Guía para la enseñanza de la física: movimiento, fuerzas y energía, Schemes and Mind Maps of Design

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Índice

• Orientaciones generales
• El objeto de estudio de Ciencias y Tecnología. Física
• El enfoque pedagógico
• Vínculo con otras asignaturas
• Materiales de apoyo para la enseñanza
• El libro de texto para el alumno: Ciencias y Tecnología. Física
• Alternativas para seguir aprendiendo como maestros
• Dosificación de contenidos
• Sugerencias didácticas específicas
• Punto de partida
• Bloque 1. Movimiento, fuerza y calor - Secuencia 1. Movimiento de los objetos - Secuencia 2. Las fuerzas: interacción entre objetos - Secuencia 3. Leyes del movimiento - Secuencia 4. Energía y movimiento - Secuencia 5. El calor: otra forma de energía - Secuencia 6. Modelos científicos - Secuencia 7. Estructura de la materia
• Proyecto: Movimiento, fuerza y calor
• Evaluación Bloque
• Bloque 2. Electromagnetismo, energía y salud - Secuencia 8. Fenómenos eléctricos - Secuencia 9. Fenómenos magnéticos
  • Secuencia 10. Fenómenos electromagnéticos y su importancia
    • Secuencia 11. La energía y sus aplicaciones

Número de reactivo ¿Qué se evalúa?^ Respuesta esperada 5 Que el alumno identifique, al analizar la imagen, algún tipo de energía en el movimiento de una persona en bicicleta.

Tal vez no se mencionen las energía cinética y potencial, pero se hará la descripción de que el ascenso dependerá de la rapidez con que baje el ciclista. Cuando la bicicleta se encuentra en la loma hay energía potencial; al descender adquiere energía cinética, y cuando asciende la pendiente, nuevamente adquiere energía potencial. 6 El alumno reconocerá algunas actividades diarias que se relacionen con los tipos de energía.

Esta pregunta es abierta, pero las respuestas posibles son: la energía eléctrica del hogar para ver la televisión o cargar los celulares; la energía lumínica o proveniente del Sol que seca la ropa lavada; la energía eólica de los ventiladores; la energía química de los alimentos que ingerimos y que nos permite movernos, por ejemplo. 7 Que el alumno identifique los tipos de energía que se presentan en un foco encendido.

La energía eléctrica se transforma en energía lumínica. La energía lumínica se transforma en energía calorífica.

8 Que el alumno identifique los tipos de energía que actúan en un automóvil en movimiento.

El automóvil tiene energía cinética cuando se encuentra en movimiento, y si está en reposo, no; también posee energía mecánica cuando el motor funciona, energía química producida por el combustible y energía eléctrica que hace funcionar al motor después de encender una chispa, así como también se produce el encendido de las luces. 9 Mediante la observación de la imagen y su experiencia cotidiana, el alumno reconocerá las formas de trasmisión de calor en el sartén.

Se observan dos tipos de transmisión de calor:

• Por conducción, a través del mango del sartén o de alguna de sus partes.
• Por radiación, es decir, al acercar la mano sin tocar el sartén se percibe el calor.
• Si el sartén se encuentra vacío no habrá convección. 10 Mediante sus conocimientos previos, el estudiante explicará qué cambios ocurren en los objetos cuando se calientan.

Algunos de los cambios evidentes y más comunes consisten en que los cuerpos ocupan más espacio o se dilatan; cambian de estado de agregación, por ejemplo, el agua al hervir se evapora. Otra respuesta posible es que las partículas de los objetos se mueven cada vez más rápido. 11 Que el alumno explique, mediante la observación de la imagen, el cambio que muestra un trozo de hierro al incrementar su temperatura.

El trozo de hierro se calienta y al tocarlo puede quemar, también cambia de color al dejarlo más tiempo en el fuego.

12 Que el alumno recuerde que el termómetro se usa para medir la temperatura de un cuerpo.

El termómetro es el instrumento con el que se mide la temperatura de un objeto y la escala utilizada en él son los grados centígrados (°C). 13 Que el alumno describa qué es un modelo e incluya un ejemplo.

Los modelos científicos representan a objetos o fenómenos que se observan cotidianamente; se utilizan para describir, comprender y hacer predicciones de dichos fenómenos; un ejemplo es el Sistema Solar a escala o la maqueta de una célula y de una casa. 14 Que el alumno recuerde la estructura de la materia, por medio de la comparación y observación de los ejemplos.

Los objetos están formados por moléculas o átomos. Puede responder que están compuestos de plástico, metal y madera, lo cual no es incorrecto, porque son los conocimientos que adquirieron en primaria. 15 Que el alumno identifique los estados de agregación de la materia por medio del acomodo de las moléculas que la componen.

De izquierda a derecha: sólido, líquido y gaseoso.

16 El alumno reconocerá los estados de agregación en los objetos indicados.

La jarra de agua es sólida, el agua es un líquido, las nubes corresponden al estado gaseoso y la barra de mantequilla es sólida.

¿Cómo guío el proceso?

Al tratarse de una evaluación diagnóstica, reco- miende a sus estudiantes que realicen una lectura completa sin responder los reactivos; en este paso puede responder dudas generales que surjan so- bre la evaluación. Comente sobre la duración de la evaluación para que dosifiquen su tiempo en cada pregunta. Recomiende que lean con atención y observen las imágenes para responder las preguntas; pida que respondan de manera individual, de acuerdo con lo que conocen y con sus conocimientos ad- quiridos en los niveles escolares anteriores. Expli- que que el objetivo de esta evaluación tiene el propósito de conocer sus habilidades y aprendi- zajes adquiridos acerca de lo que se pregunta.

¿Qué hacer a partir de los

resultados obtenidos?

Lo importante de las evaluaciones diagnósticas es saber el nivel de conocimiento de los alumnos sobre los temas que se van a desarrollar en este curso. Esto será la base para planear las clases y

las actividades que se llevarán a cabo durante la asignatura. Durante la evaluación, los estudiantes pueden tener la dificultad de analizar, deducir o argu- mentar sus respuestas; sin embargo, esta prácti- ca ya la han realizaron en el curso anterior, por lo que algunos alumnos podrían responder correc- tamente. También, tenga en cuenta que las res- puestas se expresen de manera individual, pues no importa tanto, por ahora, si sus ideas son co- rrectas o no. Es recomendable que se realice una valoración de cada estudiante en cuanto a sus conocimien- tos previos, destrezas y habilidades adquiridas. Adicionalmente valore de manera grupal cada uno de los reactivos, en especial los respondidos incorrectamente o no respondidos. Esto le per- mitirá conocer los temas en los que se pondrá más énfasis en su desarrollo. Para esto se recomienda organizar equipos de trabajo en los cuales el diálogo permita repasar algunos temas específicos. En fundamental veri- ficar en todo el proceso que las respuestas se expresen de manera individual, pues no importa tanto, por ahora, si sus ideas son correctas o no.

un objeto, mientras que la velocidad es un vector cuya magnitud es la rapidez y tiene dirección y sentido. La rapidez y la velocidad se miden en me- tros sobre segundo (m/s). En ocasiones rapidez y velocidad se usan indistintamente, pero es impor- tante señalar la diferencia entre ambas, ya que la rapidez es la magnitud del vector velocidad, y a lo largo de las secuencias se usará en conceptos como energía cinética, modelo cinético de partí- culas y evolución del Universo. La aceleración es la velocidad final menos la velocidad inicial entre el tiempo transcurrido. Sus unidades son el metro sobre segundo cuadrado (m/s^2 ). La caída libre es un movimiento acelerado, en el que la rapidez aumenta conforme el objeto cae hasta justo antes de golpear el suelo. En len- guaje común encontramos expresiones como: “¿qué tan rápido se mueve un cuerpo?”, debido a que se puede asociar a la acción de pisar el acele- rador en el caso de un automóvil, al pedalear más rápido cuando una persona va en bicicleta, o cuando un caballo va a trote y de repente co- mienza a correr. Los ejemplos anteriores son cambios de velocidad, es decir, los cuerpos están acelerando. En el caso del movimiento de los cuerpos, se puede representar por medio de gráficas; incluso, si sólo se muestra una de ellas con las variables indicadas y los datos adecuados, se puede decir el tipo de movimiento que está expresado sin nece- sidad de incluir alguna fórmula. Esta representa- ción se hace en un plano cartesiano, donde el eje de las abscisas (horizontal o x ) representa el tiem- po, y el eje de las ordenadas (vertical o y ) repre- senta la distancia, la velocidad o la aceleración. Para el ejemplo que muestra la figura 1, la pri- mera gráfica representa que la distancia a la que se encuentra un cuerpo es la misma al pasar el tiempo, es decir, no se ha movido de su posición

inicial; en el caso de la segunda, quiere decir que ha cambiado de posición porque la distancia se modificó en cierto tiempo, pero muestra que lo hace de manera constante porque describe una recta. En la tercera gráfica se expone que el cam- bio de la distancia es variable y que no aumenta de manera constante como en el segundo caso, la cual representa que el objeto está acelerando.

Sobre las ideas de los alumnos

Los estudiantes tienen referentes acerca del movi- miento, ya que lo experimentan en su vida cotidia- na. Tuvieron también un primer acercamiento a los conceptos formales, ya que los abordaron en sus cursos de nivel primaria; entre los principales se encuentran: movimiento, rapidez, desplazamien- to, trayectoria y dirección. Ahora, en la educación secundaria, cuentan con habilidades de abstrac- ción para analizar con mayor profundidad dichos conceptos y hacer una reconstrucción de éstos.

¿Cómo guío el proceso?

Sesión 1 p. 16

■ Para empezar

Actividad 1. ¿Los objetos se mueven?

• Dé un tiempo a los alumnos para leer y res- ponder la pregunta de la actividad.
• Luego promueva un intercambio de ideas y experiencias previas con relación al movi- miento. Guíe a los estudiantes con algunas preguntas sencillas como: ¿qué objetos se mueven rápido?, ¿qué objetos se mueven len- to?, ¿qué te indica que los objetos cambian de posición?, ¿qué elementos necesitas para ela- borar una gráfica?

Sesión 2 p. 17

■ Manos a la obra

• De manera grupal, lean el texto introductorio acerca del movimiento de los cuerpos y orien- te el análisis para que los estudiantes identifi- quen los diferentes movimientos en su vida cotidiana.

Figura 1. Representación gráfica de diferentes tipos de movimiento.

No hay movimiento Movimiento acelerado

Movimiento constante o rápidez constante

Distancia (m) Distancia (m) Distancia (m) Tiempo (s) Tiempo (s) Tiempo (s)

BLOQUE 1

Actividad 2. Descripción de movimientos

• Esta actividad está diseñada para iniciar la aplicación del método científico por medio de la observación y la discusión.
• Recomiende a sus alumnos que anoten deta- lladamente el movimiento de los objetos ele- gidos, así como sus observaciones en una hoja, y realicen esquemas.
• Continúe con la lectura y oriente el análisis para que identifiquen los conceptos de movi- miento, trayectoria, desplazamiento y distan- cia. Invite a los estudiantes a definir estos conceptos en su cuaderno, acompañados de dibujos; puede sugerirles que analicen el mo- vimiento de una mariposa, de un corredor de 400 metros en las Olimpiadas o el camino de su casa al centro de la ciudad más cercana.
• De acuerdo con la lectura, pida que marquen el inicio y fin del movimiento, además de que indiquen con color azul el desplazamiento y lo midan; asimismo, deben marcar con color rojo la trayectoria. Pregunte cómo medirían la distancia.

Sesión 3 p. 18

Actividad 3. Distancia y desplazamiento

• Debido a que los alumnos elegirán ciudades diferentes, centre la discusión en el uso de las

páginas de internet consultadas, ya que es probable que hayan encontrado diversas apli- caciones para conocer la distancia y trayec- toria entre dos ciudades. En este caso, pida que algunos estudiantes elijan las mismas ciudades y que usen aplicaciones diferentes, lo cual permitirá saber si hay también diferen- cias en la referencia de las distancias. Previa- mente, elabore un ejemplo para guiar a los estudiantes.

• Pida que elaboren en el pizarrón la tabla compa- rativa solicitada; promueva el análisis de los da- tos registrados. Puede ser que elijan las mismas localidades, por lo que el desplazamiento medirá lo mismo, pero cada trayectoria puede ser dife- rente; solicite que argumenten en cada caso.
• Asegúrese de que los estudiantes identifiquen, a partir de las respuestas que han dado en los ejercicios anteriores y en éste, la diferencia entre desplazamiento y distancia. Solicite que expliquen con sus propias palabras que el desplazamiento es la línea recta que une el punto de inicio del movimiento de un cuerpo con el punto final, y que la distancia es la me- dida del camino que sigue el cuerpo en su movimiento (trayectoria), así como la influen- cia de la variable física del tiempo.

BLOQUE 1

= = =

m s s

m s s

m s^2

m s s 1 Sesión 8 p. 23

Actividad 6. Aceleración

• Para realizar esta actividad, es importante que los alumnos comprendan cómo calcular la aceleración, por ello es conveniente que les mencione varios ejemplos.
• Apóyelos en la organización de los equipos que formarán y en la asignación de las tareas que realizarán durante esta actividad.
• Una vez que completen los registros de la ta- bla, invítelos a exponer sus resultados al resto del grupo.
• Comente con ellos a qué se debe que obtu- vieran diferentes resultados. Puede preguntar: ¿cómo realizaron el procedimiento?, ¿cómo fue el movimiento de cada uno de los corre- dores de los equipos?, ¿cómo tomaron el tiempo? Esto propiciará que identifiquen posi- bles errores aritméticos y que reconozcan el orden en el que escribieron los valores.

Sesión 9 p. 24

Actividad 7. Cómo caen los cuerpos

• Mencione alternativas para realizar su activi- dad, es decir, si no consiguen balines, utilicen piedras u objetos pequeños y pesados. Incluso, a falta de plastilina, pueden hacer montículos pequeños de tierra.
• Lo importante es que los estudiantes identifi- quen que el objeto seleccionado produce una marca diferente que depende, entre otras co- sas, de la distancia desde la que cae. Promue- va la reflexión con preguntas como las siguientes: ¿por qué sucede esto?, ¿el resulta- do sería diferente si en lugar de un balín dejan caer una hoja de papel?, ¿cómo sería la marca en este caso?, ¿a qué se debería la diferencia?

Sesión 10 p. 25

Actividad 8. Caída libre

• Oriente la discusión hacia la identificación de las variables que afectan la rapidez de un objeto

en diferentes instantes de la caída libre, reto- me esta información para que los alumnos conozcan qué factores analizarán en el recur- so audiovisual Clavado de Paola Espinosa y argumenten las respuestas que se les solicitan.

Sesión 11 p. 26

• Organice la lectura sobre cómo hacer la re- presentación gráfica del movimiento en un plano cartesiano.
• Haga preguntas al grupo como las siguientes: ¿qué variables se identifican en una gráfica?, ¿cuál de ellas representa el tiempo y cuál la distancia?, ¿qué ejemplos de los estudiados previamente representarán con una gráfica? En este caso pueden seleccionar el movimiento de las hormigas, o la caída del balín; pregunte en cada caso sobre las variables involucradas para describir el movimiento, por ejemplo, el tiempo, la distancia o la velocidad.
• Apóyese en el video Gráficas de movimiento.
• Puede auxiliarse con otros ejemplos de gráfi- cas similares, una vez que hayan revisado el audiovisual, e identificar el movimiento del objeto en cuestión, así como los elementos o variables en cada uno de ellos.

Sesión 12 p. 27

■ Para terminar

• Motive a sus estudiantes para revisar y mejorar las actividades que desarrollaron durante todo el tema y reflexionen sobre el avance de su aprendizaje individual. Guíelos con las pre- guntas: ¿identifico los elementos de una gráfi- ca?, ¿identifico el movimiento de los objetos?, ¿mido la distancia y el tiempo en el movimien- to de un cuerpo?, ¿calculo la velocidad de un objeto? e ¿identifico las unidades de distancia, tiempo, velocidad y aceleración?

Actividad 9. Aplico lo aprendido

• Organice las parejas o equipos de tal forma que se propicie el trabajo colaborativo y la so- cialización de los aprendizajes entre alumnos, considerando sus experiencias y motivaciones sobre el tema.

• Pregunte a los estudiantes: ¿cómo es el mo- vimiento del balín con el plano en diferentes inclinaciones?, ¿qué tan lento o rápido des- ciende?, ¿qué elementos necesitan para me- dir la rapidez del balín?, ¿se puede calcular la aceleración con el dato de la rapidez final?
• Solicite que realicen los cálculos necesarios para responder a las preguntas anteriores, que expliquen los procedimientos que aplicaron y que interpreten los resultados.
• Apóyelos de tal manera que existan ambientes propicios. En el trabajo en parejas puede re- comendar que cada uno de los estudiantes haga una pregunta alternando su turno, y que ambos respondan y escriban una respuesta común. En el caso del trabajo grupal, asigne un moderador, quien guiará la discusión entre ellos y escribirá las conclusiones en común para la retroalimentación y ayuda entre ellos.

¿Cómo apoyar?

• Es probable que algunos alumnos se encuen- tren con mayores dificultades que otros res- pecto a su familiarización con las ecuaciones o fórmulas y la puesta en práctica de procedi- mientos algebraicos. Para atender esto, una es- trategia útil es agrupar juntos a los estudiantes que han desarrollado habilidades diferentes, por ejemplo, aquellos que pueden organizar mejor la información con los que se comunican mejor, ya sea verbalmente o por escrito. De esta manera, se podrán apoyar en todo momento.

¿Cómo extender?

• Identifique a aquellos alumnos que presentan mayor avance que otros en el manejo y com- prensión de conceptos de la física, así como a los que exponen abiertamente su curiosidad. Con ellos implemente actividades comple- mentarias que beneficiarán al resto del grupo, como organizar los conceptos aprendidos en un mapa mental e ilustrarlos por medio de ejemplos en los que describan trayectorias, distancias, desplazamientos, rapidez, velocidad y aceleración. - Posteriormente, invítelos a exponer su trabajo al resto del grupo. Al final de la exposición so- licite que elaboren una lista de cotejo en la que incluyan preguntas como éstas: ¿entiendo el significado de cada variable?, ¿puedo manejar los signos correctamente?, ¿entiendo el signifi- cado de un resultado negativo? Esto le permi- tirá identificar el grado de avance en el manejo de éstos u otros conceptos abordados en la secuencia didáctica.

Pautas para la evaluación

formativa

• Guíe las reflexiones con el objetivo de promo- ver el aprendizaje entre los estudiantes, y haga corresponsable a cada alumno de su proceso individual. Puede apoyarlos con una lista de cotejo en la que señalen los conceptos o te- mas en los cuales tuvieron dificultad o fue sencillo aprender, qué les gustó y cómo lo aplicarían a su vida cotidiana.
• Considere la participación de sus estudiantes y su disposición para trabajar en equipo; re- troalimente para mejorar las relaciones de co- municación y colaboración.
• Tome en cuenta las producciones del análisis de datos de los alumnos y de retroalimenta- ción en torno a la forma y fondo, es decir, cómo expresan los conceptos que se han abordado en la secuencia, si los pueden expli- car con sus propias palabras e identificarlos en su entorno, y si han investigado más sobre ellos o no y por qué.
• Supervise que los cálculos matemáticos hayan sido realizados de manera correcta y que pue- dan identificar las unidades de distancia, tiem- po, velocidad y aceleración. Algunos de los errores frecuentes que presentan los estudian- tes ocurren en la expresión de los cálculos algebraicos; es decir, que no hayan realizado una multiplicación o una división correcta- mente, o bien, que el orden de los valores en la sustitución haya sido incorrecto en la fór- mula de la aceleración o que no distingan la velocidad final de la inicial o la escriban en or- den invertido.

debe cuidar el ángulo en el que se encuentran la magnitud y la dirección. En el recurso audiovisual Suma de vectores se aborda con detalle el método del polígono.

Sobre las ideas de los alumnos

Los alumnos han tenido un acercamiento con es- tos conceptos en la primaria; en algunos grados estudiaron qué es la fuerza, cuáles son los tipos de fuerza y sus efectos. En esta secuencia se re- quiere de los conocimientos de aritmética básica y representación gráfica en planos cartesianos, el cual es un tema abordado en el curso de Mate- máticas, de primer grado de secundaria. Sin em- bargo, también se debe apoyar en la experiencia de cada uno de sus estudiantes, en especial en la forma de concebir el concepto de fuerza como el esfuerzo físico que les representa moverse o sos- tener objetos en acciones de la vida cotidiana.

¿Cómo guío el proceso?

Sesión 1 p. 28

■ Para empezar

• Explore las ideas previas de los estudiantes al preguntarles si saben qué son las fuerzas y cómo se manifiestan.
• Posteriormente, invítelos a leer el texto intro- ductorio y a identificar otros ejemplos cotidia- nos de interacción entre los objetos, como empujar un carrito del supermercado, abrir una puerta, hacer figuras con plastilina y el as- censo de la marea, entre otros.

Actividad 1. Fuerzas en el futbol

• Organice al grupo en equipos, considere el número de estudiantes, el material disponible, así como las habilidades de sus alumnos. Sal- gan del salón a realizar la actividad y luego re- gresen para responder las preguntas.
• Invite a los equipos a compartir y comentar sus resultados con el resto del grupo.
• Pida que elaboren una respuesta en común para cada una de las preguntas de la actividad, y al final de la secuencia retomen las preguntas e identifiquen los cambios en sus respuestas.

Sesión 2 p. 29

■ Manos a la obra

• Lean en grupo la descripción sobre la relación entre las fuerzas y la interacción entre los ob- jetos. Aclare las dudas que pudieran surgir.
• Haga preguntas a los alumnos sobre ejem- plos cotidianos y analícelos con el grupo, por ejemplo, qué interacciones ocurren cuando corren, abren una puerta o se encuentran sentados.

Actividad 2. Descripción de fuerzas

• Pida a los alumnos que observen a gente que esté trabajando y organice una discusión gru- pal acerca de las acciones que implican las in- teracciones entre dos o más objetos. Puede conseguir algunas fotografías y colocarlas en diferentes partes del salón, para que todos los estudiantes las aprecien y realicen su actividad.
• Para complementar sugiera a los estudiantes que, además de describir las acciones, las re- presenten en esquemas y que identifiquen con flechas la forma en la que se ejercen las interacciones (fuerzas). Haga énfasis en que estos ejemplos corresponden a las fuerzas de acción por contacto, ya que se aplica un to- que entre los objetos. Posteriormente, pida que las clasifiquen con criterios que hagan re- ferencia a las acciones ocurridas, como em- pujar, jalar (tensión) o hacer fricción.

Sesión 3 p. 30

Actividad 3. Cambio de dirección

• Realice la actividad con ayuda del recurso au- diovisual Cambio de dirección , permita que sus estudiantes tomen notas y dirija una dis- cusión en torno a las interacciones de los ob- jetos. Posteriormente, expongan sus razones para mostrar los cambios en su dirección.
• Haga que sus alumnos noten que, aunque se aplique una fuerza, es posible que no haya cambios aparentes en el movimiento o la for- ma de los objetos; por ejemplo, si patean un balón, como observaron al inicio de la se- cuencia, éste sólo sufre cambio de dirección, pero es probable que no experimente alguna

BLOQUE 1

deformación. Otro ejemplo es cuando se des- compone un auto y tiene que ser empujado: su carrocería no se deforma aunque se apli- que una fuerza para cambiar su dirección.

• Después, invítelos a exponer otros ejemplos y que reflexionen con base en la pregunta de la figura 1.15.

Sesión 4 p. 30

• Permita que los estudiantes lean en grupo la descripción que explica las interacciones a distancia e invítelos a realizar la actividad 4.

Actividad 4. Experimento con imanes

• Indique a sus estudiantes que lean la actividad, únicamente hasta el procedimiento, con el fin de que organicen la elaboración de cada paso.
• Solicite a los alumnos que incluyan otros ejemplos de objetos metálicos y no metálicos para acercarlos a los imanes; esto hará que se observen más interacciones y se obtenga una mayor variedad de casos para enriquecer las conclusiones.
• En forma grupal, lean el apartado “Interaccio- nes a distancia”, en el que analizarán ejemplos como el de la gravedad, y que identifiquen las diferencias en comparación con las fuerzas de contacto.
• Explique que las flechas incluidas en la figura 1.16 representan las fuerzas ejercidas.

Sesión 5 p. 32

Actividad 5. De la Tierra a la Luna

• Promueva una discusión grupal acerca de la interacción entre la Luna y la Tierra a partir de planteamientos como los siguientes: » Si la Luna tuviera más masa, ¿cómo sería la fuerza que ejercería la Tierra sobre ella? » Si la Luna tuviera el doble de su masa, aun- que la Tierra conservara la suya, ¿nuestro satélite orbitaría alrededor del planeta? » Si la distancia entre la Luna y la Tierra fuera más grande, ¿cómo sería la fuerza de atrac- ción entre estos dos cuerpos celestes?
• Apóyelos en la búsqueda de la información solicitada en el inciso c) , del punto 1; si su in- vestigación es por internet, sugiera que las pa-

labras clave para escribir en el campo del buscador pueden ser, por ejemplo, fuerzas entre la Luna y la Tierra.

• Pida que escriban las hipótesis propuestas que responderían a las preguntas como las ante- riores.
• Invítelos a reflexionar acerca de lo que han aprendido hasta este momento del curso; so- licite la participación voluntaria de algunos alumnos para rescatar lo que recuerdan.

Sesión 6 p. 32

• Organice al grupo para que lean el texto co- rrespondiente al apartado “Vectores”. El obje- tivo es que comprendan qué son los escalares y los vectores. Retome los esquemas pro- puestos en las sugerencias de la actividad 2 y explique la relación entre el concepto de vec- tor con las flechas que trazaron. Si existen du- das, puede guiarse con el video Magnitudes vectoriales.
• Retome la figura 1.17 para apoyar la explica- ción de los elementos de un vector y solicite a los estudiantes que lo comparen con las fle- chas que dibujaron.

Sesión 7 p. 33

Actividad 6. Representación de fuerzas

• Exhorte a los estudiantes para que retomen la información del apartado “Vectores”. Explique detenidamente los conceptos magnitud esca- lar y vectorial, dirección y sentido; puesto que son abstractos, es conveniente relacionarlos con ejemplos concretos y cotidianos.
• Oriente la intuición de sus alumnos para resol- ver la actividad; invítelos a participar y solicite que comparen los conceptos dirección y sen- tido de las fuerzas ejercidas sobre los objetos. Así, identificarán semejanzas y diferencias que les permitirán construir estos significados.
• Recuerde que la fuerza de gravedad se repre- senta hacia abajo para la figura a) , pero la fuerza de la mano al sostener la taza sería hacia arriba, mientras que la interacción entre la Tierra y la Luna es de una hacia la otra. También considere que los polos opuestos en los imanes se atraen y los polos iguales se repelen.

BLOQUE 1

• Oriente las reflexiones de modo que sea claro que cada palito estará ejerciendo fuerzas sobre el resto de los palitos con los que tenga con- tacto, y que gracias a la suma de estas fuerzas no se requerirá ningún tipo de adhesivo.
• Recuerde a sus estudiantes que conserven el puente, pues lo usarán más adelante.

Sesión 10 p. 37

■ Para terminar

• Permita que sus alumnos revisen las produccio- nes de su carpeta de trabajo realizadas durante la secuencia, y aliéntelos a que identifiquen cuáles de ellas pueden corregir, complementar o enriquecer con otros ejemplos.

Actividad 9. Aplico lo aprendido

• Permita que sus alumnos lean la actividad y re- flexionen en equipos; es preferible que sean los mismos que formaron para la actividad an- terior. Verifique la colocación del libro sobre el puente con cuidado para evitar accidentes, si es que éste colapsa y, en ese caso, aliente a sus alumnos, para que aprendan a manejar la frus- tración y eviten alterarse o desanimarse, pues las fallas son parte de la experimentación.

¿Cómo apoyar?

• Posiblemente para algunos estudiantes sea más conveniente implementar experiencias concretas para que reconozcan los efectos de las interacciones. Identifíquelos a partir de su participación en cada sesión. Para apoyarlos puede pedir, por ejemplo, que pongan en mo- vimiento un cuerpo que está en reposo, que lo aceleren y lo detengan, o bien, que lo de- formen. En cada experiencia, solicite que ex- pliquen lo que les sucede a los cuerpos.
• A partir de los ejemplos, los alumnos también podrán identificar los cuerpos rígidos que ofrecen resistencia al cambio de forma, los cuerpos plásticos que se deforman al aplicar- les una fuerza, y aquellos que incluso recupe- ran su forma original al desaparecer esta fuerza. Después de realizar este tipo de activi-

dades, contarán con más elementos para la abstracción de los conceptos estudiados.

¿Cómo extender?

• Si algunos estudiantes demuestran facilidad e interés en la representación gráfica de las fuerzas, solicite que observen elementos es- tructurales de los edificios de su escuela, por ejemplo, las estructuras que sostienen las canastas del basquetbol o, si lo hay, el techo del patio escolar; posteriormente, que ela- boren un diagrama para representar las fuer- zas que actúan en ellos. Después pueden exponer los resultados de su indagación al resto del grupo, con el fin de transmitir lo que aprendieron.
• A los alumnos que expresen curiosidad por la experimentación puede comentarles que otra fuerza a distancia es la electrostática , la cual ocurre entre los cuerpos que tienen diferentes cargas. Para comprobarlo, los alumnos pue- den realizar el experimento de frotar un globo inflado o una regla de plástico contra el cabe- llo, y después colocarlo cerca de algunos pedazos muy pequeños de papel. Pida que expliquen lo observado, utilizando los con- ceptos aprendidos durante la secuencia.

Pautas para la evaluación

formativa

• Ponga especial atención en la participación e ideas expresadas por sus alumnos en las dis- cusiones grupales, el trabajo en equipo, la or- ganización y comunicación, para valorar el avance de cada uno de ellos. Resalte que to- dos son parte importante para el aprendizaje mutuo, y explique también la relevancia del proceso individual.
• Reflexione con los estudiantes acerca de la necesidad de ambos procesos para descubrir, conocer y aprender.
• De acuerdo con su valoración y las produccio- nes escritas de forma individual, retroalimente a los alumnos en cuanto a su comprensión so- bre las fuerzas que los rodean, su existencia y su aplicación.

Secuencia 3. Leyes del movimiento

(LT, págs. 38-51)

¿Qué busco?

Que los alumnos expliquen las fuerzas que pro- ducen el movimiento o el equilibrio de los obje- tos e identifiquen las diversas áreas en las que se aplican estos conocimientos.

Acerca de…

Las Leyes de Newton o Leyes del Movimiento son las siguientes:

1. La ley de la inercia. Enuncia que los objetos permanecerán en un estado de reposo o en movimiento rectilíneo uniforme a menos que se les aplique una fuerza que los haga mover- se o cambiar su movimiento.

Tiempo de realización 11 sesiones Eje Materia, energía e interacciones Tema Fuerza Aprendizaje esperado Identifica y describe la presencia de fuerzas en interacciones cotidianas (fricción, flotación, fuerzas en equilibrio). Intención didáctica Explicar por qué las fuerzas producen movimiento o el equilibrio de los objetos para identificar áreas en las que se aplica dicho conocimiento. Vínculo con otras asignaturas

Matemáticas Al realizar procedimientos algebraicos y al graficar datos del movimiento de los objetos. Materiales Vaso, flexómetro, básculas, globos, popotes, cinta adhesiva, tijeras, hilo, pinzas para ropa, pelota pequeña de plástico con boquilla, cubeta. Recursos audiovisuales o informáticos para el alumno

Audiovisuales

• Diagramas de cuerpo libre o de equilibrio
• Diagrama conceptual Informáticos
• Segunda Ley de Newton
• Masa y peso
• Principio de Arquímedes Materiales y recursos de apoyo para el maestro

Audiovisuales

• Diagrama conceptual Bibliografía
• Bueche, Frederick J. y Eugene Hecht (1997). Física general , Madrid, McGraw-Hill.
• Hewitt, Paul G. (2007). Física conceptual , México, Pearson Educación.
• Tippens, Paul E. (2007). Física. Conceptos y aplicaciones , México, McGraw-Hill.
  2. Segunda Ley de Newton. Postula que, debido a que las fuerzas producen un cambio en la velocidad de un cuerpo (aceleración), la fuer- za es igual a la masa por la aceleración de un objeto: F=ma.
  3. Ley de acción-reacción. Un cuerpo ejercerá una fuerza sobre otro objeto; éste reacciona contra el primero con una fuerza igual y de sentido contrario. En física, la masa es la cantidad de materia de un objeto, mientras que el peso depende de la fuerza de atracción entre los objetos, como la que ejerce la Tierra sobre los cuerpos cercanos a ella debido a la gravedad. La masa se mide en kilogra- mos (kg) y el peso en unidades de fuerza llamadas newton (N); es decir, la masa es una cantidad es- calar, por ejemplo, cuando se compran 2 kg de

permitirá observar la relación que existe entre la masa, la aceleración y la fuerza.

Actividad 3. Fuerza, masa y aceleración

• Organice equipos de tres estudiantes, cuide que sean mixtos y que la participación se muestre activa tanto en mujeres como en hombres.
• Recuerde al grupo que para calcular la acele- ración deben usar las expresiones de rapidez y aceleración.
• Es importante que, al finalizar esta actividad, expongan y analicen las conclusiones de cada equipo de manera grupal, con la finalidad de contrastar explicaciones y enriquecerlas.

Sesión 4 p. 42

• Invite a los alumnos a leer el apartado “Masa y peso” y revisar el recurso informático Masa y peso para distinguir la diferencia entre estos conceptos. Pida a los alumnos que, de forma individual, hagan una breve lista de caracterís- ticas para definir ambos conceptos, así como los instrumentos que se utilizan para su medi- ción; después, en parejas, que elaboren un mapa mental para concretar la contrastación y, a la vez, la relación entre ambos conceptos.
• Asegúrese de que los estudiantes han com- prendido la diferencia entre masa y peso, que la expresen con sus propias palabras y lo ilus- tren en su cuaderno. Aclare las dudas que pu- dieran resultar de las actividades.
• Apoye a sus alumnos para identificar cada va- riable en la expresión para calcular el peso y que analicen la relevancia de cada uno de los pasos al calcular el peso del garrafón de agua.

Actividad 4. Peso de los cuerpos

• Organice a su grupo dependiendo de la dis- ponibilidad de material, tiempo y habilidades de los alumnos. Oriente las reflexiones de los resultados al realizar las comparaciones de las masas y pesos de diferentes objetos. Si el tiempo lo permite, invítelos a realizar medi- ciones de otros objetos que tengan a la mano.
• Indique a sus estudiantes que las expresiones matemáticas F = ma y w = mg se refieren a

una fuerza de un cuerpo con cierta masa y en aceleración.

Sesión 5 p. 43

• Dé un tiempo para la lectura de la sección “Tercera Ley de Newton”. Oriente la reflexión para que los alumnos descubran que las fuer- zas son el resultado de interacciones pares, es decir, que si se aplica una fuerza sobre un ob- jeto, éste ejercerá una fuerza de la misma magnitud pero en sentido opuesto, por ejem- plo, al tocar una puerta, la mano ejerce una fuerza y la puerta ejerce otra fuerza de igual magnitud sobre la mano que la toca.
• Después de leer los casos mostrados, pregun- te en qué otros ejemplos pueden observar esta ley y que argumenten por qué.

Actividad 5. Tercera Ley de Newton

• Organice un intercambio de ideas con los alumnos después de realizar la actividad; para iniciar puede usar preguntas como: ¿cuál es la relación que existe entre la Tercera Ley de Newton y las características de los objetos? Además, solicite que hagan esquemas para representar los resultados e incluyan los vec- tores correspondientes.

BLOQUE 1

Sesión 6 p. 45

Actividad 6. El globo cohete

• Organice equipos de trabajo y planee el mon- taje experimental, de modo que tengan espa- cio suficiente y eviten un accidente.
• Pida que elaboren su hipótesis a partir de la pregunta planteada; recuerde a los alumnos que la redacción debe ser en forma predictiva e incluir la mención de las variables principa- les. Realicen el experimento y oriente la re- flexión en torno a la observación de las fuerzas involucradas.
• Pida a sus estudiantes que expliquen otros ejemplos similares a lo que sucede con el globo.

Sesión 7 p. 46

• Realicen una lectura comentada del apartado “Fricción”.
• Promueva el intercambio de ideas mediante planteamientos, por ejemplo: » ¿Es más fácil caminar en un piso encerado o en el pasto?, ¿por qué?, ¿de qué forma afecta la fricción a dicho desplazamiento? Como se mencionó, es más fácil caminar en el pasto sin caer porque la fricción que ejerce éste en los pies evita que resbale- mos, a diferencia de un piso encerado don- de la fricción disminuye y dificulta caminar. » ¿Qué pasaría con una gota de lluvia, cuya velocidad es de 6 m/s, si no existiera la fricción con el aire? Las gotas de lluvia se mueven con una rapidez similar a la de un ciclista, por lo que sin fricción podrían golpear fuerte- mente la superficie donde caen.
• Comente que hay diferentes fuerzas que in- tervienen en el movimiento de los objetos, como la fricción.
• Lean la sección ”Fuerzas en equilibrio” y haga notar que la suma de fuerzas es cero. Apóyese en el recurso audiovisual Diagramas de cuer- po libre o de equilibrio.

Actividad 7. Diagrama de cuerpo libre

• Lea junto con los alumnos la actividad. Pida que hagan su diagrama en parejas.
• Después, en grupo, que presenten sus diagra-

mas y argumenten por qué los hicieron de esa manera. Concluyan qué diagrama tiene la ex- plicación más completa y confiable.

• Después, invítelos a modificar su propuesta; si es necesario, ayúdelos a indicar la dirección correcta de las flechas o vectores.

Sesión 8 p. 48

Actividad 8. ¿Por qué flotan los cuerpos?

• Organice equipos de trabajo. Con base en las preguntas de los incisos, oriente a sus estu- diantes para pensar en objetos que pudieran flotar o hundirse en el agua, después agregue más cuestionamientos como estos: ¿qué forma y tamaño tienen los objetos? y ¿de qué material están hechos?
• Pida que lean el apartado “Principio de Arquí- medes” y trabajen con el recurso informático Principio de Arquímedes. Prepare algunos re- cipientes con glicerina, leche, miel, aceite, agua, agua con azúcar, así como diferentes objetos que le permita reproducir alguno de los ejemplos del recurso informático y la ima- gen que se muestra en la figura 1.38 del libro de texto.
• Solicite a sus estudiantes que investiguen so- bre las aportaciones de Arquímedes.
• En grupo, con el apoyo del material del punto anterior, comprueben la definición de densi- dad mostrada en su libro de texto. Usen dife- rentes sólidos de diversos materiales, pero de masa igual, y déjenlos caer en el mismo fluido, después cambien de fluido. Observen la rela- ción que existe entre la masa y el volumen ex- presado, y pregunte: ¿qué le pasó al fluido?, ¿qué sucedió con cada objeto al dejarlo caer en el fluido?

Sesión 9 p. 49

Actividad 9. La fuerza de empuje

• Organice al grupo en parejas para realizar la actividad. Los alumnos elaborarán su hipótesis y experimentarán con la pelota.
• Retome los ejemplos observados en el recur- so informático y en las figuras 1.37 y 1.38. Co- mente la relación que tienen estos ejemplos con los resultados en la actividad anterior.