Ciencias 2 Física Guía del docente Hilda Victoria Infante Cosío Diana Tzilvia Segura Zamorano Héctor Covarrubias Martínez Secundaria Serie ¡Actívate! Ciencias 2. Física ¡Actívate! Guía del docente Primera edición: marzo 2019. D. R. © 2019, Ek Editores, S. A. de C. V. Av. San Pío X núm. 1210, Col. Pío X Monterrey, Nuevo León, C. P. 64710 Tel.: (81) 83 56 75 05 y 83 35 17 04 Ciudad de México Calle Sur 26 núm. 16, Col. Agrícola Oriental, Iztacalco, C. P. 08500 Tel.: (55) 51 15 15 40 y 22 35 71 12 Lada sin costo: 01800 841 7005 www.ekeditores.com Miembro de la Cámara Nacional de la Industria Editorial Mexicana. Reg. Núm. 3728 ISBN: en trámite Prohibida la reproducción y transmisión parcial o total de esta obra en cualquier forma, electrónica o mecánica, incluso fotocopia o en cualquier sistema para recuperar información, sin permiso escrito del editor. Impreso en México / Printed in Mexico Autoría Hilda Victoria Infante Cosío Diana Tzilvia Segura Zamorano Héctor Covarrubias Martínez Gerencia editorial Salvador Yolocuauhtli Vargas Rojas Coordinación editorial Hilda Victoria Infante Cosío Edición Mónica I. Fuentes Pacheco Corrección de estilo Lilia Carmina Villanueva Barrios Gerencia de diseño Marcela Novelo Coordinación de diseño y diagramación Ivonne A. Lozano Rodríguez Diseño de portada Mauro Machuca Fotografía Shutterstock, Inc Archivo iconográfico Ek Editores Crédito iconográfico © schlyx / Shutterstock, p. 12. Producción Ángel Calleja Bonilla Presentación Ek Editores tiene el agrado de poner en sus manos la Guía del docente, material que le brinda herramientas enriquecer el curso de Ciencias 2. Física ¡Actívate! Los componentes presentados fueron diseñados como un apoyo en la planeación y organización de sus clases para favorecer el aprendizaje de los alumnos y enriquecer la puesta en práctica de sus estrategias didácticas. © Todos los derechos reservados, Ek Editores, S. A. de C. V. La estructura de la obra se basa en las necesidades de los docentes para preparar su clase, por ello cuenta con los siguientes apartados: Dosificaciones trimestrales: indican la distribución en semanas y sesiones de las secuencias didácticas al ponerlas en práctica en el aula, así como las secciones ¡Vivo la ciencia! y Proyecto. Planeaciones didácticas: muestran cómo organizar cada secuencia didáctica en determinado número de sesiones, así como los momentos de abordaje de los contenidos y actividades con base en el libro del alumno. Solucionario: incluye las respuestas modelo de las actividades y evaluaciones del libro del alumno. Recomendaciones didácticas del proyecto: ayudan a comprender el marco teórico de esta estrategia didáctica a la vez que favorecen la integración de los conceptos, habilidades y actitudes revisados en el bloque. Evaluación diagnóstica y PISA: permitirán conocer el nivel de conocimiento con el que los alumnos inician cada trimestre; así como sus habilidades de comprensión lectora con base en textos relacionados con los contenidos de la asignatura. Estos materiales están disponibles para descarga digital en el portal de Ek Editores. Rúbricas para valorar los trimestres. Con el modelo de rúbricas propuesto podrá valorar las habilidades y actitudes que los alumnos pusieron en práctica en las lecciones de cada trimestres. Los editores y autores consideramos que estos recursos brindan una base sólida que le orientará desde la preparación de cada sesión hasta la evaluación del trabajo que desarrollen los escolares. Además, con los recursos de apoyo que ofrece esta obra, lo invitamos a ser un facilitador que permita al alumno lograr los propósitos de estudio de la asignatura Ciencias y tecnología. Física, cumpliendo las características del enfoque didáctico expresado en los programas vigentes. Los editores 3 Índice Trimestre 1 4 6 8 12 17 Dosificación Evaluación diagnóstica 18 20 Planeación didáctica 1 Solucionario 22 23 Planeación didáctica 2 Solucionario 24 25 Planeación didáctica 3 Solucionario 26 27 Planeación didáctica 4 Solucionario 28 29 Planeación didáctica 5 Solucionario 30 31 Planeación didáctica 6 Solucionario 32 33 Planeación didáctica 7 Solucionario 34 35 Planeación didáctica 8 Solucionario 36 37 Planeación didáctica 9 Solucionario 38 39 Planeación didáctica 10 Solucionario 40 41 Planeación didáctica 11 Solucionario 42 43 Planeación didáctica 12 Solucionario 44 45 Planeación didáctica 13 Solucionario 46 47 Planeación didáctica 14 Recomendaciones didácticas 48 49 Evaluación tipo PISA 50 © Todos los derechos reservados, Ek Editores, S. A. de C. V. Conozco la guía del docente Consideraciones generales del Nuevo Modelo Educativo (NME) Consideraciones didácticas para la Física © Todos los derechos reservados, Ek Editores, S. A. de C. V. Trimestre 2 53 87 Dosificación Evaluación diagnóstica 54 56 88 90 Planeación didáctica 15 Solucionario 58 59 92 93 Planeación didáctica 16 Solucionario 60 61 94 95 Planeación didáctica 17 Solucionario 62 63 96 97 Planeación didáctica 18 Solucionario 64 65 98 99 Planeación didáctica 19 Solucionario 66 67 100 101 Planeación didáctica 20 Solucionario 68 69 102 103 Planeación didáctica 21 Solucionario 70 71 104 105 Planeación didáctica 22 Solucionario 72 73 106 107 Planeación didáctica 23 Solucionario 74 75 108 109 Planeación didáctica 24 Solucionario 76 77 110 111 Planeación didáctica 25 Solucionario 78 79 112 113 Planeación didáctica 26 Solucionario 80 81 114 115 Planeación didáctica 27 Recomendaciones didácticas 82 83 116 117 Evaluación tipo PISA 84 118 121 124 127 5 Conozco la guía del docente Esta guía del docente presenta los siguientes componentes. Dosificación Contiene la organización semanal de las secuencias didácticas, la sección ¡Vivo la ciencia! y los proyectos. Se muestra la relación con los aprendizajes esperados y las páginas del libro del alumno. Planeación didáctica Solucionario Describe las respuestas modelo y libres de las actividades del libro del alumno. 6 © Todos los derechos reservados, Ek Editores, S. A. de C. V. Sugiere un modo de planear el trabajo del docente en etapas y sesiones de cada secuencia didáctica. Indica el trimestre, el eje temático, el aprendizaje esperado, los contenidos y actividades, así como las páginas que se trabajan en cada sesión. Recomendaciones didácticas En los proyectos trimestrales se proponen recomendaciones generales para el logro de los aprendizajes esperados. Evaluaciones Incluyen evaluaciones diagnósticas que ayudarán al docente a conocer cuáles son los conocimientos previos de sus alumnos respecto a los temas de cada bloque. Al final de cada trimestre se presentan evaluaciones tipo PISA con las que el docente puede medir el logro de los aprendizajes esperados. Estos materiales también están disponibles para descargar en formato digital en el portal de Ek Editores. © Todos los derechos reservados, Ek Editores, S. A. de C. V. Rúbricas para valorar los trimestres Con el modelo de rúbricas propuesto podrá valorar las habilidades y actitudes que los alumnos pusieron en práctica en las lecciones de cada trimestre. Bibliografía Al final de la obra se recomiendan obras impresas acerca de la didáctica y enseñanza de la Física para consolidar el trabajo docente en el aula. 7 Consideraciones generales del Nuevo Modelo Educativo (nme) Filosofía humanista El Nuevo Modelo Educativo parte de una filosofía humanista fundamentada en el artículo 3.º de la Constitución Política de los Estados Unidos Mexicanos, el cual establece que el sistema educativo deberá desarrollar “armónicamente todas las facultades del ser humano y fomentará en él, a la vez, el amor a la patria, el respeto a los derechos humanos y la conciencia de la solidaridad internacional, en la independencia y en la justicia”. A partir de lo anterior, la educación nacional debe ser de calidad, con equidad e incluyente; es decir, que proporcione aprendizajes y conocimientos significativos, relevantes y útiles para la vida, independientemente del entorno socioeconómico, origen étnico y género de los estudiantes. Perfil de egreso 1. Lenguaje y comunicación 2. Pensamiento matemático 3. Exploración y comprensión del mundo natural y social Utiliza su lengua materna para comunicarse con eficacia, respeto y seguridad en distintos contextos con diferentes propósitos e interlocutores. Si es hablante de una lengua indígena también lo hace en español. Describe en inglés experiencias, acontecimientos, deseos, aspiraciones, opiniones y planes. Amplía su conocimiento de técnicas y conceptos matemáticos para plantear y resolver problemas con distinto grado de complejidad, así como para modelar y analizar situaciones. Valora las cualidades del pensamiento matemático. Identifica una variedad de fenómenos del mundo natural y social, lee acerca de ellos, se informa en varias fuentes, indaga aplicando principios del escepticismo informado, formula preguntas de complejidad creciente, realiza análisis y experimentos. Sistematiza sus hallazgos, construye respuestas a sus preguntas y emplea modelos para representar los fenómenos. Comprende la relevancia de las ciencias naturales y sociales. 4. Pensamiento crítico y solución de problemas 5. Habilidades socioemocionales y proyecto de vida 6. Colaboración y trabajo en equipo 7. Convivencia y ciudadanía Formula preguntas para resolver problemas de diversa índole. Se informa, analiza y argumenta las soluciones que propone y presenta evidencias que fundamentan sus conclusiones. Reflexiona sobre sus procesos de pensamiento (por ejemplo, mediante bitácoras), se apoya en organizadores gráficos (por ejemplo, tablas o mapas mentales) para representarlos y evalúa su efectividad. Asume responsabilidad sobre su bienestar y el de los otros, y lo expresa al cuidarse a sí mismo y a los demás. Aplica estrategias para procurar su bienestar en el corto, mediano y largo plazo. Analiza los recursos que le permiten transformar retos en oportunidades. Comprende el concepto de proyecto de vida para el diseño de planes personales. Reconoce, respeta y aprecia la diversidad de capacidades y visiones al trabajar de manera colaborativa. Tiene iniciativa, emprende y se esfuerza por lograr proyectos personales y colectivos. Se identifica como mexicano. Reconoce la diversidad individual social, cultural, étnica y lingüística del país, y tiene conciencia del papel de México en el mundo. Actúa con responsabilidad social, apego a los derechos humanos y respeto a la ley. 8. Apreciación y expresión artísticas 9. Atención al cuerpo y la salud 10. Cuidado del medioambiente 11. Habilidades digitales Analiza, aprecia y realiza distintas manifestaciones artísticas. Identifica y ejerce sus derechos culturales (por ejemplo, el derecho a practicar sus costumbres y tradiciones). Aplica su creatividad para expresarse por medio de elementos de las artes (entre ellas, la música, la danza y el teatro). Activa sus habilidades corporales y las adapta a distintas situaciones que se afrontan en el juego y el deporte escolar. Adopta un enfoque preventivo al identificar las ventajas de cuidar su cuerpo, tener una alimentación balanceada y practicar actividad física con regularidad. Promueve el cuidado del medioambiente de forma activa. Identifica problemas relacionados con el cuidado de los ecosistemas y las soluciones que impliquen la utilización de los recursos naturales con responsabilidad y racionalidad. Se compromete con la aplicación de acciones sustentables en su entorno (por ejemplo, reciclar y ahorrar agua). Analiza, compara y elige los recursos tecnológicos a su alcance y los aprovecha con una variedad de fines, de manera ética y responsable. Aprende diversas formas de comunicarse y obtener información, seleccionarla, analizarla, evaluarla, discriminarla y organizarla. Los 11 rasgos del perfil de egreso de la educación básica 8 © Todos los derechos reservados, Ek Editores, S. A. de C. V. Para que los educandos logren su desarrollo personal, la capacidad y disposición de mejorar su entorno natural y social, así como continuar aprendiendo a lo largo de la vida en un mundo complejo que vive acelerados cambios, se definió el siguiente perfil de egreso de la educación básica organizado en once ámbitos: Enfoque pedagógico El enfoque pedagógico que establece el NME aún sigue basándose en el socioconstructivismo, donde el aprendiz tiene una interacción social a partir de la necesidad de explorar nuevas formas para lograr el aprendizaje a manera de “participación” o “negociación social”, es decir, un proceso en el cual los contextos sociales y situacionales son de relevancia para producir aprendizajes. A este enfoque se añaden 14 principios pedagógicos que fortalecen, precisan y orientan el trabajo docente y la relación alumno-docente y que garantizan el logro las metas del NME. © Todos los derechos reservados, Ek Editores, S. A. de C. V. Entre los conceptos que favorecen la comprensión del enfoque pedagógico del NME destacan los siguientes: Aprender a aprender: el aprendizaje ocurre en todo momento de la vida, en varias dimensiones y modalidades, con diversos propósitos y en respuesta a múltiples estímulos. Por lo tanto, el estudiante se hace consciente y partícipe de su propio aprendizaje, así como en el de sus pares. A la comunidad escolar le corresponde colocar al estudiante en el centro de la práctica educativa, propiciar el logro de sus aprendizajes, así como favorecer el interés por aprender, a fin de que el alumno se apropie de su proceso de aprendizaje. Ambientes de aprendizaje: el aprendizaje es resultado de espacios con características sociales, naturales y físicas particulares, cuyas normas y expectativas facilitan o dificultan que el estudiante aprenda. La creación de estos ambientes debe considerar la existencia y la importancia de los aprendizajes informales, ya que en los alumnos generan un interés genuino por aprender más; por ello, los aprendizajes formales e informales deben convivir e incorporarse a la misma estructura cognitiva. Aprendizaje situado: se caracteriza por el aprendizaje basado en preguntas, problemas y proyectos, que surgen a partir de los intereses de los alumnos. Con este método los estudiantes construyen y organizan los conocimientos, aprecian alternativas, aplican procesos disciplinarios a los contenidos de la materia y presentan resultados. Esta libertad para elegir e investigar temas y difundirlos favorece el aprendizaje. Aprendizaje colaborativo: mediante el trabajo en equipo y los modelos como el aula invertida, el estudiante favorece la discusión y la reflexión dentro y fuera del aula. Con dichas acciones se movilizan sus conocimientos, habilidades, actitudes y valores, a fin de adaptarse a situaciones nuevas, emplear diversos recursos para aprender y resolver problemas. 9 Ludificación: el juego es un gran aliado para el logro de los aprendizajes en los niños, pues descubren capacidades y habilidades para organizar, proponer y representar. Además, propicia condiciones para que los niños afirmen su identidad y también para que valoren las particularidades de los otros. Habilidades socioemocionales: los afectos y la motivación en el aprendizaje forman parte de las nuevas prácticas docentes, pues favorecer éstas habilidades contribuye al bienestar de los estudiantes, su desempeño académico e incluso su permanencia en la escuela y la conclusión de sus estudios. Los contenidos y los aprendizajes Los contenidos elegidos y la construcción de los aprendizajes esperados para el NME responden a: Que el alumno descubra que hay diversas maneras de construir conocimiento —por ejemplo, mediante la experimentación o la narración de hechos del pasado—. Que existen varias formas posibles de razonar dentro de cada disciplina; por ejemplo, en Matemáticas es mediante la resolución de un problema. El valor de un contenido es relativo, pues lo realmente importante es cómo el docente logra que sus alumnos aprendan, de esto depende la calidad de los aprendizajes. Un conocimiento es tan relevante como aprender acerca de cómo lo aprendimos. Ese saber (llamado metacognición) permite a los alumnos aprender cada vez más, porque tienen mayor control sobre sus formas de aprendizaje (¿qué aprendimos?, ¿cómo lo aprendimos?, ¿para qué lo aprendimos?). Privilegia aquellos aprendizajes relevantes y duraderos capaces de adquirirse de forma significativa y que se tornan en saberes valiosos, pues posibilitan ampliar y profundizar en otros conocimientos y; además permiten movilizar prácticas hacia nuevas tareas y contextos. 10 Aprendizajes clave: de acuerdo con el NME son el conjunto de conocimientos, prácticas, habilidades, actitudes y valores fundamentales que contribuyen sustancialmente al crecimiento integral del estudiante; sin ellos, dejarían en los los escolares carencias difíciles de compensar en aspectos cruciales para su vida. El logro de aprendizajes clave posibilita que la persona desarrolle un proyecto de vida y disminuye el riesgo de que sea excluida socialmente. El nuevo Programa de Estudio plantea la organización de los contenidos programáticos en tres componentes curriculares que, en conjunto, se denominan Aprendizajes clave para la educación integral: 1. Campos de Formación Académica 2. Áreas de Desarrollo Personal y Social 3. Ámbitos de la Autonomía Curricular Los primeros dos componentes se refieren al tipo de contenidos que cada uno abarca, mientras que el tercero corresponde a las decisiones de gestión escolar sobre los contenidos de ese componente. Aprendizajes esperados: expresan la formación que requieren los niños y jóvenes para convertirse en ciudadanos competentes, libres, responsables e informados. Cada aprendizaje esperado define lo que se busca que logren los estudiantes al finalizar el grado escolar, es decir, son las metas de aprendizaje de los alumnos y están redactados en la tercera persona del singular con el fin de poner al estudiante en el centro del proceso. Su planteamiento comienza con un verbo que indica la acción a constatar, por parte del docente, de la cual es necesario que obtenga evidencias para poder valorar el desempeño de cada estudiante. Los aprendizajes esperados gradúan progresivamente los conocimientos, las habilidades, las actitudes y los valores que deben alcanzarse para construir sentido y también para acceder a procesos metacognitivos cada vez más complejos (aprender a aprender). © Todos los derechos reservados, Ek Editores, S. A. de C. V. Habilidades digitales: brinda la oportunidad para que los escolares logren: Buscar, seleccionar, evaluar, clasificar e interpretar información. Presentar información multimedia. Comunicarse e interactuar con otros. Representar información y crear productos. Explorar y experimentar. Manipular representaciones dinámicas de conceptos y fenómenos. Evaluar los conocimientos y las habilidades de los estudiantes. © Todos los derechos reservados, Ek Editores, S. A. de C. V. Evaluación de los aprendizajes La evaluación tiene como objetivo mejorar el desempeño de los estudiantes e identificar sus áreas de oportunidad mediante el logro de los aprendizajes y la metacognición. La planeación didáctica y la evaluación se emprenden simultáneamente; son dos partes de un mismo proceso. Al planear una actividad o una situación didáctica se busca que el estudiante logre cierto aprendizaje esperado y la evaluación es el instrumento que medirá dicho logro. Los docentes podrán estructurar en función de éstos momentos del ciclo escolar: Noviembre: del comienzo del ciclo escolar, en agosto, al final de noviembre. Marzo: del comienzo de diciembre al final de marzo de cada ciclo escolar. Julio: del comienzo de abril al fin de cada ciclo escolar. La evaluación con enfoque formativo permite que los alumnos reconozcan sus habilidades para aprender y las dificultades para hacerlo de manera óptima. Con los resultados de este tipo de evaluación, los alumnos obtienen la información necesaria para tomar decisiones acerca de su proceso de aprendizaje para diseñar, con apoyo del docente o los familiares, estrategias que les permitan aprender cada vez más y de mejor manera. También posibilita un compromiso de los escolares con su aprendizaje a fin lograr las metas, mediante la realimentación y las actividades de metacognición. Las evaluaciones diagnósticas y sumativas deben combinarse con las heteroevaluaciones, coevaluaciones y autoevaluaciones de acuerdo con los aprendizajes y enfoques de cada asignatura. De esta manera, los alumnos contarán con herramientas para hacer de los errores verdaderas oportunidades de aprendizaje. 11 Consideraciones didácticas para la Física Estimado docente, hemos escrito esta guía para usted que eligió una de las profesiones más complicadas, pero con el mayor número de satisfacciones posibles. La complejidad de esta labor radica en el hecho de que cada día usted toca la vida de humanos que están en un momento cumbre en su desarrollo personal, social, ético, sexual y cognitivo: los adolescentes. Para nosotros, lejos de ser un momento terrible, es una etapa llena de posibilidades para la construcción de una sociedad más crítica, justa, equitativa, participativa y creativa; en este proceso usted se encuentra en primera fila, pues pasará mucho tiempo con ellos contribuyendo al desarrollo de competencias socioemocionales, científicas y tecnológicas. No se sienta solo, pues cada página de este material fue elaborada con la intención de ayudarlo mediante herramientas, sugerencias y estrategias que lo acompañarán. Esté seguro de que cuenta con un equipo de expertos que ha pensado a profundidad cada palabra de esta obra para que, de alguna manera, comparta el gran peso profesional que descansa sobre sus hombros. Lo invitamos a confiar en nosotros, pues estamos de su lado frente al grupo. A continuación, presentamos ciertos aspectos relevantes del enfoque de la disciplina de Ciencias II que resultan útiles para orientar su labor ante el grupo. Este contenido será presentado al responder algunas preguntas fundamentales para la enseñanza de las ciencias: ¿Quiénes son los estudiantes de secundaria? ¿Qué ciencias deben enseñarse en secundaria? ¿Cómo enseñar ciencias? ¿Cómo evaluar las ciencias? A continuación, responderemos estas preguntas con base en los documentos normativos del modelo 2017, que, puesto que es co nsecuente con el modelo 2011, no le resultará ajeno. Recordemos que la palabra estudiante hace referencia a un individuo que atraviesa un trayecto formativo (en este caso, la escuela secundaria), en contraposición a definiciones ya en desuso, como discente o educando, que se refieren a un ente receptor del proceso de enseñanza. Desde hace años, la legislación nos invita a concebir a los estudiantes como entes que, en lugar de recibir instrucción conforme a una perspectiva tradicional del proceso de enseñanza, viven experiencias que los hacen poner en duda lo que saben y les sugieren que existe una insuficiencia en ese cúmulo de ideas, creencias y conocimientos previos para explicarse los fenómenos de la naturaleza. Desde esta postura, cada estudiante representa una historia de vida compleja y llena de aristas que ha definido en buena medida su motivación hacia el estudio y su proyecto de vida. Además, este estudiante representa los valores imperantes en la sociedad de la que es producto y parte a la vez, de manera que para conocerlo hay que conocer el contexto de su escuela, localidad, país e incluso continente. 12 © Todos los derechos reservados, Ek Editores, S. A. de C. V. ¿Quiénes son los estudiantes de secundaria? Los estudiantes además cuentan con un temperamento propio, que mostrarán ante los distintos escenarios y experiencias escolares. Otro de los aspectos que condicionará la relación de los alumnos con la escuela es su canal perceptivo, por lo que este se debe tener en cuenta. En la coyuntura normativa actual, el estudiante tiene una serie de capacidades, mejor conocidas como competencias, que debe desarrollar como parte de su recorrido por todas las asignaturas. Es indispensable considerar que ellos se encuentran en el proceso de tránsito propio de la adolescencia, en el que la pérdida del estatus corporal, social y emocional los llevan a cuestionarse quiénes son, qué quieren y sus motivaciones. Lo anterior implica que la finalidad de su paso por la educación secundaria es lograr ser capaces de responder, así sea parcialmente, esas dudas, a partir de la conciencia de los distintos ámbitos de conocimiento que ha construido el ser humano y su incursión en la sociedad. En resumen, estamos definiendo al estudiante como un agente biológico, porque enfrenta cambios corporales y fisiológicos radicales y rápidos, lo que desencadena procesos psicológicos de asimilación y aceptación, o no, de estos cambios, así como la modificación de su rol en el orden social de su contexto inmediato. Estos aspectos no son nuevos en las condiciones curriculares; no obstante, un aspecto que sí se considera desde la norma curricular es el socioemocional. Para definir el aspecto socioemocional seguiremos a Bisquerra (2009), quien sostiene que las competencias socioemocionales son aquellas que permiten dar respuesta a las distintas situaciones que enfrenta el individuo durante su vida cotidiana. Algunos ejemplos de estas competencias son la autoestima, la autorregulación, la empatía, la capacidad de establecer relaciones sociales y el liderazgo. © Todos los derechos reservados, Ek Editores, S. A. de C. V. En conclusión, cada que dirija la mirada hacia alguno de sus alumnos recuerde que se encuentra frente a un conjunto de interacciones de todos los aspectos anteriormente mencionados y que, además, los adolescentes confían en usted, incluso porque tal vez sea la única imagen comprometida que lo acompañará en esta parte de su trayecto de vida. Esto, querido docente, es una enorme y hermosa responsabilidad. ¿Qué ciencia se debe enseñar en secundaria? El avance en el estudio de la filosofía de la ciencia ha traído grandes cambios que inciden en la visión de ciencia que se tiene comúnmente como un grupo de personas lejanas a la realidad, cerradas y rígidas que viven en los laboratorios y no entienden la vida fuera de estos. La historia de la ciencia nos ha enseñado que esta es una actividad humana, es decir, que la proponen, forman, desarrollan y legitiman personas que tienen distintas historias de vida, intereses, motivaciones y áreas de oportunidad, y que comenten errores, al igual que los estudiantes. Bio Socioemocional Social Psico Salud física, vulnerabilidad genética, discapacidad. Características del entorno (presión de grupo, red de apoyo, visión social, relaciones intrapersonales, aspectos socioeconómicos). Características personales (emocionales, motivacionales, de personalidad, etc.). Autoconocimiento, autorregulación, autonomía, empatía y colaboración. Otro aporte de la filosofía de la ciencia es considerar a esta como una construcción histórica, es decir, que se modifica a lo largo del tiempo y va de la mano de los cambios sociales y tecnológicos. Esto tiene una interesante implicación, pues quiere decir que no existen verdades absolutas, sino explicaciones vigentes durante un tiempo, hasta que son ampliadas, sustituidas e incluso contrariadas por otras. 13 ¿Cuál es la ciencia que queremos enseñar? Visión constructivista de la ciencia Se considera el conocimiento científico como una construcción humana. Visión de la ciencia La verdad existe; los científicos la confirman. Realidad Se construyen interpretaciones de los fenómenos mediante modelos. ¿Cómo enseñar ciencias? La ciencia que se enseña depende de la concepción que tengamos de los estudiantes y del objeto de enseñanza. A continuación, enlistamos algunas orientaciones didácticas para explicar los elementos mínimos que se debe tener en cuenta al enseñar ciencias. experiencia educativa y a la ciencia como una construcción humana, social e histórica. De esta manera, la ciencia especializada recorre un camino hacia la ciencia escolar, es decir, la adecuada y diseñada para los estudiantes. Planificar los procesos de enseñanza y aprendizaje por medio de secuencias didácticas. Díaz Barriga (1984, 1996) menciona que las secuencias constituyen una organización de las actividades de aprendizaje que se realiza con y para los alumnos, a fin de crear situaciones que les permitan lograr los aprendizajes esperados del programa vigente. La enseñanza de las ciencias demanda el conocimiento de la asignatura, la comprensión del programa de estudio, la experiencia y la visión pedagógica del docente, así como su creatividad para el diseño de actividades. Estas secuencias deberán tener como foco principal al estudiante y sus pro- cesos hacia el logro de los aprendizajes esperados, es decir, después del diagnóstico y seguimiento, el elemento más relevante de la planificación es el aprendizaje esperado en cuestión. 14 © Todos los derechos reservados, Ek Editores, S. A. de C. V. Diseñar las actividades considerando a los estudiantes como el centro de la Para promover procesos cognitivos de menor a mayor complejidad en las se- cuencias didácticas se plantea el proceso en tres etapas, que se aprecian en el siguiente esquema. Apertura Es la fase que permite conocer y recuperar los saberes previos del estudiante, así como sus intereses. Desarrollo Cierre Esta fase permite crear escenarios de aprendizaje y ambientes de colaboración para construir y reconstruir ideas a partir de la realidad. Se propone la elaboración de síntesis, conclusiones y reflexiones argumentativas que, entre otros aspectos, permiten advertir los avances del estudiante en su aprendizaje. Diseñar las actividades contenidas en la secuencia didáctica a partir de los in- tereses e inquietudes de los estudiantes. Tome en cuenta que se ha puesto énfasis en los trabajos experimentales con la finalidad de construir conceptos y manejar estrategias didácticas para el desarrollo de la competencia científica, privilegiando el intercambio de ideas y la negociación de significados para llegar a explicaciones, elaborar modelos y argumentar los fenómenos observados. © Todos los derechos reservados, Ek Editores, S. A. de C. V. Tomar como punto de partida el modelo explicativo inicial de los estudiantes respecto a los fenómenos biológicos planteados en clase. Recuerde que el modelo explicativo inicial es resultado de los conocimientos previos, las ideas y creencias de los estudiantes, por lo que es importante considerar momentos para examinar estas construcciones y así elaborar la propuesta de actividades. Fomentar el reto cognitivo en los procesos de enseñanza, aprendizaje y evalua- ción implica que, una vez expresado el modelo explicativo inicial, el siguiente paso sea ponerlo en duda por medio de alguna actividad que evidencie que es insuficiente. Con esto creará un vacío o una necesidad cognitiva que querrá ser llenada con nueva información; el propósito es generar necesidad para luego proponer fuentes de información confiable que satisfagan los vacíos cognitivos con nuevas ideas cada vez más cercanas a las de la ciencia. Evaluar la manera en que el proceso formativo implica el fomento de activida- des de autorregulación y metacognición. Por tal razón, es conveniente tomar en cuenta las evidencias de aprendizaje que los alumnos presentarán en el trabajo con las secuencias didácticas: textos que incluyan descripciones, explicaciones y argumentaciones, reportes de las experiencias científicas, fotografías, esquemas, modelos, exámenes, entre otros. 15 Los proyectos estudiantiles en ciencias propuestas ligadas a los contenidos trabajados en el trimestre, no imponiéndolos, sino invitando a escoger entre una serie de posibles proyectos, de forma individual o colectiva. Según el enfoque que ellos elijan dar, los proyectos son de tres tipos: Los proyectos son tareas en las que los alumnos, de manera individual o colectiva, se plantean responder interrogantes formuladas por ellos mismos de forma planificada y empleando la consulta de diversas fuentes. En este trabajo, participan en diferentes actividades; por ejemplo, la observación de fenómenos de la naturaleza o de problemáticas del entorno, o experimentos, construyendo objetos, elaborando propuestas, entre otros. Por tal razón, el desarrollo de proyectos constituye una excelente oportunidad para que adquieran aprendizajes significativos. El éxito de un proyecto radica principalmente en atender el interés particular de los estudiantes. Sin embargo, el docente puede encaminarlos hacia algunas Inicio Procure una serie de actividades desencadenantes para que los estudiantes elijan el tema de su proyecto. 16 Planeación Auque los proyectos pueden tener diferentes características, siempre es conveniente que los alumnos participen en la elaboración de una planeación flexible. Revísela para brindar las orientaciones necesarias de modo que las actividades propuestas sean realistas. Evite que al revisarla haya una imposición de ideas, pues ello reduce la auténtica reflexión de los estudiantes. Científico Encaminado a encontrar explicaciones sobre procesos o fenómenos naturales que ocurren en el entorno. Tecnológico Favorece la construcción de productos o dispositivos tecnológicos para resolver alguna necesidad. Ciudadano Fomenta la resolución de problemas de la comunidad al llevar a cabo una serie de acciones. Cada proyecto se desarrolla en las fases que se describen a continuación. En el gráfico encontrará algunas sugerencias didácticas para cada etapa. Desarrollo Procure espacios para que los alumnos lleven a cabo esta fase del proyecto. Anticipe que probablemente necesitarán conseguir información, hacer entrevistas y encuestas, experimentar o elaborar algún producto, entre otros. Comunicación El esfuerzo de comunicar el proyecto los ayuda a precisar sus nociones y conocimientos que pusieron en práctica durante las actividades efectuadas en las fases cumplidas, así como los resultados obtenidos. Las habilidades de comparar su trabajo con otros puede abrirles expectativas para futuros proyectos, así como llevarlos a poner en práctica actitudes, como el respeto, el compromiso por la biodiversidad y la tolerancia. Evaluación Evaluación. Todas las actividades que los alumnos hayan efectuado desde las primeras fases del proyecto hasta la comunicación son experiencias que se deben considerar con fines de evaluación. El acompañamiento del docente en cada etapa es invaluable, sobre todo cuando resalta los grandes avances y advierte los errores, proporcionando herramientas para la mejora. © Todos los derechos reservados, Ek Editores, S. A. de C. V. Los proyectos estudiantiles son una estrategia didáctica de aprendizaje que favorece la integración de aprendizajes, a la vez que ayudan al desarrollo de competencias. En esta estrategia, se ponen en juego conocimientos, habilidades, actitudes y valores trabajados con anterioridad. © Todos los derechos reservados, Ek Editores, S. A. de C. V. Trimestre 1 17 Dosificación trimestre 1 Materia, energía e interacciones Eje Semana Tema Aprendizaje esperado 1y2 1. ¿Cómo está constituida la materia? Propiedades Describe las características del modelo de partículas y comprende su relevancia para representar la estructura de la materia. 3y4 2. ¿Cómo se transforma la materia? Propiedades Explica los estados y cambios de estado de agregación de la materia, con base en el modelo de partículas. 5y6 3. ¿Qué es la temperatura? Propiedades Interpreta la temperatura y el equilibrio térmico con base en el modelo de partículas. 7y8 4. ¿Qué es el calor? Energía Analiza el calor como energía. 9 y 10 5. ¿Cómo se puede aprovechar el calor? Energía Describe los motores que funcionan con energía calorífica, los efectos del calor disipado, los gases expelidos y valora sus efectos en la atmósfera. 11 6. ¿Cuáles son los beneficios de las fuentes renovables de energía? Energía Describe el funcionamiento básico de las fuentes renovables de energía y valora sus beneficios. 12 y 13 7. ¿Cómo se ha llegado a conocer la estructura de la materia? Naturaleza macro, micro y submicro Explora algunos avances recientes en la comprensión de la constitución de la materia y reconoce el proceso histórico de construcción de nuevas teorías. Proyecto Máquinas, energía y contaminación 14 18 Secuencia Contenido Materia 12 - 19 El modelo de partículas de la materia Estados de la materia 20 - 29 Cambios de estado en la materia El movimiento de la materia La temperatura y el calor Medición de la temperatura Equilibrio térmico 30 - 39 Escalas de temperatura El calor Transferencia de calor en la naturaleza Formas de transferencia de calor Efecto invernadero Máquinas térmicas Transferencia de energía como calor Transformación de energía mecánica en calor Efectos en el ambiente del calor disipado y de los gases emitidos Recursos no renovables Energía eólica Recursos renovables Energía geotérmica Energía del agua Energía de los océanos Energía solar Energía de biomasa Las primeras ideas acerca de la estructura de la materia El átomo según Rutherford El átomo según Thomson Páginas del libro El modelo de Bohr 40 - 49 50 - 57 58 - 65 66 - 73 74 - 79 19 Evaluación diagnóstica Escuela: Fecha: Nombre: No. de lista: Aciertos: 1. Observa las siguientes imágenes y dibuja en los círculos cómo te imaginas las unidades estructurales microscópicas en cada caso. a) Si tuvieras un microscopio electrónico con el que pudieras observar las estructuras con que está formado el escarabajo, ¿qué verías? b) Si observaras con el mismo microscopio un fragmento del balón, ¿verías algo similar a las estructuras que forman la planta?, ¿por qué? Calificación: 2. Escribe en los rectángulos rojos el estado de agregación en que se encuentra el agua, y en los verdes, el nombre del cambio de estado que se presenta en cada caso. 3. Anota sólidos, líquidos o gases, según corresponda. Se comprimen y expanden con facilidad. Adoptan la forma del recipiente que los contiene, pero tienen volumen definido. No se comprimen ni expanden y sus partículas están muy unidas. c) ¿De qué supones que está hecho el balón? Tienen forma y volumen definido. No tienen forma ni volumen definido. d) ¿Consideras que el interior del balón está vacío?, ¿por qué? 20 4. Explica qué es un termómetro. © Todos los derechos reservados, Ek Editores, S. A. de C. V. Descarga en el portal digital Grado y grupo: 5. Escribe a qué se refiere cada concepto. Punto de fusión 9. Observa la imagen de la unión de dos tramos de una vía de tren. Explica por qué se deja un espacio entre ambos. Punto de ebullición 6. Anota debajo de cada termómetro las temperaturas que indican. 10. Completa la siguiente ficha. Calentamiento global ¿Qué es? 7. Anota la forma de transferencia de calor que se ilustra en cada caso y el tipo de medio por el que se propaga. a) b) c) ¿Cuáles son sus causas? ¿Qué consecuencias tiene? ¿Cómo se puede ayudar a disminuir? a) b) 11. Observa las imágenes y escribe qué tipo de energía alternativa se aprovecha en cada caso. c) 8. Anota algunas aplicaciones del calor en la vida cotidiana. 21 Planeación didáctica 1 Eje: Materia, energía e interacciones Tema: Propiedades Secuencia 1: ¿Cómo está constituida la materia? Aprendizaje esperado: Describe las características del modelo de partículas y comprende su relevancia para representar la estructura de la materia. Duración: una semana Etapa Inicio Sesión Sesiones: 6 Periodo: del Contenido al de Actividades Páginas del libro Reconoce algunas características generales de la materia; por ejemplo, percibe el olor del ajo que perdura incluso cubierto por una fina película de plástico. Reconoce el aroma de algunas sustancias mediante una actividad experimental. 12 2 Comenta con los compañeros el resultado de algunas actividades experimentales. Formula sus primeras explicaciones. 12 3 Reconoce algunas características de la materia, por ejemplo, que está formada por partículas. Elabora pequeños modelos respecto a la conformación de la materia. 13 Reconoce algunas características de los modelos. 14 Analiza tipos de modelos. 14 Reconoce que la materia tiene volumen y masa. 14 1 Explorando la materia Diferencia entre los tipos de materia 4 5 6 Modelos para representar la constitución de la materia Sugerencias Favorezca el intercambio de ideas entre los alumnos respecto a las características de la materia y su representación en modelos, sin importar que estos sean erróneos. 22 © Todos los derechos reservados, Ek Editores, S. A. de C. V. Desarrollo Solucionario Página 12. Inicio 3. Comenten… Respuesta Modelo (R.M.) ¿Cómo se modificó… El olor fue más intenso cuando se machacó el ajo. ¿La película plástica… En un principio sí, pero después lo dejó pasar, posiblemente porque la película plástica tiene poros muy pequeños. El plástico es un… Probablemente las partículas del “olor” sean más pequeñas que las del agua. ¿Qué diferencias hubo… Primero percibí el olor de la acetona, luego el del alcohol y prácticamente no percibí el del agua. Es posible que las partículas de la acetona y del alcohol sean más volátiles que las del agua. ¿De qué “está hecho”… Todos estos objetos están hechos de materia, formada, a su vez, por átomos de distintos tipos. 4. Escribe tu conclusión en el siguiente recuadro. Idea inicial Todos los objetos y sustancias están hechos de… pequeñas partículas llamadas átomos. Podemos percibir el olor de muchas sustancias porque… las partículas se desprenden del objeto y llegan a nuestra nariz. © Todos los derechos reservados, Ek Editores, S. A. de C. V. Página 13. ¡Actívate! 1. Imagina que tienes un… R. M. ¿Cómo te imaginas que se verían las partículas que se desprenden del ajo? Dibújalas en el rectángulo de la derecha. Partículas de ajo desprendiéndose Ajo ¿Cómo supones que son las partículas que forman la película de plástico? Dibújalas en el segundo rectángulo. Ahora dibuja cómo te imaginas que atraviesan las partículas del ajo la película de plástico. Película plástica Ajo Partículas de ajo desprendiéndose Evaluación formativa Antes de conocer lo que te presentamos en esta página, ¿cómo pensabas que estaban formadas las cosas?, ¿por qué? Respuesta Libre (R. L.) Página 14. ¡Actívate! 1. Lee la siguiente situación… R. M. ¿Por qué Laura… Porque no podía ver lo que había adentro de la caja, así que tenía que imaginárselo. ¿Cómo llegó Laura… Porque la caja casi no pesaba ni hacía ruido al moverla, así que tendría que ser algo muy ligero. Si se hubiera tratado… Por el sonido que se produciría al mover la caja cerrada. ¿En realidad… No, técnicamente no estaba vacía, pues contenía aire. ¿En qué estado se encontraba el contenido de la caja y qué piensas que le sucedió cuando Laura la abrió? ¿De qué estaba hecho el regalo para Laura? Dibújalo. Se encontraba en estado gaseoso, por lo que, al abrir la caja, se “escapó” hacia el ambiente exterior. Partículas del aire que estaba en la caja, mezclándose con las del aire del exterior. Película plástica Partículas del aire dentro de una caja. Poros diminutos 23 Planeación didáctica 2 Eje: Materia, energía e interacciones Tema: Propiedades Secuencia 1: ¿Cómo está constituida la materia? Aprendizaje esperado: Describe las características del modelo de partículas y comprende su relevancia para representar la estructura de la materia. Etapa Sesión Sesiones: 6 Contenido Periodo: del al de Actividades Páginas del libro Un modelo para describir la materia Experimenta con el volumen de cuerpos. Reconoce algunas características del modelo de partículas. 15 El modelo de partículas Reconoce que las partículas que forman la materia tienen algunas propiedades. Reconoce los átomos como partículas más pequeñas que las moléculas. 16 3 Reconoce propiedades de la materia. Distingue entre propiedades generales y particulares de la materia. 17 4 Elabora un fichero ilustrado con ejemplos de propiedades y la manera en que dicha propiedad se manifiesta. Consulta sitios de internet para buscar información necesaria para elaborar el fichero. Elabora organizadores gráficos para describir propiedades de la materia. 17 5 Experimenta qué ocurre cuando las partículas de dos líquidos diferentes se mezclan. 18 6 Experimenta lo que ocurre con la materia durante una mezcla. Identifica el cambio conceptual de sus ideas al contrastar sus primeras explicaciones con sus conclusiones finales. 18 - 19 1 2 Desarrollo Explica las propiedades generales y particulares de la materia con base en el modelo de partículas Cierre Ideas antiguas respecto a la constitución de la materia Sugerencias Cuando recomiende investigaciones para la construcción del conocimiento o la generación de insumos, recuerde brindar a los estudiantes fuentes confiables de consulta. 24 © Todos los derechos reservados, Ek Editores, S. A. de C. V. Duración: una semana Solucionario Página 15. ¡Ciencia en acción! 2. Contesten en el cuaderno. R. M. ¿Cómo se veían la sal y el agua con la lupa? La sal se veía como pequeños cristales casi transparentes. El agua se veía como una enorme gota. ¿Cuál era el volumen que registraron al inicio? El volumen de la sal era de 6 mL y el del agua, de 60 mL. ¿Cuál es el volumen total en el recipiente ahora? El volumen es de 60.5 mL. ¿Puede desaparecer el volumen de la sal?, ¿por qué? No puede desaparecer. Lo que ocurrió es que, al disolverse la sal, sus partículas ocuparon los espacios que había entre las partículas del agua. Página 17. Para profundizar 2. Dibuja en tu cuaderno… R. M. Vaso 1 Vaso 2 Vaso 3 Vaso 4 Vaso 5 3. Completa las ideas del recuadro… Todos los objetos y sustancias están hechos de… diminutas partículas llamadas átomos. Podemos percibir el olor de muchas sustancias porque… son volátiles y desprenden partículas que se mueven hasta llegar al bulbo olfatorio de nuestra nariz. a) Elaboren un fichero ilustrado…R. L. Página 19. ¡Vivo la ciencia! Digitalmente a) Clasifica las propiedades de la materia en un organizador gráfico…R. L. 1. Escribe en tu cuaderno un par de argumentos… R. M. Un argumento es que, si intentamos mezclar dos o más de los cuatro “elementos” que proponía Aristóteles, jamás obtendríamos otros materiales diferentes. El segundo argumento puede estar apoyado en los experimentos que realizamos en esta secuencia, con los que comprobamos que diversas sustancias están formadas por partículas entre las cuales hay diminutos espacios vacíos. Página 18. ¡Ciencia en acción! © Todos los derechos reservados, Ek Editores, S. A. de C. V. Que son muy pequeñas, por lo que deben estar acumuladas en grandes cantidades para percibirse. 2. Reflexiona acerca… R. M. Al principio… El colorante cayó en un punto del agua, por lo que el color formaba una mancha que poco a poco se fue distribuyendo en el resto del agua. En la última mezcla que prepararon… No desapareció. Tal vez con algún instrumento con alta sensibilidad, como un colorímetro, se podría detectar su presencia. Al final del experimento… Aunque no se percibe, hay una muy pequeña cantidad de colorante en la última mezcla. Cierre 1. Revisa lo que has aprendido… R. M. Retoma la actividad de esta página; si continuaras haciendo mezclas 10 veces más, ¿desaparecerá el colorante?, ¿por qué? Nunca desaparecerá el colorante, pues la materia no se destruye. Siempre habrá, aunque sea, unas cuantas partículas. Si la materia está compuesta de partículas, ¿qué puedes inferir respecto al tamaño de las partículas del colorante? Evaluación formativa 1. Responde en tu cuaderno… R. M. ¿Cuáles actividades experimentales de esta secuencia respaldan la teoría de que la materia está formada por partículas?, ¿por qué? La de la sal disuelta en agua, la del ajo machacado cubierto por la película plástica y la del colorante disuelto en el agua en distintas cantidades, porque el resultado obtenido en todas ellas guarda relación con el modelo de partículas. ¿Qué habilidades y conocimientos aplicaste para hacer tus predicciones durante el desarrollo de las actividades de la secuencia? Observación, inferencia, imaginación para elaborar modelos, etcétera. ¿Qué propiedades de los objetos puedes explicar con el modelo de partículas? Divisibilidad, solubilidad, cambios de estado, porosidad y densidad. 25 Planeación didáctica 3 Eje: Materia, energía e interacciones Tema: Propiedades Secuencia 2: ¿Cómo se transforma la materia? Aprendizaje esperado: Explica los estados y cambios de estado de agregación de la materia, con base en el modelo de partículas. Etapa Sesión Sesiones: 6 Periodo: del Contenido al de Actividades Páginas del libro Analiza situaciones cotidianas relacionadas con los cambios de estado de agregación de la materia. Participa en un experimento para reconocer cómo cambia de estado la materia. 20 2 Formula sus primeras explicaciones en torno a la manera en que la materia cambia de estado. 20 3 Experimenta cómo cambian las moléculas en los cambios de estado. Identifica los estados de agregación molecular. 21 4 Identifica cómo se encuentran las moléculas en los diferentes estados de la materia y los representa. Explica la diferencia entre sólido, líquido y gas. Reconoce la interfase en sólidos y líquidos. 22 - 23 Reconoce la energía de movimiento de las partículas en los diferentes estados de agregación molecular y las fuerzas de cohesión. Identifica características especiales en el plasma. 24 Reconoce el papel de la temperatura en los cambios de estado. Participa en una investigación para ampliar su información. 25 1 Inicio Ideas iniciales sobre los cambios de estado de la materia Estados de agregación molecular Desarrollo 5 6 Los cambios de estado de la materia Sugerencias Revise los argumentos de los alumnos en relación con los cambios de estado de la materia y oriéntelos con base en el modelo de partículas. Retroalimente el trabajo de los estudiantes en la elaboración de modelos. 26 © Todos los derechos reservados, Ek Editores, S. A. de C. V. Duración: una semana Solucionario Página 20. Inicio 2. Describe los cambios… R. M. ¿Por qué “desapareció”… Porque se evaporó. ¿Por qué percibiste… Porque, al evaporarse, las partículas de alcohol viajaron por el aire hasta llegar a mi nariz. ¿Por qué se derritió… Porque el calor de mis manos provocó un cambio de estado de sólido a líquido. Si hubiera utilizado cubos de hielo, el estado no cambia por la baja temperatura. ¿Por qué el vaho… Porque el vaho contiene agua en forma de vapor que, al estar en contacto con el espejo frío, se transformó en gotitas de agua líquida que funcionaron como limpiador. ¿Qué cambio… De gas a líquido. 3. Escribe las ideas… R. M. Los materiales como el alcohol y la mantequilla se transformaron debido al…cambio de la temperatura. Los cambios que observé se denominan… cambios de estado. Página 21. ¡Actívate! © Todos los derechos reservados, Ek Editores, S. A. de C. V. 2. Responde en tu cuaderno… R. M. ¿Qué les ocurrió a ambas… Las dos sustancias cambiaron de estado. En el caso del agua, de líquido a sólido (cubos de hielo). En el caso del azúcar, de sólido a líquido, aunque probablemente también hubo un cambio químico, que se aprecia en el color, lo cual nos lleva a pensar que son moléculas un poco distintas. En el caso del agua y el hielo, las moléculas son las mismas. b) Tienes otro problema… R. M. La esponja es un cuerpo sólido formado por moléculas de poliuretano, las cuales se unen dejando espacios llenos de aire, por lo que se comprime. c) ¿Cómo lo explicas… R. M. La sal está formada por cristales con forma y volumen definidos. Los cristales no fluyen de manera individual. El agua está formada por moléculas unidas por fuerzas débiles que permiten que se adapten a la forma del recipiente que las contiene, y para que fluyan si se les deja en libertad. El perfume es un líquido muy volátil cuyas moléculas pasan inmediatamente al estado gaseoso y se esparcen en el aire, por lo que podemos percibirlas con el olfato. ¿Qué le dices… R. M. Si el colorante fuera un gas, se expandiría también por el aire sin tener un límite. El límite del colorante son las paredes del vaso. Página 25. Evaluación formativa 1. Realiza en tu cuaderno… R. M. a) El humo está hecho… El humo es una mezcla de diminutas partículas sólidas y líquidas, producto de la combustión, dispersas en una matriz gaseosa predominantemente de dióxido de carbono. b) Dibuja en tu cuaderno… Partículas de humo mezclándose con las de aire Página 22. Para profundizar Partículas de aire Partículas de humo 1. Dibuja cómo crees… R. M. Chimenea c) Regresa a la sección… Alcohol Azúcar sólida Mantequilla Azúcar caramelizada Página 23. ¡Actívate! a) Ahora tienes un problema… R. M. La sal está formada por diminutos cristales sólidos con forma definida que, al juntarse, dan la apariencia de un polvo blanco que fluye. Líquido Gaseoso Sólida Líquida 27 Planeación didáctica 4 Eje: Materia, energía e interacciones Tema: Propiedades Secuencia 2: ¿Cómo se transforma la materia? Aprendizaje esperado: Explica los estados y cambios de estado de agregación de la materia, con base en el modelo de partículas. Etapa Sesiones: 6 Periodo: del al de Actividades Páginas del libro 1 Reconoce la manera en que incide la temperatura en los cambios de estado utilizando el modelo de partículas. 26 2 Analiza diferentes situaciones e identifica cambios de estado. Participa en actividades experimentales para reconocer el comportamiento de las partículas de sólido, líquido o gas. 26 3 Observa casos e identifica condensación, expansión, difusión, evaporación, fusión y solidificación. 27 4 Elabora modelos para representar el comportamiento de moléculas en diferentes situaciones. 27 5 Contrasta sus explicaciones con las que hizo en el Inicio de la secuencia. Analiza hipótesis relacionadas con los cambios de estado. Escribe distintos cambios de estado. 27 - 28 6 Reconoce la importancia del plasma y elabora explicaciones con base en sus características. Revisa lo que aprendió en la secuencia identificando conocimientos y habilidades. 29 Sesión Contenido Desarrollo Los cambios de estado con base en el modelo de partículas Cierre Sugerencias Fomente en los alumnos la incorporación paulatina del lenguaje científico. Promueva el uso de dicho lenguaje en las explicaciones de los estudiantes. Oriente a los escolares ante las dudas que surjan respecto al modelo de partículas y los cambios de estado. 28 © Todos los derechos reservados, Ek Editores, S. A. de C. V. Duración: una semana Solucionario Página 26. ¡Actívate!. Página 27. Cierre. 1. Lee estas situaciones… R. M. Con el tiempo… El cambio es de sólido a gaseoso (sublimación), por lo que apreciamos su olor. La cantidad de agua… El agua se evapora por el calor del ambiente. Si el aire… Cambia de gaseoso a líquido, es decir, condensación. La soldadura es… Mezcla sólida que, al calentarse, cambia a estado líquido. Al hacer helado… La crema líquida se solidifica al estar muy fría. En las noches… El vapor se condensa al enfriarse. A medida… Este material líquido ardiente se solidifica al enfriarse. 1. Lee nuevamente... R. M. ¡Ciencia en acción! R. M. Caso 1. Las moléculas del agua caliente poseen mayor energía cinética, el colorante se difunde más fácil que en el agua fría. © Todos los derechos reservados, Ek Editores, S. A. de C. V. Página 27 Caso 2. El aire de la botella se calienta y se expande inflando el globo. Cuando se pasa al frío, el aire se comprime. Caso 3. Las partículas del alcohol se evaporan. En el otro caso, la energía no cambia. Caso 4. Al exhalar se arroja vapor de agua, el cual disminuye su energía cinética. Caso 5. La temperatura del aire hace que el perfume se desprenda y se disperse en el ambiente. Caso 6. Se formó una parafina líquida por el calor. Al apagar la vela la poza se solidifica. Describan… Caso 1. Difusión. Caso 2. Expansión. Caso 3. Evaporación. Caso 4. Condensación. Caso 5. Evaporación. Caso 6. Fusión. Dibujen en sus cuadernos… R. M. Caso 1 Caso 2 Caso 3 Caso 4 Caso 5 Caso 6 Partículas de agua en la jeringa Partículas de aire en la jeringa Partículas de sal en el vaso Partículas de aire y de esponja Página 28 3. Piensa en los cambios… R. M. Cambios... en la naturaleza: La lluvia, el granizo, la evaporación del agua de los lagos, el deshielo de los glaciares, etcétera. Cambios… en la vida cotidiana: Un helado que se derrite, el empañamiento de los cristales por el vapor de agua, fabricación de velas y jabones artesanales, etcétera. 4. Regresa a la sección Inicio y lee... R. M. Los materiales… Se modificó la temperatura, lo que ocasionó que cambiara la energía cinética de sus partículas y se separaran más. Los cambios… Cambios de estado de la materia o de agregación molecular. Página 29. ¡Vivo la ciencia! 1. A partir del texto… R. M. Porque se necesita tecnología más especializada que no se tenía en otras épocas. 2. La mayoría… R. M. ¿Consideras que… Teóricamente se podría, pero habría que ver cuáles son las condiciones necesarias. Evaluación formativa 1. El esquema… R. M. ¿En cuáles… En el que se evaporó alcohol y perfume, en el que se condensó vapor de agua, en el que se fusionó mantequilla y cera, etcétera. ¿Qué habilidades… Observación, capacidad para elaborar predicciones, inferencia, etcétera. 29 Planeación didáctica 5 Eje: Materia, energía e interacciones Tema: Propiedades Secuencia 3: ¿Qué es la temperatura? Aprendizaje esperado: Interpreta la temperatura y el equilibrio térmico con base en el modelo de partículas. Etapa Inicio al de Sesión Contenido Actividades Páginas del libro 1 Recuperación de ideas relacionadas con la temperatura y el equilibrio térmico Experimenta con objetos diversos y una fuente de calentamiento. Manifiesta sus primeras ideas en torno a lo que ocurre con las partículas de un objeto mientras este se calienta o se enfría. 30 2 Las moléculas de la materia se encuentran en constante movimiento Recupera sus conocimientos respecto al modelo de partículas. Representa modelos empleando el modelo de partículas. 31 La temperatura Reconoce diferencias entre los términos “frío”, “caliente” y “temperatura”. Reflexiona en algunos cambios de temperatura en acciones cotidianas. 32 Descubre que el sistema nervioso se divide en central y periférico. Identifica los órganos que componen el sistema nervioso central. Investiga la función de cada órgano. Identifica la manera en que funciona el sistema nervioso periférico. Profundiza en la función cognitiva del cerebro. 32 Elabora una definición del término “temperatura” y la explica al docente. Distingue diferencias entre los términos “temperatura” y “calor”. Observa la representación de la energía cinética en el modelo de partículas. 33 Reconoce diferentes maneras de estimar y calcular la temperatura de un cuerpo. Reconoce el fenómeno de dilatación de un cuerpo. 34 3 Desarrollo Sesiones: 6 Periodo: del 4 5 6 El sistema nervioso central Sugerencias Promueva la descripción de cambios que se observan en los fenómenos relacionados con el aumento de la temperatura. Favorezca la identificación de las relaciones en términos causales y, con ello, la elaboración de representaciones. 30 © Todos los derechos reservados, Ek Editores, S. A. de C. V. Duración: una semana Solucionario Página 30. Inicio Página 32. ¡Actívate! 1. Consigue una olla pequeña… R. M. c) Cuando el huevo… Se aprecian unas líneas delgadas que indican que el cascarón se agrietó. Puede ser porque el contenido se expandió por efecto de la temperatura. d) Repite el… Se aprecia que se desprenden unas cuantas burbujas del pequeño orificio. e) Cuando el huevo… En este caso, el huevo no se agrietó. 2. Con base en lo que has aprendido… R. M. ¿Por qué algunos… Los que no se agrietan posiblemente tienen diminutas fracturas que permiten que salga el vapor. ¿Consideras… No, pues se puede producir un choque térmico, ocasionando que se salga el contenido durante la cocción. Si hubieras… No, se hubiera entibiado más rápido, pues el calor del huevo hubiera fluido hacia el agua fría. 3. Comenten en grupo… R. M. Cuando un objeto… Aumentan su energía cinética y se expanden. Cuando un objeto… Disminuyen su energía cinética y se contraen. 1. Observa a los niños… R. M. a) Horacio se siente… Porque el aire que lo rodea está caliente. b) Manuel siente… Porque estaba en contacto con el aire caliente y de pronto sintió cómo le caía el agua, que estaba más fría que el aire. c) Elías siente… Porque tenía un buen rato de permanecer dentro del agua, por lo que se aclimató. d) Arturo siente… Porque las gotas de agua sobre su cuerpo intentan evaporarse empleando la energía calorífica corporal, lo que produce la sensación de frío. Las piernas aún siguen dentro del agua, por lo que no sucede esto y continúa con sensación de tibieza. 2. Contesta... R. M. Si asumes… Debe ser menor; alrededor de 10 °C. ¿Cuál será... Aproximadamente entre 20 °C y 25 °C. Página 31. ¡Vivo la ciencia! © Todos los derechos reservados, Ek Editores, S. A. de C. V. 1. Reúnete con un compañero… R. M. Observen… El globo se infla un poco. Esto puede suceder porque las partículas de aire se expanden en su interior por efecto de la temperatura caliente del agua. Hagan… Partículas de agua fría Partículas de agua caliente Partículas dentro de la botella antes de agregar agua caliente Partículas dentro de la botella después de agregar agua caliente Partículas dentro del globo antes de agregar agua caliente Partículas dentro del globo después de agregar agua caliente Página 33 R. M. ¿Por qué Elías… Porque mientras estaba dentro del agua, su cuerpo estaba aclimatado a su temperatura. Cuando entró en ella, estaba aclimatado a la temperatura del aire, que era mayor que la del agua. Si Arturo se va… Una vez que Arturo se haya secado, se evaporarán las gotas de agua que cubrían su cuerpo y comenzará a sentir calor. ¿De qué manera… Mediante el sentido del tacto, que se encuentra en mi piel. ¿Cómo defines… Como una sensación de qué tan caliente o frío está un objeto. Evaluación formativa 1. Explica a tu docente… R. M. La temperatura es una propiedad de los objetos que está relacionada con la energía que tienen las partículas que los constituyen. Página 35. Para profundizar Reúnete con dos compañeros y… R. L. Digitalmente Para elaborar su folleto… R. L. 31 Planeación didáctica 6 Eje: Materia, energía e interacciones Tema: Propiedades Secuencia 3: ¿Qué es la temperatura? Aprendizaje esperado: Interpreta la temperatura y el equilibrio térmico con base en el modelo de partículas. Etapa Sesión 1 Sesiones: 6 Periodo: del Contenido 3 4 5 de Actividades Páginas del libro Reconoce diferentes tipos de termómetros. Investiga las características de los diferentes tipos de termómetros y elabora un folleto en el que detalla sus aplicaciones. 35 Participa en una actividad experimental en la que construye un termómetro. 35 Pone en funcionamiento el termómetro. Determina una escala para el funcionamiento del termómetro. Calibra el termómetro y lo emplea para medir la temperatura de diferentes elementos. 36 Las temperaturas se equilibran Comprende el proceso de transferencia de energía (de lo más caliente a lo más frío). Utiliza el modelo de partículas para comprender cómo se transfiere la energía. Recupera sus ideas iniciales y advierte cambios conceptuales. 37 Escalas de temperatura Conoce las escalas de temperatura y advierte diferencias entre ellas. Reconoce la utilidad de las escalas de temperatura. Aplica sus conocimientos al resolver algunas situaciones cotidianas. 38 Los seres vivos y el equilibrio térmico Reconoce algunas adaptaciones de los seres vivos que les permiten alcanzar el equilibrio térmico. Infiere y explica algunos mecanismos de los seres vivos en términos de temperatura y equilibrio térmico. 39 Tipos de termómetros 2 Desarrollo al Construcción de un termómetro Cierre 6 Sugerencias Tome en cuenta que es importante que los alumnos trabajen con el modelo de partículas para interpretar la temperatura y algunos procesos térmicos. Oriente la reflexión de dichos procesos en función de la transformación y la transferencia de energía. 32 © Todos los derechos reservados, Ek Editores, S. A. de C. V. Duración: una semana Solucionario Página 36. ¡Ciencia en acción! R. M. Para probar su termómetro… Sí funciona, pues el agua que está dentro del tubo se expande cuando se aumenta la temperatura, y se contrae cuando disminuye. Utilicen su termómetro… R. L. Página 37 R. M. » ¿El marcador… Sí, porque el agua tiene la cualidad de dilatarse cuando aumenta la temperatura y de contraerse cuando disminuye. » ¿De qué manera… El aire, al ser materia, también se expandiría o se contraería con los cambios de temperatura, creando algo de “resistencia” en el agua que está dentro del tubo. » Al medir la temperatura… Sí. Para que funcione correctamente, el tubo del termómetro debe estar casi completamente sumergido en el líquido. » ¿Cuánto tiempo… Unos 20 segundos. » ¿Cómo podrían… Un mejor diseño contemplaría un tubo más delgado y más largo. © Todos los derechos reservados, Ek Editores, S. A. de C. V. Evaluación formativa 1. Regresa a la actividad… R. M. La temperatura del agua se sentiría más alta y la del huevo, más baja. 2. Ahora piensa… R. M. No. Lo que ocurriría es que ambas temperaturas, la del agua y la del huevo, se equilibren. Página 38. ¡Actívate! 1. Observa la figura 3.14 y completa el cuadro Temperatura Celsius Fahrenheit Kelvin De ebullición del agua 100 ºC 212 ºF 373.15 K De congelación del agua 0 ºC 32 ºF 273.15 K Del cuerpo humano 37 ºC 98.6 ºF 310.15 K Más baja en kelvin - 273.15 ºC - 459.67 ºF subjetivo y nos puede dar resultados engañosos. Es mejor utilizar un instrumento de medición, como un termómetro sencillo. La vecina quiere… Que mezcle ambas aguas, agregando la fría a la caliente, hasta alcanzar una temperatura adecuada. 2. Regresa a la sección… R. M. Cuando un objeto se calienta, sus partículas… aumentan su energía cinética y se separan. Cuando un objeto se enfría, sus partículas… disminuyen su energía cinética y se juntan un poco más. Página 39. ¡Vivo la ciencia! 1. Con base en lo que… R. M. ¿Cómo crees… Colocando los huevos sobre las patas para que no toquen el hielo, y luego cubriéndolos con las plumas del abdomen bajo, como si fuera una bolsa. ¿Qué mecanismos… Muchos de estos animales poseen un grueso pelaje que tiene aceites. Por debajo de la piel tienen una gruesa capa de grasa aislante. Los animales que no tienen estas características, como los reptiles, suelen permanecer varias horas en distintas posiciones para captar la mayor cantidad de radiación solar posible. El texto dice… Esto se puede demostrar experimentalmente usando un recipiente ancho con agua congelada, colocando sobre su superficie algún objeto caliente. Evaluación formativa 1. Piensa en algunas… R. M. Algunos ejemplos son: la medición de la temperatura corporal con un termómetro de mercurio; la permanencia de los glaciares en los mares de las regiones polares; cuando se busca enfriar una taza de café agregándole leche fría; al poner la mano en una superficie fría (como un objeto de metal), después de un rato, la mano tiene una temperatura más fría. 2. Imagina cómo se ven las partículas de la gota de agua… R. M. 0K Cierre 1. Lee el texto… R. M. ¿Qué le dices… Que utilizar el sentido del tacto para determinar una temperatura resulta muy En el recipiente con agua fría En el recipiente con agua caliente 33 Planeación didáctica 7 Eje: Materia, energía e interacciones Tema: Energía Secuencia 4: ¿Qué es el calor? Aprendizaje esperado: Analiza el calor como energía. Etapa Inicio Sesión Sesiones: 6 Periodo: del Contenido de Actividades Páginas del libro Reconoce la temperatura de su cuerpo en distintas situaciones. Responde preguntas relacionadas con la generación de temperatura o calor. Explicita sus ideas iniciales respecto al calor. 40 Distingue el concepto calor y reconoce que todos los objetos tienen energía térmica. Reconoce procesos para obtener calor y la manera en que se pueden aprovechar. 41 3 Participa en una actividad experimental en la que se involucra la temperatura. Reconoce variaciones de la temperatura al completar una tabla con resultados derivados de una actividad experimental. 41 4 Reconoce el papel de la energía cinética de las partículas y la masa en la cantidad de calor que tiene un cuerpo. Reconoce en una actividad experimental los efectos del movimiento de grandes cantidades de moléculas. 42 Elabora modelos para la manera en que se encuentran las partículas de colorante en agua a diferentes temperaturas. Infiere el papel de la energía cinética en la transferencia de calor. Hace inferencias relacionadas con el modelo de partículas en fenómenos térmicos. 43 Reconoce la manera en que el calor fluye o se transfiere de un cuerpo a otro o de un medio a otro. 44 1 Explicitación de ideas iniciales referentes al calor 2 El calor y la temperatura Desarrollo al Variables que influyen en la cantidad de calor de un cuerpo 5 6 Formas de transferencia de calor Sugerencias Resalte las evidencias colectadas por los alumnos en las actividades experimentales, ya que estas le permitirán desarrollar y evaluar respuestas a preguntas científicamente orientadas. 34 © Todos los derechos reservados, Ek Editores, S. A. de C. V. Duración: una semana Solucionario Página 40. Inicio Página 43. ¡Ciencia en acción! 1. Tu temperatura corporal… R. M. a) Corrobora la temperatura… 36.8 °C. b) Frota tus manos… 45 °C. c) ¿Las temperaturas… Diferentes, pues al frotar las manos, se generó calor en ellas. 2. Lee estas situaciones… R. M. ¿Cómo obtendrías… Si se tienen las mismas cantidades de madera y aceite, el que producirá más calor al quemarse es el aceite. ¿Cómo obtendrías... Se tienen diferentes cantidades de un mismo material, por lo tanto, a mayor masa, mayor cantidad de calor. ¿Cuál flama… En ambos casos la temperatura será la misma, pues el punto de ignición de la madera es el mismo. 3. Escribe la idea… R. M. La cantidad de calor... La masa del cuerpo y de su naturaleza. Dibujen cómo se imaginan… R. M. En agua tibia En agua caliente Página 41. ¡Actívate! Respondan… R. M. » ¿Qué es… La temperatura del agua. » ¿Consideran… Sí, pues las partículas del cuerpo más caliente (el agua) se mueven más rápido por tener más energía, entonces chocan con las partículas del colorante, aumentando su movimiento y, por tanto, su energía. » ¿Qué observarían… Algo similar, además del movimiento de las partículas de aserrín. Este sería mayor en el agua caliente y menor en la fría. » El vaso con agua… Las partículas de tierra se verían con una distribución más homogénea en el agua. 1. Piensa en todas… R. M. Página 44. ¡Ciencia en acción! Forma de obtener calor © Todos los derechos reservados, Ek Editores, S. A. de C. V. En agua fría Lo aprovecho para... Frotando las manos. mantenerme caliente durante el frío. Encendiendo un calentador eléctrico o de aceite. calentar el aire en época de frío. Encendiendo un calentador de gas. calentar el agua para bañarme. Conectando a la corriente eléctrica una plancha. quitar las arrugas de mi ropa. ¡Ciencia en acción! 1. Reúnete… R. M. Repitan… No serán similares, pues una mayor cantidad de agua tardará más tiempo en alcanzar la misma temperatura que una cantidad menor. Completen la siguiente… R. L. Página 42 Analicen… R. M. » ¿Los resultados… Sí, pues esperábamos que las temperaturas fueran diferentes. » ¿De dónde… Del frotamiento del cordón con la lata. » Si en los tres… Porque la cantidad de masa de agua fue diferente en los tres casos. Después de un minuto… R. M. » ¿Cómo se siente… La cuchara de madera se siente tibia, y la de metal, caliente. » ¿Cómo explican… Porque el metal es mejor conductor del calor que la madera. Observen… R. M. » ¿Qué ocurre… Al calentarse el agua, los gránulos de café empiezan a moverse. » ¿Qué explicación… Porque el calor se transfiere de la fuente que lo produce al sartén, y del sartén al agua. La energía calorífica se distribuye por el agua y a los gránulos de café. Página 45 Después de… R. M. » ¿Sienten el calor… Sí lo sentimos, pues se transfirió por radiación. » ¿El vidrio… El vidrio no se siente caliente, pues el calor lo absorbió el cartón. Evaluación formativa 1. Explica a tu docente… R. M. Porque los objetos calientes pueden quemarme, así que necesito protegerme con un material aislante del calor. 2. Regresa… R. L. 35 Planeación didáctica 8 Eje: Materia, energía e interacciones Tema: Energía Secuencia 4: ¿Qué es el calor? Aprendizaje esperado: Analiza el calor como energía. Etapa Sesión Sesiones: 6 Periodo: del Contenido al de Actividades Páginas del libro A partir de una actividad experimental, reconoce diferentes maneras de transferir calor. Proporciona explicaciones respecto al uso de protectores al utilizar objetos calientes o fuentes de calor. Advierte cambios en sus ideas iniciales. 45 Analiza, en ejemplos, la convección y la radiación. Explica lo que sucede con el calor en situaciones cotidianas. Identifica lugares de la naturaleza en los que hay transferencia de calor. 46 3 Reconoce algunos fenómenos de la naturaleza relacionados con el calor. 47 4 Mediante un diagrama identifica las razones por las que ocurre el efecto invernadero. 47 5 Participa en una investigación para reconocer la importancia del efecto invernadero en la conservación de la vida en la Tierra. Indaga qué son las inversiones térmicas y sus consecuencias. Comparte información con sus compañeros y obtiene conclusiones. Advierte cambios en sus ideas iniciales. 48 6 Reconoce los componentes de un vaso Dewar e identifica las partes que evitan la transferencia del calor. Explica cómo se puede construir un termo. Reconoce diferencias entre temperatura y calor. Reconoce la utilidad de los conocimientos desarrollados en la secuencia. 49 1 Transferencia de calor 2 Transferencia de calor en la naturaleza Desarrollo El efecto invernadero Cierre La conservación del calor en los termos Sugerencias En todas las actividades es conveniente que fomente la discusión y la argumentación entre los miembros del equipo y entre los equipos. En todo momento su guía es fundamental para que los alumnos avancen en el proceso de indagación. 36 © Todos los derechos reservados, Ek Editores, S. A. de C. V. Duración: una semana Solucionario Página 46. Evaluación formativa 1. Explica lo que sucede... R. M. ¿Cómo se seca… El aire caliente de la pistola produce la evaporación de las gotas de agua del cabello húmedo. ¿Cómo se calientan… En el caso de la tostadora y el horno eléctrico, la energía eléctrica hace que se calienten las resistencias, que a su vez calientan el aire que se encuentra rodeando a los alimentos. En el microondas, la electricidad se transforma en energía de alta potencia al pasar por un generador llamado magnetrón. Esto ocasiona que las moléculas de aire del interior del horno vibren con gran rapidez. Cuanto más rápido vibren, más calor tendrá la comida. ¿Cómo se calienta… Se calienta en un calentador de gas, donde el agua se somete al calor producido por la combustión del gas, ya sea LP o natural. ¡Actívate! 1. Reúnete... a) Identifiquen los sitios… b) Escriban en el esquema… R. M. b) Convección b) Radiación a) © Todos los derechos reservados, Ek Editores, S. A. de C. V. a) b) Convección a) b) Conducción a) c) Contesten las preguntas. R. M. ¿Cuál es… El Sol. ¿Por qué el agua del lago… Porque se calienta por convección con la energía solar. ¿Por qué la capa… Porque se calienta por conducción con la energía solar. ¿Por qué las rocas… Porque las rocas tienen un calor específico más alto que el suelo. Además, a menudo el suelo tiene una cubierta vegetal, es más poroso y contiene cierta cantidad de agua, lo que hace que el calor se disipe. ¿Qué relación… Para que se presente el ciclo del agua es necesario que el calor del Sol llegue a la Tierra por radiación; que el suelo, las rocas y la arena de la corteza terrestre se calienten por conducción; que el agua se vapore cuando se calienta por convección, y que la humedad del aire se condense. Página 48 Para profundizar R. L. Digitalmente R. L. Cierre 1. Observa la figura… R. M. ¿Cuál es… 100 °C en ambos casos. ¿Cómo supiste… Porque sé que el punto de ebullición del agua es de 100 °C, sin importar la cantidad de agua que esté hirviendo. ¿Cuál de las dos… La olla, 1, pues es la que contiene más masa de agua y, por tanto, requiere mayor cantidad de calor para llegar al punto de ebullición. Si se pusieron… No, empezó a hervir primero la que contiene 1 L de agua, pues requiere menos calor para bullir. ¿Cómo se transfirió… Por conducción. ¿Cómo se transfirió… Por convección. ¿Cómo se transfiere… Por convección. Si se introduce… La temperatura de la papa será más alta que al principio, y la del agua, más baja que antes de que esta se agregara. 2. Retoma la idea… R. M. La cantidad de calor... La energía cinética que poseen sus partículas. Página 49. ¡Vivo la ciencia! 1. En la figura 4.18… R. M. ¿Qué parte del termo… La base gruesa aislante y la doble pared metálica. ¿Qué parte del diseño… La cámara de vacío. ¿Cómo se evita que… La superficie plateada. Cuando se utiliza… Porque la estructura que produce el aislamiento del calor es muy voluminosa. ¿Cómo construirías… Con un recipiente forrado con papel aluminio y varias capas de material aislante, como aserrín y unicel. 37 Planeación didáctica 9 Eje: Materia, energía e interacciones Tema: Energía Secuencia 5: ¿Cómo se puede aprovechar el calor? Aprendizaje esperado: Describe los motores que funcionan con energía calorífica, los efectos del calor disipado, los gases expelidos y valora sus efectos en la atmósfera. Etapa Sesión Sesiones: 6 Periodo: del Contenido de Actividades Páginas del libro Observa imágenes e infiere la manera en que funcionaban las locomotoras de vapor. Escribe situaciones en las que evidencia la transformación de la energía calorífica en otro tipo de energía. 50 Escribe sus ideas iniciales respecto a las transformaciones de energía. 50 3 Reconoce el funcionamiento de las locomotoras de vapor. Infiere, mediante un diagrama y el modelo de partículas, lo que ocurre en el interior de una tetera que se expone al calor. Identifica los distintos tipos de energía que intervienen en una determinada situación. 51 4 Reconoce la manera en que los motores de calor transforman la energía. Identifica los procesos de conversión de energía que tienen lugar en una máquina de vapor. 51 5 Reconoce la importancia del uso de carbón como combustible. Reconoce otros tipos de combustibles. Identifica algunas consecuencias del uso de carbón. 52 6 Participa en una actividad experimental para mover un objeto transformando calor en movimiento. 53 1 Inicio 2 Desarrollo al Situaciones en las que la energía calorífica se transforma Máquinas térmicas Sugerencias Invite a los estudiantes a mostrar en plenaria las representaciones que hicieron empleando el modelo de partículas. Haga preguntas como las siguientes: ¿Cómo están las partículas en el agua que hierve?, ¿y en el vapor? ¿Por qué se mueve el rehilete? 38 © Todos los derechos reservados, Ek Editores, S. A. de C. V. Duración: una semana Solucionario Página 50. Inicio 1. Observa las figuras... R. M. ¿Para qué supones… Para calentar el agua y producir vapor. ¿Cómo crees que… Calentando el agua y haciendo pasar el vapor por varios tubos delgados para someterlo a presión. ¿Por qué se calentaban… Por el rozamiento de los metales de los rieles y las ruedas de la locomotora. Con lo que has aprendido… La máquina de vapor es un motor de combustión externa que transforma la energía química del carbón en energía térmica. Esta se emplea para generar más energía térmica que estará contenida en el vapor de agua. Esta se transformará en energía mecánica, pues el vapor de agua generado en una caldera cerrada producirá la expansión del volumen de un cilindro, que en consecuencia, empujará un pistón. 2. Piensa en qué situaciones la energía calorífica se transforma en… R. M. © Todos los derechos reservados, Ek Editores, S. A. de C. V. Energía calorífica Otra energía Otra energía Energía calorífica Cuando se plancha una prenda arrugada. Cuando se emplea el gas para encender la estufa. Cuando el calor del Sol evapora el agua de los lagos. Cuando se seca el pelo mojado con una secadora de aire. Cuando se empleaba el vapor en las máquinas de hilar. Cuando se quema la gasolina para que se mueva un auto. 3. Escribe tus ideas respecto a las transformaciones de energía. R. M. La energía calorífica puede transformarse en… energía mecánica y en energía química. Página 51. ¡Actívate! 1. Observa la figura… R. M. Escribe sobre… Al calentarse, las moléculas del agua líquida aumentan su energía cinética hasta el punto de vencer su fuerza de cohesión y separarse, lo que ocasiona el cambio a estado gaseoso. El vapor posee alta energía cinética y, al entrar en contacto con la superficie del rehilete, produce su movimiento. Energía mecánica (del movimiento del vapor y del rehilete) Energía calorífica (de la flama) Energía química (del gas butano) Página 54. ¡Ciencia en acción! Después de que… R. M. » ¿Cuál es la función… Son los tubos por donde se desprende el vapor. » ¿Por qué tuvieron… Para que la eficiencia fuera mayor al minimizar las fugas de vapor. » ¿Cuál es la función… Calentar el agua que está dentro de la caldera. » ¿Cómo se mueve… El calor de la vela calienta el agua que está dentro de la caldera. Esta agua se transforma en el vapor que impulsará al barco para que se desplace. » ¿Qué transformaciones… De energía química (de la vela) a energía térmica (de la flama) y a energía mecánica (del barco por el vapor). Con la guía… R. M. El barco a vapor es impulsado por un motor que es una caldera conectada a un tubo de escape. Cuando se le aplica calor a la caldera, el agua se convierte en vapor, por lo que aumenta su volumen. El vapor empuja el agua que está en el tubo de escape, moviendo así el barco hacia adelante; entonces el vapor se condensa (vuelve a convertirse en agua) creando un vacío que succiona agua al interior del tubo de escape. El agua que entra al tubo se calienta y se convierte en vapor. Se repite el ciclo de propulsión. Evaluación formativa 1. Con base en… R. M. ¿De qué modo… En que el agua que entra al motor se calienta hasta transformarse en vapor, que sale por los popotes e impulsa el barco para que se mueva. ¿Qué otros dispositivos... La locomotora de vapor, las bombas de vapor y las máquinas textiles de vapor. 39 Planeación didáctica 10 Eje: Materia, energía e interacciones Tema: Energía Secuencia 5: ¿Cómo se puede aprovechar el calor? Aprendizaje esperado: Describe los motores que funcionan con energía calorífica, los efectos del calor disipado, los gases expelidos y valora sus efectos en la atmósfera. Etapa Sesión Sesiones: 6 Periodo: del Contenido 1 4 5 Páginas del libro Pone en funcionamiento el barco que elaboró empleando una máquina térmica. Formula explicaciones respecto a la manera en que logró el movimiento del barco. Explica las semejanzas entre el funcionamiento del dispositivo que elaboró experimentalmente y la máquina de vapor que se revisó con anterioridad. Menciona otros dispositivos que funcionan con máquinas térmicas. Explica la forma en que el trabajo de Joule sirvió para demostrar que el calor es una forma de energía. 54 Efectos en el ambiente del calor disipado y de los gases emitidos Reconoce la manera como se disipa la energía. Elabora un diagrama de flujo en el que menciona las conversiones energéticas que tienen lugar en el motor Stirling. Reconoce qué es el calentamiento global y el efecto invernadero. 55 El calentamiento global Participa en un debate para analizar las consecuencias a largo plazo del calentamiento global. Reconoce la importancia de las primeras máquinas térmicas para el funcionamiento de las máquinas actuales. 56 El motor de cuatro tiempos Explica cómo se puede transformar el calor en energía mecánica en un motor de cuatro tiempos. Elabora diagramas para representar conversiones de energía en el funcionamiento de máquinas. 57 Transformando energía mecánica en calor Cierre 6 Actividades 53 Máquinas térmicas Desarrollo de Participa en una actividad experimental para fabricar un barco de lámina. 2 3 al Sugerencias Durante la socialización de los trabajos de los estudiantes, incentive la participación de aquellos integrantes del grupo que suelen ser menos comunicativos, fomentando su autoconfianza. 40 © Todos los derechos reservados, Ek Editores, S. A. de C. V. Duración: una semana Solucionario Página 54. Para profundizar 1. Responde en tu cuaderno. R. M. ¿Por qué… Porque antes se pensaba que el calor era un fluido que impregnaba los cuerpos y era responsable del calor que intercambiaban al estar en contacto. Joule demostró que se podía elevar la temperatura del agua transfiriéndole energía mecánica. A partir… En un recipiente se introduce agua. Al recipiente se le acoplan unas paletas conectadas mediante una cuerda con una pesa que puede caer. Conforme la pesa cae a velocidad constante, las paletas giran y provoca que aumente la temperatura del agua. ¿Qué aplicaciones… Para conocer la energía que se disipa en forma de calor cuando se ponen en funcionamiento ciertas máquinas. Página 56. Cierre © Todos los derechos reservados, Ek Editores, S. A. de C. V. 1. Contesta… R. M. ¿Por qué… Por su aportación en la Revolución Industrial, que provocó crecimiento económico y modificó el patrón de comercio en el mundo. ¿Cómo demostrarías… Midiendo la temperatura del agua al inicio de su funcionamiento, y luego al final. Si la temperatura aumentó, hubo disipación de energía en forma de calor. ¿Por qué… Porque las máquinas de vapor trabajan por medio de un motor de combustión externa que transforma la energía térmica del agua en energía mecánica. En el caso del experimento de Joule, el calor es una forma de energía que se puede obtener a partir de la energía mecánica. No tiene válvulas de escape que ventilen los gases de alta presión, como un motor de gasolina, y no se producen explosiones. Utiliza una fuente de calor externa, que puede ser gasolina, energía solar o incluso calor producido por plantas en descomposición. El principio clave de este motor es que una cantidad fija de un gas está sellada dentro del mismo, que cambia su presión. Idea final La energía calorífica puede transformarse en… energía mecánica. Evaluación formativa 1. Explica… R. M. La consecuencia más grave es el aumento de la temperatura del ambiente que rodea las máquinas que funcionan mediante motores de combustión interna. En conjunto, esto contribuye al calentamiento global y al cambio climático. 2. Haz un diagrama… Máquina de vapor Transformación del agua en vapor mediante la energía térmica producida por la combustión del combustible. Ingreso del vapor a la máquina para que circule por el sistema. 2. Retoma… R. L. Página 57. ¡Vivo la ciencia! 1. Con base… R. M. ¿De dónde… De la combustión de la gasolina (combustible) con el oxígeno del aire (comburente). ¿Por qué… Porque es un tipo de máquina que genera energía mecánica a partir de la energía química de un combustible que arde dentro de una cámara de combustión. ¿En qué… El motor Stirling es un motor térmico que se encuentra dentro de los coches, y es más eficiente que uno de gasolina o diésel. Acción de la presión del vapor sobre el pistón, cuyo movimiento se conecta con sistema de la bielamanivela. Transformación de la energía térmica en mecánica. El movimiento lineal del pistón se transforma en un movimiento circular. Motor de combustión interna La mezcla de combustible y aire entra a la cámara de combustión mediante la válvula de admisión. Esto ocasiona el movimiento del pistón hacia abajo. La válvula de admisión se cierra y también la cámara de combustión. La inercia del cigüeñal hace que el pistón vuelva a subir y comprima la mezcla de combustible y aire. La bujía genera una chispa que enciende la mezcla comprimida de combustible y aire. Los gases a alta temperatura y presión empujan hacia abajo el pistón. Parte de la energía térmica se transforma en trabajo. El pistón se encuentra en su parte más baja, con la cámara llena de gases producidos durante la combustión. El pistón vuelve a subir empujando los gases hacia arriba para que salgan por la válvula de escape. 41 Planeación didáctica 11 Eje: Materia, energía e interacciones Tema: Energía Secuencia 6: ¿Cuáles son los beneficios de las fuentes renovables de energía? Aprendizaje esperado: Describe el funcionamiento básico de las fuentes renovables de energía y valora sus beneficios. Etapa Inicio Sesión 1 2 Sesiones: 6 Periodo: del Contenido 59 - 60 Desarrollo Energía eólica Energía geotérmica 6 Páginas del libro Reconoce la importancia de algunos recursos no renovables. Identifica cómo se forma el petróleo y algunos productos que se obtienen a partir de él. Recursos renovables Identifica algunas fuentes renovables de energía. Recursos no renovables La energía solar Cierre Actividades 58 3 5 de Establece comparaciones entre los molinos Exploración de ideas de viento y los aerogeneradores. sobre aparatos que Identifica formas de energía que se presense usan para generar tan en la naturaleza; menciona para qué se energía pueden emplear. La energía del agua 4 al Energía de los océanos Energía de biomasa Reconoce la importancia de las presas hidroeléctricas. Identifica la importancia de la energía radiante del Sol y la manera en que se utiliza. 60 - 61 Investiga respecto a los colectores y celdas solares. Concluye si la energía solar es una alternativa viable para la localidad donde vive. Reconoce cómo funcionan las turbinas y parques eólicos. 62 Identifica qué es la energía geotérmica y cómo se utiliza. Reconoce métodos para producir electricidad mediante el uso de mareas oceánicas. 63 Reconoce cómo se obtienen y para qué sirven el bioetanol y el gas metano. Explica el uso de algunas fuentes renovables. Reconoce la importancia de la energía nuclear y algunas precauciones que se deben tener en su manejo. 64 - 65 Sugerencias Promueva la comunicación de resultados obtenidos por los alumnos en las distintas investigaciones de esta secuencia. Organice mesas de discusión respecto a las ventajas y desventajas del uso de recursos renovables y no renovables. 42 © Todos los derechos reservados, Ek Editores, S. A. de C. V. Duración: una semana Solucionario Página 58. Inicio Página 62. ¡Actívate! 1. Recuerda los gigantes… R. M. ¿Qué tipo… Molinos de viento. ¿Cómo… El viento hace girar las aspas que a su vez giran un eje conectado a un mecanismo que hace una tarea específica. ¿Qué… Se utilizaban para moler trigo. ¿Qué… Energía eólica (del viento) y mecánica. 2. Observa… R. M. ¿Qué… En la figura 6.1, dos molinos de viento para moler cereales; en la 6.2, aerogeneradores de energía eólica. ¿Para… Moler cereales, producir harinas y generar energía eléctrica a partir de la eólica. ¿Qué tienen… Se aprovecha la energía del viento para transformarla en otra. 3. Piensa… R. M. Las formas… Del viento, las olas, los volcanes y el Sol. Y se pueden… Producir energía eléctrica. 1. Junto con un compañero… R. M. Teniendo… No; vivimos en una localidad donde casi no hay terrenos para colectores solares. ¿De qué… Colocando colectores solares y fotoceldas en patios y azoteas. Página 59. ¡Actívate! © Todos los derechos reservados, Ek Editores, S. A. de C. V. 2. Investiguen… R. M. ¿Por qué… Por su color oscuro y porque es la principal fuente de energía y materia prima para obtener plásticos, disolventes, etcétera. ¿Concluirían… No, el consumo y de productos derivados del petróleo es cada vez mayor. ¿Cómo… El consumo será mayor por la gran demanda; sin embargo, como el petróleo es un recurso no renovable, habrá más escasez. Página 61. ¡Actívate! 1. En parejas… R. M. ¿La construcción… Se destruye el hábitat de los seres vivos y aumenta la temperatura del agua. ¿Cuánto…De 100 a 400 millones de dólares y no siempre es costeable, pues las localidades resultan afectadas por la construcción. ¿Qué… Planificación de la red de distribución eléctrica, concesión de licencias, mitigación de la pesca y vida silvestre, etcétera. ¿Podría… Sí, mientras se le dé mantenimiento a la planta hidroeléctrica y a la red de distribución. ¡Actívate! 1. Reflexiona… R. M. La principal… Donde haya fuertes vientos, generalmente cercanas a las costas. ¿Es posible… No, porque vivimos en una ciudad con muchos edificios y vientos escasos. ¿Cómo… La idea es hacer un rehilete que gire alrededor de un eje que hará funcionar un motor. Página 63. Evaluación formativa 1. Lee… R. M. Con base… Colocando colectores solares debajo de la superficie del mar, para transformar la energía térmica en eléctrica. Página 64. Cierre 1. Reúnete... R. M. ¿Por qué… Porque el petróleo se generó a partir de la fotosíntesis de las plantas. ¿Qué beneficios… Los recursos renovables no se agotarán. 3. Retoma… R. M. Las formas de energía… Eólica, mareomotriz, geotérmica, solar e hidráulica. Y se pueden… Generar energía eléctrica, mecánica y térmica. Página 65. ¡Vivo la ciencia! 1. Con base… R. M. Aunque… No, por los accidentes nucleares, que causarían muertes, enfermedades y daño ambiental. ¿De cuáles… El más grave, en 1986, en la central nuclear de Chernóbil (Ucrania), que ocasionó muertes y contaminación ambiental. Evaluación formativa 1. En la secuencia 4… R. M. Disminuye el uso de combustibles que generan gases de efecto invernadero. 43 Planeación didáctica 12 Eje: Materia, energía e interacciones Tema: Naturaleza macro, micro y submicro Secuencia 7: ¿Cómo se ha llegado a conocer la estructura de la materia? Aprendizaje esperado: Explora algunos avances recientes en la comprensión de la constitución de la materia y reconoce el proceso histórico de construcción de nuevas teorías. Etapa Inicio Sesión Sesiones: 6 Periodo: del Contenido al de Actividades Páginas del libro Representa ideas respecto a la estructura de la materia. Proporciona sus primeras explicaciones respecto a la forma en que se compone una sustancia. 66 Recuerda cómo están formados los seres vivos. Identifica la importancia de la tecnología en el conocimiento de la materia. Recupera las ideas de Demócrito respecto a los átomos. Reconoce por qué las ideas de Aristóteles no prevalecieron por mucho tiempo. 67 Reconoce la teoría de John Dalton. 67 Reconoce cómo está formada el agua. Identifica la diferencia entre elemento y átomo. Infiere el tamaño de los átomos. Infiere el modelo de Dalton. 68 5 El átomo según Thomson Reconoce los componentes del modelo de Thomson. Representa el modelo de Thomson e identifica sus componentes. 69 6 El átomo según Rutherford Reconoce los componentes del modelo de Rutherford. 69 1 2 La estructura de la materia Las primeras ideas acerca de la estructura de la materia 3 El modelo de John Dalton Desarrollo 4 Sugerencias Aclare a los estudiantes la importancia que han tenido los distintos modelos científicos en torno a la comprensión del átomo. Proponga la elaboración de líneas de tiempo para ubicar los distintos acontecimientos, destacando semejanzas y diferencias entre modelos. 44 © Todos los derechos reservados, Ek Editores, S. A. de C. V. Duración: una semana Solucionario Página 66. Inicio Si pudiera ver cómo se compone una sustancia, como una gota de agua, vería… numerosas y diminutas partículas. 1. Haz lo que se pide… R. M. a) Imagina que pudieras… Página 68. ¡Actívate! 1. Imagina los átomos… R. M. a) Contesta. ¿Cómo se verían los átomos que imaginaba Dalton? Como pequeñísimas esferas macizas unidas unas con otras, sin dejar espacios entre ellas. ¿Cómo se diferenciaría un tipo de átomo de otro? Posiblemente por su tamaño. Los objetos más pesados tendrían esferitas más grandes que los objetos más ligeros. ¿Por qué un átomo de oro es diferente de un átomo de oxígeno? Porque tiene estructuras distintas. Posiblemente el átomo de oro sea más pesado que el de oxígeno. b) Dibuja tu propio modelo de átomo. En tu diagrama incluye tus pensamientos… Es una esfera que posee masa. b) Con una lupa… c) ¿Cómo se ve… ¿Tu modelo de átomo tiene una forma definida?, ¿por qué? Sí, porque tiene forma esférica. ¿Está hecho de partes identificables o es sólido como un cojinete de bolas? Es sólido. © Todos los derechos reservados, Ek Editores, S. A. de C. V. d) Ahora recuerda… Células de epidermis de nopal Membrana Página 69. ¡Actívate! 1. De acuerdo con el relato de… R.M. Núcleo Citoplasma Estomas Cargas eléctricas Esfera central con carga Cloroplasto 2. Supón que puedes… R. M. ¿Cómo se compara con tu diagrama de un átomo que elaboraste en la actividad… El diagrama del átomo de Dalton solo tiene masa, mientras que el de Thomson tiene, además, cargas eléctricas negativas y positivas. 45 Planeación didáctica 13 Eje: Materia, energía e interacciones Tema: Naturaleza macro, micro y submicro Secuencia 7: ¿Cómo se ha llegado a conocer la estructura de la materia? Aprendizaje esperado: Explora algunos avances recientes en la comprensión de la constitución de la materia y reconoce el proceso histórico de construcción de nuevas teorías. Etapa Sesión Sesiones: 6 Contenido Periodo: del al de Actividades Páginas del libro Compara los modelos de Rutherford y de Thomson y encuentra semejanzas y diferencias. Establece comparaciones entre los modelos científicos y los propios. Establece conclusiones acerca de la manera en que Rutherford obtuvo sus resultados. 70 2 Predice lo que ocurrirá en una simulación del átomo. Hace predicciones teniendo en cuenta las cargas atómicas. 70 3 Modelo de Bohr Explica el comportamiento de bolas de pingpong en un experimento; para ello, toma en cuenta el modelo del átomo. Representa lo que ocurre en el interior de un átomo. Reconoce las características del modelo propuesto por Niels Bohr. 71 4 Tamaño diminuto de las partículas Compara tamaños entre molécula, átomo, núcleo atómico, protón y quark. Elabora una línea de tiempo con las principales aportaciones en el desarrollo del modelo atómico. 72 5 El modelo atómico y la materia Establece conclusiones entre el tamaño de las células del cuerpo, de qué están hechas y cómo se pueden observar. Reconoce las tecnologías que han permitido el conocimiento del átomo. 72 6 Lugares donde se investiga el átomo Reconoce la función de los dispositivos denominados aceleradores de partículas y su funcionamiento. Concluye acerca de la manera en que está constituida la materia y el átomo. 73 1 Modelos de Rutherford y Thomson Desarrollo Cierre Sugerencias Proponga a los estudiantes ampliar la información referente al Gran Colisionador de Hadrones. Destaque, con ayuda de ellos, su importancia actual. 46 © Todos los derechos reservados, Ek Editores, S. A. de C. V. Duración: una semana Solucionario Página 70. Evaluación formativa 1. Haz un alto… R. M. ¿En qué se… En que el de Thomson no establece la existencia de un núcleo con protones y el del Rutherford, sí. Además, este propone que la mayor parte de la masa está en el núcleo y que el átomo tiene mucho espacio vacío. ¿Cómo se… Que el de Rutherford introduce el concepto de órbitas en las que giran los electrones. ¡Actívate! 1. Lee las dos… R. M. Supón que… Las bolas pasarán en línea recta, pues no hay nada en el modelo de átomo que las desvíe. Explica… Porque en este modelo de átomo no hay nada en la parte central que desvíe las bolas de ping-pong. Página 71 © Todos los derechos reservados, Ek Editores, S. A. de C. V. Explica… R. M. En el modelo 1 las bolas no se desviaron al no haber algo que lo causara, mientras que en el modelo 2 se asume que hay una estructura que ocasiona la desviación de algunas bolas. Dibuja… La forma en que las partículas positivas (bolas de ping-pong) rebotaron indica que la mayoría de la masa de un átomo está concentrada en una pequeña región. Debido a que algunas partículas positivas continuaron en su camino original, se deduce que una parte del átomo es espacio vacío. 1 2 + 1 2 3 4 5 3 Núcleo 4 5 Página 72. Cierre 1. Reúnete… R. M. ¿Qué tan pequeñas… Son muy pequeñas, pues en promedio miden entre 10 y 100 micrómetros. Están hechas de átomos que forman grandes moléculas de proteínas, grasas, carbohidratos y ácidos nucleicos. Se pueden ver con los microscopios. Si se comparan… Si tomamos en cuenta que una célula mide alrededor de 100 micrómetros, y un átomo, alrededor de 0.1 nanómetros, este puede caber un millón de veces en una célula. ¿Cuáles son… Los átomos y moléculas se han estudiado de manera indirecta, pero también ha sido posible verlos con potentes microscopios de barrido electrónico, con los de efecto túnel y con los de fuerza atómica. 2. Observa la figura… R. M. Representa los diferentes niveles en los se estructura una gota de agua. Está formada por moléculas con tres átomos. Cada átomo tiene un núcleo con protones positivos y neutrones sin carga. Alrededor del núcleo giran, en órbitas, los electrones negativos. 3. Retoma la idea… R. M. Si pudiera ver cómo se compone una sustancia, como una gota de agua, vería… partículas pequeñísimas que están cercanas unas con otras, moviéndose constantemente. Página 73. ¡Vivo la ciencia! 1. Contesta… R. M. ¿Cuál es… Para comprender todas sus propiedades, predecir su comportamiento y crear nuevos materiales. ¿Por qué… Porque los descubrimientos de una época pueden servir como antecedente para los nuevos. En ocasiones, ciertas teorías son confirmadas o desechadas por investigadores más recientes que cuentan con tecnologías más modernas y precisas. ¿Crees… No, pues tendría que haber contado con toda la tecnología necesaria para conocer el átomo de manera directa y demostrar su estructura interna. Evaluación formativa 1. De manera… R. M. Los átomos están formados por partículas más pequeñas: protones, electrones y neutrones. Los electrones tienen carga negativa y son los más ligeros de los tres. Los protones tienen carga positiva y son más pesados que los electrones. Los neutrones no tienen carga y son igual de pesados que los protones. Para que la carga total del átomo sea neutra, se tendrán que equilibrar las cargas positivas del núcleo con las negativas de los electrones que lo rodean. 47 Planeación didáctica 14 Eje: Materia, energía e interacciones Tema: Energía Proyecto: Máquinas, energía y contaminación Etapa Inicio Planeen Desarrollen Sesión Sesiones: 6 Contenido Periodo: del al de Actividades Páginas del libro 1 Participan en alguna actividad desencadenante. Recuperan información relacionada con los temas del bloque. Determinan el punto de partida de su proyecto (tema). Puede ser también un problema que sea posible resolver. 74 2 Elaboran un plan de actividades. Determinan responsables para cada actividad y definen tiempos para llevarlas a cabo. Consiguen los materiales que requieren. 75 3-5 Comuniquen Proyecto Ponen en marcha su plan de actividades respetando las responsabilidades de cada integrante y el tiempo definido. Elaboran los productos requeridos. 76 - 77 Determinan la manera en que presentarán los resultados de su proyecto. Elaboran los productos necesarios tomando en cuenta las pautas que proporciona el libro y la orientación del docente. 78 Evalúan el alcance de sus proyectos con la ayuda de rúbricas considerando diversos aspectos, como conocimientos, habilidades y actitudes. 79 6 Evalúen Sugerencias Considere algunas actividades desencadenantes para presentar a los alumnos; por ejemplo, organice una visita guiada a un museo de tecnología donde se puedan apreciar experimentos o aparatos que requieran energía térmica, o bien encontrar información interesante relacionada con el uso del átomo en nuestros días. 48 © Todos los derechos reservados, Ek Editores, S. A. de C. V. Duración: una semana Recomendaciones didácticas © Todos los derechos reservados, Ek Editores, S. A. de C. V. Páginas 74-79 En esta semana se propone la elaboración, en equipo, de un proyecto estudiantil que integre, en la medida de lo posible, la mayor parte de los contenidos que se estudiaron en el Trimestre 1. Antes de iniciarlo, organice una plenaria para que los estudiantes compartan sus experiencias en los proyectos que llevaron a cabo en primer grado, en la asignatura de Ciencias y Tecnología. Biología. La idea es que recapitulen las fases que constituyen un proyecto estudiantil, rescaten los aspectos positivos y mejoren aquellos que consideren necesario para lograr buenos resultados durante el trabajo en equipo. Proyectos de tipo tecnológico: Diseñar un prototipo de la máquina de Joule. Construir varios tipos de termómetros y comparar su efectividad. Fabricar un calorímetro con materiales de reúso. Diseñar y construir un dispositivo que funcione con base en la transformación de la energía térmica. Pueden tomar como punto de partida el barquito de la actividad de las páginas 52-54. Construir un prototipo de aerogenerador y demostrar que es capaz de transformar energía eólica en eléctrica. Diseñar un recipiente que evite el intercambio de energía entre el interior y el exterior. El tema que propongan para hacer el proyecto debe girar en torno a un problema acorde con el contexto de los estudiantes, o bien que sea de su interés o que les implique un gran reto. Pueden ser temas complementarios tratados por equipos diferentes o temas diversos que abarquen todo lo que aprendieron durante el estudio del bloque. Explique a los estudiantes algunas maneras de plantear los temas del proyecto a partir de una situación problemática. Para el último ejemplo de la lista, puede ser de esta manera: “Supongan que salen de campamento con su familia y necesitan conservar calientes sus alimentos y frescos lo medicamentos del abuelo, ¿cómo elaborarían dos recipientes para lograrlo?”. En el libro del alumno se propone, a manera de ejemplo, un proyecto de tipo ciudadano, en donde el problema a tratar sea la contaminación del ambiente de la localidad, debida, principalmente, al uso de motores de combustión interna. Otras sugerencias que puede dar a sus alumnos son las siguientes (en todos los casos deberán plantear el trabajo como una situación problemática): En segundo grado se espera que los equipos de estudiantes trabajen de manera más autónoma en el proyecto, así que el docente fungirá como un monitor o facilitador durante el transcurso del mismo. No obstante, solicite que le presenten avances cada determinado tiempo para resolver dudas, ayudar a vencer obstáculos o, en caso de ser necesario, sugerir cambios en el tema que eligieron. Proyectos de tipo científico: Determinar experimentalmente los puntos de fusión y ebullición de varias sustancias de usos cotidianos y representar los resultados en tablas y gráficas. Demostrar que en el funcionamiento de las máquinas existe disipación de energía. Diseñar un modelo creativo que muestre cómo está formada la materia y cómo se dan los cambios de estado. Demostrar experimentalmente la diferencia entre calor y temperatura. Investigar las aplicaciones de los plasmas en diversos campos y explicar por qué es el estado de agregación más abundante en el Universo. Para la comunicación de los resultados, puede organizar con sus grupos una Feria de Ciencias y Tecnología. En internet encontrará varios sitios con la fundamentación de esta estrategia didáctica y consejos para llevarla a cabo, por ejemplo: <https://bit.ly/2u7c9c4>. Por último, durante la evaluación del proyecto fomente la reflexión honesta y la retroalimentación. Haga énfasis en la importancia del error como una oportunidad para encontrar nuevos caminos y mejorar procedimientos, así como en el respeto al trabajo de los demás. 49 Evaluación tipo pisa Escuela: Fecha: Nombre: No. de lista: Grado y grupo: Aciertos: Calificación: 1. Lee el texto. La búsqueda del frío más extremo tuvo un punto de inflexión en 1908, cuando el físico neerlandés Heike K. Onnes consiguió lo que entonces parecía casi imposible: licuar el helio. Era todo un logro, sobre todo si tenemos en cuenta que este elemento hierve a −269 °C. Tras ello, Onnes usó el helio líquido para congelar otras sustancias, como el mercurio, que solidifica a −38.89 °C. De este modo, dio con una de las propiedades ocultas en el frío: al medir la conductividad eléctrica del mercurio, observó que cuanto menor era la temperatura, mejor conducía la corriente. Pero a −269 °C su resistencia eléctrica desaparecía por completo. Acababa de descubrir la superconductividad. Es imposible prever lo que puede aparecer al enfriar la materia. Incluso a temperaturas criogénicas, muy por encima del cero absoluto, muchos materiales se comportan de forma insólita. Así, la goma se vuelve sumamente quebradiza. La disminución de la temperatura hasta límites insospechados es de enorme utilidad para los científicos, pues ciertos materiales cambian completamente su comportamiento. Es el caso de los superconductores, que actualmente se utilizan en sistemas de levitación magnética. 2. Observa la imagen y, con base en la lectura anterior, dibuja en el último cuadro cómo te imaginas las partículas. 100 °C 40 °C 0 °C -273 °C a) Contesta las preguntas. ¿Qué representan los círculos?, ¿y las flechas? ¿Por qué dibujaste de esa manera las partículas del último cuadro? 50 © Todos los derechos reservados, Ek Editores, S. A. de C. V. Descarga en el portal digital De manera aproximada, la temperatura del cero absoluto es −273.15 °C. Teóricamente, los científicos pueden afirmar que esta es la mínima temperatura que alcanza una molécula o un cuerpo, pues en ese nivel no existiría vibración atómica alguna. De hecho, a 0 °K (−273.15 °C) todas las sustancias aparecerían en modo sólido y las moléculas no se moverían ni llegarían a vibrar. Si la sustancia representada en los cuadros fuera oxígeno, ¿cuál sería su estado de agregación en cada temperatura?, ¿y si fuera agua? Supón que tienes una sustancia X que tiene baja conductividad eléctrica a 25 °C. ¿Qué características supones que tendría en estado de plasma Y a −260 °C? 3. Lee el texto. Inventado por Robert Stirling en 1816, el motor que lleva su apellido tiene el potencial de ser mucho más eficiente que cualquier otro de combustión, ya sea de gasolina o diésel; sin embargo, no se utiliza en la vida cotidiana. De hecho, hoy en día, los motores Stirling se usan solo en algunas aplicaciones muy especializadas, como en submarinos o generadores auxiliares de energía para yates, en los que el funcionamiento silencioso es importante. © Todos los derechos reservados, Ek Editores, S. A. de C. V. Descarga en el portal digital Un motor Stirling utiliza un ciclo diferente de los que se emplean en los de combustión interna. Los gases usados dentro de un motor Stirling nunca salen de este. No tiene válvulas de escape que ventilen los gases de alta presión, como en un motor de gasolina o diésel, y no se producen explosiones. El principio clave de un motor Stirling es que una cantidad fija de un gas está sellada dentro del motor. El ciclo de Stirling involucra una serie de eventos que cambian la presión del gas dentro del motor, haciendo que funcione. De este modo, usa dos cilindros: uno se calienta con una fuente de calor externa (como el fuego), y el otro se enfría mediante una fuente de refrigeración externa (como el hielo). Las cámaras de gas de los dos cilindros están conectadas, y los pistones están conectados mecánicamente por un enlace que determina cómo se moverán entre sí. Hay varias propiedades de los gases que son críticos para el buen funcionamiento de los motores Stirling: si tienen una cantidad fija de gas en un volumen fijo de espacio y aumenta la temperatura de ese gas, la presión se elevará. Si tiene una cantidad fija de gas y la comprime (es decir, disminuye el volumen), la temperatura de ese gas aumentará. 4. Contesta las preguntas. ¿Por qué los motores Stirling son muy silenciosos? ¿Qué parámetros físicos del gas contenido en el motor están relacionados entre sí? ¿Por qué se dice que un motor Stirling es más “ecológico”? 51 ¿Qué ventajas tienen los motores Stirling? 5. Lee los cuatro pasos del ciclo del funcionamiento del motor Stirling y escribe debajo de las imágenes a qué paso corresponden. Paso 1: Se agrega calor al gas dentro del cilindro de calentamiento, lo que genera presión. Esto fuerza al pistón a moverse hacia la derecha. Esta es la parte del ciclo de Stirling que hace el trabajo. Paso 2: El pistón de calentamiento se mueve hacia la derecha, mientras que el pistón de enfriamiento se mueve hacia abajo, y empuja el gas caliente hacia el cilindro refrigerado, que enfría rápidamente el gas a la temperatura de la fuente de enfriamiento, disminuyendo su presión. Esto hace que sea más fácil comprimir el gas en la siguiente parte del ciclo. Paso 3: El pistón en el cilindro de calentamiento comienza a comprimir el gas. El calor generado por esta compresión es eliminado por la fuente de enfriamiento. Paso 4: El cilindro de enfriamiento se mueve hacia arriba, mientras el pistón de calentamiento se mueve hacia la izquierda. Esto fuerza al gas a entrar en el cilindro calentado, donde se calienta rápidamente, generando presión, en cuyo punto el ciclo se repite. Cilindro de calentamiento Fuente de calentamiento Fuente de calor Contesta: ¿En qué momentos se transforma la energía térmica en energía mecánica en este motor? 52 © Todos los derechos reservados, Ek Editores, S. A. de C. V. Descarga en el portal digital Cilindro de enfriamiento © Todos los derechos reservados, Ek Editores, S. A. de C. V. Trimestre 2 53 Dosificación trimestre 2 Aprendizaje esperado 16 9. Formas de producción de energía eléctrica Energía Analiza las formas de producción de energía eléctrica, reconoce su eficiencia y los efectos que causan al planeta. 17-18 10. ¿Cómo funcionan la temperatura y la electricidad en el cuerpo humano? Sistemas del cuerpo humano y salud Identifica las funciones de la temperatura y la electricidad en el cuerpo humano. 19 - 20 11. ¿Qué son velocidad y aceleración? Tiempo y cambio Comprende los conceptos de velocidad y aceleración. Fuerzas Describe, representa y experimenta la fuerza como la interacción entre objetos y reconoce distintos tipos de fuerza. Energía Materia, energía e interacciones Interacciones 21 12. ¿Qué es la fuerza? 22 - 23 13. ¿Cómo actúan las fuerzas? Fuerzas Identifica y describe la presencia de fuerzas en interacciones cotidianas (fricción, flotación, fuerzas en equilibrio). 24 - 25 14. ¿Cómo es la energía mecánica? Energía Analiza la energía mecánica (cinética y potencial) y describe casos donde se conserva. 26 15. Fenómenos del magnetismo Interacciones Analiza fenómenos comunes del magnetismo y experimenta con la interacción entre imanes. 27 Proyecto La fuerza de los puentes © Todos los derechos reservados, Ek Editores, S. A. de C. V. 15 8. ¿Qué es y cómo se usa la electricidad? Tema Sistemas Secuencia Describe, explica y experimenta con algunas manifestaciones y aplicaciones de la electricidad e identifica los cuidados que requiere su uso. Materia, energía e interacciones 54 Semana Diversidad, continuidad y cambio Eje Contenido La carga eléctrica ¿Cómo se cargan los objetos? La unidad de carga Corriente eléctrica Batería y energía potencial eléctrica Voltaje Circuito eléctrico Cuidados al usar electricidad Generación de energía eléctrica Corriente alterna y alto voltaje El generador eléctrico El transporte de la energía eléctrica Formas de producción de energía eléctrica Eficiencia de la generación de la electricidad y efectos en el medioambiente Eficiencia en la transformación Aumento de temperatura por cambios de voltaje y su transmisión Funcionamiento del motor eléctrico El dínamo Funciones de la temperatura Funciones de la electricidad en el cuerpo humano en el cuerpo humano Mecanismos de pérdida de calor ¿Electricidad en el cuerpo? La regulación de la temperatura corporal La actividad cardiaca © Todos los derechos reservados, Ek Editores, S. A. de C. V. La medida del tiempo, las escalas y los intervalos Posición y desplazamiento 100 - 109 118 - 127 Una manera de representar las fuerzas El origen de las fuerzas El sistema ABS de los frenos de un automóvil Los efectos de las fuerzas Cambio en el movimiento La segunda ley de Newton Masa, peso y medición de fuerzas Las fuerzas se suman Imanes y fuerzas ¿Separación de polos? Campo magnético El campo magnético de la Tierra 90 - 99 110 - 117 Las fuerzas Las fuerzas son interacciones Fuerzas por contacto Fuerzas a distancia 82 - 89 Velocidad Aceleración El velocímetro Fuerza, energía y trabajo Energía por posición Energía por movimiento Páginas del libro Equilibrio Fuerzas de fricción Las fuerzas en algunos mecanismos Isaac Newton y las leyes de la mecánica La suma de energías La energía potencial El principio de conservación de la energía Corriente eléctrica y campo magnético Campos magnéticos inducidos Otras formas de campos inducidos Aplicaciones 128 - 135 136 - 143 144 - 151 152 - 157 55 Evaluación diagnóstica Escuela: Fecha: Nombre: No. de lista: Grado y grupo: Aciertos: Calificación: 1. Observa la imagen. Después responde. 3. Escribe dos recursos renovables. 4. Escribe dos recursos no renovables. a) ¿Qué se requirió para que la bola blanca cambiara de posición? 5. Observa las imágenes. Escribe, según corresponda, las fuentes de energía que se emplean en cada caso. c) ¿Cómo es el camino que describió la bola blanca al moverse? d) ¿Con qué objetos interaccionó la bola blanca? 2. Escribe en la línea la respuesta que complete correctamente cada oración. Trayectoria Gravedad Fuerza Móvil a) Un es un objeto que experimenta movimiento respecto a un sistema de referencia. b) La que sigue un móvil. es el camino c) Para provocar un cambio en un objeto, se requiere una . d) La es la fuerza de atracción que la Tierra ejerce sobre los cuerpos situados en su superficie. 56 © Todos los derechos reservados, Ek Editores, S. A. de C. V. Descarga en el portal digital b) ¿Qué ocurrió cuando la bola blanca cambió de posición? 6. Responde. a) ¿Qué tipo de energía contienen los alimentos que consumes? b) ¿Qué daños ocasiona al ambiente el uso de las fuentes de energía no renovables? 9. Escribe “conductor” o “aislante” según corresponda. Plástico Alambre de cobre Hierro Madera c) ¿Qué tipo de energía se transfiere de un cuerpo a otro en donde hay diferencia de temperatura? Agua 10. Observa la imagen y rotúlala según corresponda. 7. Escribe “cinética” o “potencial” según corresponda al tipo de energía que se presenta en cada caso. a) Corres hacia la escuela. b) Te encuentras dormido en tu cama. c) Estás en un juego mecánico en movimiento. © Todos los derechos reservados, Ek Editores, S. A. de C. V. Descarga en el portal digital d) Observas una película sentado en el sillón. 8. Observa la imagen. Escribe en las líneas la letra que corresponde a la descripción. 11. Responde con base en la imagen anterior. a) ¿Qué ocurre alrededor de un imán cuando se le acerca a viruta de hierro? d b) ¿Qué es el magnetismo? b a c c) ¿Qué ocurre si enfrentas dos imanes por el mismo polo? Fuente de energía en un circuito eléctrico. Permite o no el paso de la corriente eléctrica. d) ¿Y por polos diferentes? Se encarga de distribuir la corriente eléctrica en el circuito. Se encarga de transformar la corriente eléctrica en otro tipo. 57 Planeación didáctica 15 Eje: Materia, energía e interacciones Tema: Interacciones Secuencia 8: ¿Qué es y cómo se usa la electricidad? Aprendizaje esperado: Describe, explica y experimenta con algunas manifestaciones y aplicaciones de la electricidad, e identifica los cuidados que requiere su uso. Etapa Inicio Sesión 1 Sesiones: 6 Contenido Explorando la electricidad La carga eléctrica 2 Desarrollo El electrón al de Actividades Reconoce algunas características generales de la electricidad mediante su participación en una actividad experimental. Revisa algunos aparatos eléctricos. Comenta algunos peligros del uso de la electricidad. Manifiesta sus primeras ideas acerca de la electricidad y elabora representaciones. Revisa algunas propiedades de la materia relacionadas con la carga eléctrica. Participa en una actividad experimental relacionada con la carga eléctrica. Reconoce la importancia del electrón. Páginas del libro 82 83 - 84 3 La unidad de carga Reconoce la manera en que los objetos se cargan. 84 4 Batería y energía potencial eléctrica Identifica la corriente eléctrica. Reconoce la unidad de corriente eléctrica. 85 Circuito eléctrico 5 Cierre Periodo: del 6 Experimenta con la corriente eléctrica La electricidad Consigue algunos objetos y elabora esquemas para mostrar la manera en que deben conectarse en un circuito eléctrico. Explica los diagramas en términos de voltaje, corriente eléctrica y conductividad. Observa un circuito eléctrico y reconoce su funcionamiento. 86 - 87 Reconoce algunos cuidados que debe tener con el manejo de la electricidad casera. Explica con sus propias palabras qué es la electricidad, cómo se genera y cuáles son sus usos. 88 - 89 Sugerencias Favorezca el intercambio de ideas entre los alumnos respecto a las características de la electricidad y su representación en modelos, sin importar que sean erróneos. Durante las actividades experimentales promueva el registro de observaciones y la recuperación de evidencias. 58 © Todos los derechos reservados, Ek Editores, S. A. de C. V. Duración: una semana Solucionario Página 82. Inicio Página 86. ¡Actívate! 1. Responde… R. M. ¿Qué ocurre… El cabello se pega al globo. ¿Qué sucede… El chorro de agua se aleja del globo y los papeles se pegan. Los aparatos… Para tener un polo positivo y un negativo. ¿Por qué hay… Porque el de la batería tiene un espacio en el que se descarga la carga, y en un cable suelto se puede electrificar cualquier objeto. 2. Comenta... R. M. 1. Comenta con un compañero... a) y b) R. M. Idea inicial a) Explica que es... La electricidad es un fenómeno físico que genera energía en aparatos que usamos en nuestra vida cotidiana. Observa la figura 8.1... Masa, volumen, inercia Observen y respondan... R. M. Considere… Hay más de un tipo de carga, ya que hubo alteraciones entre las cintas. A y B se atraen. A y C se repelen. B y C se atraen. Con base… Se repelen. Y si tienen carga diferente… Se atraen. Expliquen… Siempre tiene que haber un positivo y un negativo para atraerse. Página 84. Para profundizar 2. Elaboren... R. M. © Todos los derechos reservados, Ek Editores, S. A. de C. V. Ernest Rutherford Estableció la existencia del núcleo a partir de los datos de la dispersión de partículas alfa por núcleos de átomos de oro. 1932 1911 Joseph John Thomson Descubrió el electrón al tratar de entender la naturaleza de los rayos catódicos. + B) - Serie + - En paralelo C) + - Combinación de serie y paralelo Página 87. ¡Ciencia en acción! Conecten… R. M. El diodo enciende solo si la pata larga se conecta a la terminal positiva de la batería. Sigan los diagramas… b) 1.5 V. No enciende. c) 3 V. Luz intensa. d) 2 V. Luz débil. e) 2 V. Luz débil. f) 3 V. Luz intensa. 1. Considerando… R. M. Página 83. ¡Ciencia en acción! 1905 A) James Chadwick Logró identificar sus componentes como partículas con una masa equivalente a la del protón, pero carentes de carga, descubriendo los neutrones. Página 85. ¡Actívate! 1. Junto con un compañero... R. M. ¿Qué objetos… Baterías. ¿Por qué… Dentro hay sustancias que reaccionan entre ellas, provocando que se liberen electrones y transiten por un circuito externo. ¿De qué… Zinc, carbono, dióxido de manganeso, sustancia alcalina; carbono, óxido de metal, etcétera. La energía se distribuye por los cables que la compañía de luz coloca y llega a los conectores de mi casa. Página 88. Cierre 1. Revisa... R. M. ¿Qué ocurre… El cabello pierde electrones y el globo los adquiere. ¿Qué sucede… El chorro de agua con carga positiva se siente atraído al globo con carga negativa. Los aparatos… Para tener un polo positivo y otro negativo. ¿Por qué… Porque un cable eléctrico electrifica toda la pared y puede electrocutarnos. 2. Retoma... R. M. Idea final ¿Qué es… Es un tipo de energía que crea efectos luminosos, caloríficos y químicos. ¿Cómo… Se genera en centrales termoeléctricas, hidroeléctricas, fotovoltaicas, eólicas; se usa en pantallas, radio, computadoras, celulares, etcétera. ¿Cuáles… Los cuidados que debemos tener con este tipo de energía y los voltajes. Página 89. ¡Vivo la ciencia! 1. Comenta… R. M. ¿Cómo… Es aislante; si fuera conductor, la carga se movería sobre su superficie y la ocuparía sin importar cuánta tuviera. Evaluación formativa 1. Responde… R. M. ¿Por qué… La electricidad es fundamental en la naturaleza. Al entender el funcionamiento de aparatos eléctricos, se nos facilitan otras labores. 59 Planeación didáctica 16 Eje: Materia, energía e interacciones Tema: Energía Secuencia 9: Formas de producción de energía eléctrica Aprendizaje esperado: Analiza las formas de producción de energía eléctrica, reconoce su eficiencia y los efectos que causan al planeta. Etapa Inicio Sesión 1 2 3 Desarrollo 4 Sesiones: 6 Contenido Explorando las formas de producción de energía eléctrica Generación de energía eléctrica Corriente alterna y alto voltaje Formas de producción de energía eléctrica Eficiencia de la generación de electricidad Efectos en el medioambiente producidos en las centrales Cambios de voltaje Motor eléctrico 5 El dínamo Cierre 6 Periodo: del La transformación y el uso de la energía al de Actividades Páginas del libro Reconoce algunas formas de obtener electricidad. Manifiesta sus primeras ideas acerca de la producción de energía eléctrica. 90 Reconoce la función de las baterías eléctricas, así como las aportaciones de Faraday y Edison. Identifica qué es un generador y su funcionamiento. Identifica máquinas de combustión que se pueden emplear para que funcione un generador, así como instalaciones necesarias. 91 - 92 Reconoce algunas transformaciones de energía y su transferencia. Identifica qué son las centrales térmicas o termoeléctricas, así como ejemplos. Reconoce la manera en que se evalúa si la cantidad de energía es aprovechada. 93 - 94 Reconoce algunos efectos según el tipo de central. Revisa la red de distribución de energía para reconocer sus orígenes, transformaciones y efectos nocivos. Reconoce lo que ocurre cuando la energía se somete a cambios de voltaje. 95 - 96 Participa en una actividad experimental para construir un motor eléctrico y revisar su funcionamiento. Identifica un generador empleado por ciclistas. 97 - 98 Reconoce usos del motor eléctrico. Identifica cómo afecta al ambiente el uso de la energía. Compara el motor diésel y el generador eléctrico de una locomotora moderna. 98 - 99 Sugerencias Promueva la explicación de ideas referentes a la importancia actual del uso de la energía y su eficiencia en términos medioambientales. 60 © Todos los derechos reservados, Ek Editores, S. A. de C. V. Duración: una semana Solucionario Página 90. Inicio 1. Responde... R. M. ¿Cómo obtienes electricidad? Utilizando energías renovables, no renovables y energía limpia. ¿Cómo se obtiene… En mi ciudad hay plantas que transforman la energía eólica a eléctrica, y se transmite por los cables para que llegue a nuestras casas. ¿Qué diferencias... Ambas dan la misma energía, pero la luz led consume menos watts. 2. Comenten... R. M. Idea inicial En gran parte… Consumimos elementos no renovables y contaminamos al cambiar la energía calorífica a eléctrica. ¿A qué nos referimos... Que hace el trabajo más fácil y rápido, evitando errores. Página 91. ¡Actívate! 1. Comenta… R. M. Leña, carbón, gas, gasolina, alcohol. Cualquier material que se quema es combustible. 2. Investiguen… a) ¿Qué otros… R. M. Motor convencional de tipo Otto, motor diésel, motor de dos tiempos, motor Wankel, motor de carga estratificada. b) ¿Qué tipo... R. M. Se requieren cables para conducir la corriente. Se usan transformadores para elevar o bajar el voltaje. Página 92. ¡Actívate! © Todos los derechos reservados, Ek Editores, S. A. de C. V. 1. Trabaja con… R. M. a) Escriban números… Transformador. Baja voltaje en planta (5), Generador… (2), Línea larga… (4), Fuente… (1), Transformador. Eleva… (3), Línea corta… (6), Transformador. Baja… (7), Usuario final (8). Evaluación formativa 2. Con ayuda... R. M. Cuadro 1: el origen de la energía puede ser también por combustión, viento o vapor de la Tierra. Cuadro 2: Los generadores son diferentes, según lo que los mueve. Cuadros 3 a 7: son comunes en sistemas de transmisión a grandes distancias. Cuadro 8: La energía también llega a fábricas y otras instalaciones. Digitalmente Elaboren un… Dispositivos en forma de hoja. México participa. Radiación solar = Energía que se consume en un año. Fotosíntesis energética: la radiación se acumulará en los dispositivos en forma de químicos como etanol y metanol. Jugo de Sol: combustible a partir de fotosíntesis artificial El hidrógeno aventaja para generar energía. De los átomos, 15% tiene este elemento. Autos que funcionan con la reacción del hidrógeno y el oxígeno. Motores de larga duración y reducción de mantenimiento. El hidrógeno, energético del futuro. Página 95. ¡Actívate! 1. Contesten... R. M. ¿Cuáles son… Las que se inician produciendo calor. Nuclear, combustión y un modo de solar. ¿Cuáles son… La nuclear con transductor. ¿Hay algún… Solar con fotocelda. Página 96. ¡Actívate! 1. Junto con un compañero... R. M. a) E. química b) E. eléctrica ca/calorífica c) E. térmica E. mecánica Batería m. eléctrico E. eléctrica E. mecáni- m. de combustión Página 97. ¡Ciencia en acción! Hagan lo que se indica… R. M. Con cuidado… Cuando las partes raspadas de los alambres hacen contacto con los clips, así que solo es una de las dos secciones. Volteen… Cambia el sentido de rotación. Página 98. Cierre 2. Contesten... R. M. Idea final ¿Cómo afecta... El uso 24/7 de luz afecta el ciclo migratorio de algunas aves, y se producen gases contaminantes como CO2, SO2 y NO2. ¿A qué nos referimos… Es cuando reducimos las potencias que nos demanda el sistema eléctrico sin que afecte el ambiente. Página 99. ¡Vivo la ciencia! 1. Elabora... R. M. ¿Cuántos… 6. ¿En cuántos… 5. 61 Planeación didáctica 17 Eje: Sistemas Tema: Sistemas del cuerpo humano y salud Secuencia 9: ¿Cómo funcionan la temperatura y la electricidad en el cuerpo humano? Aprendizaje esperado: Identifica las funciones de la temperatura y la electricidad en el cuerpo humano. Etapa Inicio Sesión Sesiones: 6 Periodo: del Contenido de Actividades Páginas del libro Reconoce algunos procesos relacionados con la temperatura y la electricidad en el cuerpo humano. Recuerda la función del sistema nervioso. Menciona ejemplos en los que relaciona el sistema nervioso y el medioambiente. Escribe sus primeras ideas acerca de los procesos térmicos y eléctricos en el cuerpo humano. 100 2 Recuerda algunas funciones corporales. Identifica algunos cambios que ocurren en el cuerpo ante la elevación de la temperatura. 100 3 Funciones de la temperatura humana Investiga respecto a la temperatura normal del cuerpo humano y los sistemas u órganos encargados de su control. Elabora pequeños modelos respecto a la conformación de la materia. 101 Mecanismos de pérdida y ganancia de temperatura Reconoce la importancia de la homeostasis. Identifica los valores normales de la temperatura corporal. Reconoce cómo se origina y modifica la temperatura corporal. Identifica procesos relacionados con la ganancia y pérdida del calor. 102 Reconoce la función del hipotálamo y los receptores de la temperatura. 103 Con base en un diagrama, identifica los mecanismos involucrados en la regulación térmica del cuerpo. Reconoce algunos mecanismos para regular la temperatura corporal. 104 1 Explorando con el cuerpo humano Desarrollo al 4 5 6 La regulación de la temperatura corporal Sugerencias Revise con los estudiantes el diagrama de la página 104. Oriéntelos para que concluyan cómo es la respuesta del cuerpo humano ante el incremento o descenso de la temperatura corporal. Favorezca el intercambio de opiniones acerca de los factores que ocasionan el desequilibrio de la temperatura corporal y los cambios que se perciben en el cuerpo. 62 © Todos los derechos reservados, Ek Editores, S. A. de C. V. Duración: una semana Solucionario Página 100. Inicio 1. Responde... R. M. Cuando algún familiar… Sudoración, nota que tengo escalofríos, pero mi cara está roja por la temperatura. Cuando has tenido fiebre… He sentido el cuerpo débil, mucho frío y escalofríos; me duele la cabeza, y no me dan ganas de salir de la cama. ¿A qué atribuiste... A que estoy enfermo. ¿Qué sientes cuando… Me dan escalofríos y, por ende, siento frío. ¿Y cuando es baja? Solo siento frío, pero no me siento mal. 2. En equipos... R. M. a) Mencionen... Cuando tenemos que correr por una emergencia, toda la circulación va directo a las piernas para poder escapar del peligro (durante sismos o cuando te persiguen). b) Comenten... La función que desempeña… El cerebro es el encargado de enviar impulsos eléctricos a diferentes partes de nuestro cuerpo, por ejemplo, cuando sentimos que un sartén está caliente, quitamos la mano de inmediato. La manera como… Se originan por la sinapsis que existe entre cada neurona. 3. En plenaria… Idea inicial ¿Dónde hay procesos térmicos y eléctricos en el cuerpo? R. M. Hay procesos térmicos en todo mi cuerpo; eléctricos, en el cerebro. © Todos los derechos reservados, Ek Editores, S. A. de C. V. Página 101. Digitalmente 1. En equipos... R. M. Consulten revistas… 37 °C es la normal; es importante porque podemos tener alucinaciones, fuertes dolores de cabeza, deshidratación, daños severos a nivel cerebral, muerte. Qué ocurriría si disminuyera… Hipotermia, entumecimiento de músculos, muerte. Investiguen... El sistema que se encarga de mantener la temperatura interna se llama sistema termorregulador y el hipotálamo es el órgano que lo comanda. La variación la determinan los sensores térmicos (neuronas) que son sensibles al frío o calor. Página 102. ¡Actívate! 1. Responde. R. M. La información… En ambos menciona que la temperatura varió de acuerdo al sexo, la hora en que tomas la temperatura, la importancia de una alimentación sana y mantenerse hidratado. 2. Regresa al recuadro Idea inicial… R. M. Idea inicial ¿Dónde hay procesos térmicos y eléctricos en el cuerpo? R. M. Hay procesos térmicos en todo mi cuerpo, específicamente lo puedo notar en mi piel; eléctricos, en el cerebro, con el sistema termorregulador. Para profundizar R. M. 1. Comenta con tus compañeros… Sudor, por radiación (por ejemplo, cuando estamos en la calle y entramos a una plaza donde el aire está encendido), por conducción (por ejemplo, cuando estamos muy tapados en la cama y nos levantamos descalzos). 2. Identifica el mecanismo que actúa en cada caso: a) Tienes fiebre y colocas… Conducción. b) Vas a la playa y cambias… Convección. c) Haces ejercicio y sudas... Evaporación. d) Estás en reposo… Convección. Página 104. ¡Ciencia en acción! 1. Responde. R. M. ¿Crees que el consumo… Cuando tenemos mucho calor, incluso cuando tenemos fiebre, es importante porque nos mantiene hidratados. ¿Conoces alguna bebida o alimento para regular la temperatura corporal... Alimentos que incrementan la temperatura corporal: - Arroz integral: por los granos enteros es difícil la digestión, provocando que nuestro cuerpo invierta mayor cantidad de energía para digerirlos, produciendo calor. - Bebidas alcohólicas: provocan una vasodilatación, enrojeciendo nuestra piel y generando sensación de calor. Alimentos que bajan la temperatura corporal: - Sandía: es una fruta que tiene mucha agua y muy fácil de digerir, por eso la temperatura de nuestro cuerpo baja. - Bebidas calientes: cuando las bebemos, nuestra garganta y boca desencadenan la reacción del sudor, manera natural de bajar la temperatura de nuestro cuerpo. 63 Planeación didáctica 18 Eje: Sistemas Tema: Sistemas del cuerpo humano y salud Secuencia 10: ¿Cómo funcionan la temperatura y la electricidad en el cuerpo humano? Aprendizaje esperado: Identifica las funciones de la temperatura y la electricidad en el cuerpo humano. Duración: una semana Etapa Sesión Sesiones: 6 Periodo: del Contenido al de Actividades Páginas del libro Hace predicciones respecto a mecanis- Desarrollo mos para regular la temperatura corporal. Participa en una actividad experimental para reconocer distintas temperaturas en su cuerpo. Proporciona explicaciones respecto a la manera en que puede regular su temperatura si se encuentra en un lugar muy caluroso o muy frío. 105 Reconoce algunas funciones del sistema nervioso. Identifica la neurona y sus principales componentes. Reconoce el papel de los neurotransmisores. 106 3 Participa en una investigación para conocer cómo funcionan las neuronas y la forma en que conducen los impulsos nerviosos. 106 4 ¿Electricidad en el cuerpo? Reconoce que la membrana que recubre una neurona tiene diferencias de carga eléctrica. Reconoce qué es el potencial de membrana y el potencial de acción. Identifica cómo viaja el impulso nervioso. 107 5 Procesos térmicos y eléctricos en el cuerpo Reconoce cambios en los conocimientos adquiridos al inicio y final de la secuencia. Es capaz de resolver situaciones cotidianas relacionadas con la temperatura y la electricidad del cuerpo. 108 6 El corazón Identifica el funcionamiento del corazón reconociendo la importancia de las corrientes eléctricas. 109 2 Funciones de la electricidad en el cuerpo Cierre Sugerencias Invite a los estudiantes a investigar otros procesos corporales en los que intervengan la temperatura y la electricidad. Al final, concluya con ellos la importancia de cuidar el cuerpo humano. 64 © Todos los derechos reservados, Ek Editores, S. A. de C. V. 1 Mecanismos para regular la temperatura corporal Solucionario Página 108. Cierre Página 109. ¡Vivo la ciencia! 1. Con base en lo que aprendiste... R. M. 1. Investiga en libros… R. M. Cuando están tratando de resucitar a una persona en una camilla, también cuando se hace una operación a corazón abierto. Averigua qué otros daños... Paralización del sistema respiratorio, pérdida del conocimiento, muerte por quemaduras, contracciones musculares, irregularidades cardiacas. Idea inicial ¿Dónde se originan procesos térmicos y eléctricos en el cuerpo? Los térmicos, en el sistema de termorregulación, y las neuronas son las encargadas de mandar los impulsos eléctricos. 2. Supón la siguiente situación… R. M. ¿Cuáles son los estímulos… El piso frío cuando me levanto de la cama, el dolor del pellizco, el viento frío en mi cara. ¿Cuáles se relacionan… Procesos térmicos (piso frío, viento en mi cara) y procesos eléctricos (dolor del pellizco). ¿Tu cuerpo reaccionó… Porque cada neurona envió diferentes estímulos a mi cerebro y demandó una acción diferente, por ejemplo, con el dolor del pellizco reacciono rápido, pero lo ignoro por la prisa, igual que el viento frío; por la prisa, la respuesta no es la misma que si fuera sin prisa. Evaluación formativa 1. Responde. R. M. De lo que aprendiste… La importancia que tienen las neuronas y en la forma en que se comunican, usando impulsos eléctricos, y envían la información para que lo podamos procesar y estar al pendiente de nuestra temperatura. ¿Qué más te gustaría conocer… La importancia de tener medidas de seguridad para el uso de la electricidad y para el cuidado de nuestro cuerpo. © Todos los derechos reservados, Ek Editores, S. A. de C. V. Recomendaciones didácticas La sección ¡Ciencia en acción! tiene como propósito acercar a los estudiantes al quehacer del científico mediante experimentos que favorecen el logro de los aprendizajes. Además, juega un gran papel al despertar el interés de los educandos por resolver situaciones cotidianas. Aproveche esta sección como actividad desencadenante de un proyecto estudiantil; para ello, después de elaborar y emplear los termómetros, haga preguntas como las siguientes: ¿qué otro uso podrían dar al termómetro que fabricaron?, ¿qué modificaciones harían en el artefacto?, ¿por qué? Antes de comenzar el estudio del subtema Funciones de la electricidad en el cuerpo humano, comente con los alumnos el funcionamiento general del sistema nervioso y la manera en que interviene en una de las principales características de los seres vivos: la irritabilidad. Promueva la socialización de ideas, primero en pequeños grupos y, después, en plenaria, siempre bajo su guía, de manera que las ideas aisladas se articulen para obtener explicaciones completas. Propicie la construcción de modelos que aclaren la manera en que se relaciona el sistema nervioso con las funciones de electricidad en el cuerpo humano. Una vez elaborados, se recomienda confrontar los posibles errores en el modelo; evite explicaciones descriptivas. Una vez cuestionados algunos aspectos del modelo, sugiera a los estudiantes fuentes de información confiables que favorezcan el conocimiento necesario y más cercano a la ciencia acerca del fenómeno de referencia. En el Cierre de la secuencia favorezca un espacio de intercambio de ideas entre el alumnado acerca de las diferencias que advierten entre las respuestas que dieron al Inicio de la secuencia y las que en esta parte manifestaron. También invítelos a describir otras situaciones cotidianas relacionadas con el cuerpo humano en las que intervenga la temperatura o la electricidad. 65 Planeación didáctica 19 Eje: Diversidad, continuidad y cambio Tema: Tiempo y cambio Secuencia 11: ¿Qué son velocidad y aceleración? Aprendizaje esperado: Comprende los conceptos de velocidad y aceleración. Duración: una semana Etapa Sesión Sesiones: 6 Periodo: del Contenido al de Actividades Páginas del libro Reconoce, a partir de una situación, cuestiones relacionadas con la velocidad y la aceleración. Manifiesta sus ideas iniciales en torno a la velocidad y la aceleración. 1 Explorando con la velocidad 2 La medida del tiempo, escalas e intervalos Reconoce la necesidad de medir el tiempo en el cambio de posición de un móvil. 111 3 Posición y deslizamiento Identifica la escala del tiempo en una representación. Analiza, en una representación gráfica, cambios en el sistema de posición. 111 Velocidad Reconoce el desplazamiento de un objeto. Utiliza el sistema de referencia para estudiar los cambios de posición. Reconoce cómo puede obtener la velocidad de un objeto. Reconoce el sistema de ejes. 112 Gráficas de velocidad. Tipos de velocidad Reconoce cómo se construye una gráfica de movimiento. Identifica que el valor de la pendiente es la razón del desplazamiento entre el intervalo de tiempo, es decir, la velocidad. Representa movimientos en gráficas y obtiene el valor de la velocidad. Reconoce a qué se le denomina velocidad constante y velocidad media o promedio. 113 Aceleración Identifica cómo se puede medir la velocidad de diferentes cuerpos en movimiento. Reconoce qué es la aceleración mediante gráficas posición - tiempo y velocidad - tiempo. 114 4 Desarrollo 5 6 110 Sugerencias Oriente a los estudiantes para que aprendan a analizar las distintas gráficas que se utilizan en la secuencia teniendo en cuenta todos sus componentes. 66 © Todos los derechos reservados, Ek Editores, S. A. de C. V. Inicio Idea inicial a) Menciona… Cuando un objeto va rápido. b) Dibuja en tu cuaderno... R. L. © Todos los derechos reservados, Ek Editores, S. A. de C. V. Página 111. ¡Actívate! 1. Analiza... R. M. ¿Qué harías… Mediría el tiempo que utilizaron para recorrer la misma distancia, la primera en hacerlo en menor tiempo sería la ganadora. ¿Qué instrumentos… Un cronómetro para medir el tiempo. 1. Observa... R. M. ¿Cuál es la posición… La posición inicial es x1 = 3 m. La final es x2 = 12 m. ¿Qué distancia… Avanzó desde la posición inicial 3 m hasta la posición final 12 m. El recorrido es 12 − 3 = 9 m. La distancia, en este caso, es igual al desplazamiento, ambos valen 9 m. Página 112. ¡Actívate! 1. Responde... ¿Cómo puedes… R. L. x2 − x1 Usa los valores… v= t2 − t1 = 9m m = 0.75 12 s s 50 40 30 20 10 0 30 20 10 0 0 1 2 A) 3 4 5 6 t1 (s) 7 50 40 50 40 30 20 10 0 30 20 10 0 0 1 2 C) 3 4 5 6 t1 (s) 0 1 2 3 4 5 6 t1 (s) 7 0 1 2 3 4 5 6 t1 (s) 7 B) x1 (m) 1. Lee el texto… R. M. a) ¿Cómo sabemos… El que va en primer lugar del primer grupo. b) ¿Qué piensas… Saber el tiempo y el número de kilómetros que recorre por segundo. ¿Cómo lo medirías? Con un velocímetro. c) ¿Cómo se puede… Porque está rebasando a los demás. ¿Cómo lo medirías? Con un aparato similar al de la velocidad. 2. Un balón... R. M. a) ¿Cómo consideras… Toma velocidad en la parte A, acelera en la parte B y mantiene su velocidad y aceleración hasta que tope con una pared u objeto más grande para frenarlo. 3. Con base en... R. M. x1 (m) Página 110. Inicio 50 40 x1 (m) x1 (m) Solucionario 7 D) Tabla 1 A) B) x1(m) x2(m) t1(s) 10 20 30 50 t2(s) v(m/s) 1 1 6 4 4 10 Tabla 2 C) D) x1(m) x2(m) t1(s) 10 20 50 20 3 2 7 6 10 0 c) Respondan... R. M. ¿Qué diferencia… La B tiene mayor pendiente, pues su inclinación es mayor; provoca una velocidad mayor. ¿Qué tiene… Ambas líneas tienen una pendiente similar. ¿Cómo son… 10 m/s ¿Cómo es la pendiente… Es recta horizontal ¿Cuánto vale la velocidad en D? 0 m/s Página 114. Digitalmente 1. Desarrolla... R. M. Investiguen… El radar funciona con ondas de radio. La señal de radio llega al objeto de interés (por ejemplo, una pelota), es reflejada por él y llega de nuevo al aparato que la emitió y ahora la detecta. El aparato mide el tiempo que transcurrió desde la emisión hasta la llegada, y como se conoce la velocidad de propagación de las ondas, se calcula la distancia recorrida. Investiguen… Sobre la Tierra son muy veloces los trenes bala; en el aire, los aviones supersónicos y los proyectiles que salen al espacio. En el Universo son las de las galaxias más lejanas. La velocidad límite, la mayor posible, es la de la luz. Velocidades máximas Evaluación formativa 1. Has aprendido… R. L. ¿Por qué… Porque todo lo que conocemos y hacemos está en movimiento, el estudio del movimiento es fundamental en nuestra vida cotidiana. Hombre más rápido 37.58 km/h Auto más rápido 431.07 km/h Tren más rápido 581 km/h 28 000 km/h Página 113. ¡Actívate! Transbordador y Estación Espacial Internacional Apolo X 39 897 km/h Tierra 107 208 km/h 1. Con un compañero... a) y b) t2(s) v(m/s) 67 Planeación didáctica 20 Eje: Diversidad, continuidad y cambio Tema: Tiempo y cambio Secuencia 11: ¿Qué son velocidad y aceleración? Aprendizaje esperado: Comprende los conceptos de velocidad y aceleración. Duración: una semana Etapa Sesión Sesiones: 6 Periodo: del Contenido al de Actividades Páginas del libro y aceleración. 1 Identifica fenómenos en los que 115 2 Participa en una actividad para identificar la aceleración en una bicicleta. Utiliza gráficas para representar valores obtenidos. Analiza gráficas para calcular la pendiente y obtener la velocidad media. 115 Analiza gráficas para obtener el valor de la aceleración. Compara con sus compañeros resultados para establecer semejanzas y diferencias. Concluye a qué se debe la diferencia de los valores de las aceleraciones. 116 se puede observar movimiento con velocidad y aceleración constante. Velocidad y aceleración Desarrollo 3 4 Tipos de aceleración Reconoce otros tipos de aceleración. Identifica en un diagrama la aceleración centrípeta y la aceleración centrífuga. 116 5 Ideas finales sobre aceleración y velocidad Define velocidad. Representa la aceleración de objetos. Compara sus ideas finales con las iniciales y advierte el cambio conceptual. 116 El velocímetro Identifica la función del velocímetro. Reconoce cómo funciona un velocímetro. Hace cálculos para obtener la velocidad de una rueda. Reconoce la importancia de las gráficas en la obtención de la velocidad y la aceleración. 117 Cierre 6 Sugerencias Propicie el registro de observaciones en la bitácora o el cuaderno. Permita que los estudiantes consulten dicho registro al elaborar conclusiones. 68 © Todos los derechos reservados, Ek Editores, S. A. de C. V. Reconoce la relación entre velocidad Solucionario Página 115. Evaluación formativa 1. En la sección Inicio... R. M. ¿Qué relación… Con respecto al movimiento, aceleración es la variación de la velocidad en relación con el tiempo. ¿En qué casos… Los objetos que resbalan por una pendiente o que caen tienen aceleración constante. ¡Ciencia en acción! R. M. Resultados del experimento: La actividad refuerza la diferencia entre velocidad y aceleración, que suelen ser confundidas por algunos estudiantes. Se espera que la aceleración en el inicio del movimiento sea aproximadamente constante; los valores suelen ser cercanos a 0.5 m/s s . Los valores de esta tabla son parecidos a los que pueden obtenerse. Se espera que la tabla sea semejante a esta: Segundos t0 t1 t2 t3 A 0 1.2 1.8 2.2 2.5 B 0 1.8 2.5 3.1 3.5 Se espera que las gráficas sean semejantes a estas: © Todos los derechos reservados, Ek Editores, S. A. de C. V. Posición (m) 4 3 V = 2.5 m/s A 1 0 1 2 Tiempo (s) 3 2.5s La diferencia en las aceleraciones se debe a la diferencia de masas que el ciclista debe mover. En el caso B, la masa casi se duplica, así que la aceleración es aproximadamente la mitad que en A. Página 116. Para profundizar 1. Responde... R. M. ¿Qué relación… Puede haber trayectoria recta y la aceleración solo es por el cambio del valor de la velocidad. Si la trayectoria es curva, como en el movimiento circular, también hay aceleración debida al cambio de dirección de la velocidad. Cierre 1. Retoma... R. M. 4 3.5s vA = 1m m 4m−3m = 3.3 = 2.5 s − 2.2 s 0.3 s s vB = 1m m 4m−3m = 2.5 = 3.5 s − 3.1 s 0.4 s s b) Menciona qué es la velocidad. Es lo que nos permite decir qué tan rápido se produjo el movimiento. c) Dibuja en tu cuaderno… R. L. Página 117. ¡Vivo la ciencia! 1. Calcula la velocidad… R. M. Si el radio de la rueda es de 30 cm, la circunferencia es 2 π r = 2 × 3.14 × 0.30 m = 1.88 m. Supongamos que el tiempo medido entre pasos del imán es de 0.37 s. B 2 0 m 2.5 s m/ s = 0.71 s en B: α = 3.5 s Idea final t4 V = 3.3 m/s m 33 s m/ s = 1.32 s La aceleración en A: α = 2.5 s El valor aproximado de la aceleración se obtiene al dividir el valor de la velocidad entre el último tiempo medido. En este ejemplo: v= km m 1.88 = 18 =5 s h 0.37 El resultado es igual al del ejemplo. El tiempo es menor, pero la distancia recorrida en él también es menor. La velocidad es la razón entre distancia y tiempo. 2. Comenta con el docente... R. M. ¿Es posible… Sí es posible porque los cálculos son numéricos. ¿Qué ventajas… Podemos ver más rápido la información que nos presenta. ¿Cómo se relaciona… Que el velocímetro es un aparato que nos ayuda a calcular la velocidad de los ciclistas. 69 Planeación didáctica 21 Eje: Energía Tema: Fuerzas Secuencia 12: ¿Qué es la fuerza? Aprendizaje esperado: Describe, representa y experimenta la fuerza como la interacción entre objetos y reconoce distintos tipos de fuerza. Duración: una semana Etapa Sesión Sesiones: 6 Periodo: del Contenido al de Actividades Páginas del libro Reconoce el movimiento de una pelota Explorando el movimiento Las fuerzas El movimiento 2 Las fuerzas son interacciones Fuerzas por contacto Desarrollo Identifica el movimiento como el cambio de posición de un objeto. Reconoce qué es la fuerza y algunos de sus efectos. Reconoce que las fuerzas son interacciones entre pares de objetos. Reconoce cuáles son fuerzas por contacto y las representa. 119 - 120 121 3 Fuerzas a distancia Reconoce que las fuerzas a distancia se ejercen sin hacer contacto. Identifica la gravitación y las fuerzas electromagnéticas como ejemplos de fuerzas a distancia. 4 Representación de fuerzas Representa gráficamente fuerzas con vectores; indica origen, magnitud, dirección y sentido. 122 - 123 Participa en una actividad experimental para elaborar un dinamómetro y emplearlo para medir fuerzas. Reconoce el origen de las fuerzas nucleares, de gravitación y electromagnéticas. 124 - 125 Reconoce diferencias entre sus ideas iniciales y las ideas finales. Identifica cómo funciona el sistema de frenos denominado ABS. 126 - 127 5 Cierre 118 6 ¿Cómo se mide la fuerza? ¿Qué da origen a las fuerzas? El sistema ABS Sugerencias Asegúrese de que los estudiantes logren representar vectores e identificar sus elementos. Después, pídales regresar a la actividad de la cuerda de la página 122 y dibujar las fuerzas que tienen lugar. Pídales nuevamente explicar los elementos de los vectores dibujados. 70 © Todos los derechos reservados, Ek Editores, S. A. de C. V. Inicio 1 a partir de una actividad experimental; identifica el efecto del choque de la pelota sobre unos bolos. Manifiesta sus primeras ideas acerca del movimiento de los objetos. Identifica las interacciones de un objeto en movimiento. Solucionario Página 118. Inicio 1. Comenten, guiados por el docente… R. M. Idea inicial ¿Qué hizo… Lanzarla y que siguiera su trayectoria con velocidad constante. ¿Por qué… Por la fuerza que adquirió mientras rodaba. ¿Qué modificarías… Le pondría la mitad de agua a los bolos. ¿Por qué? Para que no pesaran tanto. Página 119. ¡Actívate! b) Con las opciones… R. M. Lanzar… Si esta pelota tiene mayor masa, se necesitará mayor fuerza para darle la misma rapidez que la anterior. Rellenar… Con arena se tiene más masa; se requiere más fuerza para derribarlos. Lanzar la pelota… Se requiere más fuerza para darle mayor velocidad. Rellenar las botellas… Menos fuerza. Trazar la línea… El patio es plano, no se notó diferencia. Lanzar una… Tiene poca masa y el aire desvió su trayectoria, no derribó bolo alguno. Página 125. Evaluación formativa 1. Responde. R. M. ¿Qué requirió ...La colocación de las ligas, pues al estirarlas, regresaban a su forma original o se rompían. Para profundizar R. M. Entre las partes… Son fuerzas de atracción. El efecto es contraer la liga sin fuerzas externas que la estiren. ¿Qué otros… Cuando te lanzas del bungee. Cuando una persona… Fuerza gravitacional. ¿Qué cuerpo… La Tierra. Página 126. Cierre 1. Lee con un compañero... R. M. b) Escriban en la tabla… Fuerza Objeto que la ejerce Contacto o a distancia Manos Barra Contacto Planeta Tierra Distancia Contacto sobre cuerda Cuerda Mano Contacto Página 120. ¡Actívate! Contacto sobre apoyo Apoyo Pies de atleta Contacto 1. Regresa... R. M. ¿Qué fuerza… Fuerza por contacto con el bolo. Contacto sobre asiento Asiento Trasero de atleta Contacto Contacto sobre pesa Pesa Mano Contacto Contacto sobre piso Piso Pies Contacto Página 122. ¡Actívate! 2. Observa... R. M. ¿Qué fuerzas… La fuerza se aplica de ambos lados y en ambas direcciones (izquierda y derecha). ¿Cómo son… Depende de la longitud de la cuerda. ¿Qué equipo… Cualquiera, depende de la fuerza aplicada. Página 124. ¡Ciencia en acción! 1. Responde. R. M. ¿Cómo piensas… Usando un dinamómetro. Medidas de fuerzas R. M. ¿Cómo es la medida… Serán las mismas. ¿Cómo son los valores de B? Miden lo mismo. Contacto sobre manos Objeto sobre el que se ejerce Cuerpo de atleta ¡Actívate! 1. Organizados... R. M. Cuando jugamos fútbol, aplicamos la fuerza al patear el balón. 3. Describan… R. M. La caída de los cuerpos tiene que ver con la fuerza gravitacional y al frotar la regla generamos estática. © Todos los derechos reservados, Ek Editores, S. A. de C. V. ¿Cómo esperan… A será más corta que B. ¿Cuál es el resultado… A = 15 cm, B = 15 cm, C = 30 cm; es decir, A + B = C. Peso c) Ciertos resortes… Fuerza elástica, el contacto se hace con la agarradera que presiona la mano del atleta. Con lo que ahora sabes… R. M. Idea final ¿Qué hizo… La fuerza de lanzamiento. ¿Por qué… Por la fricción y el peso de la pelota. ¿Qué modificarías… Ocuparía una pelota que tuviera la misma (o aproximadamente) masa de una que se ocupa en el boliche. Página 127. ¡Vivo la ciencia! 1. Responde en tu cuaderno. R. M. ¿Qué hace… Lo mueve la fricción con el piso; la fuerza proviene del motor y el movimiento de las llantas. ¿Qué condición… Las ruedas girando, pues fijas tienen menor fuerza de fricción. Además de la fricción… El peso y la fricción con el aire. 71 Planeación didáctica 22 Eje: Materia, energía e interacciones Tema: Fuerzas Secuencia 13: ¿Cómo actúan las fuerzas? Aprendizaje esperado: Identifica y describe la presencia de fuerzas en interacciones cotidianas (fricción, flotación, fuerzas en equilibrio). Etapa Sesión Sesiones: 6 Periodo: del Contenido Explorando las fuerzas Inicio Desarrollo 1 al de Actividades Páginas del libro Con el uso de imágenes reconoce fuerzas por contacto y efectos que se producen con la aplicación de una fuerza. Manifiesta sus ideas iniciales respecto a las fuerzas. 128 2 Identifica que un objeto se pone en movimiento por acción de una fuerza. Los efectos de las fuerzas Reconoce la fuerza de fricción o rozamiento. 128 - 129 3 La segunda ley de Newton Identifica cambios en la magnitud y dirección de la velocidad. Comprende la segunda ley de Newton. Identifica la diferencia entre masa Masa, peso y medición y peso. de fuerzas 129 - 130 4 Las fuerzas se suman 5 Reconoce fuerzas colineales. Representa las fuerzas que actúan en una situación y determina el valor de la fuerza resultante. 130 Reflexiona en las fuerzas que actúan en determinada situación. Determina el valor de la fuerza resultante. 131 Reconoce cuando hay equilibrio entre las fuerzas. Calcula la suma de vectores en casos específicos. 131 Equilibrio 6 Sugerencias Favorezca el intercambio de ideas entre los alumnos respecto a los diferentes tipos de fuerzas; estimule su representación e identificación en situaciones similares a las que se proporcionan en el libro. 72 © Todos los derechos reservados, Ek Editores, S. A. de C. V. Duración: una semana Solucionario Página 128. Inicio 1. Responde... R. M. a) En la figura 13.1… Ninguna. b) La figura 13.2… El hombre pudo levantar el objeto pesado, mientras que la niña no pudo. 2. Con base en tus respuestas… R. M. Idea inicial b) ¿Cuál es el resultado… c) ¿Cuál es el valor de la fuerza resultante… ¿Cómo se puede… Porque podemos mover el objeto. ¿Qué tipos… Gravitatoria y la que aplicamos diariamiente. ¡Actívate! 1. Describe… R. M. ¿En las figuras… En la figura 13.2 la niña y el hombre tratan de levantar una pesa; ella utiliza una polea y él usa la fuerza de su cuerpo. ¿En cuáles… la barra de las pesas que el hombre intenta levantar se hace un poco curva, porque la barra está sometida a la fuerza de él y al peso de las pesas que tiene en la orilla. ¿Hay casos… La figura 13.1 muestra un caso así, la pared no se mueve ni se deforma. Página 129 © Todos los derechos reservados, Ek Editores, S. A. de C. V. 1. Lee el texto y contesta… R. M. ¿Cómo es… No tiene movimiento, está en reposo. ¿Cómo es… Tiene movimiento y actúa la fuerza de fricción sobre el pasto, además, lleva velocidad. ¿Cómo será… Probablemente el balón toque el pasto para después “volar” y entrar a la portería. Si se coloca… Igual, porque seguimos aplicando la misma fuerza que con el balón. ¡Actívate! 1. Observa la figura 13.2... R. M. a) ¿Por qué… Porque no tenía un buen soporte para ejercer la fuerza y mover las pesas. ¿Qué… Puede intentar cambiar la posición de sus manos. b) ¿Existe alguna… Sí, la gravitacional c) ¿Cómo sabemos… Tendríamos que considerar la masa del cuerpo que cargará. Página 130. ¡Actívate! 1. Observa... R. M. La figura 13.8… a) Dibuja en la figura los vectores… Evaluación formativa Comenten... R. M. La fuerza puede cambiar el movimiento del objeto. Cuando hay más de una fuerza, puede no haber cambio. Página 131. ¡Actívate! 1. La figura 13.9... R. M. ¿Por qué el perro… Hay otra fuerza que hace un efecto contrario a la que ejerce el perro. ¿Cuál es la fuerza... La fuerza de fricción. 2. Explica… R. M. La fuerza que ejerce el perro es de igual magnitud a la de fricción, pero tienen sentidos contrarios. La suma vale cero. ¡Actívate! 1. Haz con un compañero… R. M. a) 25 + 30 – 50 = 5, no hay equilibrio, la resultante apunta hacia arriba. b) –50 – 40 + 30 + 40 = –20, no hay equilibrio, la resultante apunta a la izquierda. c) 600 + 600 – 800 – 400 = 0, sí hay equilibrio, la resultante vale cero. d) 1 + 3 – 0.5 – 1 – 1.5 – 1 = 0, sí hay equilibrio, la resultante vale cero. e) 5 + 15 + 10 – 8 – 12 – 7 = 3, no hay equilibrio, la resultante va hacia arriba a la izquierda. Evaluación formativa R. M. Comenten… Podemos dar valor a las fuerzas y cuando los sumas y resulta cero, entonces existe el equilibrio. 73 Planeación didáctica 23 Eje: Materia, energía e interacciones Tema: Fuerzas Secuencia 13: ¿Cómo actúan las fuerzas? Aprendizaje esperado: Identifica y describe la presencia de fuerzas en interacciones cotidianas (fricción, flotación, fuerzas en equilibrio). Duración: una semana Etapa Sesión Sesiones: 6 Periodo: del Contenido al de Actividades Páginas del libro Identifica la fuerza de fricción o de rozamiento. Reconoce la fuerza de sustentación que 1 se ejerce en los objetos que se mueven en el aire, y la de empuje en los objetos inmersos en el agua o en el aire. 132 Con base en una situación experimental, determina cómo es la fuerza de fricción entre objetos que se rozan. 132 3 Identifica cambios en una liga que se emplea en determinada situación experimental relacionada con la fricción. 133 4 Reconoce las ventajas del empleo de palancas. 133 Reconoce, en un esquema, los valores de fuerzas aplicadas en las palancas. Identifica cambios en sus ideas iniciales. Con base en determinadas situaciones, identifica algunos tipos de fuerzas. 134 Reconoce las leyes de Newton y algunas de sus aplicaciones. 135 2 Fuerzas de fricción Las fuerzas en algunos mecanismos 5 Cierre 6 Isaac Newton y las leyes de la mecánica Sugerencias Pida a los estudiantes averiguar situaciones cotidianas en las que se apliquen las fuerzas vistas en la secuencia. Oriéntelos para que representen gráficamente las fuerzas que intervienen. 74 © Todos los derechos reservados, Ek Editores, S. A. de C. V. Desarrollo Solucionario Páginas 132 y 133. ¡Ciencia en acción! Página 134. Cierre 2. Consigue… R. M. ¿Esperan que la hoja con los libros inicie su movimiento en el momento en que comiencen a jalar? Sí. ¿Cuánto esperan que la liga se estire? 5 cm ¿El alargamiento de la liga será el mismo al mover la hoja con los libros? No. 2. De manera individual… R. M. Resultados a) Una vez... R. M. ¿En qué momento... Cuando la liga ya está algo estirada. Una vez que... Cuando hay movimiento, la fuerza de fricción es menor que al estar las cosas en reposo, así que la liga se contrae un poco. © Todos los derechos reservados, Ek Editores, S. A. de C. V. 3. Lean e identifiquen las verdaderas. R. M. Entre más se alarga la liga, menor es la fuerza que ejerce. Es falso, ocurre lo contrario. Al mover los libros, hay una fuerza de fricción que se opone al movimiento. Verdadero. Entre menor sea la fuerza de fricción, mayor será el alargamiento de la liga. Eso depende de qué tan rápidamente se mueva el libro. Si se mantiene una misma velocidad en todos los casos, sí es verdadero. La longitud de la liga ofrece una idea de la magnitud de la fuerza de fricción. Verdadero. La fuerza de fricción es mayor cuando los objetos en contacto están en reposo que cuando están en movimiento entre ellos. Verdadero. ¡Actívate! 3. Lee el texto y haz... R. M. La figura 13.2 de la sección Inicio... a) ¿Qué artefacto es y cómo funciona? Dibuja tu explicación. Es un mecanismo para mover o levantar cosas pesadas mediante una rueda suspendida que gira alrededor de un eje, con un canal o garganta en su borde por donde se hace pasar una cuerda o cadena. Idea final ¿Cómo se sabe… Por los efectos sobre los objetos: deformación, cambio de estado de movimiento. Hay fuerzas de contacto y de acción a distancia. ¿Qué tipos de fuerzas… Fricción, sustentación, empuje. 3. Responde... R. M. Así como una pelota sumergida en el agua flota, un globo aerostático con gas helio también sube. ¿Qué ejerce sobre él una fuerza de flotación? En el caso de la pelota en el agua, es esta lo que la rodea; al globo, el aire. Estos son los que generan la fuerza de flotación. ¿Qué fuerza actúa sobre los cuerpos cuando se les deja caer libremente? Fuerza de atracción de gravedad ejercida por la Tierra. 4. Escribe un ejemplo… R. M. Cuando dejamos caer una pluma, recibe una fuerza de fricción hacia arriba por el aire. Página 135. ¡Vivo la ciencia! 1. Lee… R. M. ¿Qué concepto físico está presente en las tres leyes? La fuerza. ¿En cuál de las leyes se dice que las fuerzas son interacciones, es decir, que actúan en parejas sobre dos cuerpos diferentes? En la tercera. 2. Con supervisión del docente… R. M. ¿Cómo se conoce el efecto de varias fuerzas que actúan simultáneamente? Se conoce como la resultante, es como si únicamente hubiera una fuerza igual a esa resultante. ¿Por qué son válidas las mediciones de fuerza con los dinamómetros de liga hechas en centímetros y no en newtons? La liga se comporta igual sin importar si la escala es chica o grande, es decir, si está marcada en cm o en N. Lo que importa es que la liga responde a las fuerzas. ¿Qué tuvieron que aprender para explicar que una persona menos fuerte puede levantar una carga que no logra una persona más fuerte? En las palancas importan las longitudes de los brazos de palanca, además de los valores de las fuerzas. Se toma en cuenta el producto del brazo multiplicado por la fuerza. 75 Planeación didáctica 24 Eje: Materia, energía e interacciones Tema: Energía Secuencia 14: ¿Cómo es la energía mecánica? Aprendizaje esperado: Analiza la energía mecánica (cinética y potencial) y describe casos donde se conserva. Duración: una semana Etapa Sesión Sesiones: 6 Periodo: del Contenido al de Actividades Páginas del libro Relaciona las magnitudes físicas con 1 Explorando con la energía mecánica 2 Reconoce que el trabajo es el producto de la fuerza ejercida en la dirección del movimiento por la distancia recorrida. Identifica la fórmula del trabajo. 136 3 Trabajo y energía por posición Reconoce las unidades de la fuerza (newtons) y la manera en que la distancia y el trabajo se expresan. Determina en diversas situaciones si la fuerza desarrolla o no un trabajo. Reconoce qué es la energía potencial y las variables que se involucran en su cálculo. 137 Energía por movimiento Reconoce que la energía cinética es energía en movimiento. Comprende cómo la energía potencial se convierte en energía cinética. 138 Observa gráficas que representan la energía de una pelota que cae, de modo que se identifica la transformación de la energía. Analiza una gráfica en la que se determina la rapidez de una bolita según su velocidad y altura. 138 Calcula la velocidad de un objeto. Proporciona explicaciones referentes a la velocidad obtenida con base en las energías cinética y potencial. 139 Fuerza, energía y trabajo Desarrollo 136 4 5 La suma de energías, la energía total 6 Sugerencias Sugiera la elaboración de un fichero con las fórmulas revisadas en la secuencia. En este los estudiantes explicarán las variables que intervienen y para qué pueden emplearlas. Tome en cuenta que el enfoque de esta asignatura no solicita que los educandos resuelvan problemas con dichas fórmulas, sino que comprendan su origen y aplicación. 76 © Todos los derechos reservados, Ek Editores, S. A. de C. V. Inicio el esfuerzo de mover objetos a determinada distancia o subirlos. Manifiesta sus primeras ideas respecto a la manera en que se puede calcular la magnitud del esfuerzo de mover una caja desde un nivel hasta otro. Solucionario Página 136. Inicio 1. Observa… R. M. ¿Qué valor debe tener… Cinco veces más de lo que ocuparía normalmente. ¿Cuánto esfuerzo más… Tres veces más de esfuerzo que al elevar un paquete. ¿Cuánto esfuerzo más… Menor esfuerzo por el tiempo que lleva la carga. 3. En equipo... R. M. Idea inicial a) Mencionen... Fuerza. b) Mencionen... Velocidad. c) Expliquen... Sumando o multiplicando los valores que nos den. © Todos los derechos reservados, Ek Editores, S. A. de C. V. Página 137. ¡Actívate! 1. Explica con un compañero... R. M. Es lo que produce luz, calor, movimiento. 2. Lean... R. M. El motor del elevador necesita energía para subir un objeto. ¿Se requiere energía si al objeto alguien lo sube por la escalera? Sí. ¿Se requiere energía para que una persona suba por la escalera? Sí. 3. Observen la figura 14.2... R. M. a) Una mujer camina por la calle con una maleta y ejerce una fuerza… No hace trabajo. La fuerza no eleva la maleta, solo contrarresta el efecto de la fuerza de gravedad. b) Una lámpara cuelga del techo y el cable que la sostiene ejerce una fuerza… No hay trabajo, la lámpara no se mueve, no se eleva. Página 138. Evaluación formativa 1. Comenten… R. M. La energía puede tomar forma de potencial y cinética, pero una se puede transformar en la otra. Página 139. ¡Actívate! 1. Resuelve... R. M. a) Lean… Calcular la velocidad de la bolita cuando llega al punto más bajo. En el punto más bajo, la altura vale 0, la velocidad en el punto más bajo, de manera semejante al texto: m 1 m2 EC2 = 0.1 kg × 9.8 s2 × 2 m + 2 × 0.1 kg × 02 s2 m − 0.1 kg × 9.8 2 × 0 m s EC2 = 1.96 J + 0 J − 0 J = 1.96 J 1 2 2 mv 2 = 1.96 J En este caso, toda la energía potencial se ha transformado en cinética. v 22 = m2 2 × 1.96 J = 39.2 2 s 0.1 kg v2 = 39.2 m2 m = 6.26 s2 s Calcular la velocidad de la bolita cuando está a una altura de 1 m. m 1 m2 × 0.1 kg × 02 2 2 ×2m+ s 2 s m − 0.1 kg × 9.8 2 × 0 m s EC2 = 0.1 kg × 9.8 EC2 = 1.96 J + 0 J − 0.98 J = 0.98 J 1 2 2 mv 2 = 0.98 J v2 = 2 m2 2 × 0.98 J = 19.6 2 s 0.1 kg v2 = 19.6 m2 m = 4.43 s2 s 2. Organicen... R. M. ¿Por qué la velocidad… Lo que vale la mitad es la energía cinética. ¿Es posible… Sí, la velocidad en el punto más bajo es tanto la de llegada, cuando la bolita ha bajado, como la inicial, cuando sube para alcanzar la altura máxima. 77 Planeación didáctica 25 Eje: Materia, energía e interacciones Tema: Energía Secuencia 14: ¿Cómo es la energía mecánica? Aprendizaje esperado: Analiza la energía mecánica (cinética y potencial) y describe casos donde se conserva. Duración: una semana Etapa Sesión Sesiones: 6 Periodo: del Contenido al de Actividades Páginas del libro Con base en una situación experimen- Las observaciones de Galileo en un péndulo Explica resultados en términos de las energías potencial y cinética. Recapitula sus primeras aproximaciones en torno a la relación entre algunas magnitudes físicas, la fuerza que se aplica sobre un cuerpo y el desplazamiento que experimenta. 140 La energía potencial de otras cosas Describe el movimiento en términos de energías potencial y cinética. Reconoce situaciones en las que se efectúa trabajo. 141 Energía potencial e interacciones Reconoce que, cuando hay interacción entre cargas eléctricas, también hay energía potencial. Comenta cómo puede poner en práctica sus conocimientos acerca de la energía. 141 El principio de la conservación de la energía Reconoce a qué se le denomina principio de la conservación de la energía. Investiga casos cotidianos en los que se observa transformación de la energía y se atiende el principio de conservación de la energía. Reconoce cambios en sus ideas iniciales. 142 Aplicación de la física en los parques de diversión Reconoce movimientos que efectúan algunos juegos mecánicos. Describe dichos movimientos identificando la acción de algunas fuerzas y energía. 143 2 Desarrollo 3 4 5 Cierre 6 140 Sugerencias Favorezca el intercambio de ideas entre los alumnos respecto a fuerzas que intervienen en distintos movimientos, así como diferencias entre energías cinética y potencial. Pídales que apliquen sus conocimientos para explicar situaciones de la vida cotidiana. 78 © Todos los derechos reservados, Ek Editores, S. A. de C. V. tal, reconoce qué observaciones de Galileo en un péndulo se pueden explicar con el valor constante de la energía total. 1 Solucionario Página 140. ¡Ciencia en acción! Procedimiento. R. M. Para observar… Antes de experimentar… 20 cm. Conclusión. R. M. Expliquen en su cuaderno… Desde el punto de vista de las energías, al inicio, la energía cinética vale 0, pues la bola está en reposo, su energía potencial es máxima por estar a la máxima altura. Conforme baja la energía potencial, disminuye, mientras que la cinética aumenta. Al pasar por el punto más bajo, la potencial vale 0 y la cinética es máxima, tiene el valor que tenía la potencial inicial. La altura máxima a la que puede llegar es independiente de que esté o no el segundo clavo. En el caso del clavo de abajo tiene gran altura inicial, cuando la bola no puede alcanzar esta altura, la energía total sigue teniendo el mismo valor que en todo el proceso, solo que la potencial no puede alcanzar el mismo valor que al inicio, por lo que la cinética no puede ser 0; el movimiento continúa. a) Lo que han aprendido… La energía potencial de un objeto depende de la posición en que se encuentra el objeto, la cinética depende del cuadrado de su velocidad. Es posible transformar una en la otra. Esto describe algunos fenómenos naturales como la caída o la compresión de un resorte. b) El efecto que tiene… La fuerza de fricción tiene como efecto que no sea posible una transformación de toda la energía cinética en potencial, o al revés, parte o toda de la energía mecánica se transforma en energía térmica. Página 143. ¡Vivo la ciencia! 1. En equipo de tres integrantes hagan lo siguiente. a) Escojan uno de los juegos de las imágenes. b) Describan su movimiento… c) Mencionen en qué etapas… R. M. 1 2 3 6 © Todos los derechos reservados, Ek Editores, S. A. de C. V. Página 141. ¡Actívate! 1. Analicen... R. M. a) La figura 14.8 muestra una pelota… Cuando lanzamos la pelota hacia arriba hay energía potencial en el resorte comprimido. Al extenderse la energía, se transforma en cinética de la pelota. Al elevarse la pelota, su energía cinética se transforma gradualmente en potencial hasta que el valor de la cinética es mínimo, posiblemente 0, al llegar a una altura máxima, en donde la potencial de gravedad es máxima. Al bajar se lleva a cabo una transformación de potencial a cinética hasta que la potencial de gravedad es 0 al llegar al piso. Al rebotar, una parte de la energía se transforma en térmica, y la velocidad de salida del rebote es menor que la de llegada; la nueva altura será menor a la que había alcanzado. b) ¿Qué hay en común… En ambos casos hay transformación de energía mecánica a energía térmica. El aumento de temperatura en el frotamiento de madera es grande, en la pelota es muy leve. Evaluación formativa 1. Comenten en grupo y con el docente… R. M. 1. Un mecanismo de motor eleva el tren y el resto lo hace la fuerza de gravedad. 2. Un mecanismo neumático eleva el carro y se deja caer libremente. El mecanismo lo frena al llegar casi hasta abajo. El mecanismo hace el trabajo de elevación y es solo la fuerza de gravedad la que lo hace bajar. Gran energía potencial arriba y gran energía cinética poco antes de llegar hasta abajo. 3. Gran energía potencial a gran altura y gran energía cinética en los puntos bajos; hay fricción por contacto con los rieles. 6. Un mecanismo motorizado actúa constantemente. La energía potencial de cada silla voladora aumenta al elevarse. El mecanismo está suministrando energía a cada silla de manera continua. Evaluación formativa 1. Responde en tu cuaderno. R. M. Con lo que ahora sabes… El manejo de los valores de energía permite describir y predecir el comportamiento de diversos sistemas. Por ejemplo, los ingenieros que diseñan no solo los juegos de feria, sino trenes y otros mecanismos complicados lo hacen calculando, entre otros valores, las energías. 79 Planeación didáctica 26 Eje: Materia, energía e interacciones Tema: Interacciones Secuencia 15: Fenómenos del magnetismo Aprendizaje esperado: Analiza fenómenos comunes del magnetismo y experimenta con la interacción entre imanes. Etapa Sesión Inicio 1 2 3 Sesiones: 6 Contenido Explorando el magnetismo 5 Cierre 6 al de Actividades Páginas del libro Identifica los polos de un imán y experimenta con ellos. 144 Reconoce las fuerzas de repulsión y de atracción. Experimenta con limadura de hierro e imanes y manifiesta explicaciones que pueden ser erróneas. Reconoce qué es el campo magnético y cómo se puede representar. 145 El campo magnético de la Tierra Representa los polos de la Tierra y expresa sus ideas respecto a la brújula. Reconoce cómo está formada una brújula y su funcionamiento. 146 Corriente eléctrica y campo magnético Reconoce que un objeto con carga eléctrica desarrolla fuerzas de atracción o repulsión. Mediante una actividad experimental, conoce el experimento de Hans Christian Oersted. Reconoce lo que ocurre alrededor de un cable cuando hay corriente. 147 Otras formas de campos inducidos Reconoce distintas formas de campos inducidos. Identifica un solenoide y compara las líneas de su campo con las de un imán y las del campo terrestre. Reconoce qué es un electroimán. 148 - 149 Elabora un cartel, tipo infografía, con aplicaciones de inducción de campo magnético por corriente eléctrica. Aplica sus conocimientos en la resolución de problemas cotidianos relacionados con el magnetismo. Conoce la ley de Faraday y algunas de sus aplicaciones. 150 - 151 ¿Separación de polos? Campo magnético Desarrollo 4 Periodo: del Aplicaciones del electromagnetismo Ley de Faraday Sugerencias Es importante que tenga en cuenta los conocimientos previos, concepciones y motivaciones de los estudiantes en torno al magnetismo. Potencie el diálogo y la discusión en el aula, pues el conocimiento es construido mediante la interacción social. 80 © Todos los derechos reservados, Ek Editores, S. A. de C. V. Duración: una semana Solucionario Página 144. Inicio Página 148. ¡Actívate! 1. Trabaja... R. M. a) Observen… El imán atrae los clips por el magnetismo. b) Piensen… Cuando pegamos los imanes al refrigerador. c) ¿Qué sucedería… No atraería los clips. 1. En equipo... R. M. Ahora imaginen... Sí, pues las líneas de campo tienen la misma dirección y sentido que las observadas. ¿Distinguen… No hay polos, las líneas son cerradas. Página 145. ¡Ciencia en acción! Página 149. ¡Actívate! 1. En equipo… R. M. Esparzan la limadura… Tiende a concentrarse en los polos del imán, pero forma filamentos semejantes a las líneas de la figura 15.5. 1. Analiza la información y responde... R. M. La figura 15.14… Son semejantes. El del solenoide tiene líneas cerradas, pues pasan por el interior del tubo. Observa las líneas… En el interior del solenoide porque ahí las líneas están más próximas entre sí. Página 146. ¡Actívate! 1. Haz en tu cuaderno lo que se indica. b) Explica… R. M. Usaría una brújula. Página 147. ¡Ciencia en acción! 2. Junto con el profesor... R. M. Elaboren un diagrama… En todos los casos el diagrama de la izquierda tendrá una polaridad, y en los de la derecha a la inversa; la flecha negra indica el sentido de la corriente: Cierre 1. De manera individual... R. M. Idea final a) ¿Qué es… Fuerza de atracción o repulsión que actúa en materiales como el metal. b) ¿Qué es… Es un objeto que atrae materiales que tienen hierro, níquel o cobalto. ¿De qué… Magnetita. c) ¿Cómo piensas… De un mineral natural, los fabricados están hechos de hierro, níquel y cobalto. Página 151. ¡Vivo la ciencia! © Todos los derechos reservados, Ek Editores, S. A. de C. V. Conecten… Se cambia la polaridad, y la orientación de la brújula, por 180°: Conecten, observen y hagan el diagrama... De nuevo un cambio de 180°, por pasar el cable debajo: Así como lo hicieron… Conecten… Cambio de 180°, por variación de polaridad: 1. Con base en... R. M. Electroimán, motor eléctrico, generador de corriente. 2. Escribe... R. M. Baterías hechas por él mismo. 3. Comenta… R. M. • ¿Qué semejanzas… Semejanzas Diferencias Dos tipos de cargas y polos Las cargas pueden estar aisladas y se transfieren por los conductores. Atracción entre diferentes Los polos solo aparecen en parejas de opuestos y están fijos en un material. • El campo magnético… La representación sí es útil, nos da una idea de la configuración del campo. Den tres o cuatro… Conecten… Es como en el segundo diagrama, pero con un campo más intenso: 81 Planeación didáctica 27 Eje: Materia, energía e interacciones. Tema: Fuerzas y energía Proyecto: La fuerza de los puentes Etapa Inicio Planeen Sesiones: 6 de Páginas del libro 1 Leen un texto acerca de la fuerza de los puentes y participan en alguna actividad desencadenante. Recuperan información relacionada con los temas del bloque. Determinan el punto de partida de su proyecto (tema) o problema, que pueden resolver aplicando conocimientos del bloque, como fuerzas, energía, magnetismo y electromagnetismo. 152 - 153 2 Elaboran un plan de actividades. Determinan responsables para cada actividad y definen tiempos para llevarlas a cabo. Consiguen los materiales que requieren 153 - 154 Ponen en marcha su plan de actividades respetando las responsabilidades de cada integrante y el tiempo definido. Elaboran los productos requeridos. Si deciden hacer algo semejante a lo propuesto en el libro, revisan la construcción de los puentes colgantes poniéndolos a prueba una vez que están elaborados. 155 - 156 Determinan cómo presentarán los resultados de su proyecto. Elaboran los productos necesarios teniendo en cuenta las pautas que proporciona el libro y la orientación del docente. 156 - 157 3-5 Comuniquen 6 Evalúen al Actividades Sesión Contenido Proyecto Desarrollen Periodo: del Evalúan el alcance de sus proyectos con la ayuda de rúbricas, considerando diversos aspectos como conocimientos, habilidades y actitudes. 157 Sugerencias Considere algunas actividades desencadenantes para presentar a los alumnos, por ejemplo, videos en los que se haga uso de una fuerza o en los que se ponga en funcionamiento algún circuito eléctrico o un campo de atracción magnético. Favorezca la explicitación de las ideas de los estudiantes para reconocer sus intereses. 82 © Todos los derechos reservados, Ek Editores, S. A. de C. V. Duración: una semana Recomendaciones didácticas Páginas 152 - 157 Antes del inicio del proyecto, procure identificar en los alumnos las habilidades que pueden poner en práctica, así como las que sean capaces desarrollar. Recuerde que esta etapa tiene como propósito orientar a los estudiantes para que elijan el tema de su proyecto y lo lleven a cabo aplicando los aprendizajes del bloque. No olvide que este proyecto debe llevarlo a cabo a lo largo del trimestre. Además, dado que lo elegirán los estudiantes, tiene que guardar relación con los contenidos que revisará en el bloque. Le sugerimos que, de vez en cuando, haga una pausa para que los estudiantes respondan preguntas como las siguientes: ¿qué sabemos acerca del tema?, ¿qué más queremos saber?, ¿qué aplicaciones podemos dar a lo aprendido? El proyecto que le presentamos guarda relación con las fuerzas y cómo contrarrestarlas en la construcción de un puente. Sin embargo, los estudiantes pueden decidir hacer algo distinto; por tal razón, le proponemos estas actividades desencadenantes: © Todos los derechos reservados, Ek Editores, S. A. de C. V. Una visita a un parque de diversiones para estudiar el movimiento de distintos objetos, o a un zoológico para averiguar la velocidad los felinos y conocer la manera en que se mueven. Hacer experimentos para demostrar el paso de la electricidad y cómo ocurre el magnetismo. Lecturas acerca del funcionamiento de las partes de un autmóvil, por ejemplo, el acelerador, el freno, el volante. Durante la planeación del proyecto, verifique que el problema propuesto por cada equipo sea viable y esté al alcance de los estudiantes. Recomiéndeles el uso de una bitácora para escribir todas las actividades que llevarán a cabo. Durante el desarrollo, guíe a los estudiantes para que participen en cada actividad propuesta en el plan de trabajo o planeador. Asegure que todos tengan claras las responsabilidades y verifique el tiempo asignado a cada actividad. En caso de que los alumnos opten por hacer una investigación respecto a algún tema en particular relacionado con el movimiento, las fuerzas, la electricidad o el magnetismo, proporcione instrucciones claras para que organicen la información obtenida y la comprendan; por ejemplo: Verifique que tengan claro el propósito de la investigación. Sugiérales formular preguntas que contestarán con los datos obtenidos. Ayúdeles a determinar las partes relevantes del texto, es decir, aquellas que tienen las ideas principales; para ello, puede pedirles subrayar, tomar notas o hacer una lectura parcial. Muestre a los alumnos cómo jerarquizar la información a partir de las ideas principales, de manera que puedan elaborar sus propios textos de conclusión. Si sus alumnos buscarán información en internet, oriéntelos dándoles algunas sugerencias. Al finalizar la fase, guíelos para que determinen cómo darán a conocer los resultados del proyecto. Motívelos para que den a conocer los resultados de su proyecto. Sugiera la elaboración de un producto con el que puedan divulgar todas las actividades que llevaron a cabo durante el trabajo, así como los logros y desaciertos obtenidos. Puede pedirles que hagan mapas mentales para mostrar todas las ideas que surgieron antes de elegir el tema del proyecto; también ilustrar el cuadro de planeación que emplearon en la fase correspondiente. Al final, invítelos a contar las experiencias obtenidas y mencionar para qué pueden emplear los conocimientos adquiridos. Pídales que digan si les interesaría participar en otro proyecto derivado de los resultados que obtuvieron en este. Notas: 83 Evaluación tipo pisa Escuela: Fecha: Nombre: No. de lista: Grado y grupo: Aciertos: Calificación: 1. Lee el texto. Con 262 m de altura, la cortina de la presa Chicoasén, en Chiapas, es la más alta del país. Esta da una idea de la profundidad del agua de la presa que se utiliza para la generación de energía eléctrica cuando varias caídas de agua consiguen mover rotores dentro de generadores eléctricos. Entre más altura tenga una caída de agua, mayor velocidad de rotación provocará en los rotores. La energía eléctrica que se produce en Chicoasén se suministra a algunos estados del sureste del país, tanto para la industria como para uso residencial. La presa, cuyo nombre oficial es Ing. Manuel Moreno Torres, se encuentra río abajo de una de las maravillas naturales más impresionantes de México: el Cañón del Sumidero, donde el río Grijalva formó, a través de millones de años, un enorme cañón o paso entre las montañas. 2. Responde. a) ¿Cómo se produce la energía eléctrica en un generador? b) Chicoasén es una hidroeléctrica. ¿Qué otro tipo de industrias o plantas producen energía eléctrica y cuál es el proceso que utilizan? c) Menciona 10 dispositivos del hogar o la escuela que utilicen energía eléctrica. Observa a tu alrededor. 84 © Todos los derechos reservados, Ek Editores, S. A. de C. V. Descarga en el portal digital Cortina y embalse de una presa hidroeléctrica. d) ¿Qué cuidados debemos de tener con la energía eléctrica del hogar? e) ¿Cómo se genera energía eléctrica con el agua? f) ¿De dónde proviene la energía del agua? Te puedes apoyar en un esquema. g) ¿Qué diferencias y similitudes tienen los motores y los generadores eléctricos? © Todos los derechos reservados, Ek Editores, S. A. de C. V. Descarga en el portal digital 3. Lee el texto y completa el esquema. a) Rescata las ideas principales de las funciones de la temperatura del cuerpo humano incluyendo el mecanismo de la regulación de la temperatura cuando una persona tiene fiebre. Con seguridad has tenido fiebre en más de una ocasión; quizá la última vez fue hace poco. La fiebre puede ser un mecanismo de defensa del cuerpo ante agentes patógenos, pero no es la única razón para que la temperatura del cuerpo aumente o se modifique. Funciones de la temperatura del cuerpo humano Temperatura del cuerpo humano Mecanismos de pérdida de calor Regulación de la temperatura corporal 85 4. Lee el texto e identifica algunos parámetros físicos que están involucrados. Suena el despertador del teléfono celular, son las 6:00 a. m. Brenda se levanta rápido para bañarse y desayunar porque no puede llegar tarde a su examen. Abre la puerta de la casa y se dirige 30 metros a paso veloz para tomar el autobús que generalmente aborda a las 6:30 a. m. Sube al camión y se traslada rumbo a la escuela que se encuentra en la misma avenida en donde vive y que cruza casi toda su ciudad, a 30 kilómetros de distancia de su casa, es decir, a media hora. Antes de llegar a la escuela, el camión hace varias paradas para que la gente descienda y aborde. En la cuarta parada, baja y corre porque, aunque está a buen tiempo, quiere aprovechar los 15 minutos que faltan para repasar el último capítulo. Se sienta en una banca de hasta adelante, donde siempre le ha gustado tomar la clase, levanta su mochila, saca su cuaderno de notas y las lee. Siente que el tiempo pasa con rapidez y cuando levanta la mirada, su maestra está frente a ella. El examen va a comenzar. 5. Escribe lo que se indica. a) Algún pasaje del relato en que se encuentre involucrada explícita o implícitamente una distancia. c) Una parte del relato en la que se encuentre involucrada explícita o implícitamente una aceleración. d) Algún fragmento del relato donde se encuentre involucrada explícita o implícitamente una fuerza. e) Grafica la velocidad del camión. 86 © Todos los derechos reservados, Ek Editores, S. A. de C. V. Descarga en el portal digital b) Un pasaje del relato donde se encuentre involucrada explícita o implícitamente una velocidad. Puedes realizar algunas suposiciones que se desprendan del escrito. © Todos los derechos reservados, Ek Editores, S. A. de C. V. Trimestre 3 87 Dosificación trimestre 3 28 - 29 30 Materia, energía e interacciones Diversidad, continuidad y cambio Tema 16. ¿Cómo son las ondas electromagnéticas? Interacciones 17. Tecnología y salud Sistemas del cuerpo humano y salud Describe e interpreta los principios básicos de algunos desarrollos tecnológicos que se aplican en el campo de la salud. Tiempo y cambio Analiza cambios en la historia relativos a la tecnología en diversas actividades humanas (medición, transporte, industria, telecomunicaciones) para valorar su impacto en la vida cotidiana y en la transformación de la sociedad. 18. Tecnología, vida cotidiana y sociedad 32 - 33 19. La atracción entre dos cuerpos, ¿una cuestión de gravedad? Sistema Solar 36 - 37 Aprendizaje esperado Describe la generación, diversidad y comportamiento de las ondas electromagnéticas como resultado de la interacción entre electricidad y magnetismo. 31 34 - 35 88 Secuencia Analiza la gravitación y su papel en la explicación del movimiento de los planetas y en la caída de los cuerpos (atracción) en la superficie terrestre. 20. ¿Cómo es el Sistema Solar? Describe las características y dinámica del Sistema Solar. 21. El Universo Describe algunos avances en las características y composición del Universo (estrellas, galaxias y otros sistemas). Naturaleza macro, micro y submicro Describe cómo se lleva a cabo la exploración de los cuerpos celestes por medio de la detección y procesamiento de las ondas electromagnéticas que emiten. 38 22. Todo depende cómo se mire 39 23. La evolución del Universo Tiempo y cambio 40 Proyecto A un paso del Universo Identifica algunos aspectos sobre la evolución del Universo. © Todos los derechos reservados, Ek Editores, S. A. de C. V. Semana Sistemas Diversidad, continuidad y cambio Sistemas Materia, energía e interacciones Eje © Todos los derechos reservados, Ek Editores, S. A. de C. V. Contenido Inducción de lejos Ondas periódicas Velocidad de la luz Espectro electromagnético Páginas del libro Inducción de corriente Corriente eléctrica, voltaje y transformadores Corriente alterna La tecnología y sus inicios Avances tecnológicos relacionados con la salud Desarrollos tecnológicos, salud e impacto social 170 - 177 Tecnología y medición Tecnología y transporte Tecnología e industria Tecnología y telecomunicaciones 178 - 185 La fuerza de gravedad y el peso de los cuerpos Ley de gravitación universal Conocimientos iniciales referentes al movimiento de los planetas 186 - 193 El Sistema Solar ¿Cómo se mueven los planetas? ¿Días y noches en todas partes? La observación del Sistema Solar 194 - 201 Ideas acerca del Universo ¿Qué utilizamos para conocer el Universo? Características y composición del Universo Componentes del Universo 202 - 211 El Universo en infrarrojo El Universo en otro tipo de radiaciones Hacia el origen del Universo La gran explosión o Big Bang 160 - 169 212 - 217 Teorías del Universo ¿Qué pasó después de que se originó el Universo? 218 - 223 224 - 229 89 Evaluación diagnóstica Escuela: Fecha: Nombre: No. de lista: Grado y grupo: Aciertos: 1. Responde. a) ¿De qué material se hacen los imanes? Calificación: 3. Traza ondas. b) ¿Dónde se concentra la acción de los imanes? c) ¿Qué es una brújula? 4. Escribe para qué se utilizan los rayos X. e) ¿Qué relación hay entre una brújula y el campo magnético? f) ¿Qué es un electroimán? ¿Para qué se emplea? 2. Ordena del 1 al 4 el camino que sigue la electricidad. 90 Transporte Generación Uso de la electricidad Distribución 5. Escribe el nombre del instrumento según corresponda. Instrumento que sirve para observar objetos o seres muy pequeños como células y microorganismos que no se pueden observar a simple vista. Aplica radiación térmica para identificar las zonas del cuerpo que tienen diferente temperatura. Instrumento permite observar objetos lejanos. que 6. Escribe una situación en la que puedes sentir la gravedad. © Todos los derechos reservados, Ek Editores, S. A. de C. V. Descarga en el portal digital d) ¿Cómo funciona una brújula? 7. Escribe la relación entre masa y gravedad. a) ¿Cuál es la estrella de mayor tamaño en el Sistema Solar? b) ¿Qué posición ocupa la Tierra en el Sistema Solar? 8. Subraya la respuesta correcta. a) Es un cuerpo luminoso. Diamante Vidrio Estrella Espejo b) En el Sistema Solar es el planeta más frío por su distancia al Sol. Neptuno Marte Tierra Júpiter © Todos los derechos reservados, Ek Editores, S. A. de C. V. Descarga en el portal digital c) El Sol es un cuerpo celeste que produce luz, por eso se considera como... asteroide. planeta. meteoro. estrella. d) El movimiento de rotación de la Tierra alrededor de su eje origina... el día y la noche. el año. las nubes. las fases lunares. e) El Sistema Solar se ubica en la Vía Láctea, que es... una galaxia. una estrella. un planeta. un asteroide. c) ¿Cuál es el planeta más grande? 10. Marca con una ü las características del planeta en que vives. Tiene forma ovoide. Tiene forma elíptica. Tiene varios satélites naturales que giran en torno a él. Solo tiene un satélite natural. Solo se mueve por la noche. Siempre está en movimiento. Gira sobre un eje de rotación. Refleja la luz solar. El día es el tiempo que tarda la Tierra en dar una vuelta completa sobre sí misma. Dura 24 horas. Gira alrededor del Sol en trayectoria elíptica. Gira alrededor del Sol en trayectoria ovoide. 11. Menciona las estaciones del año y cuáles son los factores astronómicos que influyen para que ocurran. 9. Observa la imagen y responde. 91 Planeación didáctica 28 Eje: Materia, energía e interacciones Tema: Interacciones Secuencia 16. ¿Cómo son las ondas electromagnéticas? Aprendizaje esperado: Describe la generación, diversidad y comportamiento de las ondas electromagnéticas como resultado de la interacción entre electricidad y magnetismo. Etapa Inicio Sesiones: 6 al de Contenido 1 Ideas iniciales sobre las ondas, electricidad y magnetismo Analiza situaciones cotidianas relacionadas con la energía y el sonido, así como sus interacciones. Expresa sus ideas iniciales respecto a las ondas, la electricidad y el magnetismo. 160 Inducción de corriente Revisa los componentes de un aparato electrónico. Participa en un experimento con el fin de elaborar un circuito simple para generar corriente eléctrica. 160 - 161 Revisa la manera de inducir un campo magnético y una corriente eléctrica por un campo magnético. Reconoce qué son un electroimán y un galvanómetro. Analiza y reconoce actividades cotidianas en las que es necesario el uso de energía eléctrica y de dónde proviene. 161 Identifica de dónde proviene la corriente eléctrica que utiliza en su casa. Reconoce las funciones de un transformador. Participa en una actividad para identificar aparatos que requieren corriente eléctrica. Reconoce el uso de transformadores. 162 Identifica los tipos de circuito para obtener corriente inducida y generar corriente alterna. Reconoce la inducción de corriente a gran distancia por un campo variable. 163 Identifica, en una representación, la parte magnética de una onda electromagnética. Reconoce las características de una onda periódica. Conoce los experimentos de Hertz y el impacto que tienen en la actualidad. 164 3 Corriente eléctrica, voltaje y transformadores 4 Corriente alterna 5 6 Inducción de lejos Ondas, ¿de qué? Actividades Páginas del libro Sesión 2 Desarrollo Periodo: del Sugerencias Recomiende a los estudiantes comentar los usos que dan a la energía eléctrica, así como las medidas que pueden llevar a cabo para su ahorro. 92 © Todos los derechos reservados, Ek Editores, S. A. de C. V. Duración: una semana Solucionario Página 160. Inicio 1. a) y b) R. M. ¡Actívate! Luz Energía Tiempo Botones Sonido c) R. M. ¿Qué es la luz? Es la radiación electromagnética y se aprecia por el tipo de ondas que se reflejan en las superficies de los objetos. ¿Por qué... Por el espectro electromagnético. ¿Qué es el sonido? Son ondas que se propagan como vibraciones longitudinales. ¿Por qué... Por el timbre que los caracteriza. ¿Cómo funciona… Convierte la energía eléctrica en microondas de radio de alta frecuencia. ¿Cómo logra… Las microondas hacen vibrar, por resonancia, las moléculas de agua que tiene la comida, absorben la energía y elevan su temperatura. ¿Qué tienen en común… Todos pertenecen al espectro electromagnético. 2. Con base... R. M. 1. En equipo… R. M. ¿En qué actividades… Para iluminar mi casa, ver televisión, utilizar consolas de videojuegos, cargar mi celular o dispositivos electrónicos, calentar mi comida o hacer unas palomitas. Imagina tu vida… Para calentar mi comida tendría que usar la estufa; utilizar velas para alumbrar en la noche. ¿Cuáles podrías… Las actividades que podría hacer son cocinar mi comida y alumbrar con velas el espacio en donde me encuentre; las actividades que no podría hacer son usar televisión, consolas de videojuegos, computadora ni teléfono celular. ¿De dónde… De una planta que genera electricidad. ¿Cómo llega… Por una instalación que hicieron los trabajadores de la compañía de luz. Página 162. ¡Actívate! 1. Haz un recorrido… a) R. M. Teléfono Televisión Idea inicial Consolas ¿Qué es una onda? Es una vibración que se transmite de una molécula a otra en diferentes medios. ¿Cómo… Se genera cuando se perturba el centro emisor o foco. ¿Cómo viaja… Utiliza cualquier medio para viajar como el aire, el agua y los cuerpos sólidos. ¿Qué relación… Una genera al otro. © Todos los derechos reservados, Ek Editores, S. A. de C. V. ¡Actívate! 1. Observa… R. M. ¿Qué sucederá con los clips? Algunos quedarán pegados en el clavo, pero no los 10. ¿Qué observarán si aproximan los 10 clips? Que se sienten atraídos por el campo magnético y es probable que se queden más de 3 o 4. Página 161 2. Planteen… R. M. A mayor número de vueltas del alambre alrededor del clavo, mayor el campo magnético que se genera. Refrigerador Horno de microondas Robot de cocina Computadora Módem para internet Impresora b) Página 163. Para profundizar R. M. 1. Comenta… A mayor número de vueltas, mayor es el voltaje; a menor número de vueltas, menor voltaje. 2. Con ayuda…. a) Vp = Vs NP Ns b) 120 = 20 30 5 120 240 = 10 20 4=4 12 = 12 93 Planeación didáctica 29 Eje: Materia, energía e interacciones Tema: Interacciones Secuencia 16. ¿Cómo son las ondas electromagnéticas? Aprendizaje esperado: Describe la generación, diversidad y comportamiento de las ondas electromagnéticas como resultado de la interacción entre electricidad y magnetismo. Duración: una semana Etapa Sesión Sesiones: 6 Contenido Periodo: del al de Actividades Páginas del libro Conoce las longitudes de ondas y su comportamiento. Identifica los tipos de ondas (cortas y largas). 165 2 Reconoce el uso de las ondas en diversas áreas de la ciencia y medicina. Compara distintos tipos de ondas. Reconoce la importancia de las ondas en la vida cotidiana. 166 3 Participa en un experimento para ampliar la información acerca del fenómeno de dispersión. 1 El espectro electromagnético Desarrollo 166 4 Comenta casos de dispersión e infiere cómo es la longitud de onda de la luz led en comparación con la de la luz visible. 167 5 Importancia del espectro electromagnético Reconoce el uso práctico de las ondas del espectro electromagnético. Reconoce cambios en sus ideas iniciales respecto a las ondas electromagnéticas. Describe en un esquema cómo se genera un tipo de ondas electromagnéticas. 168 6 Los satélites artificiales Reconoce la importancia de los satélites artificiales y la relación que tienen con las ondas electromagnéticas. 169 Cierre Sugerencias Revise con los alumnos la evolución de la Idea inicial a la Idea final, así como los argumentos en relación al uso de las ondas electromagnéticas en su vida cotidiana. 94 © Todos los derechos reservados, Ek Editores, S. A. de C. V. Luz invisible de led Solucionario Página 166. ¡Actívate! 2. Revisa… R. M. 2 450 MHz λf=c λ=c/f 300 000 km λ= = 122.4489 m 2 450 MHz s Página 167. ¡Ciencia en acción! 1. Con base en sus observaciones… R. M. Primera fase: ¿De qué color se ve la luz de la lámpara? Roja / Vino. ¿A qué color tiende la luz… Rojo. ¿Ese color es de longitud de onda larga o corta? Larga. ¿Qué tanto se absorbió la luz led? Casi toda, no se podía ver a través del vaso de refresco. Segunda fase: ¿En qué caso hubo mayor dispersión… Led. ¿Cómo piensan… Menor que la visible. Página 168. Digitalmente R. M. Verifique el cuadro sinóptico de los estudiantes. Tome en cuenta los conceptos trabajados en la secuencia y la información que proporcionan las páginas electrónicas. Idea final ¿Qué es una onda electromagnética? Son ondas que tienen componentes eléctricos y magnéticos. ¿Qué son los rayos X?, ¿para qué se utilizan? Son radiación electromagnética que nos permite ver nuestros huesos debido a que, cuando interactúa con la materia, produce la ionización de los átomos. ¿Qué tienen en común… Todas son ondas electromagnéticas. ¿Por qué? Pertenecen al mismo fenómeno físico, lo único que las hace diferentes es la longitud de onda que nos permite ver solo algunas. Página 169. ¡Vivo la ciencia! 1. Comenta… R. M. ¿Por qué no es necesario mover las antenas con forma de plato para seguir al satélite que envía la señal de televisión? Por el movimiento de rotación de la Tierra. ¿Por qué no es suficiente un solo satélite para estar comunicado con el mundo de manera continua? Por la cantidad de personas que recibimos y enviamos datos desde cualquier dispositivo electrónico. © Todos los derechos reservados, Ek Editores, S. A. de C. V. Recomendaciones didácticas Oriente a los estudiantes a fin de que logren identificar los distintos rangos del espectro electromagnético, para las diferentes longitudes de onda, de menor a mayor valor. Pídales que resalten las distintas longitudes de onda y la disposición de los colores del espectro de la luz visible. Después, invítelos a buscar otros tipos de radiaciones que completen el espectro. Solicite a los alumnos que mencionen cuáles son las longitudes que corresponden a las ondas de radio, microondas, rayos X y rayos gamma. Pídales que indiquen cuáles son las mayores y cuáles las menores. También sugiera que mencionen los colores del espectro visible. Haga preguntas como las siguientes: ¿qué significa infrarrojo?, ¿y ultravioleta? Solicite a los educandos que indiquen los valores numéricos de las longitudes de onda o las frecuencias de los límites de los diferentes rangos del espectro electromagnético. Una interesante actividad que puede hacer con los alumnos es la obtención sencilla de espectros con espectroscopios caseros elaborados con cajas pequeñas de cartón y trozos de algún CD que ya no funcione. Explique a los estudiantes que los espectroscopios son instrumentos que se emplean para descomponer la luz en su espectro. La dispersión se puede realizar por refracción (espectroscopio de prisma) o por difracción (espectroscopio de red). Por último, coménteles que las microondas se sitúan entre las ondas de radio y el infrarrojo, y comparten las propiedades de ambas radiaciones, por lo que se utilizan en comunicaciones, ya que se propagan mejor que otras ondas de menor frecuencia. Dado que tienen la propiedad de hacer vibrar ciertas moléculas de los cuerpos que atraviesan, se emplean también para calentar alimentos en los hornos microondas. 95 Planeación didáctica 30 Eje: Sistemas Tema: Sistemas del cuerpo humano y salud Secuencia 17. Tecnología y salud Aprendizaje esperado: Describe e interpreta los principios básicos de algunos desarrollos tecnológicos que se aplican en el campo de la salud. Etapa Inicio Desarrollo Sesión Sesiones: 6 Contenido al de Actividades Páginas del libro 170 1 Ideas iniciales sobre tecnología y la salud Recuerda y analiza la importancia de los desarrollos tecnológicos en el campo de la salud. Investiga y reconoce en su entorno social y familiar padecimientos, así como instrumentos o técnicas que se utilizan para diagnosticarlos. 2 La tecnología y sus inicios Investiga sobre la importancia de los desarrollos tecnológicos en la ciencia y la salud en diversas épocas históricas. 170 - 171 Avances tecnológicos relacionados con la salud Investiga, analiza y comenta el desarrollo de tecnologías en el siglo xviii para estudiar el cuerpo humano. Identifica y conoce el avance de los rayos X, así como la ciencia que los estudia. Reconoce el funcionamiento de los rayos X y de algunos dispositivos tecnológicos. 172 - 174 Identifica y reconoce el impacto social que tienen los desarrollos tecnológicos en la actualidad. Consolida la importancia de los desarrollos tecnológicos (resonancia magnética, ultrasonido, rayos X) en su vida cotidiana. 174 - 176 Explica con sus propias palabras qué es la tecnología y cómo ha favorecido la salud de las personas. Reconoce la importancia de un aparato para la detección temprana del cáncer, así como su funcionamiento. 176 - 177 3 4 5 Cierre Periodo: del 6 Desarrollos tecnológicos, salud e impacto social Sugerencias Revise con los alumnos las investigaciones que llevarán a cabo durante esta secuencia para que asocien los hallazgos con su vida cotidiana; utilicen sitios de internet confiables. Invite a los estudiantes a aplicar entrevistas en su entorno social y familiar. 96 © Todos los derechos reservados, Ek Editores, S. A. de C. V. Duración: una semana Solucionario Página 170. Inicio Páginas 173 y 174. Para profundizar 1. a) R. M. Dentro del termómetro hay mercurio, que se dilata cuando entra en contacto con el calor. Lo utilizamos para saber si tenemos fiebre; también podemos ocuparlo en la cocina. 1. c) R. M. ¿Qué es… Médico que se especializa en hacer diagnósticos y tratamientos de enfermedades que se pueden diagnosticar al utilizar rayos X, tomografías, resonancia magnética nuclear, etcétera. ¿Quién y cómo… Wilhelm Conrad Röntgen los descubrió al notar que, cuando una corriente eléctrica pasaba por el tubo de Crookes, el papel tintado con cianuro de bario cambiaba a un color fluorescente; repitió el experimento, pero ahora cubriendo el tubo con un cartón negro. La primera radiografía que se tomó fue de una mano de la esposa de este científico. ¿Qué corriente… El aparato de rayos X tiene un cabezal con dos transformadores: el circuito de baja tensión, que reduce la corriente de 220 volts a 5 o 10 volts, y el de alta tensión, que aumenta la corriente de 220 volts a 70 000 volts. ¿Cómo interactúan… Los electrones que tiene el objeto provocan la interacción con los rayos X para generar la imagen. ¿Qué cuidados… Conocer los ajustes correctos de la máquina; utilizar guantes, gafas de protección, mascarilla y chalecos de plomo. ¿Qué otros… Ultrasonidos Doppler, que permitían ver y evaluar la circulación de la sangre, y la resonancia magnética. 2. Piensa en la salud... R. M. Problema Se estudian con… Fractura de hueso Rayos X Cáncer de seno Mamografías 4. Con la orientación... R. M. Idea inicial La tecnología es… aquellas técnicas que nos han ayudado a resolver problemas de nuestra salud, la forma de estudiar e investigar. La tecnología ha… nos ayuda a hacer diagnósticos tempranos para atacar y curar enfermedades. © Todos los derechos reservados, Ek Editores, S. A. de C. V. Páginas 171 y 172. ¡Actívate! Lee… R. M. a) Necrópolis, fisionomía humana y egiptólogos. b) Responde. ¿Qué evidencia tecnológica… Movilidad de la extensión protésica. ¿En qué estudios… Fisionomía humana. ¿Qué beneficios… En esa época fue un beneficio estético y de comodidad. ¿Qué otros… Rayos X, microscopia avanzada y tomografía computarizada. c) Banco hipocrático (banco de madera para tratar las fracturas y luxaciones), uso del kohl para tratar enfermedades oculares, prótesis oculares que hacían los embalsamadores de Egipto. d) Investiguen. Quién o quiénes… Galileo Galilei, Santorre Santorio, Gabriel Fahrenheit. Papel que desempeñó… El vidrio comenzó a ocuparse para preservar algunos alimentos. El físico y matemático Evangelista Torricelli reconoció que el aire tiene peso y la presión atmosférica puede variar; también creó el barómetro. Robert Boyle descubrió las primeras leyes que tienen relación con la temperatura. Tipos de termómetros… Termómetro digital: mide la temperatura utilizando un circuito eléctrico. Termómetro de mercurio: tubo de vidrio sellado con mercurio y alcohol, que al entrar en contacto con la temperatura cambia su volumen. Página 176 1. Completa… R. M. Idea final La tecnología es… el conjunto de conocimientos que permite la creación de artefactos o procesos para su producción. La tecnología… ayuda a los diagnósticos tempranos de las enfermedades y se puede aplicar en la cura. Página 177. ¡Vivo la ciencia! R. M. 1. Escribe de qué manera… Uno de los principios básicos de la tecnología es la radiación electromagnética (que estudiamos en la secuencia); en este caso, el dispositivo que inventó Julián emite ondas que permiten detectar el cáncer de mama. Lo más importante es que es un proceso no invasivo y práctico para las mujeres. 97 Planeación didáctica 31 Eje: Diversidad, continuidad y cambio Tema: Tiempo y cambio Secuencia 18. Tecnología, vida cotidiana y sociedad Aprendizaje esperado: Analiza cambios en la historia, relativos a la tecnología en diversas actividades humanas (medición, transporte, industria, telecomunicaciones), para valorar su impacto en la vida cotidiana y en la transformación de la sociedad. Etapa Inicio Sesiones: 6 Contenido Actividades Páginas del libro Ideas iniciales sobre la tecnología, vida cotidiana y sociedad Analiza y participa en un experimento relacionado con el uso del código Morse antes de que llegaran las nuevas tecnologías para comunicarnos. Expresa sus primeras ideas respecto a los objetos que se consideran “tecnología” y la manera en que han cambiado la forma de vida de las personas. 178 Tecnología y medición Identifica y utiliza instrumentos de medición (balanza, metro) para indicar la masa, el volumen u otra magnitud. Investiga algunos desarrollos tecnológicos relacionados con la medición. 179 - 180 3 Tecnología y transporte Analiza y comenta cómo la tecnología del gps es importante en su vida cotidiana, así como los avances de los transportes. Expone, en equipos, el impacto económico y ambiental del uso de algún tipo de tecnología. 181 - 182 4 Tecnología e industria Identifica el desarrollo tecnológico a partir del Renacimiento a la fecha. Analiza ventajas y consecuencias de dicho desarrollo tecnológico. 182 - 183 5 Tecnología y telecomunicaciones Identifica y conoce el avance de los servicios de las telecomunicaciones. Discute la importancia de la tecnología en la actualidad. 183 - 184 Tecnología y actividades humanas Elabora un mapa mental relacionado con la tecnología y las actividades humanas. Manifiesta sus ideas finales en torno al tema de la secuencia. Conoce un desarrollo tecnológico en el que intervino un mexicano. 184 - 185 Sesión 1 2 Desarrollo Cierre Periodo: del ____ al ______ de ___________________. 6 Sugerencias Invite a los alumnos a concientizar el avance de la tecnología en su vida cotidiana. Utilice las secciones Para profundizar… y Digitalmente para que generen y consoliden los conocimientos de esta secuencia. 98 © Todos los derechos reservados, Ek Editores, S. A. de C. V. Duración: una semana Solucionario Página 178 Página 184. Digitalmente 1. Respondan en equipo… R. M. Averigua… R. M. Idea inicial ¿Qué objetos… Teléfonos inteligentes, consolas de videojuegos, computadoras y tabletas. ¿Qué desarrollos… Medición: dispositivos de monitorización de glucosa. Transporte: tren bala. Industria: aspiradoras inalámbricas. Telecomunicaciones: Algunas aplicaciones que se pueden emplear en los teléfonos móviles. ¿Qué hacemos… Utilizamos aplicaciones, internet, redes sociales y teléfonos fijos. ¿Cómo ha cambiado… Nos han hecho la vida sencilla y práctica. Página 180. ¡Actívate! 1. Consigue cinco objetos... R. L. 2. Investiga con qué… R. M. Consumo de agua: medidor de agua, indica metros cúbicos y litros. Luz: vatihorímetro o contador eléctrico. Gas: contador de gas. Página 183. Para profundizar 1. En equipo investiguen… R. M. 1735 François Cuvilliés © Todos los derechos reservados, Ek Editores, S. A. de C. V. Estufa Castrol Logra encerrar por primera vez el fuego en cuatro paredes, tenía varios fogones cubiertos por chapas de hierro. 1892 R. E. Crompto y J. H. Dowsing Inventan la primera estufa eléctrica para uso doméstico. 1912 Tipos de estufa Estufa de alfarería Estufa de leña Estufa de carbón Estufa de gas Estufa solar Gracias a Albert Marsh, se sustituye la placa pesada de hierro por níquel y cromo, ya que estos aguantan temperaturas altas sin fundirse. 2. Analicen… R. M. ¿En qué momento… Revolución Industrial. ¿Cómo se benefició… En el caso de la estufa, mejoró la forma de cocción de los alimentos. ¿Qué consecuencias… Emisión y contaminación de gases tóxicos. ¿Qué problemas... Muchos obreros se quedaron sin trabajo; la población se dividió en burgueses y sindicales. Satélite artificial ¿Qué es? Es una nave espacial que orbita alrededor de asteroides o planetas. ¿Cuál es la base de su funcionamiento? Están formados por varios subsistemas que envían información a la Tierra y, a la vez, reciben una señal. ¿Cómo han influido en la sociedad? Gracias a ellos recibimos señales de televisión, radio y telefonía, entre otras funciones. ¿Cuáles son las consecuencias de su uso desmedido? Pueden orbitar como basura espacial. Cierre 3. Contesta… R.M Idea final ¿Qué es para ti… Es el desarrollo de los elementos que ocupamos en nuestra vida y que nos facilitan las actividades diarias. ¿Cómo ha transformado… Se hacen diferencias entre la gente que puede adquirir tecnología y la que no. En la educación es positivo, ya que ahora se puede estudiar desde casa con las plataformas online. Página 185. ¡Vivo la ciencia! 1. Comenta con tus compañeros… R. M. ¿Qué problema… Reproducir imágenes utilizando los colores primarios. ¿Qué diferencia… Televisión analógica Televisión digital Transmisión por pulsos electrónicos. Sistemas de códigos binarios. La imagen y el sonido llegan por ondas de radio que viajan por el aire en bandas de frecuencia muy alta. Se transmite por satélite, cable o vía de radiofrecuencia terrestre. 99 Planeación didáctica 32 Eje: Sistemas Tema: Sistema Solar Secuencia 19. La atracción entre dos cuerpos, ¿una cuestión de gravedad? Aprendizaje esperado: Analiza la gravitación y su papel en la explicación del movimiento de los planetas y en la caída de los cuerpos (atracción) en la superficie terrestre. Etapa Inicio Sesiones: 6 al de Contenido Actividades Páginas del libro Ideas iniciales sobre la atracción entre dos cuerpos Participa en una experiencia para analizar y crear su propio concepto de la fuerza de gravedad y la relación que existe entre la velocidad y el tiempo. Manifiesta sus primeras ideas respecto a la caída de los cuerpos. 186 Reconoce la fuerza de gravedad como aquella que atrae los cuerpos hacia el centro de la Tierra y los mantiene en la superficie de esta. Comenta el impacto que tiene la fuerza de gravedad en el cuerpo. Lee un caso en el que advierte lo que ocurre cuando no hay fuerza de gravedad. 187 3 Lleva a cabo un experimento para determinar por qué las cosas caen al soltarlas. 188 4 Comprende el concepto fuerza de atracción y su relación con el peso. Recupera sus saberes previos y los complementa con los nuevos conocimientos para formular explicaciones en un experimento. Reconoce que, para que la fuerza de gravedad exista, se requieren dos cuerpos. 188 - 189 Reconoce que el peso del cuerpo es la fuerza de atracción o de gravedad que la Tierra ejerce sobre él. Explica por qué cae más rápido una roca que una hoja de papel. 189 Comprende lo que ocurre en la Luna respecto a la fuerza de gravedad. 189 Sesión 1 2 La fuerza de gravedad Desarrollo Periodo: del La fuerza de gravedad y el peso de los cuerpos 5 6 La ley de gravitación universal Sugerencias Es importante que los alumnos lleven a cabo los experimentos de esta secuencia fuera del aula, para que puedan observar otras variables además del peso y la fuerza de gravedad. 100 © Todos los derechos reservados, Ek Editores, S. A. de C. V. Duración: una semana Solucionario Página 186. Inicio 1. Con ayuda del docente… R. M. d) El resto del equipo... Objeto Tiempo que tardó en caer (segundos) Goma de borrar 0.95 s Bolígrafo 0.66 s Zapato 0.82 s Suéter 0.82 s f) Ahora pidan... El globo con helio se eleva. g) Con la orientación... ¿Por qué cuando… Porque la gravedad atrae todos los cuerpos. ¿Por qué unas cosas… Por su masa. ¿Por qué cuando… Porque la gravedad la atrae. ¿Cómo explican… El helio es un gas ligero y no es atraído por la gravedad. Idea inicial R. M. ¿Por qué caen… Porque la gravedad los atrae. ¿Por qué algunos… Por la cantidad de masa que tienen. ¿Cuáles deben… Tener el mismo peso y masa. ¿Crees que la Tierra… La Tierra también atrae a la Luna; la Luna no se cae porque se mueve alrededor del planeta. © Todos los derechos reservados, Ek Editores, S. A. de C. V. Páginas 187 y 188. ¡Actívate! 2. Comenten... R. M. ¿Cuál es la causa… Porque no hay gravedad. Después de una estancia… Porque pierden fuerza muscular por la falta de gravedad en el espacio. Página 188. ¡Ciencia en acción! 2. En equipo comenten… R. M. ¿Qué sucederá si… El cuaderno toca primero el suelo. ¿Y si pegan… Los dos caen al mismo tiempo, pero la hoja toca primero el suelo por su posición. 3. En equipo experimenten… R. M. ¿Los resultados… Sí, porque todos los cuerpos son atraídos por la gravedad. Página 189. ¡Actívate! 1. Explica… R. M. ¿Por qué cae… Porque el aire crea más resistencia sobre la hoja, a diferencia de la piedra. Evaluación formativa 1. Recupera tus ideas… R. M. Considerando… Que la gravedad solo es uno de los factores que aceleran la caída; también depende la resistencia del aire sobre el objeto, así como la cantidad de masa o la forma en que se dispersa la masa del objeto. ¿Qué información… La fuerza de gravedad es lo que nos mantiene de pie en la Tierra y esta, a su vez, atrae todos los objetos que existen. 2. Regresa a… R. M. ¿Cómo explicas… La fuerza de gravedad afecta cualquier objeto, no importa su masa o distribución; al final siempre tocan el suelo. Recomendaciones didácticas En la experiencia de la sección Inicio permita que los estudiantes expongan sus ideas sin importar que sean correctas o erróneas. Cuando los alumnos hayan revisado qué es la fuerza de gravedad y cómo afecta la masa de los objetos, regrese a los resultados de la sección Inicio. Permita que hagan inferencias en cuanto a la masa de los objetos que emplearon en la primera actividad. Oriéntelos para que comprendan que, a mayor masa, mayor fuerza de atracción. Comente con los estudiantes la importancia de la ley de la gravitación universal para explicar el movimiento de los astros. Invítelos a informarse acerca de otros descubrimientos de Newton con respecto a la fuerza de gravedad. Puntualice la constante de la gravitación universal. Explique a los alumnos que dicha constante es un valor numérico que expresa la intensidad de la atracción gravitacional que se produce entre dos objetos de un kilogramo cada uno, separados por un metro de distancia. 101 Planeación didáctica 33 Eje: Sistemas Tema: Sistema Solar Secuencia 19. La atracción entre dos cuerpos, ¿una cuestión de gravedad? Aprendizaje esperado: Analiza la gravitación y su papel en la explicación del movimiento de los planetas y en la caída de los cuerpos (atracción) en la superficie terrestre. Etapa Sesión Contenido al de Actividades Páginas del libro 190 2 Reconoce aportaciones de diversos científicos en torno al movimiento de los planetas. 190 3 Investiga las aportaciones de Kepler, Brahe y Galileo respecto al movimiento de los planetas. Menciona las leyes que formularon y los instrumentos que emplearon. Elabora pliegos con la información obtenida para compartirla con el grupo. 191 Investiga y elabora un organizador gráfico que contiene información acerca de las contribuciones de Isaac Newton. Analiza y comprende la fórmula matemática de la ley de gravitación universal. 191 La ley de gravitación universal Conocimientos iniciales referentes al movimiento de los planetas 4 Cierre Periodo: del Analiza y reconoce la importancia de cómo y quién descubre la gravitación. Analiza y comprende el impacto de los estudios del físico Isaac Newton acerca del Sistema Solar y las órbitas de cada planeta. 1 Desarrollo Sesiones: 6 5 Aplicación de la ley Comprende cómo se puede calcular la fuerza de gravitación unide atracción entre dos personas, entre una versal persona y un planeta o entre dos astros. 6 Manifiesta sus ideas finales respecto a la caída de los objetos y la fuerza de gravedad en el espacio. Compara sus ideas finales con las iniciales y advierte cambios conceptuales. Analiza un caso en el que influye la fuerza de gravedad. Determina la fuerza que hay entre el Sol y la Tierra. La caída de los cuerpos 192 192 - 193 Sugerencias Invite a los alumnos a recuperar los conocimientos de la secuencia 12. Haga preguntas como las siguientes: ¿Por qué la fuerza de gravitación es un tipo de fuerza a distancia? ¿Cómo puedes representarla? Oriente a los estudiantes para que elaboren modelos en los que sea evidente cómo actúa esta fuerza en los cuerpos celestes. 102 © Todos los derechos reservados, Ek Editores, S. A. de C. V. Duración: una semana Solucionario Páginas 190 y 191. Para profundizar 1. Investiga... R. M. ¿Cómo explicaban… Aporte Tycho Brahe Johannes Kepler Galileo Galilei Con los instrumentos que diseñó pudo medir la posición de estrellas y planetas. Su modelo del Universo mencionaba que la Tierra permanecía inmóvil y que el Sol Cuadrante, esfera y la Luna giraban alrededor, pero que Mercurio, Venus, Marte, Júpiter y Saturno armilar y sextante giraban alrededor del Sol. Leyes de Kepler: Los planetas viajan sobre una elipse. Las áreas recorridas por los radios de los planetas es proporcional al tiempo que Telescopio astronómico usan para recorrer el perímetro de la elipse. El cuadrado de los periodos de la órbita de los planetas es igual al cubo de la distancia promedio al Sol. Diseñó el primer telescopio que permitía ver una imagen derecha y que no se distorsionaba, ya que utilizó una lente divergente. Menciona el movimiento de rotación de la Tierra. Es el primero en observar los cuatro satélites de Júpiter. Telescopio Página 191. ¡Actívate! Página 193. ¡Vivo la ciencia! 1. A partir de la ecuación… R. M. ¿Cómo sería la fuerza… Si la masa aumenta el doble, la fuerza entre ellos también; si la distancia disminuye a la mitad, la fuerza entre ellos también. ¿Qué sucedería… Aún hay una fuerza de atracción, ya que es una relación proporcional. 1. Comenta… R. M. ¿Cómo está distribuido… Todo el peso que genera pasa en el palillo que está en los tenedores y después se distribuye en todo el vaso tequilero. ¿Por qué los tenedores… Porque el centro de gravedad está por debajo del punto de apoyo. ¿Cómo actúa… Se anula, por apoyar el peso sobre la misma dirección, debido al principio de acción. ¿Cuál es la función… La fuerza de gravedad es la que empuja los tenedores hacia abajo para que queden equilibrados y el palillo hace presión, por eso se mantiene en equilibrio. 2. Regresa... Respuesta unívoca. Sí. 3. Encuentra con tu equipo... R. M. a) Deben investigar… Masa del Sol: 392 390 kg. La distancia que existe entre el Sol y la Tierra es de 149 × 106 km. b) Expliquen con base… La Tierra se mueve alrededor del Sol siguiendo una órbita elíptica, y al estar a 149 millones de kilómetros del astro, tarda un año en recorrer su órbita. La Tierra ejerce una fuerza de atracción sobre la Luna y el Sol, de la misma manera que la Luna y el Sol ejercen fuerza sobre la Tierra. Página 192. Cierre 1. Contesta… R. M. © Todos los derechos reservados, Ek Editores, S. A. de C. V. Instrumentos Idea inicial ¿Por qué caen los objetos? Porque la fuerza gravitacional los atrae. ¿Por qué no se tocan la Tierra y la Luna? Porque cada una tiene su propia órbita. ¿Dos estrellas se atraen? Sí. ¿Y dos galaxias? Sí, solo que, en ocasiones, una absorbe a la otra, creando la formación estelar. Regresa… R. M. En la respuesta final pude agregar el concepto fuerza de gravedad, así como la persona que lo descubrió al plantear sus leyes y ecuaciones matemáticas. 103 Planeación didáctica 34 Eje: Sistemas Tema: Sistema Solar Secuencia 20. ¿Cómo es el Sistema Solar? Aprendizaje esperado: Describe las características y dinámica del Sistema Solar. Etapa Sesión Sesiones: 6 Contenido 1 Ideas iniciales sobre el Sistema Solar Inicio 2 3 El Sistema Solar 4 Desarrollo 5 6 ¿Cómo se mueven los planetas? Periodo: del al de Actividades Páginas del libro Elabora un boceto del Sistema Solar. Observa, dibuja y describe las características del Sistema Solar con base en sus saberes previos. 194 Formula el primer concepto del Sistema Solar y sus movimientos. Hace algunas predicciones pensando en que algunos astros intercambian posiciones. 194 Reconoce qué es la bóveda terrestre. Conoce el significado de términos como galaxia y estrellas. Reconoce los elementos que integran el Sistema Solar, así como algunas de sus características generales. Comprende qué son los planetas y las características que permiten clasificarlos en interiores y exteriores. Reconoce qué son los satélites y ejemplos de ellos. 195 Identifica las partes de una elipse. Recupera sus dibujos iniciales y verifica si representó elipses en la trayectoria de los planetas. Conoce las aportaciones de Johannes Kepler y, con base en ellas, hace algunos trazos en una elipse para observar cuestiones relacionadas con el Sol y los planetas. 196 Reconoce que hay una relación entre la velocidad con que se mueve un planeta y la distancia a la que se encuentra el Sol, y que dicha relación se debe a la gravedad. Reconoce lo que ocurre cuando hay una órbita elíptica muy grande. 197 Sugerencias Como apoyo para la actividad de la sección Inicio puede llevar a los estudiantes a un planetario, o bien conseguir algunos videos en internet para que observen una noche estrellada con ciertos detalles previamente elegidos por usted. Esta actividad también puede ser un detonante para el proyecto del bloque. 104 © Todos los derechos reservados, Ek Editores, S. A. de C. V. Duración: una semana Solucionario Página 194. Inicio 1. Participa… R. M. Recuerden… Es grande; hay ocho planetas que giran alrededor del Sol; solo la Tierra tiene habitantes; hay estrellas y satélites, y está en constante expansión. De acuerdo con… Con base en… Cuadro 20.1 Lo que opino del Sistema Solar ¿Quién es? ¿Dónde se encuentra? ¿Qué características posee su movimiento y acomodo en el Sistema? En el Universo Tiene movimiento de rotación, es el centro de nuestro Sistema Solar; está lleno de gases calientes, principalmente de helio e hidrógeno. La Tierra En el Universo Es el tercer planeta de nuestro Sistema Solar; tiene movimientos de rotación y traslación, y está compuesto por nitrógeno, oxígeno y otros gases. La Luna En el Universo, cerca de la Tierra También tiene movimientos de rotación y traslación, tarda 28 días en dar la vuelta a la Tierra. Tiene corteza, manto y núcleo. El Sol © Todos los derechos reservados, Ek Editores, S. A. de C. V. ¿Cómo es? 2. En plenaria… El Sistema Solar no solo está conformado por los planetas, sino que el Sol también ejerce fuerza gravitacional sobre los asteroides, satélites y otros cuerpos celestes. 3. A partir de… R. M. Idea inicial ¿Cómo está formado el Sistema Solar? Por ocho planetas, satélites, estrellas y asteroides. ¿Qué movimientos hay en él? Todos tienen movimientos de traslación y rotación; algunos asteroides chocan con otros planetas; nacen y mueren estrellas. Si la Tierra y el Sol intercambiaran posiciones, ¿qué diferencias habría en el Sistema Solar? Probablemente el Sol seguiría ejerciendo la fuerza gravitacional sobre nosotros, nos separarían dos planetas del Sol y, por ende, la vida que conocemos quizá no existiría o sería diferente. Página 196. ¡Actívate! 1. Observala figura 20.2 y responde. R. M. ¿Qué nombre recibe la trayectoria que se muestra? Órbita. ¿Por qué se forma esa trayectoria y no otra? Porque tienen al Sol en un foco. ¿Consideraste esta trayectoria en tus dibujos de la sección Inicio? Si. ¿Cómo lo hiciste? Solo que en mi dibujo no son elípticas sino circulares. Recomendaciones didácticas Es importante que en la sección Inicio los alumnos expresen libremente lo que piensan del Sistema Solar, basados en sus conocimientos previos, por lo que las respuestas pueden ser variadas e incluso erróneas. Recuerde que las verificarán conforme avancen en el estudio de la secuencia. Retome el cuadro 20.1 y trabaje con él formulando preguntas como las siguientes: ¿Qué astro del Sistema Solar tiene mayor o menor masa?, ¿todos se mueven de la misma manera?, ¿todos están formados por los mismos compuestos? Advierta estos elementos y otros más en el modelo que elaborarán en la secuencia. Cuando trabaje las órbitas elípticas, asegúrese de que los alumnos noten el movimiento circular. Coménteles que, si la fuerza gravitacional es la causante del movimiento de los planetas, esta debe equivaler a una fuerza central o centrípeta. Sugiérales revisar nuevamente la secuencia 19. Después, hable acerca de la fuerza de gravitación y su influencia en los planetas y astros del Sistema Solar. Destaque que la interacción gravitacional entre cada planeta y el Sol provoca que los planetas giren en torno a este astro. 105 Planeación didáctica 35 Eje: Sistemas Tema: Sistema Solar Secuencia 20. ¿Cómo es el Sistema Solar? Aprendizaje esperado: Describe las características y dinámica del Sistema Solar. Etapa Sesión Sesiones: 6 Contenido 1 El Sistema Solar Desarrollo Periodo: del al de Actividades Investiga otras aportaciones de Newton y Kepler para el estudio del Sistema Solar, las condiciones atmosféricas que permiten la vida en el planeta, así como el diámetro y la masa de los planetas, sus satélites y su temperatura. Organiza información en una tabla comparativa y graba cápsulas de audio o breves videos. Páginas del libro 198 2 Reconoce algunas características de los planetas que conforman el Sistema Solar. 3 Reconoce algunas ventajas de la Tierra respecto a otros planetas. Elabora una maqueta del Sistema Solar representando sus características y empleando una escala. 199 Reconoce el movimiento de rotación y, por tanto, el origen de los días y las noches. 199 5 Analiza e investiga los diferentes tipos de telescopios que se utilizan para observar el Sistema Solar. 200 6 Expresa sus ideas finales y las compara con las iniciales para advertir cambios conceptuales. Reconoce algunas investigaciones relacionadas con el estudio del espacio en las que han participado estudiantes mexicanos. Comenta por qué es importante conocer el Sistema Solar. 201 4 ¿Días y noches en todas partes? La observación del Sistema Solar Cierre Sugerencias Proponga a los estudiantes elaborar los planetas de la maqueta con materiales de reúso, como pedacitos de periódico y engrudo. En vez de una maqueta, sugiera también la elaboración de un móvil, en el que los educandos representen las órbitas de los planetas con trozos de alambre. Al final organice una exposición de los trabajos y pida a los equipos que expliquen algunas características del Sistema Solar. 106 © Todos los derechos reservados, Ek Editores, S. A. de C. V. Duración: una semana © Todos los derechos reservados, Ek Editores, S. A. de C. V. Solucionario Página 198 y 199. Para profundizar Página 201. ¡Vivo la ciencia! 1. En equipo… R. M. a) Según… ¿Qué ventajas tiene… La distancia que tenemos respecto del Sol permite que la temperatura sea adecuada, nos llegan ondas de calor y contamos con agua y oxígeno. ¿Por qué en otros… Por sus temperaturas extremas, la mayoría de los entornos son inestables hasta para la vida de microorganismos. b) Enriquezcan… ¿Qué otras… Capa de ozono, dióxido de carbono en pequeñas cantidades y oxígeno. 1. Describe... Diámetro: 6 792 km. Masa: 6.4169 × 1023 kg. Satélites: 2 (Fobos y Deimos). Movimientos: rotación y traslación. Temperatura: día, 20 °C; noche, –46 °C. Es frío y desértico, suelo con hierro oxidado, atmósfera muy delgada, compuesta de dióxido de carbono, nitrógeno y argón. Existe la hipótesis de que hubo vida en este planeta, por evidencia de agua en el suelo. Planeta Diámetro Masa Satélites Número Movimientos Temperatura Mercurio 4 879.4 km 3.3010 × 1023 kg No Rotación y traslación Día: 427 °C Noche: –173 °C Venus 12 104 km 4.8673 × 1024 kg No Rotación contraria y traslación Tierra 12 756 km 5.973 × 1024 kg 1 Rotación, traslación y oblicuidad Mínima –88 °C Máxima 58 °C Marte 6 792 km 6.4169 × 1023 kg 2 Rotación y traslación Día: 20 °C Noche: –46 °C Júpiter 142 800 km 1.8981 × 1027 kg 50 Rotación y traslación –148 °C Saturno 120 660 km 5.6832 × 1026 kg. 53 confirmados y 9 por confirmar Rotación y traslación –178 °C Urano 51 118 km 8.6810 × 1025 kg. 27 Rotación y traslación –216 °C Neptuno 49 528 km 1.0241 × 1026 kg 13 Rotación y traslación –214 °C Página 200. Cierre 2. Antes de exponer… R. M. Idea final El Sistema Solar… Ocho planetas (Mercurio, Venus, Tierra, Marte, Júpiter, Saturno, Urano, Neptuno); satélites (algunos planetas tienen más de 10 satélites); estrellas y asteroides. La dinámica… El Sol ejerce una fuerza gravitacional que atrae a los planetas porque es el que tiene más masa; todos los planetas se trasladan en órbitas elípticas que les permiten estar cerca o lejos del Sol. 2. Investiga… Enviaron al astronauta Scott Kelly a vivir un año en el espacio para saber los efectos en su cuerpo. “Volvió 3.8 cm más alto y su adn se había modificado 7% comparado con su hermano gemelo”. Según un artículo de la revista Muy Interesante, los astronautas tienen estas consecuencias: 1. Huesos. Sufren un proceso de descalcificación que reduce la masa ósea entre 1% y 2% al mes. 2. Células. La exposición a algunas radiaciones puede causar serios daños en el adn. 3. Riñones. Aumenta el ritmo natural de filtrado de sustancias. El calcio perdido por los huesos puede formar cálculos. 4. Columna vertebral. Se estira lentamente, por lo que el astronauta puede crecer hasta 5 cm. 5. Cabeza. Cuando desaparece la atracción terrestre, se produce una redistribución de los líquidos corporales del astronauta que hace que la cabeza se hinche y sufra cefaleas. 6. Oído interno. Se originan distorsiones que afectan a la percepción de la inclinación, la aceleración y el equilibrio. 7. Corazón. El ritmo cardiaco decae a causa de la microgravedad. El músculo se hace más grande y se debilita. 8. Estómago. La sensación de caída libre causa mareo e incluso vómitos, es peligroso si el astronauta lleva su traje espacial. 9. Sistema reproductor. Las radiaciones pueden afectar negativamente la fertilidad. 10. Piernas. La falta de gravedad produce atrofia en los músculos; las extremidades pierden volumen. Evaluación formativa 1. Responde... ¿Qué temas… R. L. ¿Qué más… R. M. Aprender más acerca de los planetoides, como Plutón; conocer el entrenamiento por el que tienen que pasar los astronautas para poder viajar al espacio. 107 Planeación didáctica 36 Eje: Materia, energía e interacciones Tema: Naturaleza macro, micro y submicro Secuencia 21. El Universo Aprendizaje esperado: Describe algunos avances en las características y composición del Universo (estrellas, galaxias y otros sistemas). Etapa Inicio Desarrollo Sesión 1 Sesiones: 6 Periodo: del al de Contenido Actividades Páginas del libro Ideas iniciales acerca del Universo, la Vía Láctea y el Sistema Solar Elabora una representación gráfica del Universo. Después, con base en los tamaños de los objetos que representó, hace algunas precisiones. Manifiesta sus ideas iniciales respecto a qué es el Universo, qué avances han permitido conocerlo, qué tan grande es y cómo está formado. 202 2 Conoce algunas aportaciones que dieron origen a la astronomía. Observa el modelo propuesto por Ptolomeo. Identifica, en el modelo heliocéntrico, el Sol en el centro del sistema. Reconoce cambios en los diferentes modelos que explican cómo se disponen los astros y el Sol en el Sistema Solar. 203 - 204 3 Elabora una línea de tiempo de las principales aportaciones en el conocimiento del Universo. 204 Investiga las características de los desarrollos tecnológicos que han permitido conocer el Universo. Elabora esquemas en los que se observa la explicación de la construcción y las funciones de los desarrollos tecnológicos. 205 5 Investiga los satélites artificiales que se encuentran en diferentes órbitas, así como la importancia que tienen en la vida cotidiana. Elabora un resumen de la investigación en la que participó y la comparte con sus compañeros. 205 6 Elabora una tabla en la que destacan los desarrollos tecnológicos, el origen y las aportaciones al conocimiento del Universo. 206 4 Ideas acerca del Universo Sugerencias Invite a los alumnos a explorar fuentes de consulta confiables para llevar a cabo las investigaciones de estas sesiones; utilice diferentes estrategias de aprendizaje para facilitar la organización de la información que indagaron. 108 © Todos los derechos reservados, Ek Editores, S. A. de C. V. Duración: una semana Solucionario Página 202. Inicio 1. Haz lo que se indica. R. M. d) Respondan... ¿Qué es... El Sol. ¿Por qué… Porque es la estrella más grande del Universo. ¿Y lo más… Las estrellas. ¿Por qué… Porque las estrellas están en todo el Universo y me imagino que son las más pequeñas. 2. Responde... R. M. Idea inicial ¿Qué es… Es todo lo que nos rodea en el espacio exterior. ¿Qué avances… Los satélites, los viajes de algunos astronautas de la nasa para observar el Universo. ¿Qué tan… Infinito. ¿Cómo está… De galaxias, planetas, estrellas, asteroides, cometas y basura espacial. Página 204. ¡Actívate! 1. Elabora... R. M. a) Destaca los avances… Página 206. Digitalmente Con los resultados… R. M. Sistema planetario con cinco planetas aproximadamente. 530 a. C.-5515 a. C. Parménides de Elea El Universo es una esfera finita de masa homogénea; no hay espacios vacíos y, por ende, no cambia. Primer observatorio espacial OAO-II 495 a. C.- 444 a. C. Empédocles El Universo está compuesto por los cuatro elementos. 384 a. C.- 322 a. C. Aristóteles 100 d. C.- 170 d. C. Ptolomeo La Tierra es el centro del Universo y la rodean esferas concéntricas. 1473-1543 Nicolás Copérnico. Modelo heliocéntrico. Describe el Sistema Solar con la ubicación de los planetas. Página 205. Para profundizar 1. Comenten… R. M. Espectrógrafo: Lo inventó Isaac Newton entre 1666 y 1670 para separar, grabar y registrar un espectro ¿Dónde, cuándo y quién lo hizo? Avance o desarrollo 2000 años Los mayas observaban desde El Caracol, uno de los primeros observatorios. 540 a. C - 480 a. C. Heráclito de Éfeso El Universo tiene fuego, lo que permite un cambio constante, por eso se elimina el reposo e inmovilidad del Universo. © Todos los derechos reservados, Ek Editores, S. A. de C. V. de señal luminosa. Telescopios refractores: Utilizan un sistema óptico centrado para vislumbrar imágenes de objetos lejanos usando lentes en las que la luz se refracta. Telescopios reflectores: Utilizan uno o más espejos para reflejar la luz y formar una imagen. Radiotelescopios: Captan ondas de radios que provienen de los cuerpos celestes del Universo. Satélites artificiales: Son objetos que orbitan en diferentes puntos del Universo; ayudan a elaborar mapas, a predecir el clima y a obtener información de los planetas. 3. Investiguen… Órbitas geoestacionarias: Los satélites están fijos sobre un mismo punto del planeta. Órbitas asíncronas: Están a menor altura y pasan varias veces al día por encima del mismo punto de la Tierra. Órbitas polares: Se encuentran a una altura baja y pasan por encima de los polos del planeta. Telescopio espacial Hubble Conjunto de Base Muy Larga (vlba, por sus siglas en inglés, que quieren decir Very Long Baseline Array). ¿Cómo ha aportado al conocimiento del Universo? Observatorio Europeo Austral; 24 de agosto (sin año); Christophe Lovis. Para entender que existen sistemas planetarios complejos. 1968. La nasa. Lo lanzaron desde Kennedy LC-39B el 24 de abril de 1990. Lockheed y Perkin Elmer. Medición de emisiones ultravioletas de galaxias, estrellas, planetas y cometas. Fundación Nacional para la Ciencia de Estados Unidos; 5 de enero de 2019; Mark Reid. Conocimiento de la Vía Láctea. Evaluación formativa 1. A partir… R. M. Idea inicial (con modificaciones) ¿Qué es el Universo? Es todo lo que nos rodea en el espacio exterior; existen miles de cuerpos celestes en él. ¿Qué avances han permitido conocerlo? Satélites artificiales, telescopios reflectores y refractores, radiotelescopios, los viajes de algunos astronautas de la nasa para observar el Universo. 109 Planeación didáctica 37 Eje: Materia, energía e interacciones Tema: Naturaleza macro, micro y submicro Secuencia 21. El Universo Aprendizaje esperado: Describe algunos avances en las características y composición del Universo (estrellas, galaxias y otros sistemas). Etapa al de Páginas del libro Investiga el tamaño del Universo. Comenta acerca del tamaño del Universo y la manera en que se puede representar. Elabora conclusiones al respecto. 206 - 207 2 Reconoce qué son las estrellas y lo que ocurre cuando desciende su temperatura. Identifica cómo cambia el color de las estrellas con el paso del tiempo. 207 3 Reconoce cómo se originan las estrellas. Comprende cuántos tipos de ellas hay y su ciclo de vida. Investiga otras características de los tipos de estrellas. 208 4 Elabora una presentación y comparte su trabajo. Reconoce cómo están formadas las galaxias. 208 Contenido Características y composición del Universo Componentes del Universo Cierre Periodo: del Actividades Sesión 1 Desarrollo Sesiones: 6 5 Conoce los tipos de galaxias que hay en el Universo e investiga sus características. Con base en su investigación, elabora fichas de trabajo. Lee un texto relacionado con un estudio espacial. 209 - 210 6 Comenta la posibilidad de vida en otros lugares de la galaxia. Revisa las respuestas de la sección Inicio y las responde nuevamente teniendo en cuenta los saberes aprendidos en la secuencia. Reconoce la importancia de los observatorios y desarrollos tecnológicos con los que cuenta México. 210 - 211 Sugerencias Invite a los alumnos a participar en una Feria de Ciencia con la temática del Universo para presentar los trabajos elaborados. 110 © Todos los derechos reservados, Ek Editores, S. A. de C. V. Duración: una semana Solucionario Página 207. Digitalmente Páginas 209 y 210. ¡Actívate! Una vez... R. M. » ¿Qué tan grande… 45 000 millones de años luz. » ¿Qué otra característica… Siempre está expandiéndose. 1. Lee el texto y haz... R. M. a) Responde en tu cuaderno. ¿Qué hallazgos… 104 planetas fuera de nuestro Sistema Solar y un sistema planetario con 4 planetas rocosos. ¿A qué se refiere… Es una estrella similar al Sol, es decir, puede ser el centro del nuevo sistema planetario. La constelación de Acuario… Sí porque si ya encontraron un nuevo sistema planetario con una estrella parecida a la del Sol, lo más probable es que en el Universo existan otros sistemas que, con el paso de los años y el avance de la tecnología, podamos conocer. Página 208. Digitalmente Averigua… R. M. Supernova del tipo 1: Se crea cuando una estrella enana blanca genera una gran explosión que puede llegar a eclipsar la luz de toda una galaxia. A este evento se le conoce como explosión termonuclear. Agujero negro: es una estrella u otro cuerpo celeste que colapsa sobre sí mismo debido a la fuerza de gravedad de su gran masa, y se comprime hasta el punto de impedir que cualquier tipo de materia y energía, incluyendo la luz puedan alejarse de él. © Todos los derechos reservados, Ek Editores, S. A. de C. V. Página 209. Para profundizar 1. Con base… R. M. Galaxias elípticas: M3: Conocida como objeto Messier, clasificada como galaxia enana de la constelación de Andrómeda. Virgo A M87: Definida como la mayor y más luminosa de las galaxias que tiene un núcleo galáctico activo con una intensa fuente de radiación. M105: Es otra galaxia muy brillante ubicada a 38 millones de años luz. M60: Es una de las más gigantes del cúmulo de Virgo y la tercera en brillo; se ubica a una distancia de 55 años luz de la Tierra. M49: Pertenece a la constelación de Virgo y es una de las más brillantes; conocida como Messier 49. Galaxias espirales: M 64, La galaxia del Ojo Negro (tipo Sa) M 31, la galaxia de Andrómeda (tipo Sb) M 81, La galaxia de Bode (tipo Sb) M 51, la galaxia del Remolino (tipo Sc) NGC 300 (tipo Sd) M 83 (tipo SBa) NGC 1530 (tipo SBb) NGC 1073 (tipo SBc) Galaxias irregulares: M82 NGC4214 NGC1569 Página 210. Cierre 1. Retoma… R. M. a) Argumenta qué... Agregaría las galaxias elípticas, espirales e irregulares, así como las estaciones espaciales. Incluiría la Vía Láctea junto con el sistema planetario que se encontró en la misión K2. 2. Retoma el recuadro de Idea inicial. Revisa tus respuestas y contesta. R. M. Idea final ¿Qué avances… Satélites artificiales, radiotelescopios, telescopios refractores y reflectores. ¿Cuáles son… Las galaxias y sus formas, el nuevo sistema planetario que encontraron en la misión K2, los desarrollos tecnológicos que nos permiten ver y conocer el Universo. Página 211. ¡Vivo la ciencia! 1. Averigua qué estudios... R. M. Baja California La instalación del telescopio robótico DDOTI en el Observatorio Astronómico Nacional (oan) de San Pedro Mártir tiene como principal finalidad la observación de destellos de rayos gamma; sin embargo, su capacidad para cubrir extensas áreas de cielo permitirá la observación de otro tipo de objetos —como núcleos activos de galaxias— de luz variable. 111 Planeación didáctica 38 Eje: Materia, energía e interacciones Tema: Naturaleza macro, micro y submicro Secuencia 22. Todo depende cómo se mire Aprendizaje esperado: Describe cómo se lleva a cabo la exploración de los cuerpos celestes por medio de la detección y procesamiento de las ondas electromagnéticas que emiten. Etapa Inicio Sesión Contenido al de Actividades Páginas del libro Revisa placas radiográficas y describe lo que observa. Comenta preguntas relacionadas con las ondas y radiación electromagnéticas y expresa lo que piensa. 212 Reconoce el rango visible del espectro electromagnético. Analiza el rango de radiación en que la vista humana puede percibir. Reconoce que el ser humano y los animales emiten radiación debido a su temperatura. Observa una imagen obtenida por una cámara térmica que muestra la radiación que emite un cuerpo. 213 3 Investiga y comenta las aplicaciones de los detectores de luz infrarrojos. Deduce por qué las imágenes en infrarrojo tienen diversos colores. 214 4 Investiga cómo se observa el Universo con imágenes de infrarrojo. Reconoce longitudes de onda en el Sol. 1 Ideas iniciales 2 Radiación Desarrollo Periodo: del 215 - 216 El Universo en infrarrojo Cierre 5 Investiga y analiza los cuerpos celestes que emiten algún tipo de radiación. Elabora un organizador gráfico para ordenar la información acerca de la radiación. 216 6 Aplica los conocimientos adquiridos en esta secuencia al contestar y analizar las preguntas de la sección Idea final. Explica cómo se puede detectar un cuerpo celeste. Reconoce la importancia del Gran Telescopio Milimétrico. 216 - 217 El Universo y la radiación Sugerencias Recomiende a los alumnos la visita a la página de la nasa para que revisen imágenes del Universo en tiempo real y encuentren información acerca de las ondas electromagnéticas y sus aplicaciones. 112 © Todos los derechos reservados, Ek Editores, S. A. de C. V. Duración: una semana Sesiones: 6 Solucionario Página 212. Inicio 1. Participa... R. M. b) Escriban… Figura 22.1: Antebrazo fracturado. Figura 22.2: Parte de la clavícula, costillas y parte de la columna. Figura 22.3: Cráneo de lado, dientes, cervicales. 2. Comenten... R. M. ¿Las placas… Porque en las placas se queda plasmada la imagen, la máquina que hace los rayos X libera esas ondas electromagnéticas. ¿Qué nos permite… Entre otras, los huesos que tenemos rotos. 3. Con base en... R. M. Idea inicial Si nuestros ojos… Apreciaríamos otras características. ¿Nosotros emitimos radiación… Sí. ¿Los astros… Sí. ¿Por qué? Porque los planetas lo tienen como componente. Página 214. ¡Actívate! 2. Observa la figura… R. M. ¿Cómo se aprovecha… Para estudiar los hábitos de organismos nocturnos, con el uso de gafas para ver en la oscuridad. ¿Cómo aprovecharías… La usaría para manejar de noche en la carretera. © Todos los derechos reservados, Ek Editores, S. A. de C. V. Página 215. ¡Actívate! 1. Observa de nuevo… R. M. a) Describe… La parte más caliente es el núcleo, ya que desde su interior emiten calor. 2. Responde... R. M. ¿Cómo crees que… Se verían diferentes colores en la imagen, no puede abundar el color rojo porque no tenemos temperaturas tan altas como el Sol. Evaluación formativa 2. En equipo responde... R. M. ¿Qué tanto… Muy poco, no tendríamos todo el conocimiento acerca de las supernovas o los agujeros negros. ¿Qué información… Que la temperatura nos permite ver la composición de algunos objetos; que los avances que se usan para investigar el Universo también sirven para otros campos de la ciencia, como la medicina. Página 216. Digitalmente Su detección revela regiones donde el campo magnético es muy poderoso o la gravedad es extrema Se producen cuando la materia se calienta a millones de grados Agujero negro Rayos X emitidos por objetos del Universo Estrellas binarias que se transfieren materia entre ellas por la cercanía Estrellas que explotan Galaxias que cruzan Remanentes de supernovas Los rayos X no los absorben o los desvían las nubes de polvo interestelar Cierre 2. Con lo que aprendiste... R. M. Idea final Si nuestros ojos percibieran… Apreciaríamos otras características e incluso podríamos ver otros cuerpos. ¿Nosotros emitimos… Sí. ¿Cuál? Rayos gamma, rayos X, radiación ultravioleta. 3. Describe… R. M. Utilizando telescopios que capten diferentes ondas electromagnéticas. Página 217. ¡Vivo la ciencia! 2. En equipo... R. M. Las microondas también provienen del material frío del Universo; se refiere a las nubes de polvo y gas, que son los ingredientes para las nuevas estrellas, planetas y galaxias. Evaluación formativa 1. Comenta... R. M. ¿Qué más… La cantidad de instrumentos que se han desarrollado para poder captar los cuerpos celestes y la importancia que tienen las ondas electromagnéticas para estos descubrimientos. ¿Qué dificultades… Ninguna. Si “alguien”… Podría mandar un satélite artificial como el Sputnik para investigar nuestro planeta y hacer contacto con nosotros. 113 Planeación didáctica 39 Eje: Diversidad, continuidad y cambio Tema: Tiempo y cambio Secuencia 23. La evolución del Universo Aprendizaje esperado: Identifica algunos aspectos sobre la evolución del Universo. Etapa Inicio Sesiones: 6 al de Actividades Páginas del libro Participa en una actividad experimental y manifiesta sus ideas iniciales respecto a la evolución del Universo. Describe los resultados de un experimento que guarda relación con el cielo y las estrellas. Explica sus ideas iniciales respecto al origen del Universo. 218 Reconoce algunas explicaciones relacionadas con el origen del Universo. Investiga teorías o hipótesis acerca de la formación y evolución del Universo; elabora audios y los comparte. 219 Participa en la continuación del experimento de la sesión 1 para recrear la Teoría del Big Bang. Reconoce la importancia de los instrumentos científicos y tecnológicos en el surgimiento de hipótesis y teorías acerca de la formación del Universo. 219 - 220 Comprende por qué el Universo se encuentra en expansión y el origen de la teoría del Big Bang. Retoma la actividad experimental de la sesión 1 para observar y explicar por qué y cómo se mueven los puntos. 220 - 221 5 Investiga y analiza las Teorías del Universo. Elabora una tabla para organizar información del inicio y la evolución del Universo. 222 6 Aplica los conocimientos adquiridos en esta secuencia al contestar y analizar las preguntas de la sección Idea final. Reconoce los puntos más relevantes después del origen del Universo según diferentes estudios científicos. Con base en un esquema, indica la temporalidad de algunos sucesos relacionados con la evolución del Universo y lo que ocurrió en ellos. Sesión 1 Contenido Ideas iniciales 2 Creencias sobre el origen del Universo 3 Hacia el origen del Universo Desarrollo 4 La Gran Explosión o Big Bang Cierre Periodo: del Idea final 222 - 223 Sugerencias Al realizar las actividades experimentales, ayude a los estudiantes a tomar fotografías o videos que después podrá emplear al revisar los resultados. Tenga precaución con el manejo de la harina. 114 © Todos los derechos reservados, Ek Editores, S. A. de C. V. Duración: una semana Solucionario Página 218. Inicio 1. Trabaja con un compañero... R. M. e) Respondan… ¿Qué sucedió… Se separaron. Respecto… Igual que los demás. ¿Lo hacen… Algunos los hicimos más separados que otros, así que no se separan a la misma velocidad. ¿Es posible… No, porque todas se separaron y quedaron en diferentes lugares. ¿Qué ocurrió… Regresó a su forma, pero los puntos se hicieron más grandes; el marcador se corrió. 2. Observen... R. M. Escriban... Puedo ver las estrellas y las tres estrellas que están alineadas, además, veo la estrella roja, que es Marte. Ahora supongan… Las estrellas y los planetas. ¿Por qué? Porque es lo que tiene el Universo. 3. Respondan… R. M. ¿Quién y cuándo la propuso? ¿Cómo se inició el Universo? ¿Cómo seguirá su evolución? Universo oscilante Científico A. Friedmann, entre 1922 y 1924. El Universo fue creado por una serie de explosiones y diferentes contracciones; sufrió un proceso o ciclo de creación y destrucción continua; puede expandirse tanto que produce un colapso. Tendría que iniciar nuevamente el ciclo de explosión para seguir expandiéndose, de tal forma que nosotros desapareceríamos. Teoría estacionaria Hermann Bondi, Thomas Gold y Fred Hoyle, en 1948. El Universo nunca tuvo un origen, siempre ha existido de la forma en que hoy lo conocemos. El Universo seguirá como hasta el día de hoy. Teoría Cierre 3. Te invitamos… R. M. Idea inicial ¿El Universo… No, porque ha ido evolucionando y nosotros no teníamos las herramientas que ocupamos ahora para ver el Universo. ¿Cómo se originó? Por el Big Bang. Página 220. Ciencia en acción © Todos los derechos reservados, Ek Editores, S. A. de C. V. Observen… R. M. Que hubo una explosión y el resultado es que la materia se esparció por el espacio hasta formar la mancha de harina que tenemos. Idea final ¿El Universo… ¿por qué? No, porque ha ido evolucionando y nosotros no teníamos las herramientas que ocupamos ahora para ver el Universo. ¿Cómo se originó? Por el Big Bang. ¿Cómo será… Probablemente tendrá más cuerpos celestes. Página 223. ¡Vivo la ciencia! 1. Observa… Página 221. ¡Actívate! 2. Supón… R. M. ¿Qué sucedió… Se expandieron y se desplazaron ¿A qué… A que el globo también se expandió al momento de inflarlo. Página 222. Para profundizar 1. En equipo... a) Elaboren en su cuaderno… R. M. Inicio de la Gran Explosión 0 380 000 años Aparecen las primeras Aparecen las galaxias primeras estrellas Se forma el Sistema Solar Galaxias modernas 300 millones de años 1 billón de años Actualidad 115 Planeación didáctica 40 Ejes: Sistemas Materia, energía e interacciones Diversidad, continuidad y cambios Temas: Interacciones, Sistema Solar, naturaleza macro, micro y submicro Proyecto: A un paso del Universo Etapa Inicio Planeen Sesiones: 6 de Páginas del libro 1 Leen un texto que recupera algunos de los saberes del bloque relacionados con el Universo e imaginan que son astronautas. Recuperan información interesante relacionada con el Universo. Elaboran mapas mentales y vistan algunos lugares de interés. Definen el tema de su proyecto. 224 - 225 2 Elaboran un plan de actividades. Determinan responsables para cada actividad y definen tiempos para llevarlas a cabo. Consiguen los materiales que requieren. 225 - 226 3-5 Ponen en marcha su plan de actividades respetando las responsabilidades de cada integrante y el tiempo definido. Elaboran los productos requeridos. Si deciden hacer algo semejante a lo propuesto en el libro, elaboran fichas de trabajo con información de los astros del Universo. Esta información la emplearán para elaborar un móvil, una maqueta y un planetario, entre otros. 227 - 228 Determinan cómo presentarán los resultados de su proyecto. Elaboran los productos necesarios teniendo en cuenta las pautas que proporciona el libro y la orientación del docente. 228 Evalúan el alcance de sus proyectos con la ayuda de rúbricas considerando diversos aspectos, por ejemplo, conocimientos, habilidades y actitudes. 229 Comuniquen 6 Evalúen al Actividades Sesión Contenido Proyecto Desarrollen Periodo: del Sugerencias Como actividades desencadenantes le sugerimos proyectar algún video relacionado con el origen del Universo, los astros que lo conforman o la vida en la Tierra. Invite a los estudiantes a hacer uso de las herramientas digitales para elaborar hojas de cálculo con la información de los planetas. Pídales compartir su trabajo al grupo. Oriente a los alumnos para que destaquen la importancia de la tecnología en el conocimiento actual del Universo. 116 © Todos los derechos reservados, Ek Editores, S. A. de C. V. Duración: una semana Recomendaciones didácticas Páginas 224 – 229 Antes de comenzar, recuerde que las ideas para empezar un proyecto pueden provenir de diferentes fuentes, por lo que es muy importante que los estudiantes participen en diversas actividades desencadenantes que despierten su curiosidad y favorezcan la formulación de preguntas y problemas, los cuales servirán como tema para el desarrollo del proyecto. Un ejemplo de dichas actividades es la que modelamos en el proyecto y que tiene que ver con ideas que surgen a partir de inquietudes de los alumnos al abordar los contenidos relacionados con el Sistema Solar y el Universo. Sin embargo, es probable que sus estudiantes tengan otras inquietudes, por lo que le proponemos estas otras actividades: Una visita a un museo de ciencias en donde puedan apreciar algún experimento con la inducción de corriente, la velocidad de la luz y el espectro electromagnético. Una investigación referente al papel que ha jugado la tecnología en la salud, la vida cotidiana y la sociedad. Algunos experimentos acerca de la caída de los cuerpos y la gravedad. La visita a un observatorio o algún lugar en el que puedan observar el firmamento nocturno. © Todos los derechos reservados, Ek Editores, S. A. de C. V. Sugiera a los estudiantes escribir en hojas de rotafolio la información que consideren más importante. Esta puede servirles para las demás fases del proyecto. Pídales que elijan el tema que desarrollarán en el proyecto y hagan predicciones acerca de él. Cuando aborden la planeación del proyecto, permita que los estudiantes propongan las actividades para atender la situación o problema que plantearon. Verifique que en las actividades propuestas se encuentren las correspondientes a la fase de desarrollo y comunicación; tenga en cuenta el tiempo que tienen destinado al avance y elaboración del proyecto. Verifique la viabilidad de dichas actividades en el tiempo propuesto. Le sugerimos destinar al menos una hora a la semana para el avance del trabajo. Le recomendamos solicitar con antelación: Los materiales que emplearán para dicho avance; por ejemplo, libros, revistas y materiales concretos. Informar si requieren la elaboración de algún oficio para hacer la solicitud de una visita a alguna institución o la consulta a un determinado especialista. El permiso para ocupar alguna área de la escuela para elaborar algún dispositivo o material. Cuando los alumnos hayan completado la fase de desarrollo, brinde espacio en la clase para el análisis de resultados e identifique los logros y problemas que tuvieron los alumnos. Es importante que ellos externen su sentir, las dificultades que tuvieron y la manera en que las enfrentaron. Motívelos para que decidan la forma de dar a conocer los resultados del trabajo. Dado que es el último proyecto del año, le recomendamos la presentación a la comunidad escolar; puede organizar una Feria de Ciencias a la que también asistan familiares y amigos. Puede pedirles que hagan trípticos informativos del proyecto o un periódico escolar en el que se muestre, de manera global, el trabajo realizado por los equipos. Al final, invítelos a contar las experiencias obtenidas y mencionar para qué pueden emplear los conocimientos adquiridos. Pídales que digan si les interesaría participar en otro proyecto derivado de los resultados que obtuvieron en este. Notas: 117 Evaluación tipo pisa Escuela: Fecha: Nombre: No. de lista: Grado y grupo: Aciertos: Calificación: 1. Lee el texto. Por último, la tecnología ha incidido en el empleo de la medicina nuclear requerida para el estudio de diversos órganos de nuestro cuerpo y en los grandes avances de las técnicas de ingeniería genética que ahora favorecen la detección temprana de enfermedades. Otros avances importantes son la creación de nuevos y mejores materiales; por ejemplo, prótesis para mejorar el funcionamiento de alguna articulación o para perfeccionar la visión y la audición. También la contribución de la robótica para la creación de órganos artificiales como el corazón. Imagen que muestra un corazón artificial. 2. Con base en lo que revisaste en este trimestre, describe el fenómeno físico que utilizan los siguientes equipos médicos y dos de sus aplicaciones. a) Rayos X Principio físico con el que funciona: Se utiliza para: b) Ultrasonido Principio físico con el que funciona: Se utiliza para: 118 © Todos los derechos reservados, Ek Editores, S. A. de C. V. Descarga en el portal digital El término “tecnología” se refiere al conjunto de herramientas, instrumentos, equipos y maquinaria fabricada por el ser humano para facilitar el trabajo o mejorar su vida en diversos aspectos, como en el área de la salud. Gracias a la tecnología ha sido posible conocer complejos fenómenos que tienen lugar en el cuerpo humano, perfeccionar las técnicas quirúrgicas y obtener mejores resultados en la recuperación de los enfermos. Por lo anterior, entre los campos con mayor avance tecnológico destacan la anestesiología y la farmacología. c) Resonancia magnética Principio físico con el que funciona: Se utiliza para: © Todos los derechos reservados, Ek Editores, S. A. de C. V. Descarga en el portal digital 3. Otro uso de la tecnología es en la astronomía y la cosmología, particularmente por el uso de las ondas electromagnéticas. Haz lo que se indica. a) Dibuja un esquema del tipo de estrellas que existen en el Universo y explica la manera en que es posible conocer su composición. 4. Piensa ahora en el lugar donde vives, pero más o menos en el año 1919, es decir, hace unos 100 años. Haz lo que se indica. a) Elabora un dibujo de tu localidad en 1919. Destaca cómo era el transporte, la industria y las telecomunicaciones. Por lo menos debes representar dos ejemplos de cada caso. 119 b) Ahora representa, en otro dibujo, cómo es el lugar donde vives en la actualidad. Realza las diferencias de las transformaciones tecnológicas que han ocurrido en el transporte, la industria y las telecomunicaciones. 5. Lee el texto y responde. La ley de gravitación universal nos permite entender, entre otras cuestiones, por qué muchos astros del Universo se agrupan, como el Sistema Solar que se conforma del Sol (que es una estrella), planetas, cientos de lunas y más cuerpos menores. ¿Qué le sucedería a la fuerza con la que se atraen dos astros, por ejemplo, el Sol y un cometa, si la distancia de separación entre ellos aumentara al triple? ¿Cómo se podría mantener la misma fuerza de atracción entre dos astros si se separaran al triple de la distancia original? ¿Cómo deberían cambiar sus masas para que la fuerza fuera la misma? 6. Lee el texto y explica con tus propias palabras la razón de que el Universo se encuentre en expansión, es decir, que las galaxias se alejen unas de otras. Las galaxias son conjuntos de estrellas y de otro tipo de materia que son parte del Universo. A pesar de que las galaxias se atraen, lo cual sabemos por la Ley de gravitación universal, a gran escala se están alejando unas de otras. 120 © Todos los derechos reservados, Ek Editores, S. A. de C. V. Descarga en el portal digital ¿Qué le sucede a la fuerza con la que se atraen dos astros, por ejemplo, una luna y su planeta, si uno de ellos perdiera la mitad de su masa? Rúbricas para valorar el trimestre 1 Nombre del alumno: Grupo: No. de lista: En relación con los aprendizajes esperados Aspecto Calidad Excelente Aceptable Deficiente Observaciones El alumno describe las características del modelo de partículas y comprende su relevancia para representar la estructura de la materia. El alumno explica los estados y cambios de estado de agregación de la materia, con base en el modelo de partículas. El alumno interpreta la temperatura y el equilibrio térmico con base en el modelo de partículas. El alumno analiza el calor como energía. El alumno describe los motores que funcionan con energía calorífica, los efectos del calor disipado, los gases expelidos y valora sus efectos en la atmósfera. El alumno describe el funcionamiento básico de las fuentes renovables de energía y valora sus beneficios. El alumno explora algunos avances recientes en la comprensión de la constitución de la materia y reconoce el proceso histórico de construcción de nuevas teorías. En relación con los productos elaborados en las secuencias © Todos los derechos reservados, Ek Editores, S. A. de C. V. Aspecto Nivel de logro Total Parcial Deficiente Observaciones Elabora modelos de cómo están constituidos materiales en distintos estados de agregación. Elabora un fichero ilustrado con ejemplos de propiedades de la materia. Construye modelos para representar los estados de la materia y los cambios de estado. Elabora un folleto y describe los tipos de termómetro y explica en qué situaciones se utilizan. Diseña, construye y pone a prueba un termómetro elaborado con materiales que estén a su alcance. Construye un dispositivo para demostrar cómo se transforma el calor en movimiento. Elabora un cartel para explicar cómo funciona el motor Stirling. Participa en un debate para analizar las consecuencias del calentamiento global. Elabora una línea de tiempo acerca del desarrollo histórico del modelo atómico. 121 Rúbricas para valorar el trimestre 2 Nombre del alumno: Grupo: No. de lista: En relación con los aprendizajes esperados Aspecto Nivel de logro Total Parcial Deficiente Observaciones El alumno explica y experimenta con algunas manifestaciones y aplicaciones de la electricidad e identifica los cuidados que requiere su uso. El alumno analiza las formas de producción de energía eléctrica, reconoce su eficiencia y los efectos que causan al planeta. El alumno identifica las funciones de la temperatura y la electricidad en el cuerpo humano. El alumno comprende los conceptos de velocidad y aceleración. El alumno describe, representa y experimenta la fuerza como la interacción entre objetos y reconoce distintos tipos de fuerza. El alumno analiza la energía mecánica (cinética y potencial) y describe casos donde se conserva. El alumno analiza fenómenos comunes del magnetismo y experimenta con la interacción entre imanes. En relación con los productos elaborados en las secuencias Aspecto Elabora una línea de tiempo acerca de las partículas subatómicas. Elabora una lista de precauciones y medidas para evitar accidentes con la electricidad. Elabora un cartel o mural que incluya imágenes, fotos y gráficas con ejemplos de las formas de energía más eficientes y menos contaminantes. Elabora gráficas con variaciones de la temperatura corporal. Escribe una nota periodística que informe qué son las fuerzas y sus efectos en varias situaciones. Elabora un cartel con imágenes o fotos de un juego, así como gráficas que representen las energías potencial y cinética en su funcionamiento. Elabora un cartel electrónico, tipo infografía, con fotos, diagramas y textos breves que expliquen las relaciones de fuerzas y energía. 122 Calidad Excelente Aceptable Deficiente Observaciones © Todos los derechos reservados, Ek Editores, S. A. de C. V. Descarga en el portal digital El alumno identifica y describe la presencia de fuerzas en interacciones cotidianas (fricción, flotación, fuerzas en equilibrio). Rúbricas para valorar el trimestre 3 Nombre del alumno: Grupo: No. de lista: En relación con los aprendizajes esperados Aspecto Nivel de logro Total Parcial Deficiente Observaciones El alumno describe la generación, diversidad y comportamiento de las ondas electromagnéticas como resultado de la interacción entre electricidad y magnetismo. El alumno describe e interpreta los principios básicos de algunos desarrollos tecnológicos que se aplican en el campo de la salud. El alumno analiza cambios en la historia, relativos a la tecnología en diversas actividades humanas, para valorar su impacto en la vida cotidiana y en la transformación de la sociedad. El alumno analiza la gravitación y su papel en la explicación del movimiento de los planetas y en la caída de los cuerpos en la Tierra. El alumno describe las características y dinámica del Sistema Solar. © Todos los derechos reservados, Ek Editores, S. A. de C. V. Descarga en el portal digital El alumno describe algunos avances en las características y composición del Universo. El alumno describe cómo se lleva a cabo la exploración de los cuerpos celestes por medio de la detección y procesamiento de las ondas electromagnéticas que emiten. El alumno identifica algunos aspectos sobre la evolución del Universo. En relación con los productos elaborados en las secuencias Aspecto Nivel de logro Excelente Aceptable Deficiente Observaciones Elabora un cuadro sinóptico acerca del uso práctico de las ondas y un cartel con imágenes o una presentación digital para explicar el funcionamiento de las ondas. Elabora un mapa mental acerca de la relación entre tecnología y actividades humanas. Elabora una maqueta del Sistema Solar. Escribe un resumen en el que destaca la manera en que la humanidad se ha beneficiado con cada desarrollo. Elabora diapositivas en PowerPoint en las que destaca los tipos de estrellas, cómo se forman y sus características. Elabora audios respecto a las teorías o hipótesis que a lo largo de la historia se han desarrollado acerca de la formación del Universo. 123 Solucionario de evaluaciones diagnósticas y tipo pisa Trimestre 1 Páginas 20 y 21. Evaluación diagnóstica Páginas 50-52. Evaluación tipo PISA 1. Observa las siguientes… R. M. a) Si tuvieras… Vería numerosas células. b) Si observaras… No, pues el balón no es un ser vivo y no tiene células. c) ¿De qué supones... De partículas muy pequeñas de plástico. d) ¿Consideras… No, porque está lleno de aire y el aire también es un material. 2. Escribe… R. M. Rojos: gaseoso, líquido y sólido. Verdes: condensación, evaporación, sublimación, solidificación y fusión. 3. Anota… R. M. Se comprimen… Gases. Adoptan… Líquidos. No se comprimen… Sólidos. Tienen forma… Sólidos. No tienen forma… Gases. 4. Explica… R. M. Es un instrumento que se utiliza para medir la temperatura de los objetos y del cuerpo humano. 5. Escribe a qué se refiere… R. M. Es la temperatura en que un sólido pasa a estado líquido. Es la temperatura a la cual un líquido pasa a estado gaseoso. 6. Anota… -25 °C, -­8 °C, 0 °C, 14 °C y 34 °C 7. Anota… a) Convección; el medio es líquido o gaseoso. b) Conducción; el medio es sólido. c) Radiación; el medio es el vacío. 8. Anota… R. M. Para planchar la ropa, cocinar alimentos, calentar agua y bañarme. 9. Observa… R. M. Para evitar que las vías se desacomoden, pues los metales se calientan y aumentan su volumen (dilatación). 10. Completa la siguiente ficha. R. M. ¿Qué es?...Es el aumento irregular de la temperatura de la atmósfera y los océanos en la Tierra. ¿Cuáles son... El aumento en la producción de gases de efecto invernadero que se agrava por la deforestación y la quema de combustibles fósiles. ¿Qué consecuencias… Pérdida de especies, derretimiento de glaciares y cambio climático. ¿Cómo se puede… Usando racionalmente la energía y empleando fuentes alternativas. 11. Observa las imágenes… R. M. Geotérmica, eólica o del viento y solar. 2. Observa la imagen... R. M. 124 4. Contesta las preguntas. R. M. ¿Por qué los motores Stirling... Porque, al no ventilarse los gases a alta presión, no se producen explosiones. ¿Qué parámetros físicos… La presión, el volumen y la temperatura. ¿Por qué se dice… Porque al no salir los gases del motor, no contamina el aire y es más fácil lograr una combustión completa. ¿Qué ventajas… Son motores silenciosos. Pueden tener varias fuentes de calor para funcionar, como la combustión de gases, madera, desechos orgánicos, incluso energía solar o geotérmica. Son simples de construir y requieren poco mantenimiento. 5. Lee los cuatro pasos… R. M. Paso 2, Paso 4, Paso 1 y Paso 3. Contesta… Cuando el gas se expande y comprime por efecto del calor y el enfriamiento, empuja y retrae los pistones. Estos, a su vez, estarán conectados a una maquinaria externa que tendrá algún tipo de movimiento. © Todos los derechos reservados, Ek Editores, S. A. de C. V. a) Contesta las preguntas. R. M. ¿Qué representan… Los círculos representan las partículas de la sustancia, ya sean átomos o moléculas, y las flechas, la energía cinética de las partículas. ¿Por qué dibujaste… Porque a la temperatura del cero absoluto las partículas estarían más ordenadas y ya no tendrían energía cinética. Si la sustancia… Si fuera oxígeno, sería gaseoso a 100 °C, 40 °C y 0 °C, y sólido a -273 °C. Si fuera agua, sería gaseosa a 100 °C, líquida a 40 °C, sólida a 0 °C y cristalina en el cero absoluto. Supón que tienes… Estaría formada por partículas ionizadas, a varios miles de grados Celsius. Si estuviera a -260 °C, aumentaría su conductividad eléctrica. Trimestre 2 Observa la imagen… R. M. a) ¿Qué se requirió… Una fuerza. b) ¿Qué ocurrió… Se movió. c) ¿Cómo es el camino… Es una línea recta. d) ¿Con qué objetos… Chocó con la bola de color rojo y, probablemente, con otras bolas. 2. Escribe en la línea… R. M. a) Un móvil b) La trayectoria c) Una fuerza d) La gravedad 3. Escribe… R. M. Agua y Sol. 4. Escribe… R. M. Petróleo y minerales. 5. Observa las imágenes… R. M. Viento, Sol y agua. 6. Responde. a) ¿Qué tipo?... Los alimentos que consumo contienen energía química. b) ¿Qué daños… Escasez de recursos y contaminación. c) ¿Qué tipo de energía… Calor. 7. Escribe “cinética” o “potencial”… R. M. a) Cinética b) Potencial c) Cinética d) Potencial 8. Observa la imagen… R. M. b) Fuente… c) Permite… a) Se encarga… d) Se encarga... 9. Escribe “conductor” o “aislante”… R. M Aislante, conductor, conductor, aislante, aislante. 10. Observa la imagen… R. M. Polo norte, campo magnético, polo sur. 11. Responde con base… R. M. a) Alrededor de un imán se genera un campo de atracción magnética. b) Es la propiedad que poseen algunos elementos de atraer objetos metálicos. c) Se rechazan. d) Se atraen. © Todos los derechos reservados, Ek Editores, S. A. de C. V. 1. Páginas 84 - 86. Evaluación tipo PISA 2. Responde. R. M. ¿Cómo se produce… Un generador convierte la energía mecánica en eléctrica. Chicoasén es… Las centrales que pueden transformar energía en energía eléctrica son las termoeléctricas, que emplean carbón; las eólicas, que emplean el viento; las solares, que emplean los rayos del Sol, y las geotérmicas, que aprovechan el calor interno de la Tierra. La combustión genera calor que produce vapor a alta presión en una caldera. El vapor mueve las turbinas, en movimiento giratorio y se transmite a un generador, que finalmente produce la electricidad. 3. 5. c) Menciona… Licuadora, computadora, refrigerador, microondas, lavadora, televisión, calefacción, impresora, horno eléctrico y lámparas. d) ¿Qué cuidados… Evitar tocar cables dañados que conducen corrientes eléctricas, evitar sobrecargar conectores con múltiples enchufes y no usar aparatos eléctricos mientras se está en el baño o en la ducha. e) ¿Cómo se genera… Con la energía de la caída del agua, que se emplea en las centrales hidroeléctricas. f) ¿De dónde proviene… Proviene de la corriente de agua, la cual hace que se mueva un mecanismo, que a su vez pone en acción al generador eléctrico. g) ¿Qué diferencias… El motor convierte la energía eléctrica en energía mecánica; un generador convierte la energía mecánica en eléctrica. Lee el texto y completa el esquema. R. M. a) Rescata… Funciones… Mantiene la homeostasis. Es el resultado de un balance entre la producción, la ganancia y la pérdida de calor. Mecanismos… El cuerpo está más caliente que el medioambiente. Secreción de sudor. Regulación… Adecuado funcionamiento del hipotálamo y los termorreceptores. Escribe lo que se indica. R. M. a) Cuando dice que se dirige 30 metros para tomar el autobús y menciona que la escuela se encuentra a 30 kilómetros de su casa. b) Cuando refiere que irá a paso veloz para abordar el autobús y el camión tardará media hora en llegar a la escuela, que está a 30 kilómetros. c) Cuando refiere que el camión hace cuatro paradas y corre para llegar a la escuela. d) Cuando se levanta, abre la puerta de su casa, camina para llegar al autobús, sube a este, avanza, baja de él, corre a la escuela, se sienta en la banca, levanta su mochila, saca su cuaderno. e) Km 60 50 Distancia Páginas 56 y 57. Evaluación diagnóstica 40 ad cid lo Ve 30 20 10 0 10 Tiempo 20 30 Min 125 Páginas 90 y 91. Evaluación diagnóstica Páginas 118-120. Evaluación tipo PISA 1. 2. 2. 3. 4. 5. 6. 7. 8. 9. 10. 11. 126 Responde. R. M. a) ¿De que material... De hierro, níquel o cobalto. b) ¿Dónde se concentra… En los polos. c) ¿Qué es una brújula? Es un instrumento que sirve para detectar los campos magnéticos y ayudar a orientarnos. d) ¿Cómo funciona… La brújula tiene una pieza magnetizada para orientarse libremente, de manera que sus polos se alineen en dirección norte-sur. e) ¿Qué relación… Las brújulas indican la dirección del campo magnético en cualquier sitio. f) ¿Qué es... Es un imán que funciona por la corriente eléctrica. Se emplea en cerraduras de puertas y grúas, entre otros. Ordena del 1 al 4… R. M. Transporte (2), Generación (1), Uso de la electricidad (4) y Distribución (3). Traza ondas. R. M. Escribe para qué… R. M. Para observar los huesos rotos. Escribe el nombre... R. M. Microscopio, cámara termográfica y telescopios. Escribe una situación… R. M. Al colgarme de un árbol. Escribe la relación… R. M. Los cuerpos que tienen mayor masa son atraídos por la Tierra con una fuerza más intensa llamada fuerza de gravedad. Subraya la respuesta correcta. a) Estrella, b) Neptuno, c) estrella, d) el día y la noche, e) una galaxia Observa la imagen y responde. R. M. a) El Sol b) Es el tercer planeta, se encuentra entre Venus y Marte. c)Júpiter Marca con una X… R. M. Marcar 1, 4, 6, 7, 9 y 10 Menciona las estaciones... R. M. Son primavera, verano, otoño e invierno y se producen por la distancia de la Tierra al Sol, el movimiento de traslación y su eje de inclinación. La luz incide de manera distinta sobre la superficie de la Tierra. 3. 4. 5. 6. Con base... R. M. a) Rayos X Principio… Onda electromagnética que se produce al desacelerar cargas eléctricas. Estos rayos penetran la piel y algunos órganos del cuerpo, pero no los huesos. Se utiliza para… Analizar fracturas de huesos, embarazos y localizar objetos metálicos introducidos al cuerpo. b) Ultrasonido Principio… Ondas sonoras de longitudes de onda más cortas que las audibles. Dicho de otra manera, su frecuencia es mayor. Se utiliza para... Analizar el interior del cuerpo humano sin ningúna secuela, en embarazos y revisión de cualquier órgano. c) Resonancia magnética Principio… Con campos magnéticos intensos se alinean átomos de hidrógeno del cuerpo. Se utiliza para... El análisis de problemas en el cerebro humano y de cualquier órgano. Otro uso… R. M. a) Dibuja… y explica… Con el análisis de las ondas electromagnéticas que provienen de las estrellas, pues así se comparan con los espectros de los elementos conocidos. (Se espera que los estudiantes dibujen un esquema como la figura 21.7 de la página 207). Piensa ahora en el lugar… R. L. a) Elabora un dibujo... Verificar que dibujen medios de transporte, telégrafos, radios y teléfonos antiguos. b) Ahora destaca… Verificar que dibujen transportes modernos, computadoras, dispositivos móviles o robots. Lee el texto. R. M. ¿Qué le sucede… La fuerza disminuye a la mitad. ¿Qué le sucedería... La fuerza disminuye a la novena parte. ¿Cómo se podría… Ambas masas deberían aumentar al triple o una de ellas aumentar 9 veces su valor, y la otra permanecer igual. Lee el texto. R. L. Verifique que los estudiantes expliquen la teoría del Big Bang, que establece que el Universo se creó en una gran explosión. © Todos los derechos reservados, Ek Editores, S. A. de C. V. Trimestre 3 Bibliografía Recomendaciones para el docente Acher, Andrés, “Cómo facilitar la modelización científica en el aula”, en Tecné, Episteme y Didaxis (TED), núm. 36, julio-diciembre, 2014. Astolfi, J. P., El error, un medio para enseñar, México: SEP-Biblioteca para la Actualización del Magisterio/Díada, 2004. Bisquerra Rafael. 2009. 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