Plan de lecciones de flotabilidad

Objetivo de aprendizaje

Al completar esta lección, los estudiantes podrán:

• Realice un experimento sobre la flotabilidad y explique los resultados utilizando un lenguaje específico del dominio.
• Calcular la fuerza de flotación de una variedad de objetos.

Longitud

120 minutos

Estándares del plan de estudios

• CCSS.ELA-Alfabetización.RST.6-8.3

Siga con precisión un procedimiento de varios pasos al realizar experimentos, tomar medidas o realizar tareas técnicas.

Vocabulario

• aceleración
• Principio de Arquimedes
• flotabilidad
• fuerza de flotación
• densidad
• desplazado
• presión de fluido
• gravedad
• masa
• moléculas
• newtons
• volumen

Materiales

• Papel de gráfico
• marcadores
• contenedores transparentes
• miel de maple
• aceite de cocina
• agua
• tazas medidoras
• arándanos
• uvas
• fresas
• Pasas
• limas
• Temporizador
• papel
• lapices
• acuario
• pelota de golf
• Pelota de tenis
• escala
• regla

Preguntas de lectura y discusión

• Repasen el vocabulario juntos.
• Ahora, mira ¿Qué es la flotabilidad? – Explicación y ecuación.
• Haga una pausa a las 0:52, discuta:
  • ¿Qué es la flotabilidad?
  • ¿Qué sucede cuando un objeto se hunde más profundamente en un fluido?
• Haga una pausa a las 2:35, analice lo siguiente:
  • ¿Qué es el principio de Arquímedes?
  • ¿Cuál es la ecuación de la fuerza de gravedad?
  • ¿Cuál es la medida aproximada de la aceleración debida a la gravedad en la Tierra?
  • ¿Cómo se calcula la densidad?
  • Cual es la densidad del agua?
  • ¿Por qué es importante conocer la densidad del agua?
  • ¿Cómo se calcula la fuerza de flotación?
• Haga una pausa a las 4:35, discuta:
  • En el ejemplo de la pelota, ¿por qué se divide el volumen de la pelota por la mitad?
• Reproduzca el resto de la lección y luego pregunte si hay alguna pregunta.
• Entregue a los estudiantes la hoja de trabajo imprimible de la lección para evaluar su comprensión del concepto.
• Comprueben las respuestas juntos.

Ocupaciones

Realizar un experimento y resumir los resultados

Dado que la densidad y la flotabilidad están interconectadas, este experimento proporciona una comprensión sólida de la densidad para poder calcular la fuerza de flotabilidad en la siguiente actividad. Además, ofrece a los estudiantes la oportunidad de seguir instrucciones dentro de un experimento.

Materiales: papel cuadriculado, marcadores, recipientes transparentes, jarabe de arce, aceite de cocina, agua, tazas medidoras, arándanos, uvas, fresas, pasas, limas, temporizador, papel, lápices

• De antemano, prepare papel cuadriculado con los siguientes pasos:
  • Vierta un tercio de taza de almíbar en el recipiente.
  • Vierta un tercio de taza de aceite de cocina en el recipiente.
  • Vierta un tercio de taza de agua en el recipiente.
  • Espere dos minutos.
  • Anote las observaciones.
  • Para cada una de las frutas, escriba una hipótesis sobre lo que sucederá cuando se deje caer en la solución.
  • De una en una, deje caer una pieza de fruta en el recipiente. Analizar y registrar resultados.
  • Saca conclusiones y escribe un resumen.
• Divida a los estudiantes en parejas o permítales trabajar de forma independiente. Proporcione a cada estudiante (o pareja) un conjunto de materiales.
• Haga que los estudiantes lean y sigan las instrucciones del experimento.
• Discuta los resultados al finalizar. Asegúrese de discutir cómo esto se relaciona con la flotabilidad, que estudiarán en el próximo experimento.

Calcular la flotabilidad

Materiales: acuario (u otro recipiente grande), agua, pelota de golf, pelota de tenis, lápiz, papel, escala, regla

• Revise la densidad de un objeto y escriba la ecuación: Densidad (p) = Masa (m) dividida por Volumen (v)
• Haga que los estudiantes pesen la pelota de tenis (aproximadamente 58,5 gramos) y la pelota de golf (aproximadamente 45,93 gramos).
• Haga que los estudiantes calculen el volumen de la pelota de tenis (8 pulg ^ 3) y la pelota de golf (2,5 pulg ^ 3) usando la fórmula V = (4/3) * pi * 4 ^ 3.
• Haga que los estudiantes calculen la densidad de cada bola dividiendo su masa por su volumen. (pelota de tenis = 0,137 g / pulgada ^ 3; pelota de golf = 18,372 g / pulgada ^ 3)
• Haga que los estudiantes conviertan a kg / m ^ 3 multiplicando por 61.02037. (pelota de tenis = 8,36 kg / m ^ 3; pelota de golf = 1121,128)
• Pregunte a los estudiantes cuál es la densidad del agua. (1000 kg / m ^ 3)
• Haga que los estudiantes predigan lo que sucederá cuando las bolas se coloquen en el acuario de agua según su densidad.
• Coloca las bolas en el agua. Discutir.
• Escriba la fórmula de flotabilidad. La flotación es igual a la masa del agua desplazada multiplicada por la fuerza de la gravedad (9,8 m / s ^ 2).
• Pregunte a los estudiantes cómo hallar la masa de agua desplazada. (Para la pelota de golf, será el volumen total de la pelota; para la pelota de tenis, los estudiantes tendrán que calcular qué parte de la pelota está bajo el agua).
• Haga que los estudiantes calculen la fuerza de flotación en ambas bolas.
• Haga que los estudiantes resuman cómo los ingenieros que diseñan grandes embarcaciones pueden utilizar esta información.

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Rodrigo Ricardo Editor y fundador