Canal de carlos99olachea

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Juan Parera-López
Bakgrund • Cuba:
Lic. Física (Univ. Habana), Prof. Titular Física Teórica y Decano de Fac. Física-Matemática (Univ. Oriente, Stgo de Cuba).



URSS:
Dr. Ciencias Físico-Matemáticas (Univ. S. Peterburgo).



Suecia:
Lector Matemática (Univ. Gävle), Master Pedagogía (Univ. Estocolmo),

Prof. bachillerato Física/ Matemática (Thorildsplans gymnasium – Estocolmo).•

Torrevieja:
Algunas semanas del año e intercambios con escuelas.

1. El cohete de agua, un tema de estudio en el bachillerato
• El cohete de agua - tema introductorio a la línea de Ciencias Naturales. • El cohete de agua en el primer curso de Física (Física A). • El cohete de agua en el segundo curso de Física (Física B). • El cohete de agua en el curso de trabajo científico (Trabajo deproyecto) • El cohete de agua como sistema integrador de conocimientos • Estudio avanzado del cohete de agua • El cohete de agua como actividad recreativa, de intercambio y cultural

2. El cohete de agua, tema introductorio para alumnos de Ciencia Naturales
En la semana de introducción al bachillerato hacemos una competencia en grupos con cohetes de agua (mayor alcance horizontal). Ésta constade: • Charla sobre la Física elemental del cohete de agua y su vuelo. • Trabajo en grupo: diseño y construcción de un cohete de agua. • Experimentos para determinar parámetros óptimos de disparo. • Competición donde se determina el grupo que gana – recibe diploma y billete para el cine.

R

máximo?

R

Algunos momentos de esta actividad
Principio del movimiento: La presión interior ejercefuerzas en todas direcciones. Las fuerzas laterales se cancelan. Una fuerza actua en la punta del cohete y una fuerza igual sobre el agua. El cohete es acelerado hacia adelante y el agua se expulsa a alta velocidad.
Aire a presión

Fuerza impulsora

El movimiento tiene dos partes

En AB el agua se expulsa y la fuerza impulsiva actua
B

v

En BC el cohete vuela vacío con movimiento detipo lanzamiento de proyectil

Optimizar forma, masa y colocación de ésta
A C

Optimizar parámetros de disparo, por ejemplo:

Optimización parámetros de disparo
En AB el agua se expulsa y la fuerza impulsiva actua
v B

A

C

Optimizar parámetros de disparo, por ejemplo:

1

Qué volumen de agua?

Qué ángulo de disparo?
3

2

Cómo lograr mayor presión interior?

Cuáles la mejor forma?
delante?

detrás?

Le ponemos alerones? Si SÍ, de qué forma? u otra?

La actividad en fotos

3. El cohete de agua en la asignatura Física A
Física A es el primer curso de Física del Bachillerato. En él se presentan los principios de la asignatura. Se prioriza la comprensión a la matematización. En el capítulo Mecánica se estudia movimiento en línea recta. El cohete deagua en vuelo vertical se usa como ejemplo en los temas: ¤ fuerza y movimiento ¤ lanzamiento vertical ¤ movimiento en fluídos ¤ momento de fuerza ¤ presión

El cohete de agua en Física A
Con modelos simples se puede calcular /discutir: • la fuerza impulsiva del cohete
F = ∆p Area ∆p Acceleracción del cohete a = F/massa Area

• el movimiento durante la eyección de agua y más cualitativo laaltura alcanzada – influencia de la masa • la estabilidad del cohete: uso de alerones y localización de la masa • el uso de alas

El movimiento tiene dos partes
v C En BC el cohete vuela vacío

B

En AB el agua se expulsa y la fuerza impulsiva actua

A

Fuerzas en cada parte
Fimp

en

AB

en

BC

Fpeso

Ffriccion

Fpeso

Ffriccion

Estabilidad del vuelo – alerones?F
imp

Fimp

Fpeso

Ffr

Fpeso

Ffr

Actuan varios momentos de fuerza. En cohetes de combustible (derecha) la fuerza Fimp está aplicada en la parte superior del motor – un momento desestabilizador se genera. Los alerones son necesarios. En el cohete de agua Fimp actua en el punto superior y da lugar a un momento de fuerza estabilizador. Los alerones no son estrictamente necesarios...
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