PRACTICA SOBRE PESO - MASA

Monedas, pesos y caídas

Aprendizajes a desarrollar:

Los y las estudiantes:

-       Conocer de manera preliminar la diferencia entre los conceptos de peso y masa.

1. Contexto científico

Antes de entender las ideas de Newton y Einstein sobre cómo actúa la gravedad, tenemos que distinguir entre lo que llamamos masa y peso. Masa y peso son conceptos muy diferentes: la masa (cantidad de materia que tiene un cuerpo) es una propiedad intrínseca al cuerpo (da igual si la medimos aquí o en la Luna) mientras que el peso es una fuerza que sí depende de la masa del planeta donde la medimos: en la Luna, un cuerpo pesa seis veces menos que en la Tierra, y en Júpiter, dos veces y media más (un kilogramo, que en la Tierra pesa un kilopondio, en Júpiter pesaría dos kilopondios y medio). Ahora definamos lo que es la gravedad:
Llamamos interacción gravitatoria (o fuerza de la gravedad) a la atracción entre masas (cuerpos).La gravedad es una fuerza básica en el universo. Es la que nos mantiene sujetos al planeta Tierra, la que mantiene unida la propia materia de la Tierra y no permite que la Tierra se despedace ni que la atmósfera se escape, la que mantiene unida la materia que forma el Sol y las demás estrellas, la que hace que el Sistema Solar no se disgregue, la que permite que existan galaxias y que las galaxias se unan en cúmulos de galaxias. La gravedad es lo que da unidad y cohesión al cosmos, es ciertamente una de las fuerzas más fundamentales en el universo.

2. Preparación de la actividad

2.1. Tiempo para realizar estas secuencia de actividades

2 períodos de 60 minutos para el desarrollo de esta actividad (puede requerirse un momento de una clase adicional para las actividades de aplicación)

2.2. Materiales

Por cada equipo de trabajo:

-       1 bolita de vidrio

-       1 bolita de plástico (puede ser una de metal o una pastilla de menta)

-       1 moneda de $50

-       2 monedas de $100

-       2 monedas de $5 (pueden ser de $10 también)

-       Un trozo pequeño de cartón, lo más liso posible

-       Un trozo de lata de bebida

-       Tijeras

3.2. Exploración

Primera parte: Monedas y pesos

1. Deberán trabajar en parejas tanto esta como el resto de las actividades. Pídale a los alumnos que pongan una moneda de $5 sobre una moneda de $100.  Sosteniendo la moneda de $100 desde las orillas de la moneda, uno de los alumnos deberá subir a su silla y dejar caer la moneda de $100 (con lo que la moneda de $5 caerá también)
2. Antes de hacer la experiencia, pida a los estudiantes que respondan qué ocurrirá con la moneda de $5, si llegará la suelo después de la de $100 o llegarán al mismo tiempo, y expliquen por qué. Recuérdeles que esta es una predicción, que no importa si luego al hacer la experiencia esa predicción resulta incorrecta, que lo importante es lo que aprenden al hacer la predicción.
3. Los estudiantes realizan la experiencia. Uno de ellos se sube en la silla para dejar caer las monedas. El otro, ojala acostado en el suelo, indica cuando dejar caer las monedas y sólo debe mirar el lugar donde caen las monedas, sin mirar arriba, para mejorar la precisión del experimento. Indíqueles que repitan la experiencia al menos unas cuatro veces, o las que necesiten para estar seguros del resultado. Registran ese resultado en sus guías.
4. Repiten la misma experiencia, pero esta vez ponen sobre la moneda de $100 un trozo de lata de bebida que sea más pequeño que la moneda. Anotan su predicción y realizan la experiencia, repitiéndola unas cuatro veces hasta convencerse del resultado
5. Finalmente, realizan la experiencia usando un cuadrado de cartón del mismo tamaño que el trozo de lata usado recién.

Segunda parte: Pesos y monedas

1. Aunque los alumnos hayan visto que en los tres casos las monedas y los trozos de lata y cartón llegan al mismo tiempo, puede que les cueste convencerse. Para esto, realizaremos el lanzamiento haciendo un razonamiento previo
2. Los estudiantes deben pegar una moneda de $50 o $100 al centro de un trozo de lata de bebida de 10 x 3 cm. (se recomienda que la peguen con cinta adhesiva) La idea es que vean que, aunque este sistema es más pesado que una moneda sola, llega después al suelo.
3. Los estudiantes anotan su predicción en su guía y realizan la experiencia, dejando caer la moneda y la moneda con “alerones”.
4. Antes de pasar a la tercera y última parte de esta clase, pida a los estudiantes que contesten si se puede decir que el peso es lo único que influye en lo que demora un objeto en caer, justificando su respuesta.

Tercera parte: Ahora sí, los experimentos

1. En este punto, los estudiantes realizan los experimentos planteados en las predicciones. Probablemente sus respuestas hayan cambiado luego de las experiencias anteriores. Pídales que no cambien ni borren sus respuestas originales, destaque que lo importante es lo que han aprendido, mucho más que si acertaron en sus respuestas o no. Deben registrar sus observaciones en sus guías

2.3. Reflexión

1. Pida a diferentes grupos o parejas de trabajo que comparta los resultados de cada una de las experiencias. Pídales que indiquen si hubo algo que los sorprendiera.
2. Es un buen momento para explicar la diferencia entre peso y masa. Ellos vieron que los objetos son “tirados” hacia abajo, y que, si el aire no los empuja muy distinto, dos objetos caen al mismo tiempo. Puede explicarles que la diferencia entre un objeto más pesado y uno más liviano (un libro y un cuaderno por ejemplo) es que la Tierra ejerce una fuerza mayor sobre uno que sobre el otro, porque tiene más materia, más masa que tirar hacia abajo. La diferencia, y ellos lo vieron, no es que uno llegue antes que el otro, sino que la tierra debe tirar más fuerte a uno que al otro, para que lleguen abajo al mismo tiempo. Puede indicarles también que, si el objeto es más liviano, es más fácil que el aire lo tire hacia arriba, pero que eso depende principalmente de la forma del objeto.
3. Enséñele al curso dos hojas de papel idénticas. Pregunte, si arruga una de ellas,  cuál llegará primero al suelo. Pídales a quienes respondan que expliquen y justifiquen su respuesta
4. Pida a cada estudiante que, al finalizar la clase, escriba de manera autónoma en su cuaderno lo que aprendió en esta clase. Puede plantearles la siguiente pregunta: ¿Qué aprendiste en esta clase? Escríbelo con tus propias palabras
5. Pida a algunos estudiantes que lean lo que escribieron.

Aplicación[1]

a) Microgravedad

1. Este experimento conviene hacerlo en el patio o en un lugar abierto, porque se derramará agua sobre el suelo.
2. A un vaso plástico hágale un agujero en la base que pueda ser tapado con un dedo. Llene el vaso con agua, tapando el orificio para que no caiga el agua.
3. Subido a una silla, pida a los alumnos que digan si el agua se derramará del vaso si se deja caer el vaso al mismo tiempo que se saca el dedo del orificio. Haga la experiencia un par de veces y pida a sus estudiantes que expliquen lo ocurrido (el agua no se derrama ya que cae al mismo tiempo que el vaso, al igual que las monedas y los trozos de lata y cartón caían al mismo tiempo)

b) Bola que no pesa

1. Pegue con cinta adhesiva una bolita de vidrio o de goma al centro de un trozo de cuerda de unos 15 a 20 cm. Peque los extremos de la cuerda a un vaso plástico, como muestra la figura.

2. Tal como muestra la figura, suba a una silla y pida a los estudiantes que predigan que ocurrirá con la bolita, si, sosteniendo la bolita con los dedos, se deja caer el vaso (la idea es que indiquen si la bolita se moverá más rápido, si se irá al fondo del vaso, etc.)

3. Deje caer el vaso con la bolita y pida a los estudiantes que expliquen lo que ocurre.