_INDAGACION CAIDA LIBRE- CARPETA - Deisy Lizbeth Guerrero Mires

Vista previa del material en texto

ÁREA: CIENCIA Y TECNOLOGÍA 2023 GRADO: 5to Grado 
CAMPO TEMÁTICO “CAIDA LIBRE” 
 
➢ Movimiento vertical de caída libre: 
 
• Aceleración de la gravedad. 
 
• Movimiento vertical de caída libre de MVCL 
• Ecuaciones de la aceleración para MVCL 
• Ficha de indagación: Experiencia sobre caída libre. 
DOCENTE RAMOS CIEZA, OSCAR F 
COMPETENCIA: PROPÓSITO: 
 
Indaga mediante métodos científicos para construir 
conocimientos: 
 
➢ Problematiza situaciones para hacer indagación 
➢ Diseña estrategias para hacer indagación 
➢ Genera y registra datos e información 
➢ Analiza datos e información 
➢ Evalúa y comunica el proceso y resultados de su indagación 
Indaga a través de fuentes proporcionadas y de los medios o 
recursos del cual dispone la definición, características y fuerzas 
que involucran en la caída libre de cualquier objeto sea pesado o 
liviano y como la presión del aire y la gravedad participan en esta 
experiencia. Asimismo, realiza experiencias sencillas para 
vivenciar que todo cuerpo que presenta caída libre se debe a la 
gravedad de nuestro planeta que nos atrae al centro de 
gravedad. 
 
➢ Seguidamente se da inicio al desarrollo del tema del día, a través de la siguiente actividad de motivación: 
 Las estudiantes observan el siguiente video sobre “CAÍDA LIBRE TIPOS de MOVIMIENTOS” 
https://www.youtube.com/watch?v=it8qb20BkC8 
 
Después de haber observado el video, te invito a responder por comentarios las preguntas formuladas: 
 
✓ Se plantean preguntas de exploración, según el video: 
 1) ¿Cómo se llama la fuerza que ejerce nuestro planeta a todos cuerpos? 
 2) Según el video ¿Qué es la caída libre? 
 3) ¿Si la gravedad equivale 29,81 /m s . ¿Entonces se le puede llamar aceleración? (observe las unidades) 
 4) ¿Cuáles son las variables que participan en una caída libre? 
 
 
 
 
 
 Ahora vamos a leer … 
 
MOVIMIENTO DE CAIDA LIBRE 
Continuando con nuestro estudio de la Cinemática, te 
comento que la naturaleza del movimiento de un objeto al 
caer era en la antigüedad un tema de interés e la filosofía 
natural. Aristóteles afirmaba que “el movimiento hacia 
debajo de cualquier cuerpo dotado de peso es más rápido en 
proporción a su tamaño”. Esto es, los objetos más pesados 
caen más rápidamente. 
Muchos siglos más tarde, Galileo Galilei 
hizo la aseveración correcta: “si 
pudiéramos eliminar totalmente la 
resistencia del medio, todos los objetos 
caerían a igual velocidad”. A este tipo 
de movimiento se le conoce como 
“Caída Libre” y el tema del día de hoy. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
I.E N° 20523 “CORAZÓN DE JESÚS” - SUPE 
¿Qué sucedería si dejas 
caer una pelota y una 
hoja de papel al mismo 
tiempo? 
¿y si luego arrugas el 
papel fuertemente y lo 
dejas caer nuevamente 
junto con la pelota, qué 
sucede ahora? 
 
 
 
 ¡Experimenta! 
¿Cómo caen los cuerpos? ¿Cuál 
es la fuerza que los hace caer? 
¿De qué depende el tiempo que 
tarda la caída? ¿Influye la masa 
en la caída libre? 
 
Estas fueron las preguntas que 
se hizo Galileo alrededor del 
año 1590, en Pisa, Italia. 
Después de muchos 
experimentos, logró tener 
respuestas claras, que 
revolucionaron el conocimiento 
científico de su época. 
 
 1. ¿Cómo se llama la fuerza que ejerce nuestro planeta a todos cuerpos? 
La fuerza que ejerce nuestro planeta a todos los cuerpos se llama gravedad.
2. Según el video ¿Qué es la caída libre?
La caída libre es un movimiento en el cual un objeto se desplaza en una trayectoria 
rectilínea bajo la acción exclusiva de la gravedad. 
3. ¿Si la gravedad equivale 9,81m / s2 . ¿Entonces se le puede llamar aceleración? 
(observe las unidades) 
Sí, la gravedad de 9.81 m/s^2 se considera una aceleración. La unidad de 
aceleración es el metro por segundo al cuadrado (m/s^2), y esa es la unidad en la 
que se mide la gravedad en la superficie de la Tierra.
4. ¿Cuáles son las variables que participan en una caída libre?
En una caída libre, las variables que participan son:
1 La masa del objeto: la masa del objeto afecta su comportamiento durante la 
caída libre, ya que un objeto con mayor masa experimentará una aceleración 
menor debido a la gravedad que un objeto con menor masa.
2 La altura inicial: la altura inicial afecta la velocidad final del objeto al final de 
su caída libre.
3 El tiempo de caída: El tiempo de caída libre se relaciona con la altura inicial y 
la velocidad final del objeto.
4 La aceleración debida a la gravedad: La gravedad es la única fuerza que actúa 
sobre el objeto durante la caída libre, y su aceleración es constante y es igual a 9.8 
m/s^2.
5 La velocidad final del objeto: La velocidad final del objeto al final de su caída 
libre se relaciona con la altura inicial y el tiempo de caída.
6 La distancia recorrida: La distancia recorrida por el objeto durante su caída 
libre se relaciona con la altura inicial, el tiempo de caída y la velocidad final.
Después de haber observado el video, te invito a responder por comentarios las preguntas 
formuladas:
Es un movimiento vertical de ascenso o descenso 
en donde la resistencia del aire es nula y la única 
fuerza que actúa sobre los cuerpos es la fuerza 
de gravedad (peso). En este tipo de movimiento 
todos los cuerpos adquieren la misma 
aceleración, la cual se denomina aceleración de 
la gravedad ( g ). 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
RECUERDA: 
La conocida historia acerca de que Galilei dejó caer dos 
objetos desde la Torre de Pisa y observó su caída 
comprobando que llegaban al suelo al mismo tiempo es casi 
con seguridad solo una leyenda. Dada la altura de la Torre y 
los objetos que se dice usó Galileo, el objeto más grande y 
más pesado habría alcanzado el suelo entre uno y varios 
metros antes que el objeto más ligero, debido a los efectos 
de la resistencia del aire. Así pues, Galileo habría parecido 
demostrar que Aristóteles ¡Tenía razón, después de todo! 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
CARACTERÍSTICAS 
 
− Es otro tipo de MRUV. 
− Está afectado por la aceleración de la gravedad: 
g = 9,8 m/s2  10 m/s2 
− Su trayectoria es vertical. 
 
RESUMEN: 
❖ La caída de los cuerpos llamó la atención a los antiguos 
filósofos griegos. Aristóteles (300 a.C.) estableció que al 
dejar caer dos cuerpos. El de mayor peso cae más rápido 
que el de menor peso. 
 
❖ Esta idea aristotélica prevaleció cerca de 2000 años 
como una regla básica de la naturaleza, hasta la 
aparición del genio de Galileo Galilei (1564 - 1642) que 
contradice a las ideas de Aristóteles, aun enfrentando a 
la iglesia católica que defendió el principio aristotélico. 
 
❖ Galileo propone y demuestra que todos los cuerpos 
dejados caer desde una misma altura llegan 
simultáneamente al suelo, sin importar sus pesos. 
 
❖ Galileo refiere que la resistencia del aire es el causante 
de que los cuerpos más pesados aparentemente caen 
más rápido que los livianos. 
 
❖ Así pues, la caída libre es un movimiento del tipo MRUV 
con aceleración constante “g” que se realiza en el vacío. 
 
 NOTA: 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Galileo comprobó experimentalmente que un cuerpo en 
caída libre vertical desarrolla un MRUV cumpliéndose: 
 
1. En la Hmax su velocidad es ______________. 
 
2. A un mismo nivel las velocidades de subida y bajada son 
iguales en módulo : V0 =   V1 =    
 =  V3 
 
3. Tiempo subido = Tiempo _________ 
 
4. La aceleración “g” es constante g = 9,8 m/s2 = 10 m/s2 
 
 
 
 
FÓRMULAS: 
1. Vf = Vi  g.t 
 
2. h = Vi.t  
2
1 g.t2 
 
3. Vf2 = Vi2  2g.h 
 
4. h = 




 +
2
VV fi .t 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 ¿Qué es el Movimiento 
de Caída Libre? 
Mira mamá, 
es Galileo 
V2 V3 
V1 V4 
V0 V5 
V0 
Altura 
Máxima 
(Hmax) 
5m 
15
25
35
45
55
Qué fácil 
60m/s 
50m/s 
40m/s 
30m/s 
20m/s 
10m/s 
V = 0 
1s 
1s 
1s 
1s 
1s 
1s 
¿SABÍAS QUÉ? … 
En 1971 el astronauta del ApoloXV David Scout soltó 
una pluma de halcón y un martillo en la Luna (sin 
atmósfera) observando que, como dijo Galileo, 
caían a la misma velocidad. 
Video opcional: 
VIDEO: MOVIMIENTO DE CAIDA LIBRE 
LINK : https://www.youtube.com/watch?v=EzcyW0naDLw 
EJEMPLO EXPERIMENTAL: CAÍDA LIBRE DE LOS OBJETOS 
➢ Formulo preguntas específicas sobre una observación, sobre una experiencia o sobre las aplicaciones de teorías
científicas.
➢ Identificar situaciones en la que interviene la ley gravitacional.
➢ Determinar los factores externos que hacen que la caída de todos los objetos sea diferente.
➢ Reconocer los elementos que intervienen en la caída de los objetos.
➢ Manejo del concepto e interpretación de caída libre.
Para abordar la noción de caída libre. Se empieza haciendo un ejemplo de la caída de un objeto, para esto se toma un
marcador o plumón y se deja caer, luego se hacen las siguientes preguntas a los estudiantes:
FICHA DE INDAGACIÒN 
Estudiante: __________________________________________________________________________________________________ 
Fecha: _________________ Grado: __________ Sección: ___________ DOCENTE_______________________________________ 
********************************************************************************************************************************************************* ** 
TÍTULO: MOVIMIENTO DE CAIDA LIBRE DE UNA HOJA DE PAPEL Y UNA PELOTITA 
PROBLEMATIZA SITUACIONES: 
1°. Deja caer la pelotita y una HOJA DE PAPEL extendida. 
PROBLEMA 
 
 
 
Hipótesis 01: 
Hipótesis 01: 
A. ¿Por qué crees que el objeto cae?
B. ¿Todos los objetos caen de la misma forma?
C. Describe la forma como el objeto (marcador) cae.
D. ¿Por qué crees que la caída de los objetos empezó a tener
importancia para la humanidad?
E. Crees que hay factores que impiden que el objeto caiga
libremente. ¿Cuáles?
1. Planteamiento del problema: Hacer la pregunta de indagación. (Una o varias). En base a lo que crees que sucederá con la
experimentación de la caída libre de una hoja de papel y un pan (de una altura determinada).
2°. Ahora arruga el papel y suelta los dos cuerpos 
2.- Formular la hipótesis o posibles respuestas a tus preguntas o problema planteado. 
¿Sabías…? La resistencia del aire altera el movimiento de objetos como una pluma o un trozo de papel extendido. En muchos 
casos cuando los objetos son compactos, el efecto del aire es mínimo y se puede considerar que los objetos caen libremente. 
Los cuerpos en caída libre solo caen por atracción terrestre, es decir caen acelerados por la gravedad. Su valor aproximado 
es de 9,81 m/s2, pero para fines prácticos usamos g=10 m/s2. ¿Qué significa 10 m/s2? La velocidad en caída libre cambia a 
razón de 10 m/s en cada segundo. 
Cómo afecta arrugar la hoja de papel al tiempo de caída en un experimento de caída 
libre?¿Qué factores influyen en el tiempo de caída de un objeto en caída libre?
¿Por qué la pelota de hule llega al suelo antes que la hoja de papel en una caída libre?
La masa y la densidad son factores que influyen en el tiempo de caída de un objeto en 
caída libre. El tamaño y la forma de un objeto también afectan su velocidad de caída en 
caída libre.
Variable Independiente (CAUSA) Variable dependiente (EFECTO) 
➢ ………….
➢ …………
➢ ………..
➢ …………….
➢ ……………
➢ ……………
Materiales: 
➢ 2 pelotitas del mismo tamaño (puede ser de goma , plástico algo pesadito, etc.)
➢ 2 hojas bond u hoja reciclada (sin arrugar)
➢ 2 hojas bond u hoja reciclada (arrugada en forma de esfera los mas compacta)
➢ Una mesa (puedes utilizar la mesa de tu comedor)
➢ Cronometro (en los celulares tienen cronometro) (tomar el tiempo de caída de los cuerpos)
➢ Cinta métrica o wincha métrica (para medir altura)
➢ 4 colgadores de ropa (plástico o madera, que sean iguales) (o algo parecido)
Nota: Tener en cuenta las reglas de seguridad al usar los materiales para dicha experiencia de preferencia que te 
acompañe un familiar como apoyo en este experimento. 
Procedimiento: Video referencial: (Link de un software para que puedan experimentar con otros objetos y sin 
el aire) Link: http://www.objetos.unam.mx/fisica/caidaLibre/index.html (no necesita instalar) (OPCIONAL) 
Experiencia 01: sobre una mesa colocamos ambos objetos y lo soltamos al mismo tiempo (no se olviden de tomar 
apunte a la altura y el tiempo que demora en caer cada objeto, para luego halla la velocidad final con que caen 
ambos cuerpos) (ver la fig. 1), gravedad g=10m/s2 
N° Altura Tiempo Gravedad 
Experiencia 01 
Experiencia 02: sobre una mesa colocamos ambos objetos y lo soltamos al mismo tiempo (no se olviden d tomar 
apunte a la altura y el tiempo que demora en caer cada objeto, para luego halla la velocidad final con que caen 
ambos cuerpos) (ver la fig. 2), gravedad g=10m/s2 
Experiencia 03: Observar y compara qué sucede durante las dos experiencias de caída libre. 
N° Altura Tiempo Gravedad 
Experiencia 02 
3.- Establecer variables. ¿Cuál será la causa y el efecto a tu problema planteado? 
4.- Materiales y el procedimiento para realizar la indagación. 
La altura inicial
Forma del objeto 
El estado de papel 
Velocidad final del objeto
La distancia recorrida
El tiempo de caída.
V=4,5mIs
WIsea Im
im n
0
0
aseg
V= 4,5
M1s2
 
DISEÑA ESTRATEGIAS PARA HACER INDAGACIÓN: 
 
 Experiencia 001 Experiencia 002 
 
 
 
Representa a 
través de un 
dibujo i foto 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Representa a 
través de un 
dibujo i foto 
 
Anotar 
observaciones 
durante toda 
la experiencia 
➢ …………….. 
➢ …………………... 
➢ …………………………. 
Anotar 
observaciones 
durante toda 
la experiencia 
➢ …………….. 
➢ …………………... 
➢ …………………………. 
 
 
 
 
 
 
 
N° Altura Tiempo 
 
 Gravedad 
Experiencia 001 
Experiencia 002 
En la experiencia 001, 
que cuerpo cae primero 
y diga Ud. ¿Cuál o Cuáles 
son los factores que 
hacen posible este 
fenómeno? 
 
En la experiencia 002: 
¿Qué cuerpo cae 
primero? O ¿Por qué los 
dos cuerpos caen 
simultáneamente? 
Según sea el caso. 
 Si uno pesa más que el 
otro: Fundamente su 
respuesta según lo 
observado 
 
En la experiencia 001 se 
obtiene una velocidad 
final y de la misma 
manera en la 
experiencia 002 (en 
ambas experiencias para 
cada objeto). Diga Ud. Si 
las diferencias de las 
velocidades finales en 
ambas experiencias se 
mantienen o cambian. 
Justificar su respuesta. 
 
 
5. Realizar la experiencia a diferentes alturas y en diferentes posiciones los objetos (Exp. 001= papel y el cuaderno A-4 desde 
la misma altura y al mismo tiempo), (Exp. 002= dejar caer al mismo tiempo el papel sobre el cuaderno A-4… de esta manera 
anularemos la presión del aire). Anotar observaciones durante las dos experiencias siguientes de haber concluido el 
procedimiento; Calcular la velocidad final en cada experiencia. Dibuja o toma foto y anotar observaciones durante la 
experiencia. 
 
fViV
6.- Recojo de datos: Elabora cuadro de doble entrada de las dos experiencias y los factores observables. 
7.- Elaborar conclusiones a partir de la experiencia y datos obtenidos. 
Bajó muy rápido
Se cayó con milisegundos 
de diferencia que el otro
Coloqué a la misma altura 
Los factores que llevaba es por el papel liso no había 
problema.
En este caso es un milisegundo que es por la pequeña 
diferencia de peso, entonces por ello se da un poco más 
de rápido.
Las velocidades se mantiene lo único que varían son los 
segundos de tiempo.
o E
ø
1
D
m
ism
l
l
^ iseg Omis? 10m1sz 4, 5 m1s2
7 0.90
seg
Om1s2 l0m1sz 4,5m1s2
 
 _________________________________________________________________________________________ 
 _________________________________________________________________________________________ 
 _________________________________________________________________________________________ 
 _________________________________________________________________________________________ 
 
 
EVALÚA Y COMUNICA: 
 
Dificultades: 
Logros: 
Conocimientos 
logrados 
 
Tu respuesta 
de indagación 
corresponde 
conla 
hipótesis 
 
 
Video opcional: Experimentos (Caída Libre) 
TITULO: ¿Por qué una PAPEL y un LIBRO caen a la vez? 
Link: https://www.youtube.com/watch?v=3ObeamLIAgI 
 
 
LISTA DE COTEJO 
 
 CRITERIOS DE EVALUACIÓN SI NO 
1. Reconoce que los cuerpos tienen caídas libres iguales y con aceleración de la gravedad constante, sin importar el peso o material de la cual este hecho, según las experiencias de Galileo Galilei. 
2. Realiza un experimento sencillo para verificar las leyes y factores que intervienen en movimiento de caída libre “Caída libre de una hoja de papel bond y un pan“ 
3 Plantea el problema frente un hecho o fenómeno observado y formula las hipótesis con acierto. 
4. Asume una actitud responsable frente a las actividades propuestas. 
5 Usa adecuadamente los recursos tics. 
 
 
 
 
 
 
 
8. Da a conocer dificultades y logros de tu experiencia y los conocimientos logrados. Verifica si tu respuesta de indagación 
corresponde con la hipótesis. 
 
 
 
Mientras más pesados los objetos será más rápido la caída.
Comprender el tiempo en totalidad.
Lograr comprender la caída libre.
Lograr comprender que la masa interviene en la caída de 
este.
v
V
d
v
v