INSTITUTO NORMAL SUPERIOR

INSTITUTO NORMAL SUPERIOR

SIMN BOLVAR

PROYECTO DE INNOVACIN PEDAGGICA

EL LABORATORIO VIRTUAL COMO RECURSO DIDCTICO PARA COMPLEMENTAR EL APRENDIZAJE TERICO DE LA CINEMTICA (MOVIMIENTO LINEAL) EN ESTUDIANTES DE TERCERO DE SECUNDARIA Estudiantes: Acuchiri Callisaya Victor Hugo

Apaza Misto Ivan Alex

Tutor:

Lic. Marco Antonio Quispe.La Paz Bolivia

2007

INDICE

1.PLANTEAMIENTO DEL PROBLEMA...............................................3

1.1.DIAGNOSTICO..........................................................................................4

1.1.1.Descripcin Del Contexto.......................................................................4

1.2.PROBLEMA......................................................................................................9

1.2.1.Descripcin..............................................................................................9

1.2.2.Formulacin del problema.10

1.2.3.Justificacin...........................................................................................10

1.3.OBJETIVOS......... . .........................................................................................12

1.3.1.General...................................................................................................12

1.3.2. Especficos.............................................................................................12

2. FUNDAMENTO TERICO...................................................................13

2.1.FUNDAMENTO LEGAL.................................................................................14

2.2.FUNDAMENTO PSICOPEDAGGICO.........................................................16

2.2.1Definicin de aprendizaje......................................................................17

2.2.2Fases y tipos de aprendizajes.................................................................19

2.2.3Proceso de enseanza aprendizaje.......................................................21

2.2.4Aprendizaje significativo........................................................................21

2.2.5Modelo De Procesamiento de La informacin.......................................22

2.2.6Enseanza asistida por ordenador..........................................................23

2.2.7Instruccin programada..........................................................................24

2.3.FUNDAMENTO DIDCTICO.........................................................................27

2.3.1Las computadoras en las escuelas..........................................................27

2.3.2Mtodo simulador...................................................................................30

2.3.3Mtodo experimental..............................................................................31

2.3.4.Mtodo computarizado o ciberntico.....................................................31

2.4.FUNDAMENTO DISCIPLINAR......................................................................32

2.4.1.Definicin:..............................................................................................32

2.4.2..Definicin De: Trayectoria, Vector Posicin, Desplazamiento:............32

2.4.3.Velocidad:...............................................................................................33

2.4.4.Movimiento Rectilneo...........................................................................36

2.4.4.1.Movimiento Rectilneo Uniforme...................................38

2.4.5.Aceleracin:............................................................................................40

2.4.5.1.Aceleracin Media:.........................................................41

2.4.5.2.Aceleracin Instantnea..................................................41

2.4.6.Movimiento Rectilneo Uniformemente Variado:..................................44

2.4.7.Caida Libre:............................................................................................47

2.4.8.Movimiento Compuesto.........................................................................49

2.4.9..Movimiento Parablico:.........................................................................50

2.4.10.Manejo Del Laboratorio Virtual.............................................................53

2.4.11..Tratamiento Fsico Del Laboratorio Virtual...............................56

3. Propuesta del P.I.P.........................................................................69

3.1.PLANIFICACIN DE LA PROPUESTA.........................................................70

3.1.1.Planificacin...........................................................................................70

3.1.2.Ejecucion................................................................................................72

3.1.3.Evaluacin..............................................................................................73

3.2.METODOLOGA..............................................................................................74

3.2.1.Mtodo De Observacin.........................................................................75

3.2.2.Mtodo De Experimentacin..................................................................75

3.2.3.Mtodo De Comparacin.......................................................................75

3.3..TCNICAS Y ESTRATEGIAS.........................................................................76

3.3.1.Tcnicas..................................................................................................76

3.3.2..Recursos.................................................................................................77

3.3.3. Evaluacin..............................................................................................78

4. Implementacin del P.I.P..........................................................80

4.1MODALIDAD DE TRABAJO..........................................................................81

4.2. EVALUACIN DE RESULTADOS................................................................83

5. Conclusiones..... ..........................................93

6. Recomendaciones..........................93

7. Bibliografia..................94

ANEXOS 1

ANEXOS 2

ANEXOS 3

PRESENTACIN.

Fruto de la consecuencia con nuestros estudios y el compromiso para con nuestro pas ponemos a consideracin de los lectores, el presente proyecto de innovacin pedaggica.

El proyecto puede ser utilizado por los estudiantes del Instituto Normal Superior Simn Boliar INSSB, y por todo aquel que sienta amor por la fsica y quiera conocer aquellos factores que ataen a la educacin.

La obra consta de 5 captulos de los cuales se hace una descripcin de aspectos importantes que de alguna manera complementaran el conocimiento y aprendizaje de la fsica

En el capitulo 2 especficamente en el fundamento disciplinar es donde hacemos el tratamiento fsico del laboratorio virtual para un mejor aprendizaje de la cinemtica donde con la ayuda de grficos dinmicos hacemos la verificacin y la comprobacin de los formulismos fsicos existentes y planteados en la mecnica newtoniana. Por otro lado se presentan tablas, cuadros, figuras y grficos, cada uno demostrado y complementado con lujo de detalles para una mejor comprensin del lector. Adems de que este proyecto tiene el respaldo de haber sido sujeto a varias revisiones realizadas por nuestros tutores y tribunales, lo que nos llevo necesariamente a realizar la respectiva correccin y mejora constante para as presentar un trabajo optimo y fiable

INTRODUCCIN

Este proyecto de investigacin pedaggica (PIP), tiene como propsito ser una alternativa de solucin a los problemas de aprendizaje de los estudiantes del nivel secundario de nuestro pas, para mejorar la calidad educativa en nuestra sociedad, por que educar es asumir un compromiso con la sociedad.

Este proyecto de investigacin: EL LABORATORIO VIRTUAL COMO RECURSO DIDCTICO PARA REFORZAR Y COMPLEMENTAR EL APRENDIZAJE DE LA CINEMTICA (MRU, MRUV, MOV. COMPUESTO) EN LOS ESTUDIANTES va dirigido a docentes y estudiantes del nivel secundario con la finalidad de apoyar, reforzar y complementar las actividades en el laboratorio de fsica y por tanto mejorar el proceso de enseanza aprendizaje de los estudiantes, esto mediante el uso de aplicaciones informticas que nos permitan no solo ver un fenmeno fsico, sino que tambin analizar el fenmeno en detalle logrando as complementar el aprendizaje de los estudiantes.

Con el proyecto queremos apoyar, reforzar y complementar las actividades del laboratorio tradicional que se considera como simple ilustracin de aspectos que se estudian en la clase terica, que busca que los estudiantes solo tomen medidas sin sentido, perdiendo el laboratorio su carcter cientfico y convirtindose en un mero trmite.

El proyecto tiene como alcance a toda la zona urbana de la cuidad de El Alto y La Paz, en las unidades educativas publicas y privadas que al menos cuenten entre uno, veinte o ms computadoras, tambin solo se abarcara el tema de cinemtica. Como lmites, en este proyecto solo tiene previsto aplicarse en la cinemtica en los captulos: movimiento rectilneo uniforme (MRU), movimiento rectilneo uniformemente variado (MRUV), cada libre, y movimiento compuesto; no se aplicar a otros temas, aunque creemos que existe una amplia aplicabilidad de este recurso en otras reas, que sern parte de una investigacin en lo posterior.CAPTULO 1

1. Planteamiento del problema.

1.1. diagnostico.

1.1.1. DESCRIPCIN DEL CONTEXTO.a) CONTEXTO INTERNO.

tabla n 1. datos generales de la unidad educativa localizacin:

ciudad de el alto zona sur.

ubicacin:

zona villa dolores.

unidad educativa:

juan capriles.

turno:

maana

niveles:

secundario

resolucion:

708 del 1 de septiembre de 1958

cie del colegio:

40730040

personal docente:

40

personal administrativo:5

personal de servicio:1

poblacion atendida:

946

FUENTE: Elaboracin Propia Sntesis De Antecedentes Histricos De La Unidad Educativa Juan Capriles.

La Unidad Educativa Juan Capriles fue fundado el 3 marzo de 1958, fue el primer colegio secundario fiscal de la ciudad de el alto, cuando en esta ciudad en ese entonces contaba con pocas casas, incluso cuando no existan los edificios que hoy se encuentran cumpliendo diferentes funciones; En ese entonces funcionaban dos estaciones de trenes con sus respectivas lneas frreas.

La unidad educativa naci en va publica porque no contaba con los papeles de terrenos debidos; recibi inscripciones en la cejad el Alto con material de escritorio ajeno, al principio inicio sus actividades con menos de cincuenta estudiantes (dos cursos de primero y uno de segundo de secundaria) por la carencia de un local fijo donde funcionar, en una primera instancia inicio actividades en la escuela Nazareno y en una segunda instancia en la escuela Iturralde para posteriormente ubicarse en el. lugar que ahora se encuentra.(ver anexo 1).

El primer director que tuvo esta unidad fue el profesor Ignacio Contza, que funga de manera interina entonces poco despus asumi el cargo el profesor Hctor Lunas y en 1970 estuvo el profesor Jorge Castro Prez. Ahora en la actualidad quien esta al cargo como director es el profesor Baldomar Coronel. En la actualidad el colegio cuenta con 25 aulas y 946 estudiantes (ver anexo1).

Identidad Institucional

Visin: La visin de la Unidad Educativa Juan Capriles, es edificar una comunidad escolar solidaria con principios morales y ticos para mejorar de alguna forma y de manera responsable la crisis de la sociedad actual.

Misin: La Unidad Educativa Juan Carriles, tiene como misin desarrollar una educacin integral enfatizando en la concientizacin y responsabilidad conjunta con procesos adecuados que logren mejorar la calidad de vida y las demandas de la sociedad. Caractersticas De Los Estudiantes.

De acuerdo al diagnstico realizado en la Unidad Educativa Juan Carriles se identific que los estudiantes provienen de zonas cercanas a la ceja como ser de Villa Dolores, zona 12 de Octubre,(zona sur de la Ciudad De El Alto). Por eso vemos que la gran mayora de los estudiantes viven en zonas cercanas al colegio.

Tambin podemos decir que todos tienen acceso a los servicios bsicos de luz agua potable, alcantarillado. Esto es bsico para que el estudiante no presente problemas que generara el no tener como mnimo estos servicios bsicos.Los estudiantes provienen de familias de clase media baja, ya que la ocupacin principal del padre es de chofer, mecnico, costurero, estudiante, plomero. En el caso de las madres unas se desempean como lavanderas y por ser el lugar caracterstico por ser un lugar comercial tienen padres dedicados al comercio informal en las calles de la Ceja. Los estudiantes escasamente hablan el idioma materno (aymar). Respecto a como se trasladan al colegio, gran parte de los estudiantes lo realiza a pie y pocos se trasladan en minibs o microbs. Diagnstico De Necesidades De Aprendizaje

En el transcurso de las practicas pedaggicas externas que realizamos en la Unidad Educativa Juan Carriles, se identifico falencias en los estudiantes que llevaban la materia de fsica (estudiantes de 3 y 4 de secundaria ); falencias como las conversiones, poco dominio de contenidos conceptuales, lo cual es importante para el mejor aprendizaje de la fsica , falta de criterio para el anlisis de fenmenos fsicos, entre otros, pero que naturalmente no se puede atribuir toda la culpa al docente de fsica, debido a que dichas fallas se deben a un cmulo de factores.

Por lo anteriormente mencionado es que para el Proyecto De Innovacin Pedaggica (PIP) se realiz varias actividades para la deteccin del problema a tratar, en el que se pudo evidenciar la falta infraestructura y de materiales adecuados para el laboratorio, lo cual inhibe las capacidades reflexivas, analticas, y cognitivas de los estudiantes, quedando ellos con un aprendizaje pobre, deficiente e insuficiente. Para ello los instrumentos utilizados para la deteccin del problema fueron:

Las encuestas realizadas tanto a docentes como a estudiantes de tercero de secundaria, dirigidas a responder aspectos pedaggicos y de infraestructura. que nos fueron tiles para determinar aquellas nesecidades que ataen a ambos elementos educativos; a los docentes porque manifestaban su inconformidad para trabajar en ambientes inadecuados, sin infraestructura como ser un laboratorio propio y completo para la enseanza de la fsica, en consecuencia los estudiantes tambin sufran este efecto porque al no haber las condiciones tanto en infraestructura, como en el material didctico que no se empleaba para encaminar su aprendizaje, no podan desarrollar sus potenciales. (ver Anexo 2)

Estudio de campo en el que determinamos las deficiencias en el mbito administrativo, pedaggico, infraestructura, relaciones con la comunidad que de alguna manera inciden en el aprendizaje del estudiante.

Entrevistas a los docentes y estudiantes que se realizaron luego de observar los resultados de la encuesta, donde se consulto a los docentes del porque del ndice de deficiencias en el aprendizaje de la cinemtica, de la misma manera se consulto a los estudiantes sobre el manejo pedaggico de los docentes en las clases ellos respondieron que los problemas se deben a que los docentes no empleaban material didctico adecuado. Adems, la relacin de los docentes con los estudiantes es considerada regular debido a la poca comunicacin e interaccin entre ambos elementos educativos.(ver Anexo 2)

Exmenes de diagnostico que nos ayudaron a determinar los conocimientos de los estudiantes de tercero de secundaria sobre el tema de cinemtica. Donde empleamos test con preguntas abiertas a cerca de conceptos previos de la fsica y preguntas cerradas de seleccin mltiple. Producto de este diagnostico se pudo identificar las falencias que presentan los estudiantes en la resolucin de problemas de aplicacin de cinemtica y dominio de conceptos.(ver Anexo 2)

b) CONTEXTO EXTERNO. Relaciones Con La Comunidad.

La unidad educativa se encuentra ubicado en la una zona comercial de la ciudad de EL Alto, donde se pudo determinar que existen mucho movimiento debido al comercio informal de productos agropecuarios, tiendas, entre otros; que de alguna manera dificulta el libre transito de los estudiantes. De igual manera se pudo percibir un aspecto negativo debido a que no se cumple la ordenanza municipal respecto al funcionamiento de bares y cantinas, ya que se ve que a los alrededores de la unidad educativa existen gran nmero de lugares donde expenden bebidas alcohlicas.

Por lo anteriormente mencionado no hay vas directas de acceso a la unidad educativa, siendo la va mas cercana la avenida tihuanaco ubicado a dos cuadras de establecimiento. Cabe mencionar que la zona donde se ubica la unidad educativa no cuenta con una biblioteca donde el estudiante pueda recurrir a realizar consultas de investigacin. De igual manera son pocos los centros de Internet que hay cerca de la unidad educativa. 1.2. Problema.

1.2.1. Descripcin.

Habindose realizado un anlisis de todo lo observado en el diagnostico, se evidencia que los problemas de aprendizaje se originan debido varios factores que mencionaremos en este punto.

La enorme complejidad de la Fsica debido al uso de estrategias, procedimiento e instrumentos pedaggicos de carcter convencional, donde el profesor provee definiciones y ejemplos, luego el estudiante debe estar atento para imitarlo. Es decir el estudiante es un simple receptor y no se le permite una participacin activa en la construccin de sus propios conocimientos. Esta situacin crea en los estudiantes espacios vacos en cuanto a la comprensin de los contenidos. Es por eso que el aprendizaje de la Fsica se ha convertido en un gran problema para la mayora de los estudiantes del nivel secundario.

Para la mayora de los estudiantes las clases de Fsica consisten slo en una coleccin de frmulas que deben memorizar.

Las prcticas de laboratorio consisten simplemente en tomar datos sin sentido. Debido a que no se cuenta con el material adecuado o simplemente no existen laboratorios de Fsica. Por lo que las actividades que se realiza en los laboratorios de Fsica no son completas, ni suficientes lo que provoca que el estudiante no pueda asimilar completamente el tema de estudio, por lo que su aprendizaje no es completo en el mbito cientfico (conocimientos).

En las actividades de laboratorio el estudiante solo pueden ver un fenmeno fsico, y puede relacionar la teora con la prctica de manera muy superficial, el anlisis de los fenmenos Fsicos es tambin superficial, cosa que solo se puede lograr complementar las actividades con el apoyo del recurso didctico el laboratorio virtual.

1.2.2. Formulacin del problema.

La presente propuesta de Innovacin Pedaggica est dirigido a los estudiantes de 3 de secundaria de la unidad educativa JUAN CAPRILES, haciendo un anlisis de diferentes situaciones qu conciernen a su diario vivir, saberes, intereses y necesidades, en funcin a lo cual se plantea apoyar el laboratorio de fsica para reforzar y complementar los conocimientos de los estudiantes; es este sentido la interrogante que orienta este trabajo es la siguiente:

El laboratorio virtual como recurso didctico, complementara el aprendizaje terico de los estudiantes de tercero de secundaria, alcanzando un aprendizaje significativo de la cinemtica (movimiento lineal))?

1.2.3. Justificacin.El proyecto pretende dar respuestas a los factores problemticos que se detectaron en el diagnostico.

El laboratorio virtual es un recurso didctico que puede ser de gran ayuda en el proceso de enseanza aprendizaje. Por que es en el laboratorio en el que el estudiante experimenta directamente con un fenmeno fsico y esto hace que su aprendizaje sea activo, ahora el laboratorio virtual complementa esto ya que permite un mayor interactividad con el fenmeno fsico.

Tambin, en muchos casos los laboratorios no cuentan con el material necesario y adecuado para realizar un experimento en el que el estudiante pueda observar las caractersticas del fenmeno en detalle. El laboratorio virtual ayudara a facilitar el anlisis de un fenmeno de cinemtica. Muchas veces los colegios no cuentan con un laboratorio de Fsica, entonces el laboratorio virtual puede de alguna manera reemplazar esta carencia.

Adems, el laboratorio virtual lograra que el estudiante se interese ms por las clases de laboratorio de Fsica, por que permitir una mayor interactividad con el tema de estudio, haciendo que las clases no sean simplemente tomar medidas de un fenmeno fsico sin sentido, sino que permitir al estudiante aprender algo ms, ver grficos, manipular en detalle un fenmeno, calcular resultados de manera sencilla.

La propuesta de innovacin pedaggica tiene como meta complementar el aprendizaje de los estudiantes y que estos encuentren el gusto y el inters por la Fsica, en especial por la cinemtica. Por lo cual, se toma en cuenta la implementacin de un software destinado al laboratorio de Fsica para comprender los conceptos y analizar los fenmenos fsicos.

Es importante la actualizacin continua de nuestra metodologa de enseanza y la utilizacin de recursos didcticos.

El sistema educativo en su conjunto tiene a su alcance un valioso recurso, como es la computadora que a travs del empleo de software puede coadyuvar en el proceso de enseanza aprendizaje de la Fsica, en especial de la Cinemtica. Adems el uso del laboratorio virtual como recurso didctico aumenta la eficacia en el proceso enseanza - aprendizaje.

Las computadoras por s mismos motivan a los alumnos y facilitan siempre y en cualquier circunstancia el aprendizaje activo. y si no fuera as las salas de Internet o aquellos espacios donde el elemento principal es la computadora no estaran colmados de nios y jvenes que hacen uso favorable de dicho elemento.

1.3. Objetivos.

1.3.1. General.Complementar el aprendizaje terico de los estudiantes de tercero de secundaria, a travs del laboratorio virtual como recurso didctico, para un aprendizaje significativo de la cinemtica (movimiento lineal).1.3.2. Especficos. Efectuar una prueba de diagnostico con el propsito de determinar los conocimientos previos del estudiante respecto a la cinemtica y al manejo de las computadoras, para seguir con normalidad el desarrollo del proyecto.

Ensear a los estudiantes el manejo del tutorial de fsica, para optimizar el avance del estudiante en el desarrollo del proyecto.

Ensear a los estudiantes a manejar el laboratorio virtual, para encontrar el equilibrio entre la estimulacin sensorial y la capacidad de lograr el pensamiento abstracto.

Evaluar de manera cuantitativa los conocimientos adquiridos por los estudiantes con la ayuda del tutorial y el laboratorio virtual.captulo 2

2. Fundamento terico.

5.1. Fundamento legal.

Segn la ley 1565 de la Reforma Educativa, promulgado en fecha 7 de julio de 1994 en el gobierno de Lic. Gonzalo Snchez de Lozada.

De la educacin boliviana:

Articulo 2. Son fines de la educacin boliviana.

5.- Estimular actitudes y aptitudes hacia el arte, la ciencia, la tcnica y la tecnologa, promoviendo la capacidad de encarar, creativa y eficazmente, los desafos el desarrollo local, departamental y nacional.

Articulo 3. Son objetivos y polticas del sistema educativo nacional.

4.- organizar el conjunto del as actividades educativas ofreciendo mltiples y complementarias opciones que permitan al educando aprender por s mismos, en un proceso de permanente auto-superacin.

Dentro del aspecto educativo del reglamento sobre Organizacin Curricular, en su captulo VI del nivel de educacin secundaria que a la letra dice:

Articulo 38. El nivel secundario consolida los aprendizajes logrados en el nivel primario y prepara a los adolescentes para su incorporacin al mundo del trabajo o para continuar estudios superiores y para su integracin como miembros activos y responsables del pas y su grupo sociocultural.

Articulo 39. El nivel secundario tiene tambin una estructura flexible y desgraduada que permite a los educandos avanzar a su propio ritmo de aprendizaje y segn sus propias maneras de aprender, sus intereses y su desarrollo cognitivo o social hasta de los objetivos de cada uno de los ciclo que componen este nivel.

Articulo 40.

1) Proporcionar una formacin complementaria que, sobre la base e la consolidacin y reforzamiento de los aprendizajes adquiridos, prepare a los educandos para niveles superiores de aprendizaje, para aprender y continuar aprendiendo por cuenta propia y tambin para integrarse de manera competitiva al mundo del trabajo y ser miembros activos y responsables del pas y del grupo sociocultural del cual forman parte.

Articulo 42. Los ciclos del nivel secundario son:

Ciencias Naturales y Ecologa: aborda principios y procesos de la Biologa, la Fsica y la Qumica para comprender mejor el mundo y el universo. Los conceptos biolgicos bsicos se relacionan con temas de inters desde una perspectiva ecolgica que destaca la interrelacin e interdependencia que se da entre los diversos organismos que habitan el planeta, atendiendo especialmente a las alteraciones y desequilibrios que estn comprometiendo la sobrevivencia de diversas formas de vida, incluida la del propio ser humano, y compenetrndose con las concepciones y estrategias de relacin equilibrada de los seres humanos con el mundo natural del que forma parte. A partir del conocimiento sobre las relaciones de interdependencia entre materia y energa y entre lo orgnico y lo inorgnico, los educandos desarrollan tambin la capacidad de enfrentar, individual o grupalmente, situaciones problemticas abiertas, viendo la posibilidad de aplicar principios fsicos y qumicos en la solucin delas mismas y descubren adems posibilidades de utilizacin racional de la Biologa, la Fsica y la Qumica para contribuir al bienestar de la humanidad.

5.2. Fundamento Psicopedaggico.

Segn Rogers, sobre el desarrollo psicolgico del nio, muestra que durante la mayor parte del siglo XX, dos teoras que dominaron el pensamiento en este campo, fueron la de Jean Piaget y despus la de Lev Vygotsky.

Piaget propuso cuatro etapas en el desarrollo cognoscitivo:

Etapa sensomotora de los 0 a los 2 aos de edad.

Etapa pre-opertiva de los 2 a los 7 aos.

Etapa de operaciones formales de los 12 a los 15 aos.

Por su parte Vygotky defini tres etapas:

Etapa social, de los 0 a los 3 aos de edad, caracterizada por la formacin de las relaciones entre objetos.

Etapa egocntrica, de los 3 a los 7 aos de edad, caracterizadas por la formacin de cadenas de conceptos.

Etapa del yo interno, de los 7 en adelante, caracterizada por o conceptos abstractos.

Pero no fue sino hasta la dcada de los sesenta cuando se desarroll una nueva perspectiva, debida a Gagn, para la explicacin psicolgica del aprendizaje y se integr el modelo conductista dentro de un esquema fundamentalmente cognoscitivo, en el que se realza la importancia del aprendizaje significativo.

Mientras el modelo conductista estableca que el aprendizaje estaba determinado por la respuesta a un estimulo; y por su parte, las teoras del desarrollo cognoscitivo daban la caracterizacin de las diferentes operaciones mentales a diferentes edades, el nuevo marco terico habla de ocho tipos de aprendizajes en los que al irse desarrollando el individuo va perdiendo importancia la respuesta conductista a los estmulos y va ganando importancia el pensamiento abstracto.

5.2.1. Definicin de aprendizaje.

Puede definirse el aprendizaje como un cambio en la conducta, relativamente permanente, que ocurre como resultado de la experiencia. Al usar la expresin relativamente permanente, esta definicin, semejante a la de Gagn, elimina la fatiga y los factores de motivacin como posibles causas del cambio. Al afirmar que el cambio se debe a la experiencia tambin se excluyen como causas los factores madurativos.

Aprendizaje es el proceso de adquirir conocimientos, habilidades, actitudes o valores, a travs del estudio, la experiencia o la enseanza.

Para el conductismo el aprendizaje es:

Watson: Secuencia apropiada de estmulo-respuesta; comportamiento objetivo condicionado.

Thorndike: Formacin de asociaciones estmulo-respuesta por refuerzo; comportamiento por conexiones neuronales.

Skinner: Asociacin respuesta-recompensa ante un estmulo (condicionamiento operante: la conducta est controlada por las consecuencias).

Es decir todo explican y predicen aprendizajes de automatismos como hbitos, habilidades y destrezas. Aprendizaje por ensayo y error

Para el constructivismo el aprendizaje es:

Vigotsky: Plantea su Modelo de aprendizaje Sociocultural, los procesos de desarrollo y aprendizaje, interactan entre s considerando el aprendizaje como un factor del desarrollo. La adquisicin de aprendizajes se explica como formas de socializacin.

Piaget: La Teora Gentica de este psiclogo, influye en muchos de los modelos instruccionales de inspiracin cognitiva, teora que est centrado en el anlisis de la evolucin de las estructuras cognitivas a lo largo del desarrollo del nio y al papel activo que otorga al alumno en la construccin del conocimiento. Para Piaget, el desarrollo de la inteligencia consta de dos procesos esenciales e interdependientes: adaptacin y organizacin. Bruner: El aprendizaje debe hacerse de forma activa y constructiva, por descubrimiento, por lo que es fundamental que el alumno aprenda a aprender. El profesor acta como gua del alumno y poco a poco va retirando esas ayudas hasta que el alumno pueda actuar cada vez con mayor grado de independencia y autonoma. Ausubel: plante su Teora del Aprendizaje Significativo por Recepcin, en la que afirma que el aprendizaje ocurre cuando el material se presenta en su forma final y se relaciona con los conocimientos anteriores de los alumnos.El Constructivismo es una filosofa del aprendizaje fundada en la premisa que, como producto de nuestras experiencias, construimos una propia comprensin del mundo en que vivimos. Cada uno de nosotros genera sus propias reglas y modelos mentales que usamos para hacer sentido de nuestras experiencias. El aprendizaje es el proceso de ajustar nuestros modelos mentales para acomodarnos hacia nuevas experiencias.

El aprendizaje no es simplemente un fenmeno que se d en forma espontnea; es algo que acontece dentro de ciertas condiciones observables, medibles y evaluables. Ms an, muchas veces estas condiciones pueden ser alteradas y controladas, lo cual conduce a considerar la posibilidad de utilizar un mtodo cientfico para dirigir el aprendizaje. La instruccin programada es un esfuerzo en este sentido.

5.2.2. Fases y tipos de aprendizajes.

Fases de aprendizaje.

Los mecanismos internos constituyentes del proceso de aprendizaje corresponden a etapas en el acto de aprender, y estos son:

Fase de motivacin (expectativas).

Fase de comprensin (atencin perceptiva selectiva).

Fase de adquisicin (codificacin almacenaje).

Fase de retencin (acumulacin en la memoria).

Fase de recuperacin (recuperacin).

Fase de generalizacin (transferencia).

Fase de desempeo (generacin de respuestas).

Fase de retroalimentacin (reforzamiento).

Motivacin. Es preciso que exista algn elemento de motivacin externa o interna para que el estudiante pueda aprender.

Comprensin. Es la percepcin selectiva de los elementos destacados de la situacin.

Adquisicin. Es la codificacin de la informacin que ha entrado en la memoria de corto alcance, y que es transformada como materia verbal o imgenes mentales para alojarse en la memoria de largo alcance.

Retencin. Es la acumulacin de elementos en la memoria.

Recordar. Es la recuperacin dela informacin almacenada en la memoria de largo alcance, en base a estmulos recibidos.

Generalizacin. Consiste en la recuperacin de la informacin almacenada ya sea en circunstancias similares como tambin diferente en las que se produjeron su almacenamiento.

Accin. La informacin ya recuperada y generalizada pasa al generador de respuestas donde se organiza una respuesta de desempeo que refleja lo que la persona ha aprendido.

Retroalimentacin. La persona requiere verificar que ha dado la respuesta correcta a los estmulos, esto garantiza que ha aprendido correctamente.

Tipos de aprendizaje.

Los tipos de aprendizaje son parte del proceso de aprendizaje, mientras que las capacidades adquiridas son el resultado del aprendizaje.

Los tipos describen las formas en que el aprendizaje se puede dar en el individuo.

a) Aprendizaje de signos y seales. Los signos son cualquier cosa gracias a la cual puede asociarse algn concepto.

b) Respuestas operantes. El individuo aprende un conjunto de estmulos respuestas, en el que cada estmulo tiene asociada una respuesta nica que no est sujeta a las condiciones emocionales. Se caracteriza por una sola asociacin entre el estimulo y la respuesta, y no por las relaciones encadenadas o mltiples. El aprendizaje de operaciones de instrumental o aparato cae dentro de esta clasificacin.

c) Aprendizaje en cadena. Es el aprendizaje de una secuencia ordenada de acciones. Por ej. una receta de cocina, o atarse los cordones.

d) Asociaciones verbales. Consiste en un tipo de aprendizaje encadena, pero exige un proceso simblico bastante complejo. Es un buen recurso elegir un elemento que forma parte de la respuesta que ayude a recordar la respuesta completa.

e) Aprendizaje de discriminaciones mltiples. Implica asociacin de varios elementos, y tambin la discriminacin mltiple.

f) Aprendizaje de conceptos. Implica la capacidad de responder a los estmulos a travs de conceptos o propiedades abstractas, como color, forma, tamao, nmero, etc.

g) Aprendizaje de principios. Es posible el aprendizaje mecnico de enunciados de principios sin entender realmente las razones del mismo.

5.2.3. Proceso de enseanza aprendizaje.

Para Gangn, los procesos de aprendizaje consisten en el cambio de una capacidad o disposicin humana, que persiste en el tiempo y que no puede ser atribuido al proceso de maduracin. El cambio se produce en la conducta del individuo, posibilitado inferir que el cambio se logra a travs del aprendizaje.

5.2.4. Aprendizaje significativo.

Ausubel plantea que el aprendizaje del estudiante depende de la estructura previa que se relaciona con la nueva informacin, debe entenderse por estructura cognitiva, al conjunto de conceptos, ideas que un individuo posee en un determinado campo del conocimiento, as como su organizacin.

En el proceso de orientacin del aprendizaje, es de vital importancia conocer la estructura cognoscitiva del estudiante; no slo se trata de saber la cantidad de informacin que posee, sino cuales son los conceptos y proposiciones que maneja as como de su grado de estabilidad. Los principios de aprendizaje propuestos por Ausubel, ofrecen el marco para el diseo de herramientas metacognitivas que permiten conocer la organizacin de la estructura cognitiva del educando, lo cual permitir una mejor orientacin de la labor educativa, sta ya no se ver como una labor que deba desarrollarse con mentes en blanco o que el aprendizaje de los estudiantes comience de cero, pues no es as, sino que, los educandos tienen una serie de experiencias y conocimientos que afectan su aprendizaje y pueden ser aprovechados para su beneficio.

Ausubel resume que si tuviese que reducir toda la psicologa educativa a un solo principio, enunciara este: El factor mas importante que influye en el aprendizaje es lo que el estudiante ya sabe. Avergese esto y ensese consecuentemente.

Segn Roger, aplicando la teora psicoteraputica a la educacin, se distingue dos clases de aprendizaje:

El memorstico sera de la educacin tradicional.

El vivencial o significativo es el verdadero aprendizaje.

Lo resaltante de esta teora que debemos sealar, es la importancia de la libertad, como condicionamiento de la educacin y del aprendizaje.

El aprendizaje ha de ser significativo o vivencial.

Se preocupa ms de la formacin de la persona que de la inteligencia.

Prefiere las tcnicas que facilitan el aprendizaje y la educacin. El profesor ha se preocupar facilitara el aprendizaje.5.2.5. MODELO DE Procesamiento de La informacin.

Este modelo presenta algunas estructuras que sirven para explicar lo qie sucede internamente durante el proceso del aprendizaje.

La informacin, los estmulos del ambiente se reciben a travs de los receptores que son estructuras en el sistema nerviosos central del individuo. De all para a una estructura hipotetizada de la cual los objetos y los eventos son codificados de la forma tal que obtienes validez para el cerebro; esta informacin para a la memoria de corto alcance donde es nuevamente codificada, pero esta vez de forma conceptual.

De manera mas concreta, los estmulos que recibe el estudiante son ingresados a su memoria transitoria denominada de corto alcance, posteriormente estos estmulos pasaran a una memoria de largo alcance, momento en que se puede decir que el estudiante ha fijado un elemento y puede recuperarlo en el futuro.5.2.6. enseanza asistida por ordenador.

La Enseanza Asistida por Ordenador naci en los aos 60 en los Estados Unidos, heredando directamente los mtodos de trabajo de la Enseanza Programada propuestos y desarrollados por el psiclogo norteamericano Skinner a finales de los aos 50. Este planteamiento inicial, basado en el neoconductismo, consista en usar mquinas de ensear de encadenamiento lineal pregunta-respuesta-estmulo. As se iba presentando una secuencia lineal progresiva (siempre la misma) de las ideas-clave, que se supona que el alumno iba adquiriendo e interiorizando. En la misma poca surge otro tipo de enseanza programada no lineal (Crowder), en la que el alumno no sigue un esquema idntico al de todos los dems alumnos, sino que tiene posibilidad de seguir caminos ramificados en funcin de sus respuestas.

Poco despus aparece un tipo de uso de los ordenadores para la enseanza de muy diferente estilo, basado en la concepcin psicogentica del proceso de aprendizaje. Apoyado inicialmente en las ideas de Jean Piaget, fue desarrollado por Papert, Davis, etc., y se identifica ms con el tipo de programas de simulacin, entornos abiertos de aprendizaje, etc.

Otra definicin muy interesante es la siguiente: Enseanza asistida por ordenador o computadora (EAO), es un tipo de programa educativo diseado para servir como herramienta de aprendizaje. Los programas EAO utilizan ejercicios y sesiones de preguntas y respuestas para presentar un tema y verificar su comprensin por parte del estudiante, permitindole tambin estudiar a su propio ritmo. Los temas y la complejidad van desde aritmtica para principiantes hasta matemticas avanzadas, ciencia, historia, estudios de informtica y materias especializadas. EAO es slo uno de la multitud de trminos, la mayora con significados equivalentes, relacionados con uso de las computadoras en la enseanza. Otras expresiones son aprendizaje asistido por computadora, aprendizaje impulsado por computadora, aprendizaje basado en computadora, formacin basada en ordenador o computadora e instruccin administrada por computadora.

La clasificacin ms usual de materiales de E.A.O. es la siguiente:

Tutoriales (presentacin de conceptos, lecciones)

Simulaciones

Algunos de los usos ms extendidos en los ordenadores en la enseanza son:

Programas lineales (Enseanza Programada)

Programas ramificados (tutoriales)

Ejercicios y Prcticas

Simulaciones

Juegos

Resolucin de problemas. Evaluaciones5.2.7. Instruccin programada.

En 1962, la UNESCO la defini as: La enseanza programada(instruccin programada) consiste en la presentacin gradual y a pequeas dosis de la materia de enseanza, organizada de tal manera que se puede obtener del alumno una reaccin inmediata que permita darse cuenta hasta qu punto ha aprendido.

Es una nueva tcnica de aprendizaje que trata de ensear ms y mejor, con el menor esfuerzo y en el menor tiempo. Se basa en la comunicacin perfecta que se da entre el maestro (emisor) y el estudiante (receptor) sin que haya perdida de informacin.

La enseanza programada permite la participacin activa del estudiante en cada paso de un plan concreto, que lo lleva de un conocimiento a otro, en forma secuenciada y progresiva. El estudiante acta independientemente, empleando el mtodo del descubrimiento y la deduccin.

Principios del enseanza programada.

Principio del aprendizaje mediante pequeos pasos. Establece que un aprendizaje es mejor si se ofrece los conocimientos en pequeas dosis (cuadros).

Principio de respuesta activa. Permite al estudiante aprender haciendo. As, se aprende mejor la cinemtica resolviendo ejercicios y viendo simulaciones que leyendo pasivamente un texto.

Principio de comprobacin inmediata. Un estudiante aprende ms, si verifica, comprueba sus respuestas inmediatamente. El alumno que espera dos semanas para conocer los resultados de su examen no rendir igual que otro que lo hace inmediatamente.

Principio de progresin libre. Permite a cada estudiante progresar en el aprendizaje, a su propio ritmo. De manera que, en cada paso o cuadro o puede emplear el tiempo que le sea necesario.

Principio de prueba con los alumnos. Consiste en la revisin de un texto programado basado en la actuacin del estudiante en el proceso del aprendizaje. Supone el experimento previo de dicho programa. Cuando se constata ms de 10% de errores, denota que el programas no funciona y es preciso reestructurado.

Como se aplica la enseanza programada.

El aspecto fundamental dentro de esta tcnica es el programa, que se caracteriza por presentar la materia en pequeas dosis llamados pasos, ofrecidos siguiendo un orden lgico; sirviendo cada uno de ellos de base para los siguientes. Siendo, el aprendiz guiado, sucesivamente, a la meta deseada. Dichos pasos denominados tambin cuadros, comprenden los siguientes elementos:

Informacin. Es la presentacin de una pequea parte de la materia, en forma clara y precisa, que no debe tratar ms de un tema a la vez, bajo la forma de una oracin, una definicin, un ejemplo, un dibujo con leyenda, etc.

Pregunta. A la informacin sigue un o mas respuestas que el aprendiz debe contestar activamente.

Respuesta. El estudiante contesta la pregunta ya sea: sealando con un aspa la respuesta correcta, aadiendo lo omitiendo, completando frases, seleccin mltiple, completando la figura inconclusa, solucionando problemas, manipulando botones (computadoras).

Verificacin o valoracin. Inmediatamente de registrada la reaccin del estudiante, se le muestra la respuesta correcta, para que compare con la ayuda. Si el resultado es favorable, contina con el siguiente paso; en caso contrario vuelve a repasar.

Continuacin. Si la respuesta del alumno fue correcta, pasa al siguiente segmento (paso) de informacin.

Tipos de enseanza programada.

Programacin lineal. Basado en la teora psicolgica de SKINNER. Es una forma se presentar la informacin, de manera que los cuadros se sucedan uno tras otro. Los programas lineales, por lo general, siguen un camino nico, en lnea recta, desde el principio hasta la ultima pgina, siempre que le estudiante responda correctamente. En otras ocasiones puede requerirse de un retroceso o repaso, que obliga al estudiante a volver a leer la informacin para proseguir su camino principal.

Programa ramificado. Es una modalidad desarrollado por CROWDER. Consiste en presentar al estudiante un fragmento informativo, cuya respuesta deber ser seleccionada entre diversas posibles alternativas. Por eso se llama tambin al mtodo: de seleccin mltiple. Si acierta en un leccin, se le ofrece un informacin con su respectiva pregunta; si fracasa se le comunica que est equivocado, sealando en que esta su error, o se le invita a leer de nuevo la informacin y que escoja de nuevo la respuesta; en otras se le facilita explicaciones adicionales y de le plantea el teme redactado de diferente manera. De este modo, el estudiante recorre el programa a travs de uno o ms caminos o ramas, segn las respuesta seleccionadas.

5.3. Fundamento didctico.

5.3.1. Las computadoras en las escuelas.

Los protagonistas de la enseanza aprendizaje son los estudiantes y los maestros, por lo que a analizar las implicaciones de la educacin con informtica, se toma en cuenta dos elementos fundamentales.

Con respecto a los estudiantes y el impacto que tiene el uso de la computadora en su educacin, se dice que la manera de usar la computadora en las aulas est muy ligado a las teoras del aprendizaje.

Segn Jos Guerrero Maldonado cuando la computador se comenz a usar en la educacin, estuvo muy relacionada con el pensamiento constructivista.

Si la computadora asume tareas de este tipo, como por ejemplo, la enseanza de los procesos mecnicos del calculo aritmtico o las reglas de acentuacin, el maestro queda liberado de este trabajo y puede dedicarse, en principio , a facilitar a sus estudiantes la comprensin de dichos procesos y su aplicacin. Pero este esquema es demasiado simplista. Para considerar otras opciones en el uso de la computadora como recurso didctico, conviene revisar qu ha ocurrido en el campo delas teoras de la enseanza y de la psicologa cognitiva.

Cuando se plantea el concepto de Educacin con Informtica, se debe entender la educacin en este sentido amplio, no restringido al conocimiento y a las habilidades, sino que tambin deben quedar incluidas la comprensin del otro, la interdependencia, las actitudes para comunicar, el trabajo en equipo, la responsabilidad personal y el respeto a los valores del pluralismo y comprensin mutua.

La perspectiva de la Transmisin, para la cual los conocimientos deben ser transmitidos eficientemente y el maestro se siente obligado a terminas todo el contenido. La relacin mas fuerte se da entre el maestro y el contenido y a travs de sete, el maestro se relaciona con los estudiantes.

La perspectiva del Desarrollo. En esta perspectiva se ayuda a los estudiantes a que aprendan cmo seguir aprendiendo con la supervisin de un maestro y el empleo de un tutor y un laboratorio virtual. El maestro induce en sus estudiantes una relacin fuerte entre ellos y el contenido.

Con todo esto, se puede ver que la educacin con la computadora implica aprovechas la tecnologa para educar a nuestros estudiantes, mediante una enseanza acorde a su nivel de desarrollo cognoscitivo, a travs del tipo de aprendizaje segn la clasificacin de Gagne y dentro de una perspectiva educativa bien definida. Esto no lleva a la necesidad de diseas las actividades que los estudiantes realizan en la computadora. Es decir, se requiere adoptar la metfora; el maestro debe planear las actividades tomando en cuenta metas a corto y mediano plazo, debe establecer una secuencia que lleve a sus estudiantes a un nivel de desarrollo cognoscitivo con la institucin y con la realidad en la que viven los estudiantes.

El maestro debe asegurarse de que su enseanza no se quede slo en la transmisin de conocimiento y en el desarrollo de habilidades, sino que promueva el aprender a vivir juntos y el aprender a ser. Y lo ms importante, garantizando el equilibrio entre el aprendizaje de la habilidades necesarias para el uso cotidiano de la computadora en la bsqueda, organizacin y presentacin de informacin, con el aprendizaje de los contenidos d diferentes materias y con el desarrollo del pensamiento analtico, crtico y creativo; tomando en cuenta que no siempre se pueda ni se deba tener actividades que contengan estos tres elementos.

El punto departida es un anlisis de la sociedad, que se encuentra inmersa en tecnologa informtica, en la que la computadora est presente prcticamente en todas las actividades humanas, una sociedad que clama que la educacin vaya ms all del conocimiento y del desarrollo de las habilidades, que necesita que sus miembros sean capaces de aprender por si mismos, que sen capaces de vivir en comunidad; una sociedad que ha confiado a las escuelas la tarea de educar a sus miembros ms jvenes para que se integren a ella.

Los llamados Sistemas Tutoriales, son programas de computacin que pueden ser capaces de aconsejar, analizar, comunicar, explicar, formar conceptos, interpretas, diagnosticar, es decir desarrollar un programa capaz de manejar problemas que para su resolucin requieren intervencin humana especializada.

La palabra virtual proviene del latn virtus, que significa fuerza, energa impulso inicial. Las palabras vis (fuerza) y vir (varn), tambin estn relacionadas. As, la virtus no es una ilusin ni una fantasa ni siquiera una simple eventualidad, relegada a los limites de lo posible. Mas bien, es real y virtud de la cual el efecto existe y, por ello mismo, aquello por lo cual la causa sigue estando presente virtualmente en el efecto. Lo virtual, pues, no es ni irreal ni potencial; lo virtual est en el orden de lo real.

La UNESCO (1998), define la educacin virtual como entornos de aprendizaje que constituyen una forma totalmente nueva, en relacin con la tecnologa educativa... un programa informtico interactivo de carcter pedaggico que posee una cantidad de comunicacin integrada. Son una innovacin realmente reciente y fruto de la convergencia de las tecnologas informticas y de telecomunicaciones que se ha intensificado durante los ltimos diez aos. La realidad virtual es desmedida. En ella las proporciones no son el orden en si, sino un orden entre otros. Los mundos virtuales pueden hacernos experimentar espacios artificiales y percepciones visuales, auditivas y tctiles.5.3.2. Mtodo simulador.

Se llama simulador porque se hace simulacin o modelacin de la realidad entendida como: conceptos, preceptos, fenmenos, problemas, con el objeto de conocer o resolver lo que se quiere. En este mtodo la realidad se entiende como se quiere conocer, resolver, comprender o interpretar.

La resolucin de basa en la simulacin que contengan o comprendan aspectos visuales, tctiles, verbales, sonoros, etc.5.3.3. Mtodo experimental.

La experimentacin involucra la modificacin deliberada de algunos factores, es decir, la sujecin del objeto de experimentacin a estmulos controlados.

Pero que habitualmente se llama mtodo experimental no envuelve necesariamente experimentos en el sentido estricto del trmino, y puede aplicarse fuera del laboratorio. As, por ejemplo, la astronoma no experimenta con cuerpos celestes (por el momento) pero es una ciencia emprica por que aplica el mtodo experimental. No es tan difcil decidir si una hiptesis concuerda con los hechos. En primer lugar la verificacin emprica rara vez puede determinar cul de los componentes de una teora dada ha sido confirmado o no confirmado; habitualmente se prueban sistemas de proposiciones antes que enunciados aislados. Pero la principal dificultad proviene d la generalidad de las hiptesis cientficas, por lo tanto es necesario observar hachos singulares, para la posterior recoleccin y anlisis de datos deben hacerse a reglas de la estadstica.5.3.4. Mtodo computarizado o ciberntico.

Se desprende de la instruccin programada, de la que sigue sus conceptos y procedimientos, pero con el uso de una computadora, la que debe ser manejada a travs de una serie de instrumentos, ordenes, datos, funciones, etc., establecidos previamente en un programa. El diseo del modelo es de carcter lgico, es decir, simblico o matemtico. Las mquinas de enseanza o computadoras requieren que el alumno sepa manejarlas correctamente, aprendiendo primero a utilizar el aparato, conocer su lenguaje, la forma de programar y operar, es decir el hardware y el software.

2.4. FUNDAMENTO DISCIPLINAR.

CINEMTICA

2.4.1. DEFINICIN:

Es una parte de la mecnica, que estudia el movimiento de los objetos sin tomar en cuenta las causas que lo originan, es decir prescindiendo de las fuerzas que lo producen.

2.4.2. DEFINICION DE: TRAYECTORIA, VECTOR POSICIN, DESPLAZAMIENTO:

TRAYECTORIA: Es todo el recorrido que realiza un cuerpo en un espacio de dos o tres dimensiones

TIPOS DE TRAYECTORIA

Figura 4.1

VECTOR POSICIN: Es la posicin del vector con respecto al origen.

Figura4.2

DESPLAZAMIENTO: Magnitud que se mide desde el punto de inicio hasta el punto final del movimiento de un cuerpo, es la variaron del vector posicin (Es una magnitud vectorial) 2.4.3. VELOCIDAD:

Magnitud fsica que expresa el espacio recorrido por un mvil en la unidad de tiempo. Su unidad en el Sistema Internacional es el (m/s).

Figura 4.3

2.4.3.1. VELOCIDAD MEDIA.Se define como la razn entre el cambio de posicin r, y cambio de tiempo, t. Vale decir:v=r/tDonde r = r - ro y t = t - t0 (intervalo de tiempo), Siendo ro la posicin inicial en el instante to y r la posicin final en el instante t.Cuando el movimiento es rectilneo, es posible omitir la flecha de vector, y si el movimiento es en el eje X, entonces podemos escribir las relaciones de arriba de la siguiente manera:

vx = x/t x = vxt O bien: x - xo= vx(t - to).Observe que si to=0 (esto equivale a hacer que nuestros cronmetros se vuelvan a cero), entonces en la ltima ecuacin tendremos:

x = xo + vxt [m]

Por lo anterior ser posible representar grficamente el desplazamiento x en funcin del tiempo y obtener una grfica como la de la figura (2.4)

Figura 4.4Desplazamiento de un objeto que se mueve sobre el eje x graficado en funcin del tiempo. La cantidad x/t representa la velocidad media en el intervalo de tiempo t, mientras que el lmite de esta cantidad cuando t tiende a cero, que es la derivada dx/dt, representa la velocidad instantnea en el tiempo t.

2.4.3.2. VELOCIDAD INSTANTNEA.Es la velocidad que posee una partcula en cada punto, o en cada instante de su trayectoria

El valor numrico de la velocidad instantnea es el mdulo de la velocidad y se denomina rapidez o celeridad.

Figura 4.5

a) Conforme el auto se mueve a lo largo del eje x, y Q se acerca a P, el tiempo que tarda en recorrer la distancia disminuye.

b) Grafica posicin-tiempo para la partcula. A medida que los intervalos de tiempo se vuelven ms y ms pequeos, la velocidad promedio para ese intervalo, igual a la pendiente de la lnea punteada que conecta P y la Q apropiada, se aproxima a la lnea tangente en P. La velocidad instantnea en P es la pendiente de la lnea tangente en el tiempo t1Entonces la velocidad instantnea es la derivada de la posicin respecto del tiempo, por la ecuacin:

Por la notacin de clculo diferencial, el valor lmite al que tiende el cociente x/t, cuando t tiende a cero se escribe como , y se lee derivada de r respecto de t. Entonces la velocidad instantnea ser:

2.4.4. MOVIMIENTO RECTILNEO

Se denomina movimiento rectilneo, aqul cuya trayectoria es una lnea recta.

Figura 4.6

En la recta situamos un origen O, donde estar un observador que medir la posicin del mvil x en el instante t. Las posiciones sern positivas si el mvil est a la derecha del origen y negativas si est a la izquierda del origen.

Para facilitar an ms nuestro estudio imaginemos que partimos de la posicin cero en el instante cero. Ubiquemos nuestra suposicin en una tabla:

TABLA N 2. Relacin Posicin Versus Tiempo

Instante (t) 0 1 23 4 5 6 7 8 9 10

Posicin (x) 0 2 4 6 8 10 12 14 16 18 20

Figura 4.7

Fsicamente ese valor constante, la razn entre el espacio recorrido y el tiempo trascurrido, se denomina velocidad.

El espacio y el tiempo matemticamente son directamente proporcionales, eso implica que si dividimos cada posicin por el instante en que se encuentra nos dar un valor constante.

Para describir el movimiento de una partcula, respecto de un sistema de referencia, tenemos que conocer, en cada instante, la posicin del mvil, su velocidad y la aceleracin con la que est animado.

vector de posicin

Elegido un sistema de referencia, la posicin del mvil queda determinada por el vector de posicin: El extremo del vector de posicin describe, a lo largo del tiempo, una lnea que recibe el nombre de trayectoria. Esta curva se puede obtener eliminando el tiempo en las ecuaciones paramtricas.

2.4.4.1. MOVIMIENTO RECTILNEO UNIFORME

OTRAS CONSIDERACIONES IMPORTANTES SOBRE DESPLAZAMIENTO y VELOCIDAD

El movimiento de una partcula se conoce por completo si su posicin en el espacio se conoce en todo momento.

Por ejemplo, considrese un auto (que trataremos como una partcula) que se mueve a lo largo del eje x desde un punto P a un punto Q.

Su posicin en el punto P es x, en el tiempo ti y su posicin en el punto Q es xf en el tempo tf. (Los ndices i y f se refieren a los valores inicial y final.) (Figura 2.8)

Figura 4.8A. Un auto se mueve a la derecha a lo largo de una lnea recta tomando como el eje x. Debido a que nos interesa solo el movimiento de traslacin del auto se puede tratar como una partculaB. Grafica posicin-tiempo para el movimiento de la partculaEn tiempos diferentes a ti y tf, la posicin de la partcula entre estos dos puntos puede variar,.

Una grfica con estas caractersticas recibe el nombre de grfica de posicin - tiempo, Cuando la partcula se mueve de la posicin xi a la posicin xf, su desplazamiento est dado por Xf - xi.

Como se sabe con la letra griega delta se indica el cambio en una cantidad.

Por consiguiente, se escribe el cambio en la posicin de la partcula (el desplazamiento).

De la figura 2.8.(b) es claro que v es la tangente del ngulo , por lo que representa tambin la pendiente de la secante PQ que une los dos puntos de la curva que corresponde al tiempo t y al desplazamiento x + Por lo que

.

Un movimiento es uniforme cuando el mvil recorre espacios iguales en tiempos iguales .

Un movimiento rectilneo uniforme es aqul cuya velocidad es constante, por tanto, la aceleracin es cero. La posicin x del mvil en el instante t lo podemos calcular integrando , o grficamente, en la representacin de v en funcin de t.

Figura 4.9Habitualmente, el instante inicial t0 se toma como cero, por lo que las ecuaciones del movimiento uniforme resultan:

2.4.5. ACELERACIN:

Es la rapidez con que una partcula cambia su velocidad al transcurrir el tiempo este cambio puede ser positivo o negativo, en el primer caso la velocidad aumenta y el movimiento se llama acelerado, mientras que en el segundo la velocidad disminuye y el movimiento es desacelerado. Es una Magnitud vectorial que expresa el incremento de la velocidad en la unidad de tiempo. Su unidad en el Sistema Internacional es el metro por segundo al cuadrado (m/s2).

2.4.5.1. ACELERACIN MEDIA:Se denomina vector aceleracin media,

, a la variacin que experimenta la velocidad instantnea en la unidad de tiempo.

2.4.5.1. ACELERACIN INSTANTNEAAceleracin instantnea

es la aceleracin que posee la partcula en un instante determinado (en cualquier punto de su trayectoria). Su direccin y sentido coincide con el del cambio de la velocidad.

Donde la expresin se le derivada de la velocidad respecto de la derivada del tiempo.

2.4.5.2. RELACIONES GRFICAS ENTRE x, v y a

La posicin de un objeto que se mueve a lo largo del eje x vara con el tiempo, como se muestra en la Figura 3.10Con mtodos grficos se obtienen grficas de la velocidad contra el tiempo y de la aceleracin contra el tiempo para el objeto.

Razonamiento y solucin:

La velocidad en cualquier instante es la pendiente de la tangente de la grfica x-t en ese instante.

Entre t=0 y t= t1, la pendiente de la grfica x-t aumenta de manera uniforme, por lo cual la velocidad se incrementa linealmente, como en la Figura 3.10. Entre t1 y t2 la pendiente de la grfica x-t es constante, de manera que la velocidad permanece constante.

En t4, la pendiente de la grfica x-t es cero, de modo que la velocidad es cero en ese instante.

Entre t4 y t5 la pendiente de la grfica x-t es negativa y disminuye de manera uniforme; por lo tanto, la velocidad es negativa y constante en este intervalo.

En el intervalo t5 a t6 la pendiente de la grfica x-t an es negativa y va a cero en t6.

Por ltimo, despus de t6 la pendiente de la grfica x-t es cero, por lo que el objeto se encuentra en reposo.

De manera similar, la aceleracin en cualquier instante es la pendiente de la tangente de la grfica v-t en ese instante.

La grfica de aceleracin contra tiempo para este objeto se muestra en la Figura 3.10Observe que la aceleracin es constante y positiva entre 0 y t1, donde la pendiente de la grfica v-t es positiva; la aceleracin es cero entre t1 y t2 y para t , porque la pendiente de la grfica v-t es cero.

Figura 3.10

Figura 4.10

a) Grafica posicin-tiempo para un objeto que se mueve a lo largo del eje x.

b) La velocidad contra el tiempo para el objeto se obtiene al medir la pendiente dela grafica posicin-tiempo en cada instante.

c) La aceleracin contra el tiempo para el objeto se obtiene midiendo la pendiente de la grafica velocidad-tiempo en cada instante.

2.4.5.3. ACELERACIN UN VECTOR.

Si el movimiento se realiza en dos dimensiones, el vector aceleracin se presenta en sus componentes de al siguiente forma.*

Y si el movimiento se realiza en tres dimensiones, el vector aceleracin se presenta en sus componentes de al siguiente forma.

Nota: El valor numrico de la aceleracin instantnea es el mdulo del vector aceleracin:

2.4.6. MOVIMIENTO RECTILNEO UNIFORMEMENTE VARIADO:

En este tipo de movimiento la aceleracin es constante. Habitualmente, el instante inicial t0 se toma como cero, quedando las frmulas del movimiento rectilneo uniformemente acelerado, las siguientes.

Un movimiento uniformemente acelerado es aqul cuya aceleracin es constante. Dada la aceleracin podemos obtener el cambio de velocidad v-v0 entre los instantes t0 y t, mediante integracin, o grficamente *

*

Figura 4.11

2.4.6.1. ECUACI0NES DEL MOVIMIENTO UNIFORMEMENTE ACELERADO:

De:

Si t1 tiempo inicial es cero(t0) entonces t2 (tiempo final) lo denotaremos solo por (t);y si v0=v1, y vf= v2 entonces se nos presenta:

; Ordenando la expresin obtenemos:

(1)

Dada la velocidad en funcin del tiempo, obtenemos el desplazamiento x-x0 del mvil entre los instantes t0 y t, grficamente (rea de un rectngulo + rea de un tringulo), o integrando

Figura 4.12En la figura 3.12 se observa que el rea total bajo la grafica velocidad-tiempo, es igual a la suma de las reas de los rectngulos por lo que: A=A1+A2

Geomtricamente estas reas son:

A1 = v0 t

yA2 =

Entonces de: A=A1+A2 se tiene: A= v0 t +

Ordenando se tiene:

A =

Como: rea = espacio recorrido = x

(2)

A continuacin a partir de las ecuaciones 1 y 2 se obtendr otra relacin importante.

De 1 despejando t:

En 2:

Ordenando:

Por ltimo se tiene:

(3)

Remplazando (1) en (2)

Ordenando

:

Por ltimo se tiene:

(4)

La siguiente es una alternativa para hallar la vf:

(5)

Nota: recurdese que todas estas ecuaciones partieron originalmente de una sola ecuacin:

TABLA N 3. DE ECUACIONE DEL M.R.U.V. *

VARIABLES CONSIDERADASECUACIONN

V0, vf, , t 1

X, V0, vf, t

2

X, V0, vf,

3

X, V0, t,

4

X, V0, , t

5

2.4.7. CAIDA LIBRE:

Se denomina as al movimiento vertical que realiza una partcula que se mueve con velocidad variable y una aceleracin constante.

Si no se considera la resistencia del aire, todos los cuerpos, independientemente de su masa, caen con la misma aceleracin y, por tanto, llegan a la misma vez al suelo partiendo desde la misma altura.

En cada libre la aceleracin es la gravedad (); que deacuerdo a normas internacional su valor es de 9.81 ms-2.

Figura 4.13TABLA N 4. VALORES DE () A DIFERENTES ALTITUDES Y LATITUDES

ALTITUD

m

m/s-2ALTITUD

m

m/s-2

09.806160009.757

10009.803320009.710

40009.7941000009.600

80009.7825000008.530

Fuente: Elaboracin Propia:

Las ecuaciones que describen el lanzamiento vertical hacia arriba de un cuerpo son:

Ecuacin de velocidad:

Ecuacin de posicin (altura):

Si se lanza desde el suelo .

En la altura mxima, la velocidad del cuerpo se hace 0.

Se considera cero la velocidad y se despeja el tiempo ese es el tiempo que tarda en ascender:

; .

AL sustituir ese tiempo en la ecuacin de altura, se obtienen la altura mxima:

.

.

Cuando se pide cualquier cosa relativa a la llegada al suelo del cuerpo, hay que saber que la velocidad de llegada al suelo no es igual a 0. Aqu la velocidad tiene su mximo valor. 0 es la altura.

Al llegar al suelo, la altura del cuerpo es cero.

Se considera cero la altura y se despeja el tiempo total de vuelo, quedando:

.

Si se sustituye el tiempo total de vuelo en la ecuacin de velocidad:

Con esto se saca que tarda lo mismo en ascender hasta la mxima altura que en descender desde ese punto hasta el suelo. Tambin la velocidad con la que llega al suelo es igual a la que tena inicialmente solo que de signo opuesto 2.4.8. MOVIMIENTO COMPUESTO

Es una composicin de dos tipos de movimientos que se realizan en los ejes x y y,en esta seccin estudiaremos el movimiento en el plano x-y ,es decir estudiaremos el movimiento en dos dimensiones:

Figura 4.14

2.4.9. MOVIMIENTO PARABLICO:Los movimientos parablicos pueden ser tratados como una composicin de dos movimientos rectilneos: uno horizontal con velocidad cte (MRU) y otro vertical con aceleracin cte (MRUA).

El movimiento de media parbola, lanzamiento horizontal, puede considerarse como la composicin de un movimiento rectilneo uniforma de avance horizontal y un movimiento de cada libre. El movimiento parablico puede considerarse como la composicin de un movimiento rectilneo uniforme de avance horizontal y un movimiento vertical hacia arriba.

Notas: Un cuerpo lanzado horizontalmente y otro que se deja caer libremente desde la misma altura tardan lo mismo en llegar al suelo.

Dos cuerpos, lanzados uno verticalmente hacia arriba y el otro parablicamente, que alcancen la misma altura, tardan lo mismo en caer al suelo.

La independencia de la masa en la cada libre y el lanzamiento vertical es igualmente vlida en los movimientos parablicos.

Y max

X max

Figura 4.15

TABLA N 5. ECUACIONES DEL MOVIMIENTO PARABLICO*

EJEECUACIONN

EJEX

1

EJE Y

2

3

4

a) ALTURA MXIMA:Es la mxima distancia que alcanza el proyectil en el eje (y), esta altura se calcula planteando la ecuacin (3) entre el origen de coordenadas y el punto de mxima altura, esto es:

De la ecuacin (3);

Si en el punto ms alto vf =0la ecuacin ser:

De donde:

Pero , de la figura se obtiene

Figura 4.16 (6) Y finalmente se tiene:

(7)

b) TIEMPO DE VUELO.El tiempo de vuelo o tiempo total es el tiempo que demora un proyectil desde que es lanzado hasta el retorno al mismo nivel , es as que:

(8)Es decir que el tiempo que emplea una proyectil en subir desde el origen hasta el punto ms alto es el mismo que el que emplea en bajar (ambos tiempos son iguales).

(9)

Entonces:

(10)

Y se calcula planteando la ecuacin (2)

Si ; resulta:

(11)

Finalmente remplazando 11 en 10:

(12)

c) ALCANCE HORIZONTAL MXIMO:Es mxima distancia que recorre el proyectil en el eje x, para su clculo se plantea la siguiente ecuacin:

(13)

De la anterior figura

(14)

Remplazando este valor: 14 y 12 en 13:

(15)

Ordenando:

(16)

Por trigonometra:

(17)

Finalmente: 17 en 16:

(18)

2.4.10. MANEJO DEL LABORATORIO VIRTUAL.

El laboratorio virtual consiste en un software llamado: INTERACTIVE PHYSICS que es el resultado del trabajo en colaboracin entre profesores de Fsica, escritores, editores e ingenieros en software. Interactive Physics guarda correlacin con los estndares de los planes de estudio de educacin nacional de EE.UU. y ensea a sus estudiantes las mismas herramientas de movimiento del mundo real que son utilizadas por cientficos e ingenieros profesionales.

Para comenzar, a manipular el INTERACTIVE PHYSIC debemos ensear a los estudiantes los siguientes pasos que sern fundamentales para el armado de sistemas cinemticos en el laboratorio virtual de Fsica.

1. Instalar el INTERACTIVE PHYSICS. Inserte el CD en la unidad de CD-ROM y siga las instrucciones de instalacin.

Cuando se le solicite un nmero de serie, escriba DEMO o ingrese el numero de serie de su licencia.

Cuando aparezca la ventana Seleccin de la carpeta, haga clic en [Aceptar].

Para ver una gua de presentacin paso a paso, vaya a la pgina siguiente.

2. Manejo y entorno del INTERACTIVE PHYSICS.El software es muy similar al entorno de un editor de grafico como el PAINT, esto facilita su manejo al armar un sistema fsico para estudiarlo y analizarlo. Luego de armar el sistema para su reproduccin el software solo consta de los siguientes botones que facilitaran la presentacin de la simulacin:

ARRANCAR. Que inicia la presentacin de la simulacin.

ALTO. Que detiene la presentacin de la simulacin.

REAJUSTAR. Que hace que el sistema vuelva a sus condicione iniciales.

PASOS HACIA ADELANTE. Que hace que el sistema avance hacia delante dando pasos que se pueden regular.

PASOS HACIA ATRS. Que hace que el sistema avance hacia atrs dando pasos que se pueden regular.

3. Creacin de un bloque en cada. La primera simulacin es el primer experimento de Newton: dejar caer un bloque.

Para dibujar un rectngulo, haga clic en la herramienta Rectngulo, luego haga clic en el espacio de trabajo y dibuje un bloque rectangular.

Para ejecutar la simulacin y ver caer el bloque por accin de la gravedad, haga clic en ARRANCAR .

Haga clic en REAJUSTAR para restablecer la simulacin.

Figura 4.16

4. Adicin de un vector de velocidad. Para agregar un vector de velocidad, haga clic en el rectngulo.

Desde el men Definir, haga clic en Vectores y luego en Velocidad.

Haga clic en ARRANCARy observe que el vector cambia de magnitud a medida que el bloque cae.

Haga clic en ALTO y REAJUSTAR.5. Representacin grfica de un movimiento.Para el ejemplo del pndulo:

Para representar grficamente el movimiento del pndulo, haga clic en el rectngulo. En el men Medir, seleccione Posicin y luego Grfica de rotacin.

Para reunir datos, haga clic en ARRANCAR ; los datos se pueden mostrar como una grfica, un grfico de barras o una cifra. Haga clic en REAJUSTAR.

A partir de la grfica, es posible determinar la amplitud y la frecuencia del movimiento del pndulo. Para agrandar la grfica, haga clic en ella y arrastre su esquina inferior derecha hacia la derecha.6. Modificando la gravedad. Para modificar la gravedad, haga clic en el men Mundo, seleccione Gravedad, deslice el botn hacia el valor mximo de 20 m/sec2 y haga clic en Aceptar.

Haga clic en ARRANCAR y observe que, en concordancia con las predicciones tericas y experimentales, un cuerpo cae con una velocidad cada vez ms alta. Haga clic en REAJUSTAR.

Figura 4.17

7. Adicin de una imagen a un objeto. Para introducir una imagen a un objeto, primeramente debemos introducir una imagen al espacio de trabajo del INTERACTIVE PHYSICS, para esto las imgenes debern estar abrirse primero en PAINT.

En PAINT, elija Seleccionar todo en el men Edicin para seleccionar el mapa de bits completo. Seleccione Copiar desde el men Edicin para copiar el mapa de bits al portapapeles.

Vuelva a INTERACTIVE PHYSICS. Seleccione Pegar en el men Edicin Para pegar la imagen del astronauta desde el portapapeles al espacio de trabajo de INTERACTIVE PHYSICS.

Para adherir esta imagen con u objeto que esta en el espacio de trabajo del INTERACTIVE PHYSICS, selecciones ambos objetos, por ejemplo un circulo (objeto) y un astronauta (imagen).

Seleccione Adherir imagen del men Objeto. Observe que el crculo ha desaparecido y ha sido reemplazado por la imagen del astronauta.

Figura 4.18

8. Adicin de sonidos.1. Para agregar sonido, haga clic en el astronauta y seleccione Contacto en el men Medir.

2. Haga clic en ARRANCARpara iniciar la simulacin y escuchar el sonido producido cuando el astronauta hace contacto con el bloque. Haga clic en REAJUSTAR.2.4.11. TRATAMIENTO FSICO DEL LABORATORIO VIRTUAL.

C. MOVIMIENTO RECTILNEO UNIFORME (MRU).

a) OBJETIVO

Realizar una actividad experimental del MRU en el laboratorio virtual, utilizando el INTERACTIVE PHYSICS, para analizar sus caractersticas conceptuales,, velocidad, tiempos de encuentro y de alcance.

b) MATERIAL

Interactive Physics.

Calculadora.

Cuaderno de notas.

c) FUNDAMENTO TEORICO

El MRU es aquel tipo de movimiento ms simple de la cinemtica, cuya trayectoria es una recta con una velocidad constate y un a aceleracin nula (no existe).CARACTERSTICAS DEL MRU:

En el MRU la trayectoria necesariamente es una recta.

En el MRU el mvil recorrer distancias iguales en tiempos iguales.

En el MRU la aceleracin es nula (a = 0).

En el MRU la velocidad (v) de un mvil es constante (no cambia) : v = cte.

d) PROCEDIMIENTO.

LA VELOCIDAD.

Velocidad expresa el espacio recorrido de un objeto en la unidad de tiempo. Es una magnitud vectorial por lo cual tiene mdulo, direccin y sentido.

, .

Para el laboratorio virtual:

Para determinar la velocidad debemos armar el siguiente sistema.

Primeramente preparamos el espacio de trabajo: eje de coordenadas, cuadriculas y reglas.

El sistema consta de un mvil, que se desplaza en lnea recta sobre el eje x, para lo cual hacemos doble clic en el mvil, y aparecer la ventada de PROPIEDADES y le daremos Vx = 2 [m/s] en el eje x (por ser movimiento en un sola dimensin).

Para medir el tiempo de desplazamiento, seleccionamos el mvil y en el men MEDIR seleccionamos TIEMPO, y aparecer una cuadro que nos medir el tiempo.

Iniciamos la simulacin y observaremos que el mvil se desplaza mientras transcurre el tiempo, entonces dado la velocidad y ciertos intervalos de tiempo obtendremos la siguiente tabla:TABLA N 6. Relacin entre desplazamiento, tiempo y velocidad.

NTiempo

t (s)Desplazamiento

x (m)Velocidad

v (m/s)Intervalo de tiempo t = to-tIntervalo de recorrido t = xo-x

15102510

210202510

315302510

420402510

530302510

Fuente: Elaboracin Propia:Donde se verifica una de las caractersticas del MRU, que la velocidad es constante en todo momento:

Tambin de que en intervalos de tiempos iguales recorre espacios iguales:

Figura 4.19

De los datos obtenidos en la tabla el mvil recorre 10 metros en los primeros 5 segundos y en los siguientes 5 segundos recorre otros 10 metros, y as sucesivamente.TIEMPO DE ENCUENTRO.

El tiempo de encuentro es el tiempo en que dos mviles se encuentran al desplazarse uno al encuentro del otro (estn uno al frente del otro), despus de haber partido ya sea al mismo tiempo o alguno de ello con algn retrazo o adelanto.

Para el laboratorio virtual:

Para determinar el tiempo de encuentro debemos armar el siguiente sistema.

Figura 4.20

El sistema consta de dos mviles, que se desplaza en lnea recta sobre el eje x, uno al encuentro del otro, al primero le daremos una velocidad Vx1 = 5 [m/s], y al segundo una Vx2 = 2 [m/s] en la ventada de PROPIEDADES .

Debemos medir el tiempo de desplazamiento para uno de los mviles, ya que ambos se movern durante el mismo tiempo, recorriendo distancias que dependern de su velocidad.

Iniciamos la simulacin y observaremos que el ambos movibles van uno al encuentro del otro mvil, entonces para determinar el tiempo de encuentro se hace el siguiente anlisis:

El recorrido del primer mvil ser: (1)

y el recorrido del segundo mvil ser: (2)

adems del grafico se observa que: (3)

factorizando: (4), finalmente: (5) Con lo que podremos llenar la siguiente tabla: TABLA N7. Valores para determinar el tiempo de encuentro.

NVelocidad

Mvil 1Velocidad

Mvil 2Distancia

inicialTIEMPO encuentroDesplazamiento del mvil 1Desplazamiento

del mvil 2

1

2

3

4

5

PROM

Fuente: Elaboracin Propia:TIEMPO DE ALCANCE:

El tiempo de alcance es el tiempo en que dos mviles se encuentran al desplazarse en la misma direccin y haber partido del mismo punto, cada mvil tendr una velocidad diferente lo que har variar el tiempo de encuentro.

Para el laboratorio virtual:

Para determinar el tiempo de encuentro debemos armar el siguiente sistema.

Figura 4.21

El sistema consta de dos mviles, que se desplaza en lnea recta en la misma direccin sobre el eje x, al primero le daremos una velocidad Vx1 = 5 [m/s], y al segundo una Vx2 = 2 [m/s] en la ventada de PROPIEDADES .

Debemos medir el tiempo de desplazamiento para uno de los mviles, ya que ambos se movern durante el mismo tiempo, recorriendo distancias que dependern de su velocidad.

Iniciamos la simulacin y observaremos que el ambos movibles un mvil alcanza al otro, entonces para determinar el tiempo de alcance se hace el siguiente anlisis:

El recorrido del primer mvil ser:

(1)

y el recorrido del segundo mvil ser:

(2)

adems del grafico se observa que:

(3)

de donde:

(4),factorizando:

(5),finalmente:

(6).

Con lo que podremos llenar la siguiente tabla:TABLA N 8. Valores para determinar el tiempo de alcance.

NVelocidad

Mvil 1Velocidad

Mvil 2Distancia

inicialTIEMPO alcanceDesplazamiento del mvil 1Desplazamiento

del mvil 2Error porcentual

1

2

3

4

5

PROM

Fuente: Elaboracin Propia:C. MOVIMIENTO RECTILNEO UNIFORMEMENTE VARIADO (MRUV).

Se har un experimento de cada libre ya que obedece a las mismas reglas del MRUV

Cada libre - determinacin de la gravedad.

a) OBJETIVO.

Determinar el valor de la gravedad g en la cuidad de La Paz (en el lugar donde se realice el experimento).

b) MATERIAL

Interactive Physics.

Calculadora.

Cuaderno de notas.

c) FUNDAMENTO TEORICO

Un par de cuepos tienden a reducir su distancia, a acercarse, exactamente como si se atrajeran a travs del espacio que los separa, lo cual quiere decir ejercen fuerzas unos sobre otros que tienden a aproximarlos.

Esta fuerza es denominada atraccin universal y, que se ejerce entre los cuerpos que existen en el espacio.

Cuando es atraccin se ejerce entre la Tierra y los cuerpos que la circundan, (cuando estos cuerpos no son astros), se denominan GRAVEDAD, y lo representamos por g.

Existen muchas formas de obtener experimentalmente el valor de la aceleracin g de un cuerpo en cada libre. En la prctica medirs la aceleracin de una esfera que cae de una cierta altura h.

Conociendo esta altura h y el tiempo t que tarda en caer, podemos calcular su aceleracin, a travs de la ecuacin del espacio en el movimiento rectilneo uniformemente variado (MRUV).

En nuestro experimento: x = h, vo = O[m/s] (parte del reposo), a = g.

Luego: ; despejando g:

d) PROCEDIMIENTO Primero debemos armar el sistema de la figura para determinar la gravedad.

El sistema consta de un muro y una pelota que va a caer desde ciertas alturas.

Ubiquemos la pelotita a una altura de 5 metros y midamos el tiempo que tarda en llegar al suelo.

Has lo mismo con las alturas de 10, 20, 30, 40, 50 metros.

Registra los datos en la Tabla.

TABLA N9. Determinacin de la gravedad.

NALTURATIEMPOACELERACINERROR EXPERMIMENTAL

h

[m]t

[s] [m/s2]

15

210

320

430

540

650

PROM

Fuente: Elaboracin Propia:

C. MOVIMIENTO COMPUESTO.

a) OBJETIVOS.

Estudiar el movimiento compuesto de un cuerpo con velocidad inicial horizontal y velocidad vertical nula.b) MATERIALES

Interactive physics.

Calculadora.

Cuaderno de apuntes.c) FUNDAMENTO TEORICO.

Cuando una pequea esfera se suelta desde una m esa con una velocidad horizontal y velocidad vertical nula, la esferita empieza su movimiento inicia un movimiento parablico en el plano X Y, en el eje X se tiene un movimiento uniforme (MRU) y en el eje Y se tiene un movimiento uniformemente acelerado (MRUV), es decir.

Eje X: (MRU)

(1)

Eje y (MRUV):

(2)

Estas ecuaciones estn relacionadas entre si, por que el parmetro tiempo t es el mismo para ambas, en consecuencia, despejando t de la primera y reemplazando a la segunda obtenemos: (3)

Ahora si realizamos sucesivos impactos sobre el suelo para la altura total de cada H, es posible medir experimentalmente el alcance horizontal mximo D; entonces la ecuacin (3) toma la forma: (4)

Esta ecuacin nos permite calcular la Vo segn: (5)d) PROCEDIMIENTO.

Arme el sistema la figura, que consiste en un avin que suelta a un cuerpo desde el cielo, transmitindole una velocidad inicial en el eje X y velocidad 0 en el eje Y.

El cuerpo estar a una altura inicial mxima H de 10 metros, y la velocidad Vo = 5 [m/s] en el eje X.

Para la altura total H (10, 20, 30, 40, 50 metros) realice 5 impactos sobre el suelo. Mida los alcances mximos D para la altura H, luego calcule el promedio.

Determine la velocidad de salida Vo, llene la siguiente tabla.

TABLA N 10. Movimiento Compuesto

NALTURAS DE CADAS H [m]ALCANCE HORIZONTAL

D [m]PROMEDIOVELOCIDAD

Vo [m/s]

12345

110

220

330

440

550

Fuente: Elaboracin Propia:captulo 3

6. Propuesta del P.I.P.

La propuesta del Proyecto de Innovacin Pedaggica, plantea una alternativa nueva y diferente para mejorar el aprendizaje de los estudiante, basndose en la utilizacin de el laboratorio virtual como un recurso didctico que apoye el laboratorio de fsica, refuerce y complemente el aprendizaje de los estudiantes logrando en consecuencia un aprendizaje significativo.

El estudiante podr adquirir destrezas y habilidades en cuanto al anlisis detallado e interactivo de un fenmeno fsico mediante el manejo del laboratorio virtual en el laboratorio de fsica.6.1. Planificacin de la propuesta.

Para el desarrollo del tema de cinemtica se consideran tres fases:

Planificaron.

Ejecucin. Evaluacin.6.1.1. PLANIFICACIN.

Esta fase comprende de dos pasos:

DIAGNOSTICO. Consiste en realizar pruebas mediante test de evaluacin para determinar el grado de conocimiento previos que tienen los estudiantes de tercero de secundaria. La evaluacin se realiz acerca de: Cinemtica, empleando el test N 1 (ver anexos). Evaluacin aplicada a los 3 E y 3 D grupo experimental y de control respectivamente. Manejo de computadoras, se lo realiz mediante observacin de una clase de computacin de los estudiantes del 3 E grupo experimental. PREPARACIN. Destinado a reforzar los conocimientos en la clase terica (en los estudiantes de 3 E y 3 D) , distribucin de equipos de trabajo y explicacin el manejo de tutor virtual en los estudiantes del 3 E .

TABLA N 11. FASE DE PLANIFICACIN.

ACTIVIDADESOBJETIVOTIEMPOFECHARECURSOS

DIAGNOSTICOPrueba de diagnstico de cinemtica (MRU, MRUV, CADA LIBRE).

Determinar los conocimientos previos de los estudiantes.40 min29/05/07 Test N 1

Prueba de diagnstico de computacin.

Determinar los conocimientos acerca del manejo de la computadora.40 min25/05/07 Computadoras.

PREPARACINClase terica de cinemtica, MRU, MRUV, CADA LIBRE.Explicar los contenidos conceptuales del tema de estudio.320 min18/05/07

25/05/07

26/05/07

01/06/07

Tizas de colores.

Pizarrn.

Fichas resumen.

Formularios.

Grficos.

Explicacin del manejo del software INTERACTIVE PHYSICS a los estudiantesExplicar las caractersticas y el manejo del INTERACTIVE PHYSICS a los estudiantes para realizar ah las simulaciones del laboratorio virtual.80 min01/06/07

Dinmica de grupo phillips 66.

Distribucin de equipos de trabajo.Organizar a los estudiantes para en equipos de trabajo para las actividades del laboratorio.15 minDinmica de grupo phillips 66.

6.1.2. EJECUCION.

Esta fase consiste en realizar lo ms importante del proyecto, decir el laboratorio virtual. Despus de realizar el diagnostico y la solicitud al docente gua y al director de la unidad educativa JUAN CAPRILES, se planific realizar dos sesiones de laboratorio con los estudiantes del 3 E que en nuestro caso es el grupo experimental.

TABLA N 12. FACE DE EJECUCION

ACTIVIDADESOBJETIVOTIEMPOFECHARECURSOS

PRIMERA SESINDinmica para motivacin: canasta revuelta.

Despertar el inters de los estudiantes para abordar el tema.15 min02/06/07

Dinmica: canasta revuelta.

Realizacin del primer laboratorio MRU - MRUV.

Analizar las caractersticas del MRU y del MRUV: velocidad, aceleracin, tiempos de alcance y de encuentro.80 min Gua N 1.

Interactive Physics.

Computadoras.

Hoja excel N1.

SEGUNDA SESIN.Dinmica para motivacin: quien empez el movimiento?.Despertar el inters de los estudiantes para abordar el tema.80 min08/06/07

Dinmica: quien empez el movimiento?.

Realizacin del segundo laboratorio: cada libre.

Determinar la gravedad de la ciudad de El Alto. Gua N 2.

Computadoras.

Interactive Physics.

Hoja Excel N2.

6.1.3. EVALUACIN

Esta fase consiste en valorar cuantitativamente y cualitativamente la implementacin del proyecto y el avance de los estudiantes en cuanto a sus conocimientos tericos y prcticos respecto a la cinemtica.

En este caso la evaluacin tiene tres momentos:

Evaluacin Diagnstica.

Antes de la implementacin, para determinar la situacin de los saberes previos sobre Sucesiones y Progresiones, El instrumento de evaluacin utilizado es un cuestionario tipo test. (test N 1 ver anexos). Su planificacin ya se lo detalla en la fase de planificacin.

Evaluacin procesual.

Durante el desarrollo de la implementacin. Tomar en cuenta los siguientes parmetros: la participacin en clase, actitud del educando, colaboracin, trabajo en equipo. El instrumento utilizado ser la Observacin, la evaluacin de las cuaderno de laboratorio (guas de laboratorio) asistencia y la Lista de Cotejos (ver anexos). Evaluacin Sumativa.Al final de la implementacin servir para determinar el grado de asimilacin de la propuesta. Tiene parmetros como: adecuado dominio de la parte conceptual, manejo del laboratorio virtual, aplicacin de ejercicios y parte actitudinal. Consiste en una prueba objetiva tipo test (test N 2 ver anexos).Para lo cual se realizo Se rene a la clase y se comparte algunos de los resultados que los estudiantes obtuvieron de cada equipo. Los estudiantes pueden, por ejemplo, sorprenderse al encontrar que hay varias maneras de construir una sucesin.

TABLA N13. FACE DE EVALUCION.

ACTIVIDADESTIEMPOFECHARECURSOS

PROCESUALElaboracin del informe del laboratorio N 1.

15 min02/06/07Gua N 1.

Elaboracin del informe del laboratorio N 2.

80 minGua N 2.