¿Cómo se aplica la ley gravitacional con LEGO^® MINDSTORMS Education EV3?

Aprende cómo determina la gravedad a los objetos y cómo afecta al tiempo y a la distancia cuando esta acelera.

¿QUÉ ES LA GRAVEDAD? 

La gravedad es una fuerza física que la Tierra ejerce sobre todos los cuerpos, que funciona como una fuerza de atracción según la masa que tengan estos. Así pues, la gravedad se vincula al peso. Por ejemplo, los astronautas varían su peso según en qué planeta se encuentren, ya que su masa es diferente a la masa que hay en la Tierra. LEGO® MINDSTORMS® Education EV3 es una solución práctica y transversal para el aprendizaje de las disciplinas STEM que combina elementos de LEGO Technic, un software amigable perfecto para el aula y lecciones adaptadas a los contenidos curriculares, con el fin de fomentar la confianza creativa y el pensamiento crítico. Esta solución usa guías intuitivas y ladrillos inteligentes para trabajar materias como ingeniería, programación y física, y pone temas reales relacionados con las disciplinas STEM en las manos de los alumnos. Materias: Ciencia, STEM, Tecnología. Curso: Educación Secundaria. Duración de la actividad: 90-120 min. Dificultad: Intermedia.

OBJETIVOS DE LA ACTIVIDAD

Después de completar la sesión, el alumnado sabrá:

• Cómo determinar la constante gravitacional.
• Que hay leyes de gravitación que se aplican a todos los objetos.

Los estudiantes serán capaces de:

• Registrar valores medidos.
• Analizar valores medidos.
• Interpretar resultados.
• Comprender las relaciones entre los materiales utilizados y su impacto en los resultados.

Habilidades relacionadas con el experimento:

• Cómo utilizar el sensor táctil LEGO.
• Derivación de la aceleración de caída libre del experimento.

MATERIAL NECESARIO

• Set educativo LEGO MINDSTORMS Education EV3
• Software o APP de programación LEGO MINDSTORMS Education EV3
• Una cinta métrica, según sea necesario

RECURSOS ADICIONALES

• Introducción a Ciencia EV3
• Hoja de Currículo Ciencia EV3
• Preguntas para el alumnado sobre la Aceleración de la Gravedad
• Preguntas con respuestas para el alumnado sobre la Aceleración de la Gravedad
• Información adicional sobre la Aceleración de la Gravedad

ACTIVIDAD ACELERACIÓN DE LA GRAVEDAD CON LEGO MINDSTORMS Education EV3: PASO A PASO

1. CONECTAR (5 min.)

La caída libre describe un estado en el que objetos como las rocas, las monedas o los frutos caen a la tierra debido a la gravedad. Las consideraciones interesantes aquí incluyen:

• La distancia recorrida por un objeto en caída libre.
• Por cuánto tiempo cae un objeto antes de que toque el suelo.
• La velocidad a la que cae un objeto.
• Qué tan rápido acelera un objeto.

El siguiente experimento consiste en la construcción de una torre de caída equipada con sensores adecuados para observar fenómenos gravitacionales que afectan a una bola de acero en caída libre. Notas sobre consideraciones preliminares Explícales por qué es peligroso sentarse debajo de un árbol lleno de manzanas maduras. Las manzanas pueden caer al suelo, y es imposible reaccionar lo suficientemente rápido para salir del camino. Explica por qué una persona que salta de un avión a gran altura necesita un paracaídas. Porque de lo contrario caerían demasiado rápido y serían aplastados por el impacto. Enumere los acontecimientos cotidianos en los que la gravedad desempeña un papel. Todo lo que cae, agua corriente, movimiento / movimiento sobre la superficie de la Tierra, etc.

2. CONSTRUIR (10 min.)

Notas de construcción Asegúrate de que los estudiantes construyan la torre de descarga correctamente y también descarguen correctamente el programa proporcionado.   [caption id="attachment_2546" align="aligncenter" width="600"] Ver "Instrucciones de Construcción"[/caption]

Descargar Programa "10"

Descargar "Modelo de programación" (23KB, requiere Software EV3 para ordenador)

3. CONTEMPLAR (20 min.)

Notas sobre el uso del modelo El sensor táctil está montado en la parte posterior de la torre de caída. Se utiliza para desencadenar un experimento de caída. La pinza de agarre se cierra automáticamente para el siguiente experimento. La pantalla en el Bloque EV3 muestra el tiempo de caída.

• Asegúrate de que el modelo ha sido construido correctamente.
• Coloca el modelo correctamente en una superficie sólida y nivelada.
• Asegúrate de que la torre no esté temblando cuando suelte la bola.
• El sensor táctil también se puede sostener y usar como control remoto manual si es necesario. Esto le permite evitar sacudir la torre, lo que podría llevar a pruebas inválidas.

Experimento - medida

1. Iniciar el programa “10”.
2. Coloca la bola en la pinza de agarre cerrada.
3. Inicia una prueba utilizando el sensor táctil gratuito en la torre de caída.

Esto es lo que pasa:

• La bola cae sobre el sensor táctil en la parte inferior de la torre de caída.
• El tiempo de caída se indica en la pantalla.
• La pinza de agarre se cierra y ahora puede repetir el experimento.
• Las pruebas no válidas dan como resultado un rostro gruñón.
• Realiza el experimento al menos tres veces. Anota los números del experimento y los tiempos de caída en la tabla. Expande la tabla si es necesario.

Asegúrate de que los alumnos realicen el experimento varias veces e ingresa sus resultados en la tabla provista. Hazle saber al alumnado que los resultados de sus mediciones registrados se utilizarán en tareas subsiguientes.

4. CONTINUAR (15 min.)

Analizar Conoces la distancia de caída d y los tiempos de caída t.

1. Usando los tiempos de caída medidos, calcule la velocidad promedio v de la bola que cae.
2. Introduce los resultados en la tabla. Como recordatorio: v = d / t. Según la ley de cuerpos que caen: d = 0.5 * g * t². g es una constante natural que denota la aceleración gravitacional.
3. Resuelve la ecuación de la ley de cuerpos en caída para g.
4. Calcule la aceleración de la gravedad (g) basándose en los valores medidos de sus experimentos.
5. Introduzca los valores calculados para g en la tabla.

Anima al alumnado a realizar cálculos adicionales utilizando los valores medidos. La velocidad calculada es la velocidad promedio y no la velocidad de impacto. Diferentes valores medidos dan como resultado diferentes valores para la aceleración de la gravedad. Asesorar a los estudiantes sobre posibles errores de medición. Aconséjales que el valor establecido para la aceleración de la gravedad en la Tierra supone una caída libre en un vacío perfecto. Revisión Resume brevemente los resultados de su experimento. Informe sobre lo que aprendió.

• Antecedentes y pregunta (tema)
• Respuestas (hacer conexiones)
• Conclusiones
• Cómo se relaciona con la vida cotidiana (¿dónde vemos o usamos lo que observamos en la vida cotidiana?)