Objetivos de aprendizaje
Al final de esta lección, los estudiantes podrán:
- definir trabajo y poder
- identificar componentes del trabajo
- explicar la relación entre trabajo y poder
- usar fórmulas para calcular el trabajo y la potencia
Longitud
2 horas
Estándares del plan de estudios
HS-PS2-1. Analice los datos para respaldar la afirmación de que la segunda ley del movimiento de Newton describe la relación matemática entre la fuerza neta sobre un objeto macroscópico, su masa y su aceleración.
Materiales
- Copias de la hoja de trabajo de la lección de trabajo
- Copias de la hoja de trabajo de la lección de poder
- Computadora con proyector
- Copias de hojas de trabajo con problemas de potencia y trabajo para calcular
- Pesas de mano (diferentes pesos ligeros)
- Cintas métricas
- Cronómetros
Instrucción de trabajo
- Comience la lección preguntando a sus alumnos cuántos de ellos funcionan. Permita que algunos estudiantes respondan sobre el trabajo.
- Dígales a sus alumnos que probablemente todos hayan trabajado en algún momento, pero que simplemente no lo saben. Explíqueles que aprenderán más sobre el trabajo hoy mientras ven el video Trabajo: Definición, características y ejemplos.
- Reproduzca el video para sus alumnos desde el principio y póngalo en pausa periódicamente para debatir.
- Inicie el video y póngalo en pausa la primera vez a la 1:57, luego pregunte y analice lo siguiente:
- ¿Qué es el trabajo según la física?
- ¿Cuál es la ecuación del trabajo?
- ¿Cuáles son los tres requisitos para trabajar?
- ¿Qué unidades se utilizan para medir la fuerza?
- ¿Qué es un julio?
- ¿Cuáles son los tres componentes del trabajo?
- Ahora bien, ¿cuántos de ustedes creen que trabajan?
- Continúe reproduciendo el video y haga una pausa nuevamente a las 3:37, luego pregunte y discuta:
- ¿Cómo calcula el trabajo?
- ¿Qué puede provocar un aumento en la cantidad de trabajo realizado?
- Si la distancia se triplica, pero la fuerza permanece igual, ¿cómo afectará esto la cantidad de trabajo realizado?
- Reproduzca el resto del video para sus alumnos y responda cualquier pregunta que puedan tener.
¿Trabajas o no?
- Explícales a tus alumnos que te dirán si lo que estás haciendo funciona o no. Recuérdeles brevemente los tres requisitos para que algo se considere trabajo.
- Use las pesas de mano para realizar diferentes funciones y pregúnteles si funciona. Por ejemplo, tome una pesa de mano de la mesa y pregúnteles si funcionó o no. Luego, levante y baje el peso de la mano y pregúnteles si funcionó o no.
- Haga que sus alumnos expliquen sus respuestas para incluir la identificación de los componentes del trabajo. Discutan las respuestas correctas juntos como clase.
Instrucción de energía
- Ahora, dígales a sus alumnos que van a aprender sobre el poder y cómo se relaciona con el trabajo en el campo de la física mientras ven la lección en video Poder: Definición y Matemáticas.
- Reproduzca el video desde el principio y póngalo en pausa para un par de discusiones.
- Inicie el video y póngalo en pausa a la 1:50. Pregunte y discuta lo siguiente como clase:
- ¿Qué es el poder?
- ¿Qué es trabajo?
- ¿Cómo puedes determinar si algo es más poderoso que otra cosa?
- Continúe reproduciendo el video y vuelva a pausarlo a las 4:29, luego pregunte y analice lo siguiente:
- ¿Cuál es la ecuación del poder?
- ¿En qué unidades se mide la potencia?
- ¿Qué tiene que determinar para determinar la cantidad de energía utilizada?
- ¿De qué depende el poder de hacer algo?
- Reproduzca el resto del video para sus alumnos y responda cualquier pregunta que puedan tener.
Laboratorio de trabajo y potencia
- Divida a sus alumnos en grupos de 4 y asigne a cada grupo una estación de laboratorio.
- Indique a sus alumnos que obtengan un juego de pesas de mano, una cinta métrica y un cronómetro.
- Explique a sus alumnos que van a hacer un trabajo y lo medirán y luego calcularán la potencia a medida que lo hacen.
- Esto es lo que deben hacer para completar el laboratorio:
- Levanta cada peso a diferentes distancias del suelo. (Escriba esto en papel de laboratorio)
- Mide la distancia desde el piso hasta donde levantaron el peso. (Escriba en papel de laboratorio)
- Calcule el trabajo por cada peso levantado. (Calcular en el papel de laboratorio)
- 2 estudiantes en el grupo (de tamaño similar si es posible) deben hacer flexiones mientras que los otros 2 cuentan cuántas flexiones se hacen en 5, luego en 10 y finalmente en 15 segundos. (Registre los resultados de cada segmento de tiempo en papel de laboratorio)
- Calcule el poder de hacer flexiones para ambos estudiantes y escriba comparaciones de los resultados. (Escriba los cálculos en papel de laboratorio)
- Cada grupo debe enviarle sus trabajos de laboratorio.
Hojas de trabajo de trabajo y energía
- Entregue a sus alumnos la hoja de trabajo de la lección de trabajo y la hoja de trabajo de la lección de poder para completar individualmente.
- Repasen las respuestas de las hojas de trabajo juntos como clase.
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