ciencias ii vol. ii

5/16/2018 Ciencias II Vol. II - slidepdf.com

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IICIENCIASÉnfasis en Física

2do Grado Volumen II

Libroparae

lmaestro



Libro para el maestro

cienciasII

2do Grdo Volum II

Éf Física



Ciencias II. Énfasis en Física. Libro para el maestro. Volumen II , ue elaborado en la Coordinación de Inormática Educativa delInstituto Latinoamericano de la Comunicación Educativa (ILCE), de acuerdo con el convenio de colaboración entre la Subsecretaríade Educación Básica y el ILCE.

SECRETARÍA DE EDUCACIÓN PÚBLICAJosefna Vázquez Mota

SUBSECRETARÍA DE EDUCACIÓN BÁSICAJosé Fernando González Sánchez

Dirección General de Materiales EducativosMaría Edith Bernáldez Reyes

Dirección de Desarrollo e Innovaciónde Materiales Educativos

Subdirección de Desarrollo e Innovaciónde Materiales Educativos para la Educación Secundaria

Dirección Editorial

INSTITUTO LATINOAMERICANO DE LA COMUNICACIÓN EDUCATIVA

Dirección GeneralManuel Quintero Quintero

Coordinación de Informática EducativaFelipe Bracho Carpizo

Dirección Académica GeneralEnna Carvajal Cantillo

Coordinación AcadémicaVíctor Gálvez Díaz

Asesoría académicaMaría Teresa Rojano Ceballos (DME-Cinvestav)Judith Kalman Landman (DIE-Cinvestav)(Convenio ILCE-Cinvestav, 2005)

AutoresMirena De Olaizola León, Alejandra González Dávila, HildaVictoria Inante Cosío, Oliverio Jitrik Mercado, Helena LluisArroyo, Abraham Pita Larrañaga, Juan José Sánchez Castro

ColaboraciónLeonor Díaz Mora, Margarita Petrich Moreno

Coordinación editorialSandra Hussein Domínguez

EdiciónPaloma Zubieta López

Primera edición, 2007 (ciclo escolar 2007-2008)

D.R. © Secretaría de Educación Pública, 2007Argentina 28, Centro,06020, México, D.F.

ISBN 978-970-790-970-0 (obra completa)ISBN 978-968-01-1458-0 (volumen II)

Impreso en México

Distribución gratuita-ProhibiDa su venta

Servicios editorialesDirección de arte y diseño:Rocío Mireles Gavito

Iconografía:Cynthia Valdespino, Fernando Villaán

Diagramación:Fernando Villaán, Víctor M. Vilchis Enríquez,José Antonio Montero

Ilustración:Imanimastudio, Curro Gómez, Carlos Lara,Juan Carlos Díaz, José Luis Díaz, Mayanin Ángeles,

Víctor Eduardo Sandoval

Fotografía:Art Explotion 2007, Kurt Hollander,Cynthia Valdespino, Fernando Villaán



C I N C O SU G ER EN C I A S PA R A EN SEÑ A R EN LA TELESEC U N D A R I A

1 Crear un ambiente de confanza 2 Incorporar estrategias de enseñanza de manera permanente 3 Fomentar la interacción en el aula 4 Utilizar recursos múltiples 5 Desplegar ideas en el aula para consultas rápidasPistas didácticas

Mapa-índice

Clave de logos

BLOqUE 3 Las interacciones de la materia.

Un modelo para describir lo ue no percibimos

secuencia14 ¿qué percibimos de las cosas?

secuencia15 ¿Para ué sirven los modelos?

secuencia16 ¿De ué está hecha la materia?

secuencia17 ¿Cómo se organiza la materia?

secuencia18 ¿Hace calor?

secuencia19 ¿Puede infarse un globo sin soplarle?

secuencia20 ¿Por ué cambia de estado el agua?

proyecto 3 Un modelo de barco de vapor

Evaluación Bloue 3

BLOqUE 4 Manifestaciones de la estructura interna de la materia

secuencia21 ¿De ué están hechas las moléculas?

secuencia22 ¿qué hay en el átomo?

secuencia23 ¿Por ué enciende un oco?

secuencia24 ¿Cómo se genera el magnetismo?

secuencia25 ¿Existe la luz invisible?

proyecto 4 Maueta de una planta generadora de electricidad

Evaluación Bloue 4

BLOqUE 5 Conocimiento, sociedad y tecnología

proyecto 5 Origen y evolución del Universo: una línea del tiempo

proyecto 6 Un díptico sobre las aplicaciones de la Física en el área

de la salud

Bibliograía

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130

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174

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208

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Índice


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Cinco sugerencias para enseñaren la Telesecundaria

1 3 452




Aprender signiica tomar riesgos: Lo nuevo siempre

causa cierta inseguridad e intentar algo por primera vez implica estar

dispuesto a equivocarse. Por eso es importante crear un ambiente de

conianza en el cual los alumnos puedan decir lo que piensan, hacer

preguntas o intentar procedimientos nuevos sin temor. Algunas ideas para

lograr esto son:

• Antes de caliicar una respuesta, relexione sobre su origen, en muchas

ocasiones las preguntas tienen más de una solución. Por ello, es

importante valorar planteamientos dierentes y no obligar a todos a

llegar a una solución única. Ayude a los alumnos a aprender a escuchar

a sus compañeros y a encontrar dierencias y semejanzas en las

propuestas, analizando sus partes y detectando hasta qué punto se

acerca a una respuesta satisactoria. En Matemáticas, por ejemplo,

muchas veces los alumnos obtienen soluciones dierentes, que

corresponden a interpretaciones distintas del problema. Es una tarea

colectiva comprender las distintas interpretaciones que pueden

aparecer en la clase sobre un mismo problema.

• Los alumnos pueden aprender unos de otros: en el trabajo de equipo

es conveniente que los alumnos tengan dierentes niveles de

conocimientos y experiencias. Algunos serán lectores luidos, otros

sabrán argumentar con detalle sus ideas, otros dibujarán con mucha

acilidad, otros harán cálculos y estimaciones con soltura. Formar

equipos heterogéneos propicia que unos puedan compartir lo que

saben con otros. Esto es particularmente útil para la realización de los

proyectos de Ciencias, debido a que

éstos integran contenidos

conceptuales, habilidades y

actitudes desarrolladas a lo

largo de un bloque o al inaldel año escolar.

Crear un ambiente de confanza1



• Los docentes pueden modelar las actividades para los alumnos usando

su propio trabajo para ejempliicar alguna actividad o situación que

desea introducir al grupo. Si los alumnos tienen que escribir, leer en

silencio, o trabajar de manera individual en alguna tarea, el maestro

puede hacer lo mismo. Esto lo ayudará a darse cuenta de cuánto

tiempo toma, qué retos especiales presenta o qué aspectos hay que

tomar en cuenta para realizarla. Al compartir su propio trabajo,

también puede escuchar comentarios, responder preguntas, ampliar

inormación y tomar sugerencias.

• Mientras los alumnos trabajan en grupos, el maestro debe estar atento

a qué ocurre en los equipos: aprovechar la oportunidad para hacer

intervenciones más directas y cercanas con los alumnos, sin abordarlosde manera individual. Mientras ellos desarrollan una tarea, puede

pasar a los equipos y escuchar brevemente, registrando rases o

palabras de los alumnos para retomarlas en las discusiones generales;

también puede participar en algunos grupos para conocer la dinámica

del trabajo en equipo. Además, en algunos momentos, puede orientar

el diálogo de los alumnos, si considera pertinente destacar algún

contenido conceptual.

• Considere tiempo para mejorar los productos y/o las actividades: en

ocasiones los alumnos concluyen una actividad y después de discutirlacon otros se dan cuenta de que les gustaría modiicarla. Puede resultar

de gran provecho dar oportunidad a los alumnos para revisar algún

aspecto de su trabajo. Cuando lo considere pertinente, deles tiempo

para reelaborar y sentirse más satisechos con su trabajo.

Cómo haceruna lluvia de ideas

Cómo coordinarla discusión de

un dilema moral

L ib ro para e l maestro



Es importante usar dierentes prácticas académicas

de manera constante y reiterada. Se trata de guiar la lectura de distintos

tipos de textos, gráicas, esquemas, mapas, órmulas e imágenes;

demostrar diversas ormas de expresar y argumentar las ideas, utilizar

términos técnicos; plantear preguntas, elaborar textos, registrar datos y

realizar operaciones matemáticas. Las siguientes estrategias pueden servir

como lineamientos generales para la enseñanza en el aula:

• Invite a los alumnos a leer atentamente y dar sentido a lo que leen: las

dierentes órmulas, gráicas, mapas, tablas e imágenes que se les

presentan en los libros para el alumno, libros de las Bibliotecas

Escolares y de Aula, recursos digitales, videos, etcétera. Relexione con

ellos sobre por qué se incluyen estos recursos en la actividad, qué tipo

de inormación aportan y en qué aspectos deben poner atención para

comprenderlos mejor.

• Las actividades relacionadas con los mapas, imágenes, gráicas,

problemas y textos incluidos en las secuencias, tienen la inalidad de

avorecer la construcción colectiva de signiicados: en lugar de

utilizarlas para veriicar la comprensión de lectura o la interpretación

de la inormación representada, se busca construir con el grupo, con laparticipación de todos, qué dice el texto o las otras representaciones,

qué conocemos acerca de lo que dice, qué podemos aprender de ellos

y qué nos dicen para comprender mejor nuestro mundo.

• Utilice dierentes modalidades de lectura: la lectura en voz alta constituye

una situación privilegiada para escuchar un texto y comentarlo sobre la

marcha, haciendo pausas para plantear preguntas o explicar su

signicado; la lectura en pequeños grupos crea oportunidades para que

todos lean; la lectura en silencio avorece la refexión personal y la

relectura de ragmentos. Según la ocasión y el propósito, también puedepreparar lecturas dramatizadas con todo el grupo o en equipos.

• Ayude a los alumnos a construir el sentido de sus respuestas: en lugar

de ver estas actividades como pautas para veriicar la comprensión de

los estudiantes, utilícelas para construir, junto con ellos, los

signiicados de los textos incluidos en las secuencias.

• Cuando los alumnos deben escribir respuestas o componer pequeños

textos, puede modelarse cómo iniciar el escrito en el pizarrón: pida a

dos o tres estudiantes que den ejemplos de rases iniciales para ayudar

a todos a empezar a escribir.

Incorporar estrategias deenseñanza de manera permanente


2



• Invite a los alumnos a leer en voz alta los dierentes textos que van

escribiendo: proporcione pautas para revisar colectivamente los

escritos, dando oportunidad a los alumnos para reconsiderar sus textos

y escuchar otras maneras de redactar lo que quieren expresar. Esto los

ayudará a escuchar cómo se oye (y cómo se entienden) sus escritos.

Propicie la valoración y aceptación de las opiniones de los otros con el

in de mejorar la composición de textos. Modele y propicie el uso de

oraciones completas, en lugar de respuestas breves y recortadas.

• Plantee preguntas relacionadas con los temas que tienden a extender el

conocimiento disciplinario y sociocultural de los estudiantes: algunas

preguntas pueden promover el pensamiento crítico en los estudiantes

(Lo que podría hacer hoy… y Ahora opino que…; El texto dice, Tú qué

dices) porque no sólo se dirigen a los contenidos conceptuales, también

se involucra el desarrollo de actitudes, porque se promueve la relexión

de aspectos éticos, de salud, ambiente e interculturales, entre otros.

• Busque ejemplos de uso del lenguaje de acuerdo a la temática o

contenido académico: para ejemplicar algún tipo de expresión,

identique ragmentos en los libros de las Bibliotecas Escolares y de Aula

y léalos en clase. Incorpore la consulta puntual de materiales múltiples yla lectura de muchas uentes como parte de la rutina en clase.

• Busque ejemplos del contexto cotidiano y de la experiencia de los

alumnos, de acuerdo a la temática o contenido académico.

• Utilice la escritura como una herramienta de aprendizaje; no todo lo

que se escribe en el aula tiene que ser un texto acabado: muchas veces,

cuando intentamos poner una idea por escrito, nos damos cuenta de

nuestras preguntas y dudas. También se puede usar la escritura para

ensayar relaciones y procesos, hacer predicciones, ormular hipótesis o

registrar interrogantes que pueden retomarse en una ocasión posterior.En matemáticas, por ejemplo, el carácter de ormal o acabado del

procedimiento de solución de un problema depende del problema que

trata de resolverse. Por ejemplo, para un problema de tipo

multiplicativo, la suma es un procedimiento

inormal, pero esta misma operación

es un procedimiento experto para

un problema de tipo aditivo. El

conocimiento matemático está en

construcción permanente.

Cómo apoyar laelaboración de resúmenes

Cómo introducirotros recursos

Para hacer usodel diccionario

Cómo leerun mapa

Cómo concluirun diálogo o actividad



El diálogo e interacción entre los pares es unaparte central en el proceso de aprendizaje: la participación con otros nos

ayuda a desplegar nuestros conocimientos, demostrar lo que sabemos

hacer, anticipar procesos, reconocer nuestras dudas, oír las ideas de los

demás y compararlas con las propias. Por ello, es deseable:

• Fomentar la interacción en el aula con múltiples oportunidades para

opinar, explicar, argumentar, undamentar, reerirse a los textos, hacer

preguntas y contestar: las preguntas que se responden con “sí” o

“no”, o las que buscan respuestas muy delimitadas tienden a restringir

las oportunidades de los alumnos para elaborar sus ideas. Las

preguntas abiertas, en cambio, pueden provocar una variedad de

respuestas que permiten el análisis, la comparación y la proundización

en las problemáticas a tratar; también permiten explorar

razonamientos dierentes y plantear nuevas interrogantes. Además,

dan pie a un uso más extenso de la expresión oral.

• Crear espacios para que los alumnos expresen lo que saben sobre el

tema nuevo o lo que están aprendiendo: en dierentes momentos de

las secuencias (al inicio, desarrollo, al inal) pueden abrirse diálogos,

con el in de que contrasten sus conocimientos con los de otros

alumnos, y con ello enriquecer y promover la construcción compartidade conocimientos.

Fomentar la interacción en el aula


3



• Incorporar en las actividades cotidianas los diálogos en pequeñosgrupos: algunos estudiantes que no participan en un grupo grande, es

más probable que lo hagan en un grupo más pequeño o en parejas.

• Utilizar ciertos ormatos de interacción de manera reiterada, con

materiales de apoyo escritos y/o gráicos para organizar actividades:

algunos ejemplos de estos ormatos son la presentación oral de

reseñas de libros, la revisión de textos escritos por los alumnos,

realización de debates, el trabajo en equipo en el que cada alumno

tiene una tarea asignada (coordinador, relator, buscador de

inormación, analista, etcétera).

• Realizar cierres de las actividades: obtener conclusiones que pueden

ser listas de preguntas, dudas o diversas opiniones; los acuerdos del

grupo; un registro de dierentes ormas de expresión o propuestas de

cómo “decir” algo; un resumen de lo aprendido, un diagrama, una

tabla, un procedimiento eicaz para resolver un problema, entre otros.

Cómo llevara cabo un debate

Cómo conducir unarevisión grupal de textos

Cómo conducirun diálogo grupal

Cómo coordinarla discusión de

un dilema moral

11



Una parte undamental de la educación secundaria

es aprender a utilizar recursos impresos y tecnológicos para conocer

diversas expresiones culturales, buscar inormación y resolver problemas.

Por ello es indispensable explorar y conocer dierentes materiales como

parte de la preparación de las clases y

• Llevar al aula materiales complementarios: para compartir con los

alumnos y animarlos a buscar y compartir con el grupo dierentes

recursos.

• Promover el uso constante de otros recursos tecnológicos ybibliográicos disponibles en la escuela: si tienen acceso a

Utilizar recursos múltiples


4



computadoras, puede omentarse su uso para la realización de los

trabajos escolares y, de contar con conectividad, para buscar

inormación en Internet. Asimismo las colecciones de Bibliotecas

Escolares y de Aula, la biblioteca de la escuela y la biblioteca pública

son uentes de inormación potenciales importantes. Por otro lado, el

uso de recursos tecnológicos, como los videos, los simuladores de

computadora y otras actividades ejecutables en pantalla acilitan la

comprensión de enómenos o procesos matemáticos, biológicos, ísicos

y químicos que muchas veces son diíciles de replicar en el laboratorio

o a través de alguna actividad experimental.

Cómo anotar reerenciasde las uentes utilizadas

Cómo introducirotros recursos



Las paredes del aula constituyen un espacio

importante para exponer dierentes recursos de consulta rápida y

constante. Por ejemplo, se puede:

• Crear un banco de palabras en orden alabético de los términos

importantes que se están aprendiendo en las distintas materias. Sirven

de recordatorio para los estudiantes cuando tienen que resolver sus

guías, escribir pequeños textos, participar en los diálogos, etcétera.

• Dejar apuntadas dierentes ideas aportadas por todos para resolver

algún tipo de problema. Por ejemplo, puede hacerse un cartel paraorientar qué hacer cuando uno encuentra una palabra desconocida en

un texto:

Desplegar ideas en el aulapara consultas rápidas


Trtr d frr l gfdo

dl txto.Burlo l doro.

Prgutr l mtroo u ompñro.

sltrl y gur lydo.

¿Qué hacer cuando no sabesQué significa una palabra?

5



• Colgar mapas, tablas, gráicas, órmulas, diagramas y listas para la

consulta continua.

• Puede involucrar a los alumnos en el registro de la historia del grupo y

la evolución de las clases. Una orma de hacer esto es llevar una

bitácora donde se escribe cada día lo que ocurrió en las dierentes

clases. Los alumnos, por turnos, toman la responsabilidad de llevar el

registro del trabajo y experiencias del día. La bitácora se pone a

disposición de todos para consultar. Esta no es una actividad para

caliicar o corregir. Se trata de darle importancia y presencia a la

memoria del grupo durante el año escolar. Cada alumno podrá

seleccionar qué ue lo relevante durante el día y escribirá de acuerdo a

su estilo y sus intereses.

Cómo organizar labitácora del grupo



Pistas didácticas

Cómo anotar reerencias de las uentes utilizadas • Cuando se utilizan textos o imágenes que aparecen en distintos medios, se cita

su procedencia, usando alguno de los siguientes códigos:

• Libro: apellido del autor, nombre del autor, título, lugar de edición, editorial

y año de publicación. Si se trata de un diccionario o enciclopedia, anotar también

las palabras o páginas consultadas.

• Revista o periódico: título, número, lugar y echa de publicación, páginas consultadas.

• Programa de TV: Nombre del programa, horario de transmisión y canal.

Cómo conducir una revisión grupal de textos individuales• Solicite un voluntario para leer su texto rente al grupo. Copie ragmentos breves de los

textos en el pizarrón o usando el procesador de textos, para ejempliicar rases o expresio-

nes que puedan ser mejoradas.

• Acepte dos o tres intervenciones, para hacer comentarios sobre el contenido cotejando lo

que plantea el libro para los alumnos. En el pizarrón haga las modiicaciones sugeridas por

los comentaristas y pregunte al autor si está de acuerdo, si su texto mejora con lasaportaciones o se le ha ocurrido otra idea para mejorarlo. Permita que sea el propio autor el

que concluya cuál es la manera que mejor se acerca a lo que quiere relatar, la corrija en el

pizarrón y después en su cuaderno.

• Solicite que todos relean y revisen sus textos, hagan las correcciones necesarias y lo reescriban

con claridad para, posteriormente, poder leerlo con acilidad ante el grupo.

• En cada ocasión invite a alumnos distintos a revisar sus textos con todo el grupo, incluyendo a los que no

se autopropongan.

• Siempre propicie actitudes positivas hacia la revisión para el mejoramiento de la expresión escrita.

Cómo conducir un diálogo grupal • Acepte dos o tres intervenciones de los alumnos. Anote algunas respuestas en el pizarrón,

para recuperarlas en la discusión o conclusiones.• Acepte respuestas distintas; sugiera que se basen en lo que dice el texto (video, mapa o problema)

o en situaciones parecidas.

• Para avanzar en el diálogo, resalte las dierencias y semejanzas entre las participaciones

de los alumnos. Por ejemplo: “Juan dijo tal cosa, pero María piensa esta otra,

¿qué otras observaciones se podrían hacer?”

• Cierre cada punto y dé pie al siguiente inciso. Por ejemplo: “Ya vimos las características comunes a

todos los seres vivos, ahora pasaremos a las dierencias entre un ser vivo y un objeto inanimado”.

• En cada ocasión otorgue la palabra a distintos alumnos, incluyendo los que no levanten la mano.

• Señale claramente el momento de las conclusiones y el cierre de los comentarios.



Cómo concluir un diálogo o una actividad• Hacia el inal del diálogo o de una actividad, resuma los comentarios de todos los

participantes.

• Señale las principales semejanzas y dierencias en las aportaciones. Recuérdele al

grupo cómo se plantearon y cómo se resolvieron.

• Ayude a los alumnos a deinir las conclusiones, inerencias y acuerdos principales

de la actividad y de sus relexiones.

• Permita a los alumnos expresar sus dudas y contestarlas

entre ellos.

• Anote en el pizarrón las ideas y conclusiones más

importantes.

Cómo hacer una lluvia de ideas• Plantee una pregunta abierta relacionada con una actividad, texto, imagen o situación (¿Qué

pasaría si…? ¿Cómo podríamos…? ¿Por qué creen que esto ocurre así…? ¿Qué les sugiere esto?).

• Permita y promueva que los alumnos den su opinión, anote ideas y sugerencias y

planteen dudas.

• Conorme los alumnos van participando, apunte en el pizarrón, de manera abreviada,

sus comentarios y aportaciones. También puede anotar sus ideas en un procesador

de palabras y proyectarlas en la pantalla.

• Cuando los alumnos han terminado de participar, revise con ellos la lista y busquendierentes ormas de organizar sus ideas (juntar todas las similares, ordenarlas

cronológicamente, agruparlas por contenido, etcétera).

• Resuma con el grupo las principales aportaciones.

• Retome las participaciones cuando sea pertinente relacionarlas con otras intervenciones.

Cómo organizar la bitácora del grupo• La bitácora es una actividad compartida por todos los miembros del grupo. Se busca

escribir día a día la vida del grupo escolar. Es una actividad libre de escritura en elsentido de que cada alumno puede elegir qué aspecto del día comentar y cómo

comentarlo. no trt d orrgrlo sino de compartir las dierentes perspecti-

vas acerca de los eventos centrales de la convivencia en el aula.

• Cada día un alumno dierente se hace responsable de escribir, dibujar, insertar

otograías, etcétera.

• Es una actividad que los alumnos pueden realizar en un procesador de palabras.

• Si cuenta con conectividad, se puede crear un blog (bitácora electrónica) del grupo que

se despliegue en Internet. En la página www.blogpot.om se explica cómo hacerlo.



Cómo coordinar la discusión de un dilema moral • Pida a los alumnos que lean el dilema individualmente y respondan las preguntas. Indique que

los comentarios se harán más adelante.

• Aclare con el grupo el sentido del dilema, preguntándoles, ¿por qué es un dilema?, ¿cuál es el

tema central?, ¿qué habrá pensado el personaje en cuestión?

• Invite a los alumnos a intercambiar ideas en plenaria.

• Explique previamente dos reglas básicas: a) Debatir argumentos y no agredir ni elogiar a

personas, y b) turnarse el uso de la palabra, de modo que se orezcan equilibradamente

argumentos a avor y en contra de cada postura.

• A medida que el grupo identique las posturas y argumentos posibles, anótelos en el pizarrón e

invite al grupo a organizarlos, mediante preguntas como: ¿Cuál es el mejor argumento a avor

de X postura y por qué? ¿Habría otros argumentos?, ¿cuáles?

• Para cerrar, invite al grupo a redenir o conrmar sus posturas iniciales, con base en los

argumentos dados, y a buscar salidas diversas y más satisactorias al dilema.

Cómo introducir otros recursos• Explore y lea con anticipación los materiales, seleccionando aquellos que desea compartir con

el grupo.

• Presente el material (libro, revista, artículo de periódico, mapa, imagen, etcétera)

al grupo, comentando qué tipo de material es, el autor o artista, el año.

• Lea o muéstrelo al grupo.

• Converse con los alumnos acerca de la relación de este material con el trabajo que se está

desarrollando. Propicie la relexión sobre la relación del material presentado con la

actividad que se realiza o el contenido que se trabaja.

• Invítelos a revisar el material y conocerlo más a detalle, o que ellos sugieran, aporten,

lleven o busquen material relevante para los temas que están abordando en el curso.

Cómo llevar a cabo un debate• Antes de empezar, solicite a dos alumnos que desempeñen las unciones de moderador y

de secretario, explicándoles en qué consiste su labor.

• Deina con claridad los aspectos del tema seleccionado que se van a debatir; debe plantearse

con claridad cuál o cuáles son los puntos o aspectos que se están conrontando.

• El moderador anota en una lista los nombres de quienes desean participar e inicia laprimera ronda de participaciones para que cada uno exprese su punto de vista y sus

argumentos acerca del tema.

• El secretario toma notas de las participaciones poniendo énasis en las ideas o conceptos

que aportan.

• Al agotar la lista de participaciones, el moderador hace un resumen de los comentarios.

De ser necesario y contar con tiempo, puede abrirse una nueva lista de participaciones;

o bien, al inal resume las principales conclusiones o puntos de vista para que el

secretario tome nota de ellas.

• Cada vez que sea necesario, es importante que el moderador les recuerde a los participan-

tes cuáles son los puntos centrales del debate, para evitar distracciones.

• Al nal, el secretario lee sus anotaciones y reporta al grupo las conclusiones o puntos de vista.



Cómo leer un mapa• Pida a los alumnos que identiquen el título del mapa para saber qué tipo de inormación

representa. Si se trata de un mapa histórico, solicite a los estudiantes que identiquen de cuándo

data y si representa hechos o procesos del pasado.

• Revise con los alumnos las reerencias o simbología.

• Señale claramente cuál es la escala empleada en el mapa.

• Revise con el grupo la simbología utilizada y su explicación.

• Comente con el grupo la inormación que se puede obtener a partir del mapa

o relacionándolo con otras inormaciones previas.

• Interprete la orientación a partir de leer la rosa de los vientos.

Cómo conducir una revisión grupal de textos colectivos • Solicite a un equipo voluntario para leer su texto rente al grupo y otro para comentarlo. Copie ragmen-

tos breves del texto en el pizarrón para ejemplicar rases o expresiones que puedan ser mejoradas.

• Acepte dos o tres observaciones de los comentaristas, basadas en las pautas de revisión. En elpizarrón haga las modiicaciones sugeridas y pregunte a los autores si están de acuerdo, si su

texto mejora con las aportaciones o se les ocurre otra idea para mejorarlo. Permita que los

autores sean quienes decidan sobre la manera que mejor se acerca a lo que quieren decir,

reelaboren su idea en el pizarrón y luego en su cuaderno.

• Solicite que en cada equipo relean y revisen sus textos, hagan las correcciones necesarias y lo

reescriban con claridad para, posteriormente, leerlo con acilidad ante el grupo.

• En cada ocasión, invite a equipos distintos a que revisen y comenten sus textos con todo el grupo. Siempre propicie

actitudes positivas hacia la revisión para el mejoramiento de la expresión escrita.

Cómo apoyar la elaboración de resúmenes• Elija el texto que se va a resumir y léalo con el grupo.

• Solicite participaciones a partir de las preguntas: ¿cuál consideran que es la idea principal de

cada párrao?, ¿cuáles serán las ideas secundarias o ejemplos? Acepte participaciones de los

alumnos, escriba algunas en el pizarrón o con el procesador de textos y después proponga

usted sus respuestas a las mismas preguntas.• A partir de las respuestas, ejempliique en el pizarrón cómo retomar la idea principal de cada

párrao. Puede incluir deiniciones textuales, vocabulario técnico y ejemplos del texto.

• De ser posible, muestre a los alumnos ejemplos de resúmenes elaborados por usted o por

otros estudiantes.

Para hacer uso del diccionario• Haga una lista, con sus alumnos, de las palabras que no conocen o no comprenden.

• Búsquenlas en el diccionario en orden alabético.

• Lea el signiicado e intenten utilizarlo dentro de un contexto. También pueden hacer uso de

sinónimos.

• Relea las oraciones que contienen las palabras consultadas para comprenderlas ampliamente.

• Si aún quedan dudas, busque la palabra en un libro especializado.


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C o n o c i m i e n t o ,

s o c i e d a

d y

t e c n o

l o g í a

24

S E

C U E N C I A S

T E M

A S

D E S T R E z A S

A C T I T U D E S

P E R S P E C T I V A S

R E C U R S O

S T E C N O L Ó G I C O S

P r o y e c t o

d e

i n v e s t i c a c i ó n

5

O r i g e n y e v o l u c i ó n d e l U n i v e r s o :

u n

a l í n e a d e l t i e m p o .

O r i g e n y e v o l u c i ó n d e l U n i v e r s o .

A n a l i z a r l a s e x p l i c a c i o n e s s o b r e e l

o r i g e n y l a e s t r u c t u r a d e l

U n i v e r s o .

C o n s t r u i r u n a l í n e a d e l t i e m p o

p a r a e x p l i c a r e l o r i g e n y l a

e v o l u c i ó n d e l U n i v e r s o .

V a l o r a r l a i m p o r t a n c i a d e c o n o c e r

l a s t e o r í a s c i e n t í c a s q u e e x p l i c a n

e l o r i g e n ,

l a e v o l u c i ó n y l a

e s t r u c t u r a d e l U n i v e r s o .

H i s t o r i a

d e l a c i e n c i a

P r o y e c t o

d e

i n v e s t i g a c i ó n

6

U n

d í p t i c o s o b r e l a s a p l i c a c i o n e s

d e

l a F í s i c a e n e l á r e a d e l a s a l u d .

N u e v o s m a t e r i a l e s y t é c n i c a s p a r a

e l d i a g n ó s t i c o y t r a t a m i e n t o d e l a s

e n e r m e d a d e s .

E l c a s o d e l o s r a y

o s X

I d e n t i c a r a l g u n a s d e l a s

a p o r t a c i o n e s d e l a c i e n c i a a l

c u i d a d o y c o n s e r v a c i ó n d e l a

s a l u d .

E l a b o r a r u n d í p t i c o p a r a e x p l i c a r

l a i m p o r t a n c i a d e l a F í s i c a e n l a

d e t e c c i ó n y t r a t a m i e n t o d e l

c á n c e r .

V a l o r a r e l d e s c u b r i m i e n t o d e l o s

r a y o s X y l a i m p o r t a n c i a d e s u s

a p l i c a c i o n e s .

C T S

H i s t o r i a

d e l a c i e n c i a



Clave de logos

Trabajo individual

En parEjas

En Equipos

Todo El grupo

ConExión Con oTras asignaTuras

glosario

ConsulTa oTros maTErialEs

Cd dE rECursos

siTios dE inTErnET

biblioTECas EsColarEs y dE aula

vidEo

programa inTEgrador EdusaT

inTEraCTivo

audioTExTo

aula dE mEdios

oTros TExTos



Las interacciones

de la materia.Un modelo para describir lo

que no percibimos

BLOQUE 3



¿Qué percibimos de las cosas?Propósito y perspectivaEn esta secuencia se analizan algunas de las propiedades que poseen los materiales que nos rodean, sus aplicaciones y sus usos.

Desde una perspectiva CTS se valora la importancia de las propiedades de la materia para decidir sobre el uso diario de algunos materiales.

Plan de trabajoEn el plan de trabajo se incluye la siguiente inormación para cada actividad:

• Los contenidos conceptuales en negritas.

• Las destrezas en rojo.

• Las actitudes en morado.

• El trabajo que el alumno desarrolla en la actividad, en azul. El alumno decide cuál o cuáles trabajos incluye en su portaolio. Usted puede

sugerir aquellos que considere representativos de la secuencia.

• Los recursos multimedia con los que se trabaja en cada actividad.

• Los materiales que deben llevarse de casa o el trabajo realizado previamente.

secuencia 14

SESIÓN Momento dela secuencia

Propósitos(conceptos, destrezas y actitudes)

Materiales necesarios otrabajo en casa

1Texto introductorio

Describir la importancia de los nuevos materiales y su usogeneralizado en varias áreas de la vida cotidiana.

Actividad de desarrollo

UNO

Analizar algunas propiedades de la materia.

Tabla.

Por persona: Tres materialesdierentes de su entorno o de sucasa.

Texto de inormación inicialIntroducir al conocimiento de algunas de las propiedadesgenerales y especícas de la materia.

¿Cuáles son las propiedades generales y especícas de la materia?

2

Actividades de desarrollo

DOSConstruir un modelo de balanza.

Balanza.

Por equipo: Gancho de alambrepara colgar ropa, hilo, dos tapasiguales de 10 cm de diámetro,dos bolsas y dos ligas.

TRESAplicar la tecnología de la balanza para medir masas,volúmenes y densidades. Valorar la importancia de laspropiedades de la materia en la toma de decisiones sobremateriales de uso cotidiano.Reporte de práctica.

Masa, volumen y densidad

Por equipo: Balanza, plastilina,tres pelotas de 3 cm diámetro ydierente material, cubeta conagua.

Texto de ormalizaciónRelacionar el concepto de fotación con la densidad de losobjetos.

Actividades de evaluación

Resuelvo el problema

¿Para qué me sirve lo que aprendí?

Ahora opino que…



12

secuencia 14

Txto trodtoro

Para empezarL l txto.

• Antes de leer, responde: ¿Qué características deben tener los materiales usadospara

la construcción?

sesión 1

¿Qué percibimosde las cosas?

Desde que la humanidad dominó el uego,

inventó la rueda y descubrió el uso de los

metales, constantemente ha buscado

materiales que sustituyan o mejoren los ya

existentes. Los ejemplos son variados y en

todos los ámbitos: las raquetas de tenis que

originalmente se construían de madera se

hicieron de aluminio, luego de grafto y

últimamente, para darles mayor resistencia y

menor peso, se hicieron de polipropileno, un

material que también se usa en las deensas

de los autos. Un ejemplo cotidiano es la ropa,

que anteriormente se coneccionaba

exclusivamente con fbras vegetales y pieles

de animales, ahora se abrica también con

fbras sintéticas, como el poliéster.En la construcción de viviendas también se

han incorporado nuevos materiales. En los

grandes edifcios de las ciudades el vidrio, el

acero y el aluminio son más utilizados que el cemento, la piedra y el ladrillo. Estos materiales se han elegido

porque un volumen determinado de ellos tiene un peso menor que el del mismo volumen de los materiales

tradicionales; además, permiten mayor iluminación y su resistencia es igual o mayor que los usados

anteriormente.

El transbordador espacial Challenger tenía que soportar uerzas y temperaturas extremas tanto a la salida

de la Tierra como a su regreso, lo que condicionó que sus componentes poseyeran características especiales;

por ejemplo, la estructura de la nave debía tener una resistencia máxima a esuerzos mecánicos, por lo cual se

combinaron distintos materiales para lograr mayor resistencia y ligereza. Para su exterior se usaron losetas de

cerámica, probadas en laboratorio para resistir temperaturas de más de 1300°C generadas por la ricción de la

punta de la nave con la atmósera terrestre a su reingreso.

colt t

doro pr

otrr l

gfdo d

plbr omo

cerámica.

Ahora sabes que la masa es una propiedad undamental de la materia. En esta secuencia

conocerás otras propiedades de la materia como la densidad y la dureza. Valorarás la

importancia de conocer las propiedades de la materia para escoger los materiales de usocotidiano más apropiados.

Los cristales de este edifcio avorecen la iluminación sin que la temperatura del

interior aumente demasiado.

SeSión 1

Antes de iniciar la sesión, comente con

sus alumnos lo aprendido en el Bloque II.

1 Oriente la conversación en torno a la

necesidad de comprender el comportamiento

de la materia para predecir una serie de

enómenos naturales. Este conocimiento

permite, entre otras cosas, elegir

adecuadamente los materiales de uso

cotidiano.

En el texto introductorio, se muestra la

importancia del descubrimiento de nuevos

materiales que con el tiempo se han vuelto

de uso cotidiano. Posteriormente, los

alumnos plantean sus aproximaciones

iniciales al problema , contestando un

cuestionario sobre la comprensión de

algunas de las propiedades de la materia.

Después del texto de inormación inicial se

presenta una tabla cuyo propósito es identicar

algunas propiedades de la materia. Los

alumnos valoran la utilidad de los conceptos

ísicos en el mundo que nos rodea.

Para empezar

Txto trodtoro

El texto menciona algunos de los nuevos

materiales descubiertos y utilizados

cotidianamente en la casa, la construcción o

para satisacer las necesidades extremas de

los viajes espaciales.

2 Solicite a sus alumnos una lista en el

pizarrón escribiendo el nombre de un

material de uso común y pídales que

expresen las características por las cuales se

le toma en cuenta para un n especíco; por

ejemplo: Las varillas metálicas son fexibles y

resistentes y por eso se utilizan como

soportes en las construcciones.

Una vez que los alumnos encuentren el

signicado de la palabra, pida que nombren

otros objetos donde se use la cerámica.

Puede agregar que la materia prima, la

arcilla, ha sido empleada por el ser humano

para elaborar vasijas de uso doméstico, el

moldeado de guras y, algo muy importante,

la arcilla cocida para abricar ladrillos

para la construcción.

Para cada actividad se presenta la

siguiente inormación:

1. El propósito.

2. Las sugerencias generales para

enseñar en Telesecundaria, que

aparecen en un manchón como

.

Consulte el documento Cinco sugerencias para enseñar en la Telesecundaria para

seleccionar la más adecuada.

3. Las sugerencias especícas para la

actividad.

4. Las respuestas esperadas se marcan

como RM: Respuesta modelo. Cuando

la pregunta es abierta y acepta más de

una respuesta se marca como

RL: Respuesta libre. En este caso se

orecen ejemplos de posibles respuestas

o criterios que el alumno debe tomar encuenta al dar su respuesta.

Comente con sus alumnos el error cotidiano

que se comete al conundir la masa con el

peso. La masa es la cantidad de materia que

posee un cuerpo y se mide en kilogramos;

mientras que el peso es la uerza de

atracción que ejerce la Tierra sobre los

cuerpos y se mide en N (newton).



Consideremos lo siguiente…

Recuerde no pedir a los alumnos la

respuesta al problema en este momento;

deje que imaginen posibles soluciones. La

que le damos a usted le permitirá guiarlos

adecuadamente durante las actividades.

Solución al problema : RM Primero debocalcular el volumen del collar; para ello

puedo poner agua en un recipiente y medir

su volumen. Después, en el mismo recipiente

sumerjo el collar y mido el volumen del agua

desalojada con la jeringa graduada. Una vez

que conozca el volumen exacto, obtengo el

cociente de la masa y el volumen del collar

para comparar este número con la densidad

correspondiente al oro, según la tabla de

densidades que se me proporciona.

Lo que pienso del problema

Es importante que los alumnos expresen

libremente lo que piensan en esta sección,

basados en sus conocimientos previos, por lo

que las respuestas pueden ser muy variadas.

Recuerde que lo que ahora saben los

alumnos, será contrastado con lo que

aprendan al nal de la secuencia.

Contesta en tu cuaderno:

1. RL Por ejemplo: Pesan lo mismo, pero es

dierente el volumen que ocupan.

2. RL Por ejemplo: No; por ser materialesdierentes, también su masa es dierente,

aunque su volumen sea el mismo.

3. RL Por ejemplo: Dos cuerpos de igual

volumen pueden pesar dierente. Por lo

tanto, su volumen es igual aunque su

masa sea dierente.

4. RL Por ejemplo: No, al ser materiales

dierentes, la misma masa ocupará un

volumen dierente.

5. RL Por ejemplo: Pesará lo mismo. Elcambio que sure el migajón es de

volumen cuando se comprime, pero la

masa se mantiene constante.

Manos a la obra

Actividad UNO

1 El propósito de la actividad es que

los alumnos descubran la gran diversidad de

objetos con dierentes propiedades que se

encuentran a su alrededor. Es probable que

los alumnos piensen en materiales sólidos,

pero hay que insistir en que traigan al salón

otras sustancias en estado líquido y gaseoso.Aproveche esta actividad introductoria y

diagnóstica para averiguar el grado de

conocimientos que tienen los alumnos

acerca de las propiedades de la materia.

Analicen algunas propiedades que

presentan distintos objetos. Para ello:

5 Puede pedir a sus alumnos que

realicen ilustraciones que describan los

objetos que observan y que identiquen si

los materiales de los que están hechos son

iguales o dierentes. Pueden elaborar un

listado de las características comunes y de

las dierencias.

1. RL Por ejemplo: No, algunos materiales

poseen propiedades que otros no tienen,

como el brillo y el peso (algunos son

ligeros y otros pesados).

4. RL En la tabla.

13

IICIENCIAS

Una vendedora de joyas te ofrece un collar que pesa 300 g y asegura que está hecho de oro

puro. Te lo vende a la mitad del precio normal, por lo que te hace dudar si en realidad es de

oro puro o contiene una parte de otro metal, como la plata. Como es domingo y no puedes

pedir que examinen la pieza en una joyería, ¿qué harías para saber si es o no de oro puro?Piensa en una solución sabiendo que en tu casa sólo cuentas con algunas cosas como otras

joyas de oro puro, una balanza y una jeringa para medir volúmenes pequeños de líquidos.

Lo que pienso del problema Contesta en tu cuaderno:

1. ¿Qué pesa más: un kilogramo de hierro o un kilogramo de algodón?

2. Si un litro de agua pesa un kilogramo, ¿un litro de cualquier otro líquido pesará un

kilogramo también? Argumenta tu respuesta.

3. ¿Pesarán lo mismo dos anillos de idénticas medidas, pero elaborados uno con oro y

otro con plata? Explica tu respuesta.

4. ¿Un bulto de cemento de 40 kg tendrá el mismo tamaño que un bulto de yeso de 40 kg?

Justifca tu respuesta.

5. ¿Qué le sucede al volumen de un trozo de migajón cuando se comprime? ¿Pesará

menos? ¿Por qué?

Manos a la obra

Actividad UNO

Analicen algunas propiedades que presentan distintos objetos. Para ello:

1. Contesten: ¿Todos los materiales tienen las mismas propiedades? Expliquen.

2. Consigan tres dierentes materiales del entorno de su comunidad o de su casa.

3. Observen y comparen las características comunes y las dierencias que presentan los

distintos objetos.

4. Presenten las observaciones en una tabla comparativa como la que se muestra y

comenten los resultados con el grupo.

Material Propiedades Características comunes Diferencias

Consideremos lo siguiente…A continuación se presenta el problema que resolverás con lo que hayas aprendidodurante esta secuencia.

Nue va des tre za empleada

Anali zar: Det er minar las r elac ion

es ent r e los element os

que c omponen una sit uac ión, f enómeno o pr oblema.

nv dtrz mpld

Por ejemplo: Si en algún mes un alumno

comienza a tener un bajo rendimiento

escolar, se analizan dierentes causas

posibles: relación amiliar, grupo de amigos,

edad, entre otros actores.

RL Por ejemplo: Agua. RL Por ejemplo: Transparente

RL Por ejemplo: Tiene peso.

RL Por ejemplo: El agua pesamenos que una piedra pero pesamás que la madera.



14

secuencia 14

Txto d formó l

¿Qué propiedades tiene la materia?Newton identifcó la masa, por un lado, como la medida de la inercia y, por otro, como el atributo de loscuerpos materiales que hace que se atraigan gravitacionalmente. En los enómenos eléctricos, comoel rayo, se encuentra presente otra propiedad undamental: la carga.

Algunas propiedades de la materia, como lasópticas, se aprecian a simple vista. Distinguimosun líquido opaco como la leche de uno

transparente como el agua. Vivimos en un mundorepleto de colores.

Sin embargo, para distinguir otras propiedades,es necesario interactuar mecánicamente con lamateria. De esta manera, podemos ver que la miel esmás viscosa que el agua. Pero existen muchas otraspropiedades, como la maleabilidad, la porosidad y laelasticidad que son dierentes en cada materia.Algunas de ellas, como en el caso del agua, varían sies hielo, agua líquida o vapor.

Solamente podemos dar valores numéricos decualquier propiedad de la materia para sistemas

materiales. Un sistema material es un agregado demateria con límites defnidos. Así, cualquier objetosólido es un sistema material, pero también lo es unpez, el océano o la Tierra.

Cuando hablamos de propiedades de la materia,como la masa o el volumen, no tiene sentido preguntar“¿qué masa tiene la materia?”; en cambio, sí tiene

sentido preguntar qué masa tiene la Tierra o el pez.

C uer po: P or ción macr oscópica

de mater ia con

r onter a denida. P or e

jemplo: un pedazo de

mader a y una gota de agua.

V iscosidad:Es la r esiste

ncia de un lí quido al

mov imiento o fu jo. La v iscosid

ad disminuy e

cuando la temper atur a au

menta.

Elasticidad: Es la pr opie

dad de un sólido de

r ecuper ar su or ma or iginal c

uando es

de or mado, como ocur r e con una liga.

Maleabilidad:P r opiedad q

ue tienen algunos

metales que per mite hacer de

ellos láminas muy

delgadas.

Mater ia: Es todo aquello q

ue ocupa un lugar en

el espacio.

P or osidad: Estr uctur a d

e algunos mater iales

sólidos que pr esenta es

pacios inter sticiales

( por os) de tamaño v ar ias v

eces may or que las

dimensiones molecular es, p

er o aun así ,

indistinguibles a simple v ista.

5. Comenten:

a) ¿Notaron alguna característica o propiedad que se encuentre en todos los objetos?¿Cuál?

b) Entre los materiales que trajeron para mostrar en el salón:

i. ¿Cuáles se estiran y recobran su orma original al dejar de aplicarles unauerza?

ii. ¿Cuáles son los más pesados?

iii.¿Algunos son tan duros que no pueden rayarse con un clavo? ¿Cuáles son?

iv.¿Algunos se rompen ácilmente? ¿Cuáles?

¿Cuáles son las propiedades generales y específcas de la materia?

L l txto.

• Durante la lectura, pongan especial atención en las propiedades de la materia.

5. Comenten:

a) RL Por ejemplo: Sí, todos tienen un peso

y una textura propios.

b) i. RL Por ejemplo: Una pelota, una liga.

ii. RL Por ejemplo: Una piedra, un

pedazo de varilla.

iii. RL Por ejemplo: No necesariamente.

Hay algunos materiales que no pueden

ser rayados ácilmente pero que se

rompen son acilidad, mientras que

otros pueden ser rayados pero son muy

uertes y no se rompen (como el acero).

iv. RL Por ejemplo: Sí. El vidrio y las hojas

secas.

El recurso evidencia las propiedades de

la materia mediante dierentes ejemplos.

4 El recurso tecnológico ortalece lainormación del texto. Puede aprovechar el

recurso para refexionar sobre la relación

entre el volumen y la masa.

Txto d formó l

El texto analiza los conceptos necesarios

para la comprensión de las propiedades de

la materia y explica algunas de las relaciones

entre estas propiedades.

4 Recuerde motivar a los estudiantes

para la lectura. Pídales, por ejemplo, quelean en voz alta y permítales intercambiar

sus puntos de vista acerca de lo que ellos

conocen o lo que han escuchado sobre las

propiedades de la materia. Notarán que

algunos de los signicados de estas

propiedades todavía resultan conusos y

deberán aclararlos durante la secuencia.

3 Pida a sus alumnos hacer un recuento

de las propiedades nombradas en el texto.

Después, pueden mencionar una denición

propia. 2 Solicite que hagan una lista en

el pizarrón escribiendo el nombre de unmaterial de uso común y que expresen las

características por las cuales se le toma en

cuenta para un n especíco. Por ejemplo:

Las varillas metálicas son fexibles y

resistentes y por eso se utilizan como

soportes en las construcciones.



15

IICIENCIAS

Contesten en su cuaderno:

1. ¿Qué propiedades de la materia podrían reconocer a simple vista? ¿Por qué?

2. ¿Qué propiedades de la materia podrían medir y qué unidades usarían? Mencionen

ejemplos.

Vínculo entre Secuencias

Recuerda que los conceptos de

masa y de peso los revisaste,

respectivamente, en la Secuencia

8: ¿Cuáles son las causas del

movimiento? y en la 9: ¿La materia

atrae a la materia?

Refexión sobr e lo apr en

dido

¿Qué pr opiedades de la

mat er ia podr í an ay udar t e

a r esolv er el pro blema? ¿P or qué

?

La cantidad de materia nos permite establecer, además de la masa, el volumen ocupado por dicho sistema.

Esto es importante en gases y líquidos, donde hay que defnir el volumen ocupado por el sistema como el

volumen del recipiente o contenedor que los encierra.

La densidad es una propiedad que se defne como el cociente de la masa y el volumen del sistema: d= m

.v

Mismo volumen, dist inta masa. Distinto volumen, misma masa.


En esta actividad los alumnos empezarán a

comprender las propiedades de la materia.

Las preguntas resaltan algunas de las

propiedades que pueden presentar conusión

con otras.

1. RL Por ejemplo: Volumen y dureza.

Porque el volumen se puede calcular

observando su tamaño y la dureza se

puede apreciar al intentar rayarlo y

observar lo que sucede.

2. RL Por ejemplo: El volumen lo mediría en

litros o cm 3; la masa en gramos o

kilogramos. En ocasiones, medimos el

volumen de los garraones de agua en

litros y pesamos en gramos o kilogramos

los productos que compramos para comer

o para la construcción, como el cementoo el yeso.

Refexión sobre lo aprendidoUna primera propiedad que podrán nombrar

será el peso. Acostumbre a sus alumnos

a llamarle masa a lo que por costumbre

nombramos peso. Más tarde se podrá aclarar

la dierencia entre un concepto y otro. La

otra propiedad que pueden nombrar será

el volumen. Pida siempre una explicación

del porqué de sus respuestas, para quese habitúen a exponer y deender sus

argumentos.

1 Para cerrar la sesión, se recomienda

que algunos alumnos lean en voz alta la

Refexión sobre lo aprendido que escribieron

en sus cuadernos y, posteriormente, el resto

del grupo comente cómo podrían aplicar

este conocimiento en la vida cotidiana. Todo

lo que se pueda relacionar, entre otras cosas,

con fotación.

Es importante que los estudiantes

recuerden la dierencia entre peso y masa:

Mientras que la masa es propiedad de un

cuerpo, el peso depende del planeta donde

se ubique dicho cuerpo.



16

secuencia 14

Actividad DOS

cotry modlo d blz.

1. Van a necesitar:

a) Gancho de alambre para colgar ropa.

b)Hilo

c) Dos tapas iguales de rasco con un diámetroaproximado de 10 cm.

2. Realicen lo que se indica:

a) Hagan tres peroraciones con mucho cuidado en la orillade la parte superior de las tapas.

b) Amarren las tapas insertando un hilo en cada orifcio.

c) Junten los tres hilos de cada tapa y cuélguenlos en losextremos del gancho.

d) Busquen que las tapas queden horizontales ajustando lalongitud de los hilos.

e) Nivelen la balanza de manera que, sosteniendo el ganchoen el centro, las tapas queden a la misma altura.

3. ¡Listo! Con este sencillo dispositivo, podrán comparar lamasa de distintos materiales.

• Van a necesitar esta balanza en la Actividad TRES.

SESIÓN 2

nue va des tre za empleada

cos truir u modelo: Ut iliz ar

ob jet os o disposit iv os, dibu jar

esquemas o diagr amas par a

r epr esent ar ob jet os, pr oc esos y

f enómenos.

Balanza en equilibrio.

SeSión 2

3 Antes de iniciar la sesión, pida la

participación del grupo para retomar lo

aprendido durante la sesión anterior. Puede

hacerles algunas preguntas como:

1. ¿Cuál es el problema que se quiere

resolver?

2. ¿Cómo podemos reconocer a simple vista

un material?

3. ¿En qué nos ayudan las propiedades de la

materia para hacer tal reconocimiento?

Nueva destreza empleada

3 Comente con sus alumnos que cuando

elaboramos un dibujo para identicar las

características (grosor, tipo de patas, altura,

orma, etc.) de una mesa que pedimos nos

haga un carpintero, estamos construyendoun modelo.

Actividad DOS

El propósito de esta actividad es que los

alumnos diseñen un dispositivo para

comparar las propiedades de algunos

materiales. Revise y apoye constantemente

el avance de sus estudiantes para construir

la balanza. Lo esencial en una balanza es

lograr una estabilidad entre ambos extremos.

Si uera necesario puede utilizarse un brazode madera. Es undamental que la balanza

cumpla su unción correctamente, por lo que

se sugiere que comprueben su

uncionamiento. Por ejemplo, comparen la

masa de dos objetos similares como lápices

y gomas.

Construyan un modelo de balanza.



17

IICIENCIAS


Aplicar tecnología: Ut iliz ar ob jet o

s o disposit iv os, par a medir ,

r epr esent ar , analiz ar o c ompr obar f enómenos nat ur ales.

Actividad TRES

Masa, volumen y densidad

Apliquen la tecnología de su balanza para medir masas y densidades.• Realicen la práctica:

1. Material

a) Balanza

b) Plastilina

c) Tres pelotas con el mismo diámetro, de 3 cm aproximadamente y de dierentesmateriales: hule, unicel y plastilina.

d) Cubeta con agua

2. Procedimiento

Experiencia A: Mismo volumen y diferente masa

a) Con la balanza, comparen las masas de laspelotas: ¿Cuál tiene mayor masa y cuál menos?Para ello, coloquen alternadamente las trespelotitas en ambos lados de la balanza.

b) Comparen la fotabilidad de las pelotas. Para ello

sumérjanlas en la cubeta con agua y marquen enellas, con un plumón el nivel del agua o “línea defotación”.

Experiencia B: Misma masa y diferente volumen

a) Pongan en la balanza la esera de unicel y unapelotita de plastilina cuya masa permitaequilibrar la balanza.

b) Comparen la fotabilidad de las dos pelotas devolumen distinto. Para ello sumérjanlas en lacubeta con agua y marquen en ellas con unplumón el nivel del agua o “línea de fotación”.


Comente con sus alumnos que cuando

necesita cargar unas rocas, en lugar de

hacerlo con las manos y sobre la espalda,

puede utilizar algún vehículo con ruedas

para hacer el trabajo más ligero, y que con

ello está aplicando la tecnología.

Actividad TRES

El interactivo permite la manipulación

de variables de interés como masa, volumen

y densidad en dierentes sistemas ísicos, un

sólido y un líquido o gas encerrado en un

recipiente.

4 Además, omenta la participación y el

debate en el aula con la oportunidad de que

los alumnos integren sus conocimientos y

expresen sus ideas sobre el enómeno

observado. El recurso cuenta con

instrucciones y sugerencia didáctica para su

mejor aprovechamiento.

Puede utilizar el interactivo como

complemento de la actividad.


alumnos comparen y comprendan las

propiedades de masa y volumen de varios

materiales, para que con estos datos puedan

inerir, después, la densidad de estosmateriales.

Apliquen la tecnología de su balanza

para medir masas y calcular densidades.

2. Procedimiento

Experiencia A: Mismo volumen y

dierente masa

Es recomendable llevar a cabo las dos

experiencias completas continuas y sin

interrupciones porque se complementan

entre ellas. En caso que no haya tiempo pararealizarlas de esta orma, haga que unos

equipos inicien la Experiencia A y otros la B.

Así, cuando se conronten los resultados, una

parte del grupo tendrá una clara experiencia

y la podrá compartir con la otra parte.

a) RM La de mayor masa es la de plastilina,

la siguiente es la de hule y la de menor

masa es la de unicel.

b) RM En orden de mayor a menor

fotabilidad: unicel, hule y plastilina.



18

secuencia 14

4. aál d rltdo

• Respondan:

expr a: mmo volm y dfrt m

a) Con pelotas del mismo volumen, ¿cómo es la otabilidad cuando aumentamos lamasa?

b) ¿De qué depende la otabilidad?

expr B: mm m y dfrt volm

a) Con pelotas de igual masa, ¿cómo es la otabilidad cuando aumentamos el volumen?

b) ¿La otabilidad depende del volumen? Justifquen su respuesta.

5. comó

• Elaboren un reporte de la práctica.

comt:

1. ¿La otabilidad de las pelotas depende sólo de la masa o sólo del volumen? ¿Por qué?

2. ¿Cómo se relacionan la masa y el volumen con la otabilidad? Mencionen dos ejemplos.

3. De las propiedades de la materia que conocen, ¿cuál se relaciona directamente con laotabilidad de un cuerpo? ¿Por qué?

4. Nombren dos ejemplos donde se aprecie esta propiedad.

3. Rltdo

• Registren los datos obtenidos en tablas como las que se muestran:

Tbl 1. expr a: mmo volm y dfrt m

PlotM

(Myor, trmd,mor)

VolmFlotbldd

(Myor, mor, l)

Hl

Son iguales en las tresulPltl

Tbl 2. expr B: mm m y dfrt volm

Plot M VolmFlotbldd

(Myor, mor, l)

ulSon iguales las dos

Pltl


dido

Ahor a sabes que

el v olumen y la masa de los mat er iales se

r elaciona

con la fot abilidad de un cuer po. ¿Est e cono

cimient o sobr e la

fot abilidad t e sir v e pa

r a r esolv er el pro blema? Explica t u r

espuest a.

3. Resultados

• Registren los datos obtenidos en tablas

como las que se muestran:

RM En la tabla.

4. Análisis de resultados

Experiencia A: Mismo volumen y

dierente masa

a) RM La fotabilidad es menor.

Disminuye. En la plastilina es nula.

b) RM Depende de la relación de las

masas y volúmenes tanto del fuido

como del objeto que se pone a fotar.

Experiencia B: Misma masa y

dierente volumen

a) RM La fotabilidad es mayor.

b) RM No. Depende también de la masa.

Comenten:

1. RM No. Depende del cociente de las

propiedades.

2. RM A menor masa y mayor volumen, la

fotabilidad será mayor.

3. RM Las dos propiedades que infuyen

directamente en la fotación son la masa

y el volumen del cuerpo. Porque la

variación de alguna de ellas también

modica la fotabilidad del objeto.

4. RL Por ejemplo: Al nadar una persona. Al

poner en agua un barquito de papel.

Refexión sobre lo aprendido

1 Recuerde a sus estudiantes que estas

dos propiedades se relacionan de una

manera especíca en cada material. Para

cierta cantidad de masa de un material le

corresponde un volumen determinado.

RM Intermedia

RM Menor

RM Mayor

RM Mayor

RM Mayor

RM Nula

RM Mayor

RM Menor

RM Mayor

RM Nula



19

IICIENCIAS

Para terminarLean el texto.

• Antes de leer, respondan: ¿Cómo logran otar a dierentes proundidades lossubmarinos y los peces?

Densidades de algunas sustancias

Sólidos Líquidos

Materialg

cm 3Material

g

cm 3

Platino 21.5 Mercurio 13.6

Oro 19.3 Glicerina 1.26

Plomo 11.3 Agua de mar 1.03

Plata 10.5Agua (a 4ºC y1 atm)

1.00

Cobre 9.0 Benceno 0.81

Hierro 7.9 Alcohol etílico 0.79Aluminio 2.7 Aceite de cocina 0.91

Texto de formalización

Los peces óseos pueden regular la cantidad de aire dentro de su vejiganatatoria, lo que les permite otar a distintas proundidades en el agua.

¿Por qué fotan los objetos?La fotabilidad de un cuerpo está relacionada consu densidad y con la densidad del uido donde essumergido. El cuerpo otará si su densidad es menora la del uido. La madera ota sobre el agua y elhierro se hunde en ella, porque la primera tienemenor densidad que el agua y el segundo, mayor.

Por ejemplo, sabemos si una persona puede otaren el agua si sabemos cuál es la densidad del agua ycuál es la densidad de la persona. La densidad delagua dulce es de 1.0

g

cm3 y la densidad media delcuerpo humano es de 0.950

g

cm3 .El agua del mar contiene, entre otros compuestos,

sal disuelta, lo que hace que sea más densa; así queen la superfcie tiene una densidad de 1.027

g

cm3 . Porlo tanto, es mucho más ácil otar en el mar que enotro lugar con agua dulce.

El cuerpo humano puede cambiar su densidadvariando la cantidad de aire que tenga en suspulmones, permitiendo el volumen de su cuerpo

aumente o disminuya conservando su misma masa.

Para terminar

Txto d formlzó

El texto muestra los conceptos necesarios

para comprender la relación que existe entre

la densidad y la fotabilidad. Se dan varios

ejemplos de materiales que fotan y de otros

que no fotan.

4 Aproveche para cuestionar a los

alumnos acerca de la masa y el volumen de

estos materiales. Recuerde motivarlos para

distinguir los conceptos de masa y peso,

además de los de densidad y volumen.



20

secuencia 14

Rlv l gt to

dro:

• Sabiendo que el aceite fota en el agua y utilizando

la tabla de densidades de algunas sustancias,

pronostiquen:

1. ¿Qué ocurre si juntamos aceite y alcohol etílico

en un recipiente? Comprueben sus predicciones

haciendo el experimento, si es necesario.

2. ¿Qué sucedería si un automóvil cayera en unaalberca llena de mercurio?

Refexión sobr e lo apr e

ndido

C on lo apr endido en el

t ext o ant er ior

sobr e la v ar iación de la

densidad,

r espondan: ¿P or qué lo

s buzos que se

sumer gen en el agua, usan

pesas de

plomo en sus cint ur ones?

P ar a ar gument ar su ex

plicación, ut ilicen

el concept o de densidad

.

Lo que aprendimosResuelvo el problema

“Una vendedora de joyas te orece un collar que pesa 300 g y asegura ser de oro puro. Te

lo vende a la mitad del precio normal, por lo que te hace dudar si en realidad es de oro puro

o contiene una parte de otro metal como la plata. Como es domingo y no puedes pedir que

examinen la pieza en una joyería, ¿qué harías para saber si es o no de oro puro?

Piensa en una solución sabiendo que en tu casa sólo cuentas con algunas cosas como

otras joyas de oro puro, una balanza y una jeringa para medir volúmenes pequeños

de líquidos”.


dido

C ompar a lo que pensabas a

l inicio

de la secuencia sobr e

dos anillos

de idént icas medidas elab

or ados

uno con or o y ot r o con

plat a y lo

que sabes ahor a. ¿Hay

di er encias

ent r e lo que pe

nsabas y lo que

sabes ahor a? Explica t u r espuest a.

Pr rolvr l problema , ott t dro:

1. Si tengo 10 g de oro y 10 g de plata, ¿qué volumen ocupa cada

metal?

2. Si tengo un centímetro cúbico de oro y otro de plata, ¿cuál es

la masa de cada uno?

3. Sila masade lasjoyasquete vendenesde 300g, ¿quépropiedad

de la materia te permite comprobar que esta masa sí es oro?

• Escribe una conclusión explicando la orma como resolverías el

caso para asegurar que el collar es de oro. Utiliza para tu

argumentación los conceptos de masa, volumen y densidad.

Para controlar el nivel de fotación de los submarinos, se aprovecha la misma técnica que la que emplean los peces,

llenando o vaciando el agua de ciertos compartimentos especiales.

Resuelvan las siguientes situaciones

en su cuaderno:

Aquí se proponen dos situaciones poco

comunes: una realmente posible y la otra,

imaginable.

1. RM El aceite quedará en el ondo y el

alcohol en la supercie porque la

densidad del primero es mayor a la del

segundo.

2. Se llama densidad media al promedio de las

densidades de todos los componentes

materiales del cuerpo (en este caso, el auto).

RM El automóvil fotaría sobre el mercurio.

La densidad del mercurio es mucho mayor

que la densidad media del auto.


Les puede comentar a sus alumnos quelos cocodrilos tragan algunas piedras

aumentando así su densidad media y poder

sumergirse en el agua. RM La densidad del

plomo es mucho mayor que la del agua,

y ésta tiene una densidad mayor que la

densidad media del cuerpo humano. Esta

es la razón por la cual los buzos tienen

que utilizar pesas de plomo para poder

sumergirse con menor esuerzo.

Lo que aprendimos


Para resolver el problema , contesta

en tu cuaderno:

Se sugiere utilizar una lista de propiedades

de la materia para que los alumnos enuncien

su aplicación en ejemplos de la vida

cotidiana.

1. RM 10 g de plata ocupan un volumen de

0.95 cm 3 10 g de oro ocupan un volumen

de 0.57 cm 3.

2. RM La densidad del oro es 19.3 g y ladensidad de la plata es 10.5 g . Las

soluciones son las siguientes:

Masa del oro:

m = V d = 1 cm 3 × 19.3g

= 19.3g cm 3

Masa de la plata:

m = V d = 1 cm 3 × 10.5g

= 10.5g cm 3

3. RM La densidad. A una masa de 300 g de

oro le corresponde un volumen de 15.54

cm3. La solución es la siguiente:

m =v

=300 g

= 15.54 cm 3d

19.3 g

cm 3

• Escribe una conclusión…

RM La solución de este caso no se basa en la

simple apariencia de los objetos sino en dos

propiedades ísicas de la materia: masa y

volumen. La densidad relaciona estas dos

propiedades: la masa ocupa una cantidad

determinada de volumen y cada material tiene,en consecuencia, una densidad especíca.

Refexión sobre lo aprendidoSuscite la participación de los alumnos,

pidiendo que respondan a preguntas de

esta índole: ¿Por qué creías que los barcos

podían fotar?, ¿y los peces? ¿Por qué

puede fotar en el agua una persona pero

un clavo metálico no puede fotar? ¿Cuál es

la dierencia entre pesado y denso? RL Por

ejemplo: No sabía que la relación entre masa

y volumen determina la densidad.



21

IICIENCIAS

¿Para qué me sirve lo que aprendí?El gas LP, utilizado ampliamente como combustible en los hogares, tiene lapropiedad de ser más denso que el aire, además de que es venenoso e infamable.Se le ha agregado un olor característico para advertirnos de su presencia y podertomar medidas preventivas para evitar catástroes.

1. En una habitación cerrada, ¿a qué altura se acumula este gas cuando se escapa?Explica tu respuesta.

2. ¿Qué medidas de seguridad tomarías para ventilar correctamente el espacio cuandose escapa cierta cantidad de este gas?

Lo que podría hacer hoy…Durante un incendio, si se respira, el aire caliente puede quemar los pulmones;además, respirar el humo provoca envenenamiento. Tanto el aire caliente como elhumo son menos densos que el aire a temperatura ambiente.

• En caso de un incendio, ¿cómo deben evacuar la habitación para evitar inhalar airecaliente y humo? Argumenten su respuesta.

Para saber más…1. Diccionario de Física (2004). Madrid: Oxord-Complutense.

2. Hewitt, Paul G. (2004). Física conceptual. México: Pearson Educación.

1. Para maestr@s. Propiedades específcas de la materia (video). 27 de ebrero de 2007.

http://dgtve.sep.gob.mx/tve/maestros/video_semana/030414_especifcas.htm

Para recapitular el

contenido de la secuencia

consulten el programa:

Las características de la

materia en la

programación de la red

satelital Edusat.

El programa permite identicar la

importancia del conocimiento de las

propiedades de la materia y su medición en

la historia de la humanidad.

4 Puede aprovechar el recurso para

sintetizar con sus alumnos los conocimientos

construidos a lo largo de la secuencia. Elrecurso tecnológico integra el contenido de

la secuencia.


El propósito de esta actividad y la

siguiente es resaltar la importancia de saber

las densidades de algunos materiales y su

comportamiento, que nos permitan tomar

decisiones adecuadas en momentos críticos.

El gas LP, utilizado ampliamente

como combustible en los hogares, tiene

la propiedad de ser más denso que el

aire, además de que es venenoso e

infamable. Se le ha agregado un olor

característico para advertirnos de su

presencia y poder tomar medidas

preventivas para evitar catástroes.

1. RM El gas se acumula en la parte baja de

la habitación porque su densidad es

mayor que la del aire.

2. RM Abrir una puerta para dejar que el

gas salga por la parte baja de la

habitación. Abrir una ventana en la parte

alta de una habitación no resuelve este

problema.

Lo que haría hoy…

Durante un incendio, si se respira

aire caliente puede quemar los

pulmones; además, respirar el humo

provoca envenenamiento. Tanto el aire

caliente como el humo son menos

densos que el aire a temperatura

ambiente.RM Al revés del gas LP, el humo y el aire

caliente se elevan por tener una densidad

menor que el aire. Para evacuar una

habitación que se está incendiando las

personas deben salir arrastrándose o

agachadas.

Para saber más…

La consulta de los textos y páginas

electrónicas recomendadas en esta sección,

contribuyen a que los alumnos puedan

proundizar y ampliar sus conocimientos

acerca del tema revisado en la secuencia.



¿Para qué sirven los modelos?Propósito y perspectivaEn esta secuencia los alumnos identican y comparan la inormación que proporcionan dierentes modelos de enómenos y de procesos ísicos.

Los estudiantes reconocen que un modelo es una representación de un aspecto de la realidad, de un enómeno, pero no es una copia exactadel mismo.

Desde una perspectiva de Naturaleza de la Ciencia, es decir para que vayan amiliarizándose con algunos recursos intelectuales utilizados por

las personas que se dedican a las ciencias, los alumnos valorarán el papel explicativo que han tenido los modelos en la elaboración y evolución

del conocimiento cientíco.


• Los contenidos conceptuales, en negritas.







secuencia 15




1 Texto introductorio Mostrar el papel de los modelos en la explicación delmovimiento de los astros.

Modelando el Universo

Actividad de desarrolloUNO

Elaborar un diagrama que explique cómo es el ciclo delagua. Diagrama de un proceso.

Texto de inormación inicial Presentar y ejemplicar elconcepto de modelo.

Actividad de desarrolloDOS

Comparar las características de algunos modelos.Tabla comparativa. Modelos

2Texto de ormalización Valorar el papel de los modelos científcos para explicar y

predecir lo que sucede en nuestro entorno. ¿Cómo se utilizan los modelos?


TRES

Identifcar las características de un modelo científco.

Valorar las posibilidades de representación que tienen losmodelos. Cuestionario.




Lo que podría hacer hoy…



22

secuencia 15

Para empezarModelando el Universo

L l txto.

• Antes de iniciar la lectura, responde: ¿Cómo harías un modelo del Sistema Solar?

sesión 1

Txto trodtoro

¿Para qué sirvenlos modelos?

Desde la antigüedad, los hombres y las mujeres de dierentes culturas han tratado de explicar cómo semueven los objetos que se ven en el cielo. En la antigua Grecia había dos explicaciones acerca del movimientode los astros. Una de ellas, propuesta por Aristarco (310-230 a. de C.), suponía que tanto la Tierra como losplanetas se mueven alrededor del Sol. La otra idea, sostenida por Aristóteles (384-322 a. de C.), enunciaba quetodos los astros giran alrededor de la Tierra. De esta manera se construyeron estas dos explicaciones opuestas,la heliocéntrica y la geocéntrica, con la aceptación de la segunda por casi 2000 años.

Ptolomeo de Alejandría (85-165) no deseaba contradecir la idea aristotélica pero, a la vez, quería explicarlo que veía en los cielos a lo largo de los días y los meses. Para tal eecto elaboró el primer modelo explicativodel movimiento aparente de los astros en la bóveda celeste. Ptolomeo imaginó una esera de cristal que podíagirar alrededor de un centro fjo en la Tierra. Adheridas a la superfcie de la esera, se situaban las estrellaslejanas.

El Sol y los planetas podíangirar, a su vez, alrededor de ejesfjos respecto a esta esera. Lastrayectorias seguidas por losplanetas -según este modelo- sellamaron “epiciclos”. El modelo eratan efcaz para predecir lasobservaciones que ue tomadocomo una verdad hasta queKepler, a fnales del siglo XVI,concretó la revolución científcainiciada por Copérnico en 1543.

colt t

doro pr

otrr l

gfdo d

plbr omo

heliocéntrico.

El modelo de Ptolomeo muestra al Universo con la Tierra en el centro.

SeSión 1

5 Antes de iniciar la sesión, mencione

a sus alumnos que elaborarán un diagrama

para representar un proceso y que con ello

tendrán elementos para aproximarse al

concepto de modelo. Compararán las

características de algunos modelos para

explicar o ejemplicar ideas, procesos y

enómenos.

Para empezar

El video permite identicar dierentes

modelos que han utilizado las ciencias para

explicar el movimiento de los planetas.

4 El recurso tecnológico ortalece la in-

ormación del texto. Aproveche el video para

identicar las ventajas y desventajas que

puede presentar cada uno, así como valorar

el avance de los conocimientos cientícos

sobre el Sistema Solar.

• Antes de iniciar la lectura, responde:¿Cómo harías un modelo del Sistema

Solar?

1 Pregunte a los estudiantes si las

ilustraciones que han visto en otros libros

sobre el Sistema Solar, les parecen

adecuadas, o si ellos tienen una idea

mejor para representarlo o explicarlo.

Txto trodtoro

El texto muestra el papel de los modelos

en la explicación del movimiento de los

astros.

5 Después de la lectura, recupere el

texto planteando preguntas como éstas:

¿Qué importancia tuvieron los modelos enlas antiguas explicaciones sobre el

movimiento de los astros? ¿De qué manera

ayudan los modelos a entender un enómeno

o proceso?



1. El propósito.




.



3. Las sugerencias específcas para la

actividad.




una respuesta se marca como RL:

Respuesta libre. En este caso se orecen

ejemplos de posibles respuestas o

criterios que el alumno debe tomar encuenta al dar su respuesta.

5 Una vez que sus alumnos encuentren

el signicado de la palabra geocéntrico,

invite a tres de ellos para que representen

un modelo geocéntrico. Uno de ellos será el

Sol y los otros actuarán como planetas que

giran a su alrededor en órbitas circulares; los

planetas, además, giran sobre su propio eje.



Responde: ¿Qué hace a una descripción

del Sistema Solar mejor que otra?

La pregunta puede generar respuestas

variadas. Un modelo puede ser mejor que

otro pues describe más elementos del

enómeno. Por ejemplo, el modelo de

Ptolomeo describe mejor el movimiento delos astros que el de Aristarco. En principio, el

mejor modelo es el que describe con mayor

sencillez un enómeno. RL Por ejemplo: Que

explique mayor número de elementos del

enómeno estudiado.

Antes de continuar el tratamiento de la

secuencia, comente con sus alumnos la

importancia y utilidad de los modelos en la

vida diaria. Por ejemplo, en las tiendas de

ropa se emplean maniquíes para modelar

dierentes diseños, en lugar de tener a

personas cumpliendo con esta unción. Sinembargo, acláreles que los modelos en la

Física cumplen una unción intelectual para

comprender ideas.




deje que imaginen posibles soluciones. La

que le damos a usted le permitirá guiarlos


Solución al problema : RM Utilizando unprocedimiento, como el siguiente: 1) Me

preguntaría primero cuáles son las

características generales de cualquier

papalote y especialmente aquellas que son

esenciales para hacerlo volar mejor, como

orma, tamaño, masa, geometría, material de

abricación, longitud del hilo. Después,

identicaría las características que, como el

color, no son necesarias para que un papalote

vuele. 2) Recopilaría más inormación sobre

las características esenciales que yo pienso

que debe tener un papalote para que vuele

mejor, como orma, tamaño, material,

etcétera. 4) Finalmente, haría el modelo, es

decir un dibujo o diagrama lo más detallado

posible con las características esenciales para

que el papalote vuele mejor. No sería un

modelo cientíco, sino una representación de

un objeto con determinadas características.


Esta sección ayudará a los alumnos a poner en

juego sus conocimientos e ideas previas para

dar una respuesta incipiente al problema .

Se recomienda que cada alumno resuelva

esta sección de manera individual; así podrá

conrontar sus ideas iniciales sobre el

problema con los conceptos que irá

construyendo para darle solución.

En tu cuaderno:

1. RL Por ejemplo: Es un objeto porque se

puede tocar, tiene masa y volumen.

2. RL Por ejemplo: Su orma es aplanada,

está hecho de papel, tiene una cola para

equilibrarse.

3. Verique que los estudiantes mencionen

cuando menos dos tipos de modelos para

representar las características y el

uncionamiento de un papalote. Pueden

ser un modelo a escala de papel, un

diagrama, un modelo de plastilina. RL Por

ejemplo: Con un dibujo.

Intercambien sus puntos de vista

acerca de:

1. 5 Se le recomienda elaborar un

listado de las dierentes características de

un papalote mencionadas por los

alumnos; utilice para ello cartulinas u

hojas de rotaolio, y péguelas en las

paredes del salón de clases para que

estén a la vista de todos mientras se

avanza en la secuencia. RL Por ejemplo:

Por medio de un dibujo, con un modelo a

escala.

2. RL Por ejemplo: Un diagrama en donde se

explique qué lo mantiene en el ai re.

3. RL Por ejemplo: Es una representación y

explicación de algo para comprenderlo.

23

IICIENCIAS

Responde: ¿Qué hace a una descripción del Sistema Solar mejor que otra?

Hasta este momento has estudiado algunos enómenos ísicos, a partir de sus

características observables. En esta secuencia identifcarás de qué manera la elaboración

de representaciones o modelos científcos ha contribuido a la explicación de muchos

enómenos ísicos.Valorarásel papel de los modelos científcos para comprender y

predecir lo que sucede en nuestro entorno.

Consideremos lo siguiente…A continuación se presenta el problema que resolverás con lo que hayas aprendido

durante esta secuencia.

Lo que pienso del problema En tu cuaderno:

1. ¿Un papalote es un objeto, un enómeno o un proceso? Explica.

2. En orma sencilla, describe cómo es un papalote.

3. ¿Cómo puedes representar las características y el uncionamiento de un papalote?

Menciona al menos dos ormas de representación.

Intercambien sus puntos de vista acerca de:

1. Las dierentes maneras de representar las características de un papalote.

2. ¿Cómo sería un modelo del uncionamiento de un papalote?

3. ¿Qué es un modelo y para qué sirve?

Estás diseñando tu nuevo papalote o cometa y quieres comentar con tus amigos las

características que debe tener para que vuele mejor. ¿Cómo podrías describir y

representar estas características para compartirlas con otras personas? ¿Sería

esta representación un modelo científco? Argumenta tu respuesta.

Kepler supuso que el Sol se encuentra en

el centro del sistema y la Tierra y los demás

planetas giran alrededor de él, en

trayectorias elípticas. Esta explicación

heliocéntrica del Sistema Solar constituye la

mejor descripción del movimiento de los

planetas. Las teorías elaboradas

posteriormente por Newton confrmarían

este modelo.

Ahora sabemos que nuestro SistemaSolar se encuentra en una galaxia junto con

millones de estrellas.

Existen millones de estrellas en el Universo. Nuestro Sol es una de esas estrellas.

Sistema Solar



24

secuencia 15

Actividad UNO

elbor dgrm q xplq ómo l lo dl g l plt Trr.

1. Realicen lo siguiente:

a) Seleccionen a dos compañeros del grupo para pasar al pizarrón.

b) Dibujen una línea en medio del pizarrón para dividirlo en dos partes.

c) Cada uno de los dos compañeros elaborará un diagrama del ciclo del agua.

d) Ambos explicarán qué aspectos tomaron en cuenta para su diagrama.

e) Evalúen los diagramas de sus compañeros. Tomen en cuenta:

i. Cuál de ellos contiene mayor número de características del ciclo.

ii. Si lasfguras en cadadiagramarepresentanclaramentelas etapas delenómenoísico.

2. Comenten si los diagramas pueden considerarse modelos del ciclo del agua o no.

Justifquen su respuesta.

Manos a la obraL l txto.

• Antes de comenzar su lectura, respondan la pregunta del título.

Txto d formó l

¿Qué son los modelos?En los contextos científcos, un modelo es una representación particular de un objeto, proceso, sistema oenómeno que se elabora para acilitar su descripción y estudiar su comportamiento a partir de una ideainicial que sea clara y ácilmente verifcable para todos. Por ejemplo, la maqueta de una casa es un modeloque permite describir algunas de sus características generales pero, desde luego, no es la casa.

Para la elaboración de un modelo se emplean las observaciones y los conocimientos que se tienen delobjeto, proceso o enómeno por estudiar, y se seleccionan sus características más importantes o las que nosinteresan más. Así como sabemos que las casas siempre tienen paredes, techos, puertas y ventanas,necesitamos representar estos componentes en el modelo. En el modelo de una casa también podríamosrepresentar la instalación eléctrica con todos sus componentes como ocos, contactos, interruptores de

energía, así como las líneas eléctricas en paredes y techos. De la misma manera, si conocemos lascaracterísticas de los papalotes, podríamos hacer un diseño que represente un buen modelo de alguno.

nu va ds tr za mplada

elaborar diagramas: E s la r ealiz ac i

ón de r epr esent ac iones gr áfc as d

e enómenos que

ac ompañan r ec uent ement e a las desc r ip

c iones t éc nic as, a los t ex t os ex po

sit iv os y a las

inst r uc c iones. Se pueden div idir e

n:

1. Diagr amas de pr oc edimient o. P or e jemplo, al r epr esent ar los pasos nec e

sar ios par a

aplic ar una iny ec c ión o par a ut il

iz ar un equipo de c ómput o.

2. Diagr amas de pr oc eso. P or e jemplo, al r epr esent

ar c ómo se llev a a c abo el

met abolismo de las gr asas en el or ganismo.

nv dtrz mpld

Suspenda la lectura para vericar la

comprensión de los estudiantes sobre la

clasicación de los diagramas. Pídales que

aporten un ejemplo adicional para cada tipo

de diagrama. Puede preguntarles, entre otras

cosas, ¿qué tipo de diagrama es el que traeel instructivo para armar un juguete?

Actividad UNO

El propósito de la actividad es que los

estudiantes refexionen en torno a las

características que consideran relevantes

para representar un proceso conocido,

mediante un diagrama. Si bien es deseable

que los alumnos recuerden el ciclo del agua,

dado que es un tema que han trabajadodesde primaria, en esta ocasión interesa

discutir acerca de la representación de este

enómeno ísico.

3 La interacción social es undamental

en esta actividad para reconstruir los

conceptos previos. Enatice la intención

grupal de esta actividad, que consiste en

hacer representaciones y evaluarlas de

acuerdo con los parámetros que se piden.

Elaboren un diagrama que explique

cómo es el ciclo del agua en el planetaTierra.

1. b) Una vez que hayan seleccionado a los

voluntarios indíqueles que cada

dibujante debe hacer su

representación en el pizarrón sin mirar

lo que hace su otro compañero.

c) RL Por ejemplo: Los cambios de

estado del agua, cómo se orman las

nubes.

d) No pierda de vista los criterios para

evaluar un modelo: el número decaracterísticas representadas y la

claridad con que se representan estas

características. Los incisos d y e tienen

la intención de crear un debate

constructivo sobre la pertinencia de

las características que cada alumno ha

tomado en cuenta para su diagrama.

2. 5 Enatice que los buenos modelos

pueden explicar adecuadamente un

objeto, proceso o enómeno, además de

predecir lo que ocurrirá en un enómeno.

RL Por ejemplo: Sí, en la medida en que

expliquen y representen algunas

características.

Manos a la obra

• Antes de comenzar su lectura, respondan

la pregunta del título.

Comente con sus alumnos la importancia y

utilidad de los modelos en la vida diaria. Por

ejemplo, en las tiendas de ropa se emplean

maniquíes para modelar dierentes diseños,

en lugar de tener a personas haciendo esta

unción.

Txto d formó l

El texto describe las características e

importancia de los modelos.

1 Se le recomienda orientar a los

alumnos para que realicen inerencias

respecto a la utilidad de los modelos; por

ejemplo, puede cuestionar si en el gradoanterior realizaron un modelo. Permita que

sus alumnos mencionen algunos modelos y

el uso que tienen.



25

IICIENCIAS

Sabías que…

Se pueden distinguir varias ases en la elaboración de un modelo:

1. Tener clara una pregunta que el modelo nos ayudará a responder. Por ejemplo: ¿Cuál

es la orma que le permite a un avión volar?

2. Recopilar inormación respecto al objeto o enómeno que se desea representar e

identicar sus características esenciales. Por ejemplo, para elaborar el modelo de un

avión, podemos omitir su color, pues esta característica no sirve para comprender

cómo vuela. La orma sí es una característica esencial.

3. Refexionar en torno a las características del objeto o enómeno que se representarán

en el modelo y que le permitirán mantener cierta semejanza con él. Por ejemplo, laorma de las alas que posibilitan el vuelo del avión, el tamaño del uselaje, la orma

del alerón y la uerza que proporciona el motor.

Para elaborar un modelo se deben tomar en cuenta algunas características esenciales del objeto de estudio.

Una maqueta es la reproducción a escala, en tresdimensiones, de algo real o cticio. La maqueta de

una casa no es un modelo cientíco.

En las ciencias es posible, al usar modelos, estudiar y comprender cómo ocurren enómenos que no

podemos observar ácilmente o manipular directamente, como el movimiento de los planetas alrededor del

Sol, lo que sucede en el interior de un átomo o la cantidad de energía involucrada en una erupción volcánica.

En general, los modelos en la Física requieren de representaciones matemáticas, como ecuaciones, grácas

y diagramas. Así se pueden modelar, siguiendo los ejemplos anteriores, la velocidad de los planetas, la cantidad

de carga que existe en una partícula, las causas del magnetismo, o el incremento de la temperatura en la zona

cercana a una erupción volcánica.

Sabías que…

Tenga en cuenta que en el modelado se

pueden describir algunas características de

los hechos o enómenos estudiados, pero no

todas. Los modelos permiten predecir de

manera sencilla algunos eventos, hechos o

enómenos de la Naturaleza. Las

representaciones mediante modelos son

importantes en las ciencias.



26

secuencia 15

Actividad DOSModelos

compr l rtrít d lgo modlo. Pr llo:

1. Examinen los diferentes modelos de la tabla.

2. Completen la tabla según el ejemplo.

ModloObjto, proo

o fómorprtdo

crtrít dlobjto, proo ofómo q

tomro tpr lborr l

modlo

crtrít dlobjto, proo o

fómo q nO tomro t

pr lborr lmodlo

Plo 1) Forma del casco,cubierta, mástiles, cabina,cuarto de máquinas,timón, espacios.2) Tipo de cosas que

tansporta: mercancía,marinos mercantes…

Consumo de energía,materiales de fabricación,color del casco,movimiento.

Dgrm

Mqt

Mp

uo d l fórml d ídlbr v = gt pr llrl vlodd d íd odrr l rt dl

r.


comparar: Ident ifc ar o desc r ibir

similit udes y di er enc ias ent r e

gr upos de or ganismos, mat er iales

o pr oc esos.

direcciónvelocidad

Actividad DOS

El interactivo permite la simulación de

distintos tipos de modelos sobre objetos,

procesos o enómenos ísicos. A través de la

manipulación de variables los alumnos

podrán evaluar cuando un modelo es mejor

que otro en unción de su capacidad para

representar las características esenciales de

aquello que se pretende estudiar.

4Además, omenta la participación y el





instrucciones y sugerencia didáctica que se

sugiere revisar antes de utilizarlo para un





estudiantes comparen las características y elempleo de dierentes tipos de modelos. Es

importante que ellos se percaten que

algunos modelos pueden representar un

mayor número de características que otros.

Todas las respuestas que den los alumnos

pueden ser válidas, siempre y cuando se

argumenten. Comente con los alumnos la

distinción entre objeto, proceso o enómeno.

Un fenómeno ísico es la maniestación de un

proceso donde intervienen objetos materiales.

La otosíntesis, por ejemplo, es un proceso en

el que interviene el fenómeno físico de la luz

y se lleva a cabo en los cloroplastos, que son

los objetos estructurales concretos de las

plantas en donde ocurre la transormación de

energía luminosa en química. Lo importante

de esta actividad es trabajar con la noción de

modelo, en unción de su poder de

representación de las características de

objetos, procesos o enómenos.


2 Pregunte a sus alumnos en qué

momento de la Actividad UNO creen que

usaron la comparación. Se espera que ellos

ineran que compararon los diagramas de

sus compañeros para evaluarlos.

RM Fenómeno:Movimiento de unvelero. Objeto: Unvelero. Proceso:Fuerza mecánicade los vientos.

RL Por ejemplo:

Velocidad de los

vientos, dirección de

las corrientes de aire.

RL Por ejemplo:Cantidad de energíaeólica, presiónatmosérica,instrumentos denavegación.

RM Fenómeno:hidrograía de laregión. Objeto: Ríos,arroyos. Proceso:Flujo de agua porminuto.

RL Por ejemplo:

Ubicación de arroyos

y ríos.

RL Por ejemplo:

Cantidad de especies,

temperatura.

RM Objeto. El

terreno de un país.

RL Por ejemplo:

Cantidad de estados,

tamaño relativo de

los estados.

RL Por ejemplo: La

variedad de climas, las

especies que

habitamos en ella.

RM Fenómeno.La caídalibre. Objeto: Un cuerpodel que se obtengandatos para aplicar laórmula.Proceso:La

medición de losintervalos de tiempo.

RL Por ejemplo:

Relación proporcional

directa entra la

velocidad y el producto

gt .

RL Por ejemplo: La

ricción de aire.

Comparen las características de

algunos modelos. Para ello:

2. RM En la tabla.



27

IICIENCIAS

Contrasten los resultados que obtuvieron. Para ello:

1. Establezcan las dierencias que hay entre ellos.

2. Modifquen sus respuestas, si lo consideran conveniente.

3. Comenten:

a) ¿Qué modelos incorporan mayor número de características del objeto, proceso oenómeno que representan? ¿Por qué?

b) ¿Qué representaciones consideran más útiles para modelar: i) objetos, ii) procesos y

iii) enómenos?c) ¿Habían hecho un modelo anteriormente? Comenten su experiencia

con el grupo.

d) ¿Cuál o cuáles de losmodelos anteriores sonmodelos científcos?

Reexión sobr e lo apr en

dido

Ahor a que has int er pr e

t ado y analizado la in

or mación que

pr opor cionan los mode

los ant er ior es, cont est a

:

1. ¿C uál o cuáles nos

per mit en conocer may o

r númer o de

car act er í st icas de los o

b jet os que r epr esent an

?

2. ¿C uál modelo empl

ear í as par a r epr esent a

r t u papalot e?

Just ifca t u r espuest a.

Recuer da que t us r esp

uest as t e per mit ir án c

ont est ar el pro blema.

Para terminar¿Cómo se utilizan los modelos?

Lean el texto.

• Pongan especial atención en las características de los distintos tipos de modelos.

SESIÓN 2


¿Cómo utilizan los científcos los modelos?Cuando las personas dedicadas a las ciencias observan un enómeno, se plantean preguntas como éstas:¿Cuáles son los actores o elementos que intervienen?, ¿cómo participa cada elemento?, ¿cómo se relaciona elenómeno con otros procesos o enómenos?

Para responderlas, los científcos construyen, en ocasiones, modelos con base en lo que observan y lainormación previa que poseen. Por ejemplo, para la descripción del Sistema Solar ue necesario, primero,observar que los planetas se mueven en la esera celeste, después, se ormularon ideas y relaciones quepermitieron la elaboración de un modelo teórico sobre la posición de la Tierra en el Universo.

Si un modelo no explica de manera satisactoria las observaciones y los conocimientos que se tienen delobjeto o enómeno, se construye uno nuevo, con mayor capacidad de explicación y predicción. En otros casos,pueden coexistir modelos dierentes para explicar el mismo enómeno.

Los modelos también permiten predecir el comportamiento de un proceso o enómeno, si las característicasque nos interesan se representan con magnitudes ísicas, que sean medibles. Por ejemplo, si deseamos conocerlos eectos que tiene el choque de autos sobre sus ocupantes, podemos representarlos con maniquíes que secolocan en los asientos del coche, y así estudiar los daños que pueden surir las personas en el momento de un

impacto. El maniquí es, en este ejemplo, el modelo de un cuerpo humano porque tiene representadas lasvariables más importantes en la descripción de choque: masa, resistencia de los huesos, posición en el asiento,o porcentaje de agua.

Contrasten los resultados queobtuvieron. Para ello:

1. Pida a sus alumnos que intercambien sustablas y analicen las dierencias. Enaticela discusión acerca del poder explicativoy predictivo de cada modelo. Puedehacerles preguntas como ¿cuál de los

modelos explica mejor lo que pretenderepresentar?

3. a) 3 Permita que sus alumnosexpongan sus argumentos. RL Porejemplo: La maqueta porque en ella sepuede analizar la hidrograía, lacantidad de arroyos, qué tanta aguahay en la zona.

b) Si bien no hay una respuesta única, lomás común es lo siguiente: RL Porejemplo: i) Los objetos se modelan conotros objetos a escala o se ilustran sus

características de masa y volumen. ii)Los procesos se modelan condiagramas. ii) Los enómenos semodelan con órmulas matemáticas.

c) RL Por ejemplo: Sí, yo había hecho undiagrama del ciclo del agua.

d) RM La órmula.

5 Para cerrar la sesión, pida a losalumnos que mencionen algunos de losmodelos que han elaborado en el curso;pídales que recuerden cómo los realizaron ypara qué les sirvieron. En el curso de

Ciencias I, por ejemplo, trabajaron con unesquema del ciclo del carbono.

Para evaluar la sesión se sugiere tomar encuenta el trabajo comparativo de losalumnos realizado en la tabla de la ActividadDOS. La Refexión sobre lo aprendido puedeservir como instrumento de coevaluación.

SeSión 2

2 Para iniciar la sesión se sugiereretomar en orma breve los resultados de lasactividades anteriores y vincularlos con elproblema . Si bien algunos alumnos pueden

dar ideas sobre cómo elaborarán su modelode papalote, comente la posibilidad demejorar sus modelos con lo que aprenderán

en esta sesión, es decir, a valorar el papelde los modelos científcos para explicar ypredecir lo que sucede en nuestro entorno,

e identifcar las características de unmodelo científco.

Recuerde a sus alumnos que a veces un objetoque se utiliza para divertirse puede convertirseen una herramienta de conocimiento. Porejemplo, una pelota puede utilizarse paraexplicar los meridianos terrestres.

2 Suspenda la lectura donde lo considereconveniente para realizar un intercambios deopiniones que lleve a los alumnos a valorarel papel de los modelos cientícos paraexplicar y predecir lo que sucede en nuestroentorno.

Refexión sobre lo aprendidoEn este momento de la secuencia, los

alumnos ya conocen dierentes tipos de

modelos y sus características, de modo

que pueden decidir el modelo que van a

realizar. Es importante que verique que

cada estudiante tenga claro lo que quiere

representar.

1. RL Por ejemplo: El del barco, pues modelamuy bien este objeto.

2. RL Por ejemplo: Emplearía un diagrama.

Para terminar

El video permite identicar dierentestipos de modelos que acilitan la explicaciónde diversos enómenos ísicos.

4 El recurso tecnológico complementa lainormación del texto. Aproveche el videopara refexionar sobre las características delos modelos y acilitar la discusión en el aulaen torno a las situaciones cotidianas en lasque consideran que sería ventajoso utilizarun modelo. Se recomienda insistir en que eluso de modelos en las ciencias dieresustancialmente de los modelos en la vidacotidiana.

Txto d formlzó

El texto muestra las características

generales de los distintos tipos de modelos.



28

secuencia 15

Si, además se tiene una representación

matemática de las variables involucradas, no es

necesario destruir un coche: puede simularse el

choque con la ayuda de las computadoras y de

igual manera medir los daños sin que nadie salga

herido. Por razones de presupuesto, los técnicos

y científcos optan generalmente por lo segundo.

Los modelos que se construyen en ciencias

tienen las siguientes características:• Son una representación esquemática o

simplifcada de un objeto, proceso o

enómeno. Por ejemplo, el sistema

circulatorio tiene unciones que no se

aprecian en un dibujo.

• Toman en cuenta las características esenciales

del proceso. De hecho, para elaborar el

modelo de la otosíntesis se deben tomar en

cuenta las sustancias que se requieren para el

proceso y las que se producen; no se

considera si la hoja es alargada o corta, o si

es un árbol alto o bajo.

• Son representaciones perectibles que se

pueden mejorar con base en nuevos

descubrimientos. Por ejemplo, los mapas

actuales de la Tierra muestran características

que no se conocían en la antigüedad.

Para el estudio de la resistencia y seguridad de los automóviles se emplean

maniquíes que representan a adultos y niños.

Para el estudio del cuerpo humano, se hacen modelos para observar lo quesucede cuando alguna de sus partes sure algún daño y encontrar cómo puede

repararse o sustituirse.

Los modelos de procesos se utilizan para estudiar enómenos, como eluncionamiento de un sistema del cuerpo humano como el respiratorio, o

bien para estudiar un proceso, como el de la oxigenación de la sangre.

Los modelos conceptuales representan una idea, una hipótesis o unateoría. Un ejemplo es la segunda ley de Newton.

F=ma

Muchos términos en Física tienen un

signicado muy distinto en la vida cotidiana,

lo cual diculta su comprensión en una

lógica de causa eecto. Tal es el caso de

conceptos como masa, peso, energía, trabajo

y particularmente, la palabra modelo.

En ciencias, un modelo es una herramienta

cognitiva porque acilita la descripción,

representación, explicación, comunicación,

discusión o evolución de un algo que se

quiere conocer.



29

IICIENCIAS

Actividad TRES

Identifca las características de un modelo científco.

• Realiza lo siguiente:

1. Experiencia A

• Observa las dos imágenes:

Los modelos de objetos son representaciones en dos o tres dimensionesque permiten el conocimiento de cosas a las que se tiene difícil acceso.


Recuerda que la constante

de gravitación universal la

revisaste en la Secuencia 9:

¿La materia atrae a la materia?

Refexión sobr e lo apr endido

Ahor a sabes lo que es un modelo, sus

car act er í st icas y t ipos. ¿C ómo elabor ar í as t u

modelo par a r esolv er el pro blema?


Iden ti fcar: Rec onoc er las c ar ac

t er í st ic as

o pr opiedades de or ganismos, hec hos,

mat er iales o pr oc esos.

a) ¿Qué modelo representa mayor número de características del automóvilreal?

b) ¿Qué diferencias encuentras entre ambas representaciones?

c) ¿Qué semejanzas y diferencias tienen ambas representaciones con elautomóvil real?

d) ¿Para quién podrían ser útiles estos modelos? ¿Por qué?

Foto de automóvil a escala.Foto de automóvil real.

•Permiten hacer comparaciones y predicciones. Porejemplo, podemos elaborar dos modelos de unbarco y comparar cómo se comportan cuando seencuentren en un mar con mucho oleaje.

• Pueden ser modelos teóricos y analógicos. Losmodelos teóricos puedenpresentarideas, relacionesy ecuaciones. Los modelos analógicos plasman lateoríaenrepresentacionesdedosytresdimensiones,

es decir, diagramas, maquetas, etcétera.

Manto superior

Manto inferior

Núcleo externo

AtmósferaCorteza continental

Corteza oceánica

Núcleointerno

Actividad TRES

El propósito de esta actividad es que losalumnos identifquen las características de

un modelo cientíco y valoren sus

posibilidades de representar objetos,

procesos o enómenos.

Identifca las características de un

modelo científco.

• Realiza lo siguiente:

1. Experiencia A

a) RM La del objeto real.

b) RL Por ejemplo: El tamaño.

c) RL Por ejemplo: Semejanzas: La orma

los componentes como llantas,

ventanas, cajuela. Dierencias:

Dimensiones, el ondo, uno es de

juguete y el otro no.

d) RL Por ejemplo: Para los abricantes

de autos o autopartes, para los

abricantes de juguetes, pues se

representan sus características

esenciales.

Pregunte a los alumnos si la órmula de

la gravitación universal representa un

objeto, un proceso o un enómeno.

Refexión sobre lo aprendidoSe espera que en este momento listen

algunas carcterísticas de su modelo de

papalote. RL Por ejemplo: Sería un diagrama.

Tendría colores representando cada parte: los

palitos, el papel, la cola, el hilo.

nv dtrz mpld

4 Comente con sus alumnos laimportancia de utilizar esta destreza comoherramienta básica de conocimiento. Porejemplo, un médico que escucha y palpa lossíntomas de un paciente, tiene inormación

para identifcar la enermedad que éstepadece.



30

secuencia 15

a) ¿Por qué esta representación es un modelo?

b) ¿Qué características del Sistema Solar se representan con un modelo como éste?

c) ¿Se puede entender la estructura del Sistema Solar, a pesar de habereliminado algunos de sus componentes, como los asteroides y los cometas?¿Por qué?

d) ¿Cómo se construyó este modelo si no es posible observar de manera directatodos los astros del Sistema Solar?

3. expr c

• Observa la órmula que representa la energía potencial gravitacional:

a) ¿Qué representa este modelo?

b) ¿Qué características están representadas en él?

compr rpt o l d otro qpo.

• Comenten con sus compañeros:

1. ¿Cuáles son modelos científcos? Justifquen su respuesta.

2. ¿Para qué se emplea un modelo científco?

Reexión sobr e lo apr endid

o

Ahor a que has ident ifcado las ca

r act er í st icas de alguno

s modelos, r esponde:

1. ¿C uál ser í a el más apr opiad

o par a r esolv er el pro b

lema? ¿P or qué?

2. ¿Qué uent es consult ar í as par a

obt ener may or in or mación sobr e

los papalot es?

2. expr B

• Observa la representación del Sistema Solar:

E p =mgh

2. Experiencia B

a) RM Porque muestra los aspectos

esenciales para explicar el movimiento de

los planetas alrededor del Sol, aunque

otros aspectos no estén representados.

b) RL Por ejemplo: Cómo giran los planetas,

alrededor de qué objeto celeste estángirando, cuántos planetas hay, cuál es su

tamaño relativo.

c) Es importante que los alumnos sepan que

sí es posible. Comente con ellos que los

objetos masivos, como los planetas y sus

lunas, condicionan el movimiento

alrededor de las órbitas de muchos otros

cuerpos, como los asteroides. Los

cometas también son atraídos por el Sol,

aunque su comportamiento sea un poco

dierente, pero para entender la órbita

elongada de un cometa, tiene que

haberse entendido cómo el Sol atrae a los

planetas. RM Los elementos que se

muestran permiten tener una visión

general de cómo está ormado el Sistema

Solar.

d) Comente con sus alumnos cómo un

modelo puede mostrar el pensamiento de

toda una época y de muchas personas. El

mérito de quien hace el modelo es

abstraer una idea de cómo puede

representarse algo que se quiere explicarpero que no se conoce más que

parcialmente. La construcción del modelo

se debe a las observaciones de Copérnico

y otros astrónomos, al registro cuidadoso

de las echas y la posición de los astros,

al cálculo de otras posiciones y,

nalmente, a la imaginación para

plasmarlo en un dibujo. Se tomaron en

cuenta los principales planetas que giran

en torno al Sol y sus características:

tamaño, número de lunas, presencia y

número de anillos; la ubicación y el tipode órbitas de cada uno de ellos, así como

su posición en torno al Sol. RM Se

pudieron haber tomado en cuenta los

datos que han proporcionado los

astrónomos de dierentes épocas,

respecto a las características y ubicación

de los astros del Sistema Solar.

3. Experiencia C

a) RM Un tipo de energía mecánica.

b) RM Se simbolizan los nombres de las

variables que determinan esta energía

y cómo se relacionan entre sí

matemáticamente.

Comparen sus respuestas con las de

otros equipos.

1. RM Los de las experiencias B y C, porque

representan procesos de interés para las

ciencias que no se pueden manipular

directamente, pero que están expresados

en lenguaje simbólico y gráco que

avorece su comprensión.

2. RM Para explicar y predecir un concepto,

enómeno o proceso.


1. RM Un modelo que represente un objeto.Quizás un diagrama.

2. RL Por ejemplo: Acudiría con alguien quesupiera sobre el tema: le preguntaría aalgún artesano que hiciera juguetes;

buscaría en una enciclopedia otos depapalotes; haría búsquedas en internet.



31

IICIENCIAS


“Estás diseñando tu nuevo papalote o cometa y quieres comentar con tus amigoslas características que debe tener para que vuele mejor. ¿Cómo podrías describir yrepresentar estas características para compartirlas con otras personas? ¿Sería estarepresentación un modelo científco? Argumenta tu respuesta”.

Para resolver el problema toma en cuenta los siguientes aspectos:1. ¿Cuáles son las características esenciales que le permiten a un papalote volar?

2. Menciona algunas características que no son esenciales para el vuelo de un papalote.

3.¿Qué tipo de modelo vas a utilizar para mostrar las características de tu papalote? ¿Es

un modelo científco? Justifca tu respuesta.

Expongan las descripciones de sus modelos.

• Comenten:

1. ¿Qué tipo de modelo emplearon: de objetos, de procesos o de conceptos?

2. ¿Todos los modelos que elaboraron representan las características de los papalotes

o cometas? Expliquen qué les sobra o qué les alta.

3. ¿Se pueden complementar unos modelos con otros?


Rev isa lo que pensabas acer ca de los modelos y sus car act er í st icas

al inicio de la secuencia. ¿Hay di er encia ent r e lo que pensabas y lo

que sabes ahor a? Explica t u r espuest a.

Lo que aprendimos

En la sección Lo que aprendimos , se

presentan las siguientes actividades de

evaluación de los contenidos de la secuencia

✓ Resuelvo el problema : El alumno da una

solución al problema ; emplea para ello

los conceptos y las destrezas aprendidas.

✓ Para qué me sirve lo que aprendí : El

alumno transere los nuevos aprendizajes

a situaciones y contextos dierentes a los

estudiados.

✓ Ahora opino que …: Se plantea una

nueva situación problemática relacionada

con los contenidos, ante la cual el alumno

maniesta una opinión inormada.

✓ Lo que podría hacer hoy : Se explora el

componente conductual (tendencia a la

acción) de las actitudes trabajadas

durante la secuencia. Esta sección

promueve la participación responsable e

inormada ante un problema o situación

cotidiana.

El maestro puede, si así lo desea, emplear

algunas actividades de la secuencia, para

realizar la evaluación diaria del trabajo en

clase (evaluación ormativa), como las que

se sugieren en los cierres de sesión.

Al nal de cada bloque se presenta:

• Un ejemplo de evaluación individual de

Lo que aprendimos , así como un Ejemplo

de evaluación sumativa de un bloque .

• Una Lista de cotejo de destrezas y

actitudes , en la que se presentan las

destrezas y las actitudes que se trabajan

en cada secuencia.


Para resolver el problema toma en

cuenta los siguientes aspectos:

1. RM Forma aplanada, hecho de papel de

china, tiene una cola como contrapeso,

con estructura romboide, ormada con

palitos de madera, pende de una madejade hilo de cáñamo, etcétera.

2. RM El color del papel de china, el

pegamento que se utilice.

3. RM El modelo de un objeto. Podría

hacerse mediante un diagrama o bien un

modelo en 3D a escala. No sería un

modelo cientíco sino una representación

de un objeto y de sus características.

Expongan las descripciones de sus

modelos.

1. RM De objetos.

2. RL Por ejemplo: Faltó considerar que el

material debe ser ligero como el papel de

china.

3. Verique que todos los alumnos hayan

construido sus modelos y que hayan

contestado a la pregunta de si sus

modelos representan adecuadamente las

características deseadas para el papalote.

En el intercambio grupal identique

aquellos modelos que no representen las

características de un papalote y digan por

qué. RL Por ejemplo: Sí.


Oriente a sus alumnos hacia la valoración delo que han aprendido sobre los modelos, esdecir, su capacidad de representación, suutilidad para comprender el mundo en quevivimos, para aproximarnos a situacionesque no se pueden manejar directamente. RL Por ejemplo: Sí. Yo pensé que un modelo sólose reería a la representación de un objeto.



32

secuencia 15


¿Qé po grí pr lborr modlo q xplq ómo rá tomdd dtro d 200 ño?

1. Describe tu procedimiento.

2. Elabora tu modelo.

comt rpt.

• ¿Crees que tu modelo sea útil para predecir lo que sucederá?

Lo que podría hacer hoy…el btmto d g problm ol.

1. Discute con tus compañeros cuál sería una posible solución para evitar el desperdicio

de agua dentro de la escuela.

2. ¿Qué tipo de modelo usarían para explicar la solución propuesta?

expog modlo.

• Evalúen los modelos que consideren más viables para llevarse a la práctica.


Esta actividad resulta interesante para

refexionar acerca de aspectos relacionados

con la contaminación, la sobrepoblación, el

agotamiento de los recursos en unción de

las necesidades actuales. Esta proyección

puede incluir también algunas refexiones

sobre la importancia de los modelos en la

predicción para la prevención de situaciones

de riesgo o de conservación del ambiente.

5 Pida a sus alumnos presentar y

exponer su modelo en una cartulina.

¿Qué pasos seguirías para elaborar

un modelo que explique cómo será tu

comunidad dentro de 200 años?

1. Se espera que consulten el procedimiento

de modelado.

Lo que podría hacer hoy…Con esta actividad los alumnos pueden

apreciar el valor de los modelos para

solucionar problemas diversos.

El abastecimiento de agua es un

problema nacional.

2. Un diagrama de fujo puede ser de

utilidad.



33

IICIENCIAS

Para saber más…1. Meiani, A. (2004). El gran libro de los inventos . México: SEP/Planeta de Agostini.

2. Owen, M. (2003). Volar . México: SEP/McGraw-Hill.

3. Vancleave, Janice (2002). Astronomía para niños y jóvenes . México: SEP/Limusa:Noriega.

1. Diccionario de Física (2004). Madrid: Oxford-Complutense.

2. Hewitt, P. (1992). Conceptos de Física. México: Limusa-Noriega.

3. Martín R. C. (1996). Enseñanza de las ciencias en Educación Secundaria . Madrid:Rialp.

4. Walker, J. (1990). Física recreativa: La feria ambulante de la Física. México: Noriega.

5. Wood, R.W. (2004). Ciencia creativa y recreativa. Experimentos fáciles para niños y

adolescentes . México: McGraw-Hill Interamericana.

1. Aguilar, G., et al . La mecánica de Galileo y Newton. ILCE. 5 de marzo de 2007.

http://bibliotecadigital.ilce.edu.mx/sites/ciencia/volumen1/ciencia2/03/htm/sec_9.html

2. Hacyah, S. Relatividad para principiantes . ILCE. 5 de marzo de 2007.

http://bibliotecadigital.ilce.edu.mx/sites/ciencia/volumen1/ciencia2/03/htm/sec_9.html

Para saber más…



contribuye a que los alumnos puedan





¿De qué está hecha la materia?Propósito y perspectivaEn esta secuencia se analizan algunos modelos con los cuales se trató de explicar la estructura de la materia; para ello se valora la contribución

de los flósoos griegos y se comparan los aspectos undamentales de cada uno de los modelos presentados, desde Aristóteles hasta Newton.Desde una perspectiva histórica, se abordan las dierencias entre los primeros modelos propuestos y el modelo actual.





• El trabajo que el alumno desarrolla en la actividad, en azul. El alumno decide cuál o cuáles trabajos incluye en su portaolio. Usted puedesugerir aquellos que considere representativos de la secuencia.



secuencia 16





Mostrar la importancia de las primeras ideas y suposiciones

sobre la estructura de la materia. La Grecia atomista


UNOAnalizar materiales para describir su estructura y aparienciaexterna. Mediante un dibujo expresar cómo imaginan laestructura de la materia.Dibujo y tabla.

Por equipo: Dos materialesporosos, dos duros, dos elásticosy dos que se puedan dividir.

2Texto de inormación inicial

Conocer el concepto griego de los cuatro elementos comomodelo de la estructura de la materia.


DOSIdentifcar elementos comunes de teorías y conceptos de laestructura de la materia para explicar las propiedades

generales de la materia. Valorar el proceso de cambio enlas explicaciones científcas.Tabla.

Aristóteles y Newton

Texto de ormalizaciónIdentifcar la aportación de Dalton a los modelos de laestructura de la materia.







34

secuencia 16

Txto trodtoro

Para empezarLa Grecia atomista

L l txto.

• Antes de la lectura contesta: ¿Cómo está ormada la materia?

sesión 1

¿De qué está hechala materia?

Cuando pensamos en ladrillos, la mayoría imaginamos los objetos que se utilizan

para construir casas y edicios. Existen ladrillos de dierentes clases y materiales que

permiten construir todo tipo de edicaciones. Tal vez entonces te preguntes qué tienen

que ver los ladrillos con la estructura de la materia. Bueno, los ladrillos son para las

construcciones lo que los átomos son para las moléculas y ambos –átomos y

moléculas– orman todo lo que nos rodea.

El concepto de átomo existe desde los tiempos de la Grecia Antigua. Demócrito, en

el año 400 a. de C, habló de los átomos como las partículas más pequeñas de las que

estaba constituida la materia. A estas diminutas partículas que ya no podían dividirse

en partículas más pequeñas las llamó átomos, que quiere decir indivisibles.

En la región del Mar Egeo durante los siglos V y IV a. de C. forecieron las ciencias y las artes.

Trqí

Mrego

GrSeSión 1

5 Antes de iniciar la sesión, mencionea sus alumnos que analizarán los primerosintentos de la humanidad para explicar cómoestá ormada la materia, además de que

valorarán las aportaciones de los flósoosgriegos.

Para empezar

El recurso explora la ormulación, elorigen y el alcance de la teoría atomista dela materia.

4 El video ortalece la inormación deltexto. Puede aprovechar el recursoaudiovisual para la explicación de lo que sonlos átomos y cómo se ueron construyendolas teorías en torno a éste.

Txto trodtoro

El texto presenta un panorama breve en

torno a las primeras teorías sobre laconormación de la materia, especialmente,del surgimiento de la Teoría Atomista.

4 Al acabar la lectura, puede analizarcon sus alumnos cómo suponen que estáormada la materia.



1. El propósito.


enseñar en Telesecundaria, queaparecen en un manchón como

.

Consulte el documento Cinco sugerencias para enseñar en la Telesecundaria paraseleccionar la más adecuada.

3. Las sugerencias específcas para laactividad.

4. Las respuestas esperadas se marcancomo RM: Respuesta modelo. Cuandola pregunta es abierta y acepta más deuna respuesta se marca comoRL: Respuesta libre. En este caso seorecen ejemplos de posibles respuestas




Comenten: ¿Creen que la comparación

entre ladrillos y átomos sea útil para

explicar la estructura de la materia?

La respuesta de los alumnos a esta preguntapuede ser afrmativa o negativa. Deje queexpongan todos los motivos en deensa de su

respuesta. El concepto de átomo como lapartícula más pequeña perduró por muchotiempo. A principios del siglo pasado era casiimposible que un buen científco tuviera dudassobre esto. Con la aceptación de la existenciade los átomos no ue muy diícil aceptar laexistencia de las moléculas, como entidadesque pueden defnirse como agrupacionesespecífcas de átomos, unidos por intensasuerzas de interacción electrostática. Para elcientífco actual parecería imposible concebirlas ciencias sin la certeza de la existencia de

átomos y moléculas. RL Por ejemplo: a) Si,porque así como se juntan los ladrillosormando cuerpos más grandes y quedanunidos por otro material, los átomos también se

juntan y se unen con uerzas propias. b) No,porque los ladrillos sólo se pueden quedar

juntos con otro material; en cambio, los átomospueden juntarse ellos mismos.

1 Comente con sus alumnos que eltrabajo científco muchas veces se logra através de experiencias condicionadas por el

contexto histórico en el cual se realiza. Enocasiones los hallazgos son rechazados porla comunidad científca y otras veces surgeninesperadamente y se enriquecen a partir delas contribuciones de dierentesinvestigadores.


Recuerde no pedir a los alumnos larespuesta al problema en este momento;deje que ellos imaginen posibles soluciones.La solución que damos a usted le permite

guiar adecuadamente a los alumnos durantelas actividades.

Solución al problema : RM Toda la materiatiene una estructura básica constituida porpartículas comunes que, al combinarse, danorigen a nuevos materiales compuestos pordos o más elementos. Conocer la estructuramínima de cualquier material nos permitepredecir algunos de sus comportamientos alcombinarse con otros.


1. Hasta la echa, los constituyentes máspequeños de la materia son el quark y elelectrón. RL Por ejemplo: No, al dividir lamateria se llega a un límite.

2. Recuerde a sus alumnos que todo en la

Naturaleza está ormado por elementoscuya combinación da como resultadogran cantidad de compuestos. Por lotanto, los elementos que integran al serhumano son los mismos que puedenormar una planta, un animal o unmineral. RL Por ejemplo: Sí, en estos trescompuestos existen los elementosnecesarios para la vida.

3. RL Por ejemplo: A simple vista, no. Senecesita de detectores apropiados para“verlos”.

4. RL Por ejemplo: La masa la puedorepresentar en una caja variando elnúmero de partículas dentro de ella y elvolumen lo representaría variando eltamaño de la caja.

35

IICIENCIAS

Lo que pienso del problema Responde en tu cuaderno:

1. ¿Qué tanto se puede dividir un objeto, como un trozo de ladrillo, en pedazos cada vez

más pequeños? Justifca tu respuesta.

2. ¿La materia que conorma el suelo, el agua y el aire es la misma que la que orma el

cuerpo del ser humano? ¿Cómo lo sabes?

3. ¿Puedes ver los componentes más pequeños de los objetos? Explica.

4. A partir de lo que se sabe sobre la estructura de la materia, ¿qué características

tendrá tu modelo para explicar las propiedades de masa y volumen?

Consideremos lo siguiente…A continuación encontrarás el problema que tendrás que resolver con lo que hayas

aprendido durante la secuencia.

Tienes que elaborar para la feria de ciencias de tu escuela un modelo de la estructura

de la materia que permita explicar alguna de sus propiedades.

Comenten: ¿Creen que la comparación entre ladrillos y átomos sea útil paraexplicar la estructura de la materia?

Ahora conoces el papel de los modelos en las ciencias. En esta secuencia contrastarás tus

ideas sobre la estructura de la materia con algunos de los modelos que se han propuesto

para explicarla. Valorarás el proceso de desarrollo de las explicaciones científcas sobre la

estructura de la materia.



36

secuencia 16

Propdd MtrlDrpó d

trtrDbjo d l trtr q

dtrm l propdd

Drz

Porodd

eltdd

Dvbldd

Manos a la obra

Actividad UNO

al algunas propiedades de la materia.

Realicen la práctica.

1. Mtrl

a) Dos materiales duros.

b) Dos materiales porosos.

c) Dos materiales elásticos.

d) Dos materiales que considerenque se pueden dividir facilmente.

2. Prodmto

• Realicen lo siguiente:

a) Seleccionen un material con el que puedan explicar cada característica dela materia: dureza, porosidad, elasticidad, divisibilidad e impenetrabilidad.

b) Describan para cada objeto, cómo creen que es la estructura quedetermina cada propiedad.

c) Elaboren un dibujo en el pizarrón que represente cada explicaciónescrita.

d) Elaboren en el pizarrón una tabla con sus descripciones.

3. Rltdo

• Registren los datos obtenidos en una tabla como la que se muestra.

Manos a la obra

Actividad UNO

El propósito de esta actividad es que losalumnos undamenten la elaboración de unmodelo para explicar la estructura de lamateria e identifquen las características que

debe tener dicho modelo.

Pida a sus alumnos que recuerden algunasde las propiedades que han revisado ensecuencias anteriores. Haga un recordatoriode este tema preguntando el signifcado delas propiedades acompañadas de un ejemplodonde se aplique la propiedad enunciada.

Analicen algunas propiedades de la

materia.

3. Resultados

Se le advierte que sus estudiantes no

manejarán este lenguaje. Sin embargo,sería conveniente que se ueranamiliarizando con estos términos.RL En la tabla.

RL Por ejemplo: Hierro.

RLRL Por ejemplo: Las partículasse pueden separar.

RL Por ejemplo: El agua.

RLRL Por ejemplo: Las partículas quetiene están juntas pero ormadas demuchos hilitos que se expanden y se

juntan.

RL Por ejemplo: Una liga.

RLRL Por ejemplo: Sus moléculas tienenalguna separación y dejan espaciospara que pueda pasar otra materiacomo el agua.

RL Por ejemplo: Una piedra.

RLRL Por ejemplo: Están pegadas laspartes que componen su cuerpo yson muy duras sus partículas.



37

IICIENCIAS


• Respondan:

a) ¿Cómo se llaman las partículas que constituyen los materiales?

b) ¿Qué diferencia hay entre la estructura de un material duro y uno compacto yporoso?

c) ¿Por qué los cuerpos duros no se pueden penetrar fácilmente?

d) ¿Por qué algunos materiales se pueden estirar?

5. Comunicación

Elaboren un reporte de la práctica en sus cuadernos.

Dibujen en el pizarrón un modelo de la estructura de la materia.

Dureza. Un cuerpo es más duro que otro si lo puede rayar.

Porosidad. Un material es más poroso entanto más espacios tenga entre las partículas.

Elasticidad. Un cuerpo es elástico si recuperasu forma original después de su deformación.

Divisibilidad. La materia puede ser dividida en cuerpos más pequeños.

Alta Porosidad

Baja Porosidad


a) RM Átomos y moléculas.

b) RM El tipo de materia, su estado deagregación.

c) RM Por el reducido espacio entre lasmoléculas.

d) RM Por las uerzas de cohesiónvariable que tienen las moléculas.

Dibujen en el pizarrón, un modelo de

la estructura de la materia.

En los dibujos que hagan sus alumnos, laspartículas seguramente tendrán ormasvariadas: eseras, cuadros, cubos, etc. Enellas igualmente podrán aparecer dibujadoslos enlaces de algún modo. Cada vez que losalumnos propongan una orma dierente de

partícula o enlace pregunte el porqué deeste cambio respecto a los anteriores.



38

secuencia 16

¿De qué está hecha la materia?

Para explicar los enómenos de la Naturaleza, cinco siglos a. C. los flósoos griegos los comparaban consituaciones cotidianas, como si se tratara de objetos animados. Para los griegos, la flosoía natural estabaestrechamente vinculada al cambio continuo.

Por ejemplo, para Tales de Mileto el agua ormaba todas las cosas; para Anaxímenes ue el aire lo que dioorigen a todo lo que vemos; Heráclito de Éeso creía que el uego era la materia y uerza que daba origen atodo el Universo: “Todo cambia, nada perdura”, decía. En cambio, Empédocles señaló que la tierra, el agua, eluego y el aire ueron el origen de todo cuanto existe en el Universo.

Por su parte, Aristóteles aceptó esta idea de los cuatro elementos y propuso uno más, el éter, que junto conla tierra, el agua, el aire y el uego constituían todo cuanto existía. Platón, en su obra Timeo, asoció a cada unode los cuatro elementos un poliedro: al uego el tetraedro, al aire el octaedro, al agua el icosaedro y a la tierrael hexaedro o cubo. En aquella época se creía posible transormar un elemento en otro, por ejemplo, el plomoen oro, cambiando la cantidad de elemento o calentándolo.

En Europa, durante la Edad Media, periodo que abarca del siglo V al siglo XV, prevaleció el pensamientoaristotélico. Ya en el siglo XVII, Newton propusoque todos los objetos en el Universo estabanconstituidos por partículas o corpúsculos y porespacio vacío. Era una extensión, como puedeapreciarse, del modelo atómico de Demócrito,con la particularidad de que los “ átomos”interactúan a distancia, es decir, ejercen uerzas

como la gravitacional, de manera directa einstantánea sobre las demás partículas,contrario a la creencia de que sólo existíanuerzas de contacto.

El modelo corpuscular de Newtonprevaleció hasta el siglo XIX. Este científcoinglés llegó a considerar incluso que objetosgigantescos como los planetas, objetospequeños como una pelota y aun los que nopodemos ver a simple vista, pueden estudiarsecomo si ueran partículas o corpúsculospequeños y compactos. Esta idea de Newtonllevaba implícita su convicción de que todosestos objetos tienen algo en común: los átomos.

colt t

doro pr

otrr l

gfdo d

plbr omo

corpúsculo.

Modelo griego de los cuatro elementos.

Txto d ormó l

L l txto.

Durante la lectura, pongan especial atención en las teorías sobre la estructurade la materia.

Los cuat r o element os de Ar

ist ót eles: Supone que t o

da la

mat er ia est á f or mada por agu

a, air e, f uego y t ier r a, y

que los mat er iales y su

st ancias son dist int os

en f unción

de la pr opor ción de est os element os.

Txto d formó l

El texto responde a la pregunta del título.Muestra cómo las primeras explicacionesincluían ideas básicas que ueron retomadasen las explicaciones posteriores. Estasprimeras aportaciones permitieron laevolución del pensamiento y eldescubrimiento de nuevas técnicas paraproundizar en el estudio de la materia.

1 2 Permanezca atento a laexpresión de las ideas de sus alumnos.Aclare desde el inicio que en este tema sólohay una hipótesis, por lo que no estádefnida completamente la estructura de lamateria. Es conveniente que cada alumnoaprenda a externar y undamentar suopinión. Recuerde motivar a los estudiantespara la lectura. Por ejemplo, pídales que lean

en voz alta y que intercambien sus puntos devista o que compartan lo que han escuchadode otras personas sobre la estructura de lamateria.

Después de haber aclaradoel signifcado del término,solicite la relectura delpárrao donde se encuentra.



39

IICIENCIAS

Las ciencias y la comunidad científca

Le decían el Estagirita por su lugar de origen,Estagira. A los 18 años se ue a Atenas, dondepor veinte años estuvo en la Academia dePlatón, primero como discípulo y luegoenseñando.

Fue consejero y guía de Alejandro Magno, a

quien no quiso acompañar en su expediciónmilitar hacia Asia. A su regreso a AtenasAristóteles undó su escuela, el Liceo, dondedaba sus lecciones paseando con sus discípulosy se les puso el nombre de “peripatéticos”. Estaescuela ue uno de los centros de investigacióncientíca más importantes de la antigüedad.Se creó por primera vez una de las másimportantes bibliotecas de los más diversostemas: investigación histórica y obras sobreBiología y Física.

El emperador Alejandro Magno conservó siempre un gran respeto por su maestro incluso,lo apoyó económicamente y le mandó ejemplares de la auna y la fora de su imperiopara que el maestro los estudiara.

También trató temas de política. Aseguraba que para el buen uncionamiento de unaciudad-estado no sólo es necesario unicar voluntades hacia un mismo n; se requierede leyes sensatas y apropiadas que respeten las dierencias y eduquen a los ciudadanosen la responsabilidad dentro de la libertad.

La losoía de Aristóteles, junto a la de Platón, constituye el legado más importante delpensamiento de la Grecia antigua.

Aristóteles(Estagira, 384-Calcis 322 a. de C.)

Actividad DOSAristóteles y Newton

Identifquen las similitudes y dierencias de su propia explicación sobre laspropiedades de la materia con el modelo griego de los cuatro elementos.

1. Escriban alguna posible explicación sobre las propiedades de la materia según elmodelo griego de los cuatro elementos.

Propiedad Según el modelo griego de los cuatro elementos

Dureza

Porosidad

Divisibilidad

SESIÓN 2

Las ciencias y la comunidadcientífca

Solicite a los alumnos que expresen suopinión sobre el pensamiento de estospersonajes de la historia y su importanciapara el desarrollo de las ciencias.

1 Para cerrar la sesión, comente conlos alumnos acerca de la utilidad de lasteorías y los modelos para explicarenómenos naturales.

SeSión 2

3 Antes de iniciar la sesión, promuevala participación del grupo para retomar loaprendido durante la sesión anterior. Puedepedir que respondan algunas preguntascomo éstas:

1. ¿Cuál es el problema que se quiereresolver?

2. ¿Qué aspectos hay que considerar paraencontrar un buen modelo científco?

Actividad DOS

El interactivo permite ejemplifcar dospuntos de vista sobre la constitución de lamateria y cómo se construye el conocimientocientífco.

4

Además, omenta la participación y el

debate en el aula con la oportunidad de quelos alumnos integren sus conocimientos yexpresen sus ideas sobre el enómenoobservado. El recurso cuenta coninstrucciones y sugerencia didáctica que sepropone revisar antes de utilizarlo para unmejor aprovechamiento.

Puede utilizar el interactivo comocomplemento de la actividad.


alumnos expliquen ciertas propiedades delos cuerpos teniendo como base a los cuatroelementos del concepto flosófco griegosobre la estructura de la materia. En esteejercicio no puede haber errores ni aciertos,pues es un ejercicio lúdico de imaginaciónsobre un modelo que bien podía estarequivocado, pero que en su tiempo servíapara dar algunas explicaciones lógicas.

Identifquen las similitudes y

dierencias de su propia explicación

sobre las propiedades de la materia con

el modelo griego de los cuatro

elementos.

1. RL En la tabla.

RL Por ejemplo: Es la maniestación de un objeto compuesto de tierra.

RL Por ejemplo: Un objeto sería poroso en razón de la cantidad del elemento“aire” que contiene.

RL Por ejemplo: El elemento “aire” que conorma un objeto debe ser la razón desu divisibilidad.



40

secuencia 16

elbor modlo o rprtó gráf d l propdd d l mtr.

Reexión sobr e lo apr endido

Ahor a r econoces que algunos aspect os del modelo gr iego de los cuat r o

element os pr esent an difcult ades par a elabor ar un modelo de la est r uct ur a de

la mat er ia. ¿C uál de ellos t omar í as en cuent a par a la elabor ar t u pr opio modelo

sobr e la est r uct ur a de la mat er ia del pr oblema?

2. Expliquen según sus propias palabras las siguientes propiedades de la materia.

Propdd sgú prop plbr

Drz

Porodd

Dvbldd

3. Comparen las explicaciones en cada propiedad. Identifquen las semejanzas y las

dierencias que hay entre ambas.

Propdd smjz Dr

Drz

Porodd

Dvbldd


Para terminarL l txto. Identifquen las aportaciones de Dalton para explicar la estructura de la materia.

¿Y después del modelo griego?Demócrito y Leucipo propusieron la primera teoría atómica llamada “Discontinuidad de la Materia”. Esta

consistía en que la materia se puede dividir en trozos, como una piedra que se rompe, y luego cada trozo

partirse otra vez y así, sucesivamente, hasta obtener unas diminutas e indivisibles, a las que Demócrito llamóátomos, las cuales constituyen a la materia. Así, había átomos de hierro, de agua, aire, rocas, etcétera.

RL Por ejemplo: No hay semejanza enla descripción de esta propiedad.

RL Por ejemplo: El elemento “aire”de los griegos sería la porción devacío en un material poroso.

RL Por ejemplo: Ambas explicacionesno aclaran por qué se puede dividir.

RL Por ejemplo: Propiedad que tienen algunos objetos de ser resistentes a serrayados o pulidos.

RL Por ejemplo: Propiedad que tienen algunos objetos de permitir el pasaje desustancias como agua o aceite a través de ellos.

RL Por ejemplo: Propiedad que tienen algunos objetos de partirse con acilidad enpedazos muy pequeños.

RL Por ejemplo: El modelo griego de los cuatro elementos sostieneque la dureza es consecuencia de la composición.

RM En la explicación de los griegos se trata de “aire”, en la visiónmoderna se sabe que es espacio vacío, sin materia.

RM En el modelo de los cuatro elementos se considera que el “aire”constituye al objeto, mientras que en el modelo actual, la divisibilidades consecuencia de los átomos constituyentes.

2. RL En la tabla.

Elaboren un modelo o representa-

ción gráfca de las propiedades de la

materia.

Haga énasis en recordar a sus alumnos queun modelo es una representación abstracta

de una realidad. La teoría científca incluyeexplicaciones y motiva observaciones yexperimentos.

Un modelo ayuda a construir una teoría,pero no representa necesariamente todos losaspectos de una teoría.


Los estudiantes deben utilizar las ideas ysugerencias que proporcionan los modelosvistos. Pida que algunos de sus alumnos

nombren los elementos seleccionadospersonalmente para realizar su modelo demateria. RL Por ejemplo, tomaría en cuentael modelo de Newton para explicar que lamateria tiene dureza al estar ormada porcorpúsculos.

Para terminar

Txto d formlzó

El texto proporciona inormación sobre elmodelo atómico de Dalton y algunos

elementos conceptuales que sustentan lasteorías actuales.

1 Antes de iniciar la lectura, recuerde loaprendido sobre los modelos conocidos.Puede pedir a los alumnos que contesten losiguiente: ¿Cuáles son las dierencias entrelos modelos de Aristóteles y Newton?



41

IICIENCIAS

Esta primera aproximación no se considera una teoría científca tal y

como la entendemos hoy en día, ya que no se apoyaba en experimentos

rigurosos. La primera prueba sobre la existencia del átomo ue encontrada

por John Dalton a principios del siglo XIX, y a partir de ahí se ueron

proponiendo diversos modelos para explicar la estructura de la materia.

Actualmente resultaría casi imposible avanzar en el conocimiento de los

enómenos naturales sin reconocer a los átomos o corpúsculos como

constituyentes de la materia. Básicamente, el modelo atómico de Dalton

puede resumirse en los siguientes postulados:

Los elementos están constituidos por átomos que son partículasbásicas de la materia. Son indivisibles y no pueden ser creados ni

destruidos.

Los átomos de un mismo elemento son idénticos, tienen el mismo peso

y las mismas propiedades.

Los átomos de dierentes elementos se combinan entre sí integrando

moléculas que orman compuestos.

Los átomos de los elementos pueden combinarse para ormar más de un compuesto, dependiendo la

cantidad de cada uno.

Cada átomo se comporta como una unidad independiente de las otras.

De este modo, la lluvia, las piedras, la tierra, nosotros mismos y las estrellas más lejanas estamos ormados

por pequeñas partículas llamadas átomos. De hecho, cada elemento, por ejemplo, zinc, sodio o hidrógeno, está

ormado por átomos de una sola especie.


“Tienes que elaborar para la eria de ciencias de tu escuela un modelo de la materia que

permita explicar las propiedades de masa y volumen. Para ello deberás defnir:

1. El tipo de modelo que elaborarás.

2. Las características de la materia que representará tu modelo y que permiten explicarlas propiedades de masa y volumen.”


Ahor a conoces algunos aspect os que t e pueden ay udar par a

r epr esent ar la est r uct ur a de la mat er ia. ¿C uál de ellos t e sir v e

par a explicar la masa y el v olumen de un cuer po? Recuer da

que t u r espuest a t e ser v ir á par a r esolv er el pr oblema.

Algunos símbolos usados por Dalton para

identifcar los elementos conocidos hasta

entonces.

Hidrógeno Hierro

Azogue Zinc

Carbono Cobre

Oxígeno Plomo

Fósoro Plata

Azure Oro

Magnesio Platino

Estroncio Mercurio


Recuerda las características de

los modelos que se revisaron

en la Secuencia 15: ¿Para qué

sirven los modelos?

Comenten:

1. ¿Qué nuevos elementos aporta el modelo de Dalton para explicar la estructura de la

materia?

2. ¿Cuál es la importancia actual de reconocer los átomos como los constituyentes

básicos de la materia?

Comenten:

1. En la actualidad se conoce parte de estateoría, pero no se puede decir que elconocimiento acerca de ella estáterminado, por lo que esta pregunta notiene una respuesta concluyente. Guíe a

sus alumnos a considerar si existen o nopartículas elementales o indivisibles.Hasta la echa, el constituyente máspequeño de la materia conocido es elquark. RL Por ejemplo: Que está ormadapor átomos bajo ciertas reglas. El átomoes la partícula mínima que conservatodas las propiedades del elemento.

2. RM Resulta indispensable. No existe otraorma de entender la estructura de lamateria.

Refexión sobre lo aprendidoRecuerde que es importante que losestudiantes comparen los cambios en susconocimientos, ya que esto permite reafrmaraquellos que no están claros. RL Por ejemploEl modelo de Dalton.

Lo que aprendimos

En la sección Lo que aprendimos , sepresentan las siguientes actividades deevaluación de los contenidos de la secuencia

✓ Resuelvo el problema: El alumno da unasolución al problema ; emplea para ellolos conceptos y las destrezas aprendidas.

✓ Para qué me sirve lo que aprendí : Elalumno transfere los nuevos aprendizajesa situaciones y contextos dierentes a losestudiados.

✓ Ahora opino que …: Se plantea unanueva situación problemática relacionadacon los contenidos, ante la cual el alumnomanifesta una opinión inormada.




42

secuencia 16

Pr rolvr l problema rpod t dro:

1. De los modelos revisados durante la secuencia, ¿a qué modelo se parece más el tuyo?

2. Describe cómo explica tu modelo las propiedades escogidas.

comt:

1. Las dierencias y similitudes entre sus propios modelos y los modelos griego y de

Newton.

2. Mencionen un ejemplo de una propiedad de la materia que no se explique mediante

el modelo de Aristóteles.


Rev isa lo que pensabas al inicio de la secuencia r espect o a t u modelo par a explicar

la est r uct ur a de la mat er ia. ¿Exist e di er encia ent r e lo que pensabas y lo que sabes

ahor a? Explica t u r espuest a. ¿C r ees que la analogí a ent r e ladr illos y át omos del

t ext o int r oduct or io sea út il par a explicar la est r uct ur a de la mat er ia?

¿Para qué me sirve lo que aprendí?erb l rpt t dro:

• ¿Cómo imaginas que está ormado un grano de arena por dentro?

Ahora opino que…expl t dro:

1. ¿Cómo ue el proceso de cambio en las explicaciones sobre la estructura de la materia?

2. ¿Este proceso será similar en el desarrollo de otras ideas científcas? ¿Por qué?

Pr rptlr l

otdo d l

olt l progrm: La

estructura de la materia

l progrmó d l

rd tltl edt.

Para resolver el problema responde

en tu cuaderno:

1. RL Por ejemplo:

a) Al de Aristóteles, porque hay pocoselementos necesarios para ormar todoslos materiales que hay en la Naturaleza.

b) Al de Newton, porque la materia puedetener una variedad inmensa demateriales, pero su estructura mínima soncorpúsculos pequeños similares.

2. RL Por ejemplo:

a) Si dibujo pocas partículas signifca quetiene poca masa. Si dibujo muchaspartículas, es que tiene más masa.

b) Si dibujo unas partículas muy juntas,represento poco volumen. Si las separo

ocupan más volumen.

Comenten:

Es natural que a los alumnos les cuestetrabajo comparar los modelos y obtenerconclusiones. Puede apoyarlos para quelogren llegar a este punto. Una ormasencilla es hacerles preguntas como éstas:¿Qué propiedades de la materia se puedenexplicar con cada representación? ¿Cuálespropiedades se repiten en dos o tresmodelos? Después pida que hagan una lista

de las propiedades comunes y laspropiedades dierentes y anoten el modelousado. Una vez realizado esto podrán defniralgunas de las dierencias y similitudes entreambos modelos. RL


Se espera que el alumno valore lasaportaciones de distintas ideas para laconormación de un modelo a lo largo deltiempo. De cualquier manera, es importanteque les recuerde que los modelos son

representaciones inacabadas. RL Porejemplo: Antes pensaba que existían tantaspartículas constituyentes de la materia comodierentes materiales se pueden encontrar;ahora sé que en realidad los constituyentesbásicos no son tan numerosos y que ladiversidad de propiedades específcas deellos se debe a que estos constituyentesundamentales se recombinan de múltiplesormas.

El programa permite reconocer loscomponentes de la materia y valorar laimportancia del avance científco en lasteorías que se han realizado al respecto.

4 Puede aprovechar el recurso parasintetizar con sus alumnos los conocimientos

construidos a lo largo de la secuencia. Elrecurso tecnológico integra el contenido dela secuencia.


• RM De átomos de dierentes elementosque dan orma al compuesto queobservamos como arena.

Ahora opino que…

Esta actividad permite al alumno valorar lapaciencia para construir una idea o una teoríacientífca. Haga énasis que hoy las cienciasavanzan a una velocidad superior a la de unsiglo atrás. Gracias a esos descubrimientos

originales hoy se puede avanzar más rápido.

Explica en tu cuaderno:

1. RL Por ejemplo: Fue evolucionando,algunos griegos como pensaban que lamateria estaba asociada al cambiocontinuo y ormada por aire, tierra, vientoy uego y otros pensaban que estabahecha de una sola partícula.

2. RL Por ejemplo: Sí, por ejemplo, laevolución de las ideas sobre el SistemaSolar o sobre la caída de los cuerpos.



43

IICIENCIAS

Para saber más…1. Hawking, Stephen (1997). Breve historia del tiempo. Madrid: Alianza.

2. Gallegos, L. (2002). Comparación entre la evolución de los conceptos históricos y las

ideas de los estudiantes. El modelo de la estructura de la materia. Tesis doctoral.Universidad Autónoma de México.

3. Kuhn, T.S. (1971). La estructura de las revoluciones científcas . Fondo de CulturaEconómica. México.

1. Aguilar Sahagún, Guillermo et al . La teoría cinética de los gases . 1 de julio de 2007.http://omega.ilce.edu.mx:3000/sites/ciencia/volumen1/ciencia2/36/htm/sec_5.html

2. UNAM. La materia: un compuesto. 2 de marzo de 2007. http://www.cienciorama.unam.mx/index.jsp?pagina=materia&catid=108&subcatid=123

Para saber más…

La consulta de los textos y páginaselectrónicas recomendadas en esta seccióncontribuye a que los alumnos puedanproundizar y ampliar sus conocimientosacerca del tema revisado en la secuencia.



¿Cómo se organiza la materia?Propósito y perspectivaEsta secuencia describe la estructura general de la materia y sus estados de agregación, a partir de la teoría cinética de las moléculas.

Desde una perspectiva histórica, se valoran las principales contribuciones que a esta teoría realizaron ísicos como Bernoulli, Boltzmann yMaxwell, considerando el carácter inacabado de las ciencias. Desde la perspectiva de CTS, se aprecia la importancia práctica del conocimiento

de los estados de agregación de los materiales que empleamos a diario.


• Los contenidos conceptuales, en negritas.






secuencia 17





Mostrar variedad de ormas y características de la materia yestablecer propiedades generales como masa, volumen ydensidad.


UNO

Describir el enómeno de diusión en un líquido.

Apreciar la importancia de los estados de agregación en la

diusión de sustancias de uso cotidiano.

Cuestionario.

Por equipo: Vaso con agua,gotero y un poco de tinta,colorante vegetal o esencia devainilla.

Texto de inormación inicial

Identifcar las características de los estados de agregación sólido, líquido y gaseoso, y denir a la molécula como lapartícula constituyente de la materia.

Cuestionario.

Las mil formas de la materia


DOS

Construir un modelo de los estados de agregación de lamateria.Reporte de práctica.

Las moléculas se organizan Por equipo: 30 pelotitas de unicelde 1 a 2 cm de diámetro, 50 palillos

de madera, recipiente de plástico de3 a 4 litros de capacidad, cubeta deplástico de 10 a 20 litros, 2 bolsasde plástico de distintos tamaños,hilo, cordel o alambre para amarrarbolsas.

2Texto de ormalización

Valorar las contribuciones de Newton a Boltzmann a lateoría cinética, explicando el papel que desempeña lavelocidad de las partículas.




Ahora opino que…



44

secuencia 17


• Antes de comenzar la lectura, responde: ¿Por qué existen tantos materiales

distintos?

sesión 1

Txto trodtoro

¿Cómo se organizala materia?

La materia… no hay manera de

no verla, palparla, sentirla, olerla.

Estamos hechos, a fn de cuentas,

de materia. Todo lo que nos rodea

es, en última instancia, materia.

Hay tantas clases de materia, con

tantas características dierentes,

que pareciera imposible

describirlas todas.

Desde pequeños descubrimos

algunas propiedades comunes a

toda la materia, como la masa y el

volumen. La densidad es la relaciónentre ambas. Por ejemplo, la

densidad del agua líquida es

dierente de la del vapor de agua,

ya que la misma masa de agua

ocupa volúmenes dierentes.

Si bien el concepto de densidad

nos da una buena descripción de

cómo es cada material, no es

sufciente para explicar todas sus

propiedades y comportamientos.

Para comprender mejor la materia

es necesario conocer de qué está

hecha, esto es, cuáles son las

partículas que la constituyen y

cómo se organizan.

La materia en sus dierentes ormas constituye el mundo que nos rodea.

SeSión 1

Antes de iniciar la sesión, comente con los

estudiantes que el estudio de la estructura y

el comportamiento de la materia se

relaciona con todos los campos de las

ciencias naturales y de la tecnología; por

ejemplo, en la constante investigación de

materiales que hacen nuestra vida cotidiana

más cómoda, divertida y segura.

1 En esta sesión se revisan los estados

de agregación de la materia más usuales, a

partir de propiedades generales como masa,

volumen y densidad. Se presentan

características básicas de la teoría cinética

de partículas para explicar los estados de

agregación de la materia.

Para empezar

Txto trodtoro

El texto muestra la variedad de ormas enque se presenta la materia, y establece sus

propiedades generales en cuanto a masa,

volumen y densidad.

3 Pida a los alumnos que mencionen

dierentes materiales como ai re, madera,

plástico, agua, etcétera. Escríbanlos en el

pizarrón y ordénenlos de menor a mayor

densidad. Si lo considera conveniente, puede

consultar la tabla de densidades de la

Secuencia 14 .



1. El propósito.




.




actividad.











No espere que sus alumnos resuelvan el problema que presentamos abajo; deje que

imaginen posibles soluciones. La respuesta quedamos le permitirá guiar a los alumnos


Solución al problema : RM El conocimiento

de la estructura de la materia y cómo seorganizan sus moléculas permite explicar unavariedad de enómenos, por ejemplo: Elmovimiento de estos pequeños ragmentos demateria, como polvo o talco, en un fuido escausado por el constante golpeteo de lasmoléculas del fuido con dichos ragmentosEste enómeno se llama movimientobrowniano.


1. Se sugiere ejemplicar a los alumnos queeste enómeno es similar a cuando, en una

habitación cerrada y oscura, entra un rayode luz solar o de otro tipo a la habitacióny, al observar con cuidado, se ve unamultitud de ragmentos de polvomoviéndose continuamente. RL Porejemplo: Tal vez, aun si el agua estáquieta, las partículas que la conorman nolo están, y esto puede provocar elmovimiento de los ragmentos como eltalco o el polvo.

2. RL Por ejemplo: No se apreciaría porque el lápizes muy grande.

Intercambien sus puntos de vista sobre:

• Las uerzas que producen las colisiones entre las

moléculas del agua y los ragmentos de polvo otalco son, en realidad, uerzas de repulsión

electromagnética. Desde luego, no se esperaque los alumnos consideren esto, por lo que le

sugerimos que sólo oriente sus respuestas en elsentido de que necesariamente se dan

colisiones. Puntualice que el tamaño de unragmento de polvo es muy grande comparado

con el de una molécula de agua, por lo que enrealidad se dan múltiples colisiones para

conseguir un desplazamiento de dichoragmento. RL Por ejemplo: El polvo o talco

debe estar sujeto a choques con las partículasdel agua. Por eso se mueven.

El volumen y la masa son propiedadesgenerales de la materia. La densidad es la

relación entre ambas. Recuerde a susalumnos no conundir masa con peso, pues

todo cuerpo posee necesariamente ciertacantidad de masa; sin embargo, puede tener

un peso nulo, si dicho cuerpo estuviese enausencia de uerzas gravitacionales.

45

IICIENCIAS

Ahora conoces algunos modelos que explican la constitución de la materia. En esta

secuencia explicarás algunas características y comportamientos macroscópicos de la

materia, como los estados de agregación, a partir de la teoría cinética de partículas.

Valorarás la participación de esta teoría en la construcción del conocimiento científco.

Lo que pienso del problema Responde en tu cuaderno:

1. ¿Por qué un poco de talco u otro polvo se mueven en la superfcie del agua,

aun si está totalmente quieta?

2. ¿Se apreciaría movimiento en un lápiz si lo colocas sobre agua? ¿Por qué?

Intercambien sus puntos de vista sobre:

• ¿Quéprovoca elmovimientode laspartículasde talco o polvoespolvoreadas

en el agua?


Recuerda que los conceptos de

densidad, volumen y masa se

revisaron en la Secuencia 14:

¿Qué percibimos de las cosas?


A continuación encontrarás el problema que tendrás que resolver con lo quehayas aprendido durante la secuencia.

Cuando añadimos ciertos materiales al agua notamos fenómenos sorprendentes, por

ejemplo, que cantidades mínimas de talco, canela o pimienta en polvo, al espolvorearse

sobre un poco de agua en total reposo, se mueven apreciablemente.

¿Cómo explicas este hecho desde el punto de vista de la estructura de la materia?



46

secuencia 17

Actividad UNO

Drb l fómo d dfó líqdo.Pr llo:

• Realicen la siguiente demostración.

1. Comenten: ¿Por qué la tinta se diunde en el agua?

2. Van a necesitar:

a) Vaso con agua

b) Gotero

c) Un poco de tinta, colorante vegetal o esencia devainilla.


a) Pidan a un compañero su participación.

b) Solicítenle que agregue dos gotas de tinta,colorante o esencia al agua, sin agitar, yprocurando que el agua esté en total reposo.

c) Observen detenidamente qué pasa con la tinta alestar en contacto con el agua.

4. Intercambien sus opiniones:

a) ¿Por qué creen que no se requiere agitar paraque la tinta se diunda en el agua?

b) ¿Qué indica este enómeno en cuanto a laestructura de la materia?

c) Si dejan pasar sufciente tiempo, ¿la tinta sediundirá por completo en el agua?Dif usión: U

na sust ancia se combina con

ot r a cuando sus moléculas se

disper san

en t odas dir ecciones, y

en cualquier

por ción del lí quido se p

ueden encont r ar

moléculas de ambas sust an

cias.


Describir: Rec onoc er las c ar ac t e

r í st ic as, las

pr opiedades o el unc ionamient o de algo: or

ganismos,

ob jet os y pr oc esos c ient í fc os.

Manos a la obra

Manos a la obra

nv dtrz mpld

Comente con sus alumnos la nueva destreza

trabajada en la secuencia. En caso de que se

les diculte, proporcióneles ejemplos de la

vida cotidiana que les permitan entender el

signicado: cuando alguien nos preguntacómo se puede ir hacia cierto lugar, la

respuesta es una descripción de la ruta que

debería tomar; asimismo, podemos describir

qué tanto se desplaza un coche o cuál es el

aspecto de una persona.

Actividad UNO


alumnos observen el enómeno de diusión

de la tinta en el agua, y puedan elaborar una

descripción que ayude a comprender que

tanto el agua y la tinta están ormadas departículas, que más tarde caracterizarán

como “moléculas”, y que dichas partículas

se entremezclan por sí mismas al estar estas

dos sustancias en contacto, gracias a que

están en continuo movimiento.

Describan el enómeno de diusión

en un líquido. Para ello:

• Aquí se exploran de nuevo las ideas

previas de los estudiantes. Pídales que

lean la denición del término “diusión”

en el glosario que está al nal de laactividad y, a partir de esto, traten de

explicar qué sucede. RL Por ejemplo: Las

partículas de la tinta se mueven hasta

que se entremezclan por todas partes

dentro del agua.

4. a) RM Porque tanto las moléculas que

componen la tinta como las del agua

están en movimiento. De esta manera,

las moléculas de la tinta se van

esparciendo por todo el volumen de

agua.

b) RM Primero, que la materia está

ormada de partículas y, segundo, que

éstas se mueven.

c) RM Sí, llegará un momento en el que

las partículas de tinta estén en

cualquier parte o porción del agua, lo

que puede observarse cuando el agua

queda teñida uniormemente con el

color de la tinta.



47

IICIENCIAS

Las mil formas de la materia

Lean el texto.

• Pongan especial atención en los estados de agregación que se

describen en la lectura.

Texto de información inicial

¿Un mundo de moléculas?Dentro de las muchas dierencias y semejanzas

que los materiales y sustancias pueden tener entre

sí, hay un aspecto evidente: cuando aplicamos una

uerza deormante a un cuerpo, se deorma en

mayor o menor grado. Hay materiales que resisten

bien a estas uerzas. A otros, en cambio, es ácil

comprimirlos.

La respuesta de los materiales ante las uerzas

deormantes y las uerzas que los comprimen

permite clasifcarlos en grandes grupos, llamados

estados de agregación.

Tabla 1. Algunos estados de agregación de la materia

Estado de

agregación

Respuestaante la

deformación

Ante la fuerza dedeformación, qué

pasa con la forma

Respuestaante la

compresión

Ante lacompresión, qué

pasa con elvolumen

Ejemplo

SólidoPoco

deormableConserva la orma Incompresible

Conserva el

volumen

Líquido Deormable

Toma la orma del

recipiente que lo

contiene

IncompresibleConserva el

volumen

GaseosoMuy

deormable

Toma la orma del

recipiente que lo

contiene

Muy

compresible

El volumen

disminuye pero

siempre ocupa

todo el espacio

disponible

El recurso muestra ejemplos de la vida

cotidiana, de los distintos estados de

agregación de la materia: sólido, líquido y

gaseoso.

4 El recurso tecnológico complementa la

inormación del texto. Puede aprovechar el

recurso para refexionar sobre situaciones

cotidianas en las que les es más ácil a sus

alumnos observar los estados de agregación.

Txto d formó l

El texto defne los tres estados de

agregación de la materia más comunes, a

partir del hecho de que todo cuerpo está

constituido por partículas con espacios

vacíos entre ellas; y que, según estén

agregadas, presentarán distintos

comportamientos en cuanto a conservar o no

la orma o el volumen.

3 Revise con sus alumnos el contenido

de la tabla, pues su comprensión es

importante para el desarrollo de la

secuencia.



48

secuencia 17

Los estados sólido, líquido y gaseoso son los tres estados de agregación de la materia más comunes y áciles deidenticar a nuestro alrededor. Los líquidos y los gases tienen la propiedad de fuir, es decir, ante una mínimauerza que se les aplique, porciones de ellos se desplazan sobre las porciones restantes del material. Por ello seles llama genéricamente fuidos.

La explicación para estos enómenos es que la materia debe estar ormada de pequeñas racciones,secciones o partículas, ya que si uese algo continuo, no sería posible deormarla ni comprimirla, por muygrande que uese la uerza aplicada. Sólo considerando partículas materiales y espacios vacíos podemosexplicar este comportamiento.

La partícula material más pequeña que dene las características de ciertas sustancias es la molécula. Las

moléculas se componen de otras partículas aún más pequeñas: los átomos. Podemos darnos una idea de sutamaño considerando que hay billones de ellos en una sola partícula de polvo. Nuestro mundo es, en eecto,un mundo de partículas –átomos o moléculas– que se organizan de muchas maneras, produciendocomo resultado la asombrosa variedad de la materia, así sea en nuestroorganismo o en la galaxia más remota.

Est ado de agr egación:

C on junt o de

car act er í st icas de la m

at er ia

r elacionadas con la maner a en qu

e sus

par t í culas est án acomodadas o

agr egadas.

e dro:

1. Mencionen cinco ejemplos de:

a) Sólidos

b) Líquidos

c ) Gases

2. Para cada ejemplo, describan qué tandeormable y compresible es.

comt:

1. ¿Por qué un gas no conserva su orma?

2. ¿Qué pasaría si una silla o los cimientosde un edicio no ueran sólidos?

En su cuaderno:

1. a) RLPorejemplo:Arena,madera,

aluminio,rocasyhielo.

b) RLPorejemplo:Agua,leche,mercurio,

mielygasolina.

c) RLPorejemplo:Vapordeagua,helio,dióxidodecarbono,oxígenoe

hidrógeno.

2. RLPorejemplo:Lossólidosmencionados

nosondeormablesnicompresibles,los

líquidossedeormanácilmenteperono

soncompresibles,mientrasquelosgases

sedeormanycomprimenconmucha

acilidad.

Comenten:

1. RMPorqueprácticamentenohayuerzas

decohesiónentresusmoléculas.

2. RLPorejemplo:Lasmoléculasdelos

materialesenestadogaseosoestánmuy

separadasentresí;porelloesposible

comprimirungas.Enloslíquidosylos

sólidosestánmásjuntas,sóloqueen

estosúltimos,estánademásunidas,por

loquelosmaterialessólidossondiíciles

dedeormar.Silasillaoloscimientosde

unedifcionouesensólidos,se

deormaríanynotendríanlarigidez

sufcienteparacumplirsuunción

adecuadamente.



49

IICIENCIAS

Actividad DOS

Las moléculas se organizan

Construyan un modelo de los estados de agregación de la materia.

• Realicen la práctica. Para ello:

i. Formen tres equipos.

ii. Cada uno realizará una experiencia.

1. Materiala) 27 pelotitas de unicel de 1 a 2 cm de diámetro.

b) Paquete de 50 palillos de madera.

c) Recipiente de plástico de 3 a 4 litros de capacidad.

d) Recipiente de plástico de 10 a 20 litros de capacidad.

e) Dos bolsas de plástico transparente de dierente tamaño.

) Cordel, hilo o alambre delgado para amarrar las bolsas.

g) Globo grande.

2. Procedimiento

Experiencia A: El comportamiento de las moléculas en los gases

a) Infen el globo ligeramente.

b) Observen la orma que adopta el aire en el interior del globo.

c) Opriman el globo con las manos.

d) Observen si el aire que contiene cambia de orma.

e) Vacíen todas las pelotitas de unicel en la bolsa de menor tamaño.

) Infen la bolsa con las pelotitas de la misma manera que lo haríancon un globo.

g) Amarren la bolsa.

h) Agítenla enérgicamente.

i) Observen cómo se mueven laspelotitas y qué tanto espacioocupan.

j) Repitan los pasos e a i con labolsa grande.

k) Anoten susobservaciones.

Actividad DOS

El interactivo incluye representaciones de

los tres principales estados de agregación

de la materia: líquido, gaseoso y sólido.



los alumnos integren sus conocimientos yexpresen sus ideas sobre el enómeno



propone revisar antes de utilizarlo para un




Construyan un modelo de los

estados de agregación de la materia.

El propósito de la actividad es que losalumnos construyan un modelo que

caracterice el comportamiento de las

moléculas en cada estado de agregación. En

este modelo, la molécula se representa por

una pelotita de unicel.



50

secuencia 17

expr B: el omportmto d l molél lo líqdo

a) Vacíen todas la pelotitas de unicel en el recipiente de 3 a 4 litros .

b) Muevan con suavidad y en círculos el recipiente o palangana.

c) Observen cómo se mueven las pelotitas.

d) Vacíen las pelotitas en la cubeta y repitan el paso b.

expr c: el omportmto d l molél lo óldo

a) Poniendo mucho cuidado de no herirse, unan con los palillos 9pelotitas de unicel, de tal manera que puedan armar un cuadradocon 3 pelotitas por lado, como el que se muestra en la fgura.

b) Armen otros dos cuadrados de 3 x 3.

c) Tomen cada cuadrado de pelotitas y únanlos con palillos con losotros cuadrados, de modo que puedan armar un cubo con las 27pelotitas, como se muestra en la fgura.

d) Metan el bloque de pelotitas en la palangana o recipiente.

e) Agiten el recipiente de varias maneras.

) Observen atentamente cómo se mueven las pelotitas unidas porpalillos.

g) Coloquen el bloque de pelotitas en la cubeta y repitan el paso f.

Experiencia C: El comportamiento de las

moléculas en los sólidos

Recomiende a los estudiantes perorar cada

pelotita de tal manera que la punta del

palillo quede lo más cerca del centro de la

misma, para que al armar la estructura no se

zaen ácilmente. Además, pídales que no

usen palillos astillados o que puedanquebrarse, para evitar lastimaduras.



51

IICIENCIAS

3. Resultados

a) Registren sus observaciones al completar una tabla como la que se muestra.

b) Llamaremos contenedor a aquello que contuvo las pelotitas en cualquiera de los

casos, ya sean las bolsas, el recipiente, palangana o cubeta.

Experiencia¿Cómo fue el

movimiento de las

pelotitas?

¿Qué sucede con la formadel conjunto de pelotitas al

cambiarlas de contenedor?

¿Qué sucede con el volumen delconjunto de pelotitas al

cambiarlas de contenedor?

A

B

C

c) Tomen nota de los resultados obtenidos por los demás equipos.

4. Anál isis de resultados

• Contesten las siguientes preguntas:

a) ¿En cuál caso el conjunto de pelotitas modifcó tanto su orma como su

volumen al pasar de un contenedor a otro? Expliquen.

b) ¿Qué pasó con la orma del aire dentro del globo cuando lo oprimieron?

c) ¿En cuál caso el conjunto de pelotitas conservó tanto su orma como suvolumen al pasar de un recipiente a otro?

d) ¿En cuál conservó sólo la orma?

e) ¿En cuál conservó sólo su volumen?

) ¿Qué estado de agregación de la materia se estaría representando en cada caso?

g) ¿En cuál de los casos podríamos meter a todas las pelotitas en un contenedorcada vez más y más pequeño?

h) Cuando las pelotitas se pasan a un contenedor de dierente tamaño, ¿cómocambia la densidad del material? Fundamenten su respuesta.

5. Comunicación

• Elaboren un reporte de la práctica en sus cuadernos.

Hagan en el pizarrón un mapa conceptual de las características de los tresestados principales de agregación de la materia.

• Comenten la utilidad de los modelos para representar los estados de agregación de lamateria.

3. Resultados

b) RM En la tabla.


a) RM En la Experiencia A, al no tener

palillos que conserven su distancia

relativa y permanecer en constante

agitación, pueden estar en cualquier

lugar del interior de la bolsa, y ocupan

todo el volumen de la misma. No

mantienen una orma denida.

b) RM La orma cambió; de hecho, el aire

que contiene el globo adopta la orma de

mismo, y si dicho globo cambia de orma,

también lo hace el ai re que contiene.

c) RM En la Experiencia C.

d) RM En la Experiencia C.

e) Comente a los alumnos que, en cadaexperiencia, deben prestar atención a la

separación de las pelotitas cuando están

en el contenedor, y luego ver si esta

separación cambió apreciablemente al

pasar al otro contenedor. Así es como

podrán determinar si hubo o no cambio

en el volumen. RM En las Experiencias B

y C.

) RM La Experiencia A corresponde al

estado gaseoso, la Experiencia B

representa el estado líquido y laExperiencia C, el estado sólido.

g) Se sugiere comentar a los alumnos que al

estar pasando las pelotitas a

contenedores cada vez más pequeños,

desde luego se llegaría a un límite en las

dimensiones del recipiente. RM En las

Experiencias A y B.

h) Recuerde a los estudiantes que la

densidad es el cociente entre la masa y el

volumen. En todas las experiencias de

esta actividad la masa no ha variado,

pues se tiene el mismo número de

pelotitas. Entonces, habrá variación en la

densidad cuando cambie el volumen, que

es el espacio que ocupan las pelotitas.

RM Como la masa es constante por usar

la misma cantidad de pelotitas, la

densidad sólo cambia cuando cambia el

volumen, lo cual sólo sucede en la

Experiencia A. Cuando pasamos las

pelotitas de la bolsa pequeña a la grande

el volumen aumenta y la densidad

disminuye.

Hagan en el pizarrón, un mapa

conceptual de las características de los

tres estados principales de agregación

de la materia.

RL

RM Totalmentedesordenado, la distanciaentre las pelotitas cambiacontinuamente.

RM Desordenado, perolas pelotas conservaronsu cercanía.

RM Se movieron todas juntas. Conservaron lamisma distancia entreuna y otra.

RM La orma cambia, dehecho, toma la orma delcontenedor.

RM La orma cambia, de hecho,toma la orma del contenedor.

RM El volumen cambia y las pelotitasestán en todo el interior delcontenedor, es decir, ocupan todo elespacio disponible.

RM La orma se conserva, sinimportar las dimensiones delcontenedor.

RM El volumen se conserva; laspelotitas no cambian de posición unasrespecto a otras y conservan la mismadistancia entre ellas.

RM El volumen se conserva; laspelotitas conservan su cercanía, perocambian las posiciones de unasrespecto a otras.



52

secuencia 17

Para terminarL l txto.

• Pongan atención en los eectos de la energía cinética en los distintos estados de la

materia.Txto d formlzó

sesión 2


En los modelos de la act iv idad ant er ior , ¿en cuál de los est ados de

agr egación las pelot it as pueden mov er se con may or acilidad? ¿En qué

t e ay uda est o par a r esolv er el pro blema?

¿Muchas moléculas y muy movidas?Las moléculas, que son como los ladrillos que conorman todas las cosas, se mueven continuamente. A esta

conclusión llegamos necesariamente cuando observamos enómenos como los siguientes:

• Si dejamos guayabas, mangos o plátanos en una habitación cerrada durante algún tiempo, al regresarnotaremos el olor característico de esa ruta esparcido en el aire.

• Si agregamos, sin agitar, unas gotas de esencia de vainilla a un vaso de leche, después de un rato

veremos que la leche adquirió un tono ligeramente amarillo, además del olor y sabor de la vainilla.

Nada de esto ocurriría si las moléculas permanecieran quietas. Aunque pequeñísimas, no podemos olvidar

que son, a fn de cuentas, materia, y como tal están sujetas a las leyes de Newton del movimiento. Llevan

asociada cierta cantidad de energía mecánica. La energía mecánica es la suma de la energía cinética y la

potencial. Todas las moléculas tienen, por el sólo hecho de moverse, cierta energía cinética. La energía cinética

está relacionada estrechamente con la velocidad de las moléculas; a mayor velocidad, mucho mayor energía

cinética. La energía potencial de las moléculas proviene de la interacción con las moléculas vecinas.


que algunos alumnos lean en voz alta la

Refexión sobre lo aprendido que escribieron

en sus cuadernos y, a continuación, el resto

del grupo comente la utilidad que tiene este

conocimiento para la vida cotidiana.

SeSión 2




pedir que respondan algunas preguntas

como éstas:


resolver?

2. ¿Cómo se comporta la materia en los

dierentes estados de agregación?

Para terminar

Txto d formlzó

El texto muestra una revisión histórica de

las principales contribuciones a la teoría

cinética molecular, y postula el movimiento

de las moléculas como aspecto undamental

en la explicación de los estados de

agregación de la materia y de enómenos

como el movimiento browniano.

2 Mencione a los alumnos que la teoría

cinética de las partículas permite explicarenómenos macroscópicos, como los estados

de agregación de la materia, a través de

variables microscópicas, por ejemplo, la

velocidad o la energía cinética de cada

molécula. Asimismo, puntualice que el

movimiento browniano es perceptible a

escala macroscópica, al ser el resultado de

una multitud de colisiones con las moléculas

del fuido. Es más visible en un gas, ya que

sus moléculas tienen mayor energía cinética.

Haga énasis en que esta teoría ha tenido

gran importancia en crear un puente entre el

mundo microscópico y el macroscópico, por

lo que representó un avance signicativo en

el conocimiento cientíco.



53

IICIENCIAS

La cantidad relativa de una u otra orma de energía está muy relacionada con el estado de agregación.

La teoría cinética molecular se basa en las leyes de Newton del movimiento. Fue desarrollada por varios

cientícos, como el suizo Daniel Bernoulli, quien postuló que los gases son partículas que se mueven en todas

direcciones. Posteriormente, el ísico austriaco Ludwig Boltzmann explicó las propiedades

macroscópicas de los gases a partir de una descripción estadística del movimiento de

las partículas.

Uno de los eectos sorprendentes de este movimiento molecular

perpetuo es el movimiento browniano, llamado así en honor

del botánico escocés Robert Brown, quien descubrióque pequeños ragmentos de materia, perceptibles a

simple vista, como partículas de polvo o polen, se

mueven continuamente en direcciones

aleatorias cuando están inmersos en un líquido

o gas, debido a que son golpeados

incesantemente por las moléculas del fuido.

Aleat or io: Suceso o

r esult ado incier t o,

que ocur r e al azar .

Si las moléculas de un cuerpo tienen más energía potencial que cinética, su movimiento será muy limitado, y sólo vibran en torno a una posición de

equilibrio. En ese caso, ormarán un cuerpo sólido. Si la energía cinética es más o menos la misma que la potencial, hablaremos de un líquido. Cuando la

energía cinética es mucho mayor que la potencial, se tratará de un gas. La teoría cinética explica los estados de agregación de la materia.

Consulta tu

diccionario para

encontrar el

signifcado de

palabras como

estadística .

La teoría cinética explica el movimiento browniano de una partícula ligera, como polvo, polen o

talco, cuando, a causa de los choques con las moléculas del fuido en el que está inmersa, recorre

trayectorias zigzagueantes.

Sin las técnicas estadísticas, no hubiese sido

posible establecer y, sobre todo, ormalizar la

teoría cinética de la materia.

4 Se sugiere que ejemplique esta

noción pidiendo a los alumnos que calculen

su estatura promedio. Luego, que observen

que esta cantidad se correlaciona con el

grado escolar que cursan a lo largo del ciclo

de educación básica, pues conorme se

avanza en grado, el promedio de estatura se

incrementa. Si nos dicen que cierto grupo de

estudiantes cursa el segundo año de

secundaria, por ejemplo, es posible inerir

que su estatura promedio es de determinado

valor, sin que por eso debamos medir a cada

uno de los alumnos de ese grupo. Algo

semejante ocurre cuando, en vez de hablar

de la energía cinética de cada molécula, lo

que prácticamente sería imposible, nos

reerimos a la temperatura del material.



54

secuencia 17

cott dro:

1. En un volumen dado, ¿en cuál de

los tres estados de agregación

habrá más moléculas? ¿Por qué?

2. ¿Existe un estado de agregación

en el que las moléculas estén en

reposo? Argumenten su respuesta.

comt:

• Desde el punto de vista de la

teoría cinética molecular, ¿cómo

explican el movimiento de las

partículas de polvo en el aire?

El aire que compone la atmósera terrestre contiene moléculas de varios gases, y todasellas se mueven constantemente.

Lo que aprendimosResuelvo el problema “Cuando añadimos ciertos materiales al agua notamos enómenos

sorprendentes, como que cantidades mínimas de talco, canela o

pimienta en polvo, al espolvorearse sobre un poco de agua en total

reposo, se mueven apreciablemente.

¿Cómo explicas este hecho desde el punto de vista de la estructura

de la materia?”.

erb l oló l problema t dro.

• Toma en cuenta el siguiente aspecto: ¿Qué relación tiene el

movimiento de las moléculas de un fuido con el movimiento

observado en las partículas espolvoreadas en el agua?


dido

Rev isa lo que pensabas

al inicio de la secuenc

ia acer ca de los

est ados de agr egación

de la mat er ia, y el mov imient o de las

moléculas ¿Hay alguna d

i er encia ent r e lo que p

ensabas y lo

que sabes ahor a? Explic

a t u r espuest a.

Vílo tr s

Rrd q l frz

ltromgét mo

l s 6: ¿Por qué cambia

el movimiento?

Lo hoq láto lzro l s 8: ¿Cuáles son las

causas del movimiento?

Pr rordr lo opto d

rgí ét y potl, rv

l s 11: ¿Quién inventó la

Montaña Rusa?

Pr rptlr l

otdo d l

olt l progrm:

¿Cómo se organiza la

materia?

l progrmó d l

rd tltl edt.


1. RM En el estado sólido, porque hay

mayor uerza de cohesión que en los

otros, y las moléculas están más cercanas

unas de otras.

2. RM No hay ningún caso en el que las

moléculas no se muevan, pues aún en los

sólidos, que es donde tienen menor

libertad de movimiento, las moléculas

vibran.

Comenten:

• RM Los recuentes choques con las

moléculas del gas les coneren a los

ragmentos de polvo energía de

movimiento o cinética, y por ello se

mueven continuamente en direcciones

aleatorias.

Lo que aprendimos


Escribe la solución al problema en tu

cuaderno.

• RM Las moléculas de un líquido están en

movimiento y, eventualmente, colisionan

con los ragmentos espolvoreados en él,

ocasionándoles movimientos en todas

direcciones, enómeno llamado

movimiento browniano.


RL Por ejemplo: Antes pensaba que las

partículas que orman la materia no estaban

necesariamente en movimiento. Ahora sé

que en cualquier estado de agregación esas

partículas, llamadas moléculas, se mueven

en mayor o menor grado, pero siempre se

mueven.

El programa permite reconocer losestados de agregación de la materia y su

utilidad en la vida cotidiana y las ciencias.

4

Puede aprovechar el recurso para


construidos a lo largo de la secuencia. El

recurso tecnológico integra el contenido de

la secuencia.

En el Texto de ormalización de la

Secuencia 6 se describen las uerzas

electromagnéticas como interacciones a

distancia (ya sean atractivas o repulsivas), y

a escala molecular estas uerzas prevalecen

sobre cualquier otra. Recuerde a sus

alumnos que cuando las moléculas,animadas de movimiento, colisionan unas

con otras, los choques tienen las

características de los choques elásticos, es

decir, se preserva la energía cinética.

Comente con los estudiantes que la energía

cinética de un móvil depende de su

velocidad y la potencial, de lo que podría

moverse en unción de su posición.



55

IICIENCIAS

¿Para qué me sirve lo que aprendí?El conocimiento de los estados de agregación de lamateria es fundamental para la fabricación y empleo demuchos materiales que utilizamos con frecuencia.

1. Elabora una lista de cuatro objetos y sustancias quesuelas utilizar en un día.

2. ¿Qué pasaría si todos ellos estuvieran en un estado deagregación dierente?

Ahora opino que…La teoría cinética molecular representó un gran avanceen la comprensión del comportamiento de la materia, ypermitió explicar diversas propiedades macroscópicasde la misma, como los estados de agregación.

1. ¿Cómo explicarías la transerencia de carga eléctrica deun cuerpo a otro a partir de la teoría cinética?

2. ¿Qué limitaciones consideras que tiene la teoríacinética?

3. ¿Los modelos y las teorías científcas son explicacionesdefnitivas de los enómenos naturales? Argumenta turespuesta.

Para saber más…1. Diccionario de Física (2004). Madrid: Oxord-Complutense.

2. Allier, Rosalía A. et al. (2005). La Magia de la Física . Tercer Grado. México:McGraw-Hill.

3. Félix, Alejandro et al. (2001). Lecciones de Física. México: CECSA.

1. García-Colín, Leopoldo. Y sin embargo se mueven. ILCE. 7 de marzo de 2007.http://omega.ilce.edu.mx:3000/sites/ciencia/volumen1/ciencia2/36/htm/ysin.html

2. Morcillo, Juan G. Imágenes de rocas en la Tierra. Portal de Ciencias Experimentales.Universidad Complutense de Madrid. 5 de marzo de 2007. http://www.ucm.es/ino/diciex/programas/index.htm

3. M. A. Gómez. Movimiento browniano. El rincón de la ciencia. IES. Victoria Kent.Madrid, España. 5 de junio de 2007. http://centros5.pntic.mec.es/ies.victoria.kent/Rincon-C/Practica/pr-52/PR-52.htm

4. Braun, Eliezer. Un movimiento en zig-zag. ILCE. 7 de junio de 2007.http://omega.ilce.edu.mx:3000/sites/ciencia/volumen1/ciencia2/13/htm/sec_4.html


1. RL Por ejemplo: La leche, los lápices, el

agua, el gas que se usa para cocinar.

2. RL Por ejemplo: Sería muy complicado

beber la leche si no uese líquida, o

lavarme la cara con agua en orma de

hielo, que el gas se expandiera por lastuberías para llegar a las hornillas de la

estua si uera líquido, o escribir con un

lápiz líquido o gaseoso.

Ahora opino que…

1. Recuerde a los alumnos que la teoría

cinética postula que toda la materia está

ormada por partículas, llamadas

moléculas, y que éstas se encuentran en

continuo movimiento; sin embargo, no

todas las propiedades macroscópicas de

la materia pueden ser explicadas con estateoría. RL Por ejemplo: La teoría cinética

no permite explicar la transerencia de

carga eléctrica, pues sólo considera el

movimiento de las moléculas, pero no si

éstas tienen, adquieren o transeren

carga.

2. RL Por ejemplo: No explica todos los

comportamientos de la materia, como

carga eléctrica, campo magnético,

transparencia u opacidad de un material,

etcétera.

3. RL Por ejemplo: Los modelos y teorías

cientícos son representaciones y

explicaciones de enómenos naturales

que han tenido, hasta la echa, mucha

utilidad y aplicaciones en la vida

cotidiana y la tecnología; pero la ciencia

es una disciplina de constante búsqueda

y pereccionamiento, por lo que no se

puede hablar de algo acabado o

denitivo.

Para saber más…La consulta de los textos y las páginas





1. En este diccionario se encuentran

explicados con mayor amplitud términos

como los que aparecen en los glosarios de

esta secuencia.

2. En la parte destinada a tratar la

caracterización de líquidos y gases, el libro

orece una buena descripción de semejanzas

y dierencias entre éstos, basadas en la

teoría cinética.

3. Este texto amplía la caracterización de los

estados de agregación, y contiene ejemplosvariados.

1. Esta página electrónica contiene una

extensa discusión de la teoría cinética de la

materia. Se sugiere, en particular, consultar

la parte I ¿Qué vamos a estudiar?, donde se

amplía la historia de este modelo tan

importante para comprender los estados de

agregación y el comportamiento de los

materiales.

2. En esta página electrónica se encuentra

una variedad de imágenes de rocas y

paisajes, donde se pueden observar

materiales en los estados de agregación

sólido, líquido y gaseoso, tal como se

presentan en la Naturaleza.

3. Esta página narra cómo se descubrió estetipo de movimiento y por qué este enómeno

undamentó el modelo cinético de partículas y

contribuyó a su aceptación en la comunidad

cientíca. Si se quiere proundizar acerca de

la trascendencia de este descubrimiento,

puede verse el vínculo que tiene esta página

con el artículo denominado Einstein y el

movimiento browniano.

4. Esta página expone el enómeno del

movimiento browniano de manera sencilla y

elocuente.



¿Hace calor?Propósito y perspectivaEn esta secuencia los alumnos explicarán los enómenos relacionados con el calor y la temperatura, basándose en el modelo cinético.

Desde una perspectiva CTS, los alumnos valorarán la importancia de medir con precisión la temperatura tanto en el contexto cientíco como enla vida diaria.









secuencia 18





Valorar la importancia de medir con precisión latemperatura.


UNO

Comparar mediciones de temperatura.Cuestionario.

Por equipo: Tres recipientescomo vasos u ollas pequeñas,

termómetro de mercurio, clínicoo cientíco, agua caliente, tibia yría.

Texto de inormación inicialExplicar que los termómetros están basados en ladilatación térmica e introducir algunas escalastermométricas.

Termómetro

2


DOS

Relacionar la temperatura con el movimiento de partículas.Cuestionario.

Movimiento de las moléculas

TRES

Identifcar el sentido de la transerencia de calor.

Tabla de datos.

Por equipo: Tres recipientescomo vasos u ollas pequeñas,termómetro de mercurio, clínicoo cientíco, 250 ml o taza grande

de agua caliente, 250 ml o tazagrande de agua ría.

3 CUATRO

Describir ormas de aumentar la temperatura de un sistema.Cuestionario.

Por equipo: Botella de plásticode 500 ml con tapa, 300 ml deagua, termómetro de mercurio,trapo.

Texto de ormalización Explicar las dierencias entre calor y temperatura.¿Es lo mismo calor que

temperatura?




Ahora opino que…



56

secuencia 18

Txto trodtoro


• Antes de la lectura, respondan: ¿En qué ocasiones se requiere medir la temperatura?

sesión 1

¿Hace calor?

En el siglo XVI, se podía sentir que un día era más caluroso que el anterior, pero nadie era capaz de precisar

qué tanto más. Lo mismo ocurría cuando un médico quería saber si el paciente tenía febre; se limitaba a

palpar su propia rente y la del enermo. La temperatura se defnía exclusivamente como la sensación de río o

caliente según se percibe con los sentidos.

Nuestra vida diaria no sería la misma si no uéramos capaces de medir con precisión la temperatura. Por

ejemplo, la industria armacéutica necesita controlar los procesos que se llevan a cabo para la creación de las

medicinas, y para esto, saber a qué temperatura

hay que calentar una sustancia para que tenga

determinadas propiedades. Lo mismo ocurre con la

cría de pollos: es conveniente que estén en un

lugar con una temperatura controlada para que

crezcan de la mejor manera.

También es importante medir la temperatura

para saber cómo conservar mejor los alimentos;

entender mejor los procesos biológicos, ísicos o

químicos que ocurren en la naturaleza; activar losmecanismos de enriamiento en un motor al llegar

a cierta temperatura, etcétera. En fn, son muchas

las situaciones en las que la medición de la

temperatura es undamental.

Ahora sabes cómo está ormada la materia de acuerdo con la teoría cinética. En esta

secuencia relacionarás el movimiento de las moléculas con latemperatura y valorarás la

importancia de medirla con precisión.


Cuando hace mucho río en la noche necesitas cubrirte con más

cobijas. ¿Por qué? ¿Las cobijas nos dan calor? Justifca tu respuesta.

En un hospital es necesario medir la temperatura pues para que la sangre se

conserve en buenas condiciones debe mantenerse a 4°C .

SeSión 1


a sus alumnos que compararán distintas

mediciones de temperatura. Conocerán las

dierentes escalas que se utilizan para medir

la temperatura y el enómeno de dilatación

térmica con el que uncionan la mayoría de

los termómetros. Valorarán la importancia

de medir con precisión la temperatura.

Para empezar

Txto trodtoro

En el texto se explica la importancia de

medir con precisión la temperatura y algunos

ejemplos cotidianos en que requerimos

medirla.

2 Utilice dierentes estrategias de lectura:

en pequeños grupos o en voz alta, con el n de

omentar la participación de los alumnos y que

comenten distintas situaciones en las que sea

necesario medir la temperatura.

Comente con sus alumnos algunos ejemplos

en los que puede ser de utilidad medir con

precisión la temperatura como cuando se

cocina un pastel; también hay que saber la

temperatura a la que debe activarse el

sistema de enriamiento de un motor de

automóvil, o bien, poder controlar las

condiciones de temperatura adecuadas para

cultivar ciertas plantas. También pueden

comentar la importancia que tiene para un

médico el uso del termómetro para medir la

temperatura corporal de sus pacientes.




deje que ellos imaginen posibles soluciones.

La solución que damos a usted le permite

guiar adecuadamente a los alumnos durante

las actividades.



1. El propósito.




.

Consulte el documento Cinco sugerencias

para enseñar en la Telesecundaria para



actividad.







criterios que el alumno debe tomar en

cuenta al dar su respuesta.

Solución al problema : RM La cobija y el

aire río, por estar en contacto, alcanzaron el

equilibrio térmico. Tienen, pues, la misma

temperatura. El cuerpo humano tiene una

mayor temperatura así que la transerencia

de calor ocurre de nuestro cuerpo a la cobija

En todo caso, uimos nosotros quienes le

dimos calor a la cobija y no al revés.El calor puede transerirse por conducción o

convección. Cuando sentimos río es porque

se está transriendo calor de nuestro cuerpo

al exterior. Al taparnos con la cobija, aunque

inicialmente le hayamos cedido un poco de

calor, conseguimos aislarnos térmicamente

del aire exterior: la cobija diculta la

transerencia de calor, al ser un buen aislante

térmico. Si no uera por la cobija, nuestro

cuerpo estaría constantemente transriendo

calor al aire.




En esta sección es importante que los alumnos

expresen libremente lo que piensan, basados en

sus conocimientos previos, por lo que las

respuestas pueden ser muy variadas. Después de

que los estudiantes tuvieron tiempo de responder

las preguntas de manera individual, es

recomendable que comenten sus respuestas con elresto del grupo.

1 Muchas veces las preguntas no tienen una

sola respuesta. Es importante valorar respuestas

dierentes y no obligar a todos a llegar a una

solución única.

Resuelve en tu cuaderno:

1. Algunos estudiantes suelen pensar que los

objetos que ellos identican como ríos no

tienen temperatura, por ejemplo un hielo.

También que una persona sólo tiene

temperatura cuando está enermo. Recuerde

que es importante identicar estas ideas para

trabajarlas a lo largo de la secuencia. RL Por

ejemplo: Sólo tengo temperatura cuando estoy

enermo.

2. Recuerde que al estar en contacto con el aire

la cobija alcanza el equilibrio térmico e iguala

su temperatura con la de éste, así que la

temperatura de la cobija es menor que la

nuestra. Sin embargo, como las cobijas se usan

para protegernos del río, es posible que los

alumnos piensen (equivocadamente) que

tienen una temperatura alta sin importar las

condiciones ambientales. RL Por ejemplo: Lacobija, por eso la utilizamos para taparnos

cuando hace río.

3. Una idea previa muy arraigada en los

estudiantes es que el calor es algo que fuye,

incluso existe la creencia de que río y calor

son dos fuidos opuestos. Recuerde que en el

pasado los cientícos pensaban que el calor

era un fuido llamado calórico, así que al

calentarse los objetos se llenaba con este

material. RL Por ejemplo: Sí, cuando me tapo

con una cobija ésta me pasa parte de su calor.

4. RL No, es lo mismo porque cuando algo estácaliente tiene mayor temperatura.

Manos a la obra

Actividad UNO


estudiantes realicen algunas mediciones de

temperatura y reconozcan la percepción de la

temperatura a través de los sentidos es imprecisa

y subjetiva y que un instrumento como el

termómetro proporciona un punto de reerencia

externo e invariable.

Se recomienda que cada equipo cuente con un

termómetro, pero la experiencia también puede

hacerse sin termómetro alguno. Es importante que

los recipientes sean lo sucientemente grandes

para sumergir en ellos la mano.

1 Es importante que todos los estudiantes

sumerjan las manos en el agua y pongan atención

a qué tan caliente sienten el agua en cada caso.

Comparen mediciones de temperatura.

Para ello:

1. Los alumnos harán un experimento en el que

el agua tibia se puede sentir más caliente o

más ría aunque en realidad está siempre a la

misma temperatura. Esto es para que observen

que nuestros sentidos no son parámetros jos

que podamos utilizar para medir la

temperatura. RM Sí, cuando tocamos algo lo

sentimos caliente o río.

4. a) RM Por ejemplo: el agua ría a 10 ºC , el

agua tibia a 20 ºC y el agua caliente a 30 ºC .

b) RM No. La mano que estuvo en agua ría

siente caliente el agua tibia, y la otra la

siente ría.

Intercambien sus opiniones sobre:

1. RM La mano que estuvo en agua ría recibe

calor del agua templada, por eso la siente

caliente. La mano que estuvo en agua caliente

cede calor al agua templada, de modo que la

percibe ría.

2. RM No, porque el agua templada que está a

una temperatura especíca se siente distinta

dependiendo de si la mano estuvo antes en

agua caliente o en agua ría.

57

IICIENCIAS

Lo que pienso del problema Resuelve en tu cuaderno:

1. Cuando tienes febre, la temperatura de tu cuerpo aumenta. ¿Siempre “tienestemperatura” o sólo cuando estás enermo?

2. En una noche ría, ¿es mayor la temperatura de tu cuerpo o la de una cobija?

3. ¿Las cobijas nos dan calor? ¿Por qué?

4. ¿Existe dierencia entre calor y temperatura? Explica.

Manos a la obra

Actividad UNOComparen mediciones de temperatura. Para ello:

1. Comenten: ¿Podemos usar nuestros sentidos para saber si algo

está caliente?

2. Van a necesitar:

a) Tres recipientes (pueden ser vasos, ollas pequeñas u otros).

b) Termómetro


a) Llenen uno de los recipientes con agua caliente, otro conagua ría y otro con agua tibia.

b) Coloquen una de sus manos en el agua caliente y la otra enel agua ría.

c) Dejen las manos sumergidas dentro de los recipientes almenos un minuto.

d) Introduzcan después las dos manos en el agua templada.

e) Midan con un termómetro la temperatura del agua tibia.

4. Contesten en su cuaderno:

a) ¿A qué temperatura se encontraba el agua tibia?

b) ¿Sintieron el agua templada a la misma temperatura con lasdos manos? Describan lo que sintieron.


1. ¿Por qué el agua templada se siente más caliente en una manoque en otra?

2. ¿Nuestros sentidos miden con precisión la temperatura?Expliquen.



58

secuencia 18

Termómetro

L l txto.

• Durante la lectura, pongan atención a las diferentes escalas que se utilizan para

medir la temperatura.

Txto d formó l

¿Cómo se mide la temperatura?Para medir la temperatura se usa un termómetro. Este instrumento de medición se basa en la dilatación

térmica: cuando los materiales se calientan, se incrementa el volumen que ocupan. Una situación cotidiana en

la que es posible observar la dilatación térmica es cuando ponemos la leche a calentar; al recibir calor, aumenta

el volumen que ocupa, por eso sube el nivel de la leche en la cacerola, e incluso puede llegar a derramarse.

Casi todos los materiales se expanden al calentarse. El mercurio, cambia apreciablemente su volumen con

pequeñas variaciones en la temperatura y por este motivo se utiliza en los termómetros.

Para elaborar un termómetro, se encierra una pequeña cantidad de mercurio en un tubo capilar de vidrio.

Al poner en contacto el termómetro con un cuerpo a mayor temperatura, la dilatación del mercurio provoca

que suba la columna del líquido. La longitud de la columna se puede entonces relacionar con la temperatura.

Para ello se asignan valores numéricos arbitrarios a distintas longitudes del capilar de mercurio.

Existen varias escalas para medir la temperatura, como la Celsius, la Fahrenheit y la Kelvin. En la escala

Celsius, el número cero se le asigna a la temperatura en la que el agua se congela y el 100 a la temperatura de

ebullición del agua. Se llama así en honor a Anders Celsius, el astrónomo sueco que propuso esta escala. La

escala Fahrenheit asigna el valor de 32 a la temperatura a la que se congela el agua y 212 a la temperatura a

la que hierve. Se le dio ese nombre en honor al creador de los termómetros, Daniel Gabriel Fahrenheit. En las

Ciencias se usa la escala absoluta o de Kelvin.

Diferentes escalas para medir la temperatura.

Escala Kelvin Escala FahrenheitEscala Celsius

212˚ F

176˚ F

140˚ F

104˚ F

68˚ F

32˚ F

- 4˚ F

- 40˚ F

- 76˚ F

- 112˚ F

- 148˚ F

373.15 K

353.15 K

333.15 K

313.15 K

293.15 K

273.15 K

253.15 K

233.15 K

213.15 K

193.15 K

173.15 K

100˚ C

80˚ C

60˚ C

40˚ C

200˚ C

0˚ C

- 20˚ C

- 40˚ C

- 60˚ C

- 80˚ C

- 100˚ C

Temperaturade evaporación

del agua

Temperaturade solidifcación

del agua

El recurso expone la invención y

uncionamiento del termómetro, así como las

distintas escalas termométricas: grados

Celsius, Fahrenheit y Kelvin.

4 El recurso tecnológico ortalece la


video para refexionar sobre la utilidad deestos conocimientos en la vida cotidiana.

Txto d formó l

En el texto se explica la dilatación térmica

del mercurio y su relación con los

termómetros, así como las dierentes escalas

termométricas.

De ser posible, se recomienda hacer un

experimento demostrativo: verter un poco de

leche en una cacerola y calentarla en una

estua o parrilla eléctrica. De esta manera, es

posible observar el enómeno de dilatación

térmica. La leche, al recibir calor, se expande,

es decir, aumenta el volumen que ocupa.

En un termómetro de mercurio también es

posible observar la dilatación térmica: al

recibir calor el mercurio ocupa un volumen

mayor.

Recuerde que el propósito de la secuencia es

construir una explicación a enómenos

macroscópicos a partir del movimiento de

las moléculas, por lo que se recomienda,

después de realizar la Actividad DOS,

preguntar a sus estudiantes: ¿por qué los

materiales se expanden al calentarse? ¿Qué

ocurre con las moléculas que lo orman? La

respuesta es que con el calor aumenta la

energía cinética de las moléculas, por lo que

se mueven más ocupando mayor espacio.

Esto se ejemplica claramente en el

interactivo.

2 Invite a los alumnos a leer con cuidado

la tabla en la que se muestran dierentes

escalas para medir la temperatura. EnMéxico utilizamos más recuentemente la

escala Celsius o grados centígrados. En otros

países se utiliza más la escala Fahrenheit. La

escala absoluta o grados Kelvin se usa en las

ciencias. Puede preguntar a sus alumnos cuál

es la temperatura promedio de una persona,

con buen estado de salud y en reposo, en las

dierentes escalas.



59

IICIENCIAS

Respondan es sus cuadernos:

1. ¿Cuál es la ventaja de utilizar mercurio en lostermómetros?

2. De acuerdo con la gura ¿a cuánto equivalen200°C en K ?

Actividad DOS

Movimiento de las moléculas

Relacionen la temperatura con el movimiento de las moléculas.

1. Observen con atención la siguiente gura que representa las moléculas de un gas adierentes temperaturas y separadas por una barrera.


Para recordar el concepto de

vector revisa la Secuencia 7:

¿Por qué se mueven las cosas?

El cuadro con ondo rosa representa un gas a mayor temperatura y el ondo azul representa un gas a temperaturamenor. Cuando se quita la barrera que los separa, los gases se mezclan.

2. Comenten:

a) ¿Qué representan las fechas a un lado de cada una de las moléculas?

b) ¿Qué orma de energía está relacionada con la rapidez de una molécula?

c) ¿En qué caso las moléculas se mueven más rápido o tienen más energía cinética:cuando el gas está a mayor o a menor temperatura?

d) Imaginen que las moléculas son como pelotas de tenis rebotando de un lado aotro. Cuando se quita la barrera, una pelota que va muy rápido choca con una queva más lento. ¿Qué pasaría con la rapidez de cada una de las pelotas?

e) ¿Qué pasa cuando las moléculas del gas que están a mayor temperaturaempiezana chocar con las que están a una temperatura menor?

) ¿Qué ocurre con la temperatura de la mezcla de gases después de quitar la barrera?Expliquen lo sucedido en términos de los choques de las moléculas y la energíacinética.


Relacionar: Es tablecer vínculos o lazos en tre

ob je tos, organismos, concep tos, si

tuaciones,

e tcé tera; a par tir del conocimien to que se

posee sobre sus propiedades, usos y funciones.

SESIÓN 2

BarreraGas a temperatura alta, con

una energía cinética media elevada.Gas a temperatura baja, con

una energía cinética media reducida.

Los gases se mezclan: ahora ambos tienen la misma energía cinética mediay están a la misma temperatura (temperatura de equilibrio).

Se retira la barrera

Respondan es sus cuadernos:

1. RM Que con pequeñas variaciones en la temperatucambia mucho el volumen que ocupa y se puedeapreciar claramente la variación en la altura de lacolumna.

2. RM 293.15 k

Para cerrar la sesión puede utilizar la pregunta 2 del

intercambio de opiniones de la Actividad UNO, y luegocomentar la necesidad de utilizar termómetros endierentes situaciones.3 Es importante escuchar las respuestas de varios

estudiantes y omentar el intercambio de ideas entretodos.

SeSión 2

Antes de iniciar la sesión, recuerde a sus alumnosbrevemente cuál es el problema que están resolviendo

Mencione que durante ella relacionarán la temperatucon el movimiento de las moléculas e identifcaránelsentido de la transerencia de calor.

Actividad DOS

El interactivo permite la simulación del movimiende las moléculas y la manipulación de variables comotemperatura, con el n de observar que al aumentar latemperatura, aumentará el movimiento de las molécula

4 Además, omenta la participación y el debate enaula con la oportunidad de que los alumnos integren sconocimientos y expresen sus ideas sobre el enómenoobservado. El recurso cuenta con instrucciones ysugerencia didáctica que se recomienda revisar antes dutilizarlo para un mejor aprovechamiento.

Puede utilizar el interactivo como complemento a laactividad.

El propósito de esta actividad es que los estudiantutilicen la teoría cinética para explicar el concepto detemperatura.

La temperatura suele ser un concepto abstracto y diícide entender. Incluso históricamente no ue comprendiddel todo hasta la creación de esta teoría que aporta unvisión más cercana e intuitiva a este concepto.

Los estudiantes podrán relacionar la temperatura con lenergía cinética de las moléculas que orman la materi

4 Invite a los estudiantes a observar con atención imagen.

1. El papel del proesor es de vital importancia en estaparte, especialmente si no ue posible utilizar elinteractivo. Se recomienda que pregunte a losestudiantes qué es lo que observan en el esquema ylos guíe a una descripción como la que se muestra acontinuación:

En el esquema pueden observarse las moléculas de gas a baja temperatura, (ondo azul), y a unatemperatura más alta (ondo rosa). Las fechasrepresentan la velocidad de las partículas, conmagnitud dirección, y sentido. Una fecha más grandrepresenta una rapidez mayor.

Es importante que los estudiantes observen que lasmoléculas se mueven en distintas direcciones y vanchocar unas con otras. En el gas que está a unatemperatura más alta, las moléculas se mueven a urapidez mucho mayor, así que van a chocar con másrecuencia.

El dibujo con el ondo morado representa la situaciónen la que la barrera que separa los dos gases se retira.Las moléculas con mayor rapidez, van a comenzar achocar con las otras. En cada choque, una molécularápida transmite parte de su energía cinética a unalenta. En consecuencia, mientras se reduce la rapidezde la primera, aumenta la de la segunda.

Después de cierto tiempo, y varios choques, todas lasmoléculas tendrán, en promedio, la misma velocidad.Cuando eso pasa se dice que los gases llegan a un

equilibrio térmico, es decir, que igualan sustemperaturas.

2. a) RM Representan la velocidad de las partículas:la magnitud, la dirección y el sentido. Una fechamás grande representa una rapidez mayor.

b) RM La energía cinética.

c) RM Cuando está a mayor temperatura.

d) Puede ilustrar esto con un ejemplo sencillo.Coloque un balón en el suelo, éste tendrá rapidezcero. Si patea otro balón que choque con éste, elbalón quieto comenzará a moverse, es deciraumenta su rapidez, mientras que la rapidez delbalón que estaba inicialmente en movimientodisminuye. RM La que va más rápido al chocar con

otra molécula, reduce su rapidez. La molécula conla que choca aumenta su rapidez.

e) RM Transeren parte de su energía cinética, asíque disminuyen su rapidez y la de las moléculascon las que chocaron aumenta.

) RM Las moléculas con mayor rapidez, y por lotanto mayor energía cinética, van a comenzar achocar con las otras moléculas. Al chocar van atransmitir parte de su energía cinética, por lo

tanto, van a disminuir su rapidez. A cambio de estolas demás moléculas aumentarán su rapidez, detal manera, que después de cierto tiempo, y varioschoques, todas las moléculas tendrán, enpromedio, la misma rapidez y la misma energíacinética.Cuando eso pasa se dice que los gases llegan a unequilibrio térmico, es decir, que igualan sustemperaturas.

Es importante que los alumnos recuerden larepresentación vectorial. La velocidad es un vector y larapidez es la magnitud del vector velocidad.



60

secuencia 18

Actividad TRES

idtfq l tdo d l trr d lor. Pr llo:

• Antes de la actividad, comenten lo siguiente: ¿El calor se transfere de un cuerpocaliente a uno río o, por el contrario, de uno río a uno caliente?

1. Mtrl

a) Tres recipientes (como vasos u ollas pequeñas).

b) Termómetro de mercurio, clínico o científco.

c) 250 ml de agua caliente.

d) 250 ml de agua ría.

2. Prodmto

a) Viertan 250 ml de agua en la olla.

b) Caliéntenla hasta que alcance una temperatura de 35°C . ¡Tengan mucho cuidadoal manipular el termómetro y los recipientes calientes!

c) Viertan 250 ml de agua ría en un vaso.

d) Midan la temperatura del agua ría.

e) Mezclen el agua caliente y el agua ría en el tercer recipiente.

) Midan la temperatura de la mezcla.

Reexión sobr e lo apr e

ndido

Ahor a y a sabes que la

t emper at ur a est á r elacion

ada con el mov imient o

de las moléculas de un cuer po.

¿C ómo ser á el mov imient o de las

moléculas del air e cuand

o la t emper at ur a es ba ja, y cóm

o ser á cuando

la t emper at ur a es alt a? Just i

fca t u r espuest a.

Recuer da que t u r espu

est a t e ay udar á a r eso

lv er el pro blema.

Actividad TRES

Identifquen el sentido de la

transerencia de calor. Para ello:


estudiantes, mediante una sencilla

experiencia, observen que al mezclar dos

líquidos a dierentes temperaturas, el queestá a una temperatura menor se calienta y

el otro se enría. Esto para que identiquen

el sentido en el que ocurre la transerencia

de energía.

1 Mientras los alumnos trabajan en

grupos, el maestro debe estar atento a qué

ocurre en los equipos. Puede registrar rases

o palabras de los alumnos para retomarlas

en las discusiones generales. Además, en

algunos momentos, puede guiar el diálogo

de los alumnos si considera pertinente para

destacar algún contenido conceptual.

1. Material

Si no cuentan con termómetro, guíe a los

estudiantes a que observen que, después de

mezclar el agua caliente y el agua ría, la

temperatura de la mezcla es mayor que la

del agua ría.


RM Cuando la temperatura es más alta, las

moléculas se mueven más rápido porque la

temperatura es proporcional a la energía

cinética.



61

IICIENCIAS

3. Resultados

Completen la tabla en su cuaderno:

Temperatura Agua caliente Agua ría

Inicial: T i

Final (mezcla): T f

Cambio de temperatura:T f -T i


a) ¿Cuál ue el cambio de temperatura para el agua ría? Hagan la resta de latemperatura fnal menos la inicial.

b) ¿Cuál ue el cambio de temperatura para el agua caliente?

5. Comunicación

Elaboren un reporte de la práctica en sus cuadernos.

Comenten:

1. ¿Por qué aumentó la temperatura del agua ría? Explíquenlo en términos de la teoríacinética.

2. ¿Cómo interpretan el signo negativo en el valor del cambio de temperatura del aguacaliente?

3. ¿El calor se transfere de un cuerpo caliente a uno río, o viceversa?


Para revisar las ormas en las

que se manifesta la energía

revisa la Secuencia 10: ¿Cómo

se utiliza la energía?


ndido

Ahor a y a sabes que la

t emper at ur a es pr opor cion

al a la ener gí a

de las moléculas del sist ema. T ambién compr obast e qu

e el calor

cambia la t emper at ur a de un cuer po.

En consecuencia, el ca

lor

debe ser una or ma más de ener g

í a. Ut iliza est e conocim

ient o

par a explicar cómo es la t r an

s er encia de ener gí a en

t r e t u cuer po

y el v ient o, en una noc

he r í a.


est a t e ser v ir á par a r es

ponder el pro blema.

3. Resultados

RM En la tabla.


a) RM 10 ºC .

b) Si no cuentan con termómetro

comente que si la temperatura nal esmenor que la inicial la resta daría

como resultado una cantidad

negativa. RM –10 ºC .

Comenten:

1. RM Porque estuvo en contacto con el agua

caliente, que estaba a mayor temperatura.

El agua caliente cedió calor al agua ría.

2. Escuche las respuestas de los estudiantes

después puede comentar que el signo

negativo signica que el cuerpo cede

calor y el signo positivo refeja unasituación en la que el cuerpo recibe calor.

RM Que el agua caliente perdió calor al

cederlo al agua ría y por eso se enrió.

3. RM Del cuerpo caliente al río, por lo cual

el agua caliente se enrió después de

mezclarlas.

Para cerrar la sesión se recomienda utilizar

la Refexión sobre lo aprendido para que los

estudiantes comprendan que si la

temperatura es una medida de la energía

cinética de las moléculas, entonces, paraaumentar la temperatura, es necesario

aumentar la energía de alguna orma. Una

manera es calentando, ya que el calor es una

orma de energía. Puede preguntar entonces

qué dierencia identican entre el calor y la

temperatura. La respuesta es que el calor es

una orma de energía que se transere entre

dos sistemas, mientras que la temperatura es

una medida de la energía cinética de las

moléculas del sistema.

RM 35 ºC RM 15 ºC

RM (25 ºC – 15 ºC ) = 10 ºC RM (25 ºC – 35 ºC ) = –10 ºC

RM 25º C

Es importante que los estudiantes

recuerden que el calor es una orma de

energía y por lo tanto la transerencia de

calor es en realidad transerencia de energía

de un cuerpo que está a mayor temperatura

a uno que está a menor temperatura.


RM En una noche ría el aire está a una

temperatura menor que mi cuerpo, por lo

que la transerencia de energía en orma de

calor ocurre de mi cuerpo al aire.



62

secuencia 18

Actividad CUATRO

Drb form d mtr l tmprtr d

tm.

1. Contesten: ¿Qué sucede con la temperatura del agua fría sise agita la botella que la contiene?

2. Van a necesitar:

a) Botella de plástico de 500 ml con tapa

b)300 ml de agua

c) Termómetro de mercurio

d) Trapo


a) Coloquen 300 ml de agua fría en la botella.

b) Midan la temperatura del agua y ajusten la tapa.

c) Cubran completamente la botella con un trapo.

d) Agítenla vigorosamente durante 10 minutos.

e) Midan la temperatura del agua.

4. Comenten:

a) ¿Ocurrió lo que pensaban con la temperatura del agua?Expliquen.

b)¿Qué forma de energía está relacionada con elmovimiento?

itrmb opo:

¿Con qué mecanismos se puede aumentar la temperaturade un sistema?

SESIÓN 3

SeSión 3

5 Antes de iniciar la sesión, recuerde

a sus alumnos brevemente cuál es el

problema que están resolviendo.

Mencione a sus alumnos que describirán

transormaciones de energía. Estudiarán las

dierencias entre los conceptos de calor ytemperatura.

Actividad CUATRO


estudiantes noten que a partir del

movimiento es posible aumentar la

temperatura de un sistema. Realizarán una

sencilla experiencia que les permitirá

contrastar sus ideas previas relacionadas con

el calor como un fuido y relacionarlo con el

movimiento. 1 Al nal de la experiencia

puede preguntar a los alumnos por qué secalienta el agua si, eectivamente, se “llena”

de calor, y cuestionarlos al respecto.

Describan ormas de aumentar la

temperatura de un sistema.

1. Probablemente los estudiantes piensen

que no cambia la temperatura del agua.

RL Por ejemplo: No cambia la

temperatura.

2. Si no cuentan con un termómetro, pida a

varios estudiantes que toquen el agua

antes y después de agitarla y comenten

en qué caso la temperatura es mayor.

4. a) RL Por ejemplo: No, porque la

temperatura del agua aumentó

después de agitarla.

b) RM La energía cinética.

Intercambien sus opiniones:

• RM Al calentarlo y también al

moverlo. En la experiencia se

transere energía cinética de la

botella (pues la movemos con el

brazo) a energía cinética de las

moléculas del agua y se aumenta la

temperatura.



63

IICIENCIAS

¿Es lo mismo calor que temperatura?La teoría cinética molecular explicó lo

que signica la temperatura de un

sistema. En un sistema con temperatura

alta, las moléculas se están moviendo

rápidamente al azar en dierentes

direcciones, mientras que a baja

temperatura las moléculas lo hacen más

lentamente. La temperatura refeja el

promedio de la energía cinética de las

moléculas de un cuerpo. Si la

temperatura es alta, las moléculas, en

promedio, se mueven más rápido.

Se ha diseñado una escala para medir

temperatura, la escala absoluta o Kelvin,

en la que el cero absoluto corresponde a una

situación en la que las moléculas estarían completamente quietas. Esto no es posible en ningún lugar del

Universo: se considera que el espacio exterior tiene una temperatura aproximada de 3 K por encima del cero

absoluto, lo que corresponde a una temperatura de -270ºC .

Entonces, si la temperatura es proporcional a la energía de las moléculas y sabemos que el calor cambia la

temperatura, en consecuencia, el calor debe ser una orma más de energía: la energía transerida entre doscuerpos debido a que están a dierentes temperaturas.

La teoría cinética ilustró el proceso de transerencia de calor: cuando se ponen dos sistemas con dierente

temperatura en contacto, las moléculas del sistema que tiene mayor temperatura transeren energía cinética

al chocar con las moléculas del sistema cuya temperatura es menor. Cuando, en promedio, las moléculas de los

dos sistemas tienen una energía similar, se dice que alcanzaron el equilibrio térmico y, por denición, la misma

temperatura.

Puesto que el calor es una orma de energía, debe cumplirse también el Principio de Conservación de la

Energía. Si existe transerencia de energía entre dos cuerpos, el calor que recibe un cuerpo es el mismo que

cede el otro. Aunque en el lenguaje cotidiano suele decirse “¡tengo calor!”, es incorrecto desde el punto de

vista de la Física: el calor es energía en tránsito, así que no puede “poseerse”.

En un día caluroso, deberíamos exclamar: “¡Qué temperatura ambiental tan alta!”.



Para recordar en qué unidades

se mide la energía, repasa la

Secuencia 11: ¿Quién inventó la

montaña rusa?


Para recordar el Principio de

Conservación de la Energía,

revisa la Secuencia 10: ¿Cómo

se utiliza la energía?

Para terminar…¿Es lo mismo calor que temperatura?

Lean el texto.

Durante la lectura subrayen las ideas principales.

Siempre que existe una dierencia de temperatura entre objetos, va a existir una

transerencia de energía en orma de calor.

-20°C80°C calor 0°C calor

Para terminar

El video permite identicar la

dierencia entre calor y temperatura, por

medio de diversas demostraciones.



recurso para refexionar con sus alumnos encuáles situaciones de la vida cotidiana

emplearían el concepto calor y en cuáles,

temperatura.

Txto d formlzó

El texto ormaliza los principales conceptos

que se abordan en esta secuencia: calor y

temperatura. Además, destaca las dierencias

entre el signicado de ambos conceptos.

5 Se sugiere colgar los cuadros

sinópticos de los dierentes equipos para la

consulta continua.

El calor es una orma de energía y por

lo tanto cumple también el Principio de

Conservación, si un objeto se calienta es

porque otro se enría, de tal orma que el

calor que uno recibe es igual al que el otro

pierde.

El propósito de este vínculo es que los

estudiantes observen que el calor, al ser una

orma de energía, se mide en las mismas

unidades.



64

secuencia 18

Sabías que…

La conducción es la transerencia de calor que existe entre dos cuerpos

que están en contacto y que se encuentran a dierentes temperaturas.

Un ejemplo es cuando sirves el caé caliente en una taza: al tocarla, se

siente caliente.

Otra orma de transerir el calor es por convección. Cuando enciendes

una vela, por ejemplo, el aire alrededor de la ama se calienta, y se

expande al igual que el mercurio; por lo tanto, su densidad disminuye

y, como el aire caliente asciende, obliga al aire río a bajar, el cual, a su

vez, al estar más cerca de la ama, se calienta. Este ciclo da lugar a una

continua circulación de aire en la que se transfere el calor a las

regiones rías.

Todos los materiales oponen resistencia, en mayor o menor medida, a

la transerencia de calor. Los materiales que presentan una resistencia

alta son llamados aislantes térmicos. Un ejemplo de este tipo de

materiales es el aire. Sin embargo, debido al enómeno de convección,

el aire puede transerir calor con acilidad. Por esta razón se suelenusar como aislantes térmicos materiales porosos o fbrosos, que son

capaces de inmovilizar el aire confnado en su interior. De esta manera

se difculta la transerencia por convección, además de la transerencia

por conducción.

Como el calor se transfere debido al choque de moléculas, el mejor

aislante térmico es el vacío, es decir, un medio que prácticamente

no tenga moléculas y que por lo tanto no transfera el calor ni por

conducción ni por convección. Así uncionan los termos, por esopueden mantener el caé caliente por mucho tiempo.

comt:

1. ¿Qué es la temperatura?

2. Si dos cuerpos están a la misma temperatura, ¿existe intercambio de calor?

¿Por qué?

3. Si el calor es una orma de energía, ¿en qué unidades se mide?

4. En el experimento de la Actividad TRES, ¿se cumple el Principio de Conservación de la

Energía? Expliquen.

Comenten:

1. RM La temperatura es proporcional al

promedio de la energía cinética de las

moléculas de un cuerpo.

2. RM No, porque ya están equilibrio y

todas las partículas se mueven en

promedio con la misma velocidad.

3. RM En calorías o joules .

4. Recuerde a sus estudiantes que en la

Actividad TRES el agua caliente se enría

y el agua ría se calienta. Estrictamente

hablando, el agua caliente cede una

pequeña parte del calor al aire. Esto

puede refejarse en que el cambio de

temperatura del agua caliente sea

ligeramente distinto (en magnitud) al

cambio de temperatura del agua ría. Sin

embargo, podemos considerar que laenergía se conserva, así que el calor que

cede el agua caliente es el que recibe el

agua ría. RM Sí, porque la energía en

orma de calor que cede el agua caliente

es la que se transmite al agua ría.

Sabías que…

Se recomienda preguntar a los alumnos de qué

orma podrían explicar la transerencia de calor

utilizando la teoría cinética. Pida que recuerden

la Actividad DOS en la que se estudia el choque

de las moléculas y su relación con la

transerencia de calor por conducción.En la convección, en un inicio, ocurre algo

similar: el calor se transmite cuando moléculas

con mucha energía cinética chocan con otras,

estos choques se dan en cierta región de aire.

Lo que provoca que aumente el volumen en

esa región y el aire ocupe un mayor espacio,

como consecuencia, disminuye la densidad y la

masa de aire se eleva.

Puede guiarlos a una explicación similar a

partir de preguntas como: ¿qué pasa cuando

las moléculas que tienen más energía

cinética chocan con otras con menor energía

cinética? ¿Qué sucedería con el volumen de

una región de aire si las moléculas se

movieran más rápido? ¿Si un cuerpo ocupa

más volumen con la misma masa, qué ocurre

con su densidad? ¿Qué sucede con una

porción del aire si su densidad es menor que

la del resto?, etcétera.

4 Esta sección es importante ya que

permite a los estudiantes conocer las ormas

en las que se transmite el calor, lo cual es

necesario para resolver el problema . Si la

escuela cuenta con Internet se recomienda

revisar la página: ¿Cómo viaja el calor? , la

dirección completa se muestra en el

recuadro de Para saber más …



65

IICIENCIAS


dido

Rev isa lo que pensaba

s al inicio y al fnal de

la

secuencia sobr e si una

cobi ja t e “da” calor . ¿C

ambió

lo que pensabas? Explica t u r espuest a

.

Lo que aprendimosResuelvo el problema “Cuando hace mucho río en la noche necesitas cubrirte con más cobijas. ¿Por qué? ¿Las

cobijas nos ‘dan’ calor? Justica tu respuesta.”

Responde el problema en tu cuaderno. Para ello:

1. Refexiona: Cuando acabas de tomar una cobija o cuando te metes a la cama, ¿en ese

momento la sientes caliente o hasta que llevas un ratito adentro y tapado?

2. La temperatura de tu cuerpo es aproximadamente de 36°C . ¿Qué temperatura tendrá

la cobija si el aire de la habitación está a 15°C ? Explica.

3. Recuerda que hay transerencia de calor cuando existe una dierencia entre las

temperaturas de dos cuerpos. Entonces, si al acostarte tu temperatura es mayor que

la de la cobija, ¿en qué sentido se produce la transerencia de calor cuando te tapas

con ella?

4. ¿Si no te taparas con la cobija transmitirías más o menos calor al aire? Explica.

5. Menciona las ormas en que tu cuerpo transmite calor en una noche ría. Justica tu

respuesta

6. ¿Es correcto desde el punto de vista ísico decir que las cobijas nos “dan” calor?

Explica.

7. ¿Qué material utilizarías para taparte, un edredón de plumas o una bolsa de plástico?

¿Por qué?

Para recapitular el



Calor y temperatura en la


satelital Edusat.

Lo que aprendimos










estudiados.











Responde el problema en tu

cuaderno. Para ello:

1. RL Por ejemplo: Al principio las sábanas

se sienten rías. Es hasta después de unos

minutos de taparnos que las sentimos

calientes.

2. RM La cobija está a la mismatemperatura que el ambiente: 15 º C , ya

que están en contacto todo el tiempo y

llegan a un equilibrio térmico en donde

se igualan las temperaturas.

3. RM El cuerpo humano calienta a la cobija

hasta que ambos llegan

aproximadamente a la misma

temperatura.

4. RM Más, puesto que la cobija me aísla

impidiendo que mi cuerpo transmita calor

al aire.

5. RM Por conducción, al estar en contacto

con el aire; por convección, cuando el aire

a mi alrededor se calienta y asciende

provocando que el aire río baje y se

caliente al estar cerca de mi cuerpo y el

ciclo se repita. Este proceso provoca,

como resultado, que mi cuerpo vaya

cediendo calor al aire.


RL Por ejemplo: Sí, porque antes pensaba

que la cobija me daba calor, cuando en

realidad la cobija no “tiene” calor ni lo

”da”. Es energía en tránsito y no puede

poseerse. Mi cuerpo, aunque le transmite

algo de calor a la cobija, su eecto principal

es dicultar el tránsito de calor entre mi

cuerpo y el aire.

6. RM Es incorrecto decir que una cobija

“da” calor. Es importante recordar que el

calor es energía en tránsito entre cuerpos

que están a dierentes temperaturas, así

que no puede “poseerse”.

7. RM Un edredón de plumas porque es

más poroso y por lo tanto un mejoraislante térmico.

El programa permite reconocer las

nociones de calor y temperatura, así como

los enómenos relacionados con éstos.

Muestra también la utilidad del termómetro

como avance tecnológico en las ciencias y la

vida cotidiana.

4Puede aprovechar el recurso para




la secuencia.



66

secuencia 18

Ahora opino que…La temperatura a nuestro alrededor hace posible la vida en la Tierra. En otros

lugares, como en el planeta Mercurio, las temperaturas varían entre 180°C y 427°C .

• Contesta en tu cuaderno:

1. ¿Crees que exista vida en Mercurio? ¿Por qué? Justifca tu respuesta utilizando la

idea de temperatura.

2. ¿Qué puede pasar con la vida en la Tierra si continúa el calentamiento global? ¿Por qué?

¿Para qué me sirve lo que aprendí? Vas a ir a una festa y quieres pintar tus pantalones avoritos de negro. Si el tinteque usas es un polvo ¿qué harías para que se disolviera más rápido en agua?

¿Utilizarías agua tibia o ría? ¿Por qué?


Aquí se recomienda evaluar si los

alumnos relacionan la temperatura de un

objeto, con la rapidez de las moléculas que

lo componen.

Vas a ir a una festa y quieres pintar

tus pantalones avoritos de negro. Si eltinte que usas es en polvo, ¿qué harías

para que se disolviera más rápido en

agua? Utilizarías agua caliente o ría?

Después de que los estudiantes respondan

pueden realizar la experiencia para aclarar

dudas sobre lo que ocurriría. En un vaso con

agua muy caliente pongan una gota de

colorante, puede ser violeta de genciana.

Hagan lo mismo en un vaso con agua ría y

observen lo que sucede. RM La pondría en

agua caliente, porque las moléculas se

mueven más rápido, así que chocan más

entre sí con las moléculas de la medicina

disolviéndola en menor tiempo.

Ahora opino que…

Se recomienda apreciar si los estudiantes

valoran el papel que juega la temperatura

para que exista vida en la Tierra, así como

las consecuencias unestas que tiene el

calentamiento global.

La temperatura a nuestro alrededor

hace posible la vida en la Tierra.En otros lugares como en Mercurio

las temperaturas varían entre 180 º C

y 427 º C .

1. RM No, porque está muy cerca del Sol y

las temperaturas son demasiado altas

para que exista vida.

2. RM La temperatura podría aumentar

tanto que desaparecerían muchas

especies y a los humanos no les iría

mucho mejor.



67

IICIENCIAS

Para saber más…1. Gasca, Joaquín (2003). Fuerzas físicas. México: SEP/Ediciones Culturales

Internacionales.

1. Biblioteca de la ciencia ilustrada ( 2002). México: Fernández Editores.

2. Diccionario de física (2004). Madrid: Oxford-Complutense.

1. Hermans-Killam, Linda y Doris Dau. 14 de octubre de 2001. ¿Cómo viaja el calor? IPAC/NASA. 5 de marzo de 2007.http://www.spitzer.caltech.edu/espanol/edu/thermal/transfer_sp13oct01.html

2. Hermans-Killam, Linda y Doris Dau. 8 de septiembre de 2001. ¿Qué es el calor y cómo se produce? IPAC/NASA. 5 de marzo de 2007.http://www.spitzer.caltech.edu/espanol/edu/thermal/heat_sp_06sep01.html

Para saber más…

En este libro puede encontrarse más

inormación sobre el calor y la temperatura.

En el diccionario pueden buscarse

términos ísicos como calor, energia y

temperatura.

En las páginas de internet pueden

conocer más sobre el calor y cómo se

transmite.



¿Puede inarse un globo sin soplarle?Propósito y perspectivaEn esta secuencia se construye una explicación del concepto de presión basada en el modelo cinético.

Los contenidos se abordan en esta secuencia desde una perspectiva CTS al valorar algunos avances tecnológicos, como la prensa hidráulica.









secuencia 19





Valorar las explicaciones científcas y apreciar loasombroso que pueden ser algunos avances tecnológicos.


UNO Identifcar los cambios en los resultados de aplicar una

uerza al cambiar el área de contacto.Cuestionario.

DOSIdentifcar las dierencias entre los conceptos de uerza ypresión.Cuestionario.

Texto de inormación inicialIntroducir la expresión matemática que relaciona la presión con la uerza y el área.

2


TRESRelacionar el movimiento de las moléculas con lapresión Modelo y cuestionario.

Presión

CUATROObservar una consecuencia del principio de Pascal.Cuestionario.

Por equipo: Jeringa desechablede 5 ml sin aguja, jeringadesechable de 20 ml sin aguja,agua, manguera de equipo paravenoclisis.


Explicar el principio de Pascal y el uncionaminto de laprensa hidráulica. Prensa hidráulica




Ahora opino que…



68

secuencia 19

Txto trodtoro


• Antes de la lectura, respondan: ¿El aire ejerce presión sobre nosotros?

sesión 1

¿Puede inflarse unglobo sin soplarle?

Cada día de nuestra vida respiramos aire y el oxígeno que éste

contiene nos mantiene vivos. Lo curioso es que la mayoría del

tiempo ni siquiera somos conscientes del aire que nos rodea, que,

aunque no nos demos cuenta, ejerce una presión sobre nosotros que

llamamos presión atmosérica.

Sin importar el lugar en el que vivimos, siempre está presente la

presión atmosérica. Pero debes saber que el valor de esta presión

no es el mismo a nivel del mar que en lo alto de una montaña.

Para entender por qué pasa esto, imagina una columna de aire

por encima de tu cabeza; el peso de todo ese aire es lo que origina

la presión. Si te encuentras en lo alto de una montaña, la altura de

esa columna es menor que si estás a nivel del mar, es decir, hay

menos aire sobre tu cabeza, por lo tanto hay menos peso y menos

presión.

Ahora ya sabes cómo está ormada la materia y puedes distinguir la dierencia entre

calor y temperatura. En esta secuencia utilizarás la teoría cinética para entender el

concepto de presión. Valorarás las aplicaciones que tiene el conocimiento científco y la

tecnología en situaciones cotidianas.

El vaso está lleno de agua; sin embargo, al voltearlo

¡el agua no se cae! Esto se debe a la presión

atmosérica. Las moléculas del aire que están enconstante movimiento chocan con la hoja de papel

por debajo impidiendo que el agua caiga.Al nivel del mar, la altura de la columna de aire es mayor; por lo tanto, lapresión también es más grande.

SeSión 1


a sus alumnos que identifcarán las

dierencias en los conceptos de uerza y

presión.

Valorarán las explicaciones científcas y

apreciarán lo asombrosos que pueden ser

algunos avances tecnológicos.

Para empezar

Txto trodtoro

El texto introduce la idea de presión a

partir de la presión atmosérica. Se

recomienda realizar de manera demostrativa

el experimento que se muestra en la gura.

Es necesario llenar un vaso hasta el borde,

taparlo con una hoja de papel y darle media

vuelta. El agua no se derrama debido a la

presión atmosérica.

3

Comente con sus estudiantes quéenómenos naturales o qué situaciones que

ocurren a su alrededor están relacionadas

con la presión. Por ejemplo, puede preguntar

por qué pica una aguja.



1. El propósito.




.




actividad.











1 Recuerde no pedir a los alumnos la

respuesta al problema en este momento; deje q

imaginen posibles soluciones. La solución que

damos a usted le permite guiar adecuadamente

los alumnos durante las actividades.

Solución al problema : RM El mago debeconectar el globo a la boca de la botella y

calentarlo a baño maría. De esta orma se

calienta el aire que está dentro de la botella. La

moléculas se mueven con mayor rapidez, por lo

que aumenta la presión. Las moléculas chocan

con mayor recuencia contra las paredes del

globo, empujándolas y provocando que se infe.

Lo que pienso del problema En esta sección los alumnos expresan

libremente lo que piensan, por lo que las

respuestas pueden ser muy variadas. Es

importante detectar las ideas previas parapoder trabajarlas a lo largo de la secuencia.


1. RL Por ejemplo: Porque se llena de aire.

2. Los alumnos suelen pensar equivocadament

que el aire no pesa. Si es así puede realizar u

sencillo experimento en el que se construye

un balanza utilizando un lápiz; en uno de los

extremos se amarra un globo infado y en el

otro un globo desinfado. Se puede observar

que la balanza se inclina del lado del globo

infado. Si no cuenta con el tiempo sucientepara realizar el experimento, se recomienda

generar preguntas que lleven a sus alumnos

refexionar al respecto, por ejemplo: ¿el aire

está ormado por moléculas?, ¿esas molécul

pesan? RL Por ejemplo: No, porque el aire es

muy ligero.

3. Los estudiantes suelen pensar que el aire sólo

se mueve cuando existe viento y que de lo

contrario está quieto. Sin embargo recuerde

que ya estudiaron la teoría cinética, así que

podrían responder que las moléculas que

orman el aire están en constante movimientoSi lo considera necesario pueden repasar la

Secuencia 17: ¿Cómo se organiza la materia?

RL Por ejemplo: Están quietas porque no hay

viento ni corrientes de aire.

4. En el lenguaje cotidiano se utiliza la palabra

presionar como sinónimo de empujar. Esto

puede llevar a los estudiantes a conundir la

uerza con la presión. Si es así, es important

detectar estas ideas previas y trabajarlas a l

largo de la secuencia. RL Por ejemplo: Sí,

porque al empujar algo también lo presiono

5. Los estudiantes no relacionan la presión

con el movimiento de las moléculas, por

lo que pueden pensar que el globo se

infa porque se llena de vapor de agua.

Sin embargo, la botella no tiene agua, así

que el vapor no puede entrar dentro del

globo. RL Por ejemplo: Para calentar el

agua hasta que hierva, de manera que elglobo se llene de vapor y se infe.

Manos a la obra

Actividad UNO


estudiantes identiquen que si aumenta el

área de contacto es necesario aumentar la

uerza para lograr los mismos resultados, en

este caso, partir una papa o una zanahoria.

A lo largo de estas dos primeras actividades

y del texto de inormación inicial, el alumno

comprenderá la relación de la presión con la

uerza y el área de contacto analizando

situaciones cercanas a su experiencia. Esto

será necesario posteriormente para

comprender el origen de la presión en los

fuidos a partir del choque de las moléculas

con las paredes del recipiente que los

contienen.1. RL Por ejemplo: Para que pueda atravesar

ácilmente los al imentos.

4. RM Al utilizar la parte losa del cuchillo.

Comenten:

1. RM Al utilizar la parte del cuchillo que no

tiene lo.

2. RM El lado loso es más delgado, por lo

que el área de contacto es menor.

3. RM Mayor.

69

IICIENCIAS

Consideremos lo siguiente…A continuación se presenta el problema que resolverás con

lo que hayas aprendido durante esta secuencia.

El circo ambulante llegó a tu comunidad el n de semana

pasado y hay un mago que puede infar un globo sin

soplarle. Para realizar su truco, el mago utiliza los elementos

que ves en la ilustración. ¿Cómo hace el truco? Argumenta

tu respuesta empleando el concepto de presión.


1. ¿Por qué se ina un globo cuando le soplas?

2. ¿El aire pesa? Explica.

3. El aire dentro del globo, ¿se mueve o está quieto? Explica.

4. ¿Es lo mismo presión que uerza? Explica.

5. ¿Para qué utiliza el mago la hornilla eléctrica?

Manos a la obraActividad UNOIdentifquen los cambios en los resultados de aplicar una uerza al

cambiar el área de contacto.• Para el lo:

1. Respondan: ¿Por qué los cuchillos deben estar aflados para poderpartir los alimentos?

2. Van a necesitar:

a) Papa o zanahoria

b) Cuchillo

3. Intenten cortar la papa con el lado del cuchillo que no tiene flo yluego con el lado floso. Realicen lo anterior con mucho cuidado.

4. Respondan: ¿De qué orma pudieron partir suavemente la papa ola zanahoria?

Comenten:

1. ¿En qué caso necesitaron aplicar más uerza?

2. ¿Cuál es la dierencia en el área de contacto entre los dos lados delcuchillo?

3. Si el área de contacto es mayor, la uerza necesaria para partir lapapa, ¿es mayor o menor?



70

secuencia 19

Huellas que deja una bailarina en la arena utilizando sandalias. Huellas que deja una bailarina en la arena caminando de puntas conzapatillas de ballet.

Actividad DOS

idtfq l dr tr lo opto d rz y pró.

Para ello, realicen en sus cuadernos lo siguiente:

1. Observen las siguientes imágenes:

2. Respondan en el pizarrón:

a) ¿En qué caso es menor el área de contacto entre la bailarina y la arena?

b) Si el peso de la bailarina es el mismo, ¿cómo explican que sus huellas son muchomás profundas cuando camina apoyándo sólo las puntas de los pies?

c) Si aumenta el área, ¿qué pasa con la presión que ejerce la bailarina sobre la arena?¿Aumenta o disminuye?

d) ¿Cuál es la diferencia entre el concepto de fuerza y el de presión?

e) ¿Cómo sería la fórmula que representa la presión?


dido

¿Por qué decan samo s má s cuando

no s reco s tamo s

que e s tando sen tado

s ? E xpliquen en término s del

área de con tac to, la pre sión y la fuer

za.

Actividad DOS


estudiantes relacionen la presión con la

uerza y el área e identifquen que son

conceptos dierentes.

2 Invite a los alumnos a observar con

cuidado las imágenes ya que representan unbuen ejemplo de la dierencia entre presión y

uerza. Puede preguntarles ¿cuál es el área

de contacto en cada caso y en qué caso es

mayor? (con las sandalias), ¿qué pasa con la

presión en cada caso? (es mayor haciendo

punta), ¿cómo lo saben? (porque las huellas

son más proundas).

Puede guiar a los estudiantes a que utilicen

la palabra proporcional que se ha manejado

a lo largo del curso. Así, la presión es

proporcional a la uerza. Analizando el caso

de la bailarina puede preguntar cómo es la

relación entre el área y la presión (la presión

es inversamente proporcional al área).

Identifquen las dierencias entre los

conceptos de uerza y presión.

Es importante que los alumnos identiquen

la relación entre estas variables, de esta

manera podrán comprender que en los

fuidos, las moléculas, al chocar con las

paredes del recipiente que los contienen,

ejercen una uerza, que al estar distribuida

en determinada área da como resultado la

presión.

2. a) RM Cuando la bailarina camina en

puntas.

b) RM Porque el área en la que se aplica

esa uerza es menor cuando camina en

puntas.

c) RM Disminuye, por eso cuando camina

con toda la planta del pie las huellas son

menos proundas.

d) RM Que la presión está relacionadacon el área en la que se aplica

determinada uerza. Da una idea de cómo

se distribuye la uerza en un área

especíca.

e) Promueva que sus estudiantes

propongan una relación matemática

entre estas variables que representa lo

observado hasta ahora. RM p = F A


Los estudiantes deben utilizar las ideas de

uerza, presión y área para explicar por qué

es más cómodo recostarse que permanecer

sentado. RM Al recostarse, el área de

contacto en la que se reparte la uerza es

mayor, por lo que la presión disminuye yresulta más cómodo.



71

IICIENCIAS

Lean el texto.

Antes de iniciar la lectura comenten dos ejemplos de la vida diaria donde se apliquela noción de presión.


¿Una cama de clavos para descansar?¿Por qué no nos lastimamos al acostarnos en unacama de clavos? En cambio, si por accidente llegarámos

a pisar un solo clavo, por supuesto que nos dolería. Loque ocurre es que, si bien la uerza que ejercemos sobrela cama de clavos, es decir el peso de nuestro cuerpo, esel mismo en ambos casos, el área de contacto con unsolo clavo es muy pequeña por lo que la presión queejercemos aumenta. Por el contrario, en la cama declavos, el área sobre la que esa uerza se reparte esmucho mayor, así que la presión disminuye y no noslastimamos.

Al aplicar una uerza mayor, mayor es la presión ymientras menos uerza, menor es la presión, lo quesignica que la uerza es proporcional a la presión. Porotro lado, si la uerza se aplica sobre un área másgrande, la presión es menor y si el área es más pequeñala presión es mayor, lo cual signica que la presión esinversamente proporcional al área. Esto puede escribirse matemáticamente con la siguiente ecuación:

p= F A

Las unidades en las que se mide la presión son llamadas pascales (Pa), en honor a Blaise Pascal quien

dedicó su vida a investigar la p resión en los fuidos. También se utilizan recuentemente las atmóseras (atm) ylos milímetros de mercurio (mmhg), entre otras unidades.

Hasta ahora hemos estudiado la presión en los sólidos, lo que será de utilidad para comprender la presiónen los fuidos. En nuestra vida diaria existen muchas situaciones que están relacionadas con la presión enlíquidos y gases. Un ejemplo es lo que ocurre con la pasta de dientes cuando apretamos el tubo por la parte deabajo: la presión se transmite a toda la pasta y provoca su expulsión por el oricio. Al salir a la carreteradebemos revisar la presión de las llantas para evitar algún accidente. Inclusive en la cocina existen enómenosrelacionados con la presión, como el uncionamiento de la olla exprés. En ella se hace aumentar la presióndentro de la olla, permitiendo que la temperatura del agua se incremente a más de 100ºC y que los alimentosse cuezan más rápido.

Respondan en su cuaderno:

1. ¿Cómo explicar cientícamente que un niño se acueste en una cama de clavos sinsurir daño?

2. Si en lugar de un niño, se acuesta en la cama de clavos un adulto más pesado, demanera que la uerza aumente, ¿la presión aumentará o disminuirá? ¿Por qué?

3. Si la uerza se mide enN y el área en m2 , ¿a qué unidades es equivalente el Pa?

Cama de clavos.

Txto d formó l

En el texto se introduce la relación

matemática de la presión con la uerza y el

área. Se ejemplica mediante la cama de

clavos, explicando por qué es posible

acostarse en ella sin lastimarse.

Se recomienda introducir las unidades de

medición de la presión. Comente las

dierencias y similitudes entre la expresión

matemática que se presenta en el texto y la

que los alumnos propusieron en la actividad

anterior.

1 Durante la lectura, recuerde con sus

estudiantes a qué variable es proporcional la

presión (la uerza), y a qué variable es

inversamente proporcional (el área), y si esto

se refeja en la expresión matemática que se

muestra en el texto.


1. RM Aunque el peso es el mismo que si el

niño se sentara en un solo clavo, en una

cama no se lastima porque el área de

contacto es mucho mayor y la presión

disminuye.

2. RM La presión aumenta porque el adulto

pesa más y ejerce mayor uerza sobre los

clavos.

3. Pregunte a los alumnos en qué unidadesse mide la uerza (N ) y el área (m 2).

Hágales notar que entonces las unidades de

presión serían N m 2

. RM Newton sobre

metro cuadrado ( N m 2

)

2 Para cerrar la sesión, pregunte a los

estudiantes qué es lo que han aprendido

acerca de la presión. Puede utilizar este

momento para retomar las ideas previas y

ver si se han modicado. Pregunte

nuevamente si presión es lo mismo que

uerza. Recuerde que se han analizado varios

casos (las huellas de la bailarina, la cama de

clavos, la distribución de masa de un

edicio), en los cuales, aunque la uerza es

siempre el peso, al variar el área de contacto

la presión cambia y se observan dierentes

consecuencias.

3 Es importante escuchar las respuestas

de varios estudiantes y omentar la discusión

entre todos.



72

secuencia 19

SESIÓN 2 Actividad TRES

Presión

Rlo l movmto d l molél o l pró lofdo. Pr llo:

1. Contesten: ¿El aire ejerce presión sobre nosotros?

2. Necesitan:

a) Frasco transparente con tapa.

b) 10 bolitas de unicel o canicas pequeñas.


a) Coloquen las bolitas de unicel o canicas en el rasco.

b) Tapen el rasco.

c) Agiten con uerza el rasco.

d) Observen el movimiento de las bolitas o canicas.

4. Respondan en su cuaderno:

a) ¿Qué representan las canicas o pelotitas?

b) ¿Qué sucede entre las canicas o pelotitas y las paredes del rascocuando éste se agita?

c) ¿Las moléculas ejercen alguna uerza sobre las paredes delrecipiente al chocar con ellas? ¿Por qué?

d) ¿Cuál será el área de contacto en la que se aplica esa uerza?

e) Si agitan el rasco con mayor intensidad, ¿las pelotas chocan con

mayor o menor recuencia contra las paredes del rasco?

) Entonces, ¿la presión aumenta o disminuye?

g) Una mayor agitación de las moléculas dentro del rasco, ¿seríatambién equivalente a aumentar la temperatura? Basen surespuesta en la teoría cinética.

comt:

1. Las moléculas del aire que nos rodea, ¿ejercen alguna uerza sobrenosotros?

2. ¿Cuál sería el área de contacto sobre la que se aplica esa uerza?

3. ¿Cuál es el origen de la presión atmosérica?

Aire encerrado en un rasco. Laspelotas representan las moléculas

del aire y las fechas son vectoresque representan la magnitud y ladirección de la velocidad de lasmoléculas.

SeSión 2

5 Antes de iniciar la sesión, recuerde a

sus alumnos brevemente cuál es el problema

que están resolviendo.

Comente con los alumnos que en la sesión

anterior estudiaron la relación de la presión

con la uerza y el área.

En esta sesión podrán relacionar la presión con el movimiento de las moléculas.

Actividad TRES

El interactivo permite que los alumnos

comprendan que la presión se origina a partir

del choque de las moléculas. Lo anterior se

logra a través de la manipulación de las

variables: número de moléculas y volumen.


debate en el aula con la oportunidad de que los

alumnos integren sus conocimientos y expresen

sus ideas sobre el enómeno observado.


estudiantes comprendan el concepto de

presión desde el punto de vista de la teoría

cinética y lo relacionen con el choque de las

moléculas con las paredes.

1 Pregunte a sus estudiantes qué relación

existe entre la presión y el movimiento de las

moléculas para detectar lo que piensan y

trabajarlo a lo largo de la actividad.

Relacionen el movimiento de lasmoléculas con la presión. Para ello:

1. Puede ser común que los estudiantes

piensen que el aire no ejerce presión.

Recuerde con ellos que el aire pesa y que el

peso es una uerza que al repartirse en

determinada área, genera una presión.

RL Por ejemplo: No, porque si ejerciera

alguna presión podríamos sentirlo.

4. a) RM Las moléculas del aire.

b) RM Chocan entre sí y con las paredes

del recipiente.c) Solicite a sus estudiantes que imaginen

que su mano es la pared del rasco, y

pregúnteles si sentirían los choques. Si es

necesario, haga preguntas que los lleven a

construir una respuesta como la que se

muestra a continuación. Por ejemplo: ¿qué

pasa con la velocidad de las moléculas

cuando chocan con las paredes?, ¿cambia,

se queda igual? Cuando la velocidad

cambia, ¿existe aceleración? De acuerdo

con la Segunda Ley de Newton, ¿qué

relación hay entre la uerza y la

aceleración? RM Al chocar con la pared, la

molécula cambia su velocidad en sentido y

en dirección. Y, si hay un cambio en la

velocidad, ocurre una aceleración; por lo

tanto, una uerza.

d) RM El área de las paredes del recipiente.

e) RM Con mayor recuencia.

) RM Aumenta.

g) RM Sí, porque al aumentar la agitación

de las moléculas se mueven cada vez

más rápido y su energía cinética

aumenta. La temperatura, proporcional

a la energía cinética, debe aumentar en

consecuencia.

Comenten:

1. Es importante comentar con los alumnos

que en los fuidos se establece una

unidad de área como el área de contacto,

por ejemplo cm 2 . La presión es originada

debido al promedio de los choques de las

moléculas en esa supercie. Para reorzar

esta idea puede revisar las unidades enlas que se mide la presión. RM El aire está

ormado por moléculas en constante

movimiento, esas moléculas chocan entre sí

y con las cosas que están a su alrededor

como nuestro cuerpo. Al chocar ejercen una

uerza. La presión es directamente

proporcional a esa uerza.

2. RM El área de nuestro cuerpo.

3. RM El choque de las moléculas del aire con

todo lo que las rodea.



73

IICIENCIAS


Obser var: Usar uno o más de nuest r os s

ent idos

–v ist a, oí do, olf at o, t ac t o o gust o

–par a r eunir

inf or mac ión sobr e ob jet os o ev ent os.


dido

Ahor a y a sabes que la p

r esión de un fuido, com

o el air e que nos

r odea, es la consecuen

cia de una enor me cant idad

de choques de

moléculas, y a que est as

moléculas, al chocar , e je

r cen una uer za

por unidad de ár ea. ¿Q

ué ocur r ir í a con la par e

d del globo si

aument ar a la pr esión del a

ir e que cont iene? ¿C óm

o podr í as

incr ement ar la pr esión, es dec

ir , aument ar el mov imient o de las

moléculas y por lo t ant o los choque

s con las par edes?

Ut iliza est e conocimient o par a e

xplicar por qué se infa un globo.


est a ser v ir á par a r esolv

er el pro blema.

Actividad CUATRO

Observen una consecuencia del principio dePascal:

1. Observen la gura.

2. Van a observar una consecuencia del principio

de Pascal en una guerra de pulgares. Para estonecesitan:

a) Jeringa desechable de 5 ml sin aguja

b) Jeringa desechable de 20 ml sin aguja

c) Agua.

d) Manguera de equipo para venoclisis.


a) Corten un pedazo de la manguera deaproximadamente 10 cm de largo.

b) Conecten la jeringa de 20 ml a uno de losextremos de la manguera con el émbolopresionado hasta el ondo.

c) Conecten la jeringa de 5 ml sin émbolo en elextremo opuesto de la manguera.

d) Llenen con agua la jeringa de 5 ml hasta elborde y coloquen el émbolo.

e) Presionen un poco para que parte del aguase pase a la otra jeringa.


La teoría cinética de la materia se

estudió en la Secuencia 17: ¿Cómo

se organiza la materia?


Lo que ocurre con el movimiento

de las moléculas al aumentar la

temperatura se revisó en la Secuencia

18: ¿Hace calor?

Al apretar uno de los émbolos la presión se transmite de la misma ormaa todos los puntos del fuido, por esto, todos los émbolos son empujadospor el agua de la misma manera. A este dispositivo se le llama jeringa dePascal y a esta propiedad de los fuidos se le conoce como Principio dePascal.


3 Puede generar un debate entre sus

alumnos, ayudándoles en la recuperación de

conocimientos. RM Si aumenta la presión,

las moléculas chocarían más con las paredes

del globo empujándolas hacia auera y

provocando que el globo se infe. Una orma

de aumentar el movimiento de las moléculas

y por lo tanto la presión, es aumentar la

temperatura del aire que está dentro del

globo.

Actividad CUATRO


alumnos realicen un sencillo experimento

en el que observen el uncionamiento de una

prensa hidráulica, basada en el principio de

Pascal. Pida a varios estudiantes que pasen

al rente e intenten presionar al mismotiempo uno de los émbolos de las jeringas.

Siempre ganará el que presione el émbolo

más pequeño, la razón de esto la estudiarán

en el texto de ormalización.

Observen el principio de Pascal:

1. Analicen con cuidado la gura, comente

con sus estudiantes que en la jeringa de

Pascal, al empujar uno de los émbolos, la

presión se transmite por el fuido de la

misma orma en todos lados; esto

provoca que los demás émbolos se eleven

de la misma orma. Se recomienda

preguntar cómo se moverían los émbolos

si la presión no se transmitiera de esta

manera.

2. El material puede conseguirse en

cualquier armacia. Es importante que las

jeringas queden muy bien conectadas a la

manguera; de esta manera, al presionar

los émbolos, el dispositivo no se

desarmará.

4 En esta secuencia se explica cómo

se mueven las moléculas en los gases, lo

cual es importante recordar antes de realizar

la actividad.

Este conocimiento es muy importante

para resolver el problema y, en general, para

que los estudiantes relacionen un aumentoen la temperatura con un aumento en la

presión en un gas, si se mantiene constante

el volumen.



74

secuencia 19

Para terminar…Prensa hidráulica

L l txto.

Pongan especial atención al principio de Pascal.


¿Alguna vez se han preguntado cómo uncionan la silla del dentista o ungato hidráulico? ¿Es posible que una niña pequeña levante un burro? Larespuesta a esta última pregunta es sorprendente: ¡sí!, si aprovechamos elprincipio de Pascal, que indica que si se ejerce cierta presión a un líquidoencerrado y en reposo, la presión se transmite a todas las partes del uido y alas paredes del recipiente que lo contiene.

Examinemos el problema de la niña y el burro. El peso de la niña ejerceuna uerza sobre el pistón 1 y, por lo tanto, una presión que llamaremos p1.El principio de Pascal establece que esta presión se transmite al otro pistóncon el mismo valor, por lo que la presión que la niña ejerce en el émbolo unose transmite al émbolo dos. Esto lo podemos representar en una ecuación:

p1 = p2

Donde p2 es la presión sobre el pistón 2.Ahora utilizamos la defnición de la presión y la sustituimos en la anterior.

F 1=F 2

A1 A2

Algunas aplicaciones del principio dePascal.

SESIÓN 3


dido

Ahor a y a sabes que si s

e e jer ce cier t a pr esión e

n un fuido encer r ado y

en r eposo,

ést a se t r ansmit e í nt eg

r ament e a t odas las pa

r t es del fuido.

Explica lo que sucede a

par t ir del choque de la

s moléculas que or man el agua.

¿Cómo funciona la silla del dentista?

) Dos personas deben intentar presionar el émbolode cada una de las jeringas al mismo tiempopara ver quien logra presionarla hasta el ondoy ganar la guerra de pulgares.

g) Repitan varias veces con personas distintas

4. Contesten en su cuaderno:

a) ¿Qué jeringa presionaron las personas queganaron la guerra de pulgares?

b) ¿Por qué es más ácil ganar si se escoge la jeringa más pequeña?

c) ¿De qué orma podrían aplicar lo que observaronen el experimento?

) Se recomienda, antes de empezar el juego

de la guerra de pulgares, preguntar al

resto del grupo quién creen que gane.

4. Es importante que comenten las

respuestas entre todo el grupo antes de

escribirlas en el cuaderno.

a) RM La jeringa más pequeña.

b) Las prensas hidráulicas uncionan de la

misma manera; el principio de Pascal

resulta ser, en este caso, un

multiplicador de uerzas. Esto se

estudiará más detenidamente en el

texto de ormalización. Un ejercicio

interesante que se puede realizar

después de leer el texto, es calcular las

áreas de los dos émbolos para saber

cuánto se amplica la uerza que se

aplica al presionar el émbolo chico. Por

ahora escuche las distintas ideas.RL Por ejemplo: porque el émbolo es

más pequeño y pesa menos.

c) RM Para levantar cosas pesadas.


que retome la pregunta 2 de la sección Lo

que pienso del problema y pida a sus

alumnos que comparen lo que pensaban

antes y ahora.

SeSión 3

5 Antes de iniciar la sesión, recuerde

a sus alumnos brevemente cuál es el

problema que están resolviendo.

Comente con los alumnos que en la sesión

anterior estudiaron la relación de la presión

con la uerza y el área.

Además, relacionaron la presión con el

movimiento de las moléculas. En esta

sesión estudiarán el principio de Pascal y su

relación con el modelo cinético.

Para terminar…El video muestra el uncionamiento de

un gato hidráulico bajo el principio de

Pascal.



recurso para acercar grácamente la

explicación del movimiento de las moléculas

de un líquido que produce la presión y su

relación con avances tecnológicos como la

prensa hidráulica.

Txto d formlzó

El texto presenta el principio de Pascal y

su relación con la teoría cinética.

5 Los dierentes equipos pueden hacer

cuadros sinópticos y pegarlos en las paredes

del salón para consulta continua.


3 Puede generar un debate entre sus

alumnos, ayudándoles en la recuperación de

conocimientos. RM Al empujar el émbolo,

aumenta el número de choques con las

moléculas de agua que están cerca del

émbolo; la mayor recuencia de choques se

trasmite a capas sucesivas y nalmente por

todo el fuido.



75

IICIENCIAS

La prensa hidráulica está ormada por dos pistones de distintos diámetros, los

cuales están intercomunicados por un tubo lleno de agua o de otro uido.

Como queremos encontrar la uerza sobre

el pistón 2, la que hace que se levante el

burro, la despejamos y obtenemos:

F 2 =F 1 × A2

A1

Si el área del pistón 2 es 10 veces mayor

que el área del pistón 1, la niña puede

levantar ¡10 veces su peso! El principio de

Pascal también puede verse como unmultiplicador de uerzas y esa es la razón por

la cual la niña puede levantar al burro.

¿Cómo puede entenderse el principio de

Pascal a partir de que el líquido está

ormado por moléculas? En la prensa

hidráulica, al empujar el émbolo aumenta el

número de choques con las moléculas del

agua en la vecindad del émbolo. La mayor

recuencia de choques se transmite a capas

sucesivas de líquido, hasta que la presión

hace que el émbolo 2 se eleve.

Comenten:

1 ¿Cómo tendría que ser una prensa hidráulica para que la niña pudiera levantar un

coche que pesa 30 veces más que ella?

2. Revisen la respuesta que dieron en la reexión sobre lo aprendido de la ActividadCUATRO, ¿qué dierencias hay entre la respuesta que dieron y lo mencionado en

el texto?

Lo que aprendimosResuelvo el problema “El circo ambulante llegó a tu comunidad el fn de semana pasado y hay un

mago que puede inar un globo sin soplarle. Para realizar su truco, el mago

utiliza los elementos que ves en la ilustración. ¿Cómo hace el truco?

Argumenta tu respuesta empleando el concepto de presión”.

Resuelve el problema en tu cuaderno. Para ello, haz lo que se pide:

1. ¿El aire de la atmósera que se encuentra uera del globo choca contra las

paredes de éste? Justifca tu respuesta.

2. ¿Cómo es posible hacer que las moléculas del aire que están dentro del

globo se muevan más rápido para que choquen con mayor recuencia

con la pared del globo y la empujen hacia uera? ¿Qué elemento de la

mesa del mago utilizarías para lograrlo?

3. Explica qué pasa con las moléculas del aire cuando se calienta la botella

de la fgura. ¿Se ina el globo? ¿Por qué?La botella se calienta “a baño maría”:

¿se inará el globo?

F 1 =P 1

a1

F 2 =P 2

a2

Comenten:

1. La prensa hidráulica puede entenderse

como un multiplicador de uerzas. RM

Para que la niña pueda levantar 30 veces

su peso, el área del pistón sobre el que se

encuentra el coche debe ser 30 veces

mayor que el área del pistón sobre el quese encuentra la niña.

2. RL

Lo que aprendimos










estudiados.












en cada secuencia.


Resuelve el problema en tu

cuaderno. Para ello, haz lo que se pide:

4 Cuando los alumnos terminen de

responder de manera individual, se

recomienda que intercambien opiniones con e

resto del grupo. Pida la participación de dos otres alumnos, dando la palabra a los que

levantan la mano y a otros que no. Pueden

comentar cómo creen que hace el truco el

mago y por qué. Se recomienda realizar el

truco. Para esto es necesario poner el globo en

la boca de la botella y calentarlo a baño maría

De esta orma, el aire dentro de la botella se

calienta y hace que el globo se infe.

1. RM Sí, porque las moléculas del aire

están en constante movimiento y chocan

con todo lo que las rodea, incluyendo el

globo.

2. RM Al calentar el aire que está dentro del

globo las moléculas se van a mover más

rápido. Para eso usaría la hornillaeléctrica.

3. RM Al calentar el aire que está dentro del

globo las moléculas se van a mover más

rápido que las moléculas de aire que

chocan con el globo por uera. Si la

cantidad de choques es mayor dentro del

globo que uera, éste se infa.



76

secuencia 19

¿Para qué me sirve lo que aprendí?D qé orm otrrí l tlzdo l mm tdd d mtrl:vrtlmt, omo do lto o torr, o d orm xtdd olplt.

1. ¿En qué caso es mayor la presión que ejerce la construcción sobre la tierra? Explica.

2. ¿En qué caso se necesita reforzar más los cimientos? ¿Por qué?

Ahora opino que…expl qé l prí globo fdo lt l po xtror.

1. s df.

2. s f d vz má ht q xplot.

3. Qd gl.

• Explica lo anterior en función del choque de las moléculas con las paredes del globo;

recuerda que en el espacio exterior prácticamente no hay moléculas.


dido

Rev isa la r espuest a que

dist e al inicio de la se

cuencia sobr e por qué

se infa un globo cuan

do le soplas. ¿Qué di e

r encias not as ent r e lo

que escr ibist e ent onces

y lo que sabes ahor a?

Pr rptlr l

otdo d l

olt l progrm:

Partículas, presión y fuerza

l progrmó d l

rd tltl edt.

El programa permite identicar la

relación entre la presión, el movimiento de

partículas de la materia y la uerza, así como

valorar estos conocimientos para su

aplicación en avances tecnológicos. la

explicación cientíca de los enómenos que

nos rodean, rente una explicación mágica.

Se destaca el carácter asombroso de algunosavances tecnológicos.





la secuencia.


De que orma construirías una

escuela utilizando la misma cantidad de

materiales: verticalmente, como en unedifcio alto o torre, o de orma

extendida en una sola planta.

1. RL La presión es mayor si se construye

como un edicio porque el área de

contacto con la tierra es menor.

2. RL Cuando se construye como edicio

porque la presión es mayor.

Ahora opino que…

¿Qué le pasaría a un globo si lo

sueltas en el espacio exterior?

3 Comente con sus estudiantes que en el

espacio exterior prácticamente no hay

partículas. De este modo, el choque de las

moléculas de aire que están dentro del globo

no se contrarresta con choques de las

moléculas que están auera de él. Imaginar y

contextualizar situaciones en el espacio

exterior puede resultar interesante para los

alumnos. Pueden comentar qué le pasaría a

una persona en condiciones similares a las del

globo, si han visto esto en alguna película y la

importancia de los trajes espaciales.

• Explica lo anterior en términos del

choque de las partículas con la pared del

globo; recuerda que en el espacio exterior

prácticamente no hay moléculas. RM Las

moléculas de aire dentro del globo

chocan y empujan la pared del globo. Al

no haber choques de moléculas por

auera del globo que contrarresten los

choques de adentro, éste se infa cada

vez más hasta que estalla.


Después de realizar la actividad de manera

individual, puede organizar un diálogo

grupal, en el que intercambien sus opiniones

acerca de si hubo cambios en sus conoci-

mientos y las razones de ello. RL Por

ejemplo: Antes pensaba que el globo sellenaba de aire y ahora pienso que al soplar

dentro del globo aumenta la presión y las

moléculas del aire chocan con las paredes

del globo, empujándolas y provocando que

éste se infe.



77

IICIENCIAS

Para saber más…1. Gran Atlas Visual. Del Cosmos, La Tierra y México (2003). México: SEP/ Euroméxico,

Libros del Rincón.

2. Gasca, Joaquín (2003). Fuerzas físicas . México: SEP/ Ediciones CulturalesInternacionales, Libros del Rincón.

1. Diccionario de Física (2004). Madrid: Oxford-Complutense.

2. Bouillot-Jaugey, Isabelle (2001). La Tierra. Larousse Dokéo. México: Larousse.

1. Talavera, Laura y Mario Farías. El vacío y sus aplicaciones . ILCE. 7 de marzo de 2007.http://bibliotecadigital.ilce.edu.mx/sites/ciencia/volumen3/ciencia3/131/htm/elvacio.htm

Para saber más…

1. En el atlas pueden consultar más sobre la

composición de la atmósera.

2. En este libro pueden estudiar más acerca

de la presión y su explicación a partir de lateoría cinética.

1. En el diccionario pueden consultar el

signifcado de términos ísicos como presión

2. En este libro pueden aprender más sobre

la atmósera de la Tierra.

1. En esta página puede consultarse más

acerca del vacío y sus aplicaciones.



¿Por qué cambia de estado el agua?Propósito y perspectivaEn esta secuencia se analizan los cambios en el estado de agregación de la materia mediante procesos llamados transiciones de ase,

caracterizados por una presión y una temperatura especícas.

Desde una perspectiva CTS, se relacionan enómenos cotidianos con las transiciones de ase destacando, entre otras, las transiciones de ase

hielo-agua líquida y agua líquida-vapor. Estas transiciones de ase se describen con base en la teoría cinética molecular de la materia.







• Los recursos multimedia con los que se trabaja en cada actividad.• Los materiales que deben llevarse de casa o el trabajo realizado previamente.

secuencia 20



Materiales necesarios o trabajo en casa


Mostrar la percepción de los estados de

agregación y las transiciones de ase desde la

Antigüedad.¿Qué ocurre cuando hierve el agua?

Texto de inormación inicialDescribir los estados de agregación de lamateria y las transiciones de ase, con base enla teoría cinética molecular de la materia.


UNO

Identifcar algunos cambios en el estado de

agregación de la materia. Apreciar la validez

de la teoría cinética molecular de la materia,

al explicar enómenos de la vida cotidiana,

relacionados con las transiciones de ase.

Reporte de práctica.

Cambios de estado

Por equipo: Cacerola, parrilla eléctrica,

termómetro y 10 cubitos de hielo.

DOS

Analizar la gráca de temperatura contra

energía para obtener datos concernientes a

las transiciones de ase del agua a una

atmósera de presión. Apreciar la importancia

de la segunda ley de Newton, en la

descripción y predicción de cualquier tipo de

movimiento.


2 Texto de ormalización

Caracterizar los puntos de condensación,

solidicación, usión, ebullición y sublimación

para un sistema material.




Ahora opino que…



78

secuencia 20

Txto trodtoro

Para empezar

¿Qué ocurre cuando hierve el agua? L l txto.

• Antes de la lectura, recuerda lo que ocurre cuando hierve el agua.

sesión 1

¿Por qué cambia deestado el agua?

Los diferentes estados en los que se presenta lamateria en la naturaleza han conundido a lahumanidad durante mucho tiempo.

El flósoo Tales de Mileto (624-545 a. de C.) sugirióque, si el agua existía en condiciones naturales en tresestados dierentes –sólido, líquido y gaseoso–, debía serconsiderada como el elemento principal del Universo.Según él este elemento, podía dar origen al resto de lassustancias que conorman todas las cosas.

Hoy sabemos que el agua no es la sustanciaundamental del Universo y que, en realidad, no es nisiquiera un elemento sino un compuesto, es decir, queestá ormado por dos elementos distintos.

Ahora ya sabes de qué manera se relacionan algunos enómenos cotidianos con elcomportamiento de los gases. En esta secuencia, analizarás el origen de los cambios deestado de agregación de la materia con base en la teoría cinética de la materia. Estosconocimientos te permitirán comprender qué sucede cuando varían la temperatura y lapresión de sólidos, líquidos y gases.

Consideremos lo siguiente…a otó t prt l problema q rolvrá o lo q hyprddo drt t .

Antes, durante y después de la preparación de un caldo con pollo y

verduras, ¿cuántos estados de agregación de la materia se pueden

identifcar? ¿Qué sucedería si se dejara hervir el caldo por mucho

tiempo en una olla destapada? ¿Qué harías para que el caldo hirviera

en el menor tiempo posible? Explica tus respuestas.

colt t

doro pr

otrr l

gfdo d

plbr omo

sustancia.

Para que el agua hierva es necesarioincrementar su temperatura hasta100°C a nivel del mar.

SeSión 1

Para el inicio de sesión se le sugiere

preguntar: ¿Qué se necesita para hacer pasar

a un metal del estado sólido al líquido y

poder darle orma? ¿Sólo la temperatura

está involucrada en los cambios de estado

de agregación de la materia? En esta sesión

describirán cómo se produce el cambio en

el estado de agregación de la materia del

agua al variar su temperatura, manteniendo

la presión externa constante. Apreciarán la

importancia que ha tenido para la

humanidad el conocimiento de las

transiciones de ase de algunos materiales y

sustancias. Valorarán cómo este

conocimiento ha impactado en la sociedad,

por ejemplo para cocinar y elaborar

artesanías o la elaboración de materiales de

alta tecnología.

Para empezar

El recurso tecnológico ortalece la

inormación del texto.

El video presenta los estados de agregación

de la materia; sólido, líquido y gaseoso y las

transiciones de ase del agua, así como su

relación con la temperatura y la presión.

4 El recurso tecnológico ortalece la


recurso para identicar la ormación de burbujas

y su relación con la alta de incremento de la

temperatura mientras una transición de ase

se está llevando a cabo a presión constante.

Txto trodtoro

El texto menciona que desde la antigüedad

el ser humano ha tenido conocimiento acerca

de los estados de agregación de la materia,

en particular del agua.

Sugiera que los alumnos proporcionen

algunos ejemplos de enómenos cotidianos

relacionados con los cambios de estado de

agregación de la materia, como cuando el

hielo se derrite o cuando se produce vapor de

agua en la regadera o al cocinar.


Recuerde no pedir a los alumnos la respuesta

al problema en este momento; deje que ellos


damos a usted le permite guiar

adecuadamente a los alumnos durante las

actividades.



1. El propósito.




.




actividad.








Solución al problema : RM Tres. Sólido,

líquido y gaseoso. Las verduras y el pollo,

aunque blandos, se encuentran en estado

sólido; el agua del caldo se encuentra en

estado líquido y gaseoso. Si se deja hirviendo

por mucho tiempo el caldo, toda el agua se

evaporará, lo que podría ocasionar que las

verduras se quemaran.

Para que el caldo hierva en el menor tiempo

posible, podemos tapar la olla. Esto

aumentará tanto la presión del vapor de

agua que se comienza a ormar como la del

aire que quedó atrapado en la olla y, en

consecuencia, aumentará mucho más la

temperatura dentro de la olla.





1. RL Por ejemplo: Burbujea y

constantemente sale vapor.

2. RL Por ejemplo: Parte del vapor se

condensa en las paredes del recipiente. Al

pasar un intervalo suciente de tiempo, la

grasa se solidica y, al ser ésta menos

densa que el agua, fota en ella. La carne

del pollo y las verduras adquieren de

nuevo cierta dureza.

Intercambien sus puntos de vista:

Se espera que los alumnos tengan claro que

va a aumentar la energía de las moléculas

que componen todas las partes del caldo y

entiendan que el calor es una orma de

transerencia de energía.

Manos a la obra

Actividad UNO

El interactivo permite la simulación del

movimiento de las partículas en los distintos

estados de la materia y la orma en la que

incrementan su energía cinética a través de

la manipulación de la variable: temperatura.




expresen sus ideas sobre el enómenoobservado. El recurso cuenta con


sugiere revisar antes de utilizarlo para un



complemento a la actividad.


alumnos observen que para propiciar una

transición de ase es necesario cambiar la

temperatura, la presión o ambas. Una vez

que se ha llegado a cierta temperatura ypresión, éstas no cambian hasta que se

complete la transición de ase. Todo el calor

agregado es energía que el sistema

aprovecha para realizar el cambio de estado

de agregación. En el nivel molecular, se

requiere de energía para vencer las uerzas

de cohesión. Permita que los alumnos se den

cuenta de que la temperatura no varía

cuando el agua está hirviendo.

Identifquen algunos cambios en el

estado de agregación de la materia.

ii. Aproveche esta actividad introductoria y

diagnóstica para averiguar el grado de

conocimientos que tienen los alumnos

acerca de las propiedades de la materia.

Recuerde que los conceptos de presión y

temperatura ya ueron abordados en

secuencias previas. RL Por ejemplo:

Cambiar la temperatura o la presión.

79

IICIENCIAS


1. ¿Qué sucede con el agua cuando el caldo hierve?

2. ¿Qué sucede cuando el caldo se enfría?

Intercambien sus puntos de vista sobre lo que sucede cuando se incrementa latemperatura al elaborar caldo con pollo y verduras.

Manos a la obra

Actividad UNOCambios de estado

Identifquen algunos cambios en el estado de agregación de la materia.

i. Realicen la práctica.

ii. Antes de comenzar, contesten: ¿Qué magnitud se tiene que variar para cambiar elestado de agregación de la materia?

1. Material

a) Una cacerola

b) Termómetro

c) Parrilla eléctrica

d) 10 cubitos de hielo

e) Cronómetro o reloj



80

secuencia 20

2. Prodmto

a) Armen un dispositivo como el que se muestra en la imagen anterior. Procuren quela punta del termómetro toque solamente uno de los cubitos de hielo.

b) Midan la temperatura del hielo.

c) Enciendan la parrilla.

d) Calienten el hielo hasta que comience a convertirse en líquido. Registren latemperatura cada medio minuto.

e) Esperen otros 30 segundos. Observen lo que ocurre con la temperatura.) Continúen calentando el agua hasta que hierva.

g) Esperen 30 segundos. Observen lo que ocurre con la temperatura.

h) Apaguen la parrilla y dejen enriar el dispositivo.

i) Observen lo que ocurre en las paredes de la cacerola.

3. Rltdo

a) Registren en una tabla las temperaturas que obtuvieron durante la práctica enunción del tiempo. Agreguen a la tabla las flas que sean necesarias hasta quelleguen a la temperatura más alta alcanzada.

Tmpo (mto) Tmprtr (°c )

0

0.5

1.0

1.5

b) Identifquen la temperatura a la que el hielo se convierte en líquido.

c) Identifquen la temperatura a la que hierve el agua.

d) Elaboren una gráfca de temperatura T contra tiempo t , con los datos que

registraron en la tabla.

T (°C )

100

80

60

40

20

0 0.5 1.0 1.5 2.0 2.5 3.0 t (minutos)

3. Resultados

a) RM En la tabla.

b) RM Aproximadamente a 0 ˚C .

c) La temperatura a la que hierve el agua es

la máxima temperatura posible que

puede alcanzar el agua líquida, mientras

coexista con su vapor.

d) El comportamiento de la curva de la

gráca es aproximado al que se muestra

aquí. Es una curva creciente que va de

0 ˚C , hasta la temperatura de ebullición y,

una vez alcanzada esta temperatura, se

mantiene constante. RM En la gráca.

RL Por ejemplo: 25

RL Por ejemplo: 40

RL Por ejemplo: 75

RL Por ejemplo: 83



81

IICIENCIAS



a) Contrasten los resultados obtenidos con los de otros equipos.

b) Contesten:

i. ¿Por qué aumenta la temperatura del agua?

ii. ¿Qué ocurre con la temperatura del hielo cuando se convierte en agua líquiday cuando ésta comienza a convertirse en vapor?

iii.¿Qué ocurre con el vapor de agua cuando se apaga la parrilla y el vapor

comienza a enriarse?5. Comunicación



1. Los resultados obtenidos.

2. Los estados de la materia que se pudieron observar.

3. Lo que sucede con la temperatura cuando hay un cambio de estado de lamateria.

• Argumenten sus respuestas.

Lean el texto.

• Antes de leer, comenten sobre los estados de la materia que pueden encontrar en supropio cuerpo.

Como consecuencia de la respiración, las personasexhalamos vapor de agua que se puede condensar sobrelos vidrios ríos, ormando agua líquida. Las uerzas decohesión entre moléculas semejantes son las responsablesde la condensación.

Los cambios de presión o temperatura en el ambienteprovocan que el estado de agregación de la materia pase,por ejemplo, del estado líquido al gaseoso. Así, un litrode agua a 25°C y a presión atmosérica al nivel del marestá en ase líquida o estado líquido. Sin embargo, simantenemos constante la presión y aumentamos latemperatura hasta 100°C , el agua comenzará atransormarse en vapor sin que varíe más la temperatura,hasta que toda el agua líquida se haya evaporado. En laCiudad de México, por existir menor presión atmosérica,esta transormación ocurre a 92°C . Al proceso mediante

el cual una sustancia o material pasa de un estado deagregación a otro se le llama transición de fase. Disposición de las moléculas en los dierentes estados de

la materia.

Sólido Líquido Gas PlasmaEjemplo

Hielo

Ejemplo

Agua

Ejemplo

Vapor

Ejemplo

Gas Ionizado

moléculasfjas en

unaestructura

Moléculas enlibre

movimiento

Moléculas enlibre

movimientoy espaciadas

Iones yelectrones con

movimientoindependientey espaciadas

¿Por qué hay varios estados de agregación de la materia?Seguramente han visto que cuando baja mucho la temperatura del lugar donde viven, los vidrios,principalmente los de las recámaras o la cocina, se empañan por dentro. ¿Por qué ocurre esto? ¿Qué seadhiere a los vidrios empañados?


b) i. RM Porque se ponen en contacto dos

sistemas que están a dierente

temperatura y se transere energía del

sistema de mayor temperatura al otro.

La fama se encuentra a una

temperatura mucho mayor que la del

agua con verduras y pollo. Esta energía

transerida como calor aumenta la

cantidad de energía interna del agua;

las moléculas de agua que conorman

el caldo aumentan su energía cinética

y, por lo tanto, incrementa su

temperatura.

ii. RM Aumenta un poco hasta llegar a

0 ˚C y se mantiene constante hasta que

todo el hielo se convierte en líquido.

Cuando el agua comienza a convertirse

en vapor aumenta un poco latemperatura hasta que llega a su valor

límite (92 ˚C para la Ciudad de México

o 100 ˚C en algún poblado a nivel del

mar) si se mantiene el recipiente

abierto.

iii. RM La mayor parte del vapor se

expande libremente hacia la atmósera

Algo del vapor que queda cerca de la

supercie del agua líquida se condensa

sobre las paredes del recipiente.

Intercambien sus opiniones sobre:Los estados que se van a observar son

líquido y gaseoso. Este intercambio permite

evaluar si todos los estudiantes han

comprendido qué es una transición de ase.

Txto d formó l

El texto describe las uerzas de cohesión y

los procesos de transición de ase. Se

explican brevemente algunas transiciones de

ase con base en la teoría cinética de la

materia.1 Antes de leer el texto anote en el

pizarrón algunas ideas de los alumnos con

respecto a los estados de agregación de la

materia.



82

secuencia 20

Las transiciones de ase pueden explicarse a partir de la teoría cinética de la materia. Por ejemplo, si semantiene constante la presión y se incrementa la temperatura, aumentará directamente la energía cinética delas moléculas que conorman el sistema y en consecuencia se debilitarán las uerzas de cohesión. Estedebilitamiento va dando origen a los otros dos estados de agregación de la materia: líquido y gaseoso.

Por el contrario, si se incrementan las uerzas de cohesión, se puede llevar un sistema de ase líquida ogaseosa a la ase sólida; esto es, se producirá una condensación.

Actividad DOSDrb lo mbo d tdo d l mtr prtr d rprtó gráf. Pr llo:

1. Con base en la gráfca Temperatura contra energía de la siguiente página:

a) Identifquen cuánta energía en kilocalorías se le debe agregar a untrozo de hielo a -20°C para que pase al estado líquido.

b) A qué temperaturas ocurren las siguientes transiciones de ase:

i. Hielo-agua líquida

ii. Agua líquida-vapor

Las moléculas de un gas se distribuyen o reparten por todo el espacio disponible, mientras que en un sólido permanecen unidas.

C ondensar :

C onv er t ir un v apor

en un lí quido.

Licuar : C onv er t ir un

gas en un lí quido.

Sabías que…

Cuando se produce una transición de ase, generalmente:

1. Se puede invertir. Por ejemplo, el aluminio se puede transormar

en líquido a cierta temperatura y luego retornar al estado sólido.

2. Ocurre una transerencia de energía, es decir la materia absorbeo pierde energía.

3. Se conserva la masa. Por ejemplo, un kilo de hielo se transormaen un kilo de agua.

Vílo tr s

Rrd q tdt l

rz d ohó y lo tdo

d grgó d l mtr l

Secuencia 17: ¿Cómo se organiza lamateria?

Vapor

AguaHielo

Rrd q tdt l

lorí l Secuencia 11:

¿Quién inventó la montaña rusa?

Sabías que…

En este caso, es importante que los alumnos

recuerden que se cumplen estas tres

condiciones en la mayoría de las transiciones

de ase que ellos conocen. Si lo considera

pertinente, vuelva a revisar los resultados de

la Actividad UNO.

Actividad DOS


alumnos obtengan inormación acerca de un

ejemplo de transiciones de ase mediante la

interpretación de una gráca.

2 En este caso los datos se presentan en

una gráca de temperatura contra energía.

La energía que se graca es aquella que se

necesita para elevar la temperatura del agua

desde los 0 °C hasta cualquier otra

temperatura. Se encuentran marcadas en lagráca las regiones para cada una de las

ases. La caloría es la energía necesaria para

aumentar la temperatura de un gramo de

agua, en un grado centígrado. Una

kilocaloría equivale a mil calorías.

Describan los cambios de estado de

la materia a partir de una representa-

ción gráfca. Para ello:

1. a) RM 20 kilocalorías.

b) i. RM 0 °C .

ii. RM 100 °C .

Este vínculo permite recordar y

rearmar el concepto de caloría como

unidad de energía.

Este vínculo permite recordar y

rearmar el concepto de estado de

agregación, además de puntualizar que las

propiedades de la materia se puedendescribir utilizando la teoría cinética de

partículas. Estas partículas son moléculas y,

en esta secuencia, se proundiza sobre este

concepto.



83

IICIENCIAS


Recuerda que la estructura de

la materia y la Teoría cinética

de la materia las revisaste

en las Secuencias: 14: ¿Qué

percibimos de las cosas?, 17:

¿Cómo se organiza la materia? y

19:¿Puede infarse un globo sin

soplarle?


• Según la gráfca, para transormar una mezcla de hielo y agua líquida completamenteen agua líquida, se requieren 80 kilocalorías. ¿Cuánta energía es necesaria para llevaral agua líquida desde 0°C hasta 100°C y tener la mezcla de agua líquida y vapor?

Temperatura del agua contra energía agregada(a presión atmosérica a nivel del mar).

T (°C )

100

80

60

40

20

0

-20

0 20 40 60 80 100 120 140 160 180 200 220 240

Calor agregado medido en kilocalorías

Mezcla de agualíquida y vaporHielo

Agua líquida

Mezcla deagua líquiday vapor


ndido

Si t apar as her mét icament e la olla

del caldo del pro blema

mient r as se calient a, ¿au

ment ar í a o disminuir í a el t i

empo en

que hier v e?

c) ¿Cambia la temperatura mientras se tiene la coexistencia de las ases hielo-agualíquida y agua líquida-vapor?

d) ¿A partir de qué momento aumenta la temperatura del hielo con agua líquida?

c) RM No, se mantiene constante.

d) RM Cuando todo el hielo se derrite y sólo

se tiene agua líquida. En la gráca

corresponde a la línea ascendente que va

de los 0 °C a 100 °C y abarca un intervalo

de energía que va de 100 a 200

kilocalorías.


• RM 100 kilocalorías.


Oriente a sus alumnos para que ineran la

proporción directa que existe entre presión y

temperatura de un gas; desde la perspectiva

de la teoría cinética de la materia. RM El

tiempo disminuiría, porque al tapar la olla

se aumenta la presión del vapor de agua ydel aire atrapado encima del caldo. Si la olla

se mantiene tapada y dado que no varía el

volumen que ocupa el vapor, el aumento

de presión es proporcional al aumento de

la velocidad promedio de las moléculas o

partículas. Al aumentar la velocidad aumenta

directamente la energía cinética promedio

de las moléculas, por lo que se incrementa la

temperatura de todo el sistema. En resumen,

a volumen constante, un incremento de

presión implica un aumento de temperatura.

Para el cierre de sesión recuerde con sus

alumnos que una transición de ase está

controlada por la temperatura y la presión. A

partir del momento en que comienza una

transición de ase la temperatura y la presión

no cambian, hasta que se haya completado

la transición.

Para evaluar el trabajo de la sesión puede

pedir el reporte de la Actividad UNO y las

preguntas resueltas de la Actividad DOS. Este

material puede incorporarse al portaolio delalumno.

Estos vínculos permiten recordar y

raticar conceptos como estados de

agregación: Secuencia 14 . Moléculas y

uerzas de cohesión desde la perspectiva que

brinda la teoría cinética de la materia:

Secuencia 17 . La presión y su relación con la

teoría cinética de partículas: Secuencia 18 .



84

secuencia 20


¿Por qué suceden las transiciones de fase?En un gas la rapidez de sus moléculas es alta y, por más que se acerquen, no logran unirse. Sin embargo,

cuando la temperatura disminuye tal rapidez se reduce y, si las moléculas se acercan lo sufciente, pueden

quedar unidas o cohesionadas. A esta transición de ase, en la que la materia pasa de estado gaseoso a líquido,

se le llama condensación.

Si la temperatura disminuye aún más, la cohesión global de las partículas aumenta. La transición de ase de

líquido a sólido se llama solidifcación.

En sentido inverso, cuando la temperatura aumenta, la distancia de separación entre moléculas crece y la

uerza de cohesión puede disminuir parcialmente. Entonces, ocurre una transición de ase de sólido a líquido,

llamada usión.

La temperatura que debe alcanzar una sustancia para undirse se denomina punto de usión. En el agua,

por ejemplo, el punto de usión es a los 0ºC cuando la presión atmosérica está en el nivel del mar.

Lo mismo sucede con la transición de líquido a gas. El aumento de la temperatura confere todavía mayor

rapidez a las moléculas y, en consecuencia, las uerzas de cohesión entre ellas pueden disminuir o, incluso,

eliminarse. Cuando se han liberado totalmente las moléculas, la materia se convierte en un gas. A la transición

de ase de líquido a gas se llama evaporación o vaporización. Cada sustancia tiene una determinada

temperatura para evaporarse o punto de ebullición; por ejemplo, en el agua es de 100ºC a la presión

atmosérica del nivel del mar.

También puede ocurrir que las moléculas pasen directamente de la ase sólida a la gaseosa. En este caso las

moléculas fjas del sólido se subliman.


• Comenten el cambio de ase que ocurre en un caldo cuando se rerigera.

SESIÓN 2

Para que el agua en estado sólido cambie a ase líquida, es necesario calentarla para aumentar su temperatura. En el caso contrario,para que un gas se transorme en un líquido y éste en un sólido se requiere enriarlo para disminuir su temperatura.

SeSión 2

Para iniciar la sesión y recordar lo

aprendido, puede preguntar, por ejemplo:

¿Por qué hierve el agua a dierente

temperatura en la Ciudad de México que en

Acapulco? Porque las ciudades están a

dierente presión atmosérica.

En esta sesión se darán los elementos para

que los alumnos describan las transiciones

de ase con base en la teoría cinética

molecular de la materia. Al nal de la sesión

los alumnos podrán explicar por qué la

temperatura y la presión no cambian durante

la transición.

Para terminar

• Comenten el cambio que ocurre en un

caldo cuando se rerigera.

RL Por ejemplo: La grasa se solidica.

Txto d formlzó

El texto defne y ormaliza los estados en

los cuales comienzan las transiciones de

ase: punto de solidicación, punto de

usión, punto de ebullición y punto de

sublimación. Caracteriza las transiciones de

ase: de vapor a líquido: condensación; de

líquido a sólido: solidicación; de sólido a

líquido: usión; y de líquido a gas: ebullición.



85

IICIENCIAS

Las ollas de presión tienen una tapahermética que evita que se escape el vaporque se va ormando mientras el aguahierve. Por lo tanto, el volumen del agualíquida más su vapor permanece constantedurante todo el proceso. De este modo alcalentar el agua, se aumenta directamentesu temperatura y su presión. La temperaturaaumenta porque aumenta la energíacinética de las partículas, tanto del agualíquida como del vapor. La presión aumenta,porque aumenta el número de choques quetienen, sobre todo, las partículas de vaporcon las paredes del recipiente. De estemodo, se alcanza el punto de ebullición enmenos tiempo que calentando el agua enun recipiente abierto.

Sabías que…

Durante una transición de ase, la temperatura y la presión atmosérica se mantienen constantes. La gráfcamuestra el estado de agregación en que se encuentra el agua a una temperatura y presión determinadas. Porejemplo, a dos atmóseras de presión y 450°C de temperatura, el agua toma orma de vapor. La atmósera (atm)es la unidad en la que se mide la presión y equivale a 100 000 P a.

• Si el agua hierve en Veracruz a 100°C y en Toluca a 93°C , determina en la gráfca a qué presión atmoséricase encuentran cada una de estas ciudades.

Para conocer más sobre

los modelos, puedes

consultar el libro Fuerzas

físicas de las Bibliotecas

Escolares y de Aula

En el siguiente esquema se pueden analizarlas transiciones de ase cuando un sistemaabsorbe o cede energía.

Vapor

Líquido

Aproximación lineal(la presión aumentaproporcionalmentecon la temperatura yviceversa)

Curva decoexistenciaLíquido — vaporpara el agua

P (atm)

2.0

1.9

1.8

1.7

1.6

1.5

1.4

1.3

1.2

1.1

1.0

0.9

0.8

0.7

0 50 100 150 200 250 300 350 400 T (ºC )

Absorciónde energía

térmica

Cesiónde energía

térmica

Gas

Líquido

Sólido

Sublimación

Condensación Vaporización

FusiónSolidifcación

Condensacióna sólido

Sabías que…

Se sugiere que realice un ejemplo: Vaya al

eje de temperatura y localice el 100. Suba

verticalmente hasta encontrar la recta y

“muévase” o proyecte hacia la izquierda

cruzando el eje de presión. Para el caso de

Veracruz la presión es de 1 atmósera.

Haciendo lo mismo con Toluca, la presión

razonable está entre 0.85 y 0.87 atmóseras.

Comente con sus alumnos que lo que han

hecho es una aproximación. Para un cálculo

más preciso se requiere el conocimiento de

la curva o de la gráca, que se marca con

línea punteada. A una gráca de este tipo se

la llama diagrama de ases.

• RM En la gráca.

Veracruz



86

secuencia 20

Lo que aprendimosResuelvo el problema “Antes, durante y después de la preparación de un caldo con pollo y verduras, ¿cuántos

estados de agregación de la materia se pueden identifcar? ¿Qué sucedería si se dejara

hervir el caldo por mucho tiempo en una olla destapada? ¿Qué harías para que el caldo

hirviera en el menor tiempo posible? Explica tus respuestas”.

Pr rolvr l problema, ott t dro:

1. ¿Qué estados de agregación de la materia puedes identifcar en el caldo durante su

preparación?

2. ¿Qué tipos de transiciones de ase identifcas durante el calentamiento del caldo?

Explica.

3. ¿Qué sucede si se deja hervir el caldo por mucho tiempo? Explica con base en la

Teoría cinética de la materia.

4. ¿Qué pasaría si tapas la olla que contiene al caldo mientras hierve? Explica con base

en la Teoría cinética de la materia.

5. ¿Qué tipos de transiciones de ase identifcas durante el enriamiento del caldo? Explica.

comt:

1. ¿Cuáles son los indicadores observables de que el agua cambia de estado cuando hierve?

2. ¿Cómo pueden elevar la temperatura del caldo para que su preparación sea más rápida?


dido

Rev isa lo que pensabas al inicio de la se

cuencia acer ca de lo qu

e

sucede con el agua cu

ando el caldo hier v e. ¿Hay di er encia ent r e

lo que pensabas y lo qu

e sabes ahor a? Explica

t u r espuest a.

¿Para qué me sirve lo que aprendí?Obrv l mg.

Pr rptlr l

otdo d l

olt l progrm:

Transiciones de fase lprogrmó d l rd

tltl edt.

Desembocaduradel río

Océano

Calor

TransporteHielo yagua

Nubes y vaporde agua

Transpiración Evaporación

Flujo de agua

Filtración

Lago

Precipitación

Lo que aprendimos



evaluación de los contenidos de la secuencia:



los conceptos y las destrezas aprendidas.✓ Para qué me sirve lo que aprendí : El



estudiados.







acción) de las actitudes trabajadas durantela secuencia. Esta sección promueve la

participación responsable e inormada

ante un problema o situación cotidiana.








Lo que aprendimos , así como un Ejemplo de evaluación sumativa de un bloque .




en cada secuencia.


Para resolver el problema , contesta

en tu cuaderno:

1. RM El pollo y las verduras se encuentran

en estado sólido; en el caldo: la grasa ylas sales están en estado sólido y el agua

en estados líquido y gaseoso.

2. RM La transición de ase de líquido a

vapor, o ebullición.

3. RM Se consume; ebulle por completo, es

decir, todo el caldo se convierte en vapor.

Las verduras y el pollo se ablandan

demasiado. Si se continúa el

calentamiento en seco se quemarán

inevitablemente el pollo y las verduras.

4. RM Se aumenta la presión y aumenta la

temperatura del vapor; el pollo y las

verduras se cuecen más rápido.

5. RM Se pueden identicar dos transiciones

de ase: el vapor se convierte en líquido,

ya que se condensa sobre las paredes

laterales de la olla. Además, si se deja

enriar más tiempo el caldo, la grasa sesolidica y fota.

Comenten:

1. RL Por ejemplo: Cuando presenta

abundante burbujeo y deja de subir la

temperatura.

2. RM Aumentando la fama y tapando

la olla.


Pida a sus alumnos que contrasten sus ideas

iniciales con las nuevas. De esta manera,

lograrán identicar las dierencias, y así

reconocerán el avance en su comprensión de

los temas de la secuencia.

El programa permite identicar lastransiciones de ase que ocurren con los

cambios del estado de agregación de la

materia, a través de distintos ejemplos.





la secuencia.


Observen la imagen.



87

IICIENCIAS

• Comenten:

1. ¿Por qué se orman las nubes?

2. ¿Cómo se origina la lluvia?

3. ¿Qué le pasa al agua del océano cuando absorbe calor?¿Por qué?

4. ¿Cómo se lleva a cabo la transerencia de agua desde lasuperfcie de la Tierra hacia la atmósera?

5. Si aumenta la temperatura de la atmósera, ¿será posibleque crezca el nivel de los océanos? ¿Por qué?

Lo que podría hacer hoy…El 70% de la superfcie de la Tierra está cubierta por agua. Deese porcentaje, sólo 2.5% es dulce, mientras que 97.5% essalada. El ser humano dispone de menos del 1% del agua dulcepara su consumo.

• ¿Qué se podría hacer para obtener agua sin sales a partir delagua salada del mar?

Para saber más…1. Martín, Antonia y Marisela Flores (2002). Relación entre materia y energía. México:

SEP/ Santillana.

2. Noreña, Francisco y Juan Tonda (2002). La energía. México: SEP/Santillana.

3. Pogan, A. (2003). Fuerzas físicas . México: SEP/Ediciones Culturales Internacionales.

1. Diccionario de Física (2004). Madrid: Oxord-Complutense.

2. Aguilar S. G. et al (1995). Una ojeada a la materia. México: FCE.

3. Hewitt, P. (2004). Física conceptual . México: Pearson Educación.

1. Córdoba F. J. La química y la cocina . ILCE. 13 de octubre 2006.http://omega.ilce.edu.mx:3000/sites/ciencia/volumen2/ciencia3/093/html/sec_6.html

• Comenten:

1. RL Por ejemplo: Por evaporación del

agua.

2. RM Cuando se tienen las condiciones

de presión y temperatura adecuadas;

según la región, el vapor se condensa

y el líquido se precipita.

3. RL Por ejemplo: Se evapora, ya que el

calor es energía que puede aumentar

la temperatura localmente sobre la

supercie del agua.

4. RM Por evaporación.

5. RL Por ejemplo: Sí, porque se va

perdiendo hielo de los polos ya que

éste se unde.


• ¿Qué se podría hacer para obtener aguasin sales a partir del agua salada del

mar?

RL Por ejemplo: Evaporando el agua, la

sal se precipita.

Para saber más…


electrónicas recomendadas en esta sección


proundizar y ampliar sus conocimientosacerca del tema revisado en la secuencia.

Estos libros abordan la teoría cinética de

partículas y lo aplican a dierentes ámbitos

de la termodinámica.

Este vínculo explica varios procesos

termodinámicos que se dan en la cocina.



Un modelo de barco de vaporPropósito y perspectivaMediante la construcción de un modelo de barco de vapor, los alumnos integran sus conocimientos sobre las propiedades de la materia, la

teoría cinética de partículas, así como la relación del movimiento de las moléculas con la temperatura y con la presión.Desde una perspectiva CTS se elabora un modelo de máquina de vapor y se analiza, el impacto social y ecológico que esta tecnología ha tenido

desde su descubrimiento hasta la actualidad.












1

Texto introductorio

Identicar algunas ormas de aprovechamiento de la energía

producida por el vapor.

2Fase I. Investiguemos

conocimientos útiles

Identifcar los principios en los que se basan las máquinas

de vapor.

Síntesis de inormación.

3

Fase II. Exploremos para

denir el problema

Obtener inormación directa sobre los usos que se da al

vapor en la comunidad. Valorar la utilidad del vapor en la

vida cotidiana.

Síntesis de inormación.

Por equipo: Bitácora o

grabadora, cámara otográca

(opcional).

4 Fase III. ¿Cómo

contribuimos a la solución

del problema ?

Construir un modelo de barco de vapor.

Modelo de barco de vapor.Por equipo: Materiales sencillos

de ácil acceso para elaborar una

maqueta.

Proyecto de investigación 3



88


Para empezarL l x.

• Antes de la lectura, refexionen sobre qué medios de transporte usamos para

viajar en la actualidad.

sesión 1

Un modelode barco de vapor

el sol DoraDo. Lunes 20 de noviembre de 2006

¿Cómo se viajaba hace un siglo?La energía que generaba el movimiento de las máquinasde vapor ue aplicada a los medios de transporte, por loque viajar y conocer mejor el mundo resultó unpasatiempo común y no un lujo reservado para unoscuantos, como lo había sido por años. Los barcos y laslocomotoras, cada vez más grandes y veloces, recorrían elmundo buscando lugares remotos.

Uno de estos barcos, el más lujoso y potente de esaépoca, ue el Titanic, destinado a transportar pasajeros y carga. Su diseño original de t res chimeneas ue cambiadopor cuatro para que se v iera mejor y diera la sensación deviajar con mayor velocidad. El Titanic tenía dimensionesimpresionantes: una longitud de 267 m y una altura de53 m desde la quilla a las chimeneas, 29 calderas paramover tres hélices: una central y dos exteriores de trespalas, con un diámetro de siete metros. Nadie imaginabaque el “barco que nunca se hundiría” tendría una vida tancorta.

En aguas del Atlántico Norte, a las 11:40 horas de la noche del 14 de abril de 1912 el Titanic chocó contra uniceberg , y a las 2:20 horas del día siguiente se hundió. De las 1522 personas a bordo sólo hubo 705 sobrevivientes.

En México, algunos barcos y locomotoras se hicieron amosos y por algún hecho especial han quedado en lahistoria, como el Ipiranga y la “Máquina 501/ la que corrió por Sonora/ por eso los garroteros/ el que no suspira,llora”, como dice el texto del corrido.

La Revolución Mexicana inició en 1910 y dependióbásicamente de los trenes. Los vagones se habíanconvertido en cuarteles móviles donde igual se planeaba,se luchaba o se vivía. El tren era el único medio detransporte rápido para tropas, caballos, municiones y alimentos. Su valor estratégico estaba uera de cualquierduda. La Revolución Mexicana no sólo puso fn a unadictadura de casi 30 años, sino también a la etapa históricadel porfriato, señalada como la gran época de expansiónerroviaria.

Transporte de tropas en la Revolución Mexicana.

En un intento de batir el récord de tiempo en cruzar el Atlántico, el

Titanic partió desde Inglaterra hacia Nueva York el 10 de abril de 1912,

en el que sería su primer y último viaje.

SESIÓN 1

En esta sesión se identifcan las ormas de

aprovechamiento de la energía del vapor. Se

trabajan los conceptos de presión, densidad,

calor y temperatura.

Para empezar

El texto describe la orma en que infuyó la

máquina de vapor en las comunicaciones. Se

valora su utilización en barcos y

locomotoras para aumentar su potencia y

disminuir la duración de sus recorridos.



1. El propósito.




.




actividad.








El Sol DoraDo



4 Comente con sus alumnos la utilidad

de la tecnología aplicada en los transportes,

así como los cambios que originaron en la

sociedad, al unir a los pueblos y mantenerlos

en comunicación constante.


No pida a los alumnos la respuesta al

problema en este momento; deje que ellos

expresen lo que saben al respecto.

3 No hay una solución única ni particula

al problema que se plantea. La respuesta

debe incluir el uso de conceptos de

temperatura y presión y su relación con la

energía cinética de las moléculas del gas.

Oriente a sus alumnos para que identiquen

y manejen con propiedad los términos de

energía cinética y energía térmica.

Solución al problema : RM 1) El calor

transmitido al agua transere energía

cinética en las moléculas y aumenta su

presión. La presión se regula y se transmite a

varios dispositivos para transormarla en

energía mecánica. 2) El humo que producía

la quema del combustible contaminaba el

aire, los árboles y las plantas cercanos a la

vía del tren. Ahora, con los motores de

diesel, los derrames contaminan el suelo y lo

dejan estéril.

Lo que pensamos del problema

1. RL Por ejemplo: En una cocina, al

momento de preparar los alimentos; en

las tintorerías, al planchar, en tintorerías,

en baños públicos.

2. RL Por ejemplo: En la cocina, cuando

empieza a hervir una olla, la tapa se

empieza a mover o se cae. Al planchar, el

vapor se escapa con uerza. El vapor

puede producir movimiento si se utiliza

un dispositivo apropiado.

3. RL Por ejemplo: En la cámara de

combustión, donde arde el carbón o la

leña, el agua recibe calor que aumenta la

energía cinética de sus moléculas. Esta

energía cinética se traduce en un

aumento de presión del vapor, lo que

provoca el movimiento de un émbolo

que, nalmente, moverá las ruedas de la

máquina.

4. RL Por ejemplo: El vapor de agua no

contamina el ambiente pero si puede

provocar daños a los vegetales que se

encuentran cerca. La combustión del

carbón, leña o diesel para producir vapor

sí contamina la atmósera.

Para cerrar la sesión, pida a los alumnos

que expliquen la relación que existe entre

presión y aumento de temperatura de los

cuerpos.

89

IICIENCIAS

Compartan en su salón las anécdotas que sus abuelos u otros familiares les hancontado sobre la manera en que se viajaba cuando ellos eran niños. ¿Qué diferenciasencuentran en la forma de viajar de entonces y las de ahora?

Ahora ya sabes en qué consiste y cómo se pueden explicar algunos procesos ísicos con

base en la teoría cinética molecular. En este proyecto identifcarás el papel que juegan

variables como presión ytemperatura en la generación de vapor y reconocerás la

uerza motriz que se puede obtener a partir del mismo. Con esta inormación,

construirás un modelo de una máquina de vapor para explicar cómo se transorma la

energía térmica en energía mecánica útil. También valorarás las implicaciones que estatecnología tuvo en el ambiente.

Consideremos lo siguiente…Lean con atención el problema que se plantea. Con el trabajo que realicen en esteproyecto podrán diseñar una propuesta concreta de solución.

¿Cómo se puede producir el movimiento de trenes y barcos mediante el uso del vapor?

¿Qué impacto ambiental ha producido este tipo de desarrollo tecnológico en tu

comunidad o en alguna comunidad cercana?

Lo que pensamos del problema En tu bitácora:

1. Haz una lista de lugares o situaciones donde hayas visto que se genere vapor.

2. ¿Qué tiene que ver el vapor con el movimiento?

3. ¿Cómo se puede explicar el uncionamiento de una máquina de vapor con la teoríacinética?

4. ¿Se genera contaminación al producir vapor? Explica tu respuesta.

Compartan sus respuestas.

• Anoten las dierencias y semejanzas en el pizarrón.



90


Manos a la obra

Plan de trabajo

F i: im m úl

Para obtener inormación acerca de los principios de uncionamiento de las máquinas devapor y de cómo éstas contaminan el ambiente, revisarán algunas secuencias quetrabajaron a lo largo del bloque, así como otros textos y páginas electrónicas.

F ii: explm p f l problema

Para obtener datos directos sobre los usos que se dan al vapor en su comunidad realizaránentrevistas y reexionarán sobre el impacto ambiental que tiene la generación devapor.

F iii: ¿cm bum l lu l problema ?

Apoyados en los resultados de su investigación y luego de analizar algunos diseños,elaborarán un modelo de barco de vapor con materiales de ácil acceso.

Calendario de actividadesUna buena orma de empezar el trabajo en equipo es organizar las actividades que serealizarán en cada ase y designar a los responsables de cada una de ellas. Consulten consu maestro la echa fnal de entrega, para que distribuyan mejor su tiempo. Si el ormatosiguiente les resulta útil, cópienlo en su cuaderno; si no, diseñen su propio calendario.

cronograMa de actividades

resPonsaBLes FecHa

F i

F ii

F iii

Fase I. Investiguemos conocimientos útiles

ifqu l pp um l máqu p.

1. Respondan:

a) ¿Qué lecturas y actividades del bloque nos pueden servir para identifcar cómo segenera el vapor de agua?

b) ¿Qué otras uentes podemos consultar para ampliar la inormación sobre lossiguientes aspectos?

i. La participación de la presión y la temperatura para producir vapor de agua.

ii. Los dierentes tipos de máquinas generadoras de vapor.

iii.La relación que existe entre la teoría cinética y una máquina de vapor.

iv.El tipo de contaminación que generan las máquinas de vapor.

SESIÓN 2

SESIÓN 2

Antes de iniciar la sesión, pida a sus

estudiantes que expliquen la dierencia entre

temperatura y calor.

Manos a la obra

Recuerde a sus alumnos la importancia de

organizar un calendario de trabajo y seguirlo

de manera ordenada; en él distribuirán

adecuadamente las actividades entre los

integrantes del equipo. Procure omentar y

valorar su creatividad e iniciativa para

resolver el problema .

Fase I: Investigamos conocimientosútiles

5 Sugiera a sus alumnos que, para

responder las preguntas, organicen yclasiquen los textos por temas. Por ejemplo,

los temas generales pueden ser: a) Energía

cinética, b) Energía mecánica, c) Presión de

gases y d) Calor y temperatura.

Identifquen los principios de

uncionamiento de las máquinas de

vapor.

1. Respondan:

a) RL Por ejemplo: Texto de inormación

inicial y Actividad DOS de laSecuencia

17 ; Texto de inormación inicial, Texto deormalización y Actividad CUATRO de la

Secuencia 18 ; Actividad UNO y Texto de

ormalización de la Secuencia 19 .

b) i. RL Por ejemplo: En las reerencias de

interés pueden consultarse los libros

de Física Conceptual; también puede

buscarse algo en internet sobre las

máquinas de vapor.

ii. RL Por ejemplo: En los textos citados.

iii. RL Por ejemplo: En los textos citados.

iv. RL Por ejemplo: En los textos citados.



91

IICIENCIAS

2. Consulten las reerencias que consideren necesarias para identifcar la participaciónde la temperatura y de la presión en la generación de vapor de agua. Pueden apoyarsecon las reerencias que se listan abajo. Para ello:

a) Dividan las lecturas entre todos los equipos.

b) Cada equipo busque y sintetice en su bitácora los textos revisados.

c) Expongan una síntesis de la inormación consultada al resto del grupo.

Algunas referencias de interésCiencias II. Énasis en Física:

1. Secuencia 14: ¿Qué percibimos de las cosas?

2. Secuencia 15: ¿Para qué sirven los modelos?

3. Secuencia 17: ¿Cómo se organiza la materia?

4. Secuencia 18: ¿Hace calor?

5. Secuencia 19: ¿Puede infarse un globo sin soplarle?

6. Secuencia 20: ¿Por qué cambia de estado el agua?

1. La máquina de vapor

1. Diccionario de Física (2004). Madrid: Oxord-Complutense.

2. Hewitt, Paul G. (2004). Física conceptual . México: Pearson Educación.

1. Ciuentes, Juan Luis. Los Barcos de Vapor . ILCE. 6 de marzo de 2007. http://omega.ilce.edu.mx:3000/sites/ciencia/volumen2/ciencia3/067/htm/oceano8.

htm

2. Geotermoeléctrica. CFE . 6 de marzo de 2007. http://saladeprensa.ce.gob.mx/banco/index.alia?banco=5&PHPSESSID=da2d897c45

e067966718a7ab8299b05a

3. Maldonado Fuentes, Alejandro. 1 de noviembre de 2006. La máquina del vapor . 6 demarzo de 2007.

http://www.cienciasmisticas.com.ar/tecnologia/inventos/mvapor/index.php

3. Analicen la evolución de la máquina de vapor a través del tiempo.

• Para ello, observen las imágenes de las páginas 88 y 89.

Intercambien la información que cada equipo sintetizó. Para ello:

1. Escuchen con atención las exposiciones de sus compañeros.

2. Completen su bitácora con la inormación que ellos aporten.

2. 2 Para ayudar a organizar a los

alumnos y optimizar su trabajo puede

sugerirles que cada equipo trabaje un

aspecto de los cuatro que se proponen en

la sección anterior. Por ejemplo: a)

Presión y temperatura, b) Tipos de

máquinas de vapor, c) La maquina devapor y la energía cinética de las

moléculas y d) Contaminación producida

por las máquinas de vapor que usan

carbón y diesel como combustible.

Algunas reerencias de interés

2 Para apoyar a los alumnos en la

comprensión y uso correcto de los conceptos

de energía cinética, energía mecánica,

densidad, temperatura y otros, puede pedir

que consulten estas deniciones y las

escriban en sus cuadernos.

En estas secuencias el alumno podrá

retomar los conceptos de energía, calor,

temperatura y modelos que le permitan

desarrollar adecuadamente el proyecto.

6. Es importante que los alumnos

consulten la Secuencia 20 para

rearmar sus conocimientos sobre la

relación que existe entre temperatura

y energía cinética.

El video describe el uncionamiento de

la máquina de vapor. El recurso tecnológico

aporta inormación de interés para el

desarrollo del proyecto.

4 Puede aprovechar el recurso como

uente de inormación sobre las

transormaciones de energía y la relación

existente entre temperatura, energía cinética

y presión.

Estas lecturas presentan información

referente a los conceptos relacionados con

las máquinas de vapor.

Para cerrar la sesión, asegúrese que sus

alumnos tengan claro cuál es la relación

existente entre temperatura y presión. Para

ello puede elegir por sorteo a varios alumnos

para que expongan con sus palabras esta

relación.



92


SESIÓN 3

ob fm l u qu l p umu. P ll:

1. Investiguen dónde se encuentra una planchaduría, un carrito de camotes, una

tintorería u otro establecimiento comercial o ábrica que utilice el vapor.

La Eolípila de Herón sirvió como undamento

para la construcción de los motores de vapor.

Máquina de Papin: Su importancia consistió en establecer que se

podía utilizar el vapor para mover un émbolo dentro de un cilindro.

Máquina de Newcomen: Fue utilizada casi durante un

siglo para sacar el agua de las minas.

Máquina de Watt: A una máquina de Newcomen se le hicieron varias

modifcaciones en el ahorro de combustible y en el condensador.

La eolípila está considerada como el primer intento de utilizar el vapor para obtener

energía mecánica. Durante mucho tiempo no ue científcamente estudiada pues se le

consideró sólo como un juguete para entretenimiento.

En 1690 Denis Papin sugirió usar la expansión y contracción del vapor para ormar un

vacío y producir movimiento de un pistón. Papin ue el primero en hacer una máquina

que usaba un cilindro y un pistón.

En 1712 Thomas Newcomen, con su socio Thomas Savery, construyó una máquina de

vapor para bombear agua uera de las minas. Esta máquina quedó obsoleta a fnales

de ese mismo siglo y ue sustituida por la máquina de vapor de James Watt en 1784.


o b teer i frmació: Ident i

fcar in or mación t ex t ual,

or al o gr áfca de una cos

a, sit uación, hecho o en

ómeno.

Fase II: Exploremos para defnir el problema

SESIÓN 3

Antes de iniciar esta sesión, comente con

los alumnos los conocimientos que poseen

acerca de la contaminación producida por

una máquina de vapor y sus eectos en el

ambiente. Inicie a sus alumnos en la

refexión acerca de las ventajas ydesventajas de las nuevas tecnologías.

Fase II. Exploremos para defnirel problema

A partir de aquí los alumnos tendrán que

hacer una serie de actividades extra clase.

Revise los lugares que los alumnos visitarán

(pueden ser tintorerías o sitios naturales de

producción de vapor) y las preguntas que

van a ormular al hacer sus entrevistas.

4 Al nalizar esta etapa de trabajo es

importante una puesta en común para lapresentación de avances en el grupo. Procure

guiar a sus alumnos durante la organización

de esta puesta en común.

Obtengan inormación directa acerca

de los usos que se da al vapor en su

comunidad. Para ello:

Es recomendable que antes de visitar alguno

de estos lugares, un representante de la

escuela haga contacto con las personas con

quien acudirán los alumnos. Solicíteles la

ayuda necesaria para que sus estudiantespuedan realizar su trabajo de la mejor

manera.

Apoye a sus alumnos cuando vayan a

realizar entrevistas en instituciones, como

parte de su trabajo de campo. Recuérdeles

que no olviden presentar alguna

identicación en el lugar que visiten. La

dirección de la escuela puede expedirles

alguna carta o credencial para que se

identiquen.



93

IICIENCIAS

Sinteticen información obtenida durante las entrevistas:

1. Reúnan las entrevistas de todos los equipos.

2. Elaboren en su cuaderno un resumen sobre los usos del vapor en su comunidad.Una tabla de datos puede ser de gran ayuda. Incluyan:

a)Procesos en los que se emplea vapor.

b)Dispositivos para generar vapor y su funcionamiento.

c)Aumento de la presión para cocinar.

d)Uso del vapor para planchar.

e)Riesgos al utilizar vapor.

f) Contaminación que se genera al producir vapor.

Vínculo con otros proyectos

Recuerden que las sugerencias para

aplicar entrevistas se encuentran en

varios proyectos, tanto en el libro de

Ciencias I como en el de Ciencias II .

Si lo consideran conveniente, pueden

elaborar sus propias preguntas sin

seguir al pie de la letra las que se

sugieren.

2. Realicen una entrevista para indagar:

a) ¿En qué actividad productiva se utiliza el vapor?

b) ¿Cómo funciona el dispositivo que produce el vapor?

c) ¿Dónde se ubica la salida del vapor de la máquina?

d) ¿Qué transformaciones de energía se realizan en el dispositivo?

e) ¿Qué es lo que contamina: el vapor o el combustible que calienta el agua?

3. Pregunten a sus familiares:

a) ¿Cuáles son las ventajas y desventajas de cocinar en un recipiente con tapa y sintapa?

b) ¿Cuánto tiempo se tardan en cocer los frijoles en una olla de barro y cuánto enuna de presión?

c) ¿Se cocina en el mismo tiempo en un recipiente metálico que en uno de cerámica?¿Por qué?

d) ¿Qué ventajas tiene una plancha de vapor sobre una tradicional? Expliquen.

e) ¿Qué cuidados se debe tener al utilizar agua hirviendo o vapor?

2. a) RL Por ejemplo: En los carritos de

elotes o de camotes, en una ábrica

productora de conservas o enlatados.

b) RL Por ejemplo: Un depósito de agua

con una salida pequeña y regulada

para el vapor.

c) RL Por ejemplo: En el carrito decamotes en la parte alta; en la

planchaduría se encuentra un lado

del local.

d) RL Por ejemplo: La energía térmica del

uego aumenta la energía cinética de

las moléculas de agua.

e) RM Los residuos de la quema del

combustible que calienta el agua son

tóxicos.

3. a) RL Por ejemplo: En un recipiente con

tapa se cocinan más rápido los

alimentos que en uno sin tapa. La

desventaja de cocinar en un recipiente

con tapa es que puede derramarse

ácilmente lo que se cocina.

b) RL Por ejemplo: Un kilogramo de

rijoles se cuece en una olla de barro

tapada en una hora y media

aproximadamente; en una olla de

presión se tarda, aproximadamente,

50 minutos.

c) RM En un recipiente metálico secocina más rápido que en uno de

barro porque el primero conduce

mejor el calor.

d) RL Por ejemplo: Las planchas que se

calentaban al uego tenían un

inconveniente: podían ensuciar la

ropa. Una ventaja de la plancha de

vapor es que su mecanismo permite

regular la salida de vapor que ayuda a

dejar sin arrugas la ropa.

e) RL Por ejemplo: Mucho cuidado ensu manejo para evitar quemaduras.

Evitar el contacto directo utilizando

algo que proteja, como un guante de

cocina.

Sinteticen inormación obtenida

durante las entrevistas:

Ayude a sus estudiantes a recopilar y

compartir la inormación obtenida por todos

los equipos. Sugiera a sus alumnos la

siguiente actividad: primero, los integrantes

de cada equipo se enumeran; después, se

reúnen todos los alumnos a quienes les tocó

el número uno en un equipo, los números

dos en otro y así sucesivamente. De esta

manera todos conocerán la inormación de

los demás.



94


SESIÓN 4

La máquina de vapor transorma la energía térmica del vapor en energía mecánica.Esta máquina se considera un motor de combustión externa, ya que el combustible se quema uera del cilindro donde ser realiza el trabajo.El vapor de la caldera llega a un cilindro con un émbolo, donde al expandirse cede su energía al émbolo, produciendo que éste se desplace. Cuando elvapor se enría, se expulsa a la atmósera o puede condensarse nuevamente para comenzar otro ciclo.

e p expul l p l émbl u p l

empuj b l émbl pu pl xp l p

Fase III. ¿Cómo podemos contribuir a la solucióndel problema ?cu u ml b p.

1. Tomen en cuenta los principios en los que se basan las máquinas de vapor.

2. Lleven a cabo el procedimiento sugerido:

a) Necesitan:

i. Trozo de tubo de metal ligero, cobre o aluminio de preerencia, de 1 cm dediámetro y 10 cm de longitud; cerrado o soldado por uno de sus extremos

ii. Dos trozos de alambre grueso de unos 50cm

de longitudiii. Corcho o tapón de plástico que se ajuste al extremo abierto del tubo

iv. Dos velas pequeñas

v. Trozo de madera o de unicel con la orma de una balsa

vi. Agua caliente para llenar el tubo

vii. Caja de cerillos

viii.Martillo

ix. Varios clavos

b) Realicen lo siguiente:

i. Hagan un agujero con un clavo pequeño en el corcho, cerca de la orilla.

ii. Enrollen el alambre en los extremos del tubo para afanzarlo a la base, evitandoque el tubo se deslice.

iii. Fijen los alambres sobre la madera para que el tubo quede a una altura sobrela lancha, de modo que puedan colocar las velas debajo del tubo.

iv. Claven, en ambas orillas laterales de la barca, unos cuantos clavos para ayudar

a que tenga estabilidad.

v. Llenen de agua caliente unas tres cuartas partes de la capacidad del tubo.

Para cerrar la sesión, pida a sus alumnos

que expliquen algunas de las medidas

preventivas para el uso de vapor, agua

caliente u objetos calientes en casa.

SESIÓN 4

Antes de iniciar la sesión, compruebe que

sus alumnos utilicen los conceptos deenergía térmica, energía cinética,

presión y densidad en todas sus

explicaciones. Promueva el diálogo y la

participación de sus alumnos para que

expongan sus ideas acerca de la

transormación de energía.

2 En esta sesión los alumnos

construirán un barco de vapor y

valorarán el interés de los cientícos por

diseñar dispositivos que nos ayudan realizar

trabajos pesados, haciendo la vida cotidiana

más ácil. Recuerde a sus alumnos que ahora

tendrán que diseñar su barco de vapor y

probarán su uncionamiento para comprobar

las transormaciones de energía.

Fase III. ¿Cómo podemos contribuir ala solución del problema ?

Construyan un modelo de barco de

vapor.

Colabore con sus alumnos en la construcción

de su barco de vapor. Los barcos se moverán

a distintas velocidades dependiendo de

varios aspectos por cuidar. Aquí se nombran

algunos que pueden infuir en un mejor

uncionamiento del dispositivo:

b) i. El agujero en el corcho debe ser muy

pequeño pero sin obstrucción y estará

colocado en la orilla del tapón.

iv. Para obtener mayor calentamiento de

las velas, el tubo de cobre debe

colocarse en el extremo de la fama.

v. El material base del barco debe serligero. De esta orma será menor la

masa que mueve la uerza provocada

por el escape del vapor.



95

IICIENCIAS

vi. Coloquen el corcho en el extremo del tubo, cuidandoque el agujero quede hacia arriba.

vii. Enciendan las velas.

viii.Esperen a que se caliente el tubo.

ix. Coloquen su modelo de barco de vapor sobre el agua.

x. Observen lo que sucede.

c) Respondan en su cuaderno:

i. ¿Cuál es la razón por la que se hace un agujero alcorcho?

ii. ¿Cómo sería la presión dentro del tubo si el agujerouera más grande?

iii. ¿Por qué se mueve el barco?

iv. ¿Qué tiene que ver la dirección del movimiento delbarco con la Tercera Ley de Newton?

Comenten:

1. ¿En qué se transorma la energía cinética de las moléculas delvapor en su modelo de barco?

2. ¿En qué se transorma la energía cinética de las moléculas delvapor en un errocarril?

3. ¿Se genera algún tipo de contaminación con su modelo debarco de vapor? Justifquen su respuesta.

c) i. RM Para que salga el vapor a presión.

ii. RM Habría poca presión, porque se

escaparían constantemente las

moléculas con mayor energía cinética

y no se acumularía la presión necesaria.

iii. RL Por ejemplo: Porque el vapor sale

con uerza.

iv. RM La Tercera Ley de Newton dice: “A

toda acción corresponde una reacción

igual y en sentido contrario”. El vapor

sale porque experimenta una uerza

por parte del recipiente. Acorde con

dicha ley, el vapor ejerce una uerza

sobre el recipiente en sentido contrario

y el barco se mueve hacia adelante.

Comenten:

1. RM En la energía cinética del barco al

moverse.

2. RM En la energía cinética del errocarril

al moverse.

3. RM El humo liberado, producto de la

combustión de la cera es tan escaso que

no puede considerarse como un

contaminante.



96

Proyecto de investigación 34. Redacten un breve escrito para describir el proceso, usando los siguientes esquemas.

cmuqu l ul qu bu. P ll:

1. Elaboren un reporte de investigación que contenga:

a) Introducción: Expliquen el propósito del proyecto.

b) Desarrollo: Describan el procedimiento que siguieron para elaborar su modelo.

c) Conclusiones:

i. Mencionen la importancia del vapor en la vida diaria.

ii. Después de haber realizado su proyecto, contesten:

• ¿Cómo se obtiene vapor de agua? Expliquen en términos físicos.

• ¿Cuál será la fuerza que puede tener el vapor en una cámara cerrada?

• ¿Qué semejanzas y diferencias encuentran entre su modelo de barco devapor y el esquema de la parte superior?

Manivela

VolanteCilindro

Vapor entrante

Empuje

Vapor entrante

Vapor saliendo

Empuje

Vapor entrante

Vapor saliendo

Empuje


comuiar: C ompar t ir ideas e in or mación obt enid

as de la

inv est igación empleando t ex t

os, imágenes, t ablas y gr áfcas.

Para terminar

4. 2 Ayude a sus alumnos con

sugerencias y comentarios cuando

elaboren el escrito que se les pide. Los

dos esquemas representan una máquina

de vapor. En ella se notan varios tiempos

en el movimiento de los émbolos que por

presión del vapor hacen girar una rueda.


que muestren a sus compañeros cómo

unciona su dispositivo. Esto les servirá para

corregir cualquier detalle antes de la

presentación de los proyectos en público.

2 A los alumnos cuyo dispositivo no

unciona correctamente exhórtelos para que

observen cuidadosamente los dispositivos

que sí uncionan y comparen cada parte de

su máquina de vapor, con el n de que

descubran si hay alguna variación o

dierencia que provoque su maluncionamiento.

Para terminar

Pida a sus alumnos que en la presentación

pública den a conocer los problemas que

tuvieron durante la realización del proyecto

y las soluciones encontradas. Además, que

comenten las ormas de aprovechamiento

del vapor y si es posible que propongan

alguna más, a partir de los conocimientos

adquiridos en sus investigaciones.

Comuniquen los resultados que

obtuvieron. Para ello:

En esta sesión los alumnos comunicarán

sus conclusiones al presentar su máquina de

vapor y comentar la infuencia que este

mecanismo ha tenido en el progreso de la

humanidad. Colabore con sus alumnos en la

organización de la presentación pública de

sus barcos de vapor.

ii. • RM Aumentando la energía cinética

de las moléculas puede ocurrir un

cambio de estado de agregación. En

este caso, de estado líquido a estado

gaseoso.

• RL Por ejemplo: No se puede denir

sin datos precisos, pero puedegenerarse una gran presión que ejerza

una uerza también elevada.

• RL Por ejemplo: Las semejanzas son

que en los dos es el vapor el que

produce el movimiento. Se necesita

que haya vapor constante para

mantener el movimiento. La dierencia

es que el esquema tiene una máquina

con pistón, la cual no tiene el barco de

vapor.



97

IICIENCIAS

iii.Valoren el impacto ecológico que ha tenido la máquina de vapor, en elambiente.

iv.Enumeren algunas consecuencias de la industrialización, como las condicionesde vida de los trabajadores, el crecimiento de las ciudades y la necesidad deconseguir materias primas.

2. Organicen la presentación pública de sus modelos en la escuela.

3. Realicen un intercambio de opiniones con los asistentes acerca de los benefcios deluso del vapor en la comunidad.

Lo que aprendimos SESIÓN 5

Evalúen lo aprendido durante el proyecto.

• Respondan:

1. Sobre las máquinas de vapor:

a) ¿Cómo se puede explicar su uncionamiento con base en la Teoría CinéticaMolecular?

b) ¿Cómo se puede aumentar o disminuir la velocidad de un barco de vapor?Considera los conceptos de presión y temperatura.

c) ¿Cuáles son los usos del vapor en la vida diaria?

2. Sobre el trabajo realizado:

a) ¿Qué logros y qué difcultades tuvieron al hacer las entrevistas?

b) ¿Cómo resolvieron las difcultades?

c) ¿Qué ue lo que más les gustó al hacer el proyecto?

d) ¿Qué saben ahora que al inicio del proyecto desconocían?

e) ¿Qué harían para que su barco uera más veloz?


E valuar: Analizar los

component es y la or ganizació

n

de algo par a t omar decisione

s.

SESIÓN 5

Lo que aprendimos

En esta etapa naliza el trabajo con los

contenidos del Bloque III. Verique que sus

alumnos hayan incorporado correctamente

la inormación revisada en las secuencias.

Guíelos para que refexionen acerca de loslogros alcanzados, el grado de aprendizaje

de los contenidos del proyecto, las

dicultades con las que se enrentaron y la

manera en la que las resolvieron. Esta

refexión les permitirá mejorar su desempeño

en uturos proyectos.

Evalúen lo aprendido durante el

proyecto.

1 Pida a sus estudiantes que expliquen

otros enómenos donde la energía cinética

alta de un gas puede ser una ayuda o unpeligro para las personas y la naturaleza.

Puede sugerir ejemplos sencillos con

preguntas como éstas: ¿Por qué los tanques

de gas deben estar lejos del uego o de

lugares calientes? ¿Por qué una bala explota

si se calienta? Pida a los alumnos que

expresen ejemplos donde el calor aumenta

la energía cinética de las moléculas y de los

eectos que pueden provocar estos

enómenos.

1. Sobre las máquinas de vapor:

a) RM La energía térmica se transere a

las moléculas del agua y aumenta su

energía cinética, por lo que los

choques entre las moléculas generan

mayor presión en el recipiente.

b) RM Si se aumenta la temperatura,

aumentará la energía cinética de las

moléculas, y por consecuencia,

aumentará la presión. Aumentando la

presión, se incrementa la velocidad

del barco y viceversa.

c) RL Por ejemplo: Para el planchado de

ropa, para eectuar vaporizaciones y

para trabajos de limpieza.


a) RL Por ejemplo: La gente no sabía

explicar cómo unciona el vapor para

hacer un trabajo.

b) RL Por ejemplo: Dependiendo de la

dicultad que se presentara pedimos

ayuda a los compañeros, al maestro o

amiliares para solucionarla.

c) RL Por ejemplo: Ver cómo avanzaba el

modelo de barco de vapor.

d) RL Por ejemplo: Que la energía se

transorma y el calor puede provocar

movimiento.

e) RL Por ejemplo: Poner más velas,

agrandar el deposito de agua, hacer

más ligero el barco.



e v a l u a c i ó n b l o q u e 3


98

EVALUACIÓN BLOQUE 3

Revisión de secuencias

I. Coloca dentro del paréntesis el número que relacione cada concepto con sudescripción.

Las interaccionesde la materia.Un modelo para describirlo que percibimos

1. Propiedad de algunos materiales que permite hacer láminas delgadas con ellos. ( ) Indivisibilidad

2. Propiedad que se refere al signifcado de la palabra griega átomo. ( ) Fusión

3. Propiedad que permite explicar por qué un litro de agua y uno de aceite tienendierente masa.

( ) Elasticidad

4. Medida de la energía media de las moléculas que constituyen un sistema. ( ) Capilaridad

5. Propiedad de la materia que explica que el volumen de una tina con aguaaumente al introducir otro objeto dentro de ella.

( ) Presión

6. Se defne como una medida de la inercia. ( ) Densidad

7. Es la propiedad de los materiales de estirarse al aplicarles una uerza y recobrarsu orma original.

( ) Impenetrabilidad

8. Es la adherencia entre las moléculas de un líquido y las del recipiente. ( ) Maleabilidad

9. Proceso mediante el cual un sólido se convierte en líquido. ( ) Masa

10. Es el número promedio de choques por unidad de tiempo que tienen las

partículas de un gas con las paredes del recipiente que las contiene.

( ) Temperatura

ls tdds s prst dd prmtrá r d mrtgr s mts grstrjds. est pst mdrs grs dds d ss ms y, , sgr pr ,

jt s s y srs

std rz rg d , prmtrá tr mstr.

Revisión de secuenciasls tdds d st ss d (100 mts) s Rsd ss, dd s prst prpst d xm mstr tgrdpr tdd r d rts, s pd tstr 50 60 mts.

ustd pd pdr s ms tst ttdd d s rts sr s sdr más rts.S sgr td xm stty 20% d d mstr. a d st s sprst jmp d pdr d sdrts mts d sdrds.

Drt tmp rstt d ss spd r xm; pr pdprpr t. u strtg

s sgt: rg tr td grp s rs xm, rgmtdd rspst s s txts ytdds d s ss rsds.St s ms trrspsts rrs, rgd s rrr.

Pr rzr jr d ,t std ss.

Tmé pd str , sdr, pr prjs ps dt

s rspsts rrts sí m srrs, s rgmt y s sg .

Pr , std t s rspsts dd rt. cmt ss ms sdds srj drt rs dxm.

est s mmt dd pr pdr ú d mr dd prs prt d m tgr strjs rzds d s y prr más rts. Pd ssg tr 1 y 10, drd dd d s trjs

rzds. S sgr st rprst 5% d dmstr.

l s autoevución s prstúmt s s i, iii y v. n t mér y s s s ms stt prgrsxprmtd trj p rg d ñ. Pr , s msmpr s dsmpñ trs rr d r ss prs, , mtd y d ñ sr.

2

9

7

8

10

3

5

1

6

4



c i e n c i a S i i


IICIENCIAS

99

II. Observa los fguras y marca la respuesta correcta.

11. En una mezclade alcoholetílico y aceite:

a) El aceite ota sobre el alcohol etílico.

b) El alcohol etílico ota sobre el aceite.

c) Se orman burbujas de alcohol etílico suspendidas entre elaceite.

d) El aceite y el alcohol etílico se mezclan.

12. ¿Cuál de lassiguientesfgurasrepresenta elmodelo de unproceso?

a)

c)

III. Responde en tu cuaderno:

13. En la pregunta 11 identifcaste lo que sucede con el alcohol y con el aceite cuandose mezclan. Explica por qué sucede eso.

14. En la pregunta 12 identifcaste el modelo de un proceso. Argumenta por quéconsideras que la fgura es un proceso.

Núcleo

Mitocondrias

Retículoendoplásmicorugoso

Lisosomas

Aparato

de Golgi

b)

d)

luz solar

Lasplantas incorporan

carbono de laatmós-

feraparafabricar

azúcares

Lasindustriasylas erupciones

volcánicasemitenCO2 al a

atmósfera

Al comer plantas,

losanimalesasi-

milanazúcares

Dióxido de carbono

CO2

O2

Losorganismos

descomponedores

degradanelcuerpode

losorganismosmuertos

eincorporanelcarbono

ala atmósfera

III. Resnde en u uadern:

13.RM () e h ft pr s msds g.

14.RM (d) est gr rprst srtrísts ss d dr: m fy, ás s ss

ts, és tz, tétr.






10 0

IV Subraya la palabra o el enunciado que complete adecuadamente la oración.

15. La porción más pequeña de una sustancia que conserva todas las propiedades delmismo se llama:

a) Partícula elementalb) Electrón

c) Molécula

d) Núcleo

16. Las siguientes armaciones representan características propias de un modelocientíco, excepto:

a) “Es una representación esquemática de un objeto, proceso o enómeno”

b) “Toma en cuenta las características esenciales de aquello que se representa”

c) “Es una copia exacta de la realidad”

d) “Permite hacer comparaciones y predicciones”

17. La teoría cinética molecular establece, entre otras cosas, que:

a) Las moléculas de los sólidos interactúan aleatoriamente.

b) Las moléculas de cualquier sistema se mantienen en movimiento constante.

c) La energía mecánica de las moléculas se compone únicamente de energíapotencial.

d) Los gases tienen moléculas más pequeñas que los sólidos.

18. Si se ejerce un pequeño cambio de presión en una región de un fuido, sucede que:

a) La presión genera un cambio de estado.

b) La presión genera un cambio de temperatura.

c) La presión se transmite en la misma región del fuido

d) La presión se distribuye en toda la región del fuido

19. Al proceso mediante el cual una sustancia o material pasa de un estado de agregacióna otro se llama:

a) Condensación

b) Sublimación

c) Transición de ase

d) Ebullición

20. Mientras el agua hierve y se está convirtiendo el líquido en vapor, sucede que:

a) La temperatura y la presión del agua líquida varían y la del vapor no.b) La temperatura y la presión del líquido y del vapor permanecen constantes.

c) Sólo la presión permanece constante, la temperatura varía en el líquido y en elvapor.

d) Sólo la temperatura permanece constante, la presión varía en el líquido y el vapor.



c i e n c i a S i i


IICIENCIAS

101

V. Emplea tus conocimientos para subrayar la respuesta correcta.

21. ¿Cuál es la característica esencial que se tomaría en cuenta para hacer un modelo deluncionamiento de un submarino?:

a) La orma de la escalera que conduce al cuarto del capitán

b) El volumen de las cámaras de inmersión

c) El color del casco y de los interiores

d) El tamaño del timón

22. Si quisieras atravesar un lago congelado, ¿qué harías para que no se rompa el hieloy caigas al agua?

a) Atravesar a gatas.

b) Atravesar a rastras.

c) Atravesar a pie.

d) Atravesar de “puntitas”.

23. ¿Por qué hierve el agua a 92 °C en la ciudad de México y a nivel del mar a 100 °C ?

a) Porque hace más calor a nivel del mar que en la Ciudad de México.

b) Porque la presión atmosérica en la Ciudad de México es mayor que a nivel del mar.

c) Porque el actor de humedad atmosérico a nivel del mar inuye en la ebullicióndel agua.

d) Porque la presión atmosérica en la Ciudad de México es menor que a nivel del mar.

VI. Responde en tu cuaderno:

24. En la pregunta 21 identifcaste la característica esencial que se tomaría en cuentapara hacer un modelo del uncionamiento de un submarino. Explica tu elección.

25. En la pregunta 22 identifcaste lo que harías para atravesar un lago congelado paraque no se rompa el hielo. Explica tu respuesta.

VI. Resnde en u uadern:

24. RM Pr smr m t, s sr pdsmrgrs. e s ámrs d mrss tr prsmt ps dm h s smrj ymp s .

25. RM a trsr rstrs, prssr h s dstry z drp d prs y spt pd rmpr h.





Autoevaluación

S prp strmt tt std pd tzr pr mrfx sr s rm d trj p térm d . Gí ssms pr ú s prst

ttds rs p rs hst tp d trj.

S sm d sprgts: , ,d, , g, h, státr 21 y 28pts

S sm d sprgts: , , j stá tr 3 y 6pts

b) Aiudes favrablesal rabajen qui

a) Aiudesfavrablesal rabajen equi

S sm d sprgts: , , jstá tr 9 y 12pts

S sm d sprgts: , , d, ,g, h, stá tr 7 y14 pts

orts:

l m i prst s s ds ddrs d ttdsrs pr trj p.

l m ii prst s s ds ddrs d ttdsdsrs pr trj p.

es t m grd ssrstds prt pr pdrmprrs s ts hg trs mmts d rs. D stmd rstrá my rmt msr d ss ttds trsrs d tmp.

En la ágina siguiene s y prpst d list de cotejo , pr std

ú rm tt s dstrzs yttds dsrrds pr d m d d s ss d . eststrmt d s pd tzr rm td.

ls dstrzs y ttds d d ss prst dr, rd s trj.


102

Autoevaluación• Sigue las instrucciones:

1. Escribe en la columna de la derecha el número que describa mejor tu actitudpersonal rente al trabajo en equipo. Emplea la siguiente escala:1= nunca, 2=pocas veces, 3= con recuencia, 4= siempre.

¿Cómo trabajo en equipo?

Actitud Valoracióna) Cuando trabajamos en equipo, espero a que uno de mis compañeros nos organice.

b) Cuando dividimos las tareas y termino primero, ayudo a mis compañeros.

c) Mis compañeros de equipo me toman en cuenta.

d) Si uno de mis compañeros hace un buen trabajo, se lo digo.

e) Si los demás no hacen lo que les toca, yo tampoco cumplo con mi tarea.

) Durante una actividad, escucho y respeto la opinión de los demás.

g) Me gusta aportar ideas para realizar una actividad grupal.

h) Cuando algo me sale mal, reconozco mi error.

i) Considero que el trabajo en equipo contribuye a mi aprendizaje.

j) Cuando trabajamos en equipo, nos resulta muy diícil ponernos de acuerdo.

2. Responde:

a) ¿Qué afrmaciones avorecen el trabajo en equipo?

b) ¿Cuáles de estas actitudes manifestas cuando trabajas con tus compañeros deequipo?

3. Es recomendable que guardes una copia de este cuestionario en el portaolio, paraque lo compares con los que harás al fnal de otros bloques.



c i e n c i a S i i


IICIENCIAS

103

Un portafol

io, como el

que se muestra

, es una

carpeta hech

a de

di versos materia

les

como cartón, yu

te, tela

o papel. Utili

za lo que

quieras para fabr

icar

el tu yo.

Refexiona acerca de las actividades del

Bloque 3 que te parecieron más importantes

para tu aprendizaje, y guarda en tu portaolio

algunas de esas actividades; por ejemplo,

ejercicios, otograías, dibujos, tablas o

autoevaluaciones. Escribe en una tarjeta,

por qué guardas cada una de ellas.

Integra tu portafolio

Integra tu portafolio.

est strmt tt stty d d prgrs d m rgd rs, stm pstmt prs d prdzj dd. S sgr st s ms str dd d ss prts d rs, d mr éststg s prdts d mdd srr trsrs d d. Rrd s ms grd prt prdts rds d s.





S E c U E N c I A 1 5

L i s t a

d e

c o t e j o d e

d e s t r ez a s y

a c t i t u d e s d el B l o q u e

3




p R o y E c t o 3

t o t A L

Nmbre delalumn

Analiza

cnsruye unmdel

Alia enlgía

Elabra diagrama

cmara

Idenifia

Analiza

Idenifia

Desribe

cnsruye unmdel

cmara

Relaina

Idenifia

Desribe

Idenifia

Relaina

observa

Idenifia

Desribe

Idenifia

obieneinfrmaión

cnsruye unmdel

cmunia

Evalúa






c i e n c i a S i i


Ejeml de evaluaión individual de Lo que aprendimos

cd tdd d st s s strmt tt d t. a t sgrms rm pr r s ss Resuevo e prm, ¿Pr qué me sirve o prendí? , ahor opino que… y lo que podrí

hcer hoy…:

EVALUAcIÓN FoRMAtIVA: Seuenia N. ____ Lgrad N lgradResuevo e prm D s st prmát

T mj sprr d pts rspt dgstSs hdds h d rmt h prpst d s

1.____2.____3.____

1.____2.____3.____

¿Pr qué me sirve o

que prendí?

Trsr s tds d s s stsidt s rs y srs pss

4.____5.____

4.____5.____

ahor opino que… emt ps dmtdsDsrr s psmt rít

6.____7.____

6.____7.____

lo que podrí hcer

hoy…

R sdd ptd stMstr dsps Ss ttds h d rmt h prpst d s

8. ____9.____

10.____

8. ____9.____

10.____

cALIFIcAcIÓN

Pr tr d s sm s grs d d m.





Ejeml de evaluaión sumaiva de un blque

a t s prpr jmp d m r s dstts spts d . Pd r r térm d d ss d prdzj. est sgr dsrt trs psdds std sdr másprpds d rd s rtrísts d ss ms. e tds s ss, s rdd s dms.

1. Seuenias. est s pd ddrs ds prts: td prtr d list de cotejo de destrezs y ctitudes , y td prtr d s ss d lo que prendimos d td .

) list de cotejo de destrezs y ctitudes: Spgms m crs Árz h grd 30 d s 33 dstrzs yttds sprds jt d ss d . a ddr sts rs y mtpr pr 10 s t d:

) Pr m tg prmd d s s, tds s lo que prendimos s prpr sgr prt j d pág. Spgms msm m t 8 st rr d .

) otg prmd d ) y ), st jmp srí:

e rstd s mtp pr 0.5 y s ss stty 50% d d . e st jmp d m,srí (8.5 ) X (0.5) = 4.3

3033

X 9=(10)

2531

X 8.0=(10)

9 + 82

8.5=



c i e n c i a S i i


pUNtUAcIÓN poR ASpEcto SUMA

nmr d m ) Ss (50%) ) exm (20%) ) Pryt (25%) d) Prt (5%) c mstr

1. Árz crs 4.3 1.6 2.3 0.5 8.7

2. btrá a

2. Examen bimesral. e xm mstr d s Rs d ss d s strmt ypdr s 20% d d . S m st t 8 m prdt d s rts ds xm, ts pt tdrí pr st pt srí: (8) x (0.2) = 1.6 pts

3. prye. S sgr pdr d 25%. e mstr t rtd d r pryt m sdrt. Pd r, pr jmp, áss d rm rpd, dd d prdt td sd m, rprt d stg, trj d p, tétr. S s rtrs sds d m rstd

d 9, ts pt td pr st pt srí d (9) x (0.25) = 2.3.4. prafli. S sgr pdr d 5% pr st s d . ls rtrs s pd str jt

s ms pr s s s dd prtj. Pd r, pr jmp, s s dssds rprst prdd, s txt d trjt s dt stá srt, s h hh rd,tétr. S s ms s trg 10 prt, ts ést s mtp pr .05, d mr (10) x (.05) =0.5

Fmt, s pts tds pr d d s rrs d s sm:



Manifestaciones

de la estructurainterna de la

materia

BLOQUE 4



¿De qué están hechas las moléculas?

Propósito y perspectiva

En esta secuencia se analizan dos casos que no pueden explicarse utilizando la teoría cinética y que son maniestaciones de la estructurainterna de la materia: a) el que algunos materiales sean conductores de electricidad y otros aislantes; b) que la luz del Sol se descomponga en

los colores del arco iris.

Desde una perspectiva histórica se estudian las algunas explicaciones de los enómenos eléctricos, así como la necesidad de crear nuevos

modelos para avanzar en el conocimiento de la estructura interna de la materia.









secuencia 21





Plantear el experimento de la rana de Galvani y suexplicación de los enómenos eléctricos.


UNOClasifcar materiales según su capacidad para conducircorriente eléctrica

Tabla de clasicación. Conductores

2Texto de inormación inicial

Mencionar que la acilidad o la dicultad con la que losmateriales conducen corriente eléctrica no podía explicarseutilizando el modelo de partículas.

Actividad de desarrolloDOSIdentifcar los colores que componen la luz blanca.

Cuestionario.

Mezclando colores


Mencionar que la luz es una onda y los dierentes colorescorresponden a distintas longitudes de onda.




Ahora opino que…



106

secuencia 21

Txto trodtoro


• Comenten: ¿Cómo están formadas las moléculas?

sesión 1

¿De qué están hechaslas moléculas?

En 1780, el médico Luigi Galvani disecaba una pata de rana cuandosu bisturí tocó accidentalmente un gancho de bronce del que éstacolgaba. Lo que produjo una pequeña descarga, y la pata se movió.Tal fenómeno lo llevó a realizar más experimentos en los que aplicabauna pequeña corriente eléctrica a una rana muerta; las descargaspodían lograr que las patas (incluso separadas del cuerpo) saltaranigual que cuando el animal estaba vivo.Galvani pensaba que la electricidad necesaria para mover la pata dela rana no provenía del exterior, sino que era generada dentro delorganismo vivo, que, una vez muerto, seguía conservando ciertacantidad de electricidad, a la que le llamó electricidad animal.Este tipo de electricidad se sumó a los dos que se consideraban en esaépoca: la electricidad vítrea, que era la electricidad con la que secarga el vidrio al frotarlo con lana, y la resinosa, al frotar resina conlana. Dos trozos de vidrio frotados con lana se repelen; dos trozos de

resina frotados con lana también se repelen; un trozo de vidrio y otrode resina frotados con lana se atraen.

Hastaahorahas estudiadola teoríacinética y su utilidadpara explicaralgunos fenómenosa partir de la interacción entre las moléculas. En esta secuencia estudiarás otrosfenómenos, como la conductividad eléctrica y la luz. Valorarás la necesidad de crearnuevos modelos.

La corriente eléctrica que circula por las patas deuna rana muerta ocasiona movimiento. Esto creóla fantasía de generar vida a partir de la electri-cidad, lo cuál quedó claramente plasmado en lanovela de Mary Shelley: Frankenstein.

Consideremos lo siguiente…a otó prt l problema q rolvrá o lo q hy prddodrt t .

¿Cuáles de los siguientes enómenos se pueden explicar con la teoría cinética y

cuáles no? Explica por qué.

1. El caé caliente se enría cuando se le agrega leche ría.

2. Algunos materiales conducen la electricidad y otros no.3. Un globo se infa al calentar el aire que contiene.

SESIÓN 1


a sus alumnos que clasifcarán distintos

materiales según su capacidad para conducir

corriente eléctrica. Valorarán, la necesidad

de crear una teoría nueva sobre la estructura

interna de la materia.

>>> Para empezar

Txto trodtoro

El texto menciona el experimento de la

rana de Galvani y su correspondiente

explicación mediante la electricidad

“animal”.

3 Comentar el texto con los estudiantes

puede resultar útil para detectar algunas

ideas previas; para esto se sugiere preguntar:

¿La rana muerta almacena electricidad? ¿A

qué cargas están asociadas la electricidad

vítrea y la resinosa? (a las cargas positivas y

negativas). Para guiarlos en la respuesta,recuerde los experimentos de inducción

eléctrica realizados en la Secuencia 17:

¿Cómo se organiza la materia?

Propicie que sus estudiantes comenten lo

que recuerden de la teoría cinética y su

utilidad para explicar la temperatura y la

presión.



1. El propósito.




.




actividad.









Recuerde no pedir a los alumnos la respuesta al

problema en este momento; deje que ellos


damos a usted le permite guiar adecuadamente

a los alumnos durante las actividades.

Solución al problema : RM Que el caécaliente se enríe al agregar leche ría, puede

explicarse con la teoría cinética. Como el caé

está a una temperatura mayor, las moléculas

que lo orman se están moviendo más rápido

que las de la leche. Cuando se le agrega la

leche ría, las moléculas del caé comienzan a

chocar con las de la leche transriendo parte

de su energía cinética, por eso se enría el caé.

Un globo se infa al calentar el aire que

contiene, porque las moléculas del aire al

calentarse se mueven más rápido, chocando

con mayor recuencia con la pared del globo y,

en consecuencia, empujándola hacia auera.

La teoría cinética no permite explicar que

algunos materiales conducen la electricidad y

otros no. De acuerdo con el modelo de

partículas, todos los materiales están ormados

por moléculas o átomos sin carga eléctrica con

masa denida, de los cuales no se detalla

ninguna estructura interna. Entonces, dos

materiales dierentes en el mismo estado de

agregación deberían comportarse de la misma

orma. Esto no ocurre, por lo que debe existir

una dierencia en la estructura interna de estas

moléculas que explique por qué algunos

materiales conducen la electricidad y otros no.



Lo que pienso del problema Recuerde que estas preguntas sirven para

identicar las ideas que tienen los a lumnos y

no para evaluarlos.

1 Después de que los estudiantes

tuvieron tiempo de responder las preguntas

de manera individual, es recomendable que

comenten sus respuestas con el resto delgrupo.

1. RL Por ejemplo: Por partículas y espacio

vacío entre ellas.

2. RL Por ejemplo: Aristóteles pensaba que

toda la materia era continua y estaba

ormada por los cuatro elementos: tierra,

agua, aire y uego. Demócrito pensaba

que la materia estaba ormada por

pequeños pedazos que ya no podían

dividirse más y que llamó átomos .

3. Utilice esta pregunta para detectar si los

estudiantes tienen alguna idea previa

sobre el átomo, o los elementos que la

componen: protones, neutrones y

electrones. RL Son como "eseras"

sólidas de la materia.

4. Si los estudiantes contestaron que si se

recomienda preguntar: ¿qué tipo de

carga, positiva o negativa? Si todas las

moléculas tuvieran la misma carga, ¿qué

pasaría? ¿Podrían chocar? Y si tuvieran

cargas distintas ¿qué pasaría? Es

importante que los estudiantes

identiquen que hasta ahora la

interacción que han estudiado es entre

moléculas sin carga eléctrica.

RL Por ejemplo: tienen carga positiva.

5. Con esta pregunta puede detectar si los

alumnos comparten ideas previas

parecidas a las de Galvani y trabajarlas a

lo largo de la secuencia. RL Por ejemplo:

almacenan electricidad.

Manos a la obra

Actividad UNO

El interactivo permite la simulación

del enómeno de conductividad eléctrica, con

el n de que observen diversos materiales

que conducen electricidad.

4 Además, omenta la participación y eldebate en el aula con la oportunidad de que




instrucciones y sugerencias didácticas que

usted puede revisar antes de utilizarlo para

un mejor aprovechamiento.


complemento a la actividad.

Clasifquen algunos materiales según

su capacidad para conducir corriente

eléctrica. Para ello:


alumnos se percaten de que la propagación

de la corriente eléctrica depende del tipo de

material que se utilice.

• Comenten: ¿Qué materiales son buenos

conductores de electricidad?

Preste atención a lo que piensan los

estudiantes para contrastarlo con lo que

observen en el experimento. En general los

materiales que conducen la electricidad son

los metales. RL Por ejemplo: Los metales.

1. Material

Es importante utilizar el alambre de cobre o

las monedas porque son materiales

conductores.

107

IICIENCIAS



1. De acuerdo con el modelo de partículas, ¿cómo está formada la materia?

2. ¿Qué otras ideas de cómo está formada la materia recuerdas?

3. ¿De qué están formadas las moléculas?

4. ¿Las moléculas tienen carga? Explica

5. Los cables con los que conectas la televisión, ¿tienen almacenada electricidad o éstaúnicamente pasa a través de ellos?

Intercambien sus respuestas

• Comenten las diferencias y similitudes.

Manos a la obra

Actividad UNOConductores

Clasifquen algunos materiales según su capacidad para conducircorriente eléctrica. Para ello:

• Comenten: ¿Qué materiales son buenos conductores de electricidad?

1. Material

a) Pinza para tender ropa, de madera o plástico

b) Pila tamaño Dc) Una hoja de papel de aluminio de 60 x 30 cm

d) Foquito de linterna de mano

e) Cinta adhesiva

f) Tijeras

g) Varios objetos hechos de distintos materialescomo liga de hule, papel, moneda de metal,alambre de cobre y regla de madera.

Nue va des treza empleada

Clasi fcar: Ar r egl ar o agr upar l os ob j et os

según sus c ar ac t er íst i c as c omunes o

d if er enc i as



108

secuencia 21

2. Procedimiento

a) Para armar el dispositivo:

i. Corten un rectángulo de papel aluminio de 60 x 30 cm.

ii. Doblen hasta cinco veces el rectángulo de aluminio a lolargo para ormar una tira delgada de 60 cm.

iii.Corten la tira a la mitad para tener dos tiras de 30 cm.

iv. Sujeten con la cinta adhesiva una de las puntas de cada

tira a los extremos de la pila.v. Enrollen el extremo libre de una de las tiras de aluminio

a la base del oquito.

vi.Sujeten la cinta de aluminio al oco utilizando la pinzapara ropa.

vii.El dispositivo debe quedar armado como se muestra enla fgura.

b) Para probar si los materiales conducen la electricidad y porlo tanto se enciende:

i. Coloquen uno de los materiales que quieran probar, detal manera que por un lado toque la punta metálica deloco y por otro la tira de aluminio que quedó libre.

ii. Tomen nota si el material permitió que prendiera el ocoo no.

iii.Repitan los incisos i a ii para cada uno de los objetosque van a probar.

2. Procedimiento

Cerciórese de que los estudiantes armen

correctamente el dispositivo. En particular, es

importante que las tiras de aluminio hagan

buen contacto con las terminales de la pila.



109

IICIENCIAS


ndido

Ahor a y a sabes que alg

unos mat er iales son buenos co

nduct or es de elect r icid

ad y

ot r os no. P ar a ex

plicar est e enómeno, ¿ser á n

ecesar io imaginar que

las

moléculas a su v ez est án or madas por ot r a

s par t í culas? ¿C ómo pr opondr

í as que

est án or madas las moléculas?

3. Resultados

• En su cuaderno elaboren una tabla como la que se muestra para ordenar susobservaciones.

Material ¿Se prende el oco? ¿Conduce la electricidad?

Liga de hule

Regla de madera

Papel

Moneda

Grafto de un lápiz


a) ¿Qué materiales son conductores?

b) ¿A qué se refere la palabra conductor?

c) ¿Qué materiales son aislantes?

d) ¿A qué se refere la palabra aislante?

5. Comunicación

• Elaboren un reporte de práctica en sus cuadernos.

Intercambien ideas al responder:

1. ¿Por qué los cables que se usan para conectar los aparatos eléctricos están hechos dehilos de cobre y orrados con plástico?

2. Que el cobre conduzca electricidad, ¿es debido a una propiedad específca del cobreo tiene que ver con procesos que se generan dentro de la materia?

3. Dibujen el acomodo de las moléculas de cada uno de los materiales utilizados. ¿Sondistintas entre sí?

4. El aumento en la recuencia de las colisiones entre partículas, ¿será la causa de lacarga positiva, y si uera así cuál sería la de la carga negativa?

3. Resultados

• RM En la tabla.


a) RM Los metales.

b) RM A que conducen electricidad, esdecir, que pasa a través de ellos.

c) RM La madera y el plástico.

d) RM A que aíslan la electricidad, es

decir, que no la dejan pasar.

Intercambien ideas al responder:

1. RM Porque el cobre es un buen conductor deelectricidad. Están orrados de plástico paracubrir el cobre y aislarlo. De esta manera esposible manipular los cables sin riesgo.

2. Esta es una buena oportunidad para trabajar

las ideas previas similares a las de Galvani,

por ejemplo, que el cobre es un material que

guarda electricidad. RM Tiene que ver conprocesos al interior de la materia.

3. Todos los materiales utilizados se

encuentran en estado sólido, así que es

probable que los alumnos los dibujen de la

misma orma. De acuerdo con la teoría

cinética, en los sólidos existe menor espacio

entre las moléculas que en los fuidos.

Cuestione a los alumnos sobre qué

dierencia puede existir en los materiales

para que unos conduzcan la electricidad y

otros no. Esa dierencia, ¿estará en la

estructura interna de las moléculas? RL

4. El propósito de esta pregunta es cuestionaracerca de la explicación de los enómenos

eléctricos a partir de la teoría cinética. RM

No, porque el choque de moléculas no va

a generar carga eléctrica.

Refexión sobre lo aprendido Comente con sus alumnos que con la teoría

cinética es posible, por ejemplo, describir a

grandes rasgos los estados de agregación: las

moléculas se acomodan de distintas ormas

en los sólidos, los líquidos y los gases. Sin

embargo el por qué dierentes materiales

conducen o no la electricidad no puedeexplicarse con esta teoría. RM Todos los

materiales están ormados por moléculas,

pero es necesario que exista una dierencia en

la estructura interna de las moléculas que

orman a los conductores y a los aislantes

para poder explicar que se comporten de

ormas distintas. RL Por ejemplo: Las

moléculas están ormadas por partículas con

carga eléctrica. En los materiales conductores,

las moléculas están ormadas por una mayor

cantidad de partículas cargadas que las

moléculas de los materiales aislantes.

Para cerrar la sesión. se recomiendautilizar la última Refexión sobre lo aprendido .Recuerde que el propósito de la secuencia esmostrar la necesidad de crear nuevas teoríassobre la estructura de la materia y presentarenómenos que no podían ser explicados conesta teoría, sin embargo, no se pretendeexplicar ahora estos enómenos, ya que paraesto es necesario comprender algunosmodelos atómicos y la existencia de loselectrones, lo que se estudiará en secuencias

posteriores.

RM No RM No

RM No RM No

RM No RM No

RM Sí RM Sí

RM Sí RM Sí



110

secuencia 21

¿Qué pasa cuando las cargaseléctricas se mueven?

Existen algunos materiales, como los metales,

que conducen ácilmente la electricidad, y el cobre

es un ejemplo de ello; estos materiales son llamados

conductores. También hay materiales que oponen

mucha mayor resistencia al paso de la corriente

eléctrica; son los que llamamos aislantes y entre

ellos están los plásticos.

La teoría cinética no ue sufciente para

entender por qué unos materiales conducen la

electricidad y otros no. De acuerdo con esta teoría,

las moléculas no tienen carga, y en todos los

materiales sólidos, como el cobre o la madera, se

encuentran vibrando alrededor de una posición de

equilibrio. Así que ue necesario preguntarse: ¿qué

dierencia tiene que existir en el interior de las

moléculas de cada uno de estos materiales para que

se comporten de distinta manera cuando por ellos

circula una corriente eléctrica?

Para comprender esto se construyeron modelos

que ayudan a conocer la estructura interna de las

moléculas. Ahora sabemos que están ormadas por

átomos que, a su vez, están ormados por protones,

neutrones y electrones. La dierencia entre

conductores y aislantes radica en laestructura de

sus átomos, es decir, en cómo se acomodan las

partículas que lo orman.

Existen otros enómenos, como la luz, que tampoco podían explicarse del todo utilizando la teoría

cinética. En realidad la luz, así como las ondas de radio, son ondas eletromagnéticas. Esto lo estudiarán más

a ondo en las siguientes secuencias. Imagina que en un estanque de agua tranquila agitas un palo de un

lado otro: esto produce ondas. Si agitaras una varilla de ferro cargada eléctricamente en el vacío se

producirían ondas electromagnéticas.

Las ondas electromagnéticas viajan a través del vacío. De esta orma lasnaves espaciales y los satélites envían inormación que puede detectarse

en la Tierra.

Txto d formó l

L l txto.

• Pongan especial atención en la clasifcación de los materiales a partir de su capacidad

para conducir corriente eléctrica

SESIÓN 2

Rpod dro:

1. ¿Qué son los conductores?

2. ¿Conocen materiales que sean conductores o aislantes? ¿Cuáles?

3. ¿Las moléculas están ormadas por algo más? Expliquen.

SESIÓN 2

3 Comente con los alumnos que hasta

ahora han clasifcado los materiales segúnsu capacidad de conducir corrienteeléctrica. En esta sesión estudiarán otroenómeno que tampoco pudo ser explicadopensando a la materia como ormada

únicamente por moléculas. Este enómeno esla luz. Identicarán los colores quecomponen la luz blanca.

Txto d formó l

El texto explica la dierencia entreconductores eléctricos y aislantes; y cómocon la teoría cinética no se puede explicarque los materiales se comporten de distintamanera al estar sujetos a una corrienteeléctrica. También se menciona que la luz esuna onda electromagnética.

4 Recuerde a los alumnos que lascaracterísticas de las ondas se estudiaron en

el Bloque 1.


1. RM Materiales que casi no oponen

resistencia al paso de la corriente

eléctrica.

2. RM Los metales son conductores y los

plásticos, por lo general, son aislantes.

3. RL Por otras partículas como protones,

electrones y neutrones.



111

IICIENCIAS

Actividad DOS

Mezclando colores

Identifquen los colores que componen la

luz blanca.

1. Comenten y respondan en su cuaderno:¿De qué color es la luz del Sol?

2. Elijan una de las experiencias para

averiguarlo:Experiencia A: El arco iris

a) Necesitan:

i. Espejo cuadrado

ii. Plato hondo con agua

iii.Hoja blanca

En esta imagen se muestra cómo colocar el espejo dentro del plato.

b) Realicen lo que se indica:

i. Coloquen el espejo dentro del plato hondo de modo que la mitad quede dentrodel agua. Coloquen el dispositivo en algún lugar donde el Sol se reeje direc-tamente en el espejo.

ii. Sostengan enrente del espejo la hoja de papel y muévanla hasta que aparezcanlos colores del arco iris. Es posible que tengan que mover también la posicióndel espejo. En la siguiente fgura pueden observar el arreglo del dispositivo.

iii.Registren sus observaciones en el cuaderno.

Actividad DOS

El video presenta una demostración de

la experiencia Mezclando colores .

Puede aprovechar el recurso para vericar

los resultados de esta actividad y refexionar

de manera grupal sobre ellos.


estudiantes identifquen que la luz blanca

está compuesta por luz de distintos colores.

4 Se recomienda dividir al grupo en dos

partes, que la mitad de los equipos realice

uno de los experimentos y la otra mitad el

otro; así, al nal de la clase podrán

intercambiar lo que observaron con el resto

del grupo.

Identifquen los colores que

componen a la luz blanca.1. En general, los estudiantes no suelen

pensar que la luz blanca está ormada

por luz de otros colores. Deje que

contesten libremente ya que la respuesta

quedará clara al realizar cualquiera de los

experimentos. RL Por ejemplo: Blanca.

Experiencia A: El arco iris

b) En esta experiencia es necesario

cambiar poco a poco el ángulo de

inclinación del espejo, de tal manera

que la luz del Sol incida directamentesobre este y, nalmente, buscar que el

refejo del espejo incida sobre la hoja

de papel o sobre la mano de los

alumnos.



112

secuencia 21

expr B: Mzldo olor

a) Necesitan:

i. Cartoncillo o cartulina blanca

ii. Tijeras

iii. Compás

iv. Transportador

v. Lápiz corto

vi.Plumones o lápices de color: rojo, naranja,amarillo, verde, azul y morado.

b) Realicen lo que se indica:

i. Dibujen un círculo de 10 cm de diámetro enla cartulina.

ii. Recorten el círculo.

iii. Dividan el círculo en seis secciones iguales.Para ello, usen el transportador y tracen unalínea recta del centro al perímetro del círculocada 60°.

iv. Iluminen cada una de las partes de uno delos colores en el siguiente orden: rojo,naranja, amarillo, verde, azul y morado.Fíjense en la fgura.

v. Atraviesen el círculo por el centro con ellápiz.

vi. Hagan girar al círculo.

vii.Registren sus observaciones en el cuaderno.

3. Muestren al resto del grupo su experiencia.

itrmb d obr:

1. ¿De qué color es la luz del Sol?

2. ¿De qué colores está ormada la luz blanca?

3. ¿Qué observan cuando mezclan todos los colores?

En esta imagen se muestra cómo se debe iluminar el círculo.


ndido

Ahor a y a sabes que la l

uz del Sol se puede

descomponer en los color es de

l ar co ir is.

¿C ómo t e imaginas que t endr í an qu

e est ar

or madas las moléculas par a explicar

est e

enómeno? Recuer da

que t u r espuest a t e

ay udar á a r esolv er el pro blema.

Intercambien sus ideas sobre:

1. RM Blanca.

2. RM De todos los colores del arco iris.

3. RM El blanco.

Refexión sobre lo aprendidoRL Por ejemplo: Por partículas más pequeñas

de distintos colores.

Para cerrar la sesión, se recomienda

relacionar esta actividad con el texto

anterior, recordando que la luz es una onda

electromagnética. Haga notar a sus

estudiantes que esta onda puede viajar a

través del vacío, por eso es posible que

veamos la luz del Sol. Esto les ayudará a

identicar que la inormación puedemandarse en orma de ondas

electromagnéticas por el espacio vacío y así

recorrer distancias muy grandes.



113

IICIENCIAS

SESIÓN 3Lean el texto.

• Pongan especial atención en el espectro de la luz visible.


¿La luz es una onda?En el siglo XVII, Isaac Newton pudo reproducir, con un prisma de cristal, un arco iris

en miniatura. Asimismo, la luz del Sol, se descompone en muchos colores enómeno

también conocido como espectro de la luz visible.Hoy se conoce que la luz es una onda, más concretamente es una onda

electromagnética y cada uno de los colores que componen la luz del Sol tiene una

longitud de onda distinta.

La teoría cinética molecular, que logró explicar satisactoriamente enómenos

macroscópicos como las transiciones de ase, la presión o la temperatura a partir de la

interacción entre las moléculas, dejó de ser sufciente para explicar algunos enómenos,

como la luz y, en general, las maniestaciones eléctricas y magnéticas de la materia que

tienen un origen más proundo y para lo cuál es necesario contar con modelos de la

estructura de la materia en un nivel más pequeño.

Espectro de la luz visible. Las recuencias bajas, de mayor longitud de onda, corresponden al color rojo y las recuencias

altas, con longitud de onda corta, corresponden al color violeta.

Responde en tu cuaderno.

1. ¿Qué color tiene una mayor longitud de onda, el verde o el amarillo?

2. ¿Será necesario replantear la manera en la que están ormadas las moléculas?¿Por qué?

SESIÓN 3

Comente con los alumnos que en esta

sesión estudiarán la naturaleza ondulatoria

de la luz, además de las limitaciones de la

teoría cinética.

Txto d formlzó

El texto menciona que la luz es una onda

y que a cada color le corresponde una

longitud de onda distinta. También se

presenta, a manera de conclusión, las

limitaciones de la teoría cinética y la

necesidad de conocer más acerca de la

estructura interna de las moléculas.

Se recomienda consultar la enciclopedia que

se menciona en la sección Para saber más …

ya que muestra el espectro completo de la

luz, que incluye rayos X, rayos gamma yondas de radio que se estudiarán en

secuencias posteriores.

Responde en tu cuaderno.

1. RM El amarillo.

2. RM Sí, para poder explicar otros

enómenos.



114

secuencia 21

Lo que aprendimos

Resuelvo el problema “¿Cuáles de los siguientes enómenos se pueden explicar con la teoría cinética y cuáles

no? Explica por qué.

1. El caé caliente se enría cuando se le agrega leche ría.

2. Algunos materiales conducen la electricidad y otros no.

3. Un globo que se infa al calentar el aire que contiene.”

Rpod l problema t dro.


dido

Rev isa las di er encias e

nt r e lo que pensabas a

l

inicio de la secuencia

y lo que sabes ahor a.

¿Exist en di er encias?

Pr rptlr l

otdo d l

olt l progrm:

Electricidad: luces,

corrientes y espectros

l progrmó d l rd

tltl edt.

¿Para qué me sirve lo que aprendí?como mdd d grdd, l mplr orrt létr romd l od gt.

• Comenten: ¿De qué material recomendarían que estuvieran hechos? ¿Por qué?

Lo que podría hacer hoy.Lo ro r form do, dpé d llovr, l lo dpj y pd vrlrmt l sol. Rpod:

• ¿Qué sucede con la luz del Sol cuando atraviesa las gotas de agua suspendidas en la

atmósera?

Lo que aprendimos

Responde el problema en

tu cuaderno.


Solución al problema: RM Como el caé

está a una temperatura mayor, las moléculas

que lo orman se están moviendo más rápido

que las de la leche. Cuando se le agrega la

leche ría, las moléculas del caé comienzan

a chocar con las de la leche transriendo

parte de su energía cinética, por eso se

enría el caé.

Un globo se infa al calentar el aire que

contiene, porque las moléculas del aire al

calentarse se mueven más rápido, chocando

con mayor recuencia con la pared del globo

y, en consecuencia, empujándola hacia

auera. Ambos enómenos puedenexplicarse con el modelo de partículas.

Este modelo no permite explicar que algunos

materiales conduzcan la electricidad y otros

no. De acuerdo con el modelo de partículas,

todos los materiales están ormados por

moléculas sin carga eléctrica. Entonces, dos

materiales dierentes en el mismo estado de

agregación deberían comportarse de la

misma orma. Esto no ocurre, por lo que

debe existir una dierencia en la misma

estructura interna de estas moléculas que

explique por qué algunos materiales

conducen la electricidad y otros no.

El programa permite identicar

características de la materia como la

conductibilidad, los espectros luminosos, etc.

Se enatiza la necesidad del avance cientíco

para explicar estos enómenos mediante

nuevas teorías.



construidos a lo largo de la secuencia. Elrecurso tecnológico integra el contenido de

la secuencia.

¿Para que me sirve lo que aprendí?

Como medida de seguridad al

manipular corriente eléctrica se

recomienda el uso de guantes.

RM Recomendaríamos que estuvieran

hechos de plástico, porque este material noconduce ácilmente la electricidad.

Ahora opino que…

Los arco iris se orman cuando,

después de llover, el cielo se despeja y

puede verse claramente el Sol.

Responde:

• RM Cuando la luz del Sol pasa a travésde las gotas de agua, ocurre algo similar

a lo que observamos en la experiencia (El

arco iris ): la luz se separa y se orma el

arco iris.



115

IICIENCIAS

Para saber más…1. Gasca, Joaquín (2003). Fuerzas físicas. México: SEP/ Ediciones Culturales

Internacionales, Libros del Rincón.

1. Biblioteca de la ciencia ilustrada (2002). México: Fernández Editores.

2. Bouillot-Jaugey, Isabelle (2001). Ciencia y Tecnología. Larousse Dokéo. México:Larousse.

1. Cetto, Ana María. La Luz en la naturaleza y el laboratorio. ILCE. 7 de marzo de 2007.

http://bibliotecadigital.ilce.edu.mx/sites/ciencia/volumen1/ciencia2/32/html/laluz.html

2. Magaña, Luis Fernando. Los superconductores. ILCE. 7 de marzo de 2007.

http://bibliotecadigital.ilce.edu.mx/sites/ciencia/volumen2/ciencia3/064/htm/lossuper.htm

Para saber más…

La siguiente uente amplía la

inormación sobre materiales conductores y

ondas electromagnéticas.

En los siguientes libros puede encontra

más inormación sobre el espectro de la luz.

1. En esta página encontrará más

inormación sobre la luz.

2. Este vínculo sirve para consultar sobre

otro tipo de materiales: los

superconductores, así como algunas de

sus aplicaciones.



¿Qué hay en el átomo?Propósito y perspectivaEn esta secuencia los alumnos analizan cómo es la estructura interna del átomo de acuerdo con dierentes teorías.

Bajo una perspectiva de Historia de la Ciencia, los alumnos valoran cómo distintas teorías atómicas y sus modelos han permitido avanzar en lacomprensión de la estructura de la materia y en la explicación de enómenos.









secuencia 22



Materiales necesarios o trabajo en casa

1

Texto introductorio

Presentar a partir de un pasaje de la vida de Alva Edison, unprimer acercamiento hacia la idea de que distintos materialesestán ormados de partículas pequeñas relacionadas conenómenos ísicos como la electricidad.


UNOIdentifcar los conocimientos previos sobre la estructura de lamateria.Lista de palabras clave.

Texto de inormación inicialMostrar algunas de las ideas generales que llevaron a Dalton ainerir que el átomo es una partícula rígida indivisible presenteen toda la materia.

¿Cuál es el primer modelo atómico moderno?


DOSIlustrar con ejemplos las ideas sobre la estructura atómica detres objetos distintos.Dibujos.

Por equipo: Lápiz, pluma, goma.


Describir la transormación de las ideas sobre el átomo despuésdel modelo de Dalton. Valorar el papel de los modelosatómicos para comprender la estructura de la materia


TRESIdentifcar las ideas esenciales sobre los átomos con base en eltexto de ormalización.Línea del tiempo y cuestionario.

CUATRO Construir distintos modelos atómicos a partir de la inormacióndisponible.Modelos atómicos.

Construyendo un átomo Por equipo: Cinta adhesiva; compás;plastilina de colores rojo, verde, azul ynegro; tarjetas de cartulina de 5 x 8 cm ,plumones, cartulina de 30 x 30 cm.




Ahora opino que…



116

secuencia 22


• Antes de leer, responde: ¿Por qué los cables son buenos conductores de laelectricidad?

sesión 1

Txto trodtoro

¿Qué hayen el átomo?

Thomas Alva Edison era un hombre tenaz y paciente. Se cuentaque después de experimentar durante mucho tiempo con una desus bombillas, le pidió al muchacho que le asistía en su laboratorioque la dejara en la habitación del piso de arriba. El entusiasta jovensubió la escalera y, accidentalmente, dejó caer la bombilla. Mientrasobservaba los pedazos esparcidos, Edison pidió a sus colaboradoresponerse inmediatamente a trabajar en la construcción de otrabombilla y tardaron veinticuatro horas en tenerla lista.

Entonces, Edison pidió al muchacho que la subiera nuevamente.El joven, sorprendido por la petición, tomó cuidadosamente labombilla y la llevó hasta su sitio, intacta. Ese día, Edison le enseñóal muchacho la tenacidad y la confanza características de laspersonas que se dedican al trabajo científco y a sus aplicacionestecnológicas.

El chico continuó trabajando en el laboratorio y aprendió que laelectricidad viaja por cables y que ésta causa que las bombillas seiluminen. Jamás imaginó que dentro de la rágil esera de cristal, enlos cables y en toda la materia que existe, hay un mundoextraordinariamente pequeño de partículas y de enómenos queocurren entre ellas, que explica diversos cambios ísicos, como latransormación de la electricidad en calor y en luz.

El estudio de las características de estas partículas nos hapermitido explicar una variedad de enómenos ísicos, como laconducción de la electricidad en un metal o las propiedadesmagnéticas de la materia.

Edison nació en Ohio, EU en 1847 y murióen 1931. Ésta es una de sus bombillas.

Ahora conoces los alcances de la teoría cinética de partículas para explicar algunoscomportamientos de la materia. En esta secuencia identifcarás la estructura interna delas partículas que constituyen la materia, a partir del análisis de algunos modelos que alo largo del tiempo se han empleado para explicar qué hay en un átomo. Apreciaráscómo los modelos atómicos han permitido avanzar en la comprensión de la estructurade la materia.

SESIÓN 1

1 Antes de iniciar la sesión, mencionea los alumnos que en esta sesión recordaránsus conocimientos sobre la estructura de lamateria mediante la identifcación de ideasclave sobre las teorías estudiadas en laSecuencia 16. Asimismo, elaborarán suspropias representaciones al ilustrar laestructura de tres objetos distintos de uso

cotidiano. Pregunte a sus alumnos qué es loque recuerdan sobre la estructura de lamateria.

Para empezar

• Antes de leer, responde: ¿Por qué loscables son buenos conductores de laelectricidad?

RL Por ejemplo: Porque son de metal y losmetales son buenos conductores.

Txto trodtoro

El texto presenta cómo distintosmateriales, como los usados por Thomas AlvaEdison para probar sus bombillas, estánormados de pequeñas partículas que estánrelacionadas con enómenos ísicos como laelectricidad. El texto pone de manifesto laimportancia de tener confanza en unomismo para realizar una tarea asignada. Enel caso de la actividad científca, ser tenaz ypaciente son actitudes deseables en eltrabajo pues no siempre se obtienen losresultados esperados.

1 Pregunte a sus alumnos si conocenalgo sobre la vida de Edison, cuyos inventossiguen siendo la base de muchos aparatosque orman parte de la vida cotidiana.

2 Pregunte a sus alumnos si pueden

expresar lo que creen que pudo habersentido el asistente de Edison al tirar labombilla y luego al depositarla con éxito ensu sitio. Realicen comentarios sobre laimportancia sentir confanza en uno mismo.

Puede preguntar a sus alumnos si alguna vezhan visto ilustraciones sobre el átomo en latelevisión, en revistas o anunciospublicitarios. La secuencia permitirá a losalumnos tener un panorama de cómosurgieron estas teorías y qué es lo querepresentan para las ciencias. Puede

comentarles que las ciencias actuales sebasan en gran medida en la búsqueda deexplicaciones sobre la estructura de lamateria.



1. El propósito.



.








Recuerde no pedir a los alumnos larespuesta al problema en este momento;deje que ellos imaginen posibles soluciones.La que le damos a usted le permitirá guiarlosadecuadamente durante las actividades.

Solución al problema: RM 1. Los distintosobjetos están ormados por átomos que, a suvez, están ormados por las mismas trespartículas, aunque en distinta proporción.Los protones, de carga positiva; losneutrones, que carecen de carga, y loselectrones, cuya carga es negativa. Las dosprimeras partículas se encuentran en elnúcleo y tienen una masa similar. Loselectrones son mucho más ligeros y semueven alrededor del núcleo.

2. El conocimiento sobre la estructura de lamateria ha cambiado a lo largo del tiempo.Mientras Dalton concibe al átomo como unaesera rígida e indivisible, Thompson aportala idea de partículas más pequeñas que elátomo con carga negativa, llamadaselectrones. Rutherord identifcó al protóncomo una partícula de carga positiva. Bohrintrodujo la idea de órbitas circularesalrededor del núcleo y Chadwick descubrióal neutrón. Todos estos aportes dieron lugaral modelo atómico actual, que seguirámodifcándose conorme se obtengan más

evidencias experimentales.


1 Recuerde que en esta sección es

importante que los alumnos expresenlibremente sus conocimientos previos. Ellospodrán contrastar sus respuestas inicialescon las representanciones que elaboren y loscuestionamientos al fnal de la secuencia.Pregunte a los alumnos si creen que lamateria es continua o discontinua y retomeal fnal de la secuencia.

1. Algunos alumnos pueden pensar queexiste un átomo distinto para cadasustancia, como si hubiera partículas paracada material. Así pueden creer que hayátomos de plástico o de agua. RL Porejemplo: No, porque son distintosmateriales.

2. Los alumnos ya tienen antecedentessobre la idea de átomo, ya que se trabajóen la Secuencia 16 . RL Por ejemplo: Elátomo.

3. RL Por ejemplo: No, porque átomo quieredecir sin división.

Manos a la obra

Actividad UNO

El propósito de esta actividad esidentifcar los conocimientos que poseen

los alumnos sobre la estructura de lamateria, dado el antecedente que tienensobre esto en la Secuencia 16 con las teoríasde Demócrito-Leucipo, Newton y Dalton.

• Elabora una lista de palabras clave queexplican los planteamientos deAristóteles, Newton y Dalton acerca de laestructura de la materia.

Para obtener las palabras clave, pídaleshacer un listado de las dierencias entreestas teorías. RM En la tabla.

Realicen lo siguiente:

2. RM Todas pensaron que la materia seorma de cosas pequeñas. Dalton pudohaber retomado la idea corpuscular deNewton.

3. RL Por ejemplo: Se han inerido debido a

ciertas propiedades de la materia.

Es conveniente recordar lo abordado enel Texto de ormalización de la Secuencia 16 .

117

IICIENCIAS


1. ¿Un cable y un pedazo de vidrio están hechos de las mismas partículas? ¿De cuáles?

2. ¿Cuál es la parte más pequeña de estos cuerpos?

3. ¿Se pueden dividir las partículas más pequeñas con las que está formada la materia?

Manos a la obraActividad UNOIdentifca lo que sabes acerca de la estructura de la materia.

• Elabora una lista de palabras clave que explican los planteamientos de Aristóteles,Newton y Dalton acerca de la estructura de la materia.

Palabras clave sobre la estructura de la materia

Aristóteles Newton Dalton


1. Intercambien sus listas de palabras

2. ¿Qué semejanzas encuentran entre ellas? Escríbanlas en el pizarrón

3. Comenten: ¿Cómo es posible saber algo de los átomos si no se

pueden ver?


Recuerda que estudiaste los

modelos de Aristóteles y de

Newton en la Secuencia 16:

¿Cómo está formada la materia?


¿Cómo están formados el vidrio de las bombillas o focos, los cables y toda la materia

que conoces? Elabora un modelo que represente su estructura interna, y que explique

las siguientes cuestiones:

1. ¿Distintos objetos están formados por partículas diferentes?

2. ¿Cómo ha cambiado el conocimiento sobre la estructura de la materia a lo largo

del tiempo?

RM Cuatro elementosAgua AireTierra Fuego

RMCorpúsculosPartículas

RM Esera rígidaIndivisibleSólido



118

secuencia 22

¿Cuál es el primer modelo atómico moderno?

L l txto.

• Respondan la pregunta del título.

Txto d formó l


ilus trar co e jemplos: Apoy ar o ac

lar ar

enunc iados de hec hos o c onc ept os c on e jemplos

apr opiados; ident ifc ar o dar e jem

plos espec í fc os

par a ilust r ar el c onoc imient o de c onc ept

os gener ales.

¿Es invisible el átomo?Pensar que la materia está ormada por átomos eséricos e indivisibles, como propuso Dalton, era algo diícil

de aceptar a principios del siglo XIX; ya que si los átomos son los ragmentos más pequeños de la materia,entonces no se pueden ver, y si no se ven, entonces es impensable hacer experimentos directamente con ellos

para comprobar su existencia.

Sin embargo, Dalton conormó su modelo atómico revisando algunas teorías conocidas en su época y

combinando sustancias dierentes. Sospechó, con acierto, que el agua está ormada por una combinación de

los gases hidrógeno y oxígeno; incluso encontró que el hidrógeno y el oxígeno tienen dierente masa; el

hidrógeno es más ligero que el oxígeno.

De esta manera pudo concluir que así como el agua, las sustancias combinadas están ormadas por

partículas con apariencia similar, pero de distinta masa, que se llaman átomos y que conorman toda la

materia.

Si bien no todas las suposiciones de Dalton ueron correctas, su modelo de constitución de la materia

reorzó la teoría atomista que habían postulado Demócrito y Leucipo 2000 años antes. El que la materia está

ormada por átomos sigue siendo una afrmación aceptada en la teoría atómica actual, y con ello, el trabajo y

el pensamiento de Dalton se han colocado en la historia de los modelos atómicos.


dido

¿Qué apor t a est e t e

xt o par a que puedas

r esolv er el pro blema? ¿Son di er en

t es

los át omos de un alambr e a los át

omos

del v idr io de una bombilla?

Actividad DOS

iltr o jmplo ómo mg l trtr d l mtr.

1. Observen tres objetos que tengan a la mano, como lápiz, goma, pluma.

2. En el cuaderno, expliquen cómo creen que están ormados.

3. Ilustren con un dibujo sus explicaciones.

Rl lo q d:

1. Intercambien sus dibujos.

2. Comparen las semejanzas y las dierencias

entre sus ilustraciones.

3. Comenten: ¿Qué hay en un átomo?

El video describe cómo losexperimentos meteorológicos de Daltonsobre la presión atmosérica le llevaron asuponer que los gases se combinan enproporciones defnidas para ormarcompuestos.

3

El recurso tecnológico ortalece lainormación del texto. Puede aprovechar elrecurso para presentar la inormación a susalumnos de manera atractiva.

• Respondan la pregunta del título.

Deje que los alumnos expresenlibremente sus opiniones sobre la posiblerespuesta del título.

Txto d formó l

El texto muestra algunas de las ideasgenerales que llevaron a Dalton a inerir queel átomo es una partícula rígida indivisiblepresente en toda la materia.


Comente con sus alumnos la nueva destrezatrabajada en la secuencia. 5 Pida a losalumnos que mencionen alguna cosa, hechoo enómeno que hayan explicado con unejemplo, así como la utilidad de los ejemplospara explicar y entender algo

Actividad DOS

El propósito de esta actividad es que losalumnos se imaginen cómo son tres objetosdistintos y los i lustren con dibujos. De estamanera queda implícita su idea sobre laestructura de la materia.

3

Permita que ellos expresen cuál de lasilustraciones puede representar mejor la ideade átomo.

Ilustren con ejemplos lo que se

imaginaron sobre la estructura de la

materia.

2. Quizás algunos alumnos conundanmoléculas con átomos. Mencione a susalumnos que las moléculas estánormadas por átomos. RM De átomos.

5 Para cerrar la sesión, y para suevaluación se recomienda colocar en unlugar visible los dibujos de los alumnos. Deesta manera podrán comparar sus ideas delátomo con las que identifquen

posteriormente.

Realicen lo que se indica:

2. Con la inormación que tienen losalumnos hasta ahora, se espera quevisualicen al átomo tal y como lo hizoDalton. 5 Si alguno de ellos dibujara

un átomo estereotipado como el modelode Bohr o de Rutherord, que suelenaparecer en diversos medios masivos ymarcas comerciales, pregúnteles sobre susignifcado.Quizás por los medios masivos decomunicación o las películas, algunos desus estudiantes relacionen la palabraátomo con otras palabras como protones,neutrones, núcleo o electrones. Sinembargo no comprenden que sonpartículas subatómicas. Otros alumnostendrán una idea como la de Dalton.



119

IICIENCIAS

¿Cómo son los átomos?Mientras la teoría de Dalton ue bien recibida por los químicos, los

experimentos con electricidad y magnetismo ocupaban a los ísicos de fnalesdel siglo XIX. Algunos de ellos habían comprobado que si se establece uncampo eléctrico sufcientemente intenso a través de los extremos de untubo de cristal al vacío, se produce un rayo resplandeciente. Nadie podíaexplicar por qué sucedía esto.

En 1897, Joseph J. Thomson (1856-1940) descubrió que el misterioso rayose tuerce en presencia de imanes, lo que lo llevó a pensar que el rayo estáormado de pequeñas partículas con carga negativa. Al poco tiempo, se lellamó electrón a esta partícula que desde luego no es visible. Thomsonsupuso que el electrón tenía que ser más pequeño que el átomo y parteconstitutiva de su estructura. En consecuencia, propuso un modelo atómicocomo una esera sólida con carga positiva, en la que los electrones están enreposo y se disponen sobre él como las pasas de un panqué. Según este modelo,el número de electrones debe ser tal que equilibre la carga positiva que existeen el átomo. Así se obtiene un átomo con carga eléctrica neutra. Faltabaencontrar, acaso, las partículas de carga positiva, si es que las había.

Por fn, el ísico nacido en Nueva Zelanda Ernest Rutherord (1871-1937)postuló en 1911 que la carga positiva del átomo se encuentra concentradadentro de una zona a la que llamó núcleo, alrededor de la cual giran loselectrones. En 1917 Rutherord identifcó al protón como una partículacon carga eléctrica positiva que orma parte del núcleo atómico.

En 1913, el danés Niels Bohr (1885-1962) buscó explicar la estructura delátomo más simple: el hidrógeno. Propuso que el electrón gira alrededor delnúcleo en órbitas, cada una con una distancia defnida al núcleo y con unacantidad de energía asociada.

En 1932 James Chadwick (1891-1974) supuso que en el núcleo delátomo había otra partícula que llamó neutrón, por carecer de cargaeléctrica y con una masa de valor muy similar a la del protón.

Con todo lo estudiado hasta entonces, se supo que los átomos consisten en unnúcleo muy pequeño que concentra la mayor parte de la masa, constituida porneutrones (sin carga eléctrica) y protones (de carga positiva) y, alrededor delnúcleo se mueven electrones (con carga negativa) y que ennúmero son igualal de los protones, con lo que el átomo se mantiene eléctricamente neutro.La disposición de los electrones implica que el átomo es más grande que elnúcleo. Si el núcleo uera un balín esérico de 1 cm de diámetro, el átomocompleto tendría ¡1 km de diámetro! La mayor parte del volumen atómicoestá dada, pues, por el volumen de la región que ocupan los electrones.

En el modelo actual se reconoce un núcleo atómico y electronesalrededor como enjambre de abejas distribuidos según la energía que poseen

por la uerza de atracción que ejerce el núcleo sobre ellos.

Según Bohr, el átomo es como un sistemasolar en miniatura, en cuyas órbitas giranlos electrones.


+

-

-

-

El modelo atómico de Rutherord teníaelectrones con carga negativa que semovían alrededor de un pequeño núcleode gran masa con carga positiva.

+

-

sesión 2Para terminarLean el texto.

• Durante la lectura pongan atención en las dierencias entre los modelos atómicos.

+-

-

En el modelo actual se reconoce un

núcleo atómico y electrones alrededor,distribuidos según sus niveles de energía.

SESIÓN 2


participación del grupo para retomar loaprendido durante la sesión anterior. Puedepedir que respondan algunas preguntascomo éstas:

1. ¿Cuál es el problema que se quiereresolver?

2. ¿En qué se parecen sus ilustraciones almodelo de Dalton?

Mencione a sus alumnos que en esta sesióndarán respuesta al problema mediante laidentifcación de las ideas centrales sobre laestructura del átomo que se dieron a fnalesdel siglo XIX y a lo largo del Siglo XX. Conesta inormación construirán modelos deplastilina para representar y explicar los

dierentes modelos atómicos.Para terminar

Txto d formlzó

El texto describe la transormación de lasideas sobre el átomo después de la teoría

de Dalton. Enatice la evolución de las ideassobre el átomo para que los alumnosvaloren el papel de las teorías atómicas,para comprender poco a poco la estructura

de la materia.

1 Pregunte a sus alumnos sobre el tipo

de modelo que es cada uno de los que semencionan en el Texto de formalización. Escriban sus características en el pizarrón.Evidentemente, se trata de modeloscientífcos.



120

secuencia 22

itrmb opo obr:

1. Los criterios que se tomaron en cuenta para defnir los modelosatómicos.

2. El proceso de desarrollo de los modelos atómicos.

3. La utilidad que tiene para la ciencia saber que la materia estácompuesta por átomos y diversas partículas.

Vílo tr s

L rtrít de los

modelos las revisaste en la

Secuencia 15: ¿Para qué sirven

los modelos?

Las ciencias y la comunidad científcaEn 1896, el ísico rancés Henri Becquerel (1852 -1908)experimentaba con sales de uranio, un metal pesado.Una noche, dejó en un cajón las sales junto a unapelícula otográfca sin usar. Al día siguiente y para sugran sorpresa, encontró que la película se había puestotoda negra, aun en la oscuridad. Evidentemente, eluranio tenía que ser el responsable.

Becquerel observó qué, sin importar su estado deagregación ni tampoco si estaban combinadas opuras, las sales seguían dejando impresiones en unapelícula otográfca aun cuando ésta se envolviera enun grueso papel negro. Todo esto le hizo pensar queel uranio tenía la propiedad de emitir radiación desdeel interior del átomo con la propiedad de atravesarmateriales opacos.

Fue así como descubrió la radioactividad, que es la capacidad de algunos elementosde emitir radiación de manera espontánea. Con este descubrimiento se tuvo una

evidencia contundente: si el átomo puede emitir partículas subatómicas, entonces esdivisible.

Actividad TRESidtfq las ideas esenciales sobre los átomos.

1. Escriban una línea del tiempo en donde se aprecien las ideas más importantes sobreel átomo en orma cronológica.

2. Consideren los siguientes aspectos para su línea del tiempo:

a) Partículas que considera, es decir, protones, electrones y neutrones.

b) Forma del átomo.

c) Distribución de las partículas.

3. Utilicen colores para resaltar las dierencias entre la orma del átomo y las partículas

detectadas por los autores señalados en el texto.

idtfq lo modlo tómo q omprt rtrít.

• Elaboren una clasifcación de los modelos según su parecido.

Henri Becquerel descubrió la radiactividad.


Los experimentos con electricidad aportaronmuchos datos sobre el comportamiento de lamateria a nivel atómico. Por ejemplo, un rayoproducido por un campo eléctrico tenía uncomportamiento distinto en presencia de uncampo magnético. De alguna manera, la

evidencia de esta desviación ue el criterio quellevó a Thomson a pensar en la existencia de unapartícula subatómica con carga negativa.Rutherord, identifcó al núcleo atómico y Bohrpropuso la idea de un electrón orbitando alnúcleo. Posteriormente, como constituyentes delnúcleo, Rutherord descubrió el protón yChadwick el neutrón. Si bien la teoría atómicaactual considera que los electrones no se muevenalrededor del núcleo en órbitas defnidas, estoscientífcos sentaron las bases de las teoríasatómicas actuales. En nuestros días se conoce

una gran cantidad de partículas subatómicas ysubnucleares. Los quarks son hasta ahora laspartículas más pequeñas que las personasdedicadas a la ísica han propuesto para explicarla estructura de la materia.

1. RL Por ejemplo: La desviación de un rayo ueel hecho que le sugirió a Thomson laexistencia del electrón.

2. RL Por ejemplo: Después de Dalton, cadateoría ue aportando elementos quecompletaron el rompecabezas de laexplicación moderna sobre la estructura de la

materia. Cada explicación tomó enconsideración las teorías anteriores.

3. RL Por ejemplo: Para elaborar materiales;para abricar compuestos.

Las ciencias y la comunidad científca Comente con sus alumno si las inerencias

de Thomson, Rutherord, Chadwick y Bohrpueden considerarse modelos científcos. Desdeluego que sí. Tienen capacidad explicativa ypueden predecir enómenos electromagnéticosentre sí.

Actividad TRESEl propósito de esta actividad es que losalumnos identifquen las ideas esenciales sobrelos átomos con base en el texto de ormalización.

1. Se sugiere que esta línea del tiempo, quecomienza con Dalton y termina con Chadwickse exponga con tiras de papel pegadas en lapared del salón. RM En la línea del tiempoque se muestra en página siguiente.

2. Consideren los siguientes aspectos para sulínea del tiempo:

b) RM Esérica, circular, elíptica.

Comente con sus alumnos cómo el interés por losenómenos naturales es una actitud deseable enlas personas que se dedican a las ciencias,aunque no es exclusiva de ellas. Cualquierpersona puede tener este interés, pero requierede cierta práctica en la actividad científca. Porejemplo, relacionar que la película otográfca sehabía velado con la presencia de sales de uranioen un cajón junto a las placas otográfcas, ue unhecho que pudo haber pasado desapercibidopara otras personas sin los conocimientosnecesarios para interpretar lo sucedido. Pero nopara Becquerel, que observó el evento y siguiócon sus experimentos. Sus conocimientos sobre laestructura del átomo hasta ese momento, susobservaciones y su capacidad de razonamiento lellevaron a descubrir la radioactividad y mostrar lautilidad de la idea de que el átomo está ormadopor partículas subatómicas.

c) RM Protones y neutrones en el núcleo.Electrones uera de éste, girando alrededor.

3. Es conveniente que, aunque los modelosatómicos sean dierentes, los electronessiempre tengan el mismo color para poderidentifcarlos como tales en ambos modelos.

• Elaboren una clasifcación de los modelossegún sus semejanzas.

Sugiera a sus alumnos integrar su línea deltiempo al portaolio. RL Por ejemplo, los modelosde Dalton y de Thomson podrían clasifcarsecomo estáticos, aunque el primero considere alátomo como indivisible y el segundo contempleuna estructura, con electrones como pasaspegadas dentro de una zona de carga positiva.La otra clasifcación en la que se encuentranBohr, Rutherord y Chadwick puede ser la demodelos no estáticos en donde los electrones seestán moviendo constantemente.



121

IICIENCIAS

Sabías que…

La uerza de atracción que mantiene unidos protones y electrones es una interacción adistancia pues es de naturaleza electromagnética.

Para elaborar una línea del tiempo:

Identifquen las características esenciales del objeto, proceso o enómeno que se quiere representar.

Decidan los materiales que van a usar. Puede ser un pliego de cartulina, cartoncillo, o papel, que tengan

al menos 120 cm de largo y 80 cm de ancho. Se recomienda que cuenten con una regla de 1 m y plumones de colores.

Tracen una línea horizontal como a 30 cm arriba del borde inerior, que comience a 1 cm del borde

izquierdo y termine 1 cm antes del borde derecho y remarquen la línea con plumón de color oscuro.

Marquen con una pequeña línea vertical el comienzo y el fn de esa línea. Esas marcas representan el

primer y último suceso que se registrará.

Dividan la línea en el número de segmentos iguales que se necesiten para representar el tiempo requerido,

marcando cada uno con una pequeña línea vertical. Su línea tendrá el aspecto de una recta numérica.

Por último, ubiquen y rotulen cada uno de los sucesos que van a incluir.

Actividad CUATROConstruyendo un átomo

Construyan modelos atómicos.

1. Organícense en equipos.

2. Cada equipo elaborará un modelo dierente de átomo.

a) Necesitan:

i. Cinta adhesiva

ii. Compás

iii.Plastilina de colores rojo, verde, azul y negro.

iv.Tarjetas de cartulina de 5 x 8 cm

v. Plumones

vi.Cartulina de 30 x 30 cm

b) Realicen lo siguiente:

i. Elaboren sobre la cartulina sus modelos.

ii. Utilicen plastilina roja para representar el núcleo de los átomos, verde para losprotones, azul para los neutrones y negra para los electrones.

iii.Elaboren con las tarjetas letreros para señalar los componentes de cada modeloasí como el científco que lo propuso.

iv.Péguenlos en el lugar correspondiente.

v. En el modelo actual del átomo representen un átomo de carbono que tiene 6

electrones, 6 protones y 6 neutrones.

Sabías que...

Comente con sus alumnos las dierencias entrela uerza de atracción gravitacional debida alas masas, con la uerza electromagnéticadebida a las cargas. El modelo de Bohr podríasugerir a los alumnos que los electrones semantienen girando en sus órbitas circulares

por una atracción gravitatoria, lo cual es unaapreciación incorrecta, pero recuente.

Actividad CUATRO

El interactivo presenta dierentesanimaciones tridimensionales de los modelosatómicos, así como los tipos de partículas quecontemplan: electrón, protón y neutrón.4

Además, omenta la participación y el

debate en el aula con la oportunidad de que losalumnos integren sus conocimientos y expresensus ideas sobre el enómeno observado. Elrecurso cuenta con instrucciones y sugerenciasdidácticas que se debe revisar antes deutilizarlo para un mejor aprovechamiento.

Puede utilizar el interactivo como complementoa la actividad.

El propósito de esta actividad es que losalumnos construyan distintos modelos

atómicos a partir de la inormación que hanestudiado utilizando materiales sencillos.

MODELOS ATÓMICOS

Dalton Thomson Rutherord Bohr Chadwick

1808 1897 1911 1913 1932

Esera rígida Descubre el electrón Descubre el núcleo Átomo de hidrógeno Descubre neutrones

Panqué de pasas Órbitas circulares



122

secuencia 22

Lo que aprendimosResuelvo el problema "¿Cómo están formados el vidrio de las bombillas o focos, los cables y toda la materiaque conoces? Elabora un modelo que represente su estructura interna y que explique lassiguientes cuestiones:

1. ¿Distintos objetos están formados por partículas diferentes?

2. ¿Cómo ha cambiado el conocimiento sobre la estructura de la materia a lo largo deltiempo?”

Pr rolvr l problema, tom t lo gt pto:

1. ¿De qué están formadas las cosas?2. ¿Cuál es la parte más pequeña de la materia?

comt ómo h mbdo l oomto d l trtr d l mtr, prtr d v vd.


dido

Rev isa lo que pensaba

s al inicio de la secuen

cia

sobr e si un cable y un

a bombilla de v idr io est án

hechos de las mismas par t í cula

s. ¿Exist e

di er encia ent r e lo que

pensabas y lo que sabe

s

ahor a? ¿C r ees que se h

a descubier t o t odo

acer ca del át omo? Ar gument a en el c

uader no

t us r espuest as.

Pr br má obr l

átomo pd oltrl lbro Dentro del átomo

d l Bblot

eolr y d al.


¿De qué t e sir v e la act

iv idad ant er ior par a r e

solv er el

pro blema? Ar gument a en t u cuader no t u

s r espuest as.

c) Contesten en sus cuadernos:

i. Si los electrones giran alrededor del núcleo, ¿qué evita que salgan disparados?

ii. ¿Cuál es la parte con mayor masa en los átomos? ¿Por qué?

Prt modlo.

• Expliquen las características de cada uno.

c) i. RM La uerza electrostática, que esun caso particular de la uerzaelectromagnética.

ii. RM El núcleo, pues contieneprotones y neutrones, que sonmiles de veces más masivos que elelectrón.

Lo que aprendimos

En la sección Lo que aprendimos , sepresentan las siguientes actividades deevaluación de los contenidos de la secuencia:

✓ Resuelvo el problema : El alumno da unasolución al problema ; emplea para ello,los conceptos y las destrezas aprendidas.

✓ Para qué me sirve lo que aprendí : Elalumno transfere los nuevos aprendizajesa situaciones y contextos dierentes a los

estudiados.

✓ Ahora opino que …: Se plantea unanueva situación problemática relacionadacon los contenidos, ante la cual el alumnomanifesta una opinión inormada.

✓ Lo que podría hacer hoy : Se explora elcomponente conductual (tendencia a laacción) de las actitudes trabajadasdurante la secuencia. Esta secciónpromueve la participación responsable einormada ante un problema o situación

cotidiana.

El maestro puede, si así lo desea, emplearalgunas actividades de la secuencia, pararealizar la evaluación diaria del trabajo enclase (evaluación ormativa), como las quese sugieren en los cierres de sesión.

Al fnal de cada bloque se presenta:

• Un ejemplo de evaluación individual deLo que aprendimos , así como un Ejemplo


• Una Lista de cotejo de destrezas y actitudes , en la que se presentan lasdestrezas y las actitudes que se trabajanen cada secuencia.


Para resolver el problema , toma en

cuenta los siguientes aspectos:

1. RM De átomos que están a su vezormados por partículas subatómicas.

2. En la actualidad el quark y el electrón sondos de las partículas verdaderamenteelementales. RM En los modelosatómicos expuestos en las secuencia, elelectrón.

Comenten cómo ha cambiado el

conocimiento de la estructura de la

materia.

RM El conocimiento sobre la estructura de lamateria ha cambiado a lo largo del tiempo.Mientras Dalton concibe al átomo como una

esera rígida e indivisible, Thompson aportala idea de partículas más pequeñas que elátomo con carga negativa, llamadaselectrones. Rutherord identifcó que elprotón tiene carga positiva. Bohr introdujo laidea de órbitas circulares alrededor delnúcleo y Chadwick descubrió al neutrón.Todos estos aportes dieron lugar al modeloatómico actual.


RL Por ejemplo: Sí hay dierencia. Yo creíaque la orma de los átomos era como la queproponía Dalton y que además cada unotenía partículas dierentes.



123

IICIENCIAS

¿Para qué me sirve lo que aprendí?¿Cómo explican que un cuerpo sea eléctricamente neutro?

1. Utilicen alguno de los modelos atómicos para explicarlo.

2. Argumenten las respuestas en sus cuadernos.

Ahora opino que…La palabra átomo signifca indivisible.

1. ¿Creen que este nombre es apropiado para reerirse a la estructura de la materia?¿Por qué?

2. Justifquen su respuesta de acuerdo con los modelos atómicos posteriores a Dalton.

3. Escriban en su cuaderno qué nombre le darían ustedes al átomo.

Para saber más…1. Beltrán, Faustino (2007). La culpa es de las moléculas . México: SEP/Lumen. Libros del

Rincón.

2. García, Horacio (2002). La naturaleza discontinua de la materia. México: SEP/Santillana. Libros del Rincón.

3. García, Horacio (2002). Del átomo al hombre . México: SEP/Santillana. Libros delRincón.

4. Herrera, Miguel Ángel (1992). Átomos y moléculas. México: SITESA. Serie NuestroMundo.

5. Morrison, Ian (2004). ¡La materia se rompe! México: SEP/ Libros del Rincón.

6. Noreña, Francisco (2004). Dentro del átomo. México: SEP/Libros del escarabajo. Librosdel Rincón.

7. Parisi, Anna et al. (2006). El hilo conductor . La antesala del átomo. México: SEP/Paidós. Libros del Rincón.

1. De la Peña, Luis (2005). ¿Qué es un átomo? México: DGDC, UNAM.

1. Bosch, Pedro, et al. Pioneros de las ciencias nucleares. ILCE. 6 de marzo de 2007.http://omega.ilce.edu.mx:3000/sites/ciencia/volumen3/ciencia3/120/htm/_5.sechtm

2. Bulbulian, Silvia. La radiactividad. ILCE. 2 de marzo de 2007. http://omega.ilce.edu.mx:3000/sites/ciencia/volumen3/ciencia3/120/htm/sec_4.htm

3. Menchaca, R. Arturo. El discreto encanto de las partículas elementales. ILCE. 2 demarzo de 2007. http://omega.ilce.edu.mx:3000/sites/ciencia/volumen2/ciencia3/068/htm/discreto.htm

Para recapitular el


consulten el programa: La

teoría atómica en la


satelital Edusat.

El programa permite identifcar yvalorar distintas teorías científcas queexplican la estructura interna del átomo.

4 Puede aprovechar el recurso parasintetizar con sus alumnos los conocimientosconstruidos a lo largo de la secuencia. El

recurso tecnológico integra el contenido dela secuencia.


¿Cómo explicas que un cuerpo sea

eléctricamente neutro? Utiliza alguno de

los modelos atómicos para explicarlo.

1. RM a) En el modelo de Thomson la cargade los electrones que se disponen comopasas en un panqué, debe sernuméricamente igual que la carga de la

esera sólida que los contiene.b) En el modelo de Bohr, se tiene unobjeto neutro cuando el número deprotones en el núcleo y el de electronesen las órbitas es el mismo.

Ahora opino que…

La palabra átomo signifca

indivisible.

1. RM No, porque el átomo a su vez estáormado de partículas subatómicas.

2. RM Desde el descubrimiento de Thomsonal de Chadwick, se ueron incorporandonuevas partículas constituyentes delátomo: Electrones, protones y neutrones.

3. Será interesante ver los nombres queproponen. En cualquier caso deben apelara la idea de una partícula divisible. RL

Para saber más

La consulta de los textos y páginaselectrónicas recomendadas en esta seccióncontribuye a que los alumnos puedanproundizar y ampliar sus conocimientosacerca del tema revisado en la secuencia.

1. Este texto explica cómo los átomos

orman moléculas.2. Se recomienda para abordar la idea de

discontinuidad o divisibilidad del átomo.4. Aborda de manera sencilla las ideas

antiguas y modernas sobre el átomo.6. Aborda las partículas subatómicas.7. Visión histórica del átomo.

1. Presenta en forma sencilla los

fundamentos de la teoría atómica.



¿Por qué enciende un oco?Propósito y perspectivaEn esta secuencia se analiza la corriente eléctrica en enómenos cotidianos.

Desde una perspectiva de historia de las ciencias se analiza el desarrollo de las ideas sobre la corriente eléctrica.









secuencia 23





Valorar el impacto amiliar y social de algunos inventos comola radio y la televisión.

Después de la electricidad: Radio y televisión


UNOObservar los eectos de la corriente eléctrica al pasar por

un material.Cuestionario.

Por grupo: Lámpara de mesa

con foco de 100 watt.

Texto de inormación inicialReconocer al electrón como la unidad eléctrica y suinteracción en la corriente eléctrica.


DOSConstruir un modelo de un conductor eléctrico y observarlos obstáculos que impiden el libre tránsito de los electrones.Cuestionario.

Por equipo: 2 rampas de unicelde 40 cm x 10 cm , 70 alleres, 20canicas, cronómetro.


Mostrar la resistencia eléctrica de un material y conocer losactores que lo determinan.

Resistencia eléctrica




Ahora opino que…



124

secuencia 23

Txto trodtoro

Para empezarDespués de la electricidad: radio y televisión

L l txto.

• Antes de la lectura, responde: ¿Qué signifca la expresión “en vivo” al momento deuna transmisión por televisión o radio?

sesión 1

¿Por qué enciendeun foco?

Mi abuelo me contó que cuando él era joven, una de sus diversiones eraescuchar la radio por la noche. Por fn oían las canciones que durante muchotiempo habían esperado pero también las noticias, las radionovelas, losprogramas de afcionados y el box. Un día me dijo:

“La primera televisión en el pueblo la tuvo don Jesús en 1955. Me acuerdoque la trajeron en una camioneta un miércoles en la tarde y mi compadreIsmael y yo le ayudamos a poner la antena en el techo de su casa y nos invitóa ver las imágenes ése y muchos días más. Éramos elices con la novedad dever algo que nos parecía de otro mundo, no parpadeábamos viendo todo loque pasaban aunque sólo hubiera dos horas de programación al día. Ya noteníamos que imaginar lo que antes el locutor de radio quería hacernos ver

en la mente con sus palabras. Las imágenes eran en blanco y negro, pero detodas ormas no había comparación con el radio que sólo oíamos.

Ahora conoces algunos aspectos de la electricidad. En esta secuencia comprenderás cómo

y por qué la corriente eléctrica puede encender un oco o producir calor. Valorarás laimportancia de la resistividad de los materiales para producir dierentes eectos ísicos.

Televisor blanco y negro de 1957.

Aunque los modelos han cambiado, la televisión siguesiendo el medio de comunicación de mayor alcance.

Todas las tardes nos juntábamos en la casa de DonJesús para ver las noticias, una unción de box oconocer al fn a los artistas que a diario oíamos enel radio cuando estábamos en el campo o en lacasa. Al fn pudimos verle la cara a Jorge Negrete,a José Alredo Jiménez y a Ninón Sevilla. ¡Esarumbera sí que era guapa!”El invento que ha causado más revuelo y

sensación no sólo en México sino en todo el mundoha sido la televisión. Pero, sin suministro eléctrico seconvierte en una caja completamente inútil, al igualque la mayoría de las máquinas que nos ayudan ennuestra vida cotidiana.

SESIÓN 1

5 Antes de iniciar la sesión, pida a sus

alumnos que mencionen todos los aparatos

que uncionan con energía eléctrica. También

pida a sus alumnos que expresen las

dierencias que se viven en casa entre un día

con electricidad y otro día sin ella.

Para empezar

El video describe el avance en la

tecnología de los medios de comunicación:

radio y televisión y cómo intervienen en ellos

enómenos eléctricos.



video para refexionar sobre las ventajas que

tenían estos medios de comunicación sobre

los tradicionales como el correo y el

periódico.

• Antes de la lectura, responde: ¿Qué

signica la expresión “en vivo” al

momento de una transmisión por

televisión o radio?

RL Por ejemplo: Que ocurre en el mismo

instante en que se transmite.

Txto trodtoro

El texto describe un aspecto de la

infuencia que tuvo la televisión en la vida

amiliar cuando se hizo un artículo de uso

cotidiano.

4

Se sugiere comentar con los alumnos

si la historia del texto tiene algún parecido

con situaciones personales, amiliares, de

amigos o vecinos de la comunidad. Podrían

preguntar en algún momento a sus abuelos

u otras personas mayores.

1 Propicie que los alumnos comenten

acerca de los costos del servicio de energía

eléctrica en su casa. Haga que sus alumnos

comenten acerca de los aparatos que

“gastan más luz” y se pregunten ¿a qué se

debe esto?



1. El propósito.




.




actividad.











No espere que sus alumnos resuelvan al

problema que presentamos. Deje que ellos

imaginen posibles soluciones. La respuesta

que le damos a usted le permitirá guiar a los

alumnos adecuadamente durante las

actividades.

Se propone esa situación problemática para

iniciar al alumno en el conocimiento de los

conductores y aislantes eléctricos. Se

conocerán más tarde los actores que

infuyen en el libre fujo de electrones.

Solución al problema : RM El cable corto,

el de 3m y de mayor grosor. Se emplea cobre

porque es un material que presenta poca

oposición al fujo de electrones.

Lo que pienso del problema Recuerde que en esta sección se pretende

que los alumnos elaboren sus primeras

aproximaciones al problema . Anime a los

estudiantes a participar reconociendo sus

intervenciones, sin calicarlas como alsas o

verdaderas, sino como una orma distinta de

ver las cosas.


1. RL Por ejemplo: Porque está hecho de un

material que al contacto de la electricidad

se calienta mucho y emite luz.

2. RL Por ejemplo: Tal vez, pero eso se sabría

haciendo pruebas con varios aparatos

que midan si conduce mejor o no la

corriente o haciendo experimentos para

ver si encienden mejor los ocos o

uncionan mejor los aparatos conectados

a la energía eléctrica.

3. RL Por ejemplo: Por el cable ancho puede

haber mayor fujo de electrones, pero

entre el corto y el largo desconozco la

dierencia.

Manos a la obra

Actividad UNO


alumnos expresen sus conocimientos

previos sobre el uncionamiento de los

aparatos eléctricos mediante una corriente

eléctrica.Observen los eectos del paso de

una corriente eléctrica por un material.

1. RL Por ejemplo: Porque la electricidad

fuye por el lamento.

4. a) RL Por ejemplo: El fujo de la corriente.

b) RL Por ejemplo: Porque dejó de fuir la

corriente.

c) RL Por ejemplo: Cuando enciende,

emite luz y calor.

d) RL Por ejemplo: Corriente eléctrica.

Refexión sobre lo aprendido Puede pedir a sus alumnos que nombren

situaciones cotidianas en las que se utiliza la

electricidad. También puede aprovechar para

indicarles que de las ormas de energía, la

eléctrica es una de las más versátiles: se

puede transormar en luz, calor, sonido,

etcétera. RL

125

IICIENCIAS


1. ¿Por qué brilla el lamento de un oco?

2. Los cables que se usan para conectar una pila con un oco generalmente son de cobre,¿conducirá igual la electricidad un cable hecho de aluminio? ¿Por qué?

3. Si tenemos dos cables eléctricos, uno delgado y largo y otro ancho y corto, ¿por cuálde ellos el fujo de electrones será mayor?

Manos a la obraActividad UNOObserven los efectos del paso de una corriente eléctrica por un material.

1. Comenten: ¿Por qué prende un oco?

2. Van a necesitar una lámpara de escritorio con un oco de 100 watt.


a) Conecten la clavija de la lámpara a la toma de corriente.

b) Enciendan la lámpara.

c) Describan en sus cuadernos lo que sucede con el oco.

d) Pidan a un compañero que acerque su mano al oco encendido sin tocarlo.

e) Permitan al compañero describir lo que sintió.

) Apaguen la lámpara.

4. Comenten:

a) ¿Qué causó que el oco prendiera?

b) ¿Por qué se apagó el oco?

c) ¿Qué eectos detectaron en el oco cuando se encendió y apagó la

lámpara?d) ¿Cómo llamarían a aquello que causó los eectos observados?

Consideremos lo siguiente…A continuación se presenta el problema que resolverás con lo que hayas aprendido

durante esta secuencia.

Vas a elaborar una extensión eléctrica para iluminar el patio de tu casa con un oco

de 200 watt . Puedes elaborar una extensión larga de 20 m con cable delgado de

cobre, o una corta de 3 m con cable grueso del mismo material. ¿Cuál de las dos

extensiones orece menor resistencia al fujo de electrones? Argumenta tusrespuestas en términos ísicos.


ndido

Ahor a sabes que la cor

r ient e

eléct r ica pr oduce di er

ent es

e ect os en los mat er ia

les por

donde se conduce. ¿De

qué t e

sir v e est e conocimient

o par a

r esponder el pro blema?



126

secuencia 23

Txto d formó l

¿De qué está hecha la corriente eléctrica?A lo largo del siglo XIX se aanzó el conocimiento de la electricidad y el magnetismo. En ese entonces se

estableció que la corriente eléctrica es la cantidad de carga eléctrica que atraviesa una supercie, por unidadde tiempo. A la unidad de corriente eléctrica se le llamó ampère en honor del cientíco rancés André Ampère.

La cuestión de la naturaleza de la carga o de la corriente eléctrica no se planteó hasta que se aceptó

plenamente, a nes del siglo XIX, que la materia está hecha de átomos.

G. John Stoney postuló la existencia de una unidad undamental de carga eléctrica, lo que quiere decir que

cualquier cuerpo electricado o cargado eléctricamente debe poseer una cantidad de carga que sea múltiplo

entero de esta unidad undamental. Thomson identicó la unidad undamental de carga como la carga de la

partícula que descubrió en 1897 y que llamaron electrón. En 1917 Robert Andrews Millikan consiguió medir la

carga eléctrica del electrón.

Hoy sabemos que la corriente eléctrica es un fujo de electrones.

L l txto.

• Antes de la lectura, comenten: ¿Qué es una corriente electrica?

Flujo de la corriente eléctrica a través de una resistencia incandescente.

Filamento

Ampolla

de vidrio

Soportes

Gas inerte

Circuito

Fuente deelectricidad

Circuito

Corrienteeléctrica

Txto d formó l

El texto explica la participación del

electrón en la corriente eléctrica.

3 Al nal de la lectura, propicie que los

alumnos expresen ideas claras de lo que han

leído.



127

IICIENCIAS

Comenten:

1. ¿Cómo se dene la corriente eléctrica?

2. ¿Qué partícula subatómica es responsable de la corriente eléctrica?

3. ¿Qué instrumentos o aparatos del salón de clase emplean corriente eléctrica?


Recuerda que el concepto de carga

eléctrica se revisó en la Secuencia

12: ¿Qué rayos sucede aquí?


dido

Ahor a sabes que la cor

r ient e eléct r ica es el

u jo de elect r ones

y que el elect r ón t iene un v alor

defnido de car ga eléct

r ica. ¿De

qué t e sir v e est e conoc

imient o par a r esponder el pro blema?

Actividad DOSConstruyan un modelo de la conducción eléctrica. Para ello:

1. Contesten: ¿Qué características de un material infuyen en el libre tránsito delos electrones?

2. Necesitan:

a) Dos rampas de unicel aproximadamente de 40 cm × 10 cm

b) 70 alleres

c) 20 canicas

d) Cronómetro

Sabías que…

Los materiales en los cuales los electrones se pueden mover con acilidad se llamanconductores, y por el contrario, si los electrones tienen dicultad para moverse, almaterial se le llama aislante. La mayoría de los metales son b uenos conductores y algunosbuenos aislantes son la madera, el vidrio, los plásticos, la lana y la seda.

No existen materiales que sean totalmente aislantes ni totalmente conductores. Losprimeros se aprovechan para evitar descargas o controlar el fujo de electrones a travésde los conductores. Los materiales aislantes que se utilizan con mayor recuencia son losplásticos y las cerámicas.

Comenten:

1. RM Como un fujo de carga eléctrica.

2. RM El electrón.

3. RL Por ejemplo: Lámparas o ocos,

televisión, grabadora, computadora,

proyector.

Refexión sobre lo aprendido En este momento es pertinente recordar a

los alumnos que la teoría cinética no explica

por qué algunos materiales conducen la

electricidad y otros no. Por lo tanto, en esta

secuencia conocerán los actores por los

cuales un material puede conducir mejor la

corriente o puede servir como un aislante. RL

Por ejemplo: Me sirve para saber que no

todos los materiales dejan pasar la carga

eléctrica de la misma orma.

Sabías que…Se recomienda que aproveche este momento

para omentar que sus alumnos comenten

las experiencias personales o amiliares

acerca de “toques”. Indique que el nombre

“toque” se puede cambiar por el término de

“descarga eléctrica”.

Como inicio para comentar el enómeno, rea

lice preguntas como ¿qué circunstancias ha-

bía alrededor cuando se dieron el “toque”?

¿Había agua cerca? ¿Cuál ue la uente deenergía de donde salió la descarga? ¿Qué se

siente? ¿Hubo contacto con alguna sustancia

o material?

Traten de deducir las causas por las cuales se

originó esta descarga y propongan algunas

precauciones para evitar estos enómenos.

Para ello, haga notar el uso correcto de los

aislantes.

Actividad DOS


alumnos observen por medio de un modelo,

los actores que infuyen en el libre tránsito

de los electrones.

Elaboren un modelo de la

conducción eléctrica.

1. RL Por ejemplo: El tipo de material, y su

grosor.

Este vínculo permite valorar la

importancia de cuidarse de las descargas

eléctricas, ya sean naturales como los rayos,

o articiales como de la electricidad que

usamos todos los días en casa.



128

secuencia 23

Coloquen los alfleres de orma similar a laque se muestra en la otograía.


a) Claven 20 alfleres en la superfcie de una de lasrampas, de manera uniorme. Es importante que ladistancia entre los alfleres sea siempre mayor aldiámetro de las canicas para impedir que estasqueden atrapadas.

b) Claven 50 alfleres en la superfcie de la otra rampade manera similar.

c) Coloquen cada una de las rampas de tal orma quetengan una inclinación de 15° aproximadamente.

d) Dejen correr las 20 canicas desde la parte alta decada una de las rampas.


dido

¿Qué magnit ud eléct r ica de un

conduct or se r epr esen

t ó en la

act iv idad ant er ior ? ¿Q

ué papel jugar á est a m

agnit ud en la

solución del pr oblema?

e) Midan el tiempo que tardan en pasar todas lascanicas en cada una de las rampas.

Rpod:

1. Si la rampa representa un cable conductor:

a) ¿Qué representan las canicas?

b) ¿Qué representan los alfleres?

2. ¿Cuál de las dos rampas representa un alambre dondese obstaculiza en mayor medida el libre tránsito deelectrones?

3. ¿Cuál de las dos rampas representa un alambre queorece mayor oposición al paso de la corrienteeléctrica?

3. a) Impida que sus alumnos jueguen con

los alleres.

Respondan:

1. a) RM Los electrones en el alambre.

b) RM Los obstáculos que impiden el

libre fujo de los electrones que

pueden ser los núcleos atómicos u

otros electrones.

2. RM La rampa que tiene 50 alleres.

3. RM La rampa que tiene 50 alleres.

Refexión sobre lo aprendidoPuede aprovechar este momento para hacer

un repaso y rearmar algunas de las ideas

que se han comentado durante la secuencia,

al hacer preguntas como: ¿Qué relación

existe entre la resistividad de un material

con los aislantes eléctricos? ¿Qué importan-

cia tiene el que haya aislantes y conductores

eléctricos? RL Por ejemplo: Ahora sé que hay

materiales que permiten un mayor fujo de

electrones que otros.


que revise rápidamente lo que los alumnos

saben hasta este momento acerca de los

conceptos y deniciones que tienen que ver

con la electricidad. Una lluvia de ideas es

recomendable para hacer este repaso demanera sencilla y rápida. Puede emplear esta

actividad para evaluar la sesión.



129

IICIENCIAS

¿Cómo infuye el tipo de material para conducir la corriente?

SESIÓN 2


C or r ient e eléct r ica: Es e

l mov imient o de car ga eléct r ica

que pasa a t r av és de un

a sección de ár ea del co

nduct or ,

por unidad de t iempo.

Ohm: Es la unidad de r es

ist encia eléct r ica en el S

ist ema

Int er nacional de Unida

des.

Resist encia: Es la oposi

ción que encuent r a la co

r r ient e

eléct r ica dur ant e su r ec

or r ido en un mat er ial co

nduct or .

Su v alor est á dado en u

nidades de ohm ( ).

Para terminarResistencia eléctrica

Lean el texto.

• Durante la lectura, pongan atención en los actores que inuyen en la oposición al

ujo de la electricidad.

Responde en tu cuaderno:

• ¿De qué manera inuyen la longitud y el grosor en el ujo de la corriente eléctrica

por un conductor?

La resistencia eléctrica es la oposición

al paso de una corriente eléctrica. A

mayor resistencia, la corriente eléctrica

disminuye. La resistencia de un alambre

depende de su longitud y de su grosor. A

mayor longitud del alambre la resistencia

aumenta pues el camino que tienen que

atravesar los electrones es mayor. En

cambio, a mayor grosor la resistencia

disminuye, ya que aumenta el espacio del

que pueden disponer los electrones para

recorrer su camino de un extremo al otro

del alambre.

La resistencia de un conductor se

mide en ohm cuyo símbolo es la letra

griega omega mayúscula: .

longitud grosor

Tabla comparativa de resistencias de algunos materiales con la misma longitud, mismo

grosor pero dierente coefciente de resistividad. La resistividad es específca para cada

material.

Material Longitud Grosor Coefciente deresistividad

· mm2

/ m (a 20°C )

Resistenciadel cable

Plata 1 m 1 mm2 0.0159 0.0159

Cobre 1 m 1 mm2 0.0172 0.0172

A lumi ni o 1 m 1 mm2 0.028 0.028

Tungsteno 1 m 1 mm2 0.0549 0.0549

Carbón 1 m 1 mm2 40.0 40.0

SESIÓN 2

3 Antes de iniciar la sesión, haga un

breve recordatorio sobre lo visto en la sesión

pasada. Para ello, puede ormular algunas

preguntas como las siguientes:

1. ¿Cuál es el problema que hay que

resolver?2. ¿Cuál es la dierencia entre un conductor

eléctrico y un aislante eléctrico?

Para terminar


la resistencia eléctrica de varios alambres

cilíndricos en unción de sus dimensiones y

de la resistividad de los materiales.







debe revisar antes de utilizarlo para un



complemento a la lectura.

Txto d formlzó

El texto dene la resistencia eléctrica yexpone los actores que la determinan.

Responde en tu cuaderno:

• RM A mayor longitud, mayor resistencia

y viceversa. A mayor área o grosor, menor

resistencia al paso de la corriente.



130

secuencia 23

Lo que aprendimosResuelvo el problema “Vas a elaborar una extensión eléctrica para iluminar el patio de tu casa con un ocode 200 watt . Puedes elaborar una extensión larga de 20 m con cable delgado de cobre,o una corta de 3 m con cable grueso del mismo material. ¿Cuál de las dos extensionesorece menor resistencia al ujo de electrones? Argumenta tus respuestas en términosísicos.”

Pr rolvr l problema , hz lo q t pd:

1. ¿Cuáles son los actores que inuyen en la resistencia eléctrica de un material?

2. ¿Cuál de las dos extensiones orece menor resistencia?

3. ¿Por qué se eleva la temperatura en un cable que conduce corriente?

4. ¿Por qué los flamentos de un oco son de tungsteno y no de cobre?


Rev isa lo que pensabas al inicio de la secuencia acer ca de las

causas por las cuales se usan ext ensiones eléct r icas de cobr e y no

de ot r os mat er iales y la causa por la cual se enciende un oco.

¿Hay di er encia ent r e lo que pensabas y lo que sabes ahor a?

Explica t us r espuest as.

Pr rptlr l

otdo d l

olt l progrm:

Cargas y corrientes

eléctricas l

progrmó d l rd

tltl edt.

Sabías que…

Existen algunos materiales que prácticamenteno presentan resistencia al paso de la corriente,llamados prodtor . Éstos se hanutilizado para abricar electroimanes quegeneran campos magnéticos intensos sinpérdidas de energía.

Lagamadeaplicacionesdelossuperconductoreses inmensa: computadoras más rápidas,desarrollo de trenes de alta velocidad quepueden desplazarse en levitación y que evitantoda pérdida de energía por rotamiento.

En latecnologíadel uturo lossuperconductorestendrán un papel especial y predominante.

El desplazamiento de un tren de alta velocidad que usa electroimanes, se lograríaal cambiar rápidamente el sentido de los polos magnéticos de los imanes. Al notocar el riel, no habría ricción ni desgaste.

Lo que aprendimos





solución al problema ; emplea para ello,





estudiados.











cotidiana.













en cada secuencia.


Para resolver el problema , haz lo que

se te pide:

1. RM El grosor, la longitud y el tipo de

material.

2. RM La extensión de menor longitud y de

mayor grosor.

3. RM Porque los choques de los electrones

con los átomos del material les transere

energía y se ponen vibrar.

4. RM Porque el tungsteno se vuelve

incandescente a esa temperatura y el

cobre no.

Refexión sobre lo aprendido Los estudiantes deben utilizar los nuevos

conocimientos para explicar la importancia

de los materiales con alta y baja resistividad

en la vida diaria. RL Por ejemplo: Creía que

los ocos producían luz usando cualquier

material, pero desconocía que esto es eectode la resistividad del material.

El programa permite identicar los

conceptos de energía eléctrica, corriente y

carga eléctrica, así somo sus ormas de

medición.





la secuencia.



131

IICIENCIAS

¿Para qué me sirve lo que aprendí?Comparen el ujo eléctrico que corre por un cable con el ujo de agua que correpor una tubería.

1. Utilicen para ello los términos resistividad, resistencia eléctrica, corriente eléctricay ohm.

2. Consideren tubos de agua de diferente longitud y grosor; y si el tubo se encuentralimpio o con depósito de sarro en su interior.

Lo que podría hacer hoy…Algunos aparatos que sirven para producir calor utilizan un dispositivo que sellama resistor, como el flamento de las parrillas eléctricas.

• Comenten:

1. Nombren al menos dos dispositivos o aparatos que utilizan resistores.

2. Pregunten en su casa, o con amigos y familiares, si estos aparatos consumen pocao mucha corriente eléctrica.

3. ¿Qué precauciones debemos tener al manejar estos aparatos?

Para saber más…1. Allier Cruz, Rosalía A. et al (2005). La Magia de la Física. Tercer Grado. México:

McGraw-Hill.

2. Herrera, Miguel Ángel (1996). Cargas y Corrientes. México: SITESA.

1. Barry, Patrick.Cumpliendo con las expectativas. Los superconductores . Ciencia NASA.1 de febrerode 2007. http://ciencia.nasa.gov/headlines/y2003/05feb_superconductor.htm

2. De Buen, Odón. ILUMEX: desarrollo y lecciones del primer proyecto mayor de ahorro

de energía en México. INE. 28 de febrero de 2007. h ttp://www.ine.gob.mx/ueajei/publicaciones/libros/437/odon.html


Comparen el fujo eléctrico que corre

por un cable con el fujo de agua que

corre por una tubería.

1. RL Por ejemplo: El agua que fuye por un

tubo de mucho diámetro tiene pocos o

ningún problema para desaguar conacilidad. Todo lo contrario pasará con un

tubo delgado que además pueda tener

dentro sarro o se hayan quedado objetos

atorados, lo que hace que el agua se

estanque y no fuya. También infuye la

longitud del tubo: es más ácil que fuya

por uno corto que por uno largo. La

corriente eléctrica se compararía con el

agua; los actores que impiden el fujo

continuo del agua se compararían con la

resistencia eléctrica de los materiales. Y

la cantidad de obstáculos dentro de lostubos, el material, el grosor se

compararía con la medida de resistencia,

que es el ohm .


Algunos aparatos que sirven para

producir calor utilizan un dispositivo que

se llama resistor, como el lamento de

las parrillas eléctricas.

1. RL Por ejemplo: Las parillas eléctricas

para cocinar y calentar alimentos, las

bombillas o ocos.

2. RL Por ejemplo: Generalmente consumen

mucha energía.

3. RL Por ejemplo: Como son aparatos que

pueden quemar hay que manejarlos con

cuidado. No dejar que duren conectados

a la corriente más tiempo del necesario.

Revisar que los componentes: cable,

aislante, resistencia, contacto, estén en

buenas condiciones.

Para saber más…Estos libros amplían la información

sobre materiales conductores, corriente

eléctrica y carga eléctrica.

En las siguientes páginas puede

encontrar más información sobre la

conductividad y los resistores

eléctricos.



¿Cómo se genera el magnetismo?Propósito y perspectivaEn esta secuencia se analizan los experimentos sobre el magnetismo que permitieron el descubrimiento de la inducción electromagnética; paraello se considera que la corriente eléctrica se debe al movimiento de electrones en un conductor.

Desde una perspectiva CTS, se relacionan enómenos cotidianos con el magnetismo y el movimiento de electrones en un conductor. Sereconocen y valoran de manera crítica las aportaciones de las aplicaciones del electromagnetismo al desarrollo social y a las acilidades de lavida actual.






sugerir aquellos que considere representativos de la secuencia.• Los recursos multimedia con los que se trabaja en cada actividad.


secuencia 24





Señalar el uso de las tarjetas con banda magnética en lasociedad moderna. Apreciar la importancia de la inducción electromagnética en la vida cotidiana.

La inducción de Faraday en nuestro siglo

Actividad de desarrolloUNOAnalizar cómo se genera el magnetismo a partir de laelectricidad.Cuestionario.

Generación de un campo magnético

Por equipo: 1m de alambre de cobreesmaltado delgado, calibre 22,batería de 9 o 25 Volts , 2 rectángulosde madera para soporte del clavo,1 clavo grande de 5 cm de largo,brújula, globo y cinta adhesiva.

Texto de inormación inicial Describir los experimentos que permitieron el descubrimientode la inducción electromagnética.


DOSAnalizar cómo se genera una corriente eléctrica a partirdel magnetismo.


Inducción electromagnética

Por equipo: 1 imán de barra grande de10 cm de largo por 5 cm de ancho; 3 m de alambre de cobre esmaltado delgado,calibre 22; cilindro de cartón o trozo detubo, de entre 8 a 10 cm de diámetro;lija para metal; amperímetro o medidorde corriente.


Explicar cómo se produce la inducción electromagnética yel establecimiento de la ley de inducción de Faraday.




Ahora opino que…




132

secuencia 24

Txto trodtoro

Para empezarLa inducción de Faraday en nuestro siglo

L l txto.

• Antes de la lectura, recuerda algunas propiedades de los imanes.

sesión 1

¿Cómo se generael magnetismo?

Muchas de nuestras actividades cotidiana

como encender la luz, ver la televisión o

comunicarnos teleónicamente a muy larga

distancia, son posibles gracias a la tecnología

desarrollada a partir del electromagnetismo.

Hoy en día algunas tarjetas teleónicas

"prepagadas", las credenciales de identifcación

en algunas instituciones educativas y empresas

privadas, así como las tarjetas de banco,

incluyen una banda magnética con

inormación que puede ser leída por una

máquina lectora electrónica.Las bandas magnéticas tienen excelentes

posibilidades en aplicaciones de corta duración,

como boletos de avión y de estacionamiento,

donde la utilidad esperada del boleto es del

orden de las 24 horas. Las tarjetas con banda

magnética nos han permitido la comunicación

teleónica, la identifcación de personal y los

retiros de dinero en cajeros automáticos, con

un mínimo de esuerzo y de consumo de

tiempo. La automatización de muchas

actividades cotidianas es hoy una realidad.

Ahora conoces algunas características de los imanes y lo que es una corriente eléctrica.

En esta secuencia comprenderás que el movimiento de los electrones en un conductor

produce eectosmagnéticos y que, en determinadas condiciones, el magnetismo puede

producir electricidad. Valorarás el enómeno de la inducción electromagnética como uno

de los descubrimientos científcos más importantes de la historia, sin el cual no se hubieradesarrollado gran parte de la tecnología que utilizas en tu vida diaria.

SESIÓN 1

Para el inicio de sesión, antes de lalectura, se le sugiere repasar brevemente conlos alumnos conceptos adquiridos en lassecuencias 13 y 21, donde se establece queel magnetismo puede ser generado con unacorriente eléctrica.En esta sesión describirán como se produceun campo magnético a partir de una

corriente eléctrica, entendida como elmovimiento de carga y, en concreto, como unmovimiento de electrones dentro de unmaterial conductor. Apreciarán laimportancia de un experimento que veriqueese hecho y valorarán posteriormente cómoeste conocimiento permitió eldescubrimiento de la inducciónelectromagnética, undamental para eldesarrollo de gran parte de los adelantostecnológicos de nuestro tiempo.

Para empezar

El video presenta los experimentos quellevaron al descubrimiento de la inducciónelectromagnética, así como la aplicación dela inducción electromagnética en el uso delas tarjetas de crédito, en el supermercado yotras aplicaciones.


inormación del texto. Puede aprovechar elrecurso para refexionar con sus alumnossobre las situaciones u objetos en los queidentican aplicaciones electromagnéticas.



1. El propósito.



.





Txto trodtoro

El texto describe el uso común de lastarjetas con banda magnética. La tecnologíaasociada al uncionamiento de las tarjetascon banda magnética pudo ser desarrolladagracias al conocimiento del enómeno de lainducción electromagnética, tema que se irá

desarrollando durante esta secuencia.

Pida a sus alumnos que describan eluncionamiento del electroimán visto en laSecuencia 21.




Recuerde no pedir a los alumnos la respuesta alproblema en este momento; deje que ellosimaginen posibles soluciones. La solución quedamos a usted le permite guiar adecuadamentea los alumnos durante las actividades.

Solución al problema : RM Cuando se deslizala banda magnética por la rendija del lectorelectrónico, se está haciendo pasar un imán através de una bobina, ubicada en la rendija.Con este proceso se induce corriente eléctricaen una bobina, que está conectada a un circuitoeléctrico más complejo por medio del cual seinterpreta la corriente inducida como una señal,para realizar una llamada teleónica al banco yéste, dependiendo de la situación nanciera deltarjetahabiente acepta o no la transacción.


1. RL Por ejemplo: Atraen y repelen a otrosimanes y a ciertos objetos.

2. a) RL Por ejemplo: La presencia de unimán o de cualquier uente demagnetismo.

b) En este caso, las respuestas pueden sermuy variadas y aproximadas. RL Porejemplo: Un imán altera eluncionamiento de los aparatoseléctricos o la corriente eléctricagenera magnetismo, parece lógico que

se dé el proceso contrario.c) RL Por ejemplo: Mediante algún

aparato o equipo eléctrico o con unacomputadora.

Manos a la obra

Actividad UNO

El interactivo permite la simulación delos experimentos de Oersted y Ampère;mediante la manipulación de un cableconductor con corriente y una brújula se

observan los eectos magnéticos con ladefexión de la aguja de una brújula.


debate en el aula con la oportunidad de quelos alumnos integren sus conocimientos yexpresen sus ideas sobre el enómenoobservado. El recurso cuenta coninstrucciones y sugerencias didácticas que sedeben revisar antes de utilizarlo para unmejor aprovechamiento.

Puede completar la actividad con esteinteractivo.

El propósito de esta actividad es que losalumnos observen el enómeno delmagnetismo, reproduciendoaproximadamente el experimento deOersted. Se verica que una corriente quecircula por un conductor genera magnetismo,que se detecta con el movimiento de la

aguja de una brújula. Se hace hincapié enque la corriente se produce con elmovimiento de los electrones libres que seencuentran en el metal del cual están hechoslos cables. 2

Permita que los alumnos se

den cuenta de la presencia de eectosmagnéticos en cuanto conecten los cables ala pila.

Analicen cómo se genera el

magnetismo a partir de la electricidad.

133

IICIENCIAS

Lo que pienso del problema En tu cuaderno:

1. Cita una propiedad de los imanes.

2. Contesta:

a) ¿Qué es lo que provoca el movimiento de la aguja de una brújula?

b) ¿Cómo participa el magnetismo en la generación de electricidad?

c) ¿Cómo se puede “leer” la inormación que contiene la banda magnética de unatarjeta de teléono o bancaria?

Manos a la obraActividad UNO

Generación de un campo magnético

Analicen cómo se genera el magnetismo a partir de la electricidad.

• Respondan: ¿Una corriente eléctrica puede generar un eectomagnético?

1. Van a necesitar:

a) 1 m de alambre de cobre esmaltado delgado, calibre 22

b) Batería de 9 volts

c) Clavo grande de 5 cm de largo

d) 2 rectángulos de madera para soportar el clavo de 1.5 cm deespesor y 3 cm de altura

e) Brújula

) Globo

g) 2 trozos de cinta adhesiva


• Armen un circuito eléctrico con la batería, el alambre y elclavo montado en los bloques de madera, como se muestra enla fgura.


Ahora se puede hablar por teléfono o retirar dinero en los cajeros automáticos de los

bancos mediante tarjetas de plástico en cuyo reverso tienen una banda magnética. La

información del usuario se encuentra grabada allí. ¿Por qué la persona que cobra, desliza

la tarjeta en la rendija de un lector electrónico? ¿Qué sucede dentro del lector quepermite “leer” la información incluida en la banda magnética? Explica tus respuestas.

Circuito eléctrico.



134

secuencia 24

expr a

a) Enrollen el alambre en el clavo dejando dosterminales libres. Dejen un espacio de 2 a 3 mmentre cada vuelta como se muestra en la gura.

b) Coloquen la brújula entre los bloques de madera yabajo del clavo, como se muestra en la gura.

c) Conecten los extremos libres del alambre a los polosde la batería y íjenlos con cinta de aislar o

adhesiva.

d)Observen qué pasa con la aguja imantada de labrújula.

expr B

a) Infen el globo.

b) Carguen eléctricamente el globo rotándolo con sucabello.

c) Acerquen la brújula al globo y déjenla quieta.

d) Observen lo que ocurre.

e) Dejen la brújula en un lugar jo.

) Acerquen y alejen rápidamente el globo cargado a labrújula.

g) Observen qué ocurre.

3. Comenten:

a) ¿En cuáles de las demostraciones observaron eectos

magnéticos y cómo los detectaron?

b) ¿Qué provocó el eecto magnético? Expliquen.

c) ¿Habrá campo magnético si se tiene una carga eléctricaen reposo? Justiquen.

3. Comenten:

a) RM En la Experiencia A, cuando seconectan los cables a la pila, se produceuna corriente eléctrica y entonces semueve la aguja de la brújula,indicándonos que la corriente produce uneecto magnético. En la experiencia B, elmovimiento del globo cargado conrespecto a la brújula se puede entendercomo una corriente eléctrica (pues haycarga en movimiento) y la corrienteeléctrica genera un campo magnético.

b) RM En los casos en los que se presentó eleecto, hubo movimiento de cargaeléctrica con respecto a la brújula.

c) RM No. Cuando el globo cargado estárente a la brújula en reposo no seobserva ningún eecto magnético.



135

IICIENCIAS


Lean el texto.

• Durante la lectura pongan atención en las características del campo magnético.

Comenten: Si un electrón se mueve uniformemente, describiendo una trayectoriarectilínea:

• ¿Puede cambiar su trayectoria si se aproxima a un imán?

Bat er í a: Es un disposit

iv o que f unciona

como f uent e de ener gí a elé

ct r ica,

r ealiment ada per manent ement e a par t

ir

de r eacciones quí micas.


Recuerda que el concepto de

electricidad se revisó en la

Secuencia 12: ¿Qué rayos sucede

aquí?

Vínculo entre SecuenciasRecuerda que la descripción

de un electroimán se revisó en

la Secuencia 21: ¿De qué están

hechas las moléculas?


Para recordar el fenómeno del

magnetismo revisa la Secuencia

13: ¿Un planeta magnético?

¿El movimiento de los electronesgenera el magnetismo?Sabemos que la corriente

eléctrica es carga eléctrica en

movimiento. Los metales son

buenos conductores porque cada

uno de los átomos que le dan

estructura al sólido tiene al menos

un electrón débilmente ligado.

Por lo tanto, si un cable

metálico se conecta a una batería,

estos electrones se mueven con

acilidad, debido a la energía que

ésta les transere; en ese

momento se produce una

corriente eléctrica.

Cuando se acerca una brújula a

un cable metálico por el cual fuye

una corriente eléctrica, la aguja

imantada de la brújula se mueve, orientándose siempre en una dirección

particular. La aguja imantada es aectada por la corriente eléctrica tal

como si se pusiera cerca de un imán de barra. La conclusión es simple la

carga eléctrica en movimiento produce magnetismo.Este eecto ue descubierto por el ísico danés Hans Christian Oersted

en 1820. El gran ísico y matemático rancés André Marie Ampère, en esa

misma década, pereccionó los experimentos de Oersted y descubrió

también que cuando dos cables paralelos conducen corriente en la

misma dirección y sentido se repelen, y cuando conducen en sentidos

opuestos, se atraen.

Limadura de hierro alrededor de un alambre

con corriente.

Txto d formó l

El texto describe cómo se genera elmagnetismo a partir del movimiento deelectrones y menciona algunos aspectosimportantes de los experimentos originalesde Oersted y Ampère. Con esta lectura seormalizan las conclusiones de la actividadanterior 2

.

Comenten: Si un electrón se mueve

uniormemente, describiendo una

trayectoria rectilínea:

• RM Sí, porque un electrón en movimientoconstituye una corriente eléctrica, uncampo magnético produce una uerzasobre el electrón, y una uerza noequilibrada provoca una aceleracióncapaz de cambiar su trayectoria.

Para el cierre de sesión y para laevaluación puede pedir a los alumnos unbreve resumen de la Actividad UNO,incluyendo las ideas principales del texto deinormación inicial. 5

Estos vínculos permiten recuperar elconcepto de carga eléctrica y algunaspropiedades de los imanes.



136

secuencia 24

Actividad DOS

Inducción electromagnética

al ómo gr mpo létro prtr d mpo mgéto.

1. Mtrl

a) 3 imanes de bocina unidos.

b) 3 m de alambre de cobre esmaltado delgado, calibre 22.

c) Cilindro de cartón o trozo de tubo, de entre 8 a 10 cm de diámetro.d) Pedazo de lija gris, para metal.

e) Foco de 1.5 v con su receptáculo.

2. Prodmto

a) Construyan una bobina. Para ello:

i. Enrollen el metro de alambre de orma que tenga 10 vueltas de 8 cm dediámetro aproximadamente, como se muestra en la fgura. Pueden auxiliarseenrollando el alambre sobre un cilindro de cartón de papel sanitario o un trozode tubería.

ii. Lijen los extremos del alambre ligeramente.

iii.Conecten los extremos del alambre al oco.

b) Introduzcan los imanes en la bobina y retírenlos lentamente.

c) Observen si el oco enciende.

d) Repitan el inciso b pero con mayor rapidez.

e) Observen si el oco enciende.

) Introduzcan los imanes a la mitad de la bobina.

g) Observen si el oco enciende.

SESIÓN 2

cmpoMgéto

Rptálo

Bob

imá

Foo

SESIÓN 2

Para iniciar la sesión y recordar loaprendido, se le sugiere reiterar que unacorriente eléctrica en un conductor, generaeectos magnéticos a su alrededor.2 Pregunte si lo contrario es posible:

¿mediante la manipulación de un imán y un

conductor es posible generar una corrienteeléctrica?

Actividad DOS

El interactivo permite la simulación delos experimentos de inducción: el usuarioporta un imán, lo introduce y lo retira de laespira, y el oco enciende. El usuario puedecontrolar la velocidad del movimiento delimán. El oco prenderá con dierentesintensidades en unción de la velocidad del

imán. Una segunda imagen, muestra al imánjo y se mueve la espira, de igual manera elusuario tendrá control sobre la velocidad dela espira. Se pueden presentar las mismasimágenes variando el número de espiras.

4 Además, se omenta la participación y

el debate en el aula con la oportunidad deque los alumnos integren sus conocimientosy expresen sus ideas sobre el enómenoobservado. El recurso cuenta coninstrucciones y sugerencias didácticas que sesugiere revisar antes de utilizarlo paraalcanzar un mejor aprovechamiento.

Puede hacer uso del interactivo comocomplemento de la actividad.

El propósito de esta actividad es vericarque la inducción electromagnética seproduce cuando se modica el fujomagnético en una bobina, e inerir así, la leyde inducción: La cantidad de corrienteinducida es directamente proporcional a larapidez del cambio del fujo magnético en labobina.

Analicen cómo se genera un campo

eléctrico a partir de un campo magnético.



137

IICIENCIAS

3. Resultados

• Anoten sus observaciones en la tabla de resultados propuesta.

Experimento Detección de corriente

Al retirar lentamente los imanes

Al retirar rápidamente los imanes

Al introducir sólo la mitadde los imanes


a) ¿En qué casos detectaron corriente y en cuál de ellos fue mayor?

b) ¿A qué se debe la diferencia entre las corrientes?

5. Comunicación


Intercambien sus opiniones sobre la naturaleza de la inducción electromagnética.

3. Resultados

• RM En la tabla.


Pida a sus alumnos que guarden laspreguntas y las respuestas de estasección en su portaolio.

a) RM Se induce mayor cantidad decorriente en cuanto aumenta larapidez con la que se introduce y seretira el imán.

b) RM Únicamente a la rapidez en elcambio del fujo magnético.

Intercambien sus opiniones sobre la

naturaleza de la inducción electromag-

nética.

Oriente a sus alumnos para que susopiniones reconozcan que sólo es posibletener una corriente inducida en una espira oen una bobina si varía el fujo magnético através de la bobina. Esto se puede lograr dedos ormas: poniendo y retirando el imán delas inmediaciones de la bobina o moviendola bobina con respecto al imán; así cambia elárea de la bobina expuesta al imán.

RM Prácticamente no se detecta.

RM En esta situación se induce lamayor cantidad posible decorriente.

RM Sí, se induce corriente aunqueen una cantidad menor al casoanterior.



138

secuencia 24


• Durante la lectura pongan atención en cómo se produce una corriente eléctrica.


dido

¿Qué pasa si se gir a

una bobina en el espac

io ent r e dos imanes?

¿De qué t e sir v e est e conocimient o

par a r esolv er el pro ble

ma?


Rpod dro:

1. Si se hace pasar un imán con la misma velocidad a través de dos bobinas del mismo

diámetro, pero con dierente número de espiras, ¿en cuál se inducirá una mayor

corriente? ¿Por qué?

2. ¿Se podrá producir una corriente en una espira si se tiene un imán en reposo?

¿Por qué?

¿Cómo se genera electricidad a partir del magnetismo?El físico inglés Michael Faraday sabía que una corriente eléctrica genera un campo magnético y se hizo esta

pregunta: ¿El magnetismo genera, de alguna manera, corriente eléctrica? Para responderla experimentó conimanes y bobinas.

Una bobina se compone de varias espiras superpuestas. Una espira es un trozo de alambre que orma un

círculo, es decir, sus dos extremos coinciden. Faraday comprobó que si se sitúa un imán en reposo respecto a

una espira, no pasa absolutamente nada. No se detecta ningún eecto. Pero, para su sorpresa, descubrió que si

se introduce y se saca rápidamente un imán de la espira, se detecta inmediatamente una corriente eléctrica

circulando en ésta. A este eecto se le llamó inducción electromagnética.Para que se induzca una corriente eléctrica tiene que haber

movimiento relativo entre el imán y la espira, es decir, si se mantiene

jo el imán, hay que mover o rotar la espira con respecto a éste,

logrando que cambie el área de la espira a él expuesta. También es

posible inducir una corriente, manteniendo la espira ja y moviendo

el imán hacia adentro y hacia uera de ella. En ambos casos, Faraday

reconoció que se estaba haciendo variar en el tiempo una cantidad

llamada fujo magnético, denida como el producto de la magnitud

del campo magnético —generado con un imán permanente o con un

alambre que conduce corriente—, por el área de la espira expuesta al

campo magnético.

Faraday concluyó enunciando la ley de inducción: “La corriente

inducida en una bobina, es directamente proporcional a la rapidez con

la que cambia el fujo magnético y al número de espiras”. Unaaplicación directa de la ley de inducción es la construcción de un

generador, que permite convertir energía mecánica en energía

eléctrica.Espira con un imán.

Para terminar

Txto d formlzó

El texto describe cómo se produce lainducción electromagnética y se enuncia laley de inducción de Faraday.


1. RM Fluye más corriente por la bobinaque tiene un mayor número de espiras. Lavelocidad con la que cambia el fujo es lamisma para las dos; entonces, la ley deFaraday establece que la corrienteinducida es directamente proporcional alnúmero de espiras.

2. RM No, porque es necesario que el fujovaríe para inducir una corriente; o bienque varíe el campo magnético del área

expuesta al imán.

Refexión sobre lo aprendido Aquí está la clave para resolver el problema :al inducirse una corriente en una bobina,ésta puede transmitirse a un circuitoeléctrico complejo para su procesamiento.RM Se induce una corriente eléctrica en labobina.



139

IICIENCIAS

Las ciencias y la comunidad científca

Michael Faraday vivió durante el siglo XIX en Inglaterra. Sudescubrimiento de la inducción electromagnética abrió laposibilidad de generar electricidad a partir de energíamecánica. Este conocimiento propició el desarrollo de latecnologíade lasplantashidroeléctricasy lostransormadores,permitiendo con esto la industrialización de Inglaterra, deotros países europeos y de los Estados Unidos. Si con la

máquina de vapor se dio la primera revolución industrial defnales del siglo XVIII, la inducción electromagnética tuvo suprotagonismo en la segunda revolución industrial que seregistró a fnales del siglo XIX. Desde un principio, la electricidad ue considerada comola energía panacea, capaz de mejorar la vida de todos. Las exposiciones universalesreservaban un lugar de honor a la electricidad, y técnicos e inventores se aanaban encrear aplicaciones prácticas para el nuevo tipo de energía.

Faraday ue uno de los autodidactas más extraordinarios de todos los tiempos,demostrando que la alta de recursos económicos no es un impedimento para ingresaren el mundo ascinante de la ciencia. La inducción electromagnética se utiliza hastanuestros días; se requiere para la generación de electricidad y para el uncionamiento demuchos de los dispositivos electrónicos que utilizamos en el hogar y en la industria.

Lo que aprendimosResuelvo el problema “Ahora se puede hablar por teléono o retirar dinero en los cajeros automáticos de losbancos mediante tarjetas de plástico en cuyo reverso tienen una banda magnética. La

inormación del usuario se encuentra grabada allí. ¿Por qué la persona que cobra deslizala tarjeta en la rendija de un lector electrónico? ¿Qué sucede dentro del lector quepermite “leer” la inormación incluida en la banda magnética? Explica tus respuestas”.

Para resolver el problema responde:

1. ¿Cómo se puede producir corriente eléctrica en la bobina del lector electrónico apartir del campo magnético de la banda de la tarjeta?

2. ¿Un campo magnético fjo puede inducir corriente en los circuitos del lectorelectrónico?

3. ¿Por qué la persona que retira dinero de un cajero automático desliza la tarjeta en larendija de un lector electrónico?

4. ¿Qué sucede dentro del lector que permite “leer” la inormación incluida en la bandamagnética?

• Explica en términos ísicos tu respuesta.

Michael Faraday (1791-1867).


ndido


al inicio de la secuenc

ia sobr e por qué se

deslizan las t ar jet as magnét icas e

n un lect or elect r ónico

. ¿Ha

cambiado lo que pensabas y lo que sab

es ahor a? Explica t u r e

spuest a.

Las ciencias y la comunidad científcaEn este apartado, se presentan algunos datossobre el descubrimiento de Faraday: lainducción electromagnética. Se le sugiereenatizar que el trabajo de Faraday ue muyimportante para las ciencias de su época. Lainducción electromagnética mostró la simetría

que existe entre la electricidad y el magnetis-mo, que entonces se consideraban dosdisciplinas separadas. Con base en lostrabajos de Ampère y Faraday, Maxwell pudosintetizar teóricamente la electricidad y elmagnetismo y descubrir las ondas electro-magnéticas, tema de la siguiente secuencia.Con el electromagnetismo como conocimien-to undamental, se ha desarrollado gran partede la tecnología que se utiliza cotidianamen-te. Se pueden hallar ejemplos de inducciónelectromagnética, como la generación de

energía eléctrica en una planta hidroeléctrica,los acumuladores de autos, los lectores dediscos duros de computadoras, etcétera.

Lo que aprendimos

En la sección Lo que aprendimos , sepresentan las siguientes actividades deevaluación de los contenidos de la secuencia:

✓ Resuelvo el problema : El alumno da unasolución al problema ; emplea para ello, losconceptos y las destrezas aprendidas.


alumno transere los nuevos aprendizajesa situaciones y contextos dierentes a losestudiados.

✓ Ahora opino que …: Se plantea una nuevasituación problemática relacionada con loscontenidos, ante la cual el alumnomaniesta una opinión inormada.

✓ Lo que podría hacer hoy : Se explora elcomponente conductual (tendencia a laacción) de las actitudes trabajadas durantela secuencia. Esta sección promueve laparticipación responsable e inormadaante un problema o situación cotidiana.

El maestro puede, si así lo desea, emplearalgunas actividades de la secuencia, pararealizar la evaluación diaria del trabajo enclase (evaluación ormativa), como las que sesugieren en los cierres de sesión.


• Un ejemplo de evaluación individual de Lo

que aprendimos , así como un Ejemplo de

evaluación sumativa de un bloque .


actitudes , en la que se presentan lasdestrezas y las actitudes que se trabajanen cada secuencia.


Para resolver el problema responde:

1. RM Deslizándola a través de ella.

2. RM No, a menos que se pudiera mover labobina interior del lector con respecto alimán.

3. RM Por la misma razón, todos los lectores uncionan con base en la inducciónelectromagnética.

4. RM Hay una bobina, en la cual se inducecorriente. La bobina está conectada a uncircuito que se comunica vía teleónica opor cable al banco.


RL Por ejemplo: Pensaba que se leían con undispositivo electrónico, pero sin tener idea decómo se generaba la señal, que permitieratransmitir los datos del usuario.



140

secuencia 24

¿Para qué me sirve lo que aprendí?explq por qé dtoro l mg do r má l ptlld l tlvó.

• Utilicen en su argumentación los conceptos de magnetismo y corriente inducida.

Ahora opino que…Mo do prto q tr l, q mpl ldó ltromgét.

1. Localicen los aparatos donde haya este tipo de corriente.

2. Comenten qué pasaría con sus actividades escolares diarias sin esta tecnología.

Pr rptlr l

otdo d l

olt l progrm:

Generando

electromagnetismo l

progrmó d l rd

tltl edt.

El programa describe el procesocientíco que llevó al descubrimiento de lainducción electromagnética; se relacionandistintos enómenos cotidianos con elmagnetismo y el movimiento de electronesen un conductor.

4 Puede aprovechar el recurso parasintetizar con sus alumnos los conocimientosconstruidos a lo largo de la secuencia. Elrecurso tecnológico integra el contenido dela secuencia.


Expliquen por qué se distorsiona la

imagen cuando acercan un imán a la

pantalla de la televisión.

RL Porque la imagen es generada porelectrones en movimiento chocando con lapantalla. Cualquier imán produce cambios enla trayectoria de los electrones enmovimiento.

Ahora opino que…

Mencionen dos aparatos que se

encuentren en su escuela que empleen

la inducción electromagnética. Para ello:

1. RL Por ejemplo: Dispositivos electrónicoscomo reproductores de cinta, grabadoras,

reproductores de video o de discoscompactos.

2. RL Por ejemplo: Ni siquiera tendríamoscorriente en nuestros contactos escolares.Cualquier generador eléctrico utiliza elprincipio de inducción, así que nopodríamos leer la inormación de losdiscos compactos de las computadoras.



141

IICIENCIAS

Lo que podría hacer hoy…Generalmente, se recomienda que no se acerquen las tarjetasteleónicas con banda magnética ni los dispositivos dealmacenamiento electrónico de datos a los imanes. Si vieses a uno detus compañeros jugando con un imán y su tarjeta de teléono, ¿qué lesugerirías y cuál sería tu argumentación científca al respecto?

• Escribe un pequeño texto donde expliques tu argumentación.

Elaboren un periódico mural inormativo al respecto. Para ello:

1. Compartan sus explicaciones.

2. Elaboren una explicación conjunta en el pizarrón.

3. Copien la explicación en una cartulina.

4. Agreguen las sugerencias.

5. Coloquen el periódico mural en algún lugar visiblede la escuela o la comunidad.

Para saber más…1. Diccionario de Física (2004). Madrid: Oxford-Complutense.

1. Braun, Eliezer. Faraday . La inducción electromagnética. ILCE. 4 de marzo de 2007.http://omega.ilce.edu.mx:3000/sites/ciencia/volumen3/ciencia3/112/htm/sec_7.htm

2. Braun, Eliezer. Faraday . Campo eléctrico y campo magnético. ILCE. 4 de marzo de

2007. http://omega.ilce.edu.mx:3000/sites/ciencia/volumen3/ciencia3/112/htm/sec_8.htm

3. Braun, Eliezer. Faraday . El electroimán. Motores y generadores de electricidad. ILCE.4 de marzo de 2007.

http://omega.ilce.edu.mx:3000/sites/ciencia/volumen3/ciencia3/112/htm/sec_9.htm


Generalmente, se recomienda que no

se acerquen las tarjetas con banda

magnética ni dispositivos de almacena-

miento electrónico de datos a los

imanes. Si vieses a uno de tus compañe-

ros jugando con un imán y su tarjeta de

teléono, ¿qué le sugerirías y cuál sería

tu argumentación científca al respecto?

• RL Por ejemplo: Con su campomagnético, el imán podría borrar lainormación grabada en la banda aldesordenar las cargas, es decir al alterarel campo magnético que produce labanda. Por lo tanto, cuando se use latarjeta, la corriente inducida que pasa alos lectores tendrá característicasdistintas que el lector no reconocerá y, en

consecuencia, la tarjeta ya no uncionará.Le sugeriría no acercar su tarjeta aningún imán.

Elaboren un periódico mural

inormativo al respecto. Para ello:

Oriente a sus estudiantes para que citen losriesgos de exponer tarjetas con bandamagnética a un imán. Sería útil quepropusieran títulos como recomendacionespara los usuarios de tarjetas teleónicas.Pueden distribuir la inormación en dos

grandes apartados: uno que explique elenómeno y otro que proporcione lasrecomendaciones

Para saber más…

Estimule la consulta al diccionario

para ampliar la información sobre conceptos

como inducción.

En estos vínculos se profundiza sobre la

ley de inducción de Faraday.



¿Existe la luz invisible?Propósito y perspectivaEn esta secuencia se explora la naturaleza de la luz, así como los enómenos de reracción, reexión y absorción de la luz. Se explica el origen

de las ondas electromagnéticas con base en el modelo atómico, relacionando sus propiedades con la energía que transportan. Se muestra la

descomposición de la luz blanca como superposición de ondas. Se ejemplifcan aplicaciones tecnológicas de diversas regiones del espectro

electromagnético.

Desde una perspectiva de Historia de la ciencia, se exponen las explicaciones sucesivas de la naturaleza de la luz, desde la teoría corpuscular

de Newton hasta la teoría electromagnética de Maxwell. Desde la perspectiva CTS, se valora la importancia práctica del conocimiento de las

ondas electromagnéticas y sus múltiples aplicaciones, en especial en telecomunicaciones y en la salud.









secuencia 25




1

Texto introductorio

Presentar la naturaleza de la luz como una pregunta que se

ha planteado la humanidad desde siempre y demostrar la

universalidad del enómeno de la radiación.

Un poco de luz…


UNO

Identicar el comportamiento de la luz al atravesar ciertos

objetos.Cuestionario.

Por equipo: Bolita de algodón ouna servilleta desechable, unpoco de aceite de cocina. hoja depapel, anillo, moneda, lápiz.


Recapitular las dierentes teorías que surgieron para

dilucidar la naturaleza y comportamiento de la luz, y probar

la validez de las mismas para explicar enómenos como la

refexión y la reracción. Explicar el origen de las ondas

electromagnéticas con base en el modelo atómico.Cuestionario.

La luz y los cuerpos: rebotes, desviaciones y travesías

Actividad de desarrolloDOSObservar la refexión y la reracción de la luz.Reporte de práctica.

Por equipo: Espejo plano

rectangular, papel aluminio,cuchara sopera, vaso o rasco devidrio transparente, agua, anillo,moneda, lápiz, mesa.

2

Texto de ormalización

Describir la luz blanca como la superposición de los coloresdel arco iris, y presentar el espectro electromagnético

completo, señalando las aplicaciones de cada ranja. Valorar la importancia del conocimiento de las ondaselectromagnéticas en sus múltiples aplicaciones, como en elárea de la salud y las telecomunicaciones.







142

secuencia 25

Texto introductorio

Para empezarUn poco de luz…

L l txto.

• Explica con tus palabras qué es la luz.

sesión 1

¿Existe la luzinvisible?

No hay día ni noche en nuestra vida en que no aparezca la luz de

alguna orma y con ella todos los enómenos a los que da lugar. Es

algo tan amiliar que por lo general no nos detenemos a pensar en

cuál es su naturaleza, por qué somos capaces de verla, y si hay,

acaso, tipos de luz no visible a nuestros ojos.

Estas preguntas se las han planteado los seres humanos desde

tiempos muy remotos. En un principio, las personas dependían

básicamente de la luz del Sol y la Luna para realizar sus actividades,

conocer el mundo, viajar y crear. Durante las noches estrelladas,

nuestros ancestros pasaron largas horas contemplando absortos el

frmamento, y le dieron nombre propio a los astros más luminosos

como Sol, Luna, Venus o Sirio, la más brillante de las estrellas.

Los antiguos pueblos árabes pensaron que la luz era algo que

emitían nuestros ojos para ver el mundo a nuestro alrededor. Por

supuesto, esta hipótesis no pudo explicar por qué no vemos nada en

la oscuridad total.

Si observamos el cielo nocturno, notaremos enseguida que no

todos los cuerpos celestes brillan con la misma intensidad. ¿Por qué

ocurre eso? ¿Pueden existir objetos aunque no los podamos ver?

¿Qué es la luz, cuál es su naturaleza? La cuestión de la luz es en

verdad intrigante.

En todo el Universo existe lo que se conoce como radiación electromagnética, que puede maniestarse

como luz visible. Hay otros tipos de radiación que podemos percibir como calor, y otros más que no percibimos

en absoluto, pero son detectables con un dispositivo específco, como las antenas que captan la señal de

televisión.

Ahora conoces las interacciones eléctricas y magnéticas. En esta secuencia

identifcarás a la luz como un enómeno de naturaleza electromagnética y observarás

su comportamiento cuando incide sobre los objetos o cuando atraviesa medios

materiales. Valorarás la importancia de las radiaciones electromagnéticas en todos

los aspectos de tu vida.

La luz se manifesta de maneras muy diversas en elmundo que nos rodea.

SESIÓN 1

Antes de iniciar la sesión, pida a los

alumnos que citen ejemplos de enómenos

luminosos que hayan observado; pudieran

ser halos en torno a objetos luminosos, el

arco iris, los espejos y las lentes, la coloración

del cielo al amanecer o al atardecer, etcétera.

1 Coménteles que en esta sesión se

explorará la naturaleza de la luz medianteun recuento de las ideas primordiales que la

humanidad ha concebido para ello, con lo

cual podrán explicar algunos de estos

enómenos.

Para empezar

El recurso muestra una variedad de

ejemplos de enómenos en los que interviene

la luz, como: la reexión de la luz, la

reracción y algunos eectos de iluminación y

sombras que pueden conseguirse

combinando uentes de luz de diversoscolores.



recurso para reexionar sobre situaciones

cotidianas en las que les es ácil a sus

alumnos observar enómenos luminosos.

• Explica con tus palabras qué es la luz.

1 Permita que los estudiantes

expresen sus conocimientos acerca de la

naturaleza de la luz. RL Por ejemplo: La

luz es una orma de energía que se

propaga en línea recta.

Txto trodtoro

El texto muestra la importancia que la luz

ha tenido en la vida sobre la Tierra, en

particular para la especie humana. Introduce

la idea de radiación electromagnética como

un enómeno omnipresente.

3 Pida a los alumnos que mencionen

situaciones en las cuales la radiación que

proviene del Sol juega un papel undamental

en los eventos biológicos y climáticos que

ocurren en nuestro planeta.



1. El propósito.




.




actividad.











No espere que sus alumnos resuelvan el

problema que presentamos abajo; deje que

imaginen posibles soluciones. La respuesta que

damos le permitirá guiar a los alumnos


Solución al problema : RM La teoría

electromagnética de Maxwell reconoce a la luzcomo una onda electromagnética que, como toda

onda, transporta energía. A partir de sus

características, se puede predecir el eecto que

dicha radiación electromagnética puede tener en

nuestro organismo. Si estamos expuestos a los

rayos solares, la componente inrarroja de su

radiación nos hará sentir calor en nuestra piel. Si

permanecemos expuestos al Sol, nos acaloramos

tanto que podemos surir una insolación. Por otra

parte, los rayos ultravioleta broncean nuestra piel,

pero en una exposición prolongada, aectan las

células del cuerpo y, a la larga, pueden producir

manchas, enrojecimiento y hasta cáncer cutáneo.

Para protegerse de estas radiaciones, en especialde la ultravioleta, debemos cubrirnos con gorras,

sombreros, camisas de manga larga o aplicarnos

fltros solares que la bloquean. Para protegerse de

la luz visible, que puede deslumbrarnos, es

conveniente utilizar lentes de Sol que también

bloqueen los rayos UV. Para los rayos inrarrojos, se

recomienda el uso de sombreros, gorras o

sombrillas, así como ropa ligera que cubra lo más

posible nuestra piel.


1. 1 Permita que los estudiantes expongan

sus conocimientos previos. RL Por ejemplo:

Los rayos solares consisten en emisión de luzy calor.

2. 3 Invite a los estudiantes a que narren

eventos en los que han sabido de eectos

perjudiciales de la radiación solar, no sólo en

el organismo humano. RL Por ejemplo: Si una

persona se expone por demasiado tiempo a

los rayos solares puede surir quemaduras en

su piel, insolación o deshidratación. Muchos

materiales como las telas, las pinturas de las

achadas de casas y edifcios se decoloran por

la acción de los rayos solares. La vegetación

que crece normalmente en lugares

sombreados puede secarse si se le deja a laluz directa del Sol.

3. Esta pregunta pretende hacer conciencia en los

alumnos que la radiación solar no es

necesariamente perniciosa, sino que en muchas

situaciones, juega un importante papel en los

procesos de la naturaleza y de la vida. RL Por

ejemplo: La radiación que proviene del Sol es

indispensable para la otosíntesis de las plantas,

que son el primer eslabón de las cadenas

trófcas. También es un actor decisivo para

conservar la temperatura del planeta en rangos

adecuados para la vida, y es el actor primordial

de los enómenos climáticos.

Comenten lo siguiente:

1. RL Por ejemplo: La luz es una orma deradiación que emiten algunos cuerpos muycalientes, el Sol, el uego, los rayos yarteactos abricados por el ser humano,como los ocos.

2. No se requiere que los alumnos proporcionenuna lista exhaustiva de todos los tipos de

radiación, sino que citen ejemplos de aquellasclases de radiación que conozcan o de las quehayan oído hablar. RL Por ejemplo: Además dela radiación luminosa, hemos oído hablar de losrayos X y los rayos UV o ultravioletas.

3. Sugiera a los estudiantes recordar algunasclases de energía conocidas, y analizar sicorresponden a una orma de radiación.Coménteles, si lo considera conveniente, quetengan cuidado en no conundir la noción de“transporte de energía” con la de“transormación de energía” RL Por ejemplo:Sí, la radiación puede transportar energía, de

tipo lumínico o térmico, entre otros.

Manos a la obra

Actividad UNOEl propósito de la actividad es que los alumnosobserven que cuando la luz incide en un objeto,pueden suceder tres eventos: que lo atraviesecompletamente, en cuyo caso el objeto se dice quees transparente, o que sea absorbida o reejada,tratándose entonces de un cuerpo opaco. Cuando

sucede una situación intermedia, será un objetotranslúcido.

Identiquen el comportamiento de laluz al atravesar ciertos objetos.• Comenten: ¿Puede la luz atravesar cualquier

objeto? RL Por ejemplo: No, depende del tipo de

objeto. Por lo general, la luz no atraviesaobjetos sólidos a menos que seantransparentes. La luz del Sol, por ejemplo, síatraviesa las capas de la atmósera, pero sihay mucha nubosidad, sólo una parte laatravesará y otra parte de la luz seráabsorbida por las propias nubes. Igualmente,

la luz no atraviesa líquidos como la leche.

143

IICIENCIAS


1. Explica con tus palabras en qué consisten los rayos solares.

2. ¿Cómo te puede perjudicar una exposición prolongada a los rayossolares?

3. ¿Por qué es importante la luz solar en el desarrollo de la vida en elplaneta.


1. ¿Cómo defnirían la luz?

2. ¿Qué son las radiaciones?

3. ¿La radiación transporta energía? ¿Por qué?

• Escriban en sus cuadernos las ideas principales sobre los puntosanteriores.

Manos a la obraActividad UNOIdentifquen el comportamiento de la luz al atravesar ciertos objetos.

• Comenten: ¿Puede la luz atravesar cualquier objeto?

1. Necesitan:

a) Bolita de algodón o una servilleta desechable

b) Un poco de aceite de cocina

c) Hoja de papel

d) Anillo

e) Moneda

) Lápiz

g) Cuaderno

h) Pedazo de mica transparente, vidrio o papel celoán sin color


Ya sea que vivas al nivel del mar o en una zona montañosa, ¿qué pasa si te expones

a los rayos del Sol por mucho tiempo? ¿Cómo te puedes proteger de las radiaciones

que son potencialmente nocivas para tu salud? Fundamenta tu respuesta con base

en las características de la luz.

La luz proveniente del Sol es extensa-mente utilizada como uente de energíaen pequeños dispositivos electrónicoscomo relojes, calculadoras y teléonos deemergencia en carreteras.



144

secuencia 25

2. Realicen lo que se pide:

a) Impregnen la bolita de algodón con un poco de aceite.

b) Unten la hoja de papel con aceite, con excepción de las esquinas.

c) Esperen un poco hasta que todo el aceite sea absorbido por la hoja de papel.

d) Coloquen sobre la mesa el anillo, la moneda y el lápiz.

e) Cubran dichos objetos con la hoja de papel impregnada de aceite.

) Observen cómo se ven los objetos a través de la hoja.

g) Cubran ahora los mismos objetos con el cuaderno.

h) Observen cómo se ven los objetos a través del cuaderno.

i) Cubran los objetos con la mica, el vidrio o el celoán.

j) Observen cómo se ven los objetos a través de la mica, el vidrio o el celoán.

3. Registren sus observaciones en una tabla como la que se muestra:

Mtrl o l q brrolo objto

cómo obrvro lo objto trvé dl mtrl

Tpo d mtrl gú pdd pr borbr o djr

pr l lz

Hoj td

cdro

M, vdro o ppl lofá

comt lo gt:

1. ¿Qué dierencia hay entre un cuerpo transparente y uno traslúcido?

2. ¿Qué pasaría si nos asoleamos mucho tiempo cerca de una ventana transparente? ¿Ysi lo hacemos cerca de una ventana traslúcida?

3. Mencionen tres aplicaciones en la vida diaria que tienen los cuerpos traslúcidos.

Cuando la luz puede atravesar un cuerpo o medio sin ser absorbida, se dice que el cuerpo o medio es transparente. Si una parte es absorbida o refejaday otra parte lo atraviesa, se trata de un cuerpo o medio traslúcido. Cuando toda la luz es absorbida o refejada, decimos que el cuerpo o medio es opaco.

3. RM En la tabla.


1. Se sugiere hacer ver a los estudiantes que

no existen cuerpos totalmente

transparentes, ya que cuando la luz incide

en cualquier objeto o medio material,

siempre es absorbida, aunque sea en unapequeña racción. RM Los cuerpos

transparentes son aquellos que dejan

pasar casi toda la luz que incide en ellos,

mientras que los traslúcidos absorben

una parte y dejan pasar otra.

2. RM Asolearse por mucho tiempo cerca de

una ventana transparente es lo mismo

que exponerse directamente a los rayos

solares, es decir, podemos surir ciertos

daños en la piel. Si la ventana es

traslúcida, parte de la luz será absorbida,

lo que reduciría un poco el posible daño;

sin embargo, no es sufciente para

evitarlos.

3. RM Los cuerpos traslúcidos se utilizan

con recuencia en ventanas, donde nos

interesa que la habitación esté iluminada

pero no deseamos que nos vean desde

uera. Los vidrios coloreados se utilizan

en los vitrales, arte a la que aún en estos

tiempos se dedican muchas personas en

nuestro país. Muchas botellas de vidrio y

envases de plástico son traslúcidos, conla fnalidad de que su contenido no se

altere por eecto de la luz directa, pero a

la vez podamos ver su contenido. Se usan

botellas para medicinas, alimentos,

bebidas o polvos.

RM Se observaron diusos. RM Traslúcido.

RM No se observaron

en absoluto. RM Opaco.

RM Se observaron bien. RM Transparente.



145

IICIENCIAS


La luz y los cuerpos: rebotes, desviaciones y travesías

Lean el texto.

• Durante la lectura, pongan especial atención en los diferentes modelos para explicar la

naturaleza de la luz.

El que la luz esté ormada por partículas planteó un nuevo problema, pues si dos rayos luminosos se

encuentran, no se observa la desviación en sus trayectorias, lo que podría esperarse para un choque entre

partículas. Más o menos por la misma época, el ísico holandés Christiaan Huygens elaboró una explicación

alterna a la de Newton. Tomando en cuenta que ciertos comportamientos de la luz son parecidos a los de las

ondas sonoras, este autor consideró que la luz actúa como una onda longitudinal. Al considerar que la luz se

comporta como una onda, este modelo era consistente con las nociones de reexión y de reracción. Sin

embargo, tenía un inconveniente, pues requería de un medio material para la propagación de la onda

luminosa, de manera parecida al aire que permite la propagación de las ondas sonoras o el agua en el caso de

las olas que se orman al perturbarla. Se llamó éter a este supuesto medio material perturbado por las ondas

luminosas, y se pensó que se encontraba en todas partes, llenando el espacio vacío, permitiendo que la luz sepropagara a través de ese medio. Poco tiempo después se comprobó que el éter no existe.

¿Onda o partícula?

A nales del siglo XVII, el célebre ísico y matemático Isaac Newton realizó una serie de investigaciones entorno a la cuestión de la luz. Newton propuso la Teoría Corpuscular de la Luz, donde se la concibe como un

ujo de partículas pequeñísimas o corpúsculos que viajan juntas ormando manojos, o, más propiamente,

rayos luminosos. Esta teoría es satisactoria para explicar la reexión y la reracción de la luz. En la refexiónlas partículas chocan contra la superfcie de los objetos y rebotan ormando un rayo luminoso reejado. La

reracción ocurre cuando un rayo de luz atraviesa cualquier medio material, ya sea sólido, líquido o gaseoso.

En este caso, el haz luminoso cambia la trayectoria con la que incide en un medio, es decir, se desvía o cambia

su ángulo de incidencia. La reexión de la luz en superfcies pulidas da lugar a la ormación de imágenes

defnidas, como en los espejos. La reracción, por su parte, se utiliza en lentes de todo tipo.

La luz se caracteriza por viajar en línea recta. A: Cuando un rayo luminoso incide en una superfcie, el rayo reejado sale con el mismo ángulo que el

rayo incidente. B: Cuando un rayo luminoso pasa de un medio material a otro, cambia el ángulo de incidencia. Esto se conoce como reracción de la luz.

La línea normal es siempre perpendicular a la superfcie en la que incide el rayo.

Rayo

incidente

Rayoreejado Rayo

incidente

Rayo

reractado

Normal Normal

Superfcie en

la que incideel rayo

Material 1

Material 2

B: Reracción de la luzA: Refexión de la luz


enómenos que tienen que ver con la

reexión y la reracción de la luz, así como

mostrar cuerpos transparentes, opacos y

traslúcidos.


debate en el aula con la oportunidad de quelos alumnos integren sus conocimientos y



instrucciones y sugerencias didácticas que

usted puede revisar antes de utilizarlo para

un mejor aprovechamiento.



Txto d formó l

El texto muestra cuatro teorías que

prominentes científcos han plateado para

explicar la naturaleza intrínseca de la luz. Se

parte de la Teoría Corpuscular de Newton y

luego se expone la teoría ondulatoria de

Huygens. A continuación se plantean algunos

undamentos de la Teoría Electromagnética

de Maxwell, la cual considera a la luz como

una onda electromagnética. Por último, se

menciona el modelo cuántico, que defne al

otón como la partícula undamental de la

luz. Se ilustran de manera muy esquemática

la reexión y la reracción de la luz.

3 Comente a los estudiantes que en la

actualidad están vigentes tanto la teoría

electromagnética como la cuántica, por lo

que se le atribuye una naturaleza dual al

enómeno llamado luz. Cada una de estas

teorías es exitosa en explicar determinados

enómenos que involucran a la luz. Los

enómenos luminosos cotidianos suelen

quedar sufcientemente descritos si se

considera a la luz como una onda

electromagnética.



146

secuencia 25

En 1865, el ísico escocés James C. Maxwell desarrolló la Teoría Electromagnética. La teoría predice que laluz es una perturbación de campos magnéticos y eléctricos que viaja lo mismo en el vacío que en mediosmateriales, es decir, se trata de una od ltromgét transversal que, a dierencia del sonido, noprecisa de un medio material para propagarse, puesto que los campos eléctricos y magnéticos se extienden através del vacío.

La historia de la naturaleza de la luz no termina aquí. En el despertar del siglo XX, el ísico alemán MaxPlanck publicó que la energía electromagnética que transportan las ondas del mismo nombre se transere a lamateria, esto es, se emite o se absorbe en orma discontinua, en paquetes que llamó cuantos. El célebre ísicode origen alemán Albert Einstein postuló en 1905 que los cuantos eran en sí “partículas” de luz, llamadas

fotones. El campo electromagnético adquiría, entonces, una naturaleza dual, pues se comportaba como unaonda electromagnética o como una partícula, según el experimento involucrado.

Vílo tr s

L od logtdl y trvrl

rvro l Secuencia 3: ¿Qué onda con

la onda?

El modelo atómico se expuso en la Secuencia

22: ¿Qué hay en el átomo?

L dó ltromgét, q vl

l ltrdd o l mgtmo, rvó

l Secuencia 24: ¿Cómo se genera el

magnetismo?

SESIÓN 2 Actividad DOSObrv l rfxó y l rró d l lz. Pr llo:

• Contesten: ¿En qué consisten la refexión y la reracción de la luz?

1. Mtrl

a) Espejo plano rectangular

b) Papel aluminio

c) Cuchara sopera

d) Vaso o rasco de vidrio transparente.

e) Agua suciente para llenar el vaso o rasco hasta las dosterceras partes.

) Anillo

g) Transportador

h) Lápiz

i) Mesa

j) Regla o escuadraLos halos se deben a la reracción de la luz delSol, de la Luna o de cualquier uente luminosa.

Sabías que…

Para comprender cómo se produce la luz, es necesario recurrir al modeloatómico de la materia. Los electrones se mueven en torno al núcleoatómico ocupando determinados niveles de energía. Cuando el electrónabsorbe energía, por ejemplo, luz o calor, pasa a un nivel superior. Luego,el electrón regresa a su nivel original, y emite la cantidad de energíaabsorbida en orma de radiación, es decir, origina una perturbaciónelectromagnética que se propaga como onda.

ElectrónEnergía

Núcleo Núcleo

Energía

Fase I: Excitación

El electrón absorbeenergía y sube a unnivel más alto

Fase II: Decaimiento

El electrón emite laenergía absorbida yregresa a su nivel

Sabías que…Comente a los alumnos que el electrón es el

que, al regresar a su nivel de energía, emite

la radiación electromagnética. Es importante

no conundir “radiación”, que equivale a

decir “onda electromagnética”, con

“radioactividad”, que corresponde a otro

enómeno que se da en el núcleo del átomo,

donde éste, bajo ciertas condiciones, emite

partículas como los protones.

Recuerde a los alumnos que las ondas

longitudinales se propagan en la misma

dirección en que se origina la perturbación, y

que las transversales se propagan

perpendicularmente a la dirección de la

perturbación.

Diga a los alumnos que el modelo atómico

considera el átomo ormado por un núcleo,donde se encuentran protones y neutrones,

en torno al cual giran los electrones,

organizados por niveles. Los electrones

poseen la carga eléctrica negativa, así que,

cuando cambian de nivel, el campo eléctrico

asociado a ellos varía, produciendo en

consecuencia un campo magnético, también

variable. Esto origina las ondas

electromagnéticas.

También comente a los estudiantes que un

campo eléctrico en movimiento da lugar a

un campo magnético, y viceversa. Este

enómeno ocurre en la propagación de las

ondas electromagnéticas, de ahí su

denominación, pues se perturban campos

eléctricos y magnéticos.

1 Para cerrar la sesión, pida a los

estudiantes que comenten qué aspectos del

comportamiento de la luz no se pueden

explicar a partir de las teorías corpuscular y

ondulatoria, respectivamente.

SESIÓN 2




pedir que respondan algunas preguntas

como:


resolver?

2. ¿Todas las dierentes clases de radiación

son ondas electromagnéticas?

Actividad DOS


alumnos observen la reexión de la luz en

espejos planos y curvos, así como la

reracción de la luz al pasar de un medio

material a otro, en este caso del aire al agua.

• Contesten: ¿En qué consisten la reexión

y la reracción de la luz?

Aquí se exploran de nuevo las ideas previas

de los estudiantes. Pídales que ejemplifquen

cómo son las imágenes en los espejos y

cómo se orma el arco iris. Permita

respuestas un poco vagas o inexactas. Luegode realizar la actividad, se sugiere retomarlas

para que los alumnos cotejen en qué se

enriqueció su conocimiento previo.RL Por

ejemplo: Las imágenes en los espejos se

producen a partir de los rayos de luz que

“rebotan” de la superfcie del espejo. El arco

iris se orma porque la luz blanca está

compuesta por siete colores.



147

IICIENCIAS

2. Procedimiento

Experiencia A

a) Colóquense un anillo en el dedo que preeran de lamano izquierda.

b) Coloquen el espejo en posición vertical, apoyándolosobre una pila de libros o cuadernos.

c) Apoyen el codo izquierdo sobre la mesa y coloquen lamano en posición vertical con la palma hacia elespejo, de manera que se refeje en el espejo.

d) Coloquen su mano derecha en posición vertical juntoal espejo, con la palma hacia su rostro.

e) Ahora comparen la imagen de su mano izquierdarefejada con la mano derecha real.

) Observen si su imagen muestra el anillo en la manoderecha o en la izquierda.

g) Registren sus observaciones.

Experiencia B

a) Elijan a un estudiante que sostenga el espejo enposición vertical a la altura de su rostro.

b) Elijan tres estudiantes que se coloquen a dos pasos dedistancia rente al espejo plano, dispuestos como seve en el esquema.

c) Pidan al estudiante A que observe cuáles compañerosestán refejados en el espejo.

d) En el esquema, tracen con regla o escuadra un rayo deluz incidente en el espejo, para los estudiantes B y C.

e) Con el transportador, midan el ángulo que estos rayosorman con la normal.

) Tracen los rayos refejados correspondientes a losrayos incidentes, considerando que el ángulo de losrayos refejados respecto a la normal es igual al ángulode los rayos incidentes, también respecto a lanormal.

Espejo

Experiencia C

a) Forren la cuchara con el lado más brillante del papel aluminio hacia uera; noes necesario orrar el mango. Procuren que quede con la menor cantidad depliegues o arrugas.

b) Observen la imagen de su rostro en la cara interna o cóncava de la cuchara.

c) Registren si se ve igual o dierente que en el espejo plano.

d) Repitan el inciso anterior pero ahora observen su imagen en la cara externa o

convexa de la cuchara.

e) Registren sus observaciones.

Estudiante A Estudiante B Estudiante C

Normal

Experiencia A

Asegúrese de que los estudiantes realicen

correctamente la experiencia; es importante

que comparen la imagen refejada de la

mano izquierda (la que tiene el anillo), con

la mano derecha real con la palma vuelta

hacia el rostro del alumno. Sólo así

percibirán cómo la imagen de la mano

izquierda corresponde a una mano derecha ,

pues ambas tienen el pulgar apuntando

hacia el mismo lado.

Experiencia B

Cerciórese de que los alumnos eectúen la

experiencia adecuadamente. Para hacer los

trazos de los rayos incidentes y reejados,

indíqueles que se guíen con el esquema de

la página 147 del libro del alumno. Sus

trazos de los rayos incidentes y reejados

deben quedar como se muestra abajo.

Experiencia C

Indique a los alumnos que procuren que el

papel aluminio quede lo menos arrugado

posible al orrar la cuchara, para que se

puedan observar imágenes nítidas, y que

usen el lado más brillante del mismo.

Espejo

Estudiante A Estudiante B Estudiante C

Normal



148

secuencia 25

expr D

a) Pongan el vaso o rasco sobre la mesa, demanera que quede a la altura de sus ojos.

b) Introduzcan el lápiz en el vaso y observencómo se ve a través de la pared del mismo.

c) Ahora llenen el vaso o rasco con agua hastalas dos terceras partes.

d) Observen cómo se ve ahora el lápiz a travésde la pared del vaso.

e) Coloquen el lápiz en posición totalmentevertical, aún dentro del agua y observen quésucede.

3. Rltdo

• Registren sus resultados en una tabla como laque sigue:

expr Lo q obrvro Dbjo d lo obrvdo

a

B

c

D

Según la curvatura de su superfcie, hay espejos planos, cóncavos y convexos.

Experiencia D

Esta experiencia es muy sencilla; sólo se

requiere que los estudiantes observen

atentamente lo que sucede con el aspecto

del lápiz en los tres casos. Puede sugerirles

que presten atención especialmente en la

interase entre el agua y el aire.

3. Resultados

RM En la tabla.

RM En la imagen reejada, la mano con el anillo es una manoderecha.

RL

RL

RL

RL

RM La imagen reejada de la moneda se mueve hacia la

izquierda.

Si la imagen no se viera más pequeña, solicite a los alumnos

que se alejen un poco del espejo cóncavo. RM En la caracóncava, la imagen se ve más pequeña e invertida. En la cara

convexa, se ve más pequeña y no invertida.

RM El lápiz se ve como si estuviera roto, es decir, su imagen tiene

una discontinuidad justo a la altura de la interase entre el agua y el

aire. Solo en el caso de que el lápiz esté vertical, no se observa esta

discontinuidad, lo que de debe a que si la luz incide a 90° en lainterase entre dos medios materiales, no hay reracción, es decir, no

hay desviación del rayo luminoso.



149

IICIENCIAS


• De acuerdo con sus observaciones, expliquen en sus cuadernos:

Experiencia A

a) ¿Por qué los espejos tienen la supercie lisa y pulida?

b) ¿Qué características tiene la imagen refejada en un espejo plano?

Experiencia B

a) ¿Por qué el compañero A ve refejada la imagen del compañero B y no la delcompañero C?

b) ¿En qué se relaciona esto con el ángulo de incidencia y el de refexión?

Experiencia C

a) ¿Cómo se refeja la imagen en un espejo cóncavo?

b) ¿Cómo se refeja la imagen en un espejo convexo?

Experiencia D

a) ¿Cómo se ve el lápiz cuando hay agua en el vaso? ¿Por qué?

b) ¿Qué sucede cuando el lápiz se introduce en el agua en posición vertical?

5. Comunicación



1. Comenten:

a) ¿Cuáles de las experiencias anteriores están relacionadas con la refexión de la luz?¿Por qué?

b) ¿Cuáles de las experiencias anteriores están relacionadas con la reracción de laluz? ¿Por qué?

2. Diseñen una experiencia en la que se observen la refexión o la reracción de la luz.

La refexión y la reracción de la luz se aprovechan en una gran variedad de aparatos y dispositivosópticos, como el telescopio, el microscopio, la cámara otográca, los anteojos, los periscopios y losespejos retrovisores.


ndido

C on lo que has apr end

ido sobr e

la nat ur aleza de la luz

, escr ibe

los conocimient os que t e ay udan

a r esolv er el pro blema.

Refexión sobre lo aprendido Puede explicar a los alumnos que nuestro cuerpotiende a absorber la mayor parte de la luz queincide en él, y reeja otra porción. Si la luz esuna onda electromagnética, puede interactuarcon los campos eléctricos y magnéticos de losátomos de las moléculas que constituyennuestras células, en particular las de la piel. Paraprotegernos de la radiación solar, requerimosinterponer un material que absorba estas ondas,es decir, que sea opaco, o que las reeje en lamayor medida posible. RL Por ejemplo: Paraevitar que nuestra piel absorba una grancantidad de radiación proveniente del Sol,debemos cubrirla con algún material que laabsorba o la reeje.


Experiencia A

a) RM Porque si no estuviera lisa, los rayosincidentes se dispersarían en diversasdirecciones, y no se ormaría una imagendefnida.

b) RM La imagen es del mismo tamaño que elobjeto reejado, pero es invertida en el ejevertical, es decir, la derecha se ve a laizquierda, y viceversa.

Experiencia B

a) RM Porque el ángulo de incidencia de la luzque proviene de cada compañero esdierente, y en el caso del compañero C, elángulo es bastante mayor que el delcompañero B, y dada la posición delcompañero A, éste no puede observar alcompañero C.

b) RM El ángulo de incidencia es igual siempreal ángulo de reexión, de ahí el eecto de nopoder ver la imagen de algo cuyo ángulo de

incidencia sea mayor que el ángulo que yo,como observador, ormo con la normal alespejo.

Experiencia C

a) RM La imagen tiene distorsión de tamaño, seve más pequeña que el original, aunque sime acerco lo sufciente, la imagen es másgrande que el objeto reejado. Además, estáinvertida en el eje horizontal, es decir, lo queestá arriba se ve abajo y viceversa.

b) RM La imagen también tiene distorsión detamaño, se ve más pequeña que el originalEn el espejo convexo no hay inversión de laimagen en ningún eje.

Experiencia D

a) RM El lápiz se ve quebrado. Esto se debe a lareracción de la luz, es decir, muestra que latrayectoria de cada rayo de luz se dobla odesvía de su dirección original. El eecto dediscontinuidad siempre se observa justocuando cambia el medio material, en estecaso, cambia de aire a agua.

b) Comente a los estudiantes que cuando losrayos viajan por un medio material e incidenen un medio dierente con un ángulo de 90°,no se observa la discontinuidad o “quiebre”que sí sucede cuando inciden en cualquier

otro ángulo. RM En este caso, y sólo en estecaso, el lápiz se ve continuo.


1. Comenten:

a) RM Las experiencias A, B y Ccorresponden a la reexión de la luz,pues en todos los casos la imagen seorma a partir de los rayos de luzprovenientes del objeto que rebotan en lasuperfcie pulida del espejo.

b) RM La experiencia D se relaciona con lareracción de la luz, ya que se observauna imagen discontinua del lápiz cuandouna parte del mismo está sumergido en

agua. La luz que reeja la parte del lápizbajo el agua tiene cierta trayectoria, lacual cambia su ángulo al pasar del aguaal aire, por eso se ve discontinuo.

2. 4 Guíe a los alumnos en el diseño de laexperiencia. Cada equipo puede elegir si diseñala experiencia para reexión o para reracción.Cerciórese de que se ormulan preguntasadecuadas, y que la planteen con el material

que tengan disponible. Para la reexión,pueden intentar combinar dos espejos planosormando un ángulo entre ellos, y aumentar odisminuir dicho ángulo para observar cuántasimágenes del objeto se orman. Puede pedirlesque predigan si al reejarse un objeto primeroen un espejo, y luego la imagen del mismoreejarse en otro espejo, se preservará lainversión en el eje vertical o no será así. Para elcaso de reracción, pueden intentar utilizarlíquidos dierentes al agua, como alcohol oglicerina. Si es el caso, pregúnteles si ladensidad del líquido se relaciona con el ángulode reracción. RL



150

secuencia 25


• Antes de la lectura comenten: ¿Qué tipos de ondas electromagnéticas existen?

La recuencia de la luz cambia si la uente luminosa se acerca o aleja.

Más allá del límite superior de longitudes de onda de la luz visible se encuentra la región de luz inrarroja y,

por debajo del límite inerior, se ubica la región de la luz ultravioleta. Nuestro ojo es un órgano maravilloso

que nos provee de innidad de imágenes del mundo; sin embargo, las células de su retina no son estimuladas

por estos tipos de luz. Esta es, por tanto, luz invisible para nuestros ojos, lo cual no quiere decir que no tenga

eecto en nuestro organismo. La luz inrarroja estimula directamente los sensores de calor de la piel y, cuando

acercamos una mano a una fama o nos exponemos a la luz del Sol, además de la luz que nuestros ojos ven,

sentimos la radiación inrarroja como calor. Debemos tener cuidado, pues este calor puede producirnos

insolación y deshidratación.

La radiación ultravioleta es potencialmente más dañina que las otras, pues provoca eectos en nuestra piel.

En pequeñas dosis, es necesaria para la síntesis de ciertas vitaminas y le da un tono bronceado a la piel, pero si

estamos mucho tiempo expuestos a ella podemos quemarnos severamente.

Además de la luz inrarroja, la visible y la ultravioleta, existe la radiación electromagnética en otros rangos

de recuencia. Todas las posibles recuencias integran el llamado espectro electromagnético. De menor a

mayor recuencia, tenemos las siguientes clases de ondas electromagnéticas:


¿Un espectro luminoso?El cambio en longitud de onda o recuencia en las ondas sonoras es percibido como un cambio en el tono

del sonido, es decir, se hace más agudo o más grave. ¿Qué ocurre con la luz?En el caso de la luz visible, la longitud de onda se maniesta como color. La luz blanca está ormada por la

superposición de ondas de todas las longitudes posibles, es decir, por una superposición de todos los colores

que aparecen en el arco iris. La longitud de onda mayor corresponde al color rojo, y va disminuyendo hasta

llegar al violeta, el color que tiene la menor longitud de onda y la mayor recuencia de luz visible.

Para terminar

• Antes de la lectura comenten: ¿Qué tipos

de ondas electromagnéticas existen?

Sugiera a los estudiantes que en

adelante, cuando se referan a la luz,

hagan la precisión de luz visible, ya que

hay ondas electromagnéticas conlongitudes de onda mayores o menores a

las de la luz visible, que, si bien tienen

esencialmente la misma naturaleza, no

son visibles al ojo humano. RL Por

ejemplo: La luz visible, los rayos X, la luz

ultravioleta, la luz inrarroja, las

microondas, las ondas de radio, los rayos

gamma.

Txto d formlzó

El texto expone las características quetiene la luz al ser una onda

electromagnética, como longitud de onda,

recuencia y amplitud. Se correlaciona la

longitud de onda (o la recuencia) de la onda

electromagnética con el color, en el caso de

la luz visible. Se muestra toda la gama de

longitudes de onda posibles para estas

ondas, donde la luz visible es apenas una

estrecha ranja.

5 Se sugiere elaborar, junto con los

alumnos, un esquema o cuadro sinóptico del

espectro electromagnético y colocarlo en unlugar visible del aula para consultarlo

cuando se requiera.



151

IICIENCIAS

Tabla 1. Ondas electromagnéticas

Ondas de radio o hertzianas Microondas Infrarrojo Luz visible Ultravioleta Rayos XRayos

gamma

Onda

larga,

Radio

AM

Radio

de

onda

corta

Televisión y

radio FM

Televisión

de ultra

alta

recuencia

y teleonía

celular

Radar,

telecomuni-

caciones

satelitales,

hornos de

microondas.

Emitidas por

sólidos al

enriarse, el

Sol, el uego o

los metales al

rojo vivo. Lo

sentimos comocalor radiante.

Rojo

Naranja

Amarillo

Verde

Azul

Añil

Violeta

Los colores se

separan al

atravesar un

prisma.

Pueden

causar cáncer

de piel con

exposición

prolongada.

Radiograías:

aplicaciones

médicas, como

ver una

ractura de

huesos, e

industriales;por ejemplo,

revisar la

estructura de

un edifcio.

Gammagraías

para aplicaciones

médicas, como

estudiar la

irrigación de un

tejido. La

explosión de unabomba atómica

genera rayos

gamma.

Menor frecuencia Mayor frecuencia

Mayor longitud de onda Menor longitud de onda

La cantidad de energía que transporta la onda es proporcional a su amplitud: a mayor amplitud es mayor

la energía y más intensa la luz.

Conorme la recuencia de una onda electromagnética se hace mayor y su longitud de onda, por

consiguiente, menor, las radiaciones van siendo progresivamente más penetrantes en nuestro cuerpo y

potencialmente más dañinas. Es necesario, por lo tanto, limitar o evitar la exposición a las radiaciones desde

rayos ultravioleta hasta rayos gamma, pues estas ondas tienen más posibilidad de aectar las células, las

moléculas e incluso los átomos de los que todo está ormado.

Para proteger a los organismos vivos o a cualquier objeto de las radiaciones dañinas, se requiere

resguardarlos con cubiertas capaces de detener esa radiación. Por supuesto, su espesor y el material con loque estén coneccionadas corresponden a la intensidad y penetración de los rayos. Así, para bloquear los

rayos ultravioleta existen cremas con fltros adecuados, además de viseras, gorras, sombreros, sombrillas y

camisas de manga larga. En cambio, para protegerse de los rayos X se requieren chalecos de plomo y los

rayos Gamma sólo son aislados con gruesas placas de cemento y plomo.

El Sol emite radiación electromagnética en las ranjas de luz inrarroja, luz visible y luz ultravioleta. La

atmósera de la Tierra

absorbe la mayor parte

de la radiación

ultravioleta y parte de

la inrarroja. Sin

embargo, en esta era

industrial, debido a la

emisión de ciertos

gases, nuestra

atmósera ya no

absorbe tanta radiación

ultravioleta como

antes, y ahora es muy

importante protegernos

de estos rayos.¡Sólo una estrecha ranja de todo el espectro electromagnético es visible a nuestros ojos!

Rayos gamma

Rayos X

Rayos ultravioleta

Infrarrojo

Microondas

Ondas de televisión

Ondas de radio

2 Se sugiere revisar detenidamente los

esquemas del espectro electromagnético de

este texto, y comentar a los estudiantes que

la variación de recuencia y longitud de onda

de una ranja a otra es paulatina y continua,

y que la zonifcación del espectro se ha

establecido en unción de la aplicación quese les da a las ondas en esos rangos de

recuencia.



152

secuencia 25

Sabías que…

Las ondas electromagnéticas son indispensables: no podríamos vivir sin la

luz y el calor del Sol, ni las plantas realizarían la otosíntesis. Tampoco

contaríamos con telecomunicaciones, hornos ni tratamientos basados en

radiaciones o instrumentos de detección para ver imágenes del interior de

nuestro organismo o de cualquier objeto.

Vílo tr s

Rrd q l rtrít d l

od, omo l logtd d od, l

fr y l mpltd, moro

l Secuencia 3: ¿Qué onda con la onda?

L dompoó d l lz bl

lo olor dl ro r mtr l

Secuencia 21: ¿De qué están hechas las

moléculas?

Lo que aprendimosResuelvo el problema “Ya sea que vivas al nivel del mar o en una zona montañosa, ¿qué pasa si te expones a

los rayos del Sol por mucho tiempo? ¿Cómo te puedes proteger de las radiaciones que

son potencialmente nocivas para tu salud? Fundamenta tu respuesta con base en las

características de la luz”.

Pr rolvr l problema omplt l gt tbl t dro:

• Justifca tu respuesta para cada caso.


dido

¿En qué aplicar í as lo

apr endido sobr e el espe

ct r o

elect r omagnét ico par a

r esolv er el pro blema?

Tpo drdó

crtrít d lrdó

Rgo txpoó prologd

Mdd d protó

Ryofrrrojo

Lz vblt

Ryoltrvolt

Las ondas electromagnéticas están presentes en todos y cada uno de los aspectos de nuestra vida. Loimportante es usar esta radiación en nuestro benefcio y evitar sus riesgos.


ndido


acer ca de la nat ur alez

a

de la luz y de las

ondas elect r omagnét icas.

¿Hay

alguna di er encia ent r e lo que pensabas y l

o que

sabes ahor a? Explica t u

r espuest a.

Refexión sobre lo aprendido RL Por ejemplo: Las dierentes clases de

ondas electromagnéticas pueden tener

longitudes de onda muy distintas, y aquéllas

de menor longitud de onda, como los rayos

ultravioleta, los rayos X y los rayos gamma,

interactúan con la materia a nivel molecular

o atómico. Por ello, y considerando que el Solemite ondas en el inrarrojo, el visible y el

ultravioleta, es de particular importancia

protegernos de estas últimas.

Lo que aprendimos





solución al problema ; emplea para ello,



alumno transfere los nuevos aprendizajes


estudiados.




manifesta una opinión inormada.







cotidiana.






Al fnal de cada bloque se presenta:







en cada secuencia.


Para resolver el problema completa

la siguiente tabla en tu cuaderno:

• RM En la tabla.

Recuerde a los estudiantes que la

velocidad de propagación es constante, la

longitud de onda es el inverso del periodo, y

por ello, a mayor longitud de onda, menor

recuencia y viceversa.

Mencione también la Actividad DOS de la

Secuencia 21, donde observaron la

descomposición de la luz blanca en colores.

Explíqueles que esto se debe a que cada

color tiene una longitud de onda específca

(en realidad es un rango muy estrecho de

valores, pero se puede considerar el valor

medio) y que el ángulo de reracción

RM Es invisible, pero la percibimos comocalor. Su longitud de onda es mayor quela luz visible.

RM Eecto de acaloramiento oinsolación, deshidratación.

RM No exponerse por mucho tiempo al Sol, usargorras, sombrillas, sombreros y ropa ligera que noscubra lo más posible la piel sin bloquear latranspiración. Beber sufciente agua. posible la pielsin bloquear la transpiración. Beber sufciente agua.

RM Es la luz que captamos con las células dela retina de nuestros ojos.Cuando es monocromática, vemos el colorcorrespondiente; si la vemos blanca es quecombina todas las longitudes de onda,o colores.

RM Deslumbramiento, cegueratemporal

RM Nunca mirar directamente al disco del Sol;usar lentes oscuros en lugares con mucha luzsolar o que reejen mucho su luz, como playas,lugares con agua como albercas o el mar, obien en terrenos con nieve.

RM Es invisible, y no la detectamos comocalor. Por su longitud de onda, interactúacon los núcleos de nuestras células, incluso,con el ADN, por lo que puede modifcar elcódigo genético y producir cáncer.

RM Manchas en la piel,oscurecimiento de la piel, cáncercutáneo.

RM Siempre usar fltros o bloqueadores solares;usar lentes oscuros que bloqueen los rayos UV. Elnúmero del fltro solar, y por tanto su actor deprotección, debe ser mayor según el tiempo y lacantidad de radiación a la que nos expondremos.

depende de la longitud de onda, por lo que

cada color se desvía o reracta con un

ángulo ligeramente dierente.

Refexión sobre lo aprendidoRL Por ejemplo: Antes pensaba que la luz era

siempre visible a nuestros ojos, y no

consideraba que otras radiaciones, como losrayos X o los Rayos ultravioleta u ondas de

radio, eran en esencia lo mismo que la luz

visible, pero con longitudes de onda

dierentes. Ahora sé que todos estos tipos de

luz son ondas electromagnéticas.



153

IICIENCIAS

¿Para qué me sirve lo que aprendí?El conocimiento de las ondas electromagnéticas nos ha permitido una mejorcomprensión de multitud de enómenos naturales. Hoy en día, estas radiacionesse aplican en una infnidad de situaciones. Es vital saber protegernos de las quepueden causar daño a nuestra salud.

1. Averigüen qué signifca el actor de protección solar (FPS) que ostentan en suetiqueta diversos productos para proteger la piel de los rayos ultravioletas en unlaboratorio armacéutico, ábrica de cosméticos, armacia, botica, la biblioteca o

internet.2. Conorme a lo que averiguaron, ¿qué FPS debe incluir una crema para protegerse

cuando se encuentren expuestos mucho tiempo al Sol?

3. ¿Cuál es el FPS recomendable si van de excursión a una montaña de gran altitud?

Lo que podría hacer hoy…Supongan que por indicación médica deben practicarse una serie deradiograías del tórax.

1. Investiguen en el centro de salud de su localidad cuáles medidas hanimplementado ahí para resguardar a los pacientes de la radiación, cuando lesrealizan estudios de gabinete, como radiograías y gammagraías.

2. ¿En qué casos no es recomendable tomar placas de rayos X?

Para saber más…1. Allier Cruz, Rosalía A. et al (2005). La Magia de la Física. Tercer Grado. México:

McGraw-Hill.2. Estrada, Alejandro F. et al (2001). Lecciones de Física. México: CECSA.

3. Homero, Héctor et al (1997). Física. Educación Secundaria. Tercer Grado. México:Ediciones Castillo.

1. Coordinación de Innovación Educativa Wilhelm Röntgen (1845-1923). UniversidadMichoacana de San Nicolás de Hidalgo. 7 de marzo de 2007.http://dieumsnh.qb.umich.mx/fsquimica/Roetgen.htm

2. Flores, Jorge. Los mensajeros de la interacción. ILCE. 22 de ebrero de 2007.http://bibliotecadigital.ilce.edu.mx/sites/ciencia/volumen1/ciencia2/22/htm/sec_13.html

3. Mercè Camps Miró. Protección solar. Collegui de Farmacèutics de la Provincia deBarcelona. 18 de junio de 2007.http://www.armaceuticonline.com/cast/amilia/amilia_solar_c.html

Para recapitular el



¿Existe la luz invisible? en

la programación de la red

satelital Edusat.

El programa permite identifcar el

avance científco en el conocimiento de la

electromagnética y demuestra enómenos

relacionados con la luz, como la reracción,

reexión y absorción, así como la

descomposición de la luz.





la secuencia.


1. RL Por ejemplo: El FPS se relaciona con el

tiempo en que podemos permanecer al

rayo del sol sin surir mayores daños. Para

uso diario, o si vivimos en una cuidad, se

recomienda usar un FPS mínimo de 15 en

el cuerpo y 20 en el rostro.

2. RL Por ejemplo: Si vamos en una

excursión a la playa, podemos usar

bloqueadores de FPS por arriba de 45. Si

vamos a nadar, hay que cerciorarse de

que el bloqueador sea impermeable, es

decir, que no se disuelva con el agua. Si

trabajamos bajo el Sol, reaplicar un poco

más de bloqueador cada hora es una

medida de protección adicional.

3. RL Por ejemplo: Si vivimos en el campo o

pasamos mucho tiempo al aire libre,debemos aplicar una crema con un FPS

de al menos 25 o 30. Si vamos a una

montaña, es conveniente usar un

bloqueador de FPS por arriba de 45.


1. RL Por ejemplo: Cuentan con gabinetes

especiales para tomar las radiograías.

Los operadores utilizan chalecos con

placas de plomo y, dependiendo la parte

del cuerpo que se vaya a radiar, también

se cubre al paciente con delantales con

plomo.

2. RL Por ejemplo: Se indica que a menos

que sea de extrema urgencia o necesidad

una mujer embarazada no se someta a la

radiación de los rayos X, pues podrían

ocasionarse malormaciones en el bebé.

En general, debe limitarse en todo lo

posible la exposición a esta radiación y

tomar las placas estrictamente

necesarias.

Para saber más…

1. En este texto se encuentra una buena

descripción del espectro electromagnético

con ejemplos de aplicaciones variadas.

2. Aquí se puede consultar cómo se ormanlas imágenes en dierentes tipos de

espejos y lentes.

3. Este material expone con claridad las

dierentes teorías acerca de la naturaleza

de la luz.

1. En esta página se encuentra la biograía

de Wilhelm Konrad Röntgen, ísico

alemán descubridor de los Rayos X, que

en principio llevaron su nombre, y que ueel primer científco galardonado con este

premio.

2. Aquí se discuten algunos aspectos de los

otones, y cómo la luz es una manera de

transportar la interacción.

3. Este vínculo contiene inormación

sufciente y comprensible acerca de los

eectos de la radiación solar y los fltros y

bloqueadores.



Maqueta de una planta generadora de electricidad

Propósito y perspectivaMediante la construcción de la maqueta de una central generadora de electricidad, los alumnos integran sus conocimientos sobre los

conductores y aislantes eléctricos, la corriente eléctrica, la estructura atómica y la inducción electromagnética abordados en las secuencias delBloque IV.

Desde una perspectiva CTS, los estudiantes valoran la importancia de tener hábitos de ahorro en el consumo de electricidad, dado que se trata

de un proceso complejo y costoso que causa impacto en el ambiente.













Describir las características generales de la planta

hidroeléctrica El Cajón, ubicada en el Estado de Nayarit.



Identifcar los tipos de plantas generadoras deelectricidad que existen.

Síntesis inormativa.

3


denir el problema

Obtener inormación acerca de la generación y distribución

de electricidad en la comunidad.

Valorar el uso racional de la electricidad para disminuir el

impacto ambiental de su generación.

Entrevistas.


grabadora, cámara otográca

(opcional).

4Fase III. ¿Cómo


del problema ?

Construir un modelo de la planta generadora de

electricidad que abastece la comunidad.

Maqueta.

Por equipo: Materiales sencillos

de ácil acceso para elaborar una

maqueta.




El Sol DoraDo

154


Para empezarL l x.

sesión 1

Maqueta de unaplanta generadorade electricidad

el sol DoraDo. Domingo 4 de marzo de 2007

Un “cajón” de 750 megawatts

Es diícil pensar que un “cajón” tenga otra unciónademás de almacenar. Sin embargo, esto es posiblecuando hablamos de un almacén de agua donde seproducen grandes cantidades de energía eléctrica.

La central hidroeléctrica El Cajón, emblemática para laingeniería nacional debido a su estructura y su tecnología,ue abierta para su uncionamiento en el año 2006.

Las plantas hidroeléctricas son uentes de generaciónde electricidad, limpia y no contaminante, que abastecende este recurso a las comunidades y atienden aquellas

emergencias que se puedan presentar a causa deenómenos naturales.

La magnitud de la obra es notable, no sólo por laaltura de la cortina de la presa (186 metros) y el volumen de concreto utilizado en su construcción, sinotambién por el enorme benefcio que representa para los habitantes de las comunidades del estado deNayarit.

Para comprobar su uncionamiento, se pusieron a prueba las compuertas de descarga del vertedor, quepermiten la salida del agua almacenada en la presa. El agua que es liberada se incorpora al río y esaprovechada en la central hidroeléctrica Aguamilpa, algunos kilómetros río abajo de Santa María del Oro,donde se ubica El Cajón.

Los benefcios que provee la hidroeléctrica no se limitan a la producción y abastecimiento de la energía,sino que ha representado una uente de trabajo segura, ya que en la construcción de El Cajón no seregistró ningún deceso.

Vista aérea de “El Cajón”.

Ahora ya conoces algunos enómenos como la luz, la electricidad y la inducción

electromagnética, que están presentes en la vida cotidiana. En este proyecto identifcarás

las etapas y los enómenos ísicos involucrados en la generación de electricidad, así

como el impacto ambiental que se produce. Con esta inormación tus compañeros y tú

elaborarán con materiales sencillos una maqueta de una planta generadora de electricidad.

Así valorarás la utilidad de la tecnología para satisacer nuestras necesidades básicas y el

consumo racional de energía.

SESIÓN 1

En esta sesión los alumnos realizan una

primera aproximación hacia las

características y uncionamiento de las

plantas generadoras de electricidad, a partir

del texto introductorio y proporcionan

algunas de sus respuestas tentativas al

problema . Los alumnos organizarán sus

actividades de acuerdo con el cronograma,

antes de comenzar con las actividades que

los llevarán a solucionar el problema .

Para empezar

El texto describe algunas de las

características de la central hidroeléctrica El

Cajón, con la nalidad de acercar al alumno

a una reciente obra monumental de la

ingeniería mexicana que benecia a diversas

comunidades del estado de Nayarit.

3

Invite a los alumnos a dar sus propias

explicaciones sobre qué es una planta

generadora de electricidad y cómo unciona.

Puede utilizar preguntas como ésta: ¿saben

cómo llega la electricidad a sus casas?

Recupere lo que los alumnos han aprendido

en el Bloque IV.

2 Realice una lluvia de ideas sobre

cuáles enómenos ísicos podrían estar

involucrados en las plantas generadoras de

electricidad. Por ejemplo, ¿qué tendrá quever la inducción electromagnética con la

generación de electricidad? ¿Una

hidroeléctrica constituye una uente

alternativa de energía? ¿Las plantas que

existen contaminan?

Para cada actividad se presenta lasiguiente inormación:

1. El propósito.

2. Las sugerencias generales paraenseñar en Telesecundaria, que


.




actividad.











No pida a los alumnos la respuesta al problema en

este momento; deje que ellos expresen lo que

saben al respecto. La solución que proponemos a

usted le brinda la inormación necesaria para el

desarrollo del proyecto y le permite guiar a sus

alumnos durante las actividades.

Solución al problema : RM1. Se genera a partir de transormaciones de

diversos tipos de energía antes de convertirse

en electricidad.

a) Si mi comunidad recibe la electricidad de una

planta hidroeléctrica, la energía cinética del

agua que cae de las presas de manera

controlada hace girar turbinas conectadas a un

generador eléctrico en donde ocurre la inducción

electromagnética: la corriente eléctrica inducida

va a circular por los cables sostenidos por las

torres de transmisión, pasando por los

transormadores que la mantienen en el nivel de

energía adecuado para que llegue a la

subestación del lugar donde vivo.

b) En una central o planta termoeléctrica se

utiliza combustible para calentar agua. El

vapor a presión hace girar las turbinas.

Después, el proceso es el mismo que en la

planta hidroeléctrica.

c) En una central nucleoeléctrica se utiliza

uranio como combustible para calentar el

agua que hará girar a las turbinas,

permitiendo el mismo proceso de inducción

que en las otras plantas.

2. En las termoeléctricas generalmente se utiliza

combustóleo o diesel para calentar el agua. Estos

combustibles contaminan el aire con dióxido decarbono, dióxido de azure y algunos otros gases

de residuo. Las nucleoeléctricas pueden producir

desechos radiactivos que son diíciles de

almacenar y transportar. En cualquier caso, las

plantas hidro, termo o nucleoeléctricas son

instalaciones enormes cuya construcción requiere

de extensiones de terreno que impactan el

ecosistema circunvecino.

3. El uso racional de la electricidad, es decir, evitar

su desperdicio, contribuye a disminuir la

demanda de energía eléctrica que las plantas

generadoras tienen que cubrir, disminuyendo

así la emisión de gases. Por otra parte, deben

buscarse uentes alternativas de energía, comola eólica o la solar para hacer girar turbinas y

generar la inducción electromagnética

necesaria para producir corriente eléctrica.


1 Para interesar a los alumnos pídales que

comenten lo ácil que resulta prender la televisión,

la licuadora, la lámpara de una habitación y diversos

aparatos de uso cotidiano, pero que muchas veces

no tomamos en cuenta lo complejo que resulta

llevar la electricidad a cada una de nuestras casas.

1. Los alumnos saben que la electricidad viaja

por cables que vienen desde algún sitio. RL Por

ejemplo: Por los cables que vienen de los

cerros hasta los postes de la calle y luego al

cableado de cada casa o edicio. El esquema

podría contener una subestación y algunos

postes con transormadores de voltaje.

Cables de los cerros subestación a postes

de la calle cables de casas.

2. A menos que vivan muy cerca de una planta, es

poco probable que los alumnos tengan

elementos para contestar esto. Su entorno y

experiencias inmediatas pueden conducirlos

hacia respuestas dirigidas a los dispositivos de

consumo eléctrico, no de generación de

electricidad. Una respuesta probable de sus

alumnos que aquí se sugiere como respuesta

libre es incorrecta. Deje que ellos comparen sus

aprendizajes al respecto al terminar este

proyecto. RL Por ejemplo: Por la basura de los

cables o de los pedazos de aislante que quedan

en el suelo.

3. RL Por ejemplo: El benecio ambiental, no lo

sé, pero sí el económico porque se gasta

menos dinero en el recibo de la luz.


• Escriban en el pizarrón las coincidencias del grupo.

5

Si es posible, utilice una cartulina o papel

de rotaolio para que las respuestas del grupo

estén visibles conorme se desarrolla el proyecto.

Así, podrán monitorear ellos mismos sus avances.

Manos a la obra


organizar un calendario de trabajo y seguirlo para

tener mejores resultados en su proyecto. Procure

omentar y valorar su creatividad e iniciativa para

resolver el problema. Solicite a sus alumnos que

después de leer el plan de trabajo, aporten algunas

ideas al grupo sobre cómo creen que pueden hacer

su proyecto. Sugiérales ir seleccionando con

anticipación los materiales más adecuados para

hacer su maqueta.

155

IICIENCIAS

Lo que pienso del problema Responde en tu bitácora las preguntas:

1. ¿Cómo crees que llega la electricidad a tu comunidad? Haz un esquema del proceso.

2. ¿De qué manera se puede contaminar al generar electricidad?

3. ¿Qué benefcio ambiental tiene evitar que se desperdicie electricidad en su

comunidad?


• Escriban en el pizarrón las coincidencias del grupo.

Manos a la obraPlan de trabajo

Fase I: Investiguemos conocimientos útiles

Para conocer de dónde viene y cómo se genera la electricidad que llega a su comunidad,

qué tipo de plantas generadoras existen y cómo contaminan, les será de gran utilidad

revisar y sintetizar algunos textos y páginas de Internet relacionados con estos temas.


Organizados en equipos, recopilarán inormación de cómo unciona una planta

generadora de electricidad y de dónde vienen las líneas de transmisión que llevan la

energía eléctrica hasta su casa y escuela. Para ello visitarán una subestación eléctrica de

la Comisión Federal de Electricidad y platicarán con los empleados. Investiguen con ellos

cuánto podría ahorrarse si su comunidad desperdiciara menos electricidad.

Fase III: ¿Cómo contribuimos a la solución del problema ?

Apoyados en los resultados de su investigación y analizando algunos diseños, elaborarán

una maqueta que represente el proceso de generación eléctrica desde la planta hasta el

transormador del que se desprenden los cables que bajan a la caja que contiene el

interruptor de la corriente eléctrica de su escuela.


En la comunidad donde vivimos:

1. ¿Cómo se genera la electricidad que llega a la escuela? Expliquen cuáles son las

transormaciones de energía que se llevan a cabo en este proceso.

2. ¿Qué tipo de contaminación se produce al generar esta electricidad?

3. ¿Qué benefcios se producen en el ambiente al evitar el desperdicio de electricidad?

SESIÓN 2



156


Calendario de actividadesUna buena orma de empezar el trabajo en equipo es organizar actividades para cadaase y designar a los responsables de cada una de ellas. Consulten con su maestro laecha fnal de entrega para que distribuyan mejor su tiempo. Si el ormato siguiente lesresulta útil, cópienlo en su cuaderno; si no, diseñen su propio calendario.


resPonsaBLes FecHa

F iF ii

F iii


ifqu l p pl l qu x. Pll:

1. Respondan:

a) ¿Qué lecturas y actividades del bloque nos pueden servir para identifcar cómo seorigina la corriente eléctrica?

b) ¿Qué otras uentes podemos consultar para ampliar la inormación sobre lossiguientes aspectos?:

i. Tipos de plantas generadoras, cómo uncionan y cuáles contaminan más elambiente.

ii. ¿Para qué sirven las subestaciones eléctricas y las líneas de transmisión?

Combustible

Subestación

Subestación

Torre deenfriamiento

Bomba dealimentación

Condensador

Turbina devapor

Generador

Generador devapor

Generador devapor

Turbina decombustión

Generador

Turbina decombustión

Generador

Esquema general de una planta generadora de electricidad.

Calendario de actividades

Ayude a sus alumnos a calcular los tiempos

de entrega, estimando la cantidad de días

que tienen para realizar el proyecto y el

número de ases en que se divide el trabajo.

2

Comenten la orma en la que se

llevará el registro de las actividades, quepuede ser en un cuaderno u otro soporte.

Para cerrar la sesión, comente con sus

alumnos lo que acordaron para hacer su

cronograma.

5 Revise las conclusiones que escriban

en el pizarrón o sobre el papel rotaolio.

Sugiera a sus alumnos que, camino a casa,

observen los postes, los cables y todo lo que

tiene que ver con la electricidad que utilizan

todos los días.

SESIÓN 2

Antes de iniciar esta sesión, recuerde a

sus alumnos cuál es el problema que

deberán resolver con su proyecto.

3 Platique con ellos sobre lo que

observaron en su trayecto a casa la sesión

anterior; es decir, por dónde pasa el cableado

que llega a su casa, cuántos transormadores

observaron, etcétera. Realice preguntas

como las siguientes: ¿De dónde vienen esos

cables? ¿Qué materiales tienen y soportan

los postes de luz?

Comente a sus alumnos que en esta primera

ase identifcarán los tipos de planta

generadora que existen.

Fase I: Investiguemos conocimientosútiles

5 Sugiera a sus alumnos que, para

responder las preguntas, organicen y

clasiquen los textos por temas. Por ejemplo,

los temas generales por tratar pueden ser:

a) Corriente eléctrica, b) Inducción

electromagnética y c) Fuentes de energía.

Identifquen los tipos de plantasgeneradoras de electricidad que existen.Para ello:

1. a) RM Los Textos de información inicial de

las Secuencias 21 y 23 , los Textos de

ormalización de las Secuencias 23 y 24 ,

la Actividad DOS de la Secuencia 24 .

b) En un buscador de Internet pueden

escribir, generación de electricidad,

para desplegar varias opciones de

consulta. Pueden revisar las

enciclopedias electrónicas o las

páginas institucionales que aparezcan.

Si cuentan con biblioteca escolar

utilicen los libros de Física II para

tercero de secundaria de la reorma de

1993. RL Por ejemplo: Internet.

i. RM Hidroeléctricas,

nucleoeléctricas, termoeléctricas,

eólicas. Todas ellas transorman la

energía cinética de una turbina en

energía eléctrica a partir del

proceso de inducción

electromagnética. El tipo de energía

que se transere a la rotación de la

turbina da nombre del tipo de

planta: energía cinética del agua

cuando cae (hidroeléctrica), energía

cinética de vapor a presión

(termoeléctrica), energía cinética de

viento (eólica). La que más

contamina es, por mucho, la planta

termoeléctrica.

ii. RM Las subestaciones eléctricas son

medios de distribución de la corriente

eléctrica que proviene de las plantas

generadoras. Allí se controla el voltaje

la corriente y la recuencia de los

transormadores en las calles para

evitar sobrecargas y optimizar el

suministro en una localidad. Las

líneas de transmisión son cables

gruesos por los que circula la

corriente en bruto que sale de las

plantas. Se sostienen mediante las

torres de alta tensión apostadas en el

campo y en la perieria de las

poblaciones.



IICIENCIAS

157

2. Consulten las reerencias que considerennecesarias para identifcar cómo se transormala energía en la turbina de un generador eléctrico.Pueden recurrir a las reerencias que se listanabajo. Para ello:


b) Cada equipo buscará y sintetizará los textosrevisados en su bitácora.

c) Expondrán una síntesis de la inormaciónconsultada al resto del grupo.

Intercambien la información que cada equiposintetizó. Para ello:

1. Escuchen con atención las exposiciones de suscompañeros.

2. Completen su bitácora con la inormación queellos aporten.

Algunas referencias de interésCiencias II. Énasis en Física:

1. Secuencia 21: ¿De qué están hechas las moléculas?

2. Secuencia 23: ¿Por qué enciende un foco?

1. Electricidad. El invisible río de energía. Física elemental. Vol. I. México: SEP.

2. ¿Cómo funciona una hidroeléctrica?

1. Gasca, José Luis (2003). Fuerzas físicas . México: SEP. Ediciones Culturales, Libros delRincón.

2. Sayavedra, Roberto (1994). El domador de la electricidad. Thomas Alva Edison,México: Dirección General de Publicaciones del CNCA/Pangea.

1. Generación de electricidad . Diciembre de 2006. CFE. 4 de marzo de 2007.http://www.ce.gob.mx/es/LaEmpresa/generacionelectricidad/

2. Medidas de ahorro. FIDE. 4 de marzo de 2007.http://www.fde.org.mx/medidas_ahorro/medidas.html

2. Se sugiere que organice a sus estudiantes

de tal orma que cada equipo busque

inormación dierente en las reerencias

de interés. 5 Pueden organizarse para

presentar la síntesis en una lámina o en

el pizarrón.


En general, se recomienda la revisión

de los Textos de inormación inicial de las

Secuencias 21 y 23 , los textos de

ormalización de las Secuencias 23 y 24 , así

como la Actividad DOS de la Secuencia 24 .

1. Una práctica de esta secuencia que

clasica los materiales según su

conductividad eléctrica. Esto les puede

ayudar a entender por qué los

transormadores tienen tapas de vidrio y

por qué los cables que llevan la corriente

son de metal pero están recubiertos de

hule o plástico.

2. En esta secuencia se enatiza la

transormación de energía eléctrica en

luz, calor y ondas electromagnéticas.

El video “¿Cómo unciona una

hidroeléctrica?” aborda la corriente eléctrica

con una analogía de fujo de agua.

El recurso detalla las etapas de generación

de electricidad.

4 Puede aprovechar el video comouente de inormación sobre la

transormación de energía. Usted puede

poner pausa en las partes de video que

considere convenientes para enatizar lo que

haga alta.

Estas dos reerencias aportan elementos

para resolver el problema.

Para cerrar la sesión, asegúrese que susalumnos tengan claro el uncionamientogeneral de cualquier planta generadora, apartir de la etapa de inducciónelectromagnética en los generadores.

3 Pueden hacer entre todos un diagrama

del proceso en el pizarrón. Con esto, ustedtendrá algunos elementos para evaluar si losalumnos identican los tipos de plantas queexisten y cómo uncionan de manerageneral.

4 Si el tiempo se lo permite, vale la pena

recurrir al experimento de inducciónelectromagnética de la página 133 para quelos alumnos comprendan como unciona ungenerador eléctrico. Si en lugar de 8 vueltasde alambre en la bobina se dan 16, y si laintensidad del imán es mayor, la corrienteinducida aumentará



158


SESIÓN 3 Fase II: Exploremos para defnir el problema ob fm m l l, m ll u mu l mp qu p pu l mb. Pll:

1. Investiguen dónde se encuentran una subestación eléctrica y una ofcina de laComisión Federal de Electricidad y consigan el permiso para visitarla.

2. Realicen una entrevista para indagar sobre:

a) El tipo de planta generadora que da servicio a su comunidad.b) La contaminación que genera esta planta en el entorno.

c) Los cuidados que deben tener los trabajadores de las plantas, torres y subestacionesde la CFE.

d) Cómo se puede ahorrar energía eléctrica.

Pr hcer sus entrevists:

Elaboren y lleven por escrito cuatro o cinco preguntas clave para guiar sus

entrevistas. Por ejemplo, ¿Qué planta suministra energía a mi comunidad?

¿Qué tipo de planta es? ¿Es una planta contaminante?

Seleccionen a los adultos que serán entrevistados y hagan una cita con ellos.

Infórmenles sobre su proyecto y sean amables.

Utilicen una grabadora, una libreta pequeña de notas o bien su bitácora para

registrar la información durante la entrevista.

Si les prestan objetos o fotografías, sean cuidadosos en su manejo y regrésenlos.

al terminr sus entrevists:

Reúnanse con todo el equipo y seleccionen la información útil para resolver el

problema.

Valoren las coincidencias en las respuestas de los entrevistados. Una tabla de

datos puede ser de gran ayuda.

s l fm b u l . P ll:

1. Reúnan las entrevistas de todos los equipos.

2. Elaboren en su cuaderno un resumen acerca del uncionamiento de la planta generadoraque provee a su comunidad de electricidad. Incluyan:

a) Las etapas de los procesos de generación, transmisión y distribución.

b) Las transormaciones de energía que se llevan a cabo.

c) Los riesgos que corren las personas que trabajan en ella.

d) La contaminación que genera la planta.

SESIÓN 3

Antes de iniciar esta sesión, comente con

los alumnos las etapas de generación

eléctrica.

1 Puede proceder mediante lluvia de

ideas. Indique a sus estudiantes que en esta

sesión llevarán a cabo la investigación decampo para obtener inormación acerca de

cómo llega la electricidad a su comunidad.

Programen entrevistas con personal de la

Comisión Federal de Electricidad. De esta

manera, podrán valorar el uso racional de la

electricidad como una actitud que contribuye

a disminuir el impacto ambiental.

Fase II: Exploremos para defnir elproblema

A partir de aquí los alumnos tendrán que hacer

una serie de tareas extra clase. Revise loslugares que los alumnos visitarán para hacer sus

entrevistas y las preguntas que van a ormular.

4 Al nalizar esta etapa de trabajo es

importante una puesta en común para la

presentación de avances en el grupo. Procure

guiar a sus alumnos para la organización de

esta puesta en común.

Obtengan inormación acerca decómo se genera la electricidad, cómollega a su comunidad y el impacto que

estos procesos pueden tener en elambiente. Para ello:

1. Antes de que los alumnos visiten alguno

de estos lugares, es recomendable que un

representante de la escuela haga contacto

con la o las personas con quien acudirán

los alumnos. Solicite la ayuda necesaria

para que sus estudiantes puedan realizar

su trabajo de la mejor manera.

2. a) RL Por ejemplo: Termoeléctrica.

b) RL Por ejemplo: Emite dióxido de

carbono.

c) RL Por ejemplo: Utilizar guantes de

carnaza, que es un material aislante,

para manipular los materiales

eléctricos; usar gorra y botas aislantes.

d) RL Por ejemplo: Apagar las luces de la

casa.

Sinteticen la inormación obtenidadurante las entrevistas. Para ello:

2. a) RM Generación: es la producción de

electricidad a partir de energía

mecánica, mediante un generador.

Transmisión: es la conducción del fujo

de corriente mediante cables y torres de

transmisión de la planta hasta las

poblaciones. La corriente se regula con

transormadores de voltaje. Distribución:Se lleva a cabo en las subestaciones

eléctricas, en donde se reparte la

corriente eléctrica que proviene de las

plantas generadoras. Ahí se regulan el

voltaje y la corriente y se controla la

recuencia de los transormadores en las

calle para evitar sobrecargas y optimizar

el suministro en una localidad.

b) RL Por ejemplo: Cinética, magnética,

eléctrica.

c) RL Por ejemplo: Descarga eléctrica,

caída de un poste.

d) RL Por ejemplo, desechos radioctivos

que dañan el suelo.

Para cerrar la sesión, pregunte a sus

alumnos si consideran que la inormación

recopilada es suciente.3

Pídales que platiquen sus experiencias

con las personas entrevistadas. Puede

preguntarles: ¿creen que ser electricista es

un trabajo de alto riesgo? ¿Cómo se puede

disminuir el riesgo?

¿Qué cuidados tienes en tu casa para evitar

una sobrecarga eléctrica?

Recuérdeles que para la siguiente sesión

deberán traer los materiales necesarios para

elaborar su maqueta.



IICIENCIAS

159

Fase III. ¿Cómo contribuir a la solución del problema ?Construyan un modelo del tipo de una maqueta de la planta abastecedora de

electricidad de su comunidad.

• Tomen en cuenta las etapas principales de los procesos de generación, transmisión ydistribución de electricidad.

SESIÓN 4

Para terminarComuniquen los resultados que obtuvieron. Para ello:

1. Elaboren un reporte que contenga:


b) Desarrollo: Describan el procedimiento que siguieron para elaborar su maqueta.

c) Conclusiones: Mencionen la importancia de las plantas generadoras.

2. Organicen en su escuela la presentación pública de sus maquetas.

3. Organicen con los asistentes un intercambio de opiniones acerca de los benefcios delas plantas generadoras, de sus costos ambientales y del impacto que tiene eldesperdicio de energía eléctrica.

Lo que aprendimosEvalúen lo aprendido durante el proyecto.

1. Comparen sus respuestas de la sección Lo que pienso, con lo que saben ahora yescriban una conclusión al respecto.

2. ¿Qué transormaciones de energía ocurren a lo largo de las distintas etapas?

Evalúen las maquetas. Para ello:

1. Comenten cuál de las maquetas representa mejor las etapas y los dispositivos que seutilizan desde el proceso de generación hasta la llegada de los cables a la escuela.

2. ¿Qué utilidad tuvieron las entrevistas para elaborar su maqueta?

3. Si tuvieron difcultades al asistir a los lugares de la CFE, ¿cómo las resolvieron?

4. ¿Qué ue lo que más les gustó de su maqueta?

Para elaborar una maqueta:

Identifquen las características del objeto, proceso o enómeno que quierenpresentar.

Decidan los materiales que van a usar.

Hagan un boceto o diagrama del objeto, proceso o enómeno en papel:

• Utilicen los diagramas y los textos consultados.

• Tomen en cuenta las partes que se construirán por separado.

SESIÓN 5

SESIÓN 4

Antes de iniciar esta sesión, comente conlos alumnos qué es lo que les alta pararesolver el problema .

3 Pregúnteles qué es lo que han aprendido

hasta ahora y qué pueden hacer para que lademanda eléctrica de su comunidad sea menor

Dialogue con ellos sobre cómo tienen pensadoconstruir su modelo en esta ase.

Fase III. ¿Cómo contribuir a lasolución del problema ?

Construyan un modelo del tipo deuna maqueta de la planta abastecedorade la electricidad de su comunidad.

A estas alturas, los alumnos ya saben cuál esla planta que abastece eléctricamente a sucomunidad. Para que les quede clara ladierencia entre los tipos de plantas sesugiere hacer equipos para que mediante un

sorteo elaboren una planta nucleoeléctrica,termoeléctrica, hidroeléctrica y eólica.

Para cerrar la sesión, comente con susalumnos los pormenores de la elaboración de sumaqueta, por ejemplo, si les alcanzó el materialo si lograron representar lo que querían.

3 Pídales que veriquen entre ellos si los

procesos de transormación de energíarepresentados son correctos, de acuerdo contipo de planta generadora.

SESIÓN 5

Antes de iniciar esta sesión, comente conlos alumnos que en esta última etapacomunicarán al grupo las características de sumodelo, resolverán el problema con laelaboración de su reporte y podrán evaluarsus aprendizajes. 3

Si es posible, haga una

invitación a los padres de amilia y a otrosmiembros de la comunidad educativa paraque expongan sus maquetas los alumnos.

Para terminar

Comuniquen los resultados queobtuvieron. Para ello:

3. 3 Cuando todos los equipos hayanexpuesto sus maquetas, se puede abriruna sesión de preguntas y respuestas.

Lo que aprendimos

En esta etapa verique que sus alumnos hayanincorporado correctamente la inormaciónrevisada en las secuencias del bloque IV. Guíe alos alumnos para que refexionen acerca de loslogros alcanzados, el grado de aprendizaje delos contenidos del proyecto, las dicultades conlas que se enrentaron y la manera en la que lasresolvieron. En esta ase concluya la evaluación

de destrezas del alumno durante el proyecto.

Evalúen lo aprendido durante elproyecto.

Colabore con sus alumnos en la organizaciónde los criterios de evaluación de susmaquetas.

1. RL Por ejemplo: Creíamos que el impacto

ambiental tenía que ver con basura decables o aislantes, pero en realidad esmucho más que eso. Las termoeléctricascontaminan el aire de manera importante.

2. RL Por ejemplo: Nuclear en caloríca,caloríca en cinética, cinética enelectromagnética.

Evalúen las maquetas. Para ello:

1. RL Por ejemplo: La del equipo equisporque sus integrantes no omitieronninguna etapa y su representación esmuy clara.

2. RL Por ejemplo: Nos ayudaron a entendermejor lo que habíamos visto en los textosy videos, nos mostraron la subestaciónpaso por paso y nos enseñaron undiagrama.

3. RL Por ejemplo: Entrevistando a unelectricista.

4. RL Por ejemplo: Simular la corriente deagua y hacer que rotara la turbina.





16 0


Revisión de secuencias

I. Subraya el argumento más adecuado para contestar las situaciones planteadas:

1. Los cables que se usan para conectar los aparatos eléctricos están hechos dehilos de cobre y orrados con plástico porque:

a) El plástico conduce la electricidad y el cobre es un aislante.b) El plástico no es un conductor eléctrico y el cobre es un aislante.c) El plástico es un aislante y el cobre es un conductor eléctrico.d) El plástico y el cobre son buenos conductores eléctricos.

2. El modelo de partículas NO es útil para explicar los enómenos eléctricos, yaque la electricidad se debe a la:

a) Estructura de las moléculas de un cuerpo.

b) Estructura de las partículas subatómicas.c) Velocidad de las moléculas de un cuerpo.d) Presión ejercida entre las moléculas de un gas.

3. El espectro de la luz emitida por un material puede proporcionar inormaciónsobre:

a) El tipo de átomos que lo constituyen.b) La cantidad de luz que tienen sus átomos.c) La distancia a la que se encuentra la fuente del observador.d) El magnetismo que poseen sus átomos.

4. El signifcado dado originalmente a la palabra átomo ahora es incorrectodebido a que quiere decir:

a) Divisible y el átomo no lo es.b) Visible y el átomo no se ve.c) Invisible y el átomo sí se ve.

d) Indivisible y el átomo sí lo es.

Manifestaciones dela estructura internade la materia

ls tdds s prst dd prmtrá r d mrtgr s mts grstrjds. est pst mdrs grs dds d ss ms y, , sgr pr ,

jt s s y srs

std rz rg d , prmtrá tr mstr.

Revisión de secuenciasls tdds d st ss d (100 mts) s Rsd ss, dd s prst prpst d xm mstr tgrdpr tdd r d rts, s pd tstr 50 60 mts.

ustd pd pdr s ms tst ttdd d s rts sr s sdr más rts.S sgr td xm stty 20% d d mstr. a d st s sprst jmp d pdr d sdrts mts d sdrds.

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c i e n c i a S i i


16 1

IICIENCIAS

5. La corriente eléctrica se produce debido a:

a) Un ujo de electrones a través de un material conductor.b) La presión de los electrones dentro de un alambre de cobre.

c) Un ujo de protones dentro de un conductor.d) Un ujo de neutrones dentro del núcleo atómico.

6. El oco de una lámpara en un circuito eléctrico enciende debido a que elflamento:

a) Calienta al vidrio al circular la corriente.b) Calienta al aire en el interior del oco.c) Se calienta al circular la corriente.d) Se quema al hacer contacto con el aire en el interior del oco.

7. ¿Qué sucede si en una espira se introduce y retira un imán?

a) Nada.b) Se induce una corriente eléctrica en la espira.c) Se induce una corriente eléctrica en el imán.d) La espira adquiere propiedades de aislante eléctrico.

8. ¿Qué sucede con dos cables paralelos por los que circula corriente en sentidosopuestos?

a) Se atraen.b) Permanecen a la misma distancia.c) Se repelen.

d) Se queman.

9. Las ondas electromagnéticas que se utilizan en los radares y las comunicacionessatelitales son:

a) Ondas de radio.b) Ondas inrarrojas.c) Microondas.d) Ondas sonoras.

10. La reracción de la luz consiste en:

a) La absorción parcial de los rayos luminosos por los cuerpos traslúcidos.

b) La ormación de una imagen al reejarse los rayos luminosos en una superfciepulida.

c) El aumento del ángulo de incidencia al pasar las ondas electromagnéticas cercade un cuerpo opaco.

d) El cambio en la trayectoria de un rayo luminoso al pasar de un medio materiala otro.






16 2

11. La imagen distorsionada de una cuchara dentro de un vaso con agua se debe a:

a) La reracción de la luz.b) La refexión de la luz.c) La diracción de la luz.d) La intensidad de la luz visible.

II. Observa las fguras y selecciona la opción que responda a la situaciónplanteada.

12. ¿Cuál de las siguientes fguras representa a un átomo eléctricamenteneutro?

13. ¿Cuáles de los átomos representados anteriormente tienen una carganegativa?

a) Figuras a y b b) Figuras b y c c) Figuras a y c d) Figura d y c

14. Las fguras anteriores representan de manera aproximada el modelo atómico de:

a) Dalton b) Bohr c) Thomson d) Demócrito

15. El núcleo atómico de las fguras anteriores concentra la mayor cantidad demasa debido a que:

a) Tiene una gran cantidad de electrones agrupados en su interior.b) Posee una combinación de electrones y neutrones de gran masa.c) Se combina con otros átomos en su interior.d) Agrupa protones y neutrones, partículas de masa mucho mayor a la del electrón.

p nn

e

e

p n

e

e

p nn

e

p p n

e

a) b) c) d)



c i e n c i a S i i


IICIENCIAS

16 3

III. Aplica tus conocimientos para seleccionar la respuesta adecuada.

16. ¿Cuál de los siguientes alambres de cobre tiene mayor resistencia?

17. La aguja de una brújula se mueve al acercar a ella un conductor con corrienteeléctrica, debido a que:

a) La corriente eléctrica tiene partículas magnéticas.b) La carga eléctrica en movimiento produce magnetismo.c) La corriente eléctrica neutraliza el imán de la brújula.d) La carga eléctrica produce electricidad en la brújula.

18. La teoría corpuscular de la luz de Newton, propone que:

a) La luz es de naturaleza electromagnética.b) La luz es radiación emitida por la materia.c) La luz está hecha de partículas.d) La luz es semejante a las ondas sonoras.

a)

b)

c)

d)





Autoevaluación

S prp strmt tt std pd tzr pr mrfx sr s rm d trj p térm d . Gí ssms pr ú s prst

ttds rs p rs hst tp d trj.

S sm d sprgts: , ,d, , g, h, státr 21 y 28pts

S sm d sprgts: , , j stá tr 3 y 6pts

b) Atitudespfavablesaltabajenquip

a) Atitudesfavablesaltabajenequip

S sm d sprgts: , , jstá tr 9 y 12pts

S sm d sprgts: , , d, ,g, h, stá tr 7 y14 pts

orts:

l m i prst s s ds ddrs d ttdsrs pr trj p.

l m ii prst s s ds ddrs d ttdsdsrs pr trj p.

es t m grd ssrstds prt pr pdrmprrs s ts hg trs mmts d rs. D stmd rstrá my rmt msr d ss ttds trsrs d tmp.

Enlapáginasiguientes y prpst d list de cotejo , pr std

ú rm tt s dstrzs yttds dsrrds pr d m d d s ss d . eststrmt d s pd tzr rm td.

ls dstrzs y ttds d d ss prst dr, rd s trj.


16 4

Autoevaluación• Sigue las instrucciones:

1. Escribe en la columna de la derecha el número que describa mejor tu actitudpersonal rente al trabajo en equipo. Emplea la siguiente escala:1= nunca, 2=pocas veces, 3= con recuencia, 4= siempre.

2. Responde:

a) ¿Qué afrmaciones avorecen el trabajo en equipo?

b) ¿Cuáles de estas actitudes manifestas cuando trabajas con tus compañeros deequipo?

3. Es recomendable que guardes una copia de este cuestionario en el portaolio, paraque lo compares con los que harás al fnal de otros bloques.

¿Cómo trabajo en equipo?

Actitud Valoracióna) Cuando trabajamos en equipo, espero a que uno de mis compañeros nos organice.

b) Cuando dividimos las tareas y termino primero, ayudo a mis compañeros.

c) Mis compañeros de equipo me toman en cuenta.

d) Si uno de mis compañeros hace un buen trabajo, se lo digo.

e) Si los demás no hacen lo que les toca, yo tampoco cumplo con mi tarea.

) Durante una actividad, escucho y respeto la opinión de los demás.

g) Me gusta aportar ideas para realizar una actividad grupal.

h) Cuando algo me sale mal, reconozco mi error.

i) Considero que el trabajo en equipo contribuye a mi aprendizaje.

j) Cuando trabajamos en equipo, nos resulta muy diícil ponernos de acuerdo.



c i e n c i a S i i


IICIENCIAS

16 5

Un portafol

io, como el

que se muestra

, es una

carpeta hec

ha de

di versos materia

les

como cartón, yu

te, tela

o papel. Uti

liza lo que

quieras para

fabricar

el tu yo.Refexiona acerca de las actividades del

Bloque 1 que te parecieron más importantes

para tu aprendizaje, y guarda en tu portaolio

algunas de esas actividades; por ejemplo,

ejercicios, otograías, dibujos, tablas o

autoevaluaciones. Escribe en una tarjeta,

por qué guardas cada una de ellas.

Integra tu portafolio

Integra tu portafolio.

est strmt tt stty d d prgrs d m rgd rs, stm pstmt prs d prdzj dd. S sgr st s ms str dd d ss prts d rs, d mr éststg s prdts d mdd srr trsrs d d. Rrd s ms grd prt prdts rds d s.





L i s t a

d e

c o t e j o d e

d e s t r ez a s y

a c t i t u d e s d el B l o q u e

4




P r o Y E c T o 4

T o T A L

Nmbedelalumn

clasifia

Identifia

Identifia

Ilustanejempls

Identifia

cnstuyemdels

obseva

cnstuyeunmdel

Analizamagnetism

Analizaampeléti

Identifia

obseva

Identifia

obtieneinfmaión

cnstuyeunmdel

cmunia

Evalúa





c i e n c i a S i i


EjempldeevaluaiónindividualdeLoqueaprendimos

cd tdd d st s s strmt tt d t. a t, sgrms rm pr r s ss Resuevo e prm, ¿Pr qué me sirve o prendí? , ahor opino que… y lo que podrí

hcer hoy…:

EVALUAcIÓNForMATIVA:SeueniaN.____ Lgad NlgadResuevo e prm D s st prmát

T mj sprr d pts rspt dgstSs hdds h d rmt h prpst d s

1.____2.____3.____

1.____2.____3.____

¿Pr qué me sirve o

que prendí?

Trsr s tds d s s stsidt s rs y srs pss

4.____5.____

4.____5.____

ahor opino que… emt ps dmtdsDsrr s psmt rít

6.____7.____

6.____7.____

lo que podrí hcer

hoy…

R sdd ptd stMstr dsps Ss ttds h d rmt h prpst d s

8. ____9.____

10.____

8. ____9.____

10.____

cALIFIcAcIÓN

Pr tr d s sm s grs d d m.





Ejempldeevaluaiónsumativadeunblque

a t s prpr jmp d m r s dstts spts d . Pd r r térm d d ss d prdzj. est sgr dsrt trs psdds std sdr másprpds d rd s rtrísts d ss ms. e tds s ss, s rdd s dms.

1. Seuenias. est s pd ddrs ds prts: td prtr d list de cotejo de destrezs y ctitudes , y td prtr d s ss d lo que prendimos d td .

) list de cotejo de destrezs y ctitudes: Spgms m crs Árz h grd 30 d s 33 dstrzs yttds sprds jt d ss d . a ddr sts rs y mtpr pr 10 s t d:

) Pr m tg prmd d s s, tds s lo que prendimos s prpr sgr prt j d pág. Spgms msm m t 8 st rr d .

) otg prmd d ) y ), st jmp srí:

e rstd s mtp pr 0.5 y s ss stty 50% d d . e st jmp d m,srí (8.5 ) X (0.5) = 4.3

3033

X 9=(10)

2531

X 8.0=(10)

9 + 82

8.5=



c i e n c i a S i i


PUNTUAcIÓNPorASPEcTo SUMA

nmr d m ) Ss (50%) ) exm (20%) ) Pryt (25%) d) Prt (5%) c mstr

1. Árz crs 4.3 1.6 2.3 0.5 8.7

2. btrá a

2. Examenbimestal. e xm mstr d s Rs d ss d s strmt ypdr s 20% d d . S m st t 8 m prdt d s rts ds xm, ts pt tdrí pr st pt srí: (8) x (0.2) = 1.6 pts

3. Pyet. S sgr pdr d 25%. e mstr t rtd d r pryt m sdrt. Pd r, pr jmp, áss d rm rpd, dd d prdt td sd m, rprt d stg, trj d p, tétr. S s rtrs sds d m rstd

d 9, ts pt td pr st pt srí d (9) x (0.25) = 2.3.4. Ptafli. S sgr pdr d 5% pr st s d . ls rtrs s pd str jt

s ms pr s s s dd prtj. Pd r, pr jmp, s s dssds rprst prdd, s txt d trjt s dt stá srt, s h hh rd,tétr. S s ms s trg 10 prt, ts ést s mtp pr .05, d mr (10) x (.05) =0.5

Fmt, s pts tds pr d d s rrs d s sm:



Conocimiento,

sociedad ytecnología

BLOQUE 5



Origen y evolución del Universo: una línea del tiempo

Propósito y perspectivaEl propósito de este proyecto es que los estudiantes elaboren una representación de la evolución del Universo y su estructura undamental, e

identiquen la uerza responsable.Desde una perspectiva histórica se revisan algunas de las teorías cientícas más importantes que explican cómo se originó el Universo y qué

edad tiene. A su vez desde la perspectiva de naturaleza de la ciencia, se valora la importancia de conocer las teorías cientícas que explican la

evolución y la estructura del Universo.












1

Texto introductorio

Valorar la importancia de conocer las teorías cientícas que

explican el origen, la evolución y la estructura del Universo.

Cronograma de actividades.



Analizar diversas explicaciones para el origen, evolución y

estructura del Universo.

Cuestionario

Por equipo: Bitácora, materiales

de consulta.

3


denir el problema

Obtener inormación sobre los eventos que sucedieron

después de la Gran Explosión.

Tabla de datos.


grabadora.

4

Fase III. ¿Cómo


del problema ?

Construir un modelo de una línea del tiempo para explicarel origen y la evolución del Universo.

Sintetizar inormación mediante una tabla de clasicación

de la estructura del Universo.

Modelo de línea del tiempo y tabla.

Por equipo: Materiales de ácil

adquisición para elaborar un

modelo de línea de tiempo y una

tabla de clasicación como:

cartulinas o cartoncillo, regla y

plumones de colores.




EL SOL DOraDO

168


Para empezarL l x.

sesión 1

Origen y evolucióndel Universo: unalínea del tiempo

el sol DoraDo. Domingo 4 de ebrero de 2007

El origen del UniversoUna pregunta que ha inquietado sin cesar la mente humana desdehace mucho tiempo es: ¿cuándo y cómo se originó el Universo?A lo largo de la historia, se han propuesto infnidad de explicacionespara responder esta cuestión.

Hoy sabemos que las galaxias, esas superestructuras ormadaspor miles de millones de astros, se alejan constantemente unas deotras, lo cual exhibe que el Universo se encuentra en una etapa deexpansión.

Si, con nuestra imaginación, echáramos a andar el tiempo enreversa, encontraríamos que, en el pasado, las galaxias estaban más

cerca unas de otras. Si continuamos retrocediendo aún más en eltiempo, llegaríamos a una situación en la que toda la materia delUniverso estaría concentrada en un volumen extremadamentepequeño.

La Teoría de la Gran Explosión, en inglés conocida como el Big Bang supone que esta extraordinaria concentración de materiaexplotó, dando inicio al Universo que ahora conocemos.

Es posible estimar hace cuánto tiempo ocurrió la GranExplosión: algo menos de 15 mil millones de años. Durante eldesarrollo posterior del Universo, se ormaron las galaxias y dentrode éstas se ormaron estrellas. Posteriormente se ormó nuestroSol y el Sistema solar.

Es increíble, pero ¿sabían ustedes que la vida del Sol es deaproximadamente dos terceras partes de la del Universo? ¡Unaedad considerable!

Ahora ya conoces diversas explicaciones de los cambios que ocurren cuando los cuerpos

que interactúan mediante uerzas, y de qué está ormada la materia, así como algunos

de sus comportamientos. En este proyecto investigarás las teorías actuales sobre el origen

y la evolución del Universo. Con esta inormación, tus compañeros y tú elaborarán una

línea de tiempo que represente la evolución del Universo. Valorarás la importancia del

desarrollo de teorías científcas para obtener respuestas a preguntas que se ha planteado

la humanidad desde su inicio.

A partir de la Gran Explosión, la materia empezó

a conormarse tal como la conocemos ahora.

Eventualmente, se ormaron galaxias y estrellas, una delas cuales es nuestro Sol.

Las galaxias son enormes conglomerados de estrellas,nebulosas, planetas, satélites y otros objetos de nombresantásticos, como hoyos negros y supernovas.

g xpl

Fm u lx

Fm l sl

P

tmp

SESIÓN 1

Para iniciar la sesión, pregunte a sus

alumnos qué han escuchado acerca del

origen del Universo, y mencione que la

humanidad se ha planteado innidad de

explicaciones de toda índole para abordar

esta cuestión. Coménteles que las

explicaciones que se han elaborado desde

las ciencias son el objetivo primordial de la

investigación que realizarán en este

Proyecto.

basadas en creencias religiosas, mágicas o

de cosmogonías que se han preservado

como parte del bagaje de varias culturas

prehispánicas. Se sugiere hacerles notar el

valor cultural de todas estas explicaciones,

pues orman parte de una pregunta que elser humano se ha planteado siempre, pero

que es importante conocer y apreciar

también el trabajo que muchas personas

dedicadas a las ciencias han realizado a lo

largo del tiempo para orecer modelos y

teorías que puedan ser vericables para

todas las culturas del orbe.

2 Haga una lluvia de ideas con sus

alumnos, para responder preguntas que

motiven su curiosidad: ¿Existen otras teorías

cientícas, además de la de la Gran

Explosión, para explicar el origen del

Universo? ¿Qué se habrá ormado antes: las

galaxias o los sistemas estelares, comonuestro Sistema Solar? ¿Qué es una

nebulosa? ¿Todas las estrellas tendrán

planetas?



1. El propósito.




.

Consulte el documento Cinco sugerencias

para enseñar en la Telesecundaria para



actividad.







o criterios que el alumno debe tomar en

cuenta al dar su respuesta.

Para empezar

El texto muestra un panorama general de

cómo se construyó la Teoría de la Gran

Explosión a partir del alejamiento de las

galaxias entre sí. Puede enatizarles que este

hecho ha sido corroborado mediante la

observación astronómica, al analizar la luzque procede de las galaxias, tomando en

cuenta que la luz es una onda

electromagnética.

3 Invite a los alumnos a expresar

algunas explicaciones sobre el origen del

Universo. Es posible que den respuestas




Solución al problema : RM Es necesario tomar

en cuenta el lapso total transcurrido desde la

Gran Explosión hasta el momento, es decir, la

edad del Universo conorme a esta teoría. Las

estimaciones más recientes arrojan una cira de

13 mil millones de años. Entonces, la línea del

tiempo arranca en el tiempo cero, la GranExplosión, y termina en el momento presente.

Los eventos intermedios se sugieren en la Tabla

1, donde están las echas aproximadas en que

ocurrieron. En la Tabla 2 se encuentran los

componentes del Universo actual, empezando

por los más extensos, como los supercúmulos de

galaxias y nalizando en los planetas y otros

pequeños astros como cometas o asteroides.


1 Para interesar a los alumnos pídales que

comenten qué implicaciones tendría el que elUniverso se hubiera ormado hace un tiempo

relativamente breve, o qué pasaría si nuestro

Sistema solar tuviera más de una estrella, ya

uera un sistema binario (de dos estrellas que

giran alrededor de un centro común) o, incluso,

todo un cúmulo globular, que es una

agrupación de varias decenas de estrellas.

1. RL Por ejemplo: Es el conjunto de todos los

cuerpos celestes conocidos, o es el conjunto

de toda la materia y energía que existe.

2. RL Por ejemplo: Está ormado por cuerpos

celestes muy diversos, como estrellas,planetas, satélites, cometas, asteroides y

otros, que se agrupan en galaxias.

3. En esta pregunta, los alumnos pueden

citar los astros más conocidos. Si lo

considera conveniente, mencióneles que

hay estructuras más grandes que las

galaxias, pues éstas se agrupan en

cúmulos. Además, de todos los cuerpos de

orma más o menos denida, como las

estrellas y los planetas, existen grandes

extensiones de polvo y gas, llamadas

nebulosas, las cuales, cuando secondensan, suelen dar lugar a la ormación

de estrellas y planetas. RL Por ejemplo:

Está ormado por galaxias, que a su vez

contienen estrellas, muchas de las cuales

tienen planetas girando en torno a ellas,

y satélites girando en torno a los

planetas.

4. Puede comentar a los estudiantes que,

además de la teoría de la Gran Explosión,

se propusieron otras teorías que

despertaron interés, como la Teoría del

Universo Pulsante, que predice que en el

uturo el ritmo de expansión disminuirá, y la

atracción gravitatoria acabará produciendo

una contracción, de manera que se volvería

a la situación inicial, con toda la materiaaglomerada en un punto, y que a su vez

volvería a explotar, repitiéndose

sucesivamente el ciclo. Una tercera teoría

arma que el Universo es, a grandes rasgos,

el mismo en cualquier momento y lugar, y

que, para contrarrestar la expansión, basta

que se produzca, de la nada, un átomo de

materia en un espacio muy grande para

mantener al Universo esencialmente

estable. Se trata de la Teoría del Estado

Estacionario, que, por supuesto, se

contrapone al principio de conservación de

la materia, por lo que muy pocos cientícos

la deenden hoy en día. RL Por ejemplo, La

Teoría del Universo Pulsante, que dice que

en el uturo el Universo dejará de

expandirse y se contraerá, para explotar de

nuevo, repitiendo el ciclo, y la Teoría del

Estado Estacionario, que sostiene que el

Universo no ha cambiado ni cambiará

apreciablemente, porque se crea materiaque reemplaza a los espacios vacíos

dejados por la expansión del mismo.

5. RM La interacción que mantiene las

estructuras del Universo, desde los sistemas

planetarios hasta las galaxias o estructuras

aún mayores, es la uerza de gravedad.

169

IICIENCIAS

Fase I: Investigamos conocimientos útiles

Para conocer las teorías científcas más importantes acerca del origen del Universo, así

como las echas estimadas de sucesos tales como la aparición de los átomos, de las

primeras galaxias, o la edad del Sistema Solar, y cuáles son los componentes básico del

universo actual y cómo se organizan, les será de gran utilidad revisar y sintetizar algunos

textos y páginas de Internet relacionados con estos temas. Consideren también la

posibilidad de consultar enciclopedias y museos locales.


En una mesa redonda, defnirán qué sucesos son relevantes para marcar en la línea del

tiempo de la evolución del Universo y completar su tabla de clasifcación de sus

componentes. Con estas pautas, elaborarán, por equipos, las preguntas que harán a los

adultos que puedan aportar inormación al respecto, y los entrevistarán. Organizarán la

inormación recabada en tablas como las que se sugieren más adelante, considerando la

teoría del origen del universo que tenga mayor aceptación.

Fase III: ¿Cómo contribuimos a la solución del problema ?

Apoyados en los resultados de su investigación, construirán un modelo de línea deltiempo para situar los eventos que eligieron en la ase anterior. Sintetizarán la inormación

sobre la estructura del Universo en una tabla de clasifcación.


Tus compañeros y tú van a participar en una feria de

ciencias que incluye una sección de Astronomía. ¿Cómo

elaborarían una representación de la historia del

Universo, señalando los sucesos más sobresalientes?

Para el registro de tus actividades, recuerda:

Utilizar un cuaderno, libreta o carpeta

como bitácora.

Llevar ahí un registro ordenado de lo que

piensas del problema, de los textos

consultados, de las entrevistas que realices,

de los datos y objetos encontrados.

Estas anotaciones te serán muy útiles para

elaborar el informe del proyecto.

Lo que pienso del problema Responde en tu bitácora:

1. ¿Qué es el Universo?

2. ¿Cómo está ormado?

3. ¿Cuáles son los cuerpos y las estructuras que lo componen?

4. Además de la teoría de la Gran Explosión, ¿conoces otras

explicaciones sobre el origen del Universo?

5. ¿Qué interacción mantiene las estructuras del Universo

unidas?


Manos a la obraPlan de trabajo



170


Calendario de actividadesPara organizar las actividades que realizarán en cada fase y designar a los responsablesde cada una, tomen en cuenta el tiempo que tienen para el desarrollo y culminación deeste proyecto. Para ello, pregunten a su profesor la fecha de entrega y, si les resulta útil,utilicen un formato como el siguiente para optimizar las tareas:


resPonsaBLes FecHa

F iF ii

F iii


al xpl p l uu l U. P ll:

1. Revisen qué lecturas y actividades de las secuencias del libro pueden consultar paraencontrar información relacionada con el origen y la estructura del Universo.

2. Revisen los glosarios de dichas secuencias y consulten algunas referencias de losmateriales que se sugieren en la sección Para saber más.

3. Investiguen otras fuentes de consulta a su alcance para ampliar la información sobrelos siguientes aspectos:

a) Origen del Universo

b) Estructura del Universo

4. Anoten los hechos que hayan encontrado a partir del momento en que se dio la granexplosión y el momento aproximado en que sucedieron. Asignen el “tiempo cero” a esteacontecimiento. Pueden organizar esta información en una tabla como la que se muestraen seguida:

SESIÓN 2

tbl 1. clí l U

e tmp u p l B B ¿H uá mp?

Gran explosión Tiempo cero 13,700,000,000 años

Formación de las primeras

partículas subatómicas

Formación de los primerosátomos

Aparición de las protogalaxias o

galaxias primitivas

El Sistema Solar se condensa a

partir de una nube de gas y polvo

La Tierra se solidifca

Aparece la vida en la Tierra

Aparece el Homo sapiens, laespecie a la que pertenecemos

13,699,000,000 años 100,000 años



organizar un calendario de trabajo y el orden

que deben seguir para llevarlo a cabo, por lo

cual deberán analizar este plan de trabajo y

distribuir las actividades entre los

integrantes en lapsos determinados. Procure

omentar y valorar su creatividad e iniciativa

para resolver el problema.


que hagan una breve recapitulación oral de

los objetivos del proyecto y la teoría que

tomarán como punto de partida para señalar

la edad del Universo.

SESIÓN 2

Para abrir esta sesión, indique a los

alumnos que aquí recabarán y analizarán la

inormación que les permitirá resolver elproblema . Invite a los alumnos a recordar lo

trabajado en la sesión anterior.

Fase I: Investiguemos conocimientosútiles.

Sugiera a sus alumnos que dividan las

lecturas por temas. Los temas generales

podrían ser:

a) Teorías del origen del Universo.

b) Cronologías de eventos que acontecieron

después de la Gran Explosión.

c) Clases de objetos celestes y cómo se

organizan.

3 Para la elaboración de la síntesis,

tomen en cuenta los aspectos relevantes

sobre cada punto investigado.

Analicen diversas explicaciones

respecto al origen y estructura del

Universo. Para ello:

Comente a los estudiantes que completar

estas tablas será undamental para el

desarrollo del Proyecto. Para la primera

tabla, es posible que encuentren el dato ya

sea de la segunda columna –es decir, el

tiempo que transcurrió después de la Gran

Explosión–, o bien, hace cuánto tiempo,

respecto al momento actual en que sucedió.

Si es el caso, sólo necesitan considerar que

en cada la la suma de las cantidades arroja

la cira de 13,700 millones de años, por lo

que, restando a este valor el dato que hayan

investigado (no importando a qué columna

pertenezca), se puede obtener el dato

correspondiente de la otra columna. En

realidad, ambos valores son equivalentes, en

el sentido de que se reeren al mismo

momento. Ejemplique la siguiente

consideración: “En un día, las cero horas es

el punto de partida, o sea, el tiempo cero. Si

en este momento son las 11 horas, ydesayuné a las 9 horas, quiere decir que

transcurrieron 9 horas a partir del tiempo

cero, y, a la vez, hace 2 horas que desayuné,

pues 11 – 9 = 2”. RM En la tabla.

Considere que para la ormación de las

primeras partículas, el evento ocurrió en un

lapso de tiempo extremadamente breve, por

lo que no tendría sentido descontarlo de la

edad del Universo.

RM 0.0000001 segundos RM 13,700,000,000 años

RM 100 segundos Aquí aplica la misma consideraciónque en el caso anterior.

RM 13,700,000,000 años

RM 1,000,000,000 años RM 2,700,000,000 años

RM 8,000,000,000 años RM 5,700,000,000 años

RM 9,000,000,000 años RM 4,700,000,000 años

RM 10,200,000,000 años RM 4,500,000,000 años



171

IICIENCIAS

5. Para listar los componentes del Universo, pueden elaborar una tabla como la siguientepara sintetizar la inormación. Fíjense en el ejemplo:

Tabla 2. Estructura del Universo

Componentes del Universo Están formados por

Supercúmulos de galaxias Cúmulos de galaxias

Cúmulos de galaxias

6. Consulten las reerencias que consideren necesarias para identifcar las explicacionessobre el origen y la estructura del Universo. Pueden examinar las reerenciasenunciadas abajo. Para ello:


b) Cada equipo buscará y sintetizará los textos revisados en su bitácora.

c) Expondrán una síntesis de la inormación consultada al resto del grupo.

Intercambien la información que cada equipo sintetizó. Para ello:

1. Escuchen con atención las exposiciones de sus compañeros.

2. Completen su bitácora con la inormaciónque ellos aporten.

3. Comenten:

a) Las semejanzas y las dierencias entrelas explicaciones, así como sus opinionesrespecto de cada una de ellas.

b) La importancia de los conocimientoscientífcos y de los avances tecnológicospara comprender el origen y estructuradel Universo.

4. Sinteticen en sus bitácoras los puntos másimportantes que se comentaron.

Algunas referencias de

RM Galaxias de diversos tipos.

RM Galaxias RM Estrellas de diversos tipos, sistemas estelares, cúmulosestelares, nebulosas, materia interestelar, hoyos negros.

RM Sistemas estelares. RM Una o varias estrellas, planetas con o sin anillos, satélites,asteroides, cometas, material interestelar.

5. Comente a los alumnos que entre las

diversas estructuras y astros, siempre hay

cierta cantidad de materia, aun si está

enormemente dispersa (como sería el

caso de la que hay entre los

supercúmulos galácticos). Esta materia

dispersa juega un papel en la dinámica

del Universo. RM En la tabla.

Intercambien la inormación que

cada equipo sintetizó. Para ello:

1 Pida a los estudiantes que escuchen

con atención las exposiciones de sus

compañeros.

4. Asegúrese que todos sus alumnos tengan

la inormación completa de lo expuesto.

Para involucrar a mayor número de

alumnos en la actividad, se sugiere que

no sea un sólo alumno quien escriba las

respuestas en el pizarrón, deje que ellos

libremente se levanten y lo hagan; de no

ser así, tome usted la decisión de

elegirlos.



172


SESIÓN 3

interésCiencias II. Énfasis en Física:

1. Secuencia 9: ¿La materia atrae a la materia?

2. Secuencia 22: ¿Qué hay en el átomo?

3. Secuencia 25: ¿Existe la luz invisible?

Historia I:

1. Secuencia 9: El fn de una era

El Universo: origen, evolución y estructura

1. Fierro, Julieta (1999). El Universo. México: Conaculta.

2. Fierro, Julieta (1997). Los mundos cercanos . México: McGraw-Hill/Conacyt.

3. Fierro, Julieta (1991). Cómo acercarse a la Astronomía. México: Dirección General dePublicaciones del CNCA/Gobierno del Estado de Querétaro/Limusa.

4. Herrera, Miguel Angel y Fierro, Julieta (1986). Las Estrellas . México: SITESA

5. Sagan, Carl (2002). Cosmos . México: Planeta.

6. Weinberg, Steven (1977). Los tres primeros minutos del universo. Madrid: AlianzaEditorial

1. Álvarez, Manuel et al . Historia de la astronomía en México. ILCE. 5 de marzo de 2007.http://omega.ilce.edu.mx:3000/sites/ciencia/volumen1/ciencia2/04/html/astrono.html

2. Herrera, Miguel Angel y Fierro, Julieta (1997). La amilia delSol . ILCE. 5 de marzo de 2007.http://omega.ilce.edu.mx:3000/sites/ciencia/volumen2/ciencia3/062/htm/familia.htm

3. Rodríguez, Luis (2002). Un universo en expansión. ILCE. 5 de marzo de 2007. http://omega.ilce.edu.mx:3000/sites/ciencia/volumen1/ciencia2/01/html/ununiver.html

4. Ruiz Morales, Jorge (1998). Astronomía contemporánea. ILCE. 5 de marzo de 2007.http://omega.ilce.edu.mx:3000/sites/ciencia/volumen1/ciencia2/01/html/sec_20.html

Fase II: Exploremos para defnir el problema obtnan infrmación acrca d ls vnts qu sucdirn ala gran explsión. Para ll:

1. En una mesa redonda, decidan cuáles son los sucesos másimportantes para marcar en una línea del tiempo que represente laevolución del Universo a partir de la Gran Explosión. Puedenconsiderar los que citamos en la Tabla 1, e incluir algunos otrosque consideren relevantes.

2. Entrevisten a sus maestros y a los de otras instituciones educativas,

como preparatorias, bachilleratos y tecnológicos regionales; a losencargados de museos, bibliotecas y centros de investigación, obien a adultos de su comunidad que puedan orientarlos.


Las secuencias le ayudarán al alumno a

recordar y aportarán elementos para el

desarrollo de su Proyecto. En la Secuencia 9

se revisó la Ley de la Gravitación Universal

de Newton, una de las interacciones

undamentales y la más importante a escala

cósmica. En la Secuencia 22 se vio la

estructura del átomo y las partículas

subatómicas que lo componen. Según la

teoría, estas partículas no existían como

tales en el instante de la Gran Explosión y se

ueron produciendo racciones de segundo

después. La Secuencia 25 atiende la

naturaleza de la luz, que es, a n de cuentas,

la única inormación que podemos recibir de

los astros celestes. No todos los cuerpos del

Universo emiten radiación luminosa en

orma de luz visible, por lo que se han

diseñado telescopios especiales para captar

luz inrarroja, onda de radio, rayos

ultravioleta, rayos X, etc. Esta radiación ha

sido la clave para reconstruir la historia y la

ormación del Universo.

Historia I:

1. Esta secuencia ayudará al alumno a

conocer cómo se construyen, utilizan e

interpretan las líneas del tiempo.

El video identica distintas teorías

acerca del origen del Universo, y presenta ladel Big Bang como la más aceptada. Se

explica la estructura del Universo desde los

componentes más grandes hasta los más

pequeños, llegando a nuestro planeta.

4 Puede aprovechar el recurso como

uente de inormación y refexión sobre la

importancia del avance cientíco en el

conocimiento del origen, evolución y

estructura del Universo.

El recurso tecnológico aporta inormación

importante para el desarrollo del proyecto.Los libros se sugieren para

complementar los conceptos de las

secuencias anteriores. Todos ellos contienen

datos de interés para recabar la inormación

requerida, y están expuestos con relativa

sencillez, lo que puede acilitar la consulta a

los estudiantes.

Estas reerencias electrónicas contienen

datos actualizados y explicaciones que, en su

mayoría, están al alcance de los estudiantes.

Para el cierre de sesión se sugiere que

revise de manera general el trabajo de los

equipos.

SESIÓN 3

En esta sesión los estudiantes realizarán

entrevistas para obtener la inormación

necesaria para el diseño y elaborar su líneadel tiempo y su tabla de clasicación.

La inormación recopilada puede ser

acompañada por recortes, otograías y/o

dibujos, siempre y cuando no resulte oneroso

y problemático para sus alumnos. Algunas

instituciones (museos, centros de

investigación, etc.) tienen olletos que

pueden solicitar para ilustrar la inormación.

Obtengan inormación sobre los

eventos que sucedieron a la Gran

Explosión. Para ello:

Deje que los alumnos decidan cómo obtener

la inormación que se les pide, ya sea a

través de una entrevista, una observación

directa o una encuesta.

Antes de que los alumnos visiten algún

lugar, visítelo usted o recopile alguna

inormación de manera que pueda orientar

mejor su trabajo de campo.



173

IICIENCIAS

3. Con base en los resultados que obtengan, completen su Tabla 1 con la cronología

de los sucesos más sobresalientes de la evolución del Universo, así como su Tabla 2

con los componentes que conforman la estructura del Universo.

Organicen una exposición para presentar al grupo la información que obtuvieron.

• Resuman en tablas, como la Tabla 1 y la Tabla 2, la información que recabaron.

Fase III. ¿Cómo contribuir a la solución del problema ?Construyan un modelo de una línea del tiempopara explicar el origen y la evolución del Universo.

1. Tomen en cuenta la información que recabaron.

2. Recuerden las características de una línea del

tiempo.

3. Cada segmento de su línea tendrá un valor de

1,000 millones de años, por lo que en esta línea se

pueden ubicar sucesos que ocurrieron a lo largo de

15,000 millones de años.

4. La primera marca de la izquierda corresponde al

tiempo cero, es decir, al momento de la Gran

Explosión. Rotulen esta marca con esa leyenda.

5. Ubiquen el momento actual, —13,700 millones de

años—, un poco antes de la penúltima marca, que

corresponde a 14,000 millones de años. Rotulen

esa marca con la palabra “Hoy”.

6. Por último, ubiquen y rotulen cada uno de los

sucesos que decidieron incluir, como los sugeridos

en la tabla 1.

Para hacer sus entrevistas:

Elaboren y lleven por escrito cuatro o cinco preguntas para guiar sus entrevistas.

Por ejemplo: ¿Cuándo se formaron las galaxias primitivas? ¿Qué edad tiene el

sistema Solar? ¿Qué cuerpos componen las galaxias? ¿Qué cuerpos componen

un sistema estelar como nuestro Sistema Solar?

Seleccionen a los adultos que entrevistarán y hagan una cita con ellos.

Infórmenles de su proyecto y sean amables.

Utilicen una grabadora, una libreta de apuntes o su bitácora para registrar la

información obtenida durante la entrevista.

Al terminar sus entrevistas:

Reúnanse en equipo y seleccionen la información útil para resolver el problema.

Valoren las coincidencias en las respuestas de sus entrevistados. Una tabla de

datos puede ser de gran ayuda.

SESIÓN 4

Organicen una exposición para

presentar al grupo la inormación que

obtuvieron.

Pida a los alumnos que intercambien la

inormación obtenida sobre el Universo. Es

interesante saber cuál ha sido su uente

inormativa y qué tan conable es. Para quela inormación de cada equipo se enriquezca

con los datos obtenidos por el resto de sus

compañeros, solicite que un representante

de cada equipo pase al pizarrón a anotar la

inormación obtenida. Con ella, todos

completarán sus bitácoras.

Para el cierre de sesión se sugiere animar

a alguno de los estudiantes a comentar cuál

ue la entrevista que percibió más

enriquecedora y cómo ue acogido por el

adulto que se la concedió. Así, los alumnos

pueden apreciar la importancia de la

transmisión del conocimiento por las

generaciones que los han precedido.

SESIÓN 4

Antes de iniciar la sesión, pida a sus

alumnos que revisen las tablas que

elaboraron en la sesión anterior, para detectar

si hay algún dato que alte o si alguno

consiguió una inormación más actualizada.

Durante esta sesión, los alumnos diseñarán y

construirán su modelo de línea de tiempo,

además de sintetizar la inormación de los

componentes del Universo en una tabla de

clasicación. Compartirán inormación y

responsabilidades en el equipo de trabajo.

Fase III. ¿Cómo contribuir a lasolución de este problema ?

Construyan un modelo de una línea

del tiempo para explicar el origen y la

evolución del Universo.

1

Oriente a sus alumnos para que tracen

adecuadamente la escala en la línea de

tiempo, en concordancia con las indicaciones

que se encuentran en esta sección. Puede

sugerirles que hagan antes un borrador con

lápiz, y luego lo dibujen en la cartulina o

cartoncillo. Recuérdeles que es importante

que la escala quede bien representada, y que

las marcas que indican intervalos de 1,000

millones de años queden equidistantes.



174


Para terminarcmuqu l ul qu bu l l ñ u lí l mp u bl lf.

• Para ello, realicen las siguientes actividades:

1. Elaboren un reporte de investigación, que contenga:a) Introducción: Expliquen el propósito del proyecto.

b) Desarrollo: Describan los datos que investigaron respecto a lo siguiente:

i. Los hechos más importantes que ocurrieron en la evolución del Universo,desde su origen en la Gran Explosión.

ii. La estructura que tiene el Universo, desde los supercúmulos de galaxiashasta astros relativamente pequeños como cometas y asteroides.

iii.La importancia de los modelos para comprender la evolución y la estructuradel universo.

c) Conclusiones: Cómo explican la evolución del Universo

2. Presenten sus trabajos a la comunidad escolar.

Para elaborar una tabla de clasifcación:

La tabla de clasifcación presenta cierta inormación sintetizada. Puede contener

ilustraciones. Generalmente es del tamaño de una cartulina. Como material adicional, tengan a la mano una regla de 1 m, plumones, lápices y crayones de

colores

Utilicen un ormato como la Tabla 2, y agreguen una tercera columna a la derecha.

Reproduzcan la inormación de las dos primeras columnas de la Tabla 2, conorme

a lo que investigaron, procurando hacerlo con la mejor letra posible.

En la tercera columna dibujen o ilustren los cuerpos citados en la segunda

columna.

El título de su tabla es “La estructura del Universo”.

SESIÓN 5

s m m u bl lf l uu lU. P ll:

1. Tomen en cuenta la inormación que recabaron y sintetizaron en la Tabla 2.

2. Recuerden las características de una tabla de clasifcación:

Sinteticen inormación mediante una tablade clasifcación de la estructura del Universo.

Para ello:

1 Guíe a los estudiantes en la elaboración de

esta tabla, sugiérales elegir al integrante del equipo

que tenga mejor caligraía para que escriba losconceptos que en ella se verterán.

Para cerrar la sesión, pida a los alumnos querespondan a preguntas como: a) Después de la Gran

Explosión, ¿qué evento de los señalados en la línea

del tiempo consideran más importante? b) ¿Cómo sellama la galaxia a la que pertenece nuestro Sistema

Solar? c) ¿Cuál es la galaxia o galaxias más cercanaa la nuestra?

SESIÓN 5

Para iniciar la sesión, exprese a los estudiantes su

reconocimiento por el trabajo realizado y pregunte sitiene alguna duda en cuanto a cómo, dónde y ante

quién presentarán lo elaborado a lo largo del

Proyecto. En esta sesión sus alumnos valorarán laimportancia social y cientíca de conocer los puntos

relevantes de las teorías que explican el origen,evolución y estructura del Universo. Además,

comunicarán los resultados que obtuvieron. Verique

que sus alumnos cuenten con lo necesario pararealizar su presentación de la línea del tiempo y la

tabla de clasicación.

Para terminar

Con esta etapa prácticamente se cubre la mitad deltrabajo del Bloque V, por lo que es importante que

verique que los alumnos hayan comprendido lainormación revisada en las secuencias, el video y

demás materiales de consulta utilizados. Colabore

con sus alumnos en la elaboración y la presentación

de sus trabajos y resultados. Comuniquen los resultados que obtuvieron

en la investigación y en el diseño de su líneadel tiempo y su tabla de clasifcación.

2 Propicie que sus alumnos expongan algunas

ideas con base en sus observaciones y conocimientos

adquiridos en armaciones como éstas: a) La teoría

cientíca que tiene sustento experimental paraexplicar el origen del Universo es la Teoría de la Gran

Explosión. b) A partir de este evento, la materia ueestructurándose de la manera en que la conocemos

hoy en día. c) La estructura del Universo es compleja,

pero tiene una uniormidad en lo que son lasgalaxias, que si bien son de tamaños y ormas muy

variadas, contienen las mismas clases de cuerpos.b) Desarrollo: Describan los datos que investigaron

respecto a lo siguiente:

i. Los eventos más importantes que sesuscitaron en la evolución del Universo,

desde su origen en la Gran Explosión.

Hay una lista muy grande de sucesos que podríancitarse, especialmente en las primeras racciones de

tiempo a partir de la Gran Explosión. No se tomaronen cuenta, ya que la comprensión de estos

enómenos quedaría más allá de los contenidos de

este curso. Por ello, se sugirieron sólo unos cuantospara ser datados por los alumnos. RM La Gran

Explosión, la ormación de las primeras partículas

subatómicas, la ormación de los primeros átomos, laaparición de las protogalaxias, el Sistema Solar se

condensa a partir de una nube caliente de gas y

polvo, la solidicación de la Tierra, la aparición de lavida en ella y el surgimiento de la especie a la que

pertenecemos.

ii. La estructura que tiene el Universo, desde lossupercúmulos de galaxias hasta astros

relativamente pequeños como cometas yasteroides.

La descripción que se hace aquí es extensa, y la

respuesta que proporcionen los alumnos puede noincluir varios de los elementos. Ello dependerá de las

uentes consultadas. Los elementos esenciales que sídebe contener están mencionados en las respuestas

de la Tabla 2. RM El Universo está ormado por

supercúmulos de galaxias, que a su vez contienencúmulos de galaxias, los cuales, por supuesto,

contienen galaxias. Todas las galaxias tienen una grancantidad y variedad de estrellas, muchas de las cuales

orman sistemas planetarios, que incluyen planetas de

características muy diversas, algunos de ellos conanillos y recuentemente con satélites girando en

torno a ellos, además de cuerpos más pequeños,

como asteroides, cometas y material interestelar.Algunas estrellas tienen otras estrellas girando en

torno a ellas, o se agrupan en pares, tríos o grupos

numerosos. En las galaxias, además de estrellas ysistemas estelares, hay nebulosas, que son nubes de

gas caliente que por lo general brilla, donde suelen

haber estrellas o sistemas estelares en ormación.También se encuentran objetos de gran masa,

oscuros, llamados hoyos o agujeros negros. Además,

pueden encontrarse estrellas que despiden enormescantidades de radiación, pues están en ase de

explosión, llamadas novas o cuando son muy masivassupernovas. Hay supernovas que llegan a brillar tanto

como toda la galaxia a la que pertenecen. Nuestragalaxia, llamada Vía Láctea, tiene dos pequeñas

galaxias satélites, llamadas Nubes de Magallanes.

iii. La importancia de los modelos paracomprender la evolución y la jerarquía de los

componentes del Universo.

RM La curiosidad natural de la mente humana la

llevó a plantearse estas cuestiones una y otra vez,

por lo que toda teoría, explicación o modelo quecontribuya a esclarecer esto es de enorme

importancia para nosotros.



175

IICIENCIAS


• Respondan:

1. Sobre el origen y estructura del Universo:

a) ¿Cómo explican el origen del Universo?

b) ¿Por qué son importantes las dierentes explicaciones que se han dado respectoal origen y evolución del Universo?

c) ¿Qué importancia tienen las ciencias y su interacción con la tecnología paracomprender el origen y evolución del Universo?


a) ¿Qué cambios harían en su proyecto para mejorarlo?

b) ¿Qué logros y difcultades tuvieron al establecer su línea del tiempo y su cuadrosinóptico?

c) ¿Qué ue lo que más les gustó al hacer el proyecto? ¿Qué no les agradó?

d) ¿Qué saben ahora que al inicio del proyecto desconocían?

Lo que aprendimos


proyecto.

2 Propicie que sus alumnos expongan

algunas ideas con base en sus observaciones

y conocimientos adquiridos en el desarrollo y

conclusión del Proyecto.

• Respondan:

1. Sobre el origen y estructura del Universo:

a) RL Por ejemplo: El Universo surgió a

partir de la explosión de una región

puntual donde se concentraba toda la

materia y energía, hace unos 13,700

millones de años, según estimaciones

recientes. Casi inmediatamente, al

expandirse aceleradamente, se

empezaron a dierenciar las partículas

subatómicas, que segundos después

ormaron los primeros átomos. La

temperatura era extremadamente alta

y con la paulatina expansión ue

enriándose. Unos mil millones de

años después, la materia se agrupó

por atracción gravitacional para

ormar las estrellas primitivas, que

conormaron las protogalaxias.

Transcurridos unos 8,000 millones de

años, el sistema solar se ormó a parti

de una nebulosa, y 1,000 millones de

años después, nuestra Tierra ya

presentaba una corteza sólida. En un

lapso más breve aparecieron las

primeras ormas de vida, y nuestra

especie caminó sobre ella hace,

apenas, unos 10,000 años, que es un

instante comparado con la edad del

Universo.

b) RL Por ejemplo: Porque se han

abordado desde perspectivas

dierentes, como la cultural, la mágica

o esotérica, la de las distintasreligiones o cultos y las que han

propuesto las ciencias. Estas últimas

dieren porque parten de

concepciones o conocimientos

diversos, así como de las ideas que

algunas personas han elaborado.

c) RL Por ejemplo: En estos momentos,

nuestro planeta se está deteriorando a

un ritmo muy rápido, por lo que no es

descabellado prever la posibilidad de

que algún día obtengamos materia

prima o recursos de otros cuerpos

celestes, o incluso llegar a mudarnos a

otro planeta.2. a) RL Por ejemplo: Organizar mejor los

tiempos de entrega para evitar

atrasos.

b) RL Por ejemplo: Una de las

dicultades ue denir

adecuadamente la escala en la línea

del tiempo.

c) Es probable que haya alumnos que

mientras investigaban para cumplir la

tarea asignada hayan encontrado

inormación que no era obligatoria

para resolver el Proyecto, pero sí

resultó para ellos de mucho interés.

Invítelos a exponer la inormación que

ellos deseen compartir. RL Porejemplo: Encontré que las estrellas

pueden ser de primera, segunda o

tercera generación, ya que en su ciclo

de existencia, se condensan a partir

de una nube de gas y polvo, y en otro

momento de su ciclo explotan como

novas o supernovas, lanzando de

nuevo cantidades de gas y polvo que

orman nebulosas que, a su vez,

vuelven a dar origen a nuevas

estrellas.



Un díptico sobre las aplicaciones dela Física en el área de la saludPropósito y perspectivaMediante la construcción de un díptico que aborde la importancia de la Física en la Medicina, los estudiantes integrarán sus conocimientos delos rayos X y sus aplicaciones en técnicas de diagnóstico. También reexionarán sobre las implicaciones que esto ha tenido en la detecciónoportuna y el tratamiento de enermedades.

Desde una perspectiva histórica se analiza el descubrimiento de los rayos X.












Valorar el descubrimiento de los rayos X y la importancia desus aplicaciones



Sintetizar inormación en torno a algunas de lasaportaciones de la Física y sus aplicaciones tecnológicas aldiagnóstico y tratamiento de enermedades.

3Fase II. Exploremos para

defnir el problema

Obtener inormación acerca de la incidencia, detección ytratamiento de cáncer.

Por equipo: Bitácora ograbadora.

4Fase III. ¿Cómo


del problema ?

Diseñar un díptico para integrar conocimientos y a su vezdiundir inormación a la comunidad.

Por equipo: Material necesariopara elaborar un díptico: lápiz,papel, colores, plumones, regla,máquina de escribir,computadora, etcétera.




176


Para empezarL l x.

sesión 1

el sol DoraDo. Domingo 22 de junio de 2007

Y el premio Nobel es para…

“… ¡Wilhelm Conrad Röntgen!estas ueron las palabras que seescucharon por la radio en el año1901 cuando se otorgó el primerpremio Nobel de Física.

Para aquellos que no lo saben,el doctor Röntgen descubrió ennoviembre de 1895, los rayos X. Apesar de que dichos rayos tienenaplicaciones en la medicina, pue-

den también utilizarse en la in-dustria y generar mucho dinero.El doctor Röntgen demostró su calidad humana y ética científca al elegir no patentar su descubrimiento.Decidió que este conocimiento debía pertenecer a lahumanidad. Gracias a su desinteresada actitud, losprimeros aparatos de rayos X para uso médicopudieron construirse rápidamente y sin costos tanelevados, mejorando la calidad de vida de muchaspersonas en todo el mundo.

En un inicio, la naturaleza de los rayos X no seentendía totalmente y para su manejo no se tomaban lasprecauciones necesarias. Algunos médicos y científcosque estaban expuestos constantemente a los rayos Xsurieron pérdida de cabello, quemaduras, ulceración,incluso algunos murieron. Hoy en día, se conocenperectamente los eectos de la radiación en las células y tejidos humanos, y se sabe cómo utilizarla en pequeñasdosis para tratar enermedades como el cáncer.

Desde su descubrimiento, el uso de rayos X ha jugado un papel muy importante, con aplicaciones en

la industria, el arte y principalmente en la medicina,donde se utiliza para el diagnóstico de enermedades,así como el tratamiento de tumores.

Un recurso actual de diagnóstico de enermedades,que permite reproducir imágenes sin utilizar rayos Xo rayos gamma es la resonancia magnética, quese obtiene al someter al paciente a un campoelectromagnético 15 mil veces más intenso que elcampo magnético de nuestro planeta.

Los tejidos humanos contienen hidrógeno y elelectroimán utilizado en la resonancia magnéticainteractúa con los protones que orman los átomos dehidrógeno. Cuando el estímulo se suspende, losprotones liberan energía que se transorma en señalesde radio. Éstas son interpretadas por una computadoraque, fnalmente, las transorma en imágenes.

Radiografía de la mano

de la esposa de Röntgen.

Un díptico sobrelas aplicaciones dela Física en el área

de la salud

Utilizando rayos X se pudo observar que en este cuadro había dos

pinturas superpuestas.

SESIÓN 1

En esta sesión se valora la importancia deldescubrimiento de los rayos X,especialmente para la Medicina.

Para empezar

El Sol DoraDo

El texto muestra el descubrimiento de losrayos X y algunas de sus aplicaciones, como

la detección y tratamiento de enermedades.También se menciona otra orma útil degenerar imágenes del interior del cuerpohumano, que ha sido de gran importanciapara la detección de enermedades: laresonancia magnética.



1. El propósito.



.







4 Comente con sus alumnos la utilidad

de la tecnología aplicada en la Medicina.Para motivar su interés pregúnteles si enalgún momento se han tomado unaradiograía o conocen de alguna personaque la haya requerido.


Los diseños de los dípticos, así como lainormación que contienen, serán distintospara cada equipo. Sin embargo, deben incluirinormación sobre los rayos X y su aplicaciónen la Medicina, como las placasradiográfcas y la tomograía axialcomputarizada, el cáncer y sus métodos dedetección y tratamiento. Solución al

problema : RM Las pruebas radiológicasconvencionales consisten en irradiar al

paciente con rayos X. Éstos atraviesan enmayor o menor grado los distintos tipos detejidos en unción de su contenido en gas,líquido o elementos sólidos y permiten laobservación general de la composición delos huesos y de algunos de los tejidos delentorno.En la tomograía axial computarizada (TAC)se obtienen con un aparato muchasradiograías a la vez y desde distintosángulos. Posteriormente, mediante unacomputadora se reúnen todas las imágenes y

se transorman en una sola, que es la sumade todas las obtenidas desde los distintospuntos de vista.La resonancia magnética (RM) es unatécnica en la que se coloca al paciente en elcentro de un campo magnético 30,000 vecesmás uerte que el de la Tierra. Este campomagnético atrae a los protones que estancontenidos en los átomos de hidrógeno queconorman los tejidos humanos. Cuando elestímulo se suspende, los protones liberanenergía al regresar a su posición inicial. Esta

energía se transorma en señales de radioque son captadas por una computadora quelas convierte en imágenes. Gracias a estoobtenemos inormación sobre launcionalidad de los órganos.

Lo que pensamos del problema

1 Después de que los estudiantesrespondieron de manera individual, esrecomendable que comenten sus respuestascon el resto del grupo.

1. RL Por ejemplo: Al igual que la luz, losrayos X son una orma de radiaciónelectromagnética. Tienen gran energía ypor ello pueden penetrar a través delcuerpo humano y producir una imagen enuna placa de otograía.

2. RL Por ejemplo: Para crear imágenes delinterior del cuerpo humano y, de estamanera, detectar enermedades; paraanalizar pinturas y averiguar si hayimágenes superpuestas; para detectarracturas en la estructura de edifcios.

3. RL Por ejemplo: Puede surir quemaduras,pérdida de cabello, úlceras y hasta lamuerte.

Comenten: ¿Cómo cambió la práctica

médica con la invención de los rayos X?

Comente con sus alumnos algunos datos queles pueden ayudar a reconocer laimportancia de los rayos X. Por ejemplo, queel conocimiento del núcleo atómico comenzó

con el descubrimiento de la radiactividad en1866, y que este decubrimiento, a su vez, sebasó en el descubrimiento de los rayos X.RL Por ejemplo: Al mejorar la calidad de vidade las personas, porque permite, porejemplo, detectar a tiempo enermedadescomo el cáncer.

177

IICIENCIAS

Ahora conoces la importancia de la Física en el desarrollo de algunas aplicaciones

tecnológicas. En este proyecto analizarás la utilidad de los conocimientos ísicos en el

desarrollo tecnológico de la Medicina. Al fnal serás capaz de explicar el uncionamiento

básico de algunos aparatos de detección de enermedades y valorar el uso de la tecnología

en el cuidado de la salud.

Consideremos lo siguiente…Lean con atención el problema que se plantea. Con el trabajo que realicen en este

proyecto podrán diseñar una propuesta concreta de solución.

Imagen del cerebro y de la espina dorsal obtenidas mediante resonancia

magnética.

La clínica de tu comunidad va a realizar una feria de la salud para informar a la

población sobre el cuidado de la salud y la prevención de enfermedades; los estudiantes

de tu escuela quieren aprovechar esto para explicar algunas de las aplicaciones de la

Física en el cuidado de la salud.

Tú y tus compañeros de equipo tienen que explicar como a contribuido la Física al

diagnóstico y tratamiento de enfermedades, por ejemplo las radiografías, la tomografía

axial computariazada y la resonancia magnética. ¿Cómo lo harían? ¿Qué información les

parece adecuado difundir?

Para el registro de tus actividades, recuerda:

Utilizar un cuaderno, libreta o carpeta como

bitácora.

Llevar ahí un registro ordenado de lo que piensas

del problema, de los textos consultados, de las

entrevistas que realices, de los datos y objetos

encontrados.

Estas anotaciones te serán muy útiles para

elaborar el informe del proyecto.


Responde en tu bitácora:

1. ¿Qué son los rayos X?2. ¿Para qué se utilizan?

3. ¿Qué puede pasar si una persona esta constantemente expuesta a los rayos X?

Comenten: ¿Cómo cambió la práctica médica con la invención de los rayos X?



178


SESIÓN 2

Manos a la obra

Plan de trabajo

F i: im m úl

Para conocer algunas de las aplicaciones de las ciencias en el cuidado y conservación dela salud sintetizarán algunos textos, así como inormación proveniente de páginas deinternet. También recopilarán inormación reerente a algunos aparatos y pruebas parael diagnóstico de enermedades.

F ii: explm p f l problema

En equipos de trabajo recopilarán inormación relacionada con los nuevos materiales ytécnicas basadas en conocimientos de enómenos ísicos y que son utilizadas en eldiagnóstico y tratamiento de enermedades como el cáncer. Además, realizarán entrevistasal personal de la clínica de salud para averiguar los tipos de cáncer más comunes enMéxico. De este modo, tendrán elementos para participar en mesas redondas grupales.

F iii: ¿cm bum l lu l problema ?

Con base en sus investigaciones, resultados y conclusiones elaborarán un dípticoexplicativo para repartirlo en la comunidad. En él explicarán las aportaciones de la Físicaen la detección y tratamiento de enermedades. Relacionarán el uso de la tecnologíainvestigada en el cambio de las prácticas médicas actuales.

Calendario de actividadesAl igual que en los proyectos anteriores, organicen las actividades que realizarán en cadaase. Revisen las actividades y designen a los responsables de cada una. Consulten con su

proesor la echa fnal de entrega del proyecto para que distribuyan mejor su tiempo.Pueden utilizar el siguiente ormato:


resPonsaBLes FecHa

F i

F ii

F iii

Fase I. Investiguemos conocimientos útiless m u bá.

1. Respondan:

a) ¿Qué lecturas y actividades de los bloques podemos consultar para encontrarinormación sobre aplicaciones tecnológicas relacionadas con la salud, como eluso de los rayos X?

b) ¿Qué otras uentes bibliográfcas podemos consultar?c) ¿A qué lugares de nuestra comunidad podemos acudir para conseguir inormación

sobre el uso de los rayos X en la medicina y en las comunicaciones?

Manos a la obra

Recuerde a sus alumnos la importancia deorganizar un calendario de trabajo y el ordenque deben seguir para llevarlo a cabo;deberán analizarlo para distribuiradecuadamente las actividades entre losintegrantes del equipo. Procure omentar yvalorar su creatividad e iniciativa pararesolver el problema .


Ayude a sus alumnos a calcular los tiemposde entrega estimando la cantidad de díasque tienen para realizar el proyecto y elnúmero de ases en que dividieron el trabajo.

Para cerrar la sesión, pida a los alumnosque comenten lo que hasta ahora conocensobre los rayos X.

SESIÓN 2

Antes de iniciar la sesión, comente con losestudiantes que sintetizarán algunos textose inormación proveniente de páginas deinternet.

Fase I: Investigamos conocimientosútiles

Sinteticen inormación en su

bitácora.

1. Respondan:a) RL Por ejemplo: En la Secuencia 21 el

Texto de inormación inicial; en lostextos de inormación de lassecuencias 21 y 22 ; en los textos deormalización de ésta última y de laSecuencia 25 .

b) RL Por ejemplo: En las reerencias deinterés se pueden consultar los librosde Física conceptual o en internetdirectamente se puede hacer unabúsqueda de los rayos X o de la Físicaen la Medicina.

c) RL Por ejemplo: A la clínica de saludde la comunidad.



179

IICIENCIAS

2. Obtengan inormación sobre los siguientespuntos:

a) El uso en la medicina de los rayos X, la resonanciamagnética, la tomograía axial computarizada yel ultrasonido.

b) Las bases ísicas del uncionamiento de los rayosX, la resonancia magnética, la tomograía axialcomputarizada y el ultrasonido.

c) Las ventajas y desventajas de cada técnica.d) El cáncer, su incidencia, detección y tratamiento

mediante radiación.

3. Consulten las reerencias necesarias.


b) Lean y sinteticen en su bitácora los textos revisados.

c) Expongan al resto del grupo una síntesis de la inormación consultada.

Algunas referencias de interésCiencias II. Énasis en Física.

1. Secuencia 21: ¿De qué están hechas las moléculas?

2. Secuencia 22: ¿Qué hay en el átomo?

3. Secuencia 25: ¿Existe la luz invisible?

1. Detección de enfermedades

1. Michael M. et al (2006). Radiología básica. México: McGraw-Hill.

2. Allier Cruz, Rosalía Angélica et al (2005). La Magia de la Física. Tercer Grado. México:McGraw-Hill .

1. Abortes, Vicente. Fusión nuclear por medio del láser . ILCE. 23 de ebrero de 2007.

http://omega.ilce.edu.mx:3000/sites/ciencia/volumen3/ciencia3/135/html/usion.html

2. Rickards, C. Jorge. Las radiaciones: reto y realidades . ILCE. 7 de marzo de 2007.

http://omega.ilce.edu.mx:3000/sites/ciencia/volumen1/ciencia2/08/htm/radiacio.htm

3. Piña Barba, María Cristina. La Física en la Medicina. ILCE. 7 de marzo de 2007.

http://bibliotecadigital.ilce.edu.mx/sites/ciencia/volumen1/ciencia2/37/htm/fs.htm

4. Adult Health Advisor. Terapia de radiación.Universidad de Michigan. 22 de junio de2007.

http://www.med.umich.edu/1libr/aha/aha_radther_spa.htm

Aparato de tomograía axial computarizada.

2. Obtengan inormación sobre lossiguientes puntos:

2

Para ayudar a organizar a los alumnosy optimizar su trabajo puede proponerlesque cada equipo aborde un aspecto de loscuatro que se proponen en la secciónanterior.


4 Se sugiere, de ser posible, que los

alumnos busquen otros libros, revistas operiódicos en la biblioteca, que puedan serde utilidad para la investigación.

El video muestra algunos métodos dedetección de enermedades, como rayos X,tomograía axial computarizada y resonanciamagnética.

4

Puede aprovechar el recurso comouente de inormación para los alumnos, conrespecto a las aplicaciones de enómenosísicos como los rayos X, para la salud.

Estas lecturas y direcciones de

páginas de internet presentan información

sobre el uso de los rayos X en la Medicina,

así como otras técnicas de detección de

enfermedades.



180


SESIÓN 3

o u m p m l fm.

• Pueden abordar los siguientes puntos:

1. La importancia que tuvo el descubrimiento de los rayos X para mejorar la calidad

de vida de las personas.

2. La importancia del uso de rayos X y otras tecnologías como la resonancia magnética

en el tratamiento y detección de enfermedades como el cáncer.

Pr elborr un cuestionrio:

Formulen preguntas claras y sencillas.

Eviten preguntas que se respondan con sí o no. Ejemplo de una pregunta que

proporciona respuesta de sí o no: ¿Sabe usted cómo se puede diagnosticar el

cáncer cérvico uterino? Esta pregunta se puede formular así: ¿Cuál es la forma en

la que se puede diagnosticar el cáncer cérvico uterino?

Utilicen una grabadora o bien anoten las respuestas en su bitácora.

Diríjanse con respeto a las personas que les proporcionen información.

Si les proporcionan folletos, sean cuidadosos con ellos.

al terminr de plicr los cuestionrios:

Reúnanse y seleccionen la información útil para resolver el problema.Pueden elaborar un cuadro sinóptico para organizar la información.


ob fm b l l p á Méx l m l l . P ll:

• Entrevisten a médicos, enfermeras o trabajadoras sociales de la clínica o centro de

salud de su localidad, y registren en su bitácora la información que les

proporcionen.

Organicen una mesa redonda para

comentar la inormación.

Pida a los alumnos que intercambien lainormación obtenida. Es interesante sabercuál ha sido su uente inormativa y qué tanconfable es. Es importante que se

enriquezcan con los datos obtenidos por elresto de sus compañeros.

5 Se le sugiere elaborar una tabla en

pizarrón que resuma la inormaciónrecabada por cada uno de los equipos, con elfn de que todos los alumnos puedancompletar la que les haga alta en cada caso.

Para cerrar la sesión, pida a los alumnosque comenten los puntos de la investigaciónque les resultaron de mayor interés.

SESIÓN 3

Antes de iniciar la sesión, comente con losalumnos que en está sección llevarán a cabouna entrevista con el personal de la clínicade salud.


Antes de que los alumnos visiten la clínicade salud, es recomendable que unrepresentante de la escuela haga contactocon la o las personas con quien acudirán losalumnos. Solicite la ayuda necesaria para

que sus estudiantes puedan realizar sutrabajo de la mejor manera.

Apoye a sus alumnos cuando vayan arealizar entrevistas en instituciones, comoparte de su trabajo de campo. Pida que noolviden presentar alguna identifcación en ellugar que visiten. La Dirección de la escuelapuede expedirles alguna carta o credencialpara que se identifquen.

Obtengan inormación directa sobre

la incidencia de los distintos tipos de

cáncer en México y los tratamientosestén relacionados con la radiación. Para

ello:

Promueva que los alumnos intercambien conotros equipos los cuestionarios que hayanelaborado y, si es necesario, loscomplementen.

Para cerrar la sesión, pida a los alumnosque expliquen la importancia de la deteccióntemprana del cáncer, y por lo tanto de quelas personas se realicen revisionesperiódicas. También que comenten sobre lostipos de cáncer que se presentan con mayorincidencia en la comunidad.



181

IICIENCIAS

Para terminarComuniquen los resultados que obtuvieron. Para ello:

1. Elaboren un reporte que contenga:


b) Desarrollo: Describan el procedimiento que siguieron para elaborar su díptico.

c) Conclusiones: Mencionen las aportaciones de la ciencia al cuidado y conservaciónde la la salud.

2. Organicen en su escuela la presentación pública de sus dípticos.

3. Organicen con los asistentes un intercambio de opiniones acerca de los tratamientosradiológicos.


• Respondan en sus bitácoras las siguientes preguntas:

1. Sobre el uso de los rayos X:

a) ¿Qué son?

b) ¿Por qué son importantes en la medicina?

c) ¿Cómo uncionan las pruebas radiológicas?

d) ¿Cuáles son las características de las distintas pruebas radiológicas?

2. Sobre el tratamiento del cáncer:

a) ¿Qué técnicas y aparatos se emplean?

b) ¿Por qué se utiliza la radiación para curar el cáncer?


a) Escriban las difcultades que tuvieron para desarrollar su proyecto, las causas yla orma en que las resolvieron.

b) ¿Qué ue lo que más les gustó durante el proyecto?

c) ¿Se sienten satisechos del trabajo realizado? ¿Cómo lo mejorarían?

SESIÓN 4Fase III. ¿Cómo contribuir a la solución del problema ?Diseñen un díptico en el que informen sobre la importancia de la Física en la

detección y tratamiento de enfermedades.

Para elaborar un díptico:

Decidan la inormación que presentarán.

Identifquen las ideas principales que tomarán en cuenta.

Defnan el diseño así como las imágenes que acompañarán la inormación.

Acomoden el texto y las imágenes en el díptico. Dejen algunos espacios en blanco

para no saturar la inormación.

SESIÓN 4

Antes de iniciar la sesión, pida a susestudiantes que comenten cómo la Física hasido útil en el tratamiento de enermedadescontra el cáncer.

Fase III. ¿Cómo contribuir a la

solución del problema ?Sugiera a los estudiantes que antes deelaborar el díptico, defnan lo que expondránen él y comenten la fnalidad que deseandarle; por ejemplo, para despertar el interéso inormar. Asimismo solicite que defnan eldiseño que tendrá el díptico incluyendo laimagen y el texto.

Para terminar

Colabore con sus alumnos en la organizaciónde la presentación pública de sus trabajos.

En esta etapa es importante que ustedsupervise que la inormación consultada sehaya incorporado en orma adecuada altrabajo escrito (díptico). Permita que cadaequipo elija la manera como realizará eldíptico.

Lo que aprendimos

En esta sección, los alumnos pueden evaluar sutrabajo al analizar si cumplieron los objetivos deproyecto y si desarrollaron una propuesta viable


proyecto.

• Respondan en sus bitácoras las siguientespreguntas:

1. a) RM Al igual que la luz, los rayos X sonuna orma de radiación electromagnéticaTienen gran energía y por ello puedenpenetrar a través del cuerpo humano yproducir una imagen en una placa deotograía.

b) RM Porque permiten crear imágenes

del interior del cuerpo humano.c) RM Las pruebas radiológicas

proporcionan la imagen al exponer unaplaca o película a una uente deradiación de alta energía, comúnmenterayos X o radiación gamma procedentede isótopos radiactivos.

d) RM Las pruebas radiológicasconvencionales consisten en irradiar alpaciente con rayos X. Éstos atraviesanen mayor o menor grado los distintos

tipos de tejidos en unción de su

contenido en gas, líquido o elementossólidos. Permiten la observación generalde la composición de los huesos y dealgunos de los tejidos del entorno.

La tomograía axial computarizada(TAC) es un aparato que hace muchasradiograías a la vez y desde distintos

ángulos. Posteriormente, mediante unacomputadora se reúnen todas lasimágenes y se transorman en una sola,que es la suma de todas las obtenidasdesde los distintos puntos de vista.

La resonancia magnética (RM) es unatécnica en la que se coloca al pacienteen el centro de un campo magnéticomuy intenso y de una recuenciaespecífca. La atracción magnéticagenerada por el aparato dirige los

electrones de algunas sustancias

corporales hacia la uente del campomagnético. En ese momento se captauna imagen que visualiza la orma delos tejidos ormados por esa sustancia.

2. Sobre el tratamiento del cáncer:

a) RM Se usa comúnmente la radiación,

puede ser externa en donde unamáquina apunta un haz de radiacióndirectamente hacia el lugar dondeestá el tumor (teleterapia). O interna,que se realiza colocando un materialradiactivo dentro del cuerpo, justoalrededor del tumor (braquiterapia).En algunos casos el materialradiactivo se traga y en otros casos sepuede inyectar.

b) RM Porque la radiación mata a lascélulas cancerosas.



LibrosManual de Experimentos, Electricidad Básica 1.

(1984) México, MEISA, colección Didacta.

Félix, Alejandro, et al. (2001). Lecciones de Física.México. CECSA.

Fierro, Julieta et al. (1991). Eclipse total de Sol enMéxico, 1991. México: UNAM.

Hewitt (1998). Conceptos de Física. México: LimusaNoriega Editores.

Garritz Ruiz, Andoni (2005). Química universitaria.México: Pearson.

Gautreau, John (2003). Física Moderna. México:McGraw-Hill.

Gettys, Edward (2005). Física para ciencias eingeniería. México: McGraw-Hill.

Gutiérrez Aranzeta, Carlos y Martha Lucía CepedaGarcía (2000). Física 2 . México: Larousse.

Halliday, Jay y Robert Resnick (2002) Física, vol. II .México: CECSA.

Hecht, Eugene (1999) Física 1. Álgebra y trigonometría. México: Paranino.

Hempel, Carl (1999). Filosoía de la ciencia natural .México: Alianza Editorial.

Herrera, Miguel Ángel (1996). Cargas y Corrientes.México, SITESA.

Noreña, Francisco y Juan Tonda (2002). La energía.México: SEP/Santillana.

Perelman, Yakov (1983). Física Recreativa, vol. II .México: Editorial Cartago.

Pogan A. (2003). Fuerzas ísicas. México: SEP/Ediciones Culturales Internacionales.

Porter, A. (2005). Cómo uncionan las cosas.McGraw-Hill Interamericana, México.

Wood, R.W. (2004). Ciencia creativa y recreativa.experimentos áciles para niños y adolescentes.

México: McGraw-Hill Interamericana.Zitzewitz, Paul W. et al . (2003). Física 1, 2a. ed .

México: McGraw-Hill



IICIENCIAS

239

Revisión académica

Carlos David Hernández Pérez, María Teresa Guerra Ramos,

Julio H. Pimienta Prieto

Revisión pedagógica

Sidney Cano Melena, Patricia Vázquez del Mercado Herrera

Corrección de estilo

Sergio Macías Díaz

Fotografía en telesecundarias

Telesecundaria ”Centro Histórico“. Distrito Federal.

Telesecundaria ”Sor Juana Inés de la Cruz“. Estado de México.

Telesecundaria ”De nueva creación“. Estado de México.

Páginas de internet1. Braun, Eliezer. Un movimiento en zig-zag. ILCE. 7

de junio de 2007.

http://omega.ilce.edu.mx:3000/sites/ciencia/volumen1/ciencia2/13/htm/sec_4.html

2. Comisión Federal de electricidad. GeneraciónTermoeléctrica; generación hidroeléctrica; Generación nucleoeléctrica; generación

Eoloeléctrica. 23 de ebrero de 2007.http://www.ce.gob.mx/es/LaEmpresa/generacionelectricidad/

3. Comisión Nacional para el ahorro de energía.Consejos para ahorrar energía. 17 de ebrero de2007. http://www.conae.gob.mx/wb/CONAE/Conae_PyME_consejos_para_ahorrar_energia.

4. Educajob. Universidad de Barcelona. Naturalezade las leyes, las teorías y los modelos científcos.El contexto de la justifcación científca y el

contexto del descubrimiento científco. Fecha deconsulta: 13 de julio de 2007. http://www.educajob.com/xmoned/temarios_elaborados/flosofa/Naturaleza%20de%20las%20leyes,%20teor%EDas%20y%20modelos%20cient%EDfcos_%20El%20c.htm

5. García-Colín, Leopoldo. Y sin embargo se mueven.ILCE. 7 de marzo de 2007. http://omega.ilce.edu.mx:3000/sites/ciencia/volumen1/ciencia2/36/htm/ysin.html

6. Gómez, M. A. Movimiento browniano. El rincón dela ciencia. IES. Victoria Kent. Madrid, España. 5 de junio de 2007

7. http://centros5.pntic.mec.es/ies.victoria.kent/Rincon-C/Practica/pr-52/PR-52.htm

8. Hojean, Roberto et al . La energía mueve al mundo. Comisión Chilena de Energía Nuclear.

http://www.explora.cl/otros/energia/electricidad2.html

9. Morcillo, Juan G. Imágenes de rocas en la Tierra.Portal de Ciencias Experimentales. UniversidadComplutense de Madrid. 5 de marzo de 2007.

http://www.ucm.es/ino/diciex/programas/index.html

10. Routtio, Penti. Flores, Jorge. El modelo científco.27 de mayo de 2007. http://www2.uiah.f/projects/metodi/

11. Universidad de Córdoba, Departamentos de FísicaAplicada y Química Orgánica. Septiembre de 2003.Modelos atómicos. http://rabfs15.uco.es/Modelos%20At%C3%B3micos%20.NET/Modelos/MAtomicos.aspx

12. Zapata Cavidad, Alvaro. Utilización de biogás parala generación de electricidad . 27 de mayo de2007.

13. http://cipav.org.co/cipav/resrch/energy/alvaro1.htm



CIENCIAS I I Énfasis en Física Volumen II

ciencias ii vol. ii

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