Sesión 32, Tercer Grado – Ciencias Naturales
Guías metodológicas para el docente de Ciclo Básico/Ciencias Naturales/Tercer Grado/Sesión 32 | |
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Autor | Ministerio de Educación de Guatemala |
Área | Ciencias Naturales |
Nivel y/o grado | Básico 3er grado |
Competencia | |
Indicador | |
Saber declarativo | |
Tipo de licencia | Derechos reservados con copia libre |
Formato | HTML; PDF |
Responsable de curación | Editor |
Última actualización | 2020/06/20 |
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Introducción[editar | editar código]
La energía es una propiedad inherente de los cuerpos, que les permite realizar cambios en ellos mismos o en otros cuerpos. La energía puede ser almacenada por un cuerpo o puede ser transferible. Esto da lugar al principio de la conservación de la energía que establece que: «la energía no se crea ni se destruye, solamente se transforma».
Esas transformaciones de energía se pueden observar a diario en el caso de la energía solar. Esta es transformada por las plantas en energía química, la cual produce alimento para los seres vivos. Estos alimentos les permite a los animales que las comen realizar otras funciones como la locomoción, convirtiendo así la energía química en energía cinética.
La energía y el trabajo tienen una relación muy estrecha, porque la transferencia de energía hacia un cuerpo provoca trabajo o, en otros casos, ondas y calor. En la mecánica el trabajo se define como el desplazamiento que sufre un cuerpo al aplicarle una fuerza. El trabajo ésta dado por la dimensional Joule en el Sistema Internacional.
Recursos didácticos[editar | editar código]
- Pizarrón
- yeso y marcador
- diario de clase
- calculadora
- lápiz
- lapiceros
- crayones
- marcadores
- globos
- hilo
- pajillas.
Inicio[editar | editar código]
Presente a los estudiantes la siguiente frase:
“ | El genio está compuesto de un uno por ciento de inspiración y un noventa y nueve por ciento de transpiración. | ” |
— Thomas Alva Edison |
- Invite a los estudiantes a escribir su propia frase positiva relacionada con el trabajo y la energía y a anotarla en su cuaderno de forma creativa.
- Exhorte a los estudiantes a compartir la frase que elaboren con el resto del grupo e invítelos a predecir el tema a tratar en clase.
Permita que los estudiantes expresen sus ideas con el resto del grupo.
Desarrollo[editar | editar código]
Presente a los estudiantes el tema, que es trabajo y energía. Organice a los estudiantes en grupos de 5 para realizar carreras de globos.
- Colocar 5 hilos tensados en un espacio dentro del aula u otra localización,
- En cada hilo enhebrar una pajilla,
- Adherido a la pajilla con cinta adhesiva colocar un globo desinflado,
- Cada alumno del grupo debe inflar un globo sin romperlo, pero no debe amarrarlo,
- Una vez inflado el globo dejarlo ir para que recorra el trayecto del hilo al desinflarse (ver ilustración).
- Analice con los estudiantes la relación entre fuerza energía y trabajo a partir de esta actividad:
- ¿Qué globo realizó más trabajo?
- ¿Qué globo tenía mayor fuerza, que le permitió mayor aceleración?
- ¿Qué permitió que el globo se moviera?
Invite a los estudiantes a realizar una lectura sobre el trabajo y que completen un organizador gráfico como el que se ilustra sobre la definición de trabajo y otros conceptos relacionados con él.
Explique brevemente el tema trabajo:
- El trabajo regularmente está asociado con realizar un esfuerzo sobre algo. Para realizar este trabajo se tendrá que transferir energía, que provocará un desplazamiento de este cuerpo.
- La definición de trabajo es el desplazamiento que produce una fuerza aplicada a un cuerpo. Este desplazamiento será en la misma dirección que la fuerza aplicada.
- La dimensional de trabajo es Joule:
- [math]\displaystyle{ J = N * m }[/math]
- La expresión matemática para trabajo es:
- [math]\displaystyle{ W = F * d * cos \alpha }[/math]
- Donde:
- W = trabajo
- F = Trabajo
- d = distancia
- cos ⍺ = coseno del ángulo alfa
- Cuándo no se realiza trabajo:
- No se realiza trabajo cuando la fuerza aplicada es perpendicular al trabajo, formando un ángulo de 90° y el coseno es cero. Ejemplos de esto son la fuerza normal y la fuerza de peso.
- Cuando se aplica una fuerza pero no hay desplazamiento tampoco existe trabajo.
- Cuándo no se aplica el coseno del ángulo:
- Si el desplazamiento es sobre un solo sentido el ángulo formado es de 180°, por lo tanto el coseno es 1 y la fórmula se puede reducir a:
- [math]\displaystyle{ W = F * d }[/math]
- Si el desplazamiento es sobre un solo sentido el ángulo formado es de 180°, por lo tanto el coseno es 1 y la fórmula se puede reducir a:
Ejemplo 1
- Sobre una caja se aplica una fuerza de 10N que hace que la caja sufra un desplazamiento de 2.5 m. Calcule el trabajo realizado. No considere la fuerza de fricción.
- [math]\displaystyle{ W = F * d }[/math]
- [math]\displaystyle{ W= 10N * 2.5 m }[/math]
- [math]\displaystyle{ W= 25 N * m }[/math]
- [math]\displaystyle{ W= 25 J }[/math]
Ejemplo 2
- Suponga que esa misma caja es jalada por medio de un carrito, formando un ángulo de 30°, donde se ejerce la misma fuerza de 10N del ejercicio anterior y el desplazamiento es el mismo. ¿Cuál es el trabajo realizado? Estime si es más o menos que en el ejemplo anterior antes de realizar el cálculo.[Editar]
- [math]\displaystyle{ W = F * d * \cos \alpha }[/math]
- [math]\displaystyle{ W = 10N * 2.5m \cos 30° }[/math]
- [math]\displaystyle{ W = 3.85J }[/math]
- El trabajo realizado es menor cuando la fuerza se aplica en un ángulo. Por esa razón muchos objetos pesados se jalan por medio de poleas y también es más fácil sacar un carro estancado utilizando una palanca o cuña. Las máquinas simples utilizan este principio.
Aclare que la W de trabajo deberá ser mayúscula y no se debe confundir con la w minúscula de peso.
Atienda las dudas que plantearán los estudiantes durante el desarrollo del tema.
Cerciórese que los estudiantes presten atención al tema y luego permita que anoten en su cuaderno los datos importantes proporcionados.
Revise que los ejercicios estén realizados correctamente.
Cierre[editar | editar código]
- Solicite a los estudiantes responder las siguientes preguntas de metacognición sobre el tema tratado.
- ¿Cómo puedo mejorar?
- ¿Qué me ha resultado fácil, difícil y novedoso?
- ¿Cómo lo he aprendido?
- ¿Qué he aprendido?
Combinación de dos o más palabras usadas con valor comunicativo. La frase puede ser parte de una oración o usarse de manera independiente.