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Ejercicios de Física para la Escuela Provincial de Educación Física

Physic exercises for the Provincial School of Physical Education

 

Universidad Isla de la Juventud

(Cuba)

MSc. María Caridad Castillo Pérez

Lic. Jorge Macías López

mcastillo@cuij.edu.cu

 

 

 

 

Resumen

          La investigación es el resultado de una Tesis de Maestría, realizada dado la insuficiente integración de los conocimientos de la Física con las disciplinas del ejercicio de la profesión en la Escuela Provincial de Educación Física de la Isla de la Juventud, así como la no existencia de una convergencia metodológica ni de contenido ni forma tal que se logre las relaciones interdisciplinarias de acuerdo a las exigencias del deportista. Se presenta una propuesta de ejercicios con el objetivo de perfeccionar el proceso de enseñanza aprendizaje lo cual permite un tratamiento metodológico al aspecto educativo, elevando la cultura general integral de los estudiantes con salida al técnico medio superior como profesores de Educación Física. Se ha aplicado y generalizado con resultados satisfactorios.

          Palabras clave: Relaciones interdisciplinarias. Física. Educación Física.

 

Abstract

          The investigation is the result of a Thesis of Mastery, carried out a consequence of the insufficient integration of the knowledges to the Physics with the different subjects of the profession, in the Provincial School of Physical Education in the Isle of Youth; as well as the non existence of a methodological convergence with the content, in such way that the interdisciplinary could be achieved, according to the sportsman demands. A proposal of exercises is presented with the objective of perfecting the process of learning- teaching, which allows a methodological treatment in the educative aspect, elevating the general integral culture, of the students, giving the ways to get the middle superior technicians as professors with satisfactory results.

          Keywords: Interdisciplinary. Physics. Physical Education.

 

 
EFDeportes.com, Revista Digital. Buenos Aires, Año 17, Nº 173, Octubre de 2012. http://www.efdeportes.com/

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Introducción

    La enseñanza, en las condiciones históricas cubanas de la actualidad, ha sufrido una serie de cambios que se reflejan en las concepciones prácticas de la formación y el desempeño profesional de maestros y profesores dentro de la cual adquiere connotación especial lo relativo al logro de una mayor interdisciplinariedad en la dirección del proceso enseñanza aprendizaje.

    Una de las misiones del docente es el de alcanzar en sus educandos una cultura general que les permitan tomar conciencia de si mismo de su responsabilidad como seres sociales, críticos y transformadores, para actuar oportuna y consecuentemente en el mundo que les ha tocado vivir y para lo que requiere tener una visión global de la realidad en toda su complejidad. La cultura general puede lograrse si se concibe su formación basada en la educación interdisciplinaria.

    El problema está dado en la existencia de dificultades para lograr la integración del contenido, desde el punto de vista cognitivo entre las áreas docentes y deportivas, dado por el insuficiente dominio por parte de los docentes, de los elementos fundamentales del resto de los programas de estudio del área del ejercicio del profesional y de los contenidos con potencialidades para el trabajo interdisciplinario, asimismo los programas actuales en estas escuelas deportivas carecen de orientación metodológica precisas para darle tratamiento uniforme a los interobjetos que vinculan a los distintas disciplinas del currículo, por lo que las relaciones interdisciplinarias se realizan de manera espontánea y ocasional.

    Todo lo anterior determina, en los estudiantes bajos rendimientos en el aprendizaje, poca creatividad para integrar los conocimientos y aplicarlos a nuevos contextos, y la falta de apropiación de modos de actuación que les permitan orientarse, con éxito, ante la solución de una tarea dada, independientemente del tema o disciplina que se trate, existiendo limitaciones en el complemento del principio didáctico del vínculo de la teoría con la práctica.

    Los autores de esta investigación comparten la opinión del Dr. Jorge Fiallo, conocido en el país por sus aportes a los estudios interdisciplinarios, cuando define las relaciones interdisciplinarias como “una condición didáctica que permite cumplir el principio de la sistematicidad de la enseñanza y asegurar el reflejo consecuente de las relaciones objetivas vigentes en la Naturaleza y la Sociedad, mediante el contenido de las distintas disciplinas que integra el plan de estudio de la escuela actual. Por lo que será el objeto de estudio el proceso de enseñanza-aprendizaje en la Escuela Provincial de Educación Física de la Isla de la Juventud y como consecuencia el objetivo general será evaluar el impacto de un conjunto de problemas resueltos y propuestos a través de las clases para garantizar el mejoramiento del aprendizaje a partir de la integración de los conocimientos en las diferentes áreas.

    Para la realización de este trabajo se tomó como población 13 profesores de la Escuela Provincial de Educación Física en la Isla de Juventud, Cuba, y 32 estudiantes del primer y segundo año del curso parta atletas, la muestra estuvo conformada por cuatro profesores que imparten Física, lo que representa el 33,0 % del claustro, 17 estudiantes del primer curso para un 53,0 %

    Para cumplir el objetivo propuesto se realizaron las siguientes tareas:

    Dicha efectividad fue evaluada a partir de los resultados en las pruebas parciales y prueba final, así como en otras actividades sistemáticas.

Métodos de investigación

    Como aporte teórico se destaca:

Desarrollo

    Hacia 1973 se crean las Escuelas Provinciales de Educación Física con la responsabilidad de la formación de los especialistas de nivel medio requeridos por el país. En la Isla de la Juventud se comienza con esta enseñanza en el curso 2003-2004, donde el claustro está conformado por los mismos docentes que impartían clases en la Escuela de Perfeccionamiento Atlético “Clara Zetkin” por estar instalado en el mismo lugar, El proceso pedagógico de estas instituciones se corresponde con un sistema típico de una escuela, es así que toda la actividad está regida por una dirección escolar que garantiza una organización y funcionamiento formativo-docente-educativo que incide y decide directamente en el desarrollo y los logros de los alumnos-atletas, esta dirección permite trabajar a partir de una planificación, organización, control y evaluación sistemática de la vida diaria de todos los componentes del sistema que dan una visión generalizada del camino que siguen las escuelas deportivas hasta permitirnos el logro de los objetivos finales propuestos, por tanto el resultado final del sistema es el joven que se incorpora a la sociedad, bien atleta, bien profesor, bien profesional, en fin ciudadano.

    En investigaciones y trabajos realizados dándole seguimiento al proceso enseñanza aprendizaje en Cuba evidencian la necesidad de estructurar todo un sistema de transmisión de conocimientos con base en la Cultura Física y la aplicación del principio de interdisciplinariedad con otras ciencias afines.

    En la escuela, el trabajo para el logro de las relaciones interdisciplinarias se debe planificar y organizar en los departamentos docentes y en el claustrillo, donde se orienta y reflexiona acerca de:

    El problema práctico reside en qué contenido seleccionar, qué métodos y formas organizativas utilizar para plantear actividades de aprendizaje motivantes que permitan conectar conocimientos y habilidades de dominios diversos en la búsqueda de soluciones prácticas y que, a demás, contribuyan a la formación de valores y actitudes positivas en los alumnos, por lo que es necesario partir de los contenidos y objetivos que aparecen expresados en diferentes documentos rectores, como en los programas de la disciplina y en los programas directores.

    Con el objetivo de facilitar el trabajo en el departamento de Ciencias Exactas, y en especial de los profesores de Física, se propone un conjunto de problemas resueltos y otros propuestos, que con un mínimo de conocimientos de dicha especialidad pueden ser resueltos aplicando conocimientos en las disciplinas del ejercicio del profesional, debido a su carácter interdisciplinario.

    Se ha escogido la unidad 2 “Cinemática” del programa de Física del primer año de la carrera. Dicha unidad tiene un total de 28 horas clases, de ellas son 8 dedicadas a la teoría, 16 a la resolución de problemas y cuatro a las prácticas de laboratorios.

    A continuación se propone un ejemplo de ejercicio resuelto y algunos propuestos, donde se aplican conocimientos de la Física.

    En los Juegos Olímpicos de Sidney el velocista Maurice Green obtuvo la medalla de oro en los 100 metros con un tiempo de 9,89 segundos. Suponiendo que la longitud de su paso es de 1,8 metros.

a) Determine el número de pasos que empleó para llegar a la meta

b) ¿Cuál es la frecuencia de pasos del atleta?

c) Si desea disminuir el tiempo de recorrido. ¿Qué parámetros debe mejorar? Argumente la respuesta.

d) ¿De qué depende el resultado de las carreras cortas?

Solución

    Luego de la lectura adecuada del problema, los datos indican la distancia recorrida (100 m), el tiempo empleado (9,87s) y la longitud del paso (1,80m)

    Para determinar el número de pasos es necesario conocer la longitud de la distancia recorrida por el corredor.

    Por definición la frecuencia del paso es la relación que existe entre el número de pasos y el tiempo que emplea el corredor en la carrera, por lo tanto,

c) Si desearía disminuir el tiempo de recorrido, manteniendo la misma longitud del paso, aumenta la frecuencia del paso. (Ver relación entre la velocidad, frecuencia y longitud del paso)

d) Los resultados de las carreras cortas dependen de:

  • El tiempo de reacción de la arrancada.

  • La velocidad de los distintos movimientos (despegue, traslado de las piernas en la fase de vuelo.

  • La frecuencia de los pasos.

Problemas propuestos

1.     Explique:

a) Si dos atletas tienen la misma longitud de pasos, ¿quién ganaría?

b) ¿Cómo calcular la velocidad de un corredor de 100 metros teniendo en cuenta la frecuencia del paso?

c) ¿Cómo calcular la velocidad de un swing de boxeo cuando la mano llega a la altura del mentón si esta inicialmente se encontraba al lado de la cadera?

d) Casi siempre cuando hablamos de la educación medio ambiental nos referimos a la contaminación, la tala de árboles pero, el hombre no es parte del biosistema? ¿Cómo cuidar la integridad de un deportista?

e) La causa de por qué los saltadores de altura en su carrera de aproximación describen un arco de circunferencia.

2.     Suponga que un sujeto al recorrer 200 metros emplea para ello 160 pasos.

a) Encuentre la longitud de un paso promedio.

b) Tomando los datos obtenidos y considerando que tiene una frecuencia de paso de 6,4 p/s determine el tiempo transcurrido durante la carrera.

3.     Un corredor de 5000 metros eleva uniformemente su velocidad de 4.50 m/s a 5.00 m/s en 40.5 segundos

a) ¿Qué aceleración debe desarrollar es ese intervalo de tiempo?

b) ¿Qué distancia recorre es ese tiempo?

4.     Un corredor (sprinter) posee una aceleración de arrancada de a = 2.5 m/s2. Al cabo de qué tiempo ha alcanzado una velocidad de 10.0m/s si ha mantenido hasta ese instante la misma aceleración.

5.     Dos ciclistas salen simultáneamente al encuentro una de otro desde dos ciudades A y B separadas 10,0 km en línea recta, el que salió de A lo realiza con una velocidad de módulo 15,3 km/h y el de B lo realiza con una velocidad de módulo 23,3 km/h.

a) ¿Qué tiempo demoran en encontrarse y a qué distancia están de ambas ciudades? R/ t=0,25 h; s=3,96 km de A y 6,04 km de B

b) Dibuje una gráfica que muestre las coordenadas de los dos ciclistas en función del tiempo y señale las coordenadas y el tiempo en que se encuentran.

6.     Una pelota de béisbol lanzada por un jugador a otro, está en el aire 7 segundos.

¿A qué altura se elevará? Desprecie la resistencia del aire.

7.     En una competencia, un corredor cubre los primeros 10 metros en 1.2 segundos, después demora 1 minuto con 25 segundos en recorrer 595 metros para terminar los 195 metros restantes en 33.2 segundos. Determine la velocidad media en cada tramo y la velocidad media total.

8.     En los Juegos Olímpicos de Sydney el corredor Maurice Green ganó los 100 metros con un tiempo de 9,89 segundos.

a) Si logró alcanzar una velocidad máxima de 10,08 m/s al cabo de 5s. determine la aceleración de arrancada y la distancia recorrida en ese tiempo.

b) Determine la distancia en que mantuvo la velocidad máxima.

9.     En los Juegos Olímpicos de Beijing 2008, el jamaicano Usain Bolt implantó record olímpico y mundial en los 200 metros planos con tiempo de 19,30 segundos. Compare la rapidez del atleta con un automóvil que se mueve en horario diurno dentro de una zona escolar a la máxima velocidad permitida. Considere que se mueve con MRU.

10.     Un lanzador de jabalina se mueve durante la carrera de impulso, acelerándose rectilíneamente, con una aceleración a= 1.7 m/s2.

a) ¿Qué espacio ha recorrido al cabo de 5.0s?

b) ¿Qué velocidad habrá alcanzado en ese momento?

c) ¿Cuál es el valor de la velocidad media durante las 5.0s?

d) ¿Qué distancia habrá recorrido el lanzador de jabalina hasta alcanzar la velocidad media?

11.     Un corredor, en una carrera de 100 metros, acelera desde el reposo hasta la velocidad máxima a la razón de 2,80 m/s y mantiene esa velocidad hasta el final de la pista.

a) ¿Qué tiempo transcurrió?

b) ¿Qué distancia recorrió el corredor durante la fase de aceleración si el tiempo total en la pista fue de 12,2s?

12.     En un salto se comprueba con ayuda de un análisis fílmico, que las puntas de los pies (punto marcado), se mueven con una velocidad periférica de 4.9 m/s. La distancia del punto marcado de las puntas de los pies al eje de rotación es de 54 cm. ¿Cuál es la velocidad de rotación del cuerpo en ese momento y qué número de revoluciones le corresponde?

13.     Las extremidades de un deportista tiene 0,6m desde el hombro hasta el punto en que se apoya implemento. Si un sujeto al lanzar el implemento emplea 2s en girar el miembro 180º hasta saltarlo determine la velocidad aproximada con que sale el implemento.

14.     En un juego de pelota el corredor de primera le toma 4s al lanzador que sale a la conquista de la segunda base. Determine el resultado de la acción a partir de los datos que se ofrecen a continuación:

a) La distancia del montículo al home es de 18.3 metros.

b) La velocidad de la pelota del montículo a home es de 40 m/s.

c) El tiempo de reacción del receptor hasta soltar la pelota 0,45 segundos.

d) Tiempo que demora la pelota de home a segunda 0,9 segundos.

e) Tiempo que demora el de segunda en bajar el guante 0,05 segundos.

15.     Un jugador de tercera base quiere lanzar a la primera base que dista 38,7 metros. Su mejor velocidad de tiro es de 38 m/s.

a) Si la bola deja su mano a 0,9 metros sobre el suelo en una dirección horizontal, ¿qué sucederá?

b) ¿Con qué ángulo de elevación deberá el jugador de tercera base lanzar la bola si desea que el de primera base la atrape?

16.     En un test de arrastre en natación, ha de arrastrarse con una velocidad de 1,7 m/s utilizando un carrete cuyo diámetro es de 250 mm en el que se enrolla una cuerda. ¿A cuántas revoluciones por minuto debe girar el carrete durante el remolque para que la persona investigada sea sacada del agua con una velocidad deseada?

17.     En unas competencias, un corredor cubre los primeros 10 metros en 1.2 segundos, después demora 1 minuto con 25 segundos en recorrer 595 metros para terminar los 195 metros restantes en 33.2 segundos. Determine la velocidad media en cada tramo y la velocidad media total.

18.     En la decisión del campeonato de pelota, un jugador envió la bola “al plato” con una velocidad de 18 m/s en dirección que formaba un ángulo de 30° con la horizontal de esa velocidad. ¿Qué tiempo demoró la pelota en llegar “al plato” distante 32 metros?

19.     Un gimnasta en la barra fija, posee después del impulso hacia abajo en su posición más profunda, su mayor velocidad angular.

a) ¿Cuál es el valor de esa velocidad angular, si la velocidad periférica de un punto marcado en la cadera es, en ese momento, de 4.3 m/s y ese punto está a 1.15 metros de la barra?

b) ¿Cuál es la velocidad periférica de los pies en ese instante, si la distancia del centro de gravedad de los pies a la barra es de 2.10 metros?

20.     Tarea investigativa

    Explique por qué los corredores de campo y pista en la arrancada se inclinan hacia delante, postura que repiten después, cuando han alcanzado una velocidad constante.

21.     Una pelota de béisbol es arrojada con una velocidad de 35 m/s y un ángulo de 42º. Encontrar:

a) La posición y b) la velocidad de la pelota al cabo de 2 segundos, de haber sido lanzada.

22.     Durante un juego de béisbol, un jugador lanzó una bola con un ángulo de 53,1º sobre la horizontal y con una velocidad inicial de 40.0 m/s. Puede ignorarse la resistencia del aire.

a) Calcule las componentes horizontal y vertical de la velocidad.

b) ¿Qué magnitud tenía la velocidad de la bola al regresar al nivel en el que se lanzó?

23.     Un lanzador de peso suelta la bala a cierta distancia sobre el suelo con una velocidad de 14.0 m/s, 49º sobre la horizontal. La bola toca el suelo 2.40 segundos después. Puede ignorarse la resistencia del aire.

a) ¿Cuáles son las componentes de la velocidad de la bala al principio y al final de su trayectoria?

b) ¿A qué distancia horizontal llegó la bala?

c) ¿A qué altura sobre el suelo se soltó la bala?

24.     ¿Cuál es la velocidad de sumersión del centro de gravedad de un clavadista cuando éste se encuentra, después del salto, en el punto más alto de la trayectoria, a 1.30 metros por encima de una plataforma de 10 metros de altura?

Tome g=9.8 m/s2 .

25.     Un ciclista recorre una curva cuyo radio de curvatura es de 6.0 metros, con una velocidad inicial de 25.0 km/h. ¿Qué ángulo se debe inclinar el ciclista con relación a la vertical para no caer?

26.     Práctica de laboratorio

Título: Características dinámicas y cinemáticas (cronómetro y cinta métrica).

Objetivos: Determinar experimentalmente la longitud del paso, la frecuencia del paso, la el ritmo y la fuerza.

Actividades

1.     Estudio del paso de los movimientos.

  • Realizar un salto sin impulso y medir la longitud del paso.

  • Describir las fases del salto.

  • Realizar el salto combinado de profundidad.

  • Analizar los resultados.

2.     Cálculo de la longitud del paso y la frecuencia del paso a partir del recorrido de una distancia de 50 metros caminando y corriendo.

  • Mida el tiempo empleado a recorrer la distancia dada y cuente la cantidad de pasos para cada caso.

  • Determine la longitud del paso y la frecuencia.

  • Mida el tiempo empleado a partir de la huella en la pista y compare los resultados.

  • Determinación de la velocidad desarrollada en ambos caso a partir de la longitud del paso y la frecuencia del paso.

  • Compare los resultados de cada caso y haga un análisis de la relación entre estos parámetros.

3.     Realizar tres pasos en cámara lenta y medir el tiempo empleado para cada uno.

  • Calcule el ritmo.

4.     Calcule la fuerza que se aplica en cada caso teniendo en cuenta su masa y aceleración alcanzada.

5.     Elaborar tablas para comprender y procesar los datos obtenidos.

  • Elabore un informe que refleje el cumplimiento de la actividad, ecuaciones, tablas y análisis de los resultados.

Análisis de los resultados obtenidos

    Para el desarrollo de este trabajo fueron encuestados un total de 5 profesores del área de ciencias exactas y 17 estudiantes del primer año de la carrera de. También se tomaron muestras en clases visitadas, con una guía de observación.

    En la encuesta realizada a los cuatro profesores, resultó que:

    En el resultado de la observación a clases a los profesores, se visitaron 21 clases, en las diferentes asignaturas del área del conocimiento, de ellas 12 en la asignatura Física, ocho de ejercicios y cuatro de nuevo contenido. De los profesores visitados, se pudo constatar que:

    Dos de los profesores no se encuentran preparados para impartir la asignatura de Física, es insuficiente el trabajo que desarrollan para proyectar las relaciones intra e interdisciplinarias entre los contenidos de la asignatura con las disciplinas de las áreas para desarrollar de forma integral la preparación de la asignatura ,aunque los limita el dominio del contenido

    En los planes de clases se refleja insuficientemente el trabajo con la integración de los contenidos, y existe muy poca proyección de tareas docentes donde se consideren las relaciones interdisciplinarias entre los contenidos con las diferentes disciplinas.

    En el proceso se explota poco el trabajo independiente, la realización de los trabajos prácticos, tareas integradoras, debates con respecto al desarrollo de esta temática, teniendo como espacio formas tradicionales en este contexto, los niveles de asimilación que predominan en estas, no conducen siempre al saber hacer.

    De lo anterior se infiere la necesidad de profundizar en el trabajo metodológico de los colectivos de departamento y de la escuela, de manera que el trabajo se realice de forma consciente y dirigida hacia elementos muy específicos a partir de los objetivos y contenidos de la asignatura.

Conclusiones

Bibliografía

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