Para el desarrollo de
esta actividad es importante definir la simultaneidad; la cual se comprende con
base en el segundo postulado de Einstein interpretado por Hewitt (2006/2007, p.
690) como: “dos eventos son simultáneos si suceden al mismo tiempo” (p. 690)
Actividad: Trayectorias opuestas.
Materiales: cronómetro, tarjetas con actividades.
Tiempo: 5 minutos.
Desarrollo de la actividad:
Se divide al grupo
durante una trayectoria, para lo cual se les pide que registren el tiempo y las
acciones que observen de las personas que van a caminar por la trayectoria
seleccionada.
Adicional se solicita a
dos estudiantes dar una vuelta al colegio en la misma trayectoria, pero en
sentidos opuestos; al completar la trayectoria se mide el tiempo al volver al
punto de inicio para cada uno de los participantes y se registra este en el
cuaderno de trabajo de las personas estudiantes.
Se escogen otros dos
participantes a los cuales se les da una tarjeta con una actividad para
realizar durante el trayecto en un momento determinado del trayecto (amarrarse
los zapatos, dar 5 brinco, pasar una parte de la trayectoria en cuclillas,
etc), al finalizar se registra el tiempo en los cuadernos.
Al finalizar la
actividad se plantean preguntas de reflexión al estudiantado como:
- ¿Qué vieron durante el
tiempo en que estuvieron observando la trayectoria?
- ¿Qué hubiera pasado sí
algún evento hubiera sucedido durante el trayecto? ¿Hubieran llegado al mismo
tiempo al punto de partida tal y como llegaron en el primer caso donde no hubo
ninguna interrupción?
- ¿Cuándo tuvieron retos por hacer durante el
trayecto eran iguales los retos por hacer, los hicieron exactamente en el mismo
momento?
Dilatación del tiempo
Actividad: Simuladores online y paradoja de los gemelos.
Materiales: laptop, proyector.
Desarrollo de la actividad:
Para
comprender la dilatación del tiempo se introducirá el concepto utilizando como
referencia el siguiente texto de Hewitt (2006/2007):
Examinemos la noción de que el tiempo se puede
estirar. Una ilustración notable de la dilatación del tiempo es la de unos
gemelos idénticos, uno de los cuales es astronauta y hace un viaje redondo con
gran rapidez por la galaxia, mientras que el otro se queda en casa, en la
Tierra. Cuando regresa el gemelo viajero, es más joven que el que se quedó en
casa. Qué tanto más joven dependerá de las rapideces relativas que
intervinieron. Si el que viaja mantiene una rapidez igual al 50% de la rapidez
de la luz durante 1 año (según los relojes que lleva a bordo), en la Tierra
pasarán 1.15 años. Si mantiene una rapidez igual al 87% de la de la luz, habrán
pasado 2 años en la Tierra. Al 99.5% de la rapidez de la luz, pasarían 10 años
terrestres en un año espacial. A esta rapidez, el gemelo viajero envejecería un
año mientras que el que se queda en Tierra envejecería 10 años. (pp. 695-697)
Figura 4. Ilustración de la paradoja de los
gemelos.
Para
continuar con la ilustración de la dilatación del tiempo se propone incorporar
el uso del simulador propuesto por Fendt (1997); en este se propone el siguiente escenario: “Una
nave espacial está volando a una distancia de 5 horas-luz desde
la Tierra hasta el planeta enano Plutón, por ejemplo. La velocidad puede ser
regulada con el botón superior” (parr. 2).
Para
esto la aplicación propuesta demuestra que el reloj de la nave va más lento que
los dos relojes del sistema en el que la Tierra y Plutón están en reposo; para
ello se puede proyectar el uso del simulador y permitir que se sugieran cambios
en variables como reducir y aumentar la velocidad para esto se muestra el
ejemplo del simulador en la figura 2.
Figura 5.
Ejemplo del simulador para la dilatación del tiempo.
Con
base en la aplicación del simulador la persona docente puede hacer las
comprobaciones de los casos expuestos mediante la aplicación de la ecuación
pertinente.