Secuencia "Actividades experimentales"

CONTENIDOS:

Caracter eléctrico de la materia. Cargas eléctricas. Electricidad estática. Interacción entre cuerpos con carga eléctrica. Electrización de los cuerpos.

IDEAS BÁSICAS:

* La materia está formada por partículas muy pequeñas llamadas átomos. Éstos, a su vez están compuestos por un núcleo constituído por protones y neutrones. El núcleo está rodeado por electrones.

* Las partículas que componen el átomo poseen carga eléctrica. Los protones tienen carga positiva y los electrones negativa.

* Los átomos tienen exactamente el mismo número de protones que de electrones, por lo tanto la carga eléctrica total del átomo es igual a cero, es decir que los átomos son electricamente neutros.

* Existen dos clase de cargas denominadas negativa y positiva. No es posible crear ni destruir la carga eléctrica.

* Las cargas eléctricas de igual signo se repelen y las cargas eléctricas de diferent signo se atraen.

* Los objetos que nos rodean son eléctricamente neutros ( poseen igual número de cargas positivas que de cargas negativas).

* Al ser frotados dos materiales adquieren carga eléctrica; ya que se produce una transferencia de electrones, pasan de uno al otro una pequeña cantidad de electrones. El que adquiere electrones se carga negativamente y el que los pierde, se carga positivamente.

OBJETIVOS:

• Construir modelos para explicar situaciones de la vida cotidiana relacionadas con fenómenos electroestáticos.
• Relacionar las propiedades electrostáticas de los materiales con la estructura atómica de los mismos.
• Reconocer el caracter eléctrico de la materia.

ACTIVIDAD Nº 1

Preguntas de inicio:

Formar 4 grupos , pensar, debatir y responder:

a) Es probable que en algún momento al peinarte, hayas notado que luego de pasar el peine tus cabellos vuelven a levantarse una y otra vez ¿cómo podés explicar esto?

b) Tal vez, , al sacarte un pulover en la oscuridad , hayas observado que se produce como un leve chisporroteo ¿por qué te parece que ocurre esto?

c) Cuando caminas sobre una alfombra arrastrando los pies ¿te cargás electricamente?

ACTIVIDAD Nº 2:

Para realizar esta actividad cada grupo de alumnos debe elegir una experiencia, realizarla y escribir sus conclusiones; al finalizar la clase se realizará la puesta en común.

GRUPO 1:

Materiales: una birome, papelitos, un paño de lana.

Procedimiento:

a) Acercar la birome a los papelitos ¿qué observas?

b) Frotar la birome fuertemente con el paño

c) Acercarla a los papelitos

d) ¿Qué ocurre? ¿Cómo lo podés explicar?

GRUPO 2:

Materiales: una regla de plástico, un paño de lana, una canilla (el grupo debe trasladarse al laboratorio o a la cocina para realizar la experiencia)

a) Frotar fuertemente la regla con el paño de lana

b) Abrir suavemente la canilla para que salga "un hilito " de agua

c) Acercar la regla al "hilito"

d) ¿Qué observas? ¿Cómo lo podes explicar?

GRUPO 3: ¿ES POSIBLE MOVER UNA LATA VACÍA SOBRE LA MESA , SIN TOCARLA?

Materiales: una lata de gaseosa vacía, un globo, un paño de lana.

Procedimiento:

a) Frotar el globo con el paño

b) Acercar el globo a la latita

c) ¿Qué observas? ¿Cómo lo podés explicar?

GRUPO 4:

Materiales: un globo, un paño de lana

a) Frotá el globo con el paño

b) Colocá el globo contra la pared

c) ¿Qué observas? ¿Cómo lo podés explicar?

ACTIVIDAD Nº 3:

Actividad con la netbook del programa Conectar igualdad:

Realizar la siguiente actividad utilizando el simulador " Globos y electricidad estática.jar".

1) Iniciar la actividad seleccionando únicamente el globo amarillo. Frotar el globo con el pulover .

a) ¿qué podés observar en el globo?

b) ¿qué podés observar en el pulover?

2) Acercar el globo a la pared.

a) ¿qué ocurre con el globo?

b) ¿notás algún cambio en la distribución de las cargas en la pared?

c) ¿Cómo podés explicar lo ocurrido?

3) Ahora incorporá a la actividad un segundo globo, el globo azul ,y frotalo contra el sueter.

a) ¿qué observas en el globo azul?

b) Acercá el globo azul al globo amarillo ¿qué observas?

c) Ahora acercá el globo azul a la pared¿qué ocurre?

d) ¿se comporta de la misma manera el globo azul cuando lo acercás al globo amarillo y cuando lo acercás a la pared? Explica.

4) Después de frotar los dos globos contra el sueter y de acercarlos a la pared ¿aumenta o disminuye la cantidad total de cargas en los cuerpos que intervienen en la actividad? Justifica tu respuesta .

5) Lee los apuntes de la carpeta e Indica en qué parte de la actividad realizada observas los siguientes fenómenos:

a) electrización por frotamiento

b) electrización por inducción

6) ¿V o F? Justifica en caso de F.

a) El sueter pierde electrones, por eso queda cargado positivamente.

b) El globo gana electrones, por eso adquiere carga negativa.

c) Antes de ser frotado contra el pulover el globo no tenía electrones.

d) El globo se pega a la pared debido al fenómeno de electrización por frotamiento.

¡¡¡Felicidades a todos y todas!!!!!

THE END

ESTRATEGIAS METODOLÓGICAS:

• Explicación de los contenidos y su aplicación
• Planteo de situaciones problemáticas de la vida cotidiana y/o situaciones hipotéticas que involucren los contenidos a enseñar
• Consulta a diferentes fuentes para buscar información , comparación de textos.
• Trabajar con los alumnos en la construcción y reconstrucción de modelos descritivos o explicativos de fenómenos o procesos
• Utilización de la netbook para buscar información en Internet , para presentarla y para reproducir simuladores.

RECURSOS:

• Netbook del programa Conectar Igualdad
• Biblioteca

BIBLIOGRAFÍA:

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• Una expedición al mundo subatómico, Daniel de Florian, editorial Eudeba:
• Física, fuerzas, energía, ondas. Monserrat Agustench, Juan de Dios Alonso y otros, editorial SM
• Física. ES 4. Editorial Tinta Fresca.
• Física I, Jorge Sztrajma-Agustín Rela, Editorial Aique
• Hewitt Paul, Física conceptual, Addison Wesley Iberoamericana, 1995

EVALUACIÓN DE SECUENCIA

EVALUACIÓN:

Esta tendrá dos instancias, una grupal (se formarán grupos de 4 o 5 estudiantes) y otra individual; en ambas los alumnos trabajarán con la netbook y con el libro “Una expedición al mundo subatómico”, de Daniel de Florian.

EVALUACIÓN GRUPAL:

1. Analicen el siguiente simulador en la netbook:
   http://phet.colorado.edu/sims/blackbody-spectrum/blackbody-spectrum-_en.html

Debatan y respondan:

a) Un horno con una pequeña abertura que deja salir sólo la radiación emitida por las paredes y no la reflejada ( por ser negro) constituye un buen ejemplo para el estudio de la emisión de radiación electromagnética. Cuando el horno está tibio, la radiación está presente pero en frecuencias fuera del espectro visible. Al llegar temperaturas cercanas a 800 ºC ¿Qué color toma?

b) ¿A partir de que temperatura la radiación electromagnética se encuentra dentro del espectro visible?

c)¿La intensidad de la radiación depende de la temperatura?¿Cómo es esa relación?
d) ¿La intensidad de la radiación depende de la longitud de onda? ¿Cómo es esa relación?
e) ¿Qué ocurre con la intensidad de la radiación en la zona de las frecuencias muy altas y muy bajas?

f) ¿Qué ocurre con la longitud de onda a medida que disminuye la temperatura? ¿Qué relación podés establecer entre estas dos variables?

g) ¿La región de radiación infrarroja corresponde a las longitudes de onda mayores o menores? Allí la frecuencia es alta o baja?

h) La región de radiación ultravioleta corresponde a las longitudes de onda mayores o menores? ¿En esa zona la frecuencia es baja o alta?

EVALUACIÓN INDIVIDUAL:

1. a) ¿Qué ocurrió cuando los científicos de fines del siglo XIX compararon los resultados experimentales del comportamiento del cuerpo negro con la predicción teórica?
   b) ¿Qué propuso Max Planck a fines de 1900 para resolver el problema?
2. a) Describe al diferencia entre la física clásica y la física cuántica.
   b) ¿Por qué durante su origen la teoría cuántica encontró tanta resistencia por parte de los científicos de la época?

CRITERIOS DE EVALUACIÓN:

• Interpretación de consignas
• Colaboración, respeto y solidaridad con sus pares y con el docente
• Fundamentación y argumentación de sus ideas
• Entrega de trabajos en tiempo y forma
• Valoración de las capacidades propias y ajenas
• Capacidad de aplicar los contenidos aprendidos frente a diversas situaciones problemáticas

CLASE Nº 2:

Actividad nº1:

Revisión: Energía térmica e intercambio de energía por radiación. Radiación electromagnética.

Responder consultando la carpeta de física de 5º año, los libros de la biblioteca de la escuela e Internet; sitio sugerido: www. educ.ar.

a) ¿De que forma se puede transportar la energía térmica?

b) ¿Qué características tienen la radiación electromagnética?

100. En algunas ocasiones después de una lluvia podemos ver el arco iris. El principal atractivo de este fenómeno son sus colores, que van del rojo al violeta ¿por qué se forma el arco iris? ¿Qué tienen que ver este fenómeno con las ondas electromagnéticas?
     d) Realiza un esquema del espectro electromagnético y describe cada una de sus partes.

CLASE Nº 2:

Actividad nº 2:

a) Miren el siguiente video en la netbook:

http://www.acienciasgalilei.com/videos/particula-onda.htm

b) Lean el capítulo nº 5 , “La nueva física”, del libro “Una expedición al mundo subatómico” de Daniel de Florian, edit. EUDEBA.

Actividad nº 3:

Dividanse en grupos y con ayuda de los materiales propuestos en la actividad anterior traten de responder a las siguientes preguntas:

a) ¿Qué es un cuerpo negro?

b) A fines del siglo XIX fue posible medir el espectro de radiación del cuerpo negro con muy buena precisión. ¿Los resultados experimentales coincidieron con los cálculos teóricos de la teoría del electromagnetismo clásico? Explica.

c) ¿Por qué al problema de la radiación del cuerpo negro se lo denominó “catástrofe ultravioleta”.

500. Si los físicos clásicos tenían razón ¿Qué consecuencias tendría para nosotros mirar las brasas de un asado o sentarnos frente a la estufa?
     e) ¿Qué propuso Max Planck a fines de 1900 para resolver el problema?
     f) ¿Qué quiere decir que una cantidad está cuantizada?

g) Comenten sobre la idea de que la teoría que uno acepta determina el significado de las observaciones de uno y no al revés.

CLASE 1:

ACTIVIDAD Nº2:

Revisa los temas que estudiaste en 5º año y responde:

a) Realiza un cuadro comparativo entre las ideas de Issac Newton ( 1643- 1727) y Christian Huygens (1629-95) acerca de la naturaleza de la luz.

b) Los hallazgos de Young, Maxwell y Hertz¿respaldan la teoría ondulatoria o la teoría corpuscular de la luz?

c)Realiza una red conceptual acerca de las propiedades y características de la luz. Para esta actividad utiliza el programa c-map tools de la netbook.