INTRODUCCION

¿Has pensado alguna vez que es lo que hace que puedas estudiar, correr o saltar?

Es la energía que nos aportan los alimentos, la que consumimos en todas las actividades que realizamos, por eso necesitamos respirar y comer, para reponerla.

Llamamos energía a la capacidad que tiene un cuerpo para producir un trabajo o provocar un cambio. Sin energía no habría sol, ni plantas, ni animales, nada…, no sería posible la vida.

La naturaleza esta en continuo cambio. Hay objetos que cambian su posición, otros cambian de estado, unas sustancias se transforman en otras, etcétera. Esto ocurre porque ciertos cuerpos tienen la capacidad de producir un cambio en otros cuerpos cercanos. Esta capacidad se llama energía.

Esta cartilla explica cómo se manifiesta la energía y el calor mediante una serie de proyectos y experimentos fascinantes.

Cada capítulo aborda un aspecto diferente con un proyecto principal, soportado con varios experimentos sencillos.

Al finalizar cada capítulo se explica que ocurrió y su argumentación científica. Los proyectos que requieren instrumentos cortantes o calientes, debes realizarlo bajo la supervisión del maestro.

JUSTIFICACION

La energía puede pasar fácilmente de unos cuerpos a otros. Algunas

veces, un cuerpo posee energía por el simple hecho de de ocupar una

determinada posición en el espacio. Además, esto puede ocurrir aunque

el objeto estudiado esté en reposo. Queda claro que los objetos pueden

producir cambios por el simple hecho de cambiar de posición.

Esta cartilla es realizada con el objetivo de motivar a los niños a conocer

de las ciencias con experimentos dinámicos e innovadores.

La cartilla introduce al estudiante en los conceptos que hay detrás de

muchas formas de energía: el calor, el agua, el viento, la energía solar,

eléctrica y mecánica. Con proyectos paso a paso, explica cómo fabricar

un cohete a partir de un globo, como engañar a tu cuerpo utilizando

energía oculta y cómo fabricar una batería utilizando una porción de fruta.

Índice

1. Objetivos de la cartilla1.1. General.1.2. Específicos.

2. Objetivos de la temática2.1. General2.2. Estándares de competencia 2.3. Indicadores de logros

3. ¿Qué es energía?3.1. Demuestra cómo el aire crea fuerza.3.2. Crea energía a partir de la electricidad.3.3. Demuestra como un cambio químico impulsa un bote.

4. Energía eléctrica4.1. Fabrica una pila.

5. ¿Qué es calor?5.1. Fabrica un termómetro para medir la temperatura.5.2. La sorprendente serpiente escurridiza.

6. Conducción de calor6.1. Mide la temperatura

7. Cuerpo humano

7.1. Muestra como los músculos funcionan por pares.7.2. Engaña tu brazo

8. Fuerza del viento8.1. Calienta los alimentos con energía solar.

OBJETIVO GENERAL

Diseñar estrategias lúdico-pedagógicas para el aprendizaje de la física en los niños de 4°grado de la educación básica primaria.

OBJETIVOS ESPECIFICOS

Determinar estrategias que permitan motivar y potencializar el amor por las ciencias naturales (Física) en los grados de 4° de educación básica primaria.

Diseñar las estrategias de enseñanza. Implementar metodologías innovadoras para el aprendizaje de las

ciencias naturales.

Objetivos de la temática

GENERAL

Desarrollar destrezas básicas en los niños de 4° de educación básica primaria para que identifiquen conceptos propios de la energía y el calor.

ESTANDARES DE COMPETENCIA

Me ubico en el universo y en la tierra e identifico características de la materia, fenómenos físicos y manifestaciones de la energía en el entorno.

INDICADORES DE LOGROS

Identifica las características de la energía, sus clases y usos en la vida del ser humano

Expresa por escrito y oralmente el concepto y ejemplos de trayectoria, móvil, destino, velocidad y distancia.

Identifica de manera apropiada la energía profundizando en la luz. Reconoce correctamente como se produce la energía eléctrica. Escribe, ejemplifica y explica de forma coherente y clara, diferentes

estrategias para aprovechar correctamente las diversas fuentes de energía.

Describe las características dela energía de un cuerpo. Resuelve problemas aplicando los conocimientos adquiridos. Representa de manera adecuada Identifica y clasifica la energía en su cuerpo

¿QUE ES ENERGIA?

La energía es lo que mueve, calienta e ilumina todo a nuestro alrededor. Se encuentra en diferentes formas y almacena en distintas maneras. El

petróleo, las baterías y los alimentos almacenan energía, la cual utilizamos todos los días. La energía no puede destruirse solo cambia de una forma a otra una planta utiliza la energía del sol para convertir el agua y el dióxido de carbono en energía para crecer.

Nosotros consumimos plantas y convertimos energía en fuerza para mover nuestros músculos.

Demuestra cómo el aire crea fuerza.

Materiales:

Un globo Un pitillo plástico Una cuerda larga Cinta pegante una silla

Procedimiento

Asegúrate de utilizar una cuerda delgada. Una cuerda gruesa puede provocar fricción y detener un cohete.

1. Ata un extremo de la cuerda al espaldar de una silla.2. Enhebra el otro extremo de la cuerda a través del pitillo.3. Hala la cuerda firmemente y átala a otro soporte en el recinto: por

ejemplo, a la manija de una puerta.4. Infla el globo pero no lo anudes. En lugar de esto, tapa el extremo y

asegura el globo al pitillo con una cinta.5. Suelta el globo y observa lo que sucede.

POR QUE FUNCIONA: al soltar el globo, el aire dentro de éste es forzado a salir a alta velocidad. Esto crea un empujón: una fuerza que mueve los objetos. Como el pitillo es capaz de moverse fácilmente a lo largo de la cuerda, tu cohete se moverá suavemente hasta que todo el aire haya salido del globo. Intenta el experimento con una cuerda gruesa o con cáñamo y observa lo que sucede.

CREA ENERGIA A PARTIR DE LA ELECTRICIDAD

Vierte agua fría hasta la mitad de un vaso y mide su temperatura. Envuelve firmemente la mitad inferior de un termómetro con alambre de cobre, dejando que los extremos del alambre sobresalgan. Coloca el termómetro dentro del agua. Conecta el alambre a los polos de una batería grande.

Observa ahora qué sucede con la temperatura del agua.

POR QUE FUNCIONA: al conectar alambres a una batería crearas un circuito eléctrico. A medida que la electricidad recorre el circuito, produce calor. El calor se transmite al agua y la temperatura de ésta se eleva

DEMUESTRA COMO UN CAMBIO QUIMICO IMPULSA UN BOTE

Materiales:

Plastilina o papel aluminio Polvo para hornear Recipiente con agua.

Procedimiento1. Moldea la figura de un bote en plastilina o utiliza varias hojas de

papel aluminio para fabricar un bote más liviano, con sus lados altos para que no le entre el agua.

2. Perfora la plastilina o el papel aluminio para hacer un pequeño agujero en el fondo del barco, hacia el extremo de la popa.

3. Amontona un poco de polvo para hornear en el extremo de la popa del barco, encima del agujero.

4. Pon con cuidado el bote en un recipiente con agua y observa lo que sucede.

POR QUE FUNCIONA: una vez el bote esté flotando, el agua empezara a entrar en éste lentamente por el agujero. El agua se mezcla con el polvo de hornear y éste se disuelve. Un cambio químico tendrá lugar, produciendo burbujas de dióxido de carbono, el cual va hacia el agua, por la parte trasera del barco. La energía en el polvo de hornear se transforma en energía que impulsa el barco hacia adelante. Cuando todo el polvo de hornear se haya disuelto, el barco dejará de moverse.

SIN ENERGIA EL MUNDO PERMANECERIA ESTATICO

LA ENERGÍA ELÉCTRICA

El ser humano usa la energía eléctrica para desarrollar muchas actividades.

Gracias a la electricidad que proviene de las plantas generadoras de energía, es posible planchar, lavar, cocinar, etc.

La energía eléctrica se produce de diferentes formas:

En centrales eléctricas, debido al movimiento de turbinas generado por la fuerza del agua.

En parques eólicos que aprovechan la energía del viento para transformarla en energía eléctrica.

En centrales térmicas donde se usa aire caliente, que se obtiene al calentar grandes cantidades de agua.

Fabrica una pila

Materiales:

Una manzana. Un limón grande. Dos cables cortos.

Una bombilla de linterna pequeña. Una lámina delgada de zinc o un clavo. Una lámina delgada o alambre de

cobre.

Procedimiento:

1. Inserta las plaquetas de zinc (o el clavo) y la plaqueta de cobre (o el alambre) dentro del limón.

2. Une cada uno de los cables a cada plaqueta, como se muestra en la fotografía.

3. Conecta otros extremos a los polos de la bombilla.4. Cambia de fruta y realiza la misma actividad.5. Registra en una tabla en que caso la encendió la bombilla.

¿QUE ES EL CALOR?

El calor está a nuestro alrededor. Lo sentimos cuando el Sol brilla o cuando hacemos ejercicio. Es una forma de energía producida por el continuo movimiento de pequeñas partículas llamadas átomos y moléculas.

A medida que las moléculas se mueven(o vibran) el material que estas forman va calentándose. El calor es esencial para todo lo que realizamos y hace que los líquidos hiervan y que los sólidos se derritan.

Sin el calor no podríamos cocinar nuestros alimentos ni hacerlos crecer.

Fabrica un termómetro para medir la temperatura

Materiales:

Una botella plástica transparente Un pitillo Plastilina Colorante rojo para alimentos

Procedimiento

Frota tus manos para calentarlas, antes de poner a prueba termómetro.

1. Vierte un poco de agua fría de la llave en la botella y llénala hasta las tres cuartas partes.

2. Agrega dos o tres gotas de colorante rojo para alimentos y mézclalo con el agua.

3. Mete un pitillo dentro de la botella pero no permitas que este toque el fondo.

4. Utiliza la plastilina para sellar el cuello de la botella y sostener el pitillo en su lugar.

5. Sostén la botella entre tus manos por varios minutos y observa lo que sucede con el nivel del líquido en el pitillo.

POR QUE FUNCIONA: el aire en tu botella se expandió por el calor que transmitieron tus manos. A medida que el aire se tornó más caliente, éste llenó más espacio en la botella, dejando menos espacio para el líquido hacia arriba, dentro del pitillo.

Tu botella funciona como un termómetro sencillo. Un termómetro es un instrumento que mide la temperatura. Por lo general, se utilizan sustancias como el mercurio y el alcohol, las cuales se expanden o contraen ante cambios ligeros de temperatura.

El termómetro nos indica que tan caliente o frio es algo. Intenta dibujar una escala en tu termómetro.

EN CASA CON TUS PADRES REALIZA:

LA SORPRENDENTE SERPIENTE ESCURRIDIZA

Utiliza corriente de convección para mover tu serpiente.

1. Corta una figura en forma de serpiente de un círculo de papel. Decórala como desees.

2. Con una aguja, hazle un pequeño agujero a la cabeza de la serpiente y enhebra un hilo a través de éste. Ajústalo firmemente.

3. Sostén el extremo del hilo y deja que la serpiente cuelgue libremente. Sostenla por encima de un recipiente con agua hirviendo y observa lo que sucede.

POR QUE FUNCIONA: el aire caliente es más liviano que el aire frío y se eleva a medida que va calentándose. Esto crea ondas de aire llamadas corrientes de convección. Estas corrientes hacen que tu serpiente gire mientras la sostienes sobre el recipiente de agua hirviendo.

CONDUCCION DEL CALOR

Mide la temperatura

Materiales:

1 cuchara de madera 1 cuchara de plástico 3 tachuelas de metal Margarina o mantequilla 1 cuchara de acero inoxidable 3 vasos de vidrio llenos de agua muy caliente

Las tachuelas se despegan de las cucharas unas detrás de otras y caen. La tachuela de la cuchara de acero inoxidable cayó de primero, seguida por la de la cuchara de plástico y finalmente, la cuchara de madera. Las cucharas “tomaron” el calor del agua y la transportaron hasta la

mantequilla que se fundió y dejó caer las tachuelas. Si las tachuelas no cayeron al mismo tiempo, es porque los diferentes materiales no se calientan a la misma velocidad. Cuando un material se calienta mucho, en poco tiempo, se dice que es un buen conductor térmico. Al contrario, un material que se calienta lentamente será un buen aislante térmico.

La experiencia permitió constatar que la madera es el mejor aislante de los materiales que se probaron y que el acero inoxidable es el mejor conductor.

Procedimiento:

Toma las tachuelas y pega una a la parte posterior de cada cuchara, usando la mantequilla para pegarlas.

Introduce el mango de las cucharas dentro de los vasos y espera algunos minutos.

¿Qué observas?

POR QUE FUNCIONA: algunos materiales son mejores conductores del calor que otros. Esto significa que permiten que el calor se propague por ellos más rápidamente. Cuando el calor viaja a través de un material, las moléculas vibran de manera más rápida, pasándose el calor entre ellas. Los metales son buenos

conductores del calor y se utilizan para fabricar ollas. El mango de tu cuchara metálica debe ser el más caliente. La madera y el plástico son malos conductores de calor. Por esta razón, los mangos de las cucharas de plástico y madera no se calentaron tan rápido como la de metal.

EL CUERPO HUMANO

Los seres humanos somos el ejemplo perfecto de que el calor y la energía trabajan juntos. Necesitamos energía para permanecer vivos y ésta la obtenemos de los alimentos. Nuestros cuerpos convierten estos alimentos en la energía que necesitamos para caminar, hablar y conservar el calor. Cuanta más energía quememos, mas alimento necesitaremos como combustible.

Muestra como los músculos funcionan por pares

Materiales:

Dos baja lenguas de madera Dos bandas de caucho Un cortador

Un gancho legajador Cinta pegante

Procedimiento

1. Con el cortador, haz un orificio en un extremo de cada uno de los baja-lenguas.

2. coloca los baja-lenguas uno encima del otro y enhebra el gancho de legajador a través de ellos. Extiende cada pierna del gancho para sostener los baja-lenguas.

3. Corta las dos bandas de caucho de manera que cada una quede como un trozo largo de caucho.

4. Toma un trozo de caucho y pega con cinta un extremo de este aborde interno de uno de los baja-lenguas.

5. Pega el otro extremo con cinta a la mitad del borde interno del otro baja-lenguas.

6. Repite los pasos 4 y 5 con el otro trozo de caucho en el borde externo de los baja-lenguas.

7. Mueve suavemente los baja-lenguas hacia adentro y hacia afuera y observa lo que ocurre con las bandas de caucho.

QUE DEMUESTRA: los músculos de tu cuerpo se estiran y contraen como las bandas de caucho. Cuando el musculo dice, adentro de la parte superior de tu brazo se contrae, tu brazo se levanta. Otro musculo en la parte de afuera el (tríceps) lleva tu brazo de regreso a su posición original. Siéntelos trabajar en pareja a medida que doblas y estiras tu brazo.

ENGAÑA TU BRAZO

Utiliza la energía para engañar tus músculos.

1. Párate junto a una pared y presiona tu brazo contra ella durante un minuto.

2. Ahora retírate de la pared y observa como tu brazo comienza a levantarse mágicamente.

POR QUE FUNCIONA: al empujar tu brazo contra la pared, tus músculos están utilizando una cantidad de energía. Al retirarte, ellos continúan trabajando y por eso levantan tu brazo, aun cuando sientas que no estás haciendo nada.

FUERZA DEL VIENTO

Aunque la mayor parte de la energía que utilizamos la obtenemos del carbón, del petróleo y del gas, existen otras maneras de obtenerla. Una de ellas es la fuerza del viento, una fuente renovable de energía que puede producir electricidad para nuestras casas y para las fabricas. Muchos molinos de viento –o turbinas- colocadas en sitios con viento aprovechan esta fuerza para producir electricidad.

FABRICA UN ANEMOMETRO PARA MEDIR LA VELOCIDAD DEL VIENTO.

Materiales:

Cuatro vasos de cartón pequeño. Un pedazo de cartón o una cartulina gruesa. Un lápiz con borrador. Una tachuela o chincheta. Plastilina. Pegante o gancho de cosedora. Pintura y brocha. Tijeras.

Procedimiento

1. Pinta uno de los vasos por fuera y espera que se seque.2. Corta dos tiras de cartón y pégalas o cóselas con un gancho,

formando una cruz.3. Pega o cose con gancho los vasos a los extremos de las tiras de

cartón. asegúrate de que los vasos estén en la misma dirección.4. Empuja la tachuela o chinche a través del centro de la cruz de

cartón o cartulina, hacia el borrador de tu lápiz.5. Introduce la punta del lápiz en una bola de plastilina.

Instala tu anemómetro fuera de casa y observa lo que sucede.

POR QUE FUNCIONA: Un anemómetro es un instrumento que te dice que tan rápido sopla el viento. La fuerza del viento soplando dentro de los vasos abierto hace que estos giren. Cuenta el número de veces que el vaso coloreado gira en un minuto (sus revoluciones). Cuanto más fuerte sea el viento y más liviano sean los vasos, mas rápido se moverán. La velocidad del viento se puede expresar en kilometro por horas.

ENERGIA SOLAR

La energía proveniente del sol se denomina energía solar. Esta nos llega en forma de calor y luz. La energía solar es la razón de la existencia de vida en la tierra. Sin ella las plantas no podrían crecer y los animales se morirían de hambre. Los científicos investigan maneras de aprovechar esta energía solar para el funcionamiento de máquinas y calentar las casas en climas fríos.

CALIENTA LOS ALIMENTOS CON ENERGIA SOLAR

Materiales:

Una caja de zapatos Papel aluminio Un palo de pincho Un pedazo de cartulina Y algo para cocinar

Procedimiento

1. Corta la caja de zapato como se ilustra en la figura 1 y haz un agujero en el centro de las alas levantadas

2. Corta un pedazo de cartulina que se ajuste a la cobertura de la caja( no a las alas) y cúbrela con papel aluminio, con la parte brillante hacia fuera( figura 2)

3. Pega con cinta la cartulina a la caja4. Introduce el palo de pincho a través de un agujero; pero primero

pon un alimento en el palo de pincho. Y luego pásalo por el otro agujero figura 3

5. Coloca tu horno solar al sol y deja que tu alimento se cocine

POR QUE FUNCIONA: los rayos del sol son muy potentes y contienen mucha energía. El papel aluminio refleja estos rayos como un espejo y, como la cartulina es curva, los concentra sobre el alimento que se está

cocinando. El calor calienta la comida y después de un rato, la cocinará por dentro.

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