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Indicadores de logro:
5.5. Construye un dispositivo transformador de energía.
5.6. Explica sus ideas de cómo optimizar un dispositivo de construcción propia.
La energía es cómo las cosas cambian y se mueven. Está en todas partes a nuestro alrededor y toma todo tipo de formas. Se necesita energía para cocinar, conducir al centro educativo y saltar en el aire.
Lisa: Los alimentos son la fuente de energía del ser humano para poder realizar todas nuestras actividades.
Fíjate que...
La termodinámica es la rama de la física que estudia las transformaciones de la energía en sus diferentes formas.
A. Tipos de energía
A continuación, se listan algunos tipos de energía. Con base en tu conocimiento, menciona qué aparatos las utilizan.
Nico: El efecto Joule es el fenómeno mediante el cual existe un aumento en la temperatura por la circulación de una corriente eléctrica en un conductor.
B. Transformando electricidad en calor
Vamos a construir una estructura que sea capaz de resistir mucha carga eléctrica que transformara la energía eléctrica en calor.
Materiales: 1 batería AA, 2 cables de cobre, 1 mina de lápiz portaminas y cinta adhesiva.
Atención: para el desarrollo de esta actividad experimental, te recomendamos la compañía de un adulto responsable.
Procedimiento:
Toma la batería y con ayuda de la cinta adhesiva une un cable a cada una de sus terminales (negativa y positiva).
2. Toma la mina de lápiz y une cada uno de sus extremos con un cable. Debe quedarte como se muestra en la siguiente figura.
3. Cuando completes este sencillo circuito, la temperatura de la mina de lápiz empezará a aumentar. Puedes percibirlo, acercando tu mano con precaución.
4. Desconecta los cables y vuelve a tocar la mina de lápiz; ahora notarás cómo se enfría y vuelve a su temperatura original.
Irene: Ten mucho cuidado de no tocar la mina, solo deberás acercar tu mano y comprobar que ha ocurrido un aumento en la temperatura.
Lisa: El efecto Joule tiene muchas utilidades en la vida diaria, por ejemplo, una plancha utiliza la corriente para calentarse.
C. ¡Construyamos un carrito de tracción!
Con esta actividad podrás observar las transformaciones de la energía mecánica con el funcionamiento de un automóvil.
Materiales: 2 bandas elásticas, 2 discos (CD o DVD), tubo de papel higiénico, cinta adhesiva, silicón líquido, 2 palos de pincho, un trozo de cartulina y tijera.
Procedimiento:
Toma un palo de pincho y corta un trozo de 4 centímetros. En el centro del trozo que cortaste, ata las dos bandas elásticas, y luego introdúcelas a través del disco.
2. Corta cinta adhesiva y fija el trozo de pincho al disco. Usa la cantidad suficiente para que se mantenga firme.
3. Voltea el disco y, con ayuda del silicón líquido, pega encima el tubo de papel y luego el otro disco. Procura que todo quede centrado. En un extremo debe sobresalir el extremo de las banditas de goma.
4. Ahora corta la cartulina para formar una arandela de 3 cm de diámetro. El agujero de la arandela debe ser lo suficientemente grande para que lo atraviesen las bandas elásticas.
5. Coloca la arandela sobre el disco y pasa a través de ella el extremo de las bandas de goma que quedaba por fuera. Luego toma el otro palillo de pincho e introdúcelo entre las bandas de goma. Hazlo como se muestra en la figura de abajo. Nota que solo un extremo del palillo sobresale del disco.
Lisa: Me encantan los carritos y más si yo puedo fabricarlo.
Luis: A mí también, Lisa.
6. Levanta tu artefacto recién construido sujetándolo del tubo de cartón y gira el palillo muchas veces hasta que las bandas queden bastante enrolladas. Hazlo con cuidado para que no se corten.
7. Finalmente, para ponerlo en movimiento, apóyalo sobre el piso y suéltalo para que los discos comiencen a girar, y así avance.
Lisa: Para obtener energía mecánica en el carrito, primero tuvimos que transferirle parte de nuestra energía a la banda elástica, que a su vez nosotros obtenemos de los alimentos que consumimos.
Los resortes son objetos que permiten almacenar energía. Al estirarlos o comprimirlos pueden liberar la energía y generar movimiento.
Carlos: Aquí dice que la energía no se crea ni se destruye solo se transforma.
Esta semana hemos aprendido que la energía es la que hace funcionar ciertos objetos. Las principales formas de energía son: luminosa, química, mecánica, nuclear, eléctrica y la térmica.
La energía cambia de formas como cuando hace que algo se mueva o cuando hace que un ser vivo crezca. A este cambio de forma se llama transformación de energía.
D. Transformación de energía en tu hogar
A continuación, se muestran algunos electrodomésticos y sus descripciones, pero se encuentran desordenados. Lee y obsérvalos; luego únelos con una línea según corresponda.
E. Ahorremos energía
Ya que la energía eléctrica puede transformarse en múltiples formas, debemos cuidarla. Lee las siguientes acciones, e indica con un «sí» aquellas que ayudan a ahorrar energía y con un «no» aquellas que no lo hacen.
Irene: Puedo andar en bicicleta, porque la energía que consumo a través de los alimentos la transformo en energía mecánica.
F. Aprovechamiento de energía
Existen factores que pueden provocar que no toda la energía pueda ser utilizada, dado que durante su proceso de transformación se convierte en otro tipo de energía; por ejemplo, la fricción y el sobrecalentamiento.
Analiza los siguientes escenarios y explica cómo se ve afectada la transformación de energía y cómo podría ser optimizada para ser aprovechada de la mejor forma.
Los ejes de las ruedas de bicicleta están oxidados.
Un televisor se sobrecalienta luego de ser usado por mucho tiempo.
Lisa: Después de jugar en mi videojuego, noté que mi televisor estaba caliente.
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