Principio de Arquímedesen

Sistemas Acelerados

Un ejemplo del uso del conflicto cognitivo en la enseñanza de la

Física

Memorístico

1. Acumulación de información

por repetición

2. Poca profundidad en el análisis

de la información

3. Aprendizaje superficial con

tendencia a ser olvidado

rápidamente

4. La fijación de imágenes es

rígidas con poca posibilidad de

incorporar nuevos aspectos

Significativo

1. Asimilación de la información

por deducción

2. Se profundiza en el análisis de

los conceptos

3. La nueva información es

incorporada en el esquema

cognitivo

4. Los modelos elaborados son

susceptibles de cambios para

ser adaptados a situaciones mas

complejas

Aprendizaje

amF

Influencia del entorno

Propiedades intrínsecasdel cuerpo

Cinemática

Segunda Ley de Newton

Fuerza igual masa por aceleración

El objetivo de un aprendizaje significativo es permitir que el estudiante se adueñe del conocimiento. Esto ocurre cuando los conceptos se obtienen a través de deducciones que le permiten fijar una idea lógica. En este caso no está obligado a memorizar fórmulas: podrá deducirlas

Las estrategias didácticas basadas en un aprendizaje significativo producen exitosos resultados en la enseñanza de la física. Una buena técnica docente puede ser el conducir al estudiante hacia un conflicto de ideas: CONFLICTO COGNITIVO.Este trance puede ser usado, por quien enseña, para iniciar la revisión de algún tópico particular

Conflicto Cognitivo

Conflicto Cognitivo:Choque entre la idea preconcebida (o la intuición), sobre un determinado fenómeno, y el desarrollo natural del evento.

Reajuste de ideas:Reorganización, actualización o sustitución de modelos físicos

Inicio de una revisión detallada de los conceptos y modelos ya establecidos

imagen 1 Imagen 2vs

Resultados aparentementecontradictorios

Conflicto CognitivoEl docente debe saber provocar el conflicto de ideas en el alumno permitiendo que éste, ante la duda, revise los conceptos anteriores y logre deducir resultados lógicos que enriquezcan su conocimiento.

El conflicto cognitivo puede aparecer de manera espontánea o ser deliberadamente provocado por el docente

Un ejemplo de estrategia del uso del conflicto cognitivo para iniciar la revisión de algunos temas.

Puntos a tratar en el desarrollo:• Flotación • Gravedad• Principio de Equivalencia

Generalización del principio de Arquímedes a sistemas acelerados

Conflicto de ideasA continuación, se comparan los comportamientos de una plomada colgada del techo de un vagón, en movimiento y el de globo atado al piso. El antagónico comportamiento de ambos es usado para plantearse una revisión de algunos conceptos básicos, a partir de un CONFLICTO DE IDEAS…

cteva0

atvvctea

0

Plomada

Globo

a

Fuerzas actuando sobre cada objeto

peso

Tensión

Peso

Tensión

Fuerza de

empuje

Sustentación de cada objeto

PESO DEL OBJETOPESO

FUERZA DE EMPUJE

Fe = PESO Peso del Objeto = Fe → Estático

Peso del Objeto < Fe → Subirá

Peso del Objeto > Fe→ Hunde

Volumen del líquido desalojado igual al volumen del objeto

Fuerza de Empuje (Fe)

PRINCIPIO DE ARQUÍMEDES“Todo cuerpo sumergido en un fluido experimenta una fuerza, vertical y hacia arriba, igual al peso del fluido desalojado”.

g

DDD

ac

fcc

gmgmFegmam fcccc

Fe

gm fgmc

Fe

cct amF

DVmVmD

VDm

VDm

cc

ff

=Volumen de líquido desalojado

gmFe f

g

DDD

ac

fcc

• Si Dc ═ Df → Flota estático

• Si Dc > Df → Se hundirá hacia el fondo

• Si Dc < Df → flotará hacia la superficie

ECUACIÓN PARA LA FLOTACIÓN

La fuerza de empuje se presenta en la dirección vertical, en sentido contrario a la gravedad

Eureka

gravedad

Todos los cuerpos cerca de la superficie de la Tierra caen con igual aceleración

tierra 0a ga

Caída libre

Principio de equivalencia

0a ga ga

222

1 xgy0v

ge= g +as

“En los sistemas acelerados podemos describir una aceleración de gravedad efectiva “ge” como la combinación de la aceleración de gravedad “g” mas la aceleración del sistema as”

as

mge =m( g +as)

as

mge =m( g -as)

Vista desde el interior del sistema

Sistema acelerado

a

g

a

Tensión

Gravedad efectiva en el sistema acelerado

e

c

fcc g

DDD

a

as

se agg

eg

fe

egm

g

sa

Tensión

Peso efectivo

a

Con el concepto de gravedad efectiva, en los

sistemas acelerados, podemos explicar el

comportamiento de ambos cuerpos en el vagón. Por un lado, la plomada trata de caer bajo la

acción de la gravedad efectiva y esta última se

presenta en forma oblicua. Por otra parte, el globo tiende a flotar, también

bajo el efecto de la gravedad efectiva y eso explica

el inesperado comportamiento de este cuerpo en

el vagón acelerado

FINFélix Aguirre

aguirre@ula.ve

Departamento de Física

Facultad de Ciencias

Universidad de Los Andes

Mérida - Venezuela

Junio 2010

Continuará…