Cómo motivar a los estudiantes mediante actividades científicas atractivas

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MOVIMIENTO CIRCULAR Medida de la aceleración normal o centrípeta

con un acelerómetro

Amparo Figueres I.E.S BOCAIRENT

Valencia Introducción: Este proyecto consiste en la medida de la aceleración normal de un movimiento circular uniforme con velocidad angular conocida mediante el uso de una aplicación para dispositivos móviles.

El Movimiento Circular Uniforme (MCU) es el que posee un cuerpo que tiene como trayectoria una circunferencia y describe arcos iguales en tiempos iguales.

El cambio de posición con el tiempo viene dado por el desplazamiento angular:

Δϑ = ϑ2 – ϑ1.

La velocidad angular es el ángulo descrito por el radio vector en la unidad de tiempo:

ω = Δϑ/Δt y en el sistema internacional se expresa en rad/s.

En el movimiento circular uniforme el módulo del vector velocidad lineal es constante, pero no así su dirección que es tangente a la trayectoria en cada punto de la circunferencia que se describe. Así pues, al variar la velocidad deducimos que hay una aceleración, esta puede descomponerse en dos componentes que son perpendiculares entre si, la aceleración tangencial at y la aceleración normal o centrípeta an. Si queremos calcular teóricamente la aceleración normal:

an = v2/R. Si v =ω · r, entonces ac = ω2·R2/r � ac = ω2·R.

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Los objetivos principales de este proyecto son:

• Estudio del movimiento circular uniforme.

• Observar como varia la aceleración normal en función del radio.

• Aprender a trabajar en equipo, organizarse las tareas y aprender a solucionar los

problemas que puedan aparecer a la hora de preparar el experimento para que los

resultados obtenidos sean lo más precisos posible.

Relación del tema propuesto con el currículo del Curso:

Esta práctica se realiza con el objetivo de trabajar el tema MOVIMIENTO CIRCULAR UNIFORME que se imparte en la asignatura de física y química de 4º de la E.S.O. Trabajamos los conceptos de desplazamiento angular, velocidad angular, la relación entre la velocidad lineal y angular, la aceleración normal o centrípeta, periodo, frecuencia y fuerza centrípeta. También se puede utilizar para trabajar el mismo tema en física y química de 1º de bachillerato.

Descripción del proyecto: En este experimento se va a medir la aceleración normal o centrípeta de un movimiento circular uniforme de velocidad angular conocida, utilizando móvil girando en un tocadiscos a dos velocidades distintas (33 y 45 rpm) en función de distintos radios (5,7 y 9 cm). Material:

• Tocadiscos • Plantilla • Móvil • Aplicación móvil (ios/android) (SensorLog/Accelerometer monitor) • Contrapeso

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Procedimiento Dibujaremos una plantilla en una hoja de papel, señalando los radios y dibujando rectas perpendiculares a esos radios. Tendremos que situar el móvil de manera que el radio pase por el centro, que es donde está el sensor que mide la aceleración. Hay que asegurarse que el móvil no se desplaza durante el movimiento. Si se moviese, habría que aumentar el rozamiento, por ejemplo pegándolo con celo. Una vez situado correctamente el móvil ponemos en funcionamiento la aplicación y el tocadiscos. Cuando pase el tiempo suficiente para que el movimiento se estabilice se para el tocadiscos y la aplicación. Tratamiento de datos Exportar los ficheros al ordenador, preferentemente por correo electrónico o conectándolo por USB, dependiendo el sistema operativo del móvil. Las medidas se pasan a una hoja de cálculo Excel y seleccionamos la parte donde el movimiento es más estable.

Cómo motivar a los estudiantes mediante actividades

motivar a los estudiantes mediante actividades científicas

científicas atractivas

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Cómo motivar a los estudiantes mediante actividades

Análisis de los resultados Realizar una tabla donde se muestre la relación entre los resultados teóricamente y los obtenidos experimentalmente

Velocidad angular

Radio 5cm

Valores experimentales an

0,4140,4140,4340,3450,4930,4240,4040,4240,434

0,434

Media valores experimentales

0,551

Valores teóricos an 0,597

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lisis de los resultados

Realizar una tabla donde se muestre la relación entre los resultados teóricamente y los obtenidos experimentalmente

33 rpm

7cm 9cm 5cm

0,414 0,691 0,819 0,771 0,414 0,661 0,848 0,761 0,434 0,661 0,849 0,810 0,345 0,641 0,838 0,761 0,493 0,700 0,838 0,781 0,424 0,710 0,808 0,781 0,404 0,671 0,818 0,810 0,424 0,690 0,809 0,761 0,434 0,720 0,789 0,771

0,434 0,661 0,808 0,751

0,551 0,680 0,822 0,776

0,597 0,836 1,075 1,11

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Realizar una tabla donde se muestre la relación entre los resultados calculados

45 rpm

7cm 9cm

1,195 1,628 1,215 1,638 1,245 1,648 1,215 1,697 1,214 1,648 1,263 1,668 1,204 1,638 1,145 1,648 1,165 1,609

1,116 1,599

1,198 1,642

1,554 1,998

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Analizando los resultados obtenidos comprobamos como el valor de la aceleración normal aumenta con el radio. Los valores medidos no se desvían exageradamente de los obtenidos teóricamente, la desviación que observamos se puede deber a factores como pueden ser el peso de los móviles utilizados y que el tocadiscos no es un instrumento preciso.