Planeamiento Física 10° Eje temático 3 Tema 4 (2025)

Focalización

El docente pide a los estudiantes que recuerden lo aprendido sobre leyes de Newton, referente al concepto de fuerza, e interacción entre los cuerpos. Cuestiona a los estudiantes preguntas como las siguientes:
• ¿Qué se entiende por la palabra trabajo, en el ámbito coloquial?
• Cuando uno es comisionado para realizar un trabajo, ¿de qué forma se evalúa la completitud de éste?
• ¿Qué nos dice la pregunta anterior, sobre el propósito de un trabajo?
• ¿Qué papel juega la fuerza, en el proceso de realizar un trabajo?
• En la física, entonces, ¿Cómo se puede medir la efectividad de una fuerza, valiéndonos del concepto de trabajo?

En forma individual, el estudiantado observa una imagen de una estructura de una montaña rusa y responde por escrito una serie de preguntas orientadoras que invitan a reflexionar sobre su funcionamiento y su relación con conceptos físicos ya conocidos.
El estudiantado se organiza en grupos pequeños para compartir sus respuestas y comparar sus ideas.
Finalmente, en una puesta en común guiada por la persona docente, se discuten las similitudes y diferencias entre las interpretaciones. La docente retoma los aportes del grupo y orienta la conversación hacia los conceptos que se abordarán en el tema: trabajo, energía cinética, energía potencial y potencia.
Durante la puesta en común, de acuerdo con las nociones que brindan los estudiantes, el docente plantea la siguientes preguntas:

• ¿Qué tipos de energía están presentes en una montaña rusa cuando sube, cuando se detiene y cuando baja?
• ¿Qué papel juega la fricción en el recorrido de una montaña rusa? ¿Cómo afecta su velocidad o diseño?
• ¿Qué relación podríamos establecer entre la altura de los rieles y la energía que adquiere el vagón?

En plenaria, la docente plantea el dilema: ¿Qué tiene más potencia: una bicicleta eléctrica o un camión de carga subiendo una cuesta? El grupo genera hipótesis y anticipa el estudio del concepto de potencia

En grupos, el estudiantado identifica acciones de su entorno donde se realiza trabajo o se transforma energía (levantar objetos, usar herramientas, empujar cargas).
Relacionan cada situación con el tipo de energía involucrado. Elaboran un cartel explicativo.

La docente plantea el dilema: «¿Una persona que sostiene una caja por mucho tiempo está haciendo trabajo según la física?». El grupo argumenta considerando el significado de trabajo como cantidad escalar.

Exploración

En parejas, el estudiantado lee las páginas 165–169 del libro. Subrayan definiciones clave, fórmulas y unidades. Luego resuelven el ejemplo propuesto y discuten: ¿Qué factores afectan el trabajo realizado?
El docente aclara dudas y refuerza la interpretación de cantidades escalares.

En equipos, el estudiantado analiza el contenido de las páginas 165 -169 del libro, donde se explican los conceptos de trabajo, fuerza y desplazamiento como vectores, y las condiciones para que exista trabajo mecánico. Elaboran un organizador visual que incluya las fórmulas, las unidades, y ejemplos ilustrados de situaciones donde se realiza o no se realiza trabajo.
Los organizadores se comparten en una exposición grupal.
La persona docente orienta la retroalimentación con preguntas como: ¿Por qué no hay trabajo cuando una persona sostiene una caja sin moverla?, o ¿Qué importancia tiene la dirección de la fuerza en relación con el desplazamiento?

En grupos, el estudiantado analiza la información de la página 172 sobre el concepto de potencia. A partir de esta lectura, diseñan un cartel informativo que incluya la definición, fórmulas y ejemplos cotidianos (como el uso de una licuadora, una caminadora o una motocicleta).
Los carteles se exhiben en una galería didáctica en el aula.
La persona docente promueve la retroalimentación entre grupos con preguntas como: ¿En qué situaciones es útil conocer la potencia de una máquina?

En equipos, el estudiantado estudia las páginas 175-177  del libro sobre energía cinética, trabajo positivo, negativo y neutro. A partir de esta información, construyen una tabla comparativa que relacione: tipo de energía, fórmula, tipo de fuerza involucrada y ejemplos de la vida cotidiana.
Las tablas se comparten en plenaria, donde cada equipo expone un concepto.
La persona docente orienta el análisis con preguntas como: ¿Qué diferencia existe entre la energía potencial elástica y la gravitacional?, o ¿Cómo afecta el tipo de fuerza al comportamiento de un objeto en movimiento?

En parejas, el estudiantado revisa las páginas 181 a 187 del libro de texto para comprender el concepto de fuerzas conservativas y no conservativas, así como la energía potencial gravitatoria. A partir de esta revisión, seleccionan dos problemas resueltos del libro y los analizan identificando las variables involucradas, las fórmulas aplicadas y el tipo de fuerza que interviene. Luego, elaboran una tabla comparativa que contraste las características de una fuerza conservativa (como el peso) con una fuerza no conservativa (como la fricción), incluyendo ejemplos y efectos sobre la energía mecánica del sistema.

En equipos de tres, el estudiantado simula un diálogo entre dos astros (como la Tierra y un satélite artificial) que explican su interacción gravitacional a partir de la energía potencial que los une, usando las ideas y fórmulas revisadas en el libro (pp. 190–191). Además, crean un paralelo con el comportamiento de un resorte (energía potencial elástica, p. 192), construyendo un organizador visual que relacione ambos conceptos con su fórmula, unidad y tipo de fuerza.

En equipos, el estudiantado revisa las páginas 193 a 195 del libro para comprender el principio de conservación de la energía mecánica y su aplicación en distintos sistemas físicos. A partir de esta lectura, analizan en conjunto un ejemplo del texto (como la caída de una bola desde una cierta altura) y discuten cómo varían la energía potencial y la energía cinética a lo largo del movimiento. Con base en esta discusión, representan los cambios energéticos mediante un diagrama de barras secuencial que ilustre la transformación de la energía en diferentes momentos. Finalmente, responden preguntas como: “¿En qué punto la energía cinética es máxima?”, “¿Qué indica la conservación de la energía en este caso?” y “¿En qué condiciones se mantendría constante la energía mecánica?”

En parejas, el estudiantado construye un péndulo simple con hilo y una tuerca, siguiendo las instrucciones del docente. Después, realizan observaciones sobre los puntos máximos y mínimos del péndulo en movimiento, relacionándolos con los conceptos de energía potencial y cinética. Utilizan el contenido del libro (páginas 196-197) para explicar en qué momentos del movimiento la energía se conserva y cómo cambia de forma.

En pequeños grupos, el estudiantado analiza el caso de un objeto en caída libre desde una torre, con base en el ejemplo del libro (página 198). Utilizan las fórmulas estudiadas para calcular el tiempo de caída, la velocidad al impactar el suelo y la energía cinética al final. Posteriormente, presentan los resultados en un gráfico que relacione la altura con la energía potencial y la velocidad con la energía cinética.

Reflexión y contrastación

En grupos, el estudiantado clasifica diferentes situaciones del entorno (subir una rampa, rebotar una pelota, frenar un carro) según el tipo de energía involucrada: potencial gravitacional, elástica, cinética o mecánica.

En plenaria, la docente plantea: ¿En qué se parece y en qué se diferencia la energía mecánica de la potencia? El grupo construye una definición colectiva con ejemplos.

En grupos de cuatro personas, el estudiantado participa en una dinámica tipo “círculo de expertos”. Cada integrante se especializa en uno o dos conceptos (trabajo-energía, energía potencial gravitacional, energía potencial elástica, energía cinética, energía mecánica o potencia), revisa su definición, unidades, fórmulas y aplicaciones en el libro de texto y elabora una ficha explicativa con ejemplos. Luego, dentro de su grupo, cada estudiante expone oralmente su tema y responde las dudas de los compañeros. A continuación, el grupo construye un cuadro comparativo que contraste las características fundamentales de los seis conceptos, considerando aspectos como: forma de almacenamiento o transferencia, factores que la determinan, si depende o no del movimiento, y ejemplos aplicados. Finalmente, redactan una conclusión grupal que explique cómo se relacionan estos conceptos entre sí dentro de un sistema físico real, como una montaña rusa, un ascensor o una catapulta.

El estudiantado resuelve problemas contextualizados donde se apliquen las fórmulas de energía cinética, potencial y mecánica. Comparan múltiples estrategias de resolución con la guía del docente.

En pequeños grupos, el estudiantado contrasta dos situaciones: una donde solo actúan fuerzas conservativas (como una bola que cae en el vacío), y otra donde intervienen fuerzas no conservativas (como una caja deslizándose con fricción). Utilizan tablas comparativas y los mapas conceptuales construidos previamente para argumentar cómo cambia la energía mecánica en cada caso y qué papel cumple el tipo de fuerza en esa transformación. Cada grupo redacta una conclusión que relacione el tipo de fuerza con la conservación o no de la energía.

Con base en los organizadores visuales y dramatizaciones realizados en la fase de exploración, el estudiantado compara en plenaria los efectos de la energía potencial gravitacional a gran escala (entre cuerpos celestes) y a pequeña escala (resortes u objetos elásticos). Se plantean preguntas como: ¿Qué tienen en común estas formas de energía potencial?, ¿Por qué la energía potencial depende de la posición?, y ¿Qué tan útiles son estas energías en la vida cotidiana y la ciencia?. La persona docente modera la discusión y recopila las ideas en un esquema en la pizarra.

El estudiantado observa nuevamente su experimento con el péndulo, ahora enfocándose en los momentos en que cambia la energía de forma más significativa. Luego, cada pareja responde una serie de preguntas guía: ¿Dónde es máxima la energía potencial?, ¿Por qué se detiene eventualmente el péndulo?, ¿Qué papel juega la fricción del aire? Finalmente, contrastan el comportamiento del péndulo real con el comportamiento teórico de un péndulo ideal sin pérdida de energía.

En parejas, analizan artefactos tecnológicos que funcionan con el principio de energía potencial elástica (arcos, catapultas, resorteras). Exponen su funcionamiento y relación con las fuerzas conservativas.

En grupos, el estudiantado compara dos situaciones de caída libre: una en la que no se considera la resistencia del aire y otra donde sí se toma en cuenta. Analizan cómo cambia la velocidad, el tiempo y la energía mecánica en cada caso. Luego, cada grupo presenta una conclusión oral o escrita sobre la importancia de los modelos ideales para explicar fenómenos reales, reconociendo sus limitaciones.

Aplicación

En equipos, el estudiantado analiza el proceso de aterrizaje de un avión desde una perspectiva física. A partir de una secuencia ilustrada o un video corto (sugerido por la persona docente de acuerdo al contexto del grupo), identifican los momentos clave del descenso: aproximación, contacto con la pista, frenado y detención. Cada equipo describe qué tipos de energía están presentes en cada fase (potencial, cinética, térmica), cómo se transforman y qué fuerzas intervienen (como el peso, la fricción y la resistencia del aire). Además, determinan si se conserva o no la energía mecánica en el sistema y por qué.

El análisis se presenta en un póster explicativo con dibujos, flechas, fórmulas y conclusiones. La persona docente guía la retroalimentación con preguntas como:
• ¿Qué sucede con la energía potencial del avión durante el aterrizaje?
• ¿Qué fuerza es responsable de que el avión se detenga?
• ¿La energía se conserva? ¿En qué forma se transforma?

En parejas, el estudiantado elabora una infografía digital o impresa que explique las diferencias entre fuerzas conservativas y no conservativas, e ilustre con ejemplos cómo influyen en la conservación de la energía mecánica.
Cada infografía debe incluir un caso real o cotidiano y una conclusión sobre cómo estas fuerzas afectan la eficiencia de un sistema (como una montaña rusa, una bicicleta o un ascensor). Las infografías se comparten en una galería didáctica. La persona docente orienta el análisis con preguntas como: ¿Cómo afecta la fricción el comportamiento del sistema?, ¿Qué pasaría si se eliminara la fricción completamente?

En equipos, el estudiantado diseña un modelo tridimensional o animación que represente la energía potencial gravitacional entre la Tierra y un satélite, y la energía potencial elástica en un sistema como un trampolín o un resorte.
Cada equipo debe explicar el funcionamiento físico, mostrar las variables que intervienen y proponer aplicaciones prácticas o tecnológicas. Se realiza una presentación donde se valoran la precisión científica y la creatividad. La persona docente retroalimenta con preguntas como: ¿Cómo se relaciona la energía potencial con la altura o la deformación?, ¿Qué tan predecible es este comportamiento en la vida real?

En grupos, el estudiantado analiza un fenómeno cotidiano (como un columpio, un tobogán, una caída de agua o un carrito por una rampa) y determina si en él se conserva la energía mecánica.
Cada grupo representa gráficamente los tipos de energía en juego (potencial, cinética) y concluye si hubo transformación, pérdida o conservación de la energía. Elaboran un cartel con su análisis, que se expone en el aula. La persona docente fomenta la discusión con preguntas como: ¿Qué forma adoptó la energía que ya no se observa?, ¿Qué condiciones permiten que se conserve mejor la energía?

En parejas, el estudiantado diseña un experimento casero sencillo (como un péndulo, una pelota que cae, una regla que se flexiona, un carrito por una rampa), donde se evidencie la transformación de la energía.
Deben registrar observaciones, tomar medidas básicas (como altura, tiempo o distancia) y explicar los cambios energéticos que se producen. Exponen sus resultados ante el grupo con apoyo de esquemas, y concluyen cómo se conserva o transforma la energía en su modelo. La persona docente guía con preguntas como: ¿Dónde observan mayor energía cinética?, ¿Qué variable cambió durante el experimento y cómo afectó el resultado?

El estudiantado desarrolla las actividades propuestas en las páginas 170, 171, 173, 174, 178, 179, 180, 188, 189, 193 y 200 del libro de texto, aplicando los conceptos de trabajo, energía, potencia y fuerzas en distintos contextos. Posteriormente, resuelven la sección de evaluación comprendida entre las páginas 201 y 205. La persona docente guía la revisión de resultados, aclara dudas y propicia una reflexión final sobre los aprendizajes construidos.

Menciona las características de trabajo-energía, la energía potencial gravitacional, la energía potencial elástica, la energía cinética, la energía mecánica y la potencia, mediante actividades didácticas orales y escritas asignadas por la persona docente.

Brinda particularidades acerca de los aspectos básicos del trabajo-energía, la energía potencial gravitacional, la energía potencial elástica, la energía cinética, la energía mecánica y la potencia, mediante actividades didácticas orales y escritas asignadas por la persona docente.

Propone los alcances teóricos del trabajo-energía, la energía potencial gravitacional, la energía potencial elástica, la energía cinética, la energía mecánica y la potencia en la vida diaria, mediante actividades didácticas orales y escritas asignadas por la persona docente.

Enfoca el trabajo-energía, la energía potencial gravitacional, la energía potencial elástica, la energía cinética, la energía mecánica y la potencia en la vida diaria, mediante actividades didácticas orales y escritas asignadas por la persona docente.

Plantea alcances del trabajo-energía, la energía potencial gravitacional, la energía potencial elástica, la energía cinética, la energía mecánica y la potencia en la vida diaria, mediante actividades didácticas orales y escritas asignadas por la persona docente.

Anota de forma general los pasos realizados para solucionar los problemas con el trabajo, la energía y la potencia en el contexto cotidiano, mediante actividades didácticas orales y escritas asignadas por la persona docente.

Relata los pasos realizados para solucionar los problemas con el trabajo, la energía y la potencia en el contexto cotidiano, mediante actividades didácticas orales y escritas asignadas por la persona docente.

Resuelve problemas relacionados con el trabajo, la energía y la potencia en el contexto cotidiano, mediante actividades didácticas orales y escritas asignadas por la persona docente.

Resalta especificidades del uso del trabajo, la energía y la potencia son engranajes importantes para la construcción de la vida cotidiana, mediante actividades didácticas orales y escritas asignadas por la persona docente.

Menciona generalidades del trabajo, la energía y la potencia son engranajes importantes para la construcción de la vida cotidiana, mediante actividades didácticas orales y escritas asignadas por la persona docente.