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A que no te atreves: Ejercicio práctico para demostrar las 3 Leyes de Kepler con objetos cotidianos

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Fisica 3° · Bgu 3 Fisica 2024 · 2024

Ejercicio 1

Lectura

A que no te atreves

Tema: Ejercicio práctico sobre las Leyes de Kepler

Desafío: Realizar un experimento práctico para demostrar las tres Leyes de Kepler usando objetos cotidianos.

Materiales

Pelota (representa el planeta)
Cuerda
Marcadores o cinta adhesiva
Reloj o cronómetro

Pasos

Ejercicio 1

ª Ley de Kepler (Ley de la elipse):

Fijar la cuerda en el suelo (representando el foco)
Mover la pelota trazando una órbita elíptica
Verificar la forma elíptica de la trayectoria

Ejercicio 2

ª Ley de Kepler (Ley de las áreas):

Marcar puntos en diferentes posiciones de la trayectoria
Cronometrar el tiempo que tarda la pelota en recorrer distintos arcos
Verificar que se barren áreas iguales en tiempos iguales (pelota va más rápido cerca del foco)

Ejercicio 3

ª Ley de Kepler (Ley de los períodos):

Variar la longitud de la cuerda (varía el semieje mayor a)
Medir el período T en cada caso
Verificar que $T^2 \propto a^3$

Reflexión y Presentación

[Espacio para reflexionar sobre las observaciones y conectarlas con las Leyes de Kepler. Presentar resultados al grupo.]

Metacognición

¿Qué he aprendido?

[Espacio para respuesta]

¿Cómo lo he aprendido?

[Espacio para respuesta]

¿Para qué me ha servido lo que he aprendido?

[Espacio para respuesta]

¿En qué otras ocasiones puedo usar lo que he aprendido?

[Espacio para respuesta]

Ejercicio 1

Demostrar experimentalmente las 3 Leyes de Kepler: 1ª) órbita elíptica, 2ª) áreas iguales, 3ª) T²∝a³, usando pelota, cuerda y cronómetro.

Contenido de la página

A que no te atreves

Tema: Ejercicio práctico sobre las Leyes de Kepler

Desafío: Realizar un experimento práctico para demostrar las tres Leyes de Kepler usando objetos cotidianos.

Materiales

Pelota (representa el planeta)
Cuerda
Marcadores o cinta adhesiva
Reloj o cronómetro

Pasos

1ª Ley de Kepler (Ley de la elipse):

Fijar la cuerda en el suelo (representando el foco)
Mover la pelota trazando una órbita elíptica
Verificar la forma elíptica de la trayectoria

2ª Ley de Kepler (Ley de las áreas):

Marcar puntos en diferentes posiciones de la trayectoria
Cronometrar el tiempo que tarda la pelota en recorrer distintos arcos
Verificar que se barren áreas iguales en tiempos iguales (pelota va más rápido cerca del foco)

3ª Ley de Kepler (Ley de los períodos):

Variar la longitud de la cuerda (varía el semieje mayor a)
Medir el período T en cada caso
Verificar que $T^2 \propto a^3$

Reflexión y Presentación

[Espacio para reflexionar sobre las observaciones y conectarlas con las Leyes de Kepler. Presentar resultados al grupo.]

Metacognición

¿Qué he aprendido?

[Espacio para respuesta]

¿Cómo lo he aprendido?

[Espacio para respuesta]

¿Para qué me ha servido lo que he aprendido?

[Espacio para respuesta]

¿En qué otras ocasiones puedo usar lo que he aprendido?

[Espacio para respuesta]

Fórmulas y ecuaciones

$\frac{T^2}{a^3}$ = $\text{cte}$ $\quad$ $\text{(3ª ley de Kepler: proporcionalidad período-semieje mayor)}$

$T^2$ $\propto$ $a^3$ $\quad$ $\text{(3ª ley de Kepler)}$

$\frac{T^2}{a^3}$ = $\text{cte}$ $\quad$ $\text{(para todos los planetas del mismo sistema)}$

Glosario (12)

1ª ley de Kepler

2ª ley de Kepler

3ª ley de Kepler

órbita elíptica

foco

área barrida

período orbital

semieje mayor

metacognición

experimento

cronómetro

trayectoria

Preguntas para practicar

¿Cómo se puede verificar experimentalmente que la trayectoria de un planeta es elíptica?

¿Cómo comprobar que la velocidad de la pelota es mayor cuando está más cerca del foco?

¿Qué sucede con el período orbital al aumentar la longitud de la cuerda?

¿En qué otras situaciones de la vida cotidiana se observan las leyes de Kepler?

Temas y conceptos clave

1ª Ley de Kepler2ª Ley de Kepler3ª Ley de KeplerÓrbita elípticaÁreas igualesPeríodo orbitalExperimento prácticoMetacognición1ª ley Kepler2ª ley Kepler3ª ley Keplerórbita elípticaárea barridaperíodo orbitalsemieje mayorcuerdapelotacronómetroT²∝a³metacogniciónaprendizaje

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A que no te atreves

Tema: Ejercicio Práctico sobre Leyes de Kepler

Desafío: realizo un ejercicio práctico para demostrar las Leyes de Kepler utilizando objetos cotidianos y observaciones simples. El objetivo es aplicar los conceptos de las leyes de Kepler de una manera práctica y visual, proporcionando una comprensión más concreta del movimiento orbital.

Apoyo:

Materiales:

e Pelota (representará un planeta o un cuerpo en órbita).

e Cuerda.

e Marcadores o cinta adhesiva para marcar el suelo.

e Reloj o cronómetro.

Pasos del Ejercicio:

Primera Ley de Kepler - Ley de las Órbitas: Utilizo la cuerda para trazar una órbita elíptica en el suelo. Luego coloco la pelota en el centro y observa cómo se ajusta a la forma de la órbita.
Segunda Ley de Kepler - Ley de las Áreas: Marco el suelo en varios puntos a lo largo de la órbita elíptica y hago que la pelota se mueva a diferentes velocidades y cronometra el tiempo que tarda en llegar a cada marcador. Observo cómo la pelota barre áreas iguales en tiempos iguales.

e Tercera Ley de Kepler - Ley de los Períodos: Ajusto la longitud de la cuerda para cambiar el semieje mayor de la órbita y hago que la pelota orbite a diferentes longitudes de cuerda y registra el tiempo que tarda en dar una vuelta completa. Observo cómo el periodo orbital se relaciona con el semieje mayor.

Reflexión y Presentación: reflexiona sobre tus observaciones y cómo el ejercicio práctico

representa las Leyes de Kepler. Considera cómo estas leyes se aplican a situaciones cotidianas y cómo las observaciones directas pueden ayudar a internalizar estos conceptos.

(/ METACOGNICIÓN )

¿En qué otras ocasiones puedo usarlo?

¿Para qué me ha servido? ¿Cómo lo he aprendido?

¿Qué he aprendido?

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