en Scratch el desplazamiento realizado por el sensor, en un plano tiempo (eje x) vs. Distancia recorrida (eje y)..

Area

Ciencias Naturales - Física

Edad

Sin especificación

Duración

Sesión 1:

Herramientas

  • Scratch

Recursos

  • Acceso a Internet
  • Tener acceso a un computador con Scratch instalado
  • Contar con una Tarjeta de Sensores de Eduteka (TDS) o un PICOBOARD. Las instituciones educativas pueden tener varias tarjetas para rotar entre sus estudiantes
  • Proyecto en Scratch: http://scratch.mit.edu/projects/eduteka/2196435
NOTA:  El proyecto en Scratch maneja variables que se muestran en pantalla.   Cuando el proyecto se publica en la web las variables pierden su posición en la pantalla y aparecen en desorden (Este es un problema del Sitio de Scratch).  Por esta razón, a continuación se presenta una imagen de la manera en que deben quedar dispuestas las variables para que usted las organice una vez descargue el proyecto desde el sitio web de Scratch.

Requisitos

Conceptos: Movimiento Rectilíneo Uniforme y Movimiento Uniformemente Acelerado

 

Herramientas:

  • habilidad en programación en Scratch.
  • Manejo de la Tarjeta de Sensores de Eduteka (TDS) o el PICOBOARD

Actividades de Clase

Propósito

Este proyecto consiste en realizar en Scratch un programa en el que se ejemplifique el Movimiento Rectilíneo Uniforme, y el Movimiento Uniformemente Acelerado.  Para ello, se debe utilizar el sensor “deslizador” de la Tarjeta de Sensores de Eduteka (TDS),  o un PICOBOARD.

Parte 1:  Calcular la velocidad de movimiento desde la posición 0 hasta la posición 100 del sensor deslizador [velocidad = distancia / tiempo], y graficar este movimiento en un plano distancia (Y) vs. tiempo (X)

Parte 2: Calcular la aceleración de desplazamiento (puede haberla o no), en el movimiento anterior. Para ello se deben tomar dos muestras de la velocidad, en dos posiciones dadas por el usuario [entre 0 y 100].  Con estas dos velocidades intermedias se puede calcular la aceleración media.

CIENCIAS NATURALES, grados 6º-7º:

Verifico relaciones entre distancia recorrida, velocidad y fuerza involucrada en diversos tipos de movimiento.

Duración

Actividad Docente

1.     Presentar como ejemplo el proyecto MRU (Movimiento Rectilíneo Uniforme) y MUA (Movimiento Uniformemente acelerado)  funcionando en Scratch (Ver ejemplo ejecutable)

2.     Repasar los conceptos: velocidad y aceleración.

3.     Repasar la manera de graficar distancia vs. tiempo.

4.     Plantear a los estudiantes que deben crear un programa en Scratch como el del ejemplo, en el que se use el sensor deslizador de la tarjeta sensora, para ejemplificar el MRU y MUA.

5.     Meta Volante 1: [MRU]  Calcular velocidad promedio. Para ello se deben crear tres variables (distancia, velocidad y tiempo).  La distancia recorrida es igual a 100, pues es la distancia que recorre el sensor deslizador desde la posición cero (100 pasos). Para medir el tiempo de desplazamiento se debe activar el cronómetro; este se debe reiniciar cada que el sensor llega a la posición cero.  Cuando el deslizador llega a la posición 100, el valor del cronómetro se debe pasar a la variable tiempo (porque el cronómetro sigue contando, y es importante tener el valor del tiempo que se demoró el deslizador en ir de la posición 0 a la posición 100.   Con los datos de Distancia recorrida y tiempo, se puede calcular la velocidad (V= distancia / tiempo).  Las tres variables involucradas deben mostrarse en el escenario.

6.     Se debe ejecutar el programa varias veces,  teniendo en cuenta las variaciones en la velocidad, a mayor o menor tiempo de desplazamiento. PREGUNTA INESPERADA 1: Qué pasa con la velocidad cuando se toma más tiempo en alcanzar la posición 100 del deslizador?  Qué pasa con la velocidad cuando el deslizador se mueve de 0 a 100 en menos tiempo?

7.     Meta Volante 2 [MRU]: hacer una gráfica (plano) que represente la situación anterior. En el eje Y se sugiere que esté el desplazamiento (0 a 100) y en el eje X el tiempo.  Se debe ir graficando el desplazamiento (inicia en 0,0 es decir, 0 en tiempo y 0 en distancia recorrida).

8.   Pregunta inesperada 2: Qué pasa con el gráfico cuando hay más velocidad de desplazamiento? Qué pasa con el gráfico cuando la velocidad de desplazamiento es mucho menor? 

9.  Meta volante 3: Crear un objeto que represente una línea,  sobre la que un personaje se desplazará en sentido horizontal, de izquierda a derecha, teniendo en cuenta que el extremo izquierdo de la línea (camino) corresponde al punto cero del sensor deslizador, y el extremo de la línea corresponde al valor 100 del deslizador (ver esto en el ejemplo en Scratch para mayor claridad)

10. Ejecutar de nuevo el programa, prestando atención a la gráfica del desplazamiento y su relación respecto a los Ejes X y Y.  Por ejemplo:  qué significa que la gráfica sea más vertical (más inclinada hacia el eje Y, o más inclinada hacia el eje X)

11.     Explicación [MUA]: Se pasa ahora a realizar los cálculos, para el desplazamiento del sensor, desde la perspectiva del Movimiento Uniformemente Acelerado.  Es importante tener en cuenta, que en las metas volantes 1 y 2, la velocidad final calculada era un promedio,  pues la aceleración pudo variar a lo largo del recorrido.

12.  Meta volante 4. Calcular la aceleración:  Con el fin de “mirar” lo que ocurre en dos puntos del camino, se debe pedir la localización de un punto A y un punto B, entre 0 y 100, y se deben marcar dentro de la línea en la que se simula el desplazamiento (ver meta volante 3).  Luego se debe calcular la velocidad cuando el deslizador pasa por cada punto.  Con base en estas dos velocidades y sus tiempos, se calcula la aceleración para este ejercicio:  a = (vB – vA) / (tB – tA),  donde v es velocidad en cada punto, y t tiempo en cada punto.

13. Preguntas finales de análisis: Ejecutar el programa y analizar qué pasa con la aceleración cuando se pasa más o menos rápidos por los puntos A y B. Cómo interpreta la aceleración negativa?  Cómo se visualiza esto en la gráfica X, Y?

Actividad Estudiante

1.     Ver el ejemplo del proyecto presentado por el profesor.

2.     Atender el repaso de los conceptos velocidad y aceleración.

3.     Aclarar la manera de graficar un desplazamiento en un plano distancia vs. tiempo

4.     Atender las especificaciones del programa que se debe hacer

5.     Alcanzar la meta volante 1, según las indicaciones dadas por el profesor: Calcular velocidad promedio, teniendo en cuenta el desplazamiento realizado (100 puntos o pasos) y el tiempo (usar cronómetro).

6.     Ejecutar el programa y observar las variaciones en los cálculos de velocidad y tiempo. Responder la pregunta inesperada 1.

7.     Meta volante 2: graficar el desplazamiento en un plano distancia vs. tiempo

8.     Responder la Pregunta inesperada 2: Qué pasa con el gráfico cuando hay más velocidad de desplazamiento? Qué pasa con el gráfico cuando la velocidad de desplazamiento es mucho menor? 

9.     Meta volante 3: crear gráfico (línea) que represente el desplazamiento horizontal de un personaje (objeto) a medida que se mueve el sensor deslizador.

10.  Ejecutar el programa y observar resultados para metas volantes 2 y 3.

11.  Atender la explicación del MUA

12.  Meta volante 4: calcular la aceleración del deslizador.

13.  Responder las preguntas finales de análisis: qué pasa con la aceleración cuando se pasa más o menos rápido por los puntos A y B. Cómo interpreta la aceleración negativa? Cómo se visualiza esto en la gráfica X, Y?

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Propósito

Duración

Actividad Docente

Actividad Estudiante

Evaluación

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Notas

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Créditos

Autor: Gloria Elena Aranzazu Borrero

Fecha de publicación : 2011-12-05


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