Modulo fractura

$Page 1: Modulo fractura$
Work supported by the National Science Foundation (NSF) under Grant HRD 0833112.

Escuela Superior Inés María Mendoza

Box 610

Cabo Rojo, PR 00623

Profa. Lucille Oliver Cebollero

Maestra de Química Secundaria

Materiales Compuestos:

Inserción de un material no metal en aluminio.

Módulo Instruccional

para integrar

en el curso de Química a Nivel Secundario


Misión del Programa de Ciencia del Departamento de

Educación de PuertoRico

Contribuir a la formación de un ser

humano que posea una cultura científica

y un conocimiento tecnológico que lo

capacite para ser responsable consigo

mismo, eficaz en el mundo del trabajo y

que contribuya positivamente con la

sociedad, promoviendo el respeto por la

naturaleza y la vida propiciando un

ambiente de paz.


• Constructivista (Bybee, 2000)

Modelo de Enseñanza

• De Inquirir o Descubrimiento

Método de Enseñanza

• Ciclos de Aprendizaje Estrategia Educativa

• Laboratorio Técnica de Enseñanza


I. Estándar

LA ESTRUCTURA Y LOS NIVELES DE ORGANIZACIÓN DE LA MATERIA:

El estudiante es capaz de definir lo que son las estructuras, la composición y las

propiedades de la materia; diferenciar entre materia viva y no viva y describir la

interacción que ocurre entre los organismos vivos y el ambiente físico que les rodea a

través del intercambio de materia y energía. Además, descubre los niveles

organizacionales de los sistemas biológicos.

II. Expectativa

EM.Q.1.3: Discrimina entre las propiedades físicas extensivas e intensivas de la

materia.

III. Profundidad

Nivel IV: Pensamiento Extendido (extiende su conocimiento a contextos más amplios )


IV. Objetivo General

Mediante la experiencia de laboratorio el alumno demostrará cómo se produce una un

material compuesto para aumentar su resistencia a la fractura.

V. Objetivos Específicos

A. Objetivo cognoscitivo:

Al finalizar la experiencia de laboratorio el alumno podrá definir

correctamente en términos operacionales el concepto de materiales

compuestos.

B. Objetivo psicomotor:

En la práctica de laboratorio el alumno manipulará efectivamente

materiales para ilustrar el proceso de cómo se puede aumentar la

resistencia a la fractura en un material compuesto.

C. Objetivo afectivo:

Al finalizar la práctica de laboratorio el alumno estará en condiciones de

evaluar la importancia de la inserción de materiales para crear un

material compuesto con mayor resistencia a la fractura.


Actividades


I. Enfoque: 1. se le entregará a los alumnos la separata #1.

2. Preguntas para los alumnos:

1. ¿Cómo defines material compuesto?

2. ¿Podrás aumentar la dureza de un material?

3. ¿Alguna vez percibiste o sentiste que al enrrollar un papel de aluminio este

aparenta ser más duro?

4. Menciona los componentes de los materiales compuestos

Separata #1

Tema: Materiales Compuestos

De acuerdo con el diccionario Webster, los materiales son sustancias con las que algo está compuesto o hecho, aunque esta sea

una definición muy amplia, desde la perspectiva de ingeniería trasciende el hecho de cómo son utilizados, de esta forma y con años

de investigación se han logrado clasificar gracias al estudio microscópico de su estructura la composición de estos obteniendo así

sus propiedades y dependiendo de ellas, la familia a la que pertenecen: Metales, cerámicos, polímeros, compuestos.

Se entiende por materiales compuestos aquellos formados por dos o más materiales distintos sin que se produzca reacción química

entre ellos.

En todo material compuesto se distinguen dos componentes:

La MATRIZ, componente que se presenta en fase continua, actuando como ligante

El REFUERZO, en fase discontinua, que es el elemento resistente.

TIPO MATRIZ:

Materiales compuestos de matriz METÁLICA o MMC (METAL MATRIX COMPOSITES)

Materiales compuestos de matriz CERÁMICA o CMC (CERAMIC MATRIX COMPOSITES)

Materiales compuestos de matriz de CARBON

Materiales compuestos de matriz ORGÁNICA o RP (REINFORCED PLASTICS).


II. Exploración

Motivación:

Los materiales

compuestos podemos

endurecerlos al crear

deformaciones en su

estructura cristalina.

1. Observación:

Al introducir un material con una dureza

alta, a un material con una dureza

inferior, la dureza promedio se afectará.

2. Hipótesis:

H0: No hay prueba significativa que demuestre que se mejora

la resistencia a la fractura al añadir un material no metal a el

aluminio, al formar un material compuesto.

H1 Hay prueba significativa que demuestre que se mejora la

resistencia a la fractura al añadir un material no metal a el

aluminio, al formar un material compuesto


3. Diseño Experimental

A) Materiales

a) Papel de aluminio

b) Tijeras

c) Envoltura (maya) de vegetales

d) Pesas de balanza

e) Regla

f) Cinta adesiva


B) Procedimiento:

1. Se miden diez (10) franjas de papel de aluminio de 10 cm de ancho.

2 Cinco (5) de las franjas se enrollan aproximadamente a 2 cm de ancho utilizando

un bolígrafo como guía.

3. Las cinco (5) de las franjas sobrantes se enrollan aproximadamente a 2 cm de

ancho utilizando un bolígrafo como guía.

4. Ambas franjas se pegan con cinta adhesiva a una mesa.


5. Se hace un hueco como de 3 mm en la punta inferior de la franja y se va colocando

pesas en orden ascente hasta que se fracture la franja. Se anotan los pesos en la table

de datos.

6. Los pasos 4 y 5 se repiten cinco veces con franjas nuevas para cada intento.

Cinco veces con el alumnio sencillo y cinco veces con el material compuesto.

3 . Datos Experimentales:

Repetición Medida en (g) en que se fractura el material

1 Al Al- compuesto

2

3

4

5 Promedio

4. Análisis de los datos experimentales:

Student t-test para comparer las medias, de forma que el alumno pueda estables en

forma estadística si se acepta o rechaza la hipótesis nula.

5. Conclusión:

______________________________________________________________________

______________________________________________________________________

______________________________________________________________________

Education

Modulo fractura