Revisa el planeamiento y la secuencia de esta sesión.

Reúne los materiales necesarios para que los equipos puedan experimentar con la energía.

Antes de la sesión

Experimentamos cómo se transforman diferentes formas de energía

en energía mecánica

Un carrito a pilas. Pilas para el carrito. Un imán. Clips. Vela y fósforos. Botecito pop-pop (construido en la sesión 11). Objetos diversos (piedras, bolitas, etc.). Cuaderno de experiencias y lapiceros.

Conocer y familiarizarse con la energía, manipularla y controlarla a voluntad ha sido siempre una aspiración de la humanidad a lo

largo de la historia. Hoy, se conocen muchas formas en las que se manifiesta la energía, la mayoría de ellas se han logrado manipular

y por tanto usar cotidianamente. Es importante que nuestros estudiantes comprendan qué es la energía, cómo esta toma

diferentes formas y cómo puede transformarse de una forma en otra. Por eso, en esta sesión experimentarán con algunas formas

de energía para obtener energía mecánica.

Materiales o recursos a utilizar

¿Sabemos cómo se transforman las formas de energía en energía mecánica?

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Momentos de la sesión

10minutos

INICIO1.

COMPETENCIAS CAPACIDADES INDICADORES

Indaga mediante métodos científicos situaciones que pueden

ser investigadas por la ciencia.

Problematiza situaciones. Formula preguntas que involucran los factores observables, medibles y específicos seleccionados, que podrían afectar un hecho o fenómeno.Formula una hipótesis, considerando la relación entre la variable que va a modificar (independiente), seleccionada por el docente, y la que va a medir (dependiente).

Área curricular de Ciencia y Ambiente

Competencia(s), capacidad(es) e indicador(es) a trabajar en la sesión

En grupo clase Saluda a los estudiantes y recuerda junto con ellos que en la sesión

anterior se estudió el tema de los combustibles como fuente de energía.

A continuación, invítalos a vivir una nueva experiencia para conocer más sobre la energía. Esta vez, diles que experimentarán sobre las transformaciones de la energía, ¡las cuales son asombrosas! Así que conocerán más sobre ellas, pues ya saben que la energía siempre está presente en las actividades de la vida cotidiana, como caminar, correr, cocinar, hacer funcionar un televisor o un auto, etc.

En pequeños grupos

Organiza a los estudiantes en pequeños grupos y preséntales una situación de manipulación de diversos materiales; puede ser un carrito, un imán, clips, una bolita, entre otros.

Dales las siguientes indicaciones:

• Colocaelcarritosobrelamesa,luegoempújalo.¿Quésucedió?• Coloca un clip sobre la mesa, luego desliza el imán sobre la

mesaendirecciónalclip.¿Quésucedió?• Sosténunabolitaaciertaalturayluegosuéltala.¿Quésucedió?

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70minutos

DESARROLLO2.Planteamiento del problema

En grupo clase Después de efectuar las experiencias, los grupos de estudiantes

intercambian ideas y plantean sus preguntas en relación con lo observado en el experimento. Comenta que, en todos los casos,“algo” hizo que los objetos se movieran. Motívalos a que dialoguen sobre lo ocurrido. Promueve su interés para que formulen preguntas. Si las ideas no se encaminan por la vía esperada, ayúdalosconlassiguientesinterrogantes:

Haz notar lo siguiente: en todos estos casos, los objetos se movieron. Aclara que un objeto se mueve cuando posee energía mecánica; entonces, el carrito en movimiento, el clip en movimiento y la bolita en movimiento tienen energía mecánica. Formula la siguiente pregunta: ¿dedóndeobtuvieronestosobjetoslaenergíaparamoverse?

Escucha qué contestan los estudiantes. Toma nota de las respuestas sin afirmarlas o rechazarlas. Tal vez alguna de ellas coincida con las ideas que siguen. En todo caso, invita a la reflexión a partir de las siguientes preguntas:¿noseráquenuestraenergíalapasamosalcarritoparaquetenga energía mecánica y se mueva?; y el imán… ¿tendrá energía?;sí así fuera, ¿habrá pasado algo de su energía al clip para que tengaenergíamecánicaysemueva?;¿yenelcasodelabolita…?

Con estas ideas en mente, plantéales la siguiente pregunta deinvestigación:

• ¿Quépasóconelcarrito?• ¿Quéocurrióconelclip?• ¿Quésucedióconlabolita?

¿Cómo podemos transformar diferentes formas de energía en energía mecánica?

En grupos pequeños Pide a los grupos que propongan sus hipótesis (posibles respuestas a

la pregunta de indagación). Para ello, cada estudiante movilizará sus conocimientos previos.

Planteamiento de hipótesis

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En grupos clase Pide a los grupos que respondan en su cuaderno de experiencias las siguientes preguntas: ¿cómo piensan probar su hipótesis?, ¿quéprocedimientos realizarán?, ¿quémateriales van a necesitar? De estamanera, los llevarás a especificar qué pasos van a considerar en su experimentación.

Juntos efectúen un análisis de lo ocurrido con el carrito, el clip y labolita. Recuérdales lo dicho anteriormente: mientras se mueven, los objetos tienen una forma de energía mecánica. Continúa con unapreguntamássimple:¿esposiblequelosobjetossemuevanalaplicarenellosalgunaformadeenergía?

En la siguiente tabla, analiza con los estudiantes lo ocurrido:

Pídeles que lleguen a un acuerdo sobre las hipótesis formuladas. Cuando lo hayan hecho, solicita que identifiquen cuáles sonlos factores o variables que se van a manipular (variable independiente); asimismo, cuál es el efecto que se va a observar (variable dependiente). Plantea esta pregunta: ¿qué pondrán aprueba y cuál será el efecto? El cuadro siguiente les ayudará aresponderla:

Variable Descripción

¿Qué cambiarán o manipularán? (Variable independiente)

Una forma de energía (calórica, eléctrica, luminosa, magnética)

¿Qué ha de mantenerse igual? Los materiales empleados

¿Cuál deberá ser el producto final? (Variable dependiente)

Transformación en energía mecánica (movimiento de un objeto)

¿Cómo evidenciarán la transformación? Por el movimiento que se realice.

Forma de energía utilizada (variable independiente)

Efecto (variable dependiente)

Interpretación

Energía química (nuestra energía)

El carrito se movió.La energía química se transformó en energía mecánica, movimiento.

Energía magnética del imán El clip se movió.La energía magnética del imán se transformó en energía mecánica (movimiento del clip).

Energía gravitatoria La bolita cayó.

La energía gravitatoria se transformó en energía mecánica (la bolita se movió hacia la Tierra).

Elaboración del plan de indagación

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• Cuando ejercimos fuerza en el carrito, una parte de nuestraenergía química se transformó en energía mecánica en el carrito, lo que hizo que se moviera.

• Cuando la fuerzadel imánatrajoalclip,unapartede laenergíamagnéticadelimánsetransformóenenergíamecánicaparaquese moviera.

• Cuando la Tierra atrajo la bolita y la hizo caer, un poco dela energía gravitatoria de la Tierra se transformó en energía mecánica en la bolita y la movió.

Muestra los siguientes gráficos para que los observen, con el fin de que les sirva de punto de partida en la realización de nuevos experimentos.

Elabora con ellos un resumen. De este modo recordarán que la energía siempre se encuentra en estos experimentos. Así:

Puedes introducir un nuevo concepto: la forma de energía mecánica que tienen los cuerpos en movimiento se denomina energía cinética.

En grupos pequeños Enseguida, pide que revisen el mapa conceptual de las formas de

energía, que está en la página 176 de su texto Ciencia y Ambiente, y que se pregunten a continuación: ¿a partir de alguna de estasformasdeenergíasepuedeobtenerenergíamecánica?

Electricidad

Cargas eléctricas en movimiento

LuzMagnetísmo

Imanes Reflexión Tono

Pilas Baterias Hidroeléctricas

RefracciónTimbre

Intensidad

Sonido

debida a se manifiesta en sus propiedades

generadas en

cualidades

FORMAS DE ENERGÍA

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Como parte de su experiencia, pueden usar algún objeto de susexperimentos anteriores; por ejemplo, el botecito pop-pop.

Observa las imágenes que te pueden servir de referencia para efectuar los experimentos, así como las que no se puedan plasmar en la realidad debido a la falta de recursos económicos.

Con tu orientación, los estudiantes podrán plantear diversosprocedimientos; por ejemplo:

En las imágenes se representan algunas de dichas posibilidades.

• Transformarlaenergíacalóricaenenergíamecánica.Estoquieredecir que el calor causa el movimiento de un objeto.

• Transformar la energía eléctrica en energía mecánica. En otraspalabras, la electricidad permite el movimiento del objeto.

• Transformar la energía luminosa en energíamecánica. Es decir,que la luz hace posible que el objeto se mueva.

• Transformar la energíamagnéticaenenergíamecánica. Esto es,que un imán dé movimiento a un objeto.

En grupos clase Seguidamente, y a partir de sus

diseños, los estudiantes trabajan en la pizarra una tabla similar a la que desarrollaron antes. Luego proceden a completarla todos juntos.

Forma de energía utilizada (variable independiente)

Efecto (variable dependiente)

Interpretación

Energía calórica

Energía eléctrica

Energía solar

Energía magnética

Energía química

Transformación de energía calórica en mecánica

Transformación de energía eléctrica en mecánica

Transformación de energía luminosa en eléctrica y ésta en energía mecánica

Transformación de energía magnética en energía mecánica

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Formula la siguiente pregunta con el objetivo de que los estudiantes puedan obtener datos durante el proceso de experimentación: ¿enqué tipodecuadroanotarán loquehanobservado?Losestudiantesdecidirán, a medida que realizan la experimentación, el tipo de tabla y de gráfico que van a usar.

Los grupos realizan las experiencias (según los recursos con que secuente) de acuerdo con sus diseños y completan los cuadros de datos en función de sus variables seleccionadas. Recuérdales que todo debe ser anotado en su cuaderno de experiencias.

A partir de los datos recogidos, pide a los estudiantes que analicen los cuadros y elaboren gráficas, esquemas o dibujos en los que muestren sus resultados y busquen tendencias o comportamientos entre las variables estudiadas. Por ejemplo:

Deben contrastar y complementar sus resultados con los obtenidos por otros grupos.

Análisis de resultados y comparación de las hipótesis

Pide a los grupos que presenten los datos y la información que han recogido en los experimentos. Acompáñalos mientras realizan sus comparaciones, cuantificaciones, lectura de tablas y gráficos, y el establecimiento de relaciones de orden y de magnitud.

Lo anterior los lleva a extraer sus primeras conclusiones:

Posteriormente, de manera colectiva, y con tu guía, lleguen a la siguiente conclusión: diversas formas de energía se pueden transformar en energía mecánica.

Invítalos a buscar información sobre la utilización de las transformaciones de las formas de energía para el funcionamiento mecánico de equipos y artefactos empleados en la vida cotidiana. Así, validan sus resultados con la información que obtienen.

• Laenergíacalóricasepuedetransformarenenergíamecánica.• Laenergíaeléctricasepuedetransformarenenergíamecánica.• Laenergíaluminosasepuedetransformarenenergíamecánica.• Laenergíamagnéticasepuedetransformarenenergíamecánica.

VAPORCOMBUSTIBLE

ENERGÍA CALÓRICA

ENERGÍA MECÁNICA

AIRE

AGUA

COMBUSTIBLE(VELA) CALDERA VAPORIZADOR

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Seguidamente, solicita que retomen la hipótesis inicial para que establezcan una relación con los resultados y la información obtenida.

• Laenergíasepuededefinircomolacapacidadparatransformar,poner en movimiento, trabajar u obrar. Por tanto:

• La energía esmedible y cuantificable. Semide con una unidaddenominada julio.

• Laenergíapuedetransformarsedeunaformaenotra.

• Laenergíamecánica,generalmente,semanifiestaenmovimientorealizado por el objeto que la posee.

• Las diversas formas de energía (calórica, eléctrica, magnética,gravitatoria, solar, química) se pueden transformar en energía mecánica, pero algunas son más eficientes y más fáciles detransformar que otras.

Haz un breve resumen con la participación de tus estudiantes:

Estructuración del saber construido como respuesta al problema

Evaluación y Comunicación

Al final de la indagación, solicita que respondan qué forma de energía se transforma en energía mecánica en los siguientes casos: un automóvil que circula por la carretera, un ventilador en funcionamiento, un molino de viento, una carreta tirada por caballos.

Además, propón las siguientes preguntas con el fin de que compartan sus reflexiones: ¿pueden sugerir otros procesos que permitanobtener resultados más confiables?, ¿pueden decir qué se podríahacerparaquela indagaciónseamejor?,¿susresultadospuedenseraplicadosenotrasindagacionesosolosonválidosparaestecaso?

10minutos

CIERRE (valoración del aprendizaje)3.

Tarea a trabajar en casa

Solicita a los grupos que elaboren un tríptico en el que incluyan los siguientes datos: una forma de energía, la manera en que esta se transforma en energía mecánica, la facilidad con que se puede transformar y el costo que puede tener dicha transformación.

En grupos clase Cadarepresentantedelosequiposleeyjustificasusconclusiones.

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