ndex de continguts - repositori.upf.edu

TREBALL, POTÈNCIA I RENDIMENT

Seqüència Didàctica per al Batxillerat

Jordi Abàs-Mares i Roger Romero-Chicano

Aprenentatge i Ensenyament de les Ciències Naturals III

Màster de formació del professorat de secundària 2017-2018

Especialitat en ciències naturals

Universitat Pompeu Fabra

Tutor: Iván Marchan

Mentor: Eduard Hernández (IES Milà i Fontanals)

2

JORDI ABÀS I ROGER ROMERO

ÍNDEX DE CONTINGUTS

1) NIVELL, CICLE I MATÈRIA: .................................................................................................. 4

2) CONTEXT: .......................................................................................................................... 4

2.1 CONTEXT D’APRENENTATGE: .................................................................................................. 4

2.2 CONTEXT D’APLICACIÓ .......................................................................................................... 4

3) COMPETÈNCIES DE LA SEQÜÈNCIA DIDÀCTICA: ................................................................ 4

3.1 TRANSVERSALS: ................................................................................................................... 4

3.2 ÀMBIT CIENTIFICOTECNOLÒGIC: .............................................................................................. 5

4) OBJECTIUS D’APRENENTATGE: .......................................................................................... 6

4.1 OBJECTIUS CONCEPTUALS ...................................................................................................... 6

4.2 OBJECTIUS PROCEDIMENTALS ................................................................................................. 6

4.3 OBJECTIUS ACTITUDINALS ...................................................................................................... 7

5) CONTINGUTS: ................................................................................................................... 7

5.1 CONTINGUTS ESPECÍFICS: ....................................................................................................... 7

6) CONSIDERACIONS AL VOLTANT DELS CONTINGUTS .......................................................... 7

6.1 QUÈ HAN FET ABANS ............................................................................................................ 7

6.2 IDEES PRÈVIES: .................................................................................................................... 8

6.3 QUÈ FARAN DESPRÉS: ........................................................................................................... 8

6.4 PROBLEMES DETECTATS DURANT LA FASE D’OBSERVACIÓ .............................................................. 8

7) SEQÜÈNCIA D’ACTIVITATS: ............................................................................................... 9

SESSIÓ 1.................................................................................................................................. 9

SESSIÓ 2................................................................................................................................ 11

SESSIÓ 3................................................................................................................................ 13

SESSIÓ 4................................................................................................................................ 15

8) ATENCIÓ A LA DIVERSITAT .............................................................................................. 17

8.1 CONDUCTES DISRUPTIVES: ................................................................................................... 17

8.2 ALUMNES AVANÇATS: ......................................................................................................... 17

8.3 ALUMNES AMB DIFICULTATS PER ENTENDRE EL CATALÀ............................................................... 17

9) CRITERIS GENERALS D’AVALUACIÓ ................................................................................. 17

10) CONNEXIÓ AMB ALTRES MATÈRIES ................................................................................ 18

ANNEX: MATERIAL PER L'ALUMNE ..................................................................................... 19

3


Introducció de la Seqüència Didàctica

Aquesta seqüència didàctica s’ha dissenyat tenint en compte les característiques i

necessitats específiques dels nostres alumnes de primer de batxillerat de l’Institut Milà

i Fontanals.

L’Institut Milà i Fontanals és un institut públic situat al barri del Raval de Barcelona que

reflecteix molt bé la realitat social i familiar del barri. Així, ens trobem amb alumnes que

molt freqüentment provenen de famílies de baix nivell socio-econòmic. Aquest fet

produeix que els alumnes tinguin una visió del centre més enllà de l’institut com a

centre acadèmic i s’esdevé com a un centre social, on molts alumnes troben la

oportunitat de conèixer altres adolescents en un ambient sa que els permeti fugir de la

vida al carrer en un barri que està tenint molts problemes amb màfies i droga.

D’aquesta manera, l’IES Milà i Fontanals rep alumnes molt diferents, provocant que hi

hagi una enorme diversitat que és molt difícil de ser atesa. Per aquest motiu, el centre

està considerat com un institut d’alta complexitat, on arribar a tots als alumnes suposa

un repte pel personal docent. A més, cal afegir que els últims retallaments en educació

van provocar que l’institut hagués d’eliminar els Cicles Formatius de manera que molts

alumnes s’apunten a batxillerat per continuar amb els amics que han fet, tot i que en

altres circumstàncies no ho haurien fet.

Cal destacar que es tracta d’un grup de 34 alumnes de diferents orígens ètnics. En

general es tracta d’un grup que ve molt fluix de 4rt ESO, que no té bons hàbits

d’estudi, i que, en conseqüència, avança molt lentament. Per contra el clima d’aula es

excel·lent és porten bé, estan prou atents no presenten comportaments disruptius i

tendeixen a treballar en grup ajudant-se a resoldre problemes.

4


1) NIVELL, CICLE I MATÈRIA:

Aquesta Seqüència Didàctica s’ha dissenyat per ser impartida a l’assignatura de Física

del primer curs del Batxillerat científic. Concretament, aquesta seqüència pertany a la

primera part de la Unitat Didàctica de Treball, Potència i Energia, on s’introduiran els

nous conceptes de Treball, Potència i Rendiment i s’acabarà relacionant el treball amb

l’Energia.

2) CONTEXT:

2.1 Context d’aprenentatge:

El context d’aprenentatge es determinarà en cada sessió/problema, els problemes

de raonament sempre esdevindran sobre casos quotidians.

2.2 Context d’aplicació

El primer dia de classe es presentarà als alumnes una cursa de cotxes. L’institut vol

presentar-s’hi i em de triar un vehicle per a competir. Aquest context es presentarà

el primer dia coma a idea per fer sortir les idees prèvies i l’aplicarem el darrer dia

per a prendre les decisions oportunes.

Se’ls facilitarà un llistat de diferents vehicles però amb traves que poden afectar al

seu rendiment o bé modificacions que l’augmenten, també introduirem vehicles

d’elevada potencia però destinats a altres tasques i que per tant la seva potencia o

capacitat d’efectuar treball no coincidirà amb la que ens interessa (per exemple un

Buldòzer). Per altra banda podran escollir pilots, que afegiran pes al vehicle, o bé

modificacions que augmentin els paràmetres dels vehicles.

3) COMPETÈNCIES DE LA SEQÜÈNCIA DIDÀCTICA:

3.1 Transversals:

Personal i interpersonal: La competència personal i interpersonal és la

facultat de mobilitzar el conjunt de capacitats i destreses que permeten,

5


d’una banda, l’autoconeixement i el coneixement dels altres i, d’una altra,

treballar en entorns col·laboratius.

Es tracta d’una competència que es relaciona de manera significativa amb

la competència comunicativa i també amb la competència de recerca, en

tant que desenvolupa la capacitat de l’alumnat per treballar de manera

autònoma juntament amb la presa conscient de decisions. Igualment

proporciona la dimensió ètica de la resta de competències: aprenen a ser,

estar, fer i actuar per viure en comunitats més justes i equitatives.

Com? Es fomentarà el treball en grup o bé en parelles per tal de motivar un

aprenentatge col·laboratiu, esperant d’aquesta manera que entre els diferents alumnes

s’estableixin clares relacions de col·laboració.

Competència en el coneixement i interacció amb el món: Aquesta

competència general està relacionada amb les diferents àrees de

coneixement ja que regula els sabers que es consideren bàsics de cada

camp d’estudi, matèria o grup de matèries i que es vehiculen, en gran part,

per mitjà de fets i conceptes, però també de bases metodològiques i valors i

actituds. Per tal de destriar quins d’aquests coneixements (conceptuals,

metodològics o actitudinals) són veritablement competencials, caldrà veure

de quina manera ajuden a posar en joc els coneixements adquirits per

enfrontar-se a la comprensió integral i integrada del món natural, social i

cultural, a fer-se preguntes sobre el seu funcionament, a aplicar el

coneixement a la resolució de problemes plantejats i a fer servir els

aprenentatges més eficaços per donar resposta a les situacions,

independentment de la disciplina de què provinguin.

Com? Realitzarem una petita base d’orientació amb l’objectiu d’ajudar-los a agafar una

rutina de treball i a familiaritzar-se amb certs processos i estructures d’aprenentatge.

3.2 Àmbit cientificotecnològic:

Competència en la comprensió i la capacitat d’actuar sobre el món

físic: Implica apropiar-se dels conceptes fonamentals, dels models i dels

principis de la física i dominar en un cert grau els mètodes i tècniques

propis de la matèria. Aquests últims inclouen de manera especial les

6


activitats experimentals, l’ús d’eines matemàtiques adequades i el

tractament de dades experimentals. La física ha d’ajudar a possar en

pràctica aquesta competència, tant en les explicacions argumentades i

prediccions com per prendre decisions informades en situacions

relacionades amb el seu entorn més proper i amb grans problemes que

afecten tota la humanitat.

Com? Se’ls presentarà el model Treball i Potència que posteriorment hauran de

complimentar amb el model energia i ser capaços de resoldre problemes matemàtics.

Competència en modelització matemàtica: S’entén com el procés pel

qual s’interpreta matemàticament una determinada situació per tal de

conèixer el seu comportament i controlar-la. La capacitat de modelitzar una

determinada situació està vinculada amb la possibilitat de considerar

relacions lligades al comportament d’una o diverses variables i a la

possibilitat d’establir relacions sistemàtiques entre diferents sistemes de

representació.

Com? Treballarem la interpretació de gràfics i la representació del treball envers les

forces i el temps.

4) OBJECTIUS D’APRENENTATGE:

4.1 Objectius conceptuals

Explicar els conceptes de treball, potència i rendiment

Interpretar gràfics que representin el treball

Interpretar situacions quotidianes a partir dels conceptes de treball, potència

i rendiment

Fer prediccions raonades a partir de models i aplicant criteris científics

4.2 Objectius procedimentals

Definir matemàticament els conceptes de treball, potència i rendiment

7


Aplicar els concepte de treball, potència i rendiment per a la resolució de

problemes matemàtics

Representar gràficament el treball

4.3 Objectius actitudinals

Participar en les dinàmiques de classe.

Treballar i cooperar amb els altres membres del grup de treball.

Respectar als companys i als professors durant les classes.

5) CONTINGUTS:

5.1 Continguts específics:

Concepte de treball, potència i rendiment

Relació entre potència i treball

Interpretació gràfica del treball. Diagrames F-x.

Potència mitjana i instantània

6) CONSIDERACIONS AL VOLTANT DELS CONTINGUTS

6.1 Què han fet abans

El currículum de 2n d’ESO fa palès en el seu contingut que haurien d’haver vist les

forces com a interacció i exemples de la vida quotidiana així com la seva

representació gràfica. També haurien d’haver vist l’equilibri i suma de forces i la

seva relació amb el MRU. A segon en quant al treball haurien de saber aplicar el

concepte a les màquines. A 3er i 4rt haurien de ser capaços de representar les

forces com a vectors així com entendre el concepte de treball com una manera de

transferir energia i la idea de potència, exemplaritzat en el cos humà quan es

realitza activitat física.

Els alumnes acaben de treballar el tema de forces. Saben que és una força, les

més importants i saben fer descomposició de vectors.

8


6.2 Idees prèvies:

Mostren algunes idees prèvies preconcebudes que no han estat desterrades del

tot en els cursos previs d’ESO.

La més estesa es vincular treball i esforç físic, és a dir, vinculen la realització de

treball al cansament, per exemple, si fan un esforç contra una paret entenen que

fan treball ja que acaben cansats.

Els costa entendre que hi ha forces que no fan treball, vinculat a la idea

preconcebuda de que si no hi ha forces no hi ha moviment (no es manté el

moviment sinó que desapareix).

En quant a l’energia el principal problema és el d’assignar-li propietats

substancials. Aquest fet es tradueix en que normalment veuen l’energia com si

fos un fluid, com l’aigua. Es comú escoltar frases com “l’energia s’escapa” o

“l’energia s’esgota”.

Confonen força i potència a l’hora de parlar, un error molt més atribuïble al

llenguatge que al concepte, ja que per exemple un jeep fa més força que un

smart.

6.3 Què faran després:

Concepte d’energia i la seva relació amb el treball.

Energia cinètica, potencial i mecànica

Principi de conservació de l’energia

6.4 Problemes detectats durant la fase d’observació

Els alumnes presenten dificultats per representar magnituds vectorials, no

acaben d’entendre la diferència entre nombres escalars i vectorials.

Presenten també problemes a l’hora d’assignar sistemes de referència,

assignant valors positius i negatius de manera arbitrària.

Finalment tenen dificultats per interpretar els enunciats i necessiten que el dibuix

o esquema del problema estigui fet. Els costa molt traslladar les dades escrites

de l’enunciat i fer ells mateixos un dibuix o esquema.

9


7) SEQÜÈNCIA D’ACTIVITATS:

OBJECTIUS

Explicar els conceptes de treball, potència i rendiment

Definir matemàticament els conceptes de treball, potència i rendiment

Respectar als companys i als professors durant les classes.

COMPETÈNCIES

Competència personal i interpersonal: Els alumnes treballaran en grups de treball per

resoldre els problemes de física on els alumnes hauran de cooperar perquè tothom pugui

resoldre’l.

CONTINGUTS

Conceptes de treball, potència i rendiment

TEMPORITZACIÓ

5 minuts: Presentació. Explicació de què farem durant les

següents sessions i explicar els criteris d'avaluació que farem

servir.

20 minuts: Exploració d'idees prèvies. Presentarem el joc dels

cotxes que volem fer i els preguntarem, sense explicar res,

quins cotxes escollirien. Amb diàleg socràtic els portarem fins

que apareguin el termes de potència i rendiment. Buscarem

- Guió general de com

farem la classe

SESSIÓ 1 El treball, la potencia i el rendiment

FASE DEL CICLE Exploració i introducció de continguts.

MATERIAL

10


exemples fora de la física perquè els alumnes entenguin

aquests conceptes (rendiment de sistemes biològics, rendiment

acadèmic, etc.). Prepararem material per si cal "forçar" alguna

situació, per exemple amb imatges comparatives. En el material

del professor definirem prèviament quins conceptes volem que

surtin.

5 minuts: Introducció de continguts. Definirem formalment el

treball, la potència i el rendiment. Organitzarem la classe per

grups de treball.

20 minuts: Farem alguns exercicis simples de treball potencia i

rendiment. Els alumnes faran problemes en grup. Demanarem

que els alumnes entreguin un problema al final de classe.

5 minuts: Tancament de la classe amb un breu resum del que

hem vist i donarem les fitxes de regulació

- Problemes senzills

d’introducció de treball.

- Fitxa regulació

GESTIÓ AULA I MESURES D’ATENCIÓ A DIVERSITAT

- Gestió d'aula: Durant el diàleg socràtic estaran asseguts per parelles/trios tal i com està

organitzada la classe normalment. Durant la resolució de problemes es posaran en grup

per que els alumnes s’ajudin entre ells.

- Atenció a la diversitat: Es mirarà de fer participar al diàleg socràtic a tota la classe,

incloent als alumnes que participen poc.

- Regulació: La fitxa de regulació farà esment a, que han après avui, que els manca per

aprendre i que creuen que han d'aprendre

EINES D’AVALUACIÓ

- Avaluació inicial. Es recolliran les idees prèvies. Aquesta informació la tindrem en

compte durant les següents sessions per saber quins són els conceptes que els costa

més entendre i, per tant, que haurem de dedicar més temps . També servirá perquè en

la última sessió puguin contrastar si durant aquestes sessions les idees que tenien han

canviat .

11


OBJECTIUS

Aplicar els concepte de treball, potència i rendiment per a la resolució de problemes de

física.

COMPETÈNCIES



resoldre’l.

Competència en la comprensió i la capacitat d’actuar sobre el món físic: Els alumnes

faran problemes de física que corresponguin a situacions quotidianes que permetin a

l’alumne relacionar la física amb el món real.

CONTINGUTS


TEMPORITZACIÓ

10 minuts: Reprendrem la classe anterior, recordant el concepte

de treball. Entregarem els problemes del dia anterior i els deixarem

marge per que revisin i tractin d'entendre o resoldre els problemes i

les errades. Es prepararà un exercici extra per aquelles persones

que tenen el problema ben resolt.

20 minuts: Creació d’una base d’orientació. Tot seguit es donaran

- Problemes sobre treball

SESSIÓ 2 Aprenem a resoldre problemes de física

FASE DEL CICLE Estructuració del coneixement

MATERIAL

12


problemes senzills als grups de treball que hauran de resoldre i

anotar les dificultats que han tingut per resoldre'ls. A continuació es

demanarà que reflexionin sobre quins passos han seguit per

resoldre'ls i que els posin per escrit. Els problemes seran sobre

treball, potència i rendiment per separat i alguns pocs que

interrelacionin les magnituds.

10 minuts: Posada en comú dels grups de treball sobre les

dificultats que han tingut a l'hora de fer els problemes i dels punts

que ha de tenir una base d'orientació per resoldre un problema de

física. Redacció conjunta d'una base d'orientació global en forma

de síntesi.

10 minuts: Resoldre un altre problema amb la base d'orientació

que hem redactat entre tots (Entregar).

5 minuts: Respondre la fitxa de regulació sobre què han après en

aquesta classe.

- Base d’orientació

exemplar

- Pissarra

- Fitxa de regulació


- Gestió d'aula: Farem 4 grups de 6 alumnes i dos grups de 5 alumnes. En funció de la

motivació que veiem a la classe deixarem que els alumnes facin els grups o sinó els

farem nosaltres.

- Atenció a la diversitat: Es prepararan problemes Multinivell per aquells alumnes que

presentin una taxa d'èxit elevada en el problema a entregar. Possiblement problemes de

pensar.

- Regulació: La base d'orientació servirà perquè siguin conscients dels errors més

comuns que cometen a l'hora de fer un problema de física i de com solucionar-los. La

fitxa que els donem al final de la classe també farà que ells siguin conscients del seu

aprenentatge.


- Avaluació sumativa: S’avaluarà el problema que hauran d’entregar.

13


OBJECTIUS

Interpretar situacions quotidianes a partir dels conceptes de treball, potència i rendiment

Interpretar gràfics de força-desplaçament

Relacionar matemàticament la potència amb el treball.

COMPETÈNCIES



resoldre’l.

Competència en la modelització matemàtica: Els alumnes hauran de ser capaços de

interrelacionar matemàticament el treball i la potència per deduir que P = F*v

CONTINGUTS

Potència mitjana i instantània


TEMPORITZACIÓ

5 minuts: Presentació de la sessió i formació dels grups de

treball

10 Minuts: Entrega del problema del dia anterior i correcció.

20 minuts: Practicar amb problemes que interrelacionen

- Problema corregit

- Problemes de W, P i ŋ

SESSIÓ 3 Relació entre Treball, Potència i Rendiment

FASE DEL CICLE Estructuració dels continguts.

MATERIAL

14


treball, amb potència i rendiment.

15 minuts. Fer de manera individual un com els que hem fet

a classe i entregar-lo.

5 minuts: Respondre la fitxa de regulació sobre què han

après en aquesta classe



- Gestió d'aula: Grups de treball.

- Atenció a la diversitat: Els problemes seran de diferents dificultats i s’aniran fent en

funció de com avanci la classe.

- Regulació: Els problemes es tornaran sense la correcció, només marcant els errors

perquè ells es s’autorregulin. També entregarem la fitxa d’autoregulació al final de la

classe.


- Avaluació sumativa: Comprovarem que es treballi a classe. També recollirem i

valorarem el problema que entregaran al final de classe.

15


OBJECTIUS

Fer prediccions raonades a partir de models i aplicant criteris científics

Aplicar els concepte de treball, potència i rendiment per a la resolució de problemes

matemàtics

Participar en les dinàmiques de classe.

Treballar i cooperar amb els altres membres del grup de treball.

COMPETÈNCIES



resoldre’l.

Competència en el coneixement i interacció amb el món: Els alumnes hauran de ser

capaços d’aplicar els coneixements de física que han adquirit durant les sessions

anteriors per escollir un cotxe de carreres.

CONTINGUTS



TEMPORITZACIÓ

5 minuts: Presentació de la sessió i formació dels

grups de treball. Es tornarà explicar que avui és el dia

FASE DEL CICLE Aplicació del coneixement.

MATERIAL

SESSIÓ 4 Quin cotxe escollim?

16


que hem d'escollir quin cotxe farem servir per la

carrera.

30 minuts: Resoldre el problema sobre quin cotxe

escolliran, justificant el perquè amb càlculs i posada en

comú dels cotxes escollits per cada grup.

10 minuts: Coavaluació dels membres de grup durant

les tres sessions i entrega de la fitxa de regulació del

final de classe (si no dóna temps es farà durant els

primers minuts de la classe següent).

10 minuts: Repassarem el que hem estat veient les

últimes classes i ho enllaçarem tot amb l’energia, que

serà el tema amb el qual seguirà el nostre mentor.

- Problema dels cotxes


- Graella de coavaluació.


- Gestió d'aula: Grups de treball.


- Comprovarem que es treballi a classe. També recollirem el problema dels cotxes i

l’avaluarem.

17


8) ATENCIÓ A LA DIVERSITAT

8.1 Conductes disruptives:

Per sort el grup d’alumnes té un bon comportament, els alumnes no interessats en

la matèria simplement fan altres tasques i no interrompen el funcionament de la

classe. Acostuma a haver xivarri i algun cop alguna discussió més pujada de to,

però en el 90% dels casos estan parlant o discutint sobre les tasques, o si més no,

sobre el que es parla a classe.

8.2 Alumnes avançats:

Hi ha un parell d’alumnes que destaquen molt positivament, un d’ells per la seva

elevada capacitat de treball i l’altre per la seva capacitat innata, aquest darrer

presenta problemes comunicatius ja que no parla massa català/castellà. De cara a

aquests alumnes en el supòsit de realitzar una bateria de problemes, se’n

prepararan de més per tal de plantejar-los el repte.

8.3 Alumnes amb dificultats per entendre el català

Hi ha tot un grup d’alumnes que presenten problemes per entendre l’idioma, els

professors vetllarem per atendre aquests alumnes i ens aturarem breument durant

les explicacions ja que em detectat que una de les integrants del grup tradueix

pràcticament al moment a la resta de companyes.

9) CRITERIS GENERALS D’AVALUACIÓ

Resolució de problemes (30%): Cada sessió tindrà un problema per entregar

a final de classe o al començament de la següent. Es corregiran els problemes i

es farà una mitjana dels 3 que hauran entregat durant les sessions.

Examen (40%): Al acabar la seqüència, el mentor continuarà amb els temes

d’energia cinètica, energia potencial, energia mecànica i conservació d’energia.

Un cop acabats els temes farà un exàmen d’aquests temes. Nosaltres

dissenyarem i corregirem les preguntes de la nostra part que utilitzarem per

18


avaluar aquesta seqüència, les preguntes contindran diversos apartats en

progressió per veure el nivell d’assoliment.

Co i autoavaluació (10%): Es donarà una graella de coavaluació a cada

alumne perquè avaluii els membres del seu grup.

Actitud (20%): Es valorarà mostrar interès pel que fem, treballar a classe i la

correcció dels errors dels problemes que se’ls tornen. Es farà ús d’una taula

d’observació.

10) CONNEXIÓ AMB ALTRES MATÈRIES

Tecnologia: Ús d’eines TIC per cercar característiques (potència en cavalls de

vapor) que tenen els cotxes.

Llengua: Comunicació oral, hauran de ser capaços de comunicar les seves

idees i debatre en petit grup. Al final de la unitat hauran d’exposar quin vehicle

volen fer servir.

Matemàtiques: Ús d’equacions i àlgebra bàsica per resoldre els problemes.

Realització i interpretació de gràfics.

ANNEX: MATERIAL PER L’ALUMNE

TREBALL

Fins ara hem estat estudiant forces i resolent problemes de mecànica clàssica utilitzant la

segona llei de Newton (∑F = ma). En aquest nou tema introduirem una nova magnitud física

anomenada treball que veurem que està molt relacionada amb el principi de conservació de

l’energia. Això ens permetrà resoldre alguns dels problemes que hem fet d’una manera més

senzilla. Per expressar el treball farem servir la lletra W que prové de l’anglès Work (treball) i la

seva unitat de mesura en el Sistema Internacional és el Joule (J).

Definirem treball com el producte de la força en la direcció del desplaçament per el

desplaçament realitzat. És a dir:

W = F · ∆x · cos (𝛼)

On F és la força, ∆x el desplaçament i 𝛼 l’angle amb el que s’aplica la força.

Com que el treball depèn de la direcció en la que s’aplica la força respecte a la direcció del

moviment, ens trobem que el treball és nul (és a dir W=0) quan la força és perpendicular al

moviment, és a dir, quan 𝛼 = 90º, ja que en aquest cas ens trobem amb que el cos (90º) = 0.

PROBLEMES:

1) Aquest dissabte el Roger i el Jordi van anar a visitar el circuit de Montmeló. Allà van llogar

un fórmula 1 que tenia un motor amb una força de 1500 N. El Roger va provar el cotxe però

només va poder recórrer 100 metres. Calcula quin treball va fer el fórmula 1.

2) Lamentablement, el fórmula 1 era més difícil de conduir del que semblava, així que el Roger

es va sortir i de pista i vam haver de trucar a la grua. Quan va arribar, el mecànic va

enganxar una corda amb un ganxo a la part de darrera del vehicle, formant un angle de 60º.

A continuació, va activar el motor de la grua i va aixecar el fórmula 1, que té una massa de

750 kg, amb una acceleració de 0,5 m/s2 .

a) Quin treball va fer la grua si va moure el cotxe 50 centímetres?

b) Quin serà el treball si hi ha un coeficient de fricció de 0,2?

3) Un cop acabada la visita a Montmeló, el Jordi se’n va tornar a Lleida per un camí rural amb

moltes pedretes que tenia un coeficient de fricció alt, de 0,7. El Jordi conduïa un cotxe amb

una massa de 1100 kg capaç d’accelerar de 0 a 100 km/h en 10 segons.

a) Dibuixa totes les forces que actuen en el cotxe.

b) Calcula el treball que va fer el cotxe en aquest tram si el camí tenia una llargada de 3km

4) La Laiba s’està preparant la motxilla per anar a l’institut. A dins la motxilla hi posa un llibre

de física, una carpeta , l’estoig i la calculadora. La Laiba fa una força de 30N per aixecar la

motxilla, que té un pes de 20N. Si la distància entre la motxilla i el terra és de 0,8 metres,

calcula:

a) Quin treball fa la Laiba quan es posa la motxilla?

b) Quin treball fa la Laiba quan va cap a l’institut a velocitat constant?

c) Quan arriba a l’institut, la Laiba està tan cansada que deixa caure la motxilla al terra.

Calcula el treball que ha fet la Laiba.

5) Per anar a l’institut, l’Ahmed pot agafar dos camins: un curt o un llarg. El camí curt és de

només 300 metres de longitud però el carrer té una inclinació de 40º i un coeficient de

fricció de 0,2. En canvi, el camí llarg és de 600 metres de llarg però és completament pla i el

seu coeficient de fricció és de 0,1. Si l’Ahmed pesa 70 Kg i les seves cames poden fer una

força de 120 N, quin camí li recomanaries a l’Ahmed?

FIS1BTX – INS MILA I FONTANALS – TREBALL POTENCIA I RENDIMENT

POTÈNCIA En els darrers 3 dies em vist el concepte de treball, així com la seva aplicació als problemes. Ara bé, per què és tan rellevant? La idea del treball és important ja que va estretament lligada al concepte de Potència. Ara bé, compte ja que el llenguatge quotidià ens pot confondre, la potència en física és la quantitat de treball que efectuem per unitat de temps, no la capacitat de fer un treball. Per tant establim la relació següent:

𝑷 =𝑾

𝒕

En unitats internacionals la potència es mesurarà en Watts (W), ara bé també és molt comú sentir a parlar dels Cavalls de Vapor (CV), la relació entre les dues unitats és:

1 CV= 735 W PER PRACTICAR

1. En el darrer viatge en Jordi va marxar amb una maleta de rodes. Si arrossegava la maleta amb una força de 150 N amb un angle de 60º durant 750 metres, quin treball va fer ?

2. Quin treball fa un Husky que estira d’un trineu

de150 Kg amb una acceleració de 3,60 km/h durant 15 kilometres? Quin treball fa el pes del Trineu? I la Fricció? (Considera µ=0,05)

3. Cada matí en Roger acostuma a preparar-se un bon got de llet. Si el treball

necessari per assolir la temperatura que li agrada es de 36000 J calcula:

a) Si tardem 60 segons en escalfar la llet, quina es la potència del microones? b) Si ara escalfem 2 gots, quan tardo en escalfar la llet? c) El microones s’ha de canviar, quin microones li recomanaries comprar-se a en Roger? Un de 800 W o de 1,1 CV? Perquè?

4. Calcula el treball que pot realitzar en una hora un motor de 3 CV

5. Una grua aixeca un bloc de 50 kg a una altura de 8 metres en 4 segons. Quin treball fa la grua? Quina es la seva potència?

6. La Lídia Valentín va aconseguir el Bronze en els jocs olímpics de Río 2016, aixecant 116 kg de cop. El temps d’aixecament va ser de 2 segons amb una altura de 1,85 metres. Quina potencia va desenvolupar en Watts? I en cavalls?

7. Quina potència han de tenir les cames del Cristiano Ronaldo per poder xutar

una pilota de 400g que parteix del repòs i que arriba als 120 km/h al cap de 0,5

segons?

FIS1BTX – INS MILA I FONTANALS – TREBALL POTENCIA I RENDIMENT

8. Calcula la potència que ha de desenvolupar una persona per arrossegar una caixa

de 100 kg de massa a una velocitat constant de 15 m/s pel terra si el coeficient de

fricció entre el terra i la caixa és de 0,15.

RENDIMENT L’últim concepte que introduirem serà el de rendiment (η). El rendiment no és res més que un percentatge que ens indica l’eficiència del sistema que estem estudiant. Així el rendiment, de manera general, es pot expressar com el quocient de la situació real, entre la situació teòrica. De manera similar, quan parlem de rendiment a física, ens referim a la relació entre la potència útil (potència real) i la potència consumida (potència teòrica):

η =𝑃 ú𝑡𝑖𝑙

𝑃 𝑐𝑜𝑛𝑠𝑢𝑚𝑖𝑑𝑎· 100

PER PRACTICAR:

1. Calcula el rendiment d’aquestes situacions quotidianes:

a) Un jugador de bàsquet que ha encistellat 15 tirs lliures dels 20 que ha fet.

b) Un alumne que en aquest trimestre ha aprovat 6 assignatures

c) Un treballador que cada dia dorm 3 hores a la feina.

2. Un motor elèctric consumeix una potència de 2,5 CV. Si desenvolupa una

potència de 1,2 KW, quin és el rendiment d’aquest motor?

3. Avui el Suleman ha anat al concessionari comprar un cotxe. Allà ha vist que hi

venen un Porsche carrera gt amb un motor de 540 CV però què té un petit

problema tècnic que només li permet tenir un rendiment del 20%. També ha

vist que tenen un Seat León amb un motor de només 120 CV però que l’han

modificat perquè el seu motor tingui un rendiment del 80%. Quin dels dos

cotxes s’hauria de comprar el Suleman? (Nota: Tots dos tenen el mateix preu).

4. Una grua aixeca un cotxe de 600 Kg a 20 metres d’alçada en 30 segons.

Calcula:

a) El treball que fa si el puja a velocitat constant

b) La potència de la grua.

c) El rendiment de la grua si la potència del seu motor és de 14 CV.

5. El Tony Stark està dissenyant la seva nova armadura per fer d’Ironman. Si la

massa total de l’Ironman amb el Tony a dins és de 200kg, calcula:

a) El treball que fa si el puja a velocitat constant fins als 1000 metres d’alçada.

b) La potència que ha de tenir l’armadura per arribar a una velocitat de 300

km/h

c) El rendiment de la nova armadura si la potència consumida és de 100 CV.

Activitat: Calculeu en grups la velocitat d’aquests cotxes i seleccioneu-ne un per la cursa!

Model: Volvo FH 16-750

Potència: 110CV. Acceleració: De 0 a 130 en 6 segons.

Massa 60.000 kg. Rendiment: 90%

Velocitat:

Model: Lamborginhi Gallardo

Aquest cotxe té una potencia de 500 cavalls, amb una

massa de 1569Kg. És capaç d’accelerar de 0 a 100 km/h

en 3,8 segons.

Velocitat:

Model: Jetpack

També conegut com a motxilla propulsora, té una

potencia de 800 cavalls i una massa de 60kg.

Velocitat:

Model: Peugeot 206

Té 80 cavalls de potencia i el seu motor és capaç de fer

una força de 10.000 N.

Velocitat:

Model: Ferrari sf70h

Aquest cotxe de fòrmula 1 és capaç d’arribar als 350

Km/h. Lamentablement, el nostre Ferrari té una petita

avería al motor que redueix el seu rendiment fins al 10%.

Velocitat:

BATXILLERAT

TAULA AUTOREGULACIÓ

Què he après?

Que no he après?

Què hauria de repassar? (temes anteriors/altres matèries)

Quins dubtes tinc? Que preguntaria?

TAULA AUTOREGULACIÓ

Què he après?

Que no he après?

Què hauria de repassar? (temes anteriors/altres matèries)

Quins dubtes tinc? Que preguntaria?

ndex de continguts - repositori.upf.edu

Documents