proyecto kamikaze
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INTRODUCCIÓN
El proyecto que presentamos continuación se fundamenta en el funcionamiento
del juego mecánico KAMIKAZE, a través del cual se explicaran fenómenos que
estudia la física. Al mirar el mundo que nos rodea, vemos que ese mundo presenta
diferentes tipos de movimiento, las oscilaciones como las olas del mar, el
movimiento de las ramas en el viento, la música y el sonido e incluso la luz son
ejemplos cotidianos de oscilaciones y ondas. Las ondas son el modelo natural de
estos fenómenos, y las oscilaciones, por otro lado existen objetos que describen
movimientos circulares; un disco compacto durante su reproducción en el equipo
de música, las manecillas de un reloj o la ruedas de un motocicleta son ejemplos
de movimientos circulares. Comprender los conceptos básicos que están latentes
en los movimientos oscilatorios y circulares brinda, por lo tanto, las herramientas
para modelar una gran variedad de fenómenos físicos presentes, incluso, en la
cotidianidad. Este tema, como en general toda la física, enfrenta serios obstáculos
para su aprendizaje. También definiremos las magnitudes y características de un
movimiento circular y del movimiento armónico simple, así .como la relación entre
ellos.
JUSTIFICACIÓN
Este tema, como en general toda la física, enfrenta serios obstáculos para su
enseñanza. La física ha sido, junto con las matemáticas, asignaturas que causan
temor entre los estudiantes, y se cree que los físicos deben ser genios, para
poder entenderla. Los estudiantes renuncian a comprender los conceptos físicos
y, en consecuencia, se limitan a memorizar fórmulas y procedimientos para
resolver los problemas que no son capaces de entender. El reto es, por lo tanto,
generar una propuesta didáctica que motive a los estudiantes hacia la
comprensión de éstos fenómeno, pero brindándoles al mismo tiempo las bases
para que no se vean frustrados en el intento y que les permitan apreciar el gozo de
verificar que los modelos mentales y las teorías que construimos nos hacen
capaces de predecir y explicar el entorno en que vivimos.
OBJETIVOS
1.1 Objetivo General
Crear una didáctica para el aprendizaje del movimiento circular y el movimiento
armónico simple, usando el kamikaze como herramienta para mostrar la relación
entre los mismos.
1.2 Objetivos Específicos
Elaborar una serie de actividades que permitan construir el concepto de los
movimientos circular y armónico simple.
Diseñar una experiencia para la caracterización los elementos que conforman
dichos movimiento.
Establecer la relación entre el movimiento armónico simple con el movimiento
circular uniforme.
.
MARCO TEÓRICO
ESTRATERGIAS COGNITIVA FACILITADORA DEL APRENDIZAJE
SIGNIFICATIVO EN FISICA
Sabiendo de antemano que los conceptos juegan un papel importante en el
proceso de enseñanza y aprendizaje cabe resaltar que las estrategias van
de la mano de estos, puestos que al no aplicarla de una manera pertinente,
los estudiantes no podrían lograr un aprendizaje significativo.
Es por ello que para llevar a cabo esta investigación, se hace necesario la
búsqueda de nuevas estrategias para complementar la formación de los
discentes; esto está respaldado por (Pozo, 1989b) “Las estrategias están
constituidas de otros elementos más simples, que son las técnicas o
tácticas de aprendizaje y las destrezas o habilidades. De hecho, el uso
eficaz de una estrategia depende en buena medida de las técnicas que la
componen. En todo caso, el dominio de las estrategias de aprendizaje
requiere, además de destreza de ciertas técnicas, una reflexión profunda
sobre el modo de utilizarlas o, en otras palabras, un uso reflexivo y no sólo
mecánico o automático de las mismas”1.
Según lo mencionado anteriormente se puede decir que para definir
estrategia hay que tener claro la concepción de la enseñanza y la
concepción de aprendizaje de acuerdo con (Weinsten y Mayer, 1986) “Las
estrategias de aprendizaje son las acciones y pensamientos de los alumnos
que ocurren durante el aprendizaje, que tienen gran influencia en el grado
de motivación e incluyen aspectos como la adquisición, retención y
transferencia”.
Lo cual quiere decir que a través del uso de éstas los estudiantes pueden adquirir
una mejor motivación y además tienen gran influencia en la creación de sus
propios conocimientos.
Sin embargo para desarrollar este proyecto el equipo investigador ha tomado
como punto de partida las estrategias cognitivas dado a que estas son
primordiales para estimular el pensamiento de los discentes.
Para lograr que los discentes tengan un aprendizaje significativo se necesita usar
estrategias puesto que estas facilitan la comprensión de los temas a desarrollar en
el área, sin embargo el uso de estrategias cognitivas desarrollan más rápidamente
la capacidad pensante y las habilidades del pensamiento, poniendo así en ventaja
a aquellas personas a las cuales se les estimula el pensamiento con el uso de
nuevas estrategias.
Según Pozo (1990) “Estrategias cognitivas Están relacionadas con los procesos
que nos permiten comprender y fijar, elaborar y reestructurar la información.
Abarcan las conocidas estrategias de recirculación de la información, elaboración
y organización, y de recursos”4. Dicho de otra manera el uso de las estrategias
permitirán que los discentes elaboren o diseñen sus propios conocimientos
estimulando sus capacidades de pensamiento y favoreciendo la comprensión de la
temática abarcada por el docente. Sin duda alguna la unión de los conceptos y de
la estrategia cognitiva hará de los estudiantes capaces de enfrentarse a diversas
situaciones en diferentes contextos. Teniendo en cuentas que el uso de
estrategias cognitivas favorece o desarrolla las habilidades del pensamiento, se
tendrá como resultado un uso pertinente de estrategias para la comprensión de los
conceptos de la física. Dado que la física en ciertos casos es muy
complicada de entender y hasta de aplicar por lo cual las estrategias cognitivas se
vuelven clave para el aprendizaje de la misma ya que estas estimulan el
pensamiento y para comprender la física se necesita de un buen desarrollo del
pensamiento.
EL KAMIKAZE Y SU RELACIÓN CON LA FISICA
El kamikaze consiste en un péndulo que da varias vueltas en 360° en sentido
horario y anti horario (ya que son dos péndulos y cada uno gira a una dirección
distinta del otro).
Cuando el péndulo esta en 180° las personas quedan al revés debido a que da
las vueltas hacia arriba y no hacia los lados.
El kamikaze cuando se acciona empieza con un movimiento circular da varias
vueltas luego desacelera quedando con un movimiento oscilatorio el cual se
describe en su etapa final el movimiento armónico simple.
Esta atracción mecánica es un juego especial para la juventud y los adultos que
disfruten de la adrenalina ya que los pasajeros van en un asiento que no tiene
piso, o sea con sus pies colgando. La máquina comienza un suave
desplazamiento tipo va y ven que alcanza un impulso tal que gira en 360°.
MOVIMIENTO CIRCULAR UNIFORME
Un objeto físico realiza un movimiento circular uniforme cuando describe
circunferencias de radio determinado con rapidez constante Es decir, el objeto
físico recorre en la circunferencia arcos iguales en intervalos de tiempos iguales,
sean estos tiempos grandes o pequeños. Son ejemplos de movimiento circular
uniforme los siguientes: el movimiento del electrón que gira entorno al núcleo del
átomo de hidrógeno; el movimiento de la Luna alrededor de la Tierra; el
movimiento de una partícula dispuesto sobre el plato de un tocadiscos; el
movimiento de un objeto cualquiera que permanece fijo sobre la superficie de la
Tierra, pues ésta rota uniformemente alrededor de su eje.
Si se hace girar una piedra atada al extremo de una cuerda. Si además de eso, el
módulo de la velocidad permanece constante se afirma entonces que la piedra
está dotada de un movimiento circular uniforme (MCU) . Por lo tanto en este
movimiento la velocidad tiene magnitud constante, pero su dirección varía en
forma continua.
El período y la frecuencia son valores inversos, es decir:
Las unidades de T son unidades de tiempo (seg), las unidades de f son las
inversas de tiempo y se describen seg-1 .También es de uso frecuente
revoluciones por minutos (r.p.m o rev/min), revoluciones por segundos (r.p.s o
rev/seg) para referirse a la frecuencia
Una revolución = 1 rev = 2 rad.
Otra unidad de uso frecuente es el Hertz (se abrevia Hz), que expresa el número
de vueltas por segundo.
MOVIMIENTO ARMÓNICO SIMPLE Y LAS OSCILACIONES DE LA
NATURALEZA.
De todos los fenómenos, el modelo más sencillo que conserva la esencia de una
oscilación es el movimiento armónico simple (M.A.S.). Tal vez la primera
referencia del M.A.S. la hallamos en el ejemplo de Galileo de una bala de cañón
que atraviesa la tierra. En su dialogo de dos sistemas del mundo, Galileo nos dice:
“Me parece que, a partir de ahí (razonando con bastante propiedad), se puede
creer que si el globo terrestre estuviese perforado por el centro, una bala de cañón
que descendiera por tal pozo hasta el centro adquiriría tal grado de velocidad que,
una vez atravesado el centro, la impelería hacia arriba por un espacio igual de
caída, decreciendo progresivamente la velocidad más allá del centro con
disminuciones similares a los incrementos adquiridos al descender. Y creo que el
tiempo que tardaría en este segundo movimiento ascendente sería igual al tiempo
de caída.” （GALILEIpág.197） Aquí encontramos el cambio en la velocidad que
caracteriza un movimiento armónico simple.
Otro aporte importante en la historia de las oscilaciones lo realiza Robert Hooke,
al sugerir en 1966 que la fuerza de gravedad se podría determinar mediante el
movimiento de un péndulo, lo cual dio para discusión con Sr. Isaac Newton 2004.
Luego Robert Hook, descubrió la famosa Ley de Hooke1, la cual fue publicada en
1678, que propone que la fuerza elástica es directamente proporcional a la
elongación del resorte y en sentido contrario. Hooke es también el inventor del
volante con resorte espiral, que daría pasó a reemplazar el reloj de péndulo y
crear relojes portátiles （2012).
El movimiento armónico simple se define como un movimiento periódico,
oscilatorio y vibratorio, producido por la acción de una fuerza recuperadora que es
directamente proporcional al desplazamiento, pero en sentido opuesto. Se llama
armónico porque en este caso el desplazamiento, la velocidad y la aceleración son
descritas en función del tiempo por funciones armónicas (senos y cosenos).Las
cosas oscilan debido a que hay una fuerza que está en contra del desplazamiento,
halando continuamente para tratar de devolver el cuerpo hacia el origen. Como
consecuencia, el cuerpo pasa sucesivamente por el origen, cambiando su
dirección alternadamente.
Una partícula describe un Movimiento Armónico Simple (M.A.S.) cuando se mueve
a lo largo del eje X, estando su posición xdada en función del tiempo t por la
ecuación
x=A·sen(ωt+φ)
donde
A es la amplitud.
la frecuencia angular.
t+ la fase.
la fase inicial.
Las características de un M.A.S. son:
Como los valores máximo y mínimo de la función seno son +1 y -1, el
movimiento se realiza en una región del eje X comprendida entre -A y +A.
La función seno es periódica y se repite cada 2 , por tanto, el movimiento
se repite cuando el argumento de la función seno se incrementa en 2 , es
decir, cuando transcurre un tiempo P tal que (t+P)+ = t+ +2 .
P=2π/ω
MATERIALES Y MONTAJE
PREGUNTAS:
1. ¿Qué creen ustedes es esto?
2. ¿Dónde has visto esto en la vida cotidiana?
3. ¿Cuándo el martillo da su giro completo que trayectoria dibuja?
4. ¿Por qué oscila el martillo?
5. ¿Qué diferencia hay entre el movimiento del martillo cuando da la vuelta
completa y cuando queda oscilando?
6. ¿Qué nombre le daríamos el primer movimiento, según lo observado?
7. ¿Será que la velocidad del movimiento circular varia o se mantiene
constante?
8. ¿Cómo es el movimiento de vaivén del martillo, disparato o lleva una
armonía?
CONCLUSIONES
Una vez observado el movimiento del Kamikaze podemos decir que al estar en un
estado de reposo se le aplica una fuerza de cierta cantidad de N (Néwtons)
entonces este se mueve en la dirección de la fuerza que se aplica, pero como solo
se le aplica por cierto tiempo y no es constante la fuerza que se le aplica, empieza
a hacer un movimiento circular el juego mecánico, después unos pocos
movimientos circulares observamos que acelera esto es porque se le aplicado una
fuerza mayor, también vemos que las personas que están en los asientos están su
cuerpo está sujeto al mismo asiento esto es porque si no es tuvieran sujetos
simplemente saldrían disparados de un lado a otro por la inercia pero como a ellos
no se les aplico la fuerza sino al juego mecánico y mientras no se les aplique una
fuerza se mantendrán en estado de reposo, es por eso que vemos que su cabezas
como es lo único que no está sujeto van de adelante a atrás de nuevo por la
llamada inercia. ecánico cuando se le ha aplicado un fuerza la reacción es el
movimiento. El movimiento se puede medir y a esto se le llama “ímpetu” o
“cantidad de movimiento” este va en la misma dirección de la velocidad. En estos
casos también podríamos medir la potencia con el trabajo realizado y el tiempo en
el que lo realiza.
Volvamos cuando el juego después de realizar varios movimientos circulares
desacelera completamente esto es por lo que ya habíamos mencionado se le
aplica una fuerza cada vez mayor y esto provoca que dé la vuelta completa, pero
esto no quieres decir que se le deje de aplicar la fuerza ya que si se le dejara de
aplicar la fricción del aire lo detendría. Aunque la velocidad no es constante aquí
hay fuerza centrípeta y mientras que este sujeto de su eje mantendrá su
movimiento circular, en caso de que se soltara de su eje, saldría dispara en
dirección en que fue soltada claro en esta caso no con una rapidez muy alta.
Hemos explicado varios fenómenos fiscos que rodean al Kamikaze Ride y nos
hemos dado cuenta de que es un juego en el que hay que tener valor para subirse
pero una buena forma de explicar los más simples fenómenos físicos que han
dado las repuestas a cosas más complejas de la naturaleza.
Anexos
El KAMIKAZI COMO ESTRATEGIA PARA EL APRENDIZAJE DE LOS
MOVIMIENTOS CIRCULAR UNIFORME Y ARMONICO SIMPLE EN
ESTUDIANTES DE ONCE GRADO”
Astrid Mejía Barrios
Jeisme Campis Charris
Yamil Montero Ramos
Universidad Del Atlantico
Facultad De Ciencias De La Educación
Licenciatura En Matematicas
Barranquilla
2014
El KAMIKAZI COMO ESTRATEGIA PARA EL APRENDIZAJE DE LOS
MOVIMIENTOS CIRCULAR UNIFORME Y ARMONICO SIMPLE EN
ESTUDIANTES DE ONCE GRADO”
POR:
ASTRID MEJÍA BARRIOS
JEISME CAMPIS CHARRIS
YAMIL MONTERO RAMOS
VI SEMESTRE DE LICENCIATURA EN MATEMÁTICAS HORARIO
EXTENDIDO
Presentado a la Magister: Carmen Elvira Granados
Universidad Del Atlántico
Facultad De Ciencias De La Educación
Licenciatura En Matemáticas
Barranquilla
2014