The Spacetime Metric

Nivel 2 · Física de secundaria · Kit docente · Grados 10–12

Mecánica y leyes de conservación

Un registro de laboratorio para estudiantes y una guía específica para docentes convierten el modelo interactivo en una investigación repetible.

Registro del estudiante

Momento de colisión y auditoría energética

¿Qué cantidades permanecen conservadas cuando dos vagones colisionan y qué cambia cuando se atacan o rebotan?

Preparación

  • • Usa el laboratorio de colisiones. Mantén las dos masas fijas mientras comparas una caja elástica con una vaina adherente, luego cambia una masa y repite.

Predice primero

  1. 1. Predecir la dirección final del momento del sistema.
  2. 2. Predecir qué colisión preserva la energía cinética y cuál la transfiere a otras formas.
Variables
VariableFunciónUnidad
Masas de carrosControlado, luego independientekg
Velocidades inicialesindependientem/s
Velocidades finalesDependientem/s
Momento total y energía cinéticacalculadokg·m/s y J

Columnas de observación

Tipo de colisiónM1M2p antesp despuésK antesK después

Analiza

  1. 1. ¿Cuál residual antes o después es el más cercano a cero?
  2. 2. ¿A dónde va la energía cinética en el modelo de pegado?
  3. 3. ¿Por qué el sistema debe incluir ambos carros?
  4. 4. Nombra un impulso externo que debilite la comparación.

Marco para la conclusión

En los modelos de colisión de ___, el momento total cambiaba en ___ mientras que la energía cinética cambiaba en ___ porque ___.

Guía del docente · 45–55 minutos

Enseña la investigación, no la interfaz

Objetivo: Los alumnos utilizan un límite de sistema declarado para distinguir la conservación del momento de la conservación de la energía cinética.

Preparación

  • • Revisa la velocidad señalada y los límites del sistema.
  • • Prepara un caso de masa igual y uno de masa desigual.
  • • Define un residual numérico aceptable antes de la actividad.

Movimientos de facilitación

  • • Pide el límite del sistema antes de cualquier ecuación.
  • • Requiere impulso señalado en lugar de solo velocidad.
  • • Haz que los grupos intercambien ajustes y reproduzcan el libro de cuentas de los demás.

Accesibilidad y participación

  • • Emparejar flechas con números con signo para que la dirección no dependa del color.
  • • Ofrece un libro de contabilidad preformateado y acceso a la calculadora.
  • • Permite la entrada del teclado para cada control de modelo.

Evidencia de aprendizaje

  • • Un libro de registro completo de momento firmado
  • • Una comparación correcta de energías cinéticas
  • • Un límite de sistema defendido

Comprobaciones de ideas erróneas

El momento y la energía cinética siempre se conservan.

El momento se conserva en una colisión aislada; la energía cinética se conserva solo en la idealización elástica.

Un carro parado no afecta al libro de cuentas.

Su masa y movimiento final siguen pertenecientes al sistema de dos carros.

Ampliación

Introduce un impulso externo medido y prueba si el libro mayor de momento corregido se cierra.