Energía cotidiana. Objetivo IV.B-1

INDICE

Cuarto Año. B. Eje temático: Energía y materia, Página 43
Programa de Estudios. Ciencias. Segundo Ciclo.
Ministerio de Educación Pública, Costa Rica. http://www.mep.go.cr/sites/default/files/programadeestudio/programas/ciencias2ciclo.pdf . Estimados educadores, madres y padres de familia, este es un aporte para promover el aprendizaje de ciencia. Puede que le sea de alguna utilidad, al menos como un primer planteamiento metodológico.
Analícelo de manera crítica y use únicamente las partes que considere son apropiadas para su labor educativa. Adapte el nivel.

(Considero que por bases científicas, lógica didáctica, conocimiento previo de los estudiantes y para proveer al menos un ejemplo concreto de energía (la energía cinética),  este objetivo debe colocarse luego del IV.B-2 y el IV.B-3).

“Objetivo IV.B-1: Mencionar algunas clases de energía presentes en la vida cotidiana.
Contenidos: algunas clases de energía: potencial gravitatoria, cinética, luz, calor, eléctrica, sonora, magnética, nuclear, eólica, geotérmica.” [Sic].

Las siguientes son algunas preguntas que podrá hacer el maestro en el aula, o los padres en la casa, para ayudar a que los estudiantes  logren el aprendizaje que pretende el objetivo IV.B-1. Posiblemente deba adaptar los conceptos y el vocabulario, al nivel apropiado de los estudiantes (a sus conocimientos previos y hasta donde usted quiera llegar).

1. ¿Conoce usted lo que es “la energía”? Explíquelo.
   Si tenemos energía, ¿para qué podemos usarla?
   ¿Además de nosotros, los animales y demás seres vivos, otros seres (objetos inertes) pueden tener energía?
2. ¿Cómo se repone la energía que usamos cuando producimos cambios en nosotros o en el ambiente?
3. ¿Conoce el nombre de alguna clase (tipo o variedad) de energía, que es producida de una manera particular y es diferente de otra clase?
4. Los físicos llaman “energía cinética” a la clase de energía que tiene un cuerpo en movimiento.
   ¿Para qué podría usarse este tipo de energía?
5. La energía cinética depende de la masa del cuerpo y de su rapidez. A mayor masa mayor energía cinética y mientras más rápido se mueva un cuerpo mayor es su energía cinética.
   ¿Qué tendrá más energía cinética, una enorme locomotora en reposo, o un pequeño mosquito que aletea cerca de usted?
   ¿Por qué un tráiler de 18 ruedas que viaja a 10 kilómetros por hora, tiene más energía cinética que una persona que corre con la misma rapidez?
   En términos de la energía cinética, ¿por qué puede ser más peligroso un carrito que es conducido a 90 kilómetros por hora, o el mismo carrito si es conducido a 30 kilómetros por hora?
   
6. La energía calórica depende de la masa (los kilogramos) y la temperatura del cuerpo. A mayor masa y temperatura (más caliente), mayor energía calórica.
   El agua de una taza con agua hirviendo puede hacer más daño (provocar cambios), que el agua de una cafetera con agua apenas tibia. Explique el motivo.
7. Explique en términos de energía, el peligro de una plancha caliente.
8. Explique por qué la “energía geotérmica” es similar a otros tipos de energía térmica (calor). ¿Hay alguna diferencia?
9. Investigue algún fenómeno en el cual la luz produce un cambio en la naturaleza (o en usted), para poder decir que la luz tiene energía.
10. Los físicos llaman "energía potencial gravitatoria" a la energía que tiene un cuerpo por su masa (los kilogramos) y por la altura que está sobre el suelo, esto porque si el cuerpo cae puede provocar un cambio (hacer un hueco, quebrar algo, etc.)
    Se calcula multiplicando la masa por la altura y por una constante que se llama "gravedad", que depende de la Tierra como planeta, y tiene un valor igual a 9,8 unidades.
    Energía potencial = masa x  altura x 9,8.
    Calcule la energía potencial que tendría usted (averigüe los kilogramos) si está a) a 2 m de altura, b)  a 10 m de altura, c) en el suelo.

Material de apoyo y referencias (algunas posibles respuestas). El nivel es aproximadamente el que dominaría el educador, desde luego que el de los estudiantes podría ser menor.

1. La energía es la capacidad que tienen todos los cuerpos (incluyendo seres vivos) para producir cambios en ellos mismos y en el ambiente que los rodea.
   Podemos usarla para producir cambios: por ejemplo la energía lumínica la usan las plantas en la fotosíntesis para producir las sustancias que les permiten crecer.
   Si. Por ejemplo las olas, el viento y la marea oceánica tienen energía que en algunos lugares se usa para mover generadores eléctricos y producir electricidad.
2. Los humanos debemos alimentarnos para reponer la energía gastada en nuestras actividades. Al carro hay que proporcionarle combustible para que el motor siga funcionando. En general reponemos la energía con otro tipo de energía digamos que más concentrada, que debe ser procesada. Para nosotros los alimentos, para el carro, gasolina o diesel.
3. La cinética por el movimiento de los cuerpos, la calórica por la temperatura, la potencial gravitatoria por la altura sobre el suelo.
4. La energía cinética (por ejemplo la del viento) puede usarse para mover objetos, para golpearlos y así producir cambios.
5. El mosquito tiene mayor energía cinética, porque está en movimiento. Mucha masa en reposo (sin moverse) no tiene nada de energía cinética.
   La energía cinética no solo depende de la rapidez (que no debe faltar) sino también de la masa del cuerpo.
   Es más peligroso para los ocupantes del carrito y para los que están afuera si éste viaja con mayor rapidez, porque una colisión del éste produciría mayores cambios (daños).
6. El agua de una taza de agua hirviendo (incluso de una cucharada) puede producirnos una severa quemada, pero un poco de agua apenas tibia quizás no, si tenemos cuidado. Con el agua hirviendo podemos hacer sopa, con el agua tibia podemos lavarnos la cara sin problemas.
7. Una plancha caliente por ser metálica y estar a alta temperatura (mayor que la de agua hirviendo), tiene mucha energía térmica acumulada y entonces puede transmitirla fácilmente a un cuerpo, y por ejemplo quemarnos la piel.
8. La energía geotérmica es energía calórica acumulada en las sustancias (agua o vapor), parecida a la del agua hirviendo en una olla, o al calor de un incendio, o de la cocina de gas. Solo que puede ser mucha y se produce en el interior de la Tierra.
9. La luz es necesaria para que las plantas junten algunas sustancias (oxígeno, hidrógeno, carbono) en la fotosíntesis.
   La luz nos cambia de la oscuridad donde casi no vemos, a la claridad, donde podemos ver casi todo lo que nos rodea.
10. Yo tengo una masa de 70 kg, entonces mi energía potencial en cada caso sería a) 70 x 2 x 9,8 = -- unidades de energía; b) 70 x 10 x 9,8 = -- unidades de energía y; c) 70 x 0 x 9,8 = -- 0 unidades de energía (¡nada!).

Tarea

• La energía cinética se calcula multiplicando la masa del cuerpo (los

  

  La Nación. 18/05/2015.

  kilogramos), dos veces por la rapidez (los metros/segundo) y dividiendo por dos:Energía cinética =  masa x rapidez x rapidez ÷ 2
  ¿Cuánto sería la energía cinética de un niño de 40 kilogramos, que corre a 5 metros/segundo?
• La energía eólica, es simplemente la energía cinética del viento (aire en movimiento), entonces ¿cómo se calcularía?
• Investigue la característica que “distingue” a la clase de energía que llamamos: a) eléctrica, b) sonora, c) magnética, d) nuclear.

Estimado docente, padre o madre del estudiante, si ha puesto en práctica esta guía para el objetivo IV.B-1, mucho le agradecería algún informe, o comentario, para tratar de mejorarla y hacer más útil o eficiente su uso.
Puede utilizar los "comentarios", al final del blog, o escribir a javillalobos@ice.co.cr
Gracias. José Alberto Villalobos
Miembro de la Comisión Redactora -Programas 2005-.