Instrumentos tecnológicos: investigo con un autito y una banda elástica
Respuesta rápida
El autito avanza más porque un elástico más estirado guarda más energía elástica, que se transforma en movimiento: a mayor estiramiento, mayor distancia.
Solución — Página 32
Ciencias Naturales – Cuarto Básico | Texto del Estudiante MINEDUC – Descargar PDF · 2024
Actividad 1 – Observar y preguntar
Diálogo: «¡Haré que mi autito avance más que el tuyo y ganaré la carrera!» — «¿Cómo harás eso posible?»
- La niña no empuja el autito con la mano: usa un dispositivo con banda elástica.
- Al estirar el elástico, se guarda energía potencial elástica en él. Su valor depende del estiramiento: E_{p} = \frac{1}{2}kx^{2}, donde k es la rigidez del elástico y x el estiramiento.
- Al soltar, esa energía se transforma en energía cinética del autito: E_{c} = \frac{1}{2}mv^{2}.
- Si estira más el elástico, guarda más energía, el autito sale con más rapidez y recorre más distancia.
Respuesta orientativa: estirando más la banda elástica del dispositivo, porque mientras más se estira, más energía elástica almacena y más lejos llega el autito.
Actividad 2 – Planificar y conducir una investigación
Necesitan: autito de juguete, tabla de madera, clavos, martillo, banda elástica, cinta métrica y 2 cilindros de madera.
Paso 1
Con un adulto, claven los dos cilindros de madera en un extremo de la tabla y pasen la banda elástica entre ellos.
Paso 2
Estiren el elástico poco y suelten el autito. Midan con la cinta métrica la distancia desde el punto de partida hasta donde se detiene. Regístrenla.
Paso 3
Repitan, pero estirando el elástico más. Midan y registren la nueva distancia.
Tabla de registro (ejemplo):
| Estiramiento del elástico | Distancia recorrida por el autito |
|---|---|
| Suave (pequeño) | 35 \, \text{cm} |
| Mediano | 70 \, \text{cm} |
| Fuerte (grande) | 120 \, \text{cm} |
Respuesta orientativa: las distancias aumentan al estirar más el elástico; la relación es directa (a mayor estiramiento, mayor distancia).
Actividad 3 – Analizar y comunicar
- Compara los datos: la distancia con estiramiento fuerte es mayor que con estiramiento suave.
- Variable que se cambia (independiente): el estiramiento del elástico. Variable que se mide (dependiente): la distancia recorrida.
- Para que la comparación sea justa hay que usar el mismo autito, la misma tabla y la misma superficie en todos los ensayos.
Respuesta orientativa: el estiramiento del elástico influye en la distancia; a mayor estiramiento, mayor energía almacenada y mayor distancia recorrida por el autito.
Contenido de la página
Instrumentos tecnológicos
Trabajo como científico — Trabajo colaborativo
En grupo, realicen la siguiente actividad:
Observar y preguntar
Lean este diálogo entre los niños:
- Niña: «¡Haré que mi autito avance más que el tuyo y ganaré la carrera!»
- Niño: «¿Cómo harás eso posible?»
Planificar y conducir una investigación
Necesitan:
- autito de juguete
- tabla de madera
- clavos
- martillo
- banda elástica
- cinta métrica
- 2 cilindros de madera
Así lo pueden hacer:
- Con un adulto, armen un dispositivo como el de la imagen.
- Estiren el elástico y lancen el autito. Midan la distancia hasta donde llega.
- Repitan el paso anterior, pero estiren más el elástico. Midan y registren la distancia que alcance el autito.
Cuidado (señal de advertencia)
Rotulados de la imagen: Tabla de madera · Elástico · Cilindro de madera
Página 30 · Unidad 1 · Exploro la materia y las fuerzas
Ejemplos resueltos
Se estira una banda elástica de rigidez k = 20 \, \text{N/m} unos x = 0{,}10 \, \text{m}. ¿Cuánta energía elástica almacena?
- Fórmula: E_{p} = \frac{1}{2}kx^{2}.
- Sustitución: E_{p} = \frac{1}{2}\cdot 20 \cdot (0{,}10)^{2}.
- Exponente: (0{,}10)^{2} = 0{,}01.
- Producto: E_{p} = 0{,}5 \cdot 20 \cdot 0{,}01 = 0{,}1 \, \text{J}.
Respuesta: E_{p} = 0{,}1 \, \text{J}.
Tabla
| Estiramiento del elástico | Distancia recorrida por el autito |
|---|---|
| Suave (pequeño) | 35 \, \text{cm} |
| Mediano | 70 \, \text{cm} |
| Fuerte (grande) | 120 \, \text{cm} |
Diagrama
flowchart TD
A[Observar y preguntar: dialogo de los ninos] --> B[Planificar: reunir materiales]
B --> C[Construir el dispositivo con un adulto]
C --> D[Estirar poco el elastico y lanzar]
D --> E[Medir la distancia]
E --> F[Estirar mas el elastico y repetir]
F --> G[Registrar los datos en la tabla]
G --> H[Comparar y comunicar resultados]
Fórmulas y ecuaciones
E_{p} = \frac{1}{2}kx^{2}
E_{c} = \frac{1}{2}mv^{2}
E_{p} = \frac{1}{2}kx^{2}
E_{c} = \frac{1}{2}mv^{2}
Glosario (5)
- Instrumento tecnológico
- Objeto construido por las personas para realizar una tarea o resolver un problema, como el dispositivo que lanza el autito.
- Banda elástica
- Material flexible que se estira y almacena energía, devolviéndola cuando se suelta.
- Energía elástica
- Energía que queda guardada en un cuerpo elástico cuando se deforma (se estira o se comprime).
- Distancia
- Longitud recorrida por un objeto entre el punto de partida y el punto de llegada; se mide con cinta métrica.
- Trabajo colaborativo
- Forma de trabajar en equipo repartiendo tareas y responsabilidades para lograr un objetivo común.
Preguntas para practicar
¿Cómo harás eso posible?
Usando el dispositivo con banda elástica: mientras más estiro el elástico, más energía almacena y el autito avanza más lejos. Así puedo ganar la carrera sin empujarlo con la mano.
¿Qué precaución debes tener al armar el dispositivo?
Trabajar con un adulto porque se usan martillo y clavos, y sujetar bien la tabla para no golpearse. También conviene estirar el elástico en una dirección segura, sin apuntar a los compañeros.
¿Por qué se dice que este dispositivo es un instrumento tecnológico?
Porque es un objeto construido por las personas con materiales sencillos para cumplir una función: lanzar el autito de manera controlada. Los instrumentos tecnológicos ayudan a realizar tareas o a investigar.
Temas y conceptos clave
Fuentes y referencias
- MINEDUC Chile – Texto del Estudiante Ciencias Naturales 4° Básico, Unidad 1: Exploro la materia y las fuerzas
Figuras de la página (3)
Preguntas que la gente también hace
¿Por qué el autito llega más lejos si estiro más el elástico?
¿Qué materiales necesito para hacer el dispositivo del autito con banda elástica?
¿Qué variables debo controlar en este experimento?
- • Noción de fuerza como empujar o tirar
- • Medición de longitudes con cinta métrica
- • Uso de unidades de longitud (centímetros y metros)
- • Registro de datos en tablas simples
📝 Transcripción de la página (texto seleccionable) 801 caracteres
Instrumentos tecnológicos
Trabajo como cientifico
Trabajo colaborativo
En grupo, realicen la siguiente actividad:
Planificar y conducir una investigación
Necesitan:
•autito de juguete • tabla de madera • clavos •martillo • banda elástica •cinta métrica • 2 cilindros de madera
Tabla de madera
Así lo pueden hacer:
- Con un adulto, armen un dispositivo como el de la imagen.
2.Estiren el elástico y lancen el autito.Midan la distancia hasta donde llega.
3.Repitan el paso anterior, pero estiren más el elástico. Midan y reqistren la distancia que alcance el autito.
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Unidad 1 · Exploro la materia y las fuerzas
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