El skate es uno de los deportes más extendidos entre la gente joven. El nombre del deporte, viene de la tabla utilizada o monopatín, cuyo nombre es "Skate" en inglés. Pero para ser un buen skater, ¿conviene saber algo de Física?, la energía, ¿tiene algo que ver?, ¿se conserva la energía cuando un patinador o patinadora realiza su recorrido?
Ese será nuestro reto: investigar si se conserva la energía cuando andamos en una tabla de skate
Vamos a comprobar experimentalmente si se conserva la energía en tres situaciones diferentes. Realizaremos las tres actividades en grupo e iremos cotejando los resultados obtenidos.
Veamos este video:
Un patinador o patinadora que se encuentra a una determinada altura tiene energía. Esta energía debido a la posición que ocupa, a su altura, recibe el nombre de energía potencial gravitatoria. ¿Pero qué ocurre cuando el patinador se lanza por la pista? Vemos que se mueve y va adquiriendo velocidad. En otras ocasiones se para. ¿Qué es lo que está sucediendo?
Cuando se desplaza por la pista de skate, esta energía potencial se va transformando en energía cinética. La energía mecánica, es la suma de la energía cinética, Ec, y de la energía potencial, Ep:
Em = Ec + Ep
Por el “Principio de conservación de la energía” sabemos que la energía no se crea ni se destruye, solo se transforma de unas formas en otras. En estas transformaciones la energía total se mantiene constante.
En estas transformaciones la energía se degrada, pierde calidad. En toda transformación, parte de la energía se disipa en forma de calor y se transforma en energía térmica. Por ejemplo en la energía mecánica por choque o rozamiento.
Veamos, si no hay rozamiento ¿qué le ocurre a la energía mecánica durante el recorrido en la pista?, ¿se conserva?, ¿en qué lugar el movimiento es el más rápido posible?, ¿en algún momento se detiene?, qué factores influyen?.
Hacemos una hipótesis y no olvidamos incluirla en nuestro cuaderno de investigación
Comprobamos nuestra hipótesis, para ello planificamos la experimentación. En nuestra experimentación, utilizaremos una simulación de PHET: Pista de patinar.
Trabajamos en grupos y con esta simulación haremos cuatro experimentaciones:
Antes de empezar a experimentar veamos las diferentes opciones que tenemos
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Opción 1 (gráfico de pie de energías) |
Opción 2 (gráfico de barras de energías) |
Opción 3 (cuadrícula) |
Opción 4 (influencia de la velocidad) |
Opción 5 (influencia de la masa) |
Opción 6 (tipo de movimiento, normal o rápido) |
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| Opción 7(tipo de pistas) | |||||
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pista 1 |
pista 2 |
pista 3 |
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Entramos en la simulación y probamos las diferentes opciones.
En la simulación tenemos tres modos: introducción, fricción y patio.
Empezamos en el modo introducción de la simulación :
En un principio elegimos movimiento normal y no variamos la masa, experimentamos con las tres pistas y contestamos, anotamos las respuestas en nuestro cuaderno de investigación.
| Pistas |
Tipos de energías implicadas |
Energías a 0 metros y a 6 metros | Velocidad en el punto más alto y más bajo | Valor de la energía total en el punto más alto y más bajo |
| Pista 1 | ||||
| Pista 2 | ||||
| Pista 3 |
Cotejamos los resultados con el resto de la clase.
En modo fricción, en esta experimentación, introducimos una nueva opción, la fricción. Veamos ¿cómo influye la fricción?
Fijamos la fricción media, velocidad normal y masa media, empezamos a experimentar, y anotamos las respuestas en el cuaderno de investigación
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Tipos de energías implicadas |
Energías a 0 metros y a 6 metros | Velocidad en el punto más alto y más bajo | Valor de la energía total en el punto más alto y más bajo |
| Pista 1 | ||||
| Pista 2 | ||||
| Pista 3 |
Cotejamos los resultados con el resto de los grupos
En el modo "patio" se introducen dos nuevas opciones, una para construir pistas de patinaje otra que nos ofrece dos tipos de patines.
| Herramienta para construir pistas |
Dos tablas skate, una de ellas que puede saltar |
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Vamos a construir nuestra propia pista de patinaje y utilizando los dos patinetes , explicamos lo que sucede en sus trayectorias, teniendo en cuenta nuestras observaciones, recuerda anotar tus respuestas en tu cuaderno de investigación.
Recuerda fijar la masa
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Tabla skate sin salto |
Tabla skate con salto |
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Realiza la experiencia sin fricción
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Realiza la experiencia sin fricción
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Realiza la experiencia con fricción
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Realiza la experiencia con fricción
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Cotejamos los resultados con el resto de los grupos y debatimos sobre los resultados obtenidos.
Hemos aprendido qué energías entran en juego en una pista de patinaje y cómo se producen las transformaciones energéticas. Veamos si somos capaces de resolver el siguiente cuestionario.
Una vez que hemos finalizado la tarea, es un buen momento para reflexionar en nuestro diario de aprendizaje. Algunas sugerencias pueden ser:
Para evaluar emplearemos la siguiente escala: Escala de valoración para simulaciones digitales de ciencias (descarga en formato editable odt, y en pdf ):
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