Investigamos sobre la energía hidráulica

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1 QUINTO Grado - Unidad 6 - Sesión 23 Investigamos sobre la energía hidráulica Por qué es importante la energía hidráulica? Las caídas de agua son fuentes de energía no contaminantes. Estas son utilizadas para producir energía eléctrica, que mueve la industria y que llega a los hogares. En esta sesión los niños y las niñas descubrirán cómo se utiliza la energía hidráulica y su importancia en el mundo moderno. Antes de la sesión Revisa las páginas 167 y 168 del libro Ciencia y Ambiente 6. Revisa el contenido y la argumentación de la sesión. Reproduce o amplía la lámina El agua como fuente de energía (Anexo 1). Materiales o recursos a utilizar Materiales para experimentar: botella descartable de litro y medio, lápiz, hilo pabilo, clavos (para hacer huecos a la botella), un litro de agua y trapos para secar. Libro Ciencia y Ambiente 6. Lámina sobre energía hidráulica. 203

2 Área curricular de Ciencia y Ambiente Competencia(s), capacidad(es) e indicador(es) a trabajar en la sesión COMPETENCIAS CAPACIDADES INDICADORES Indaga mediante métodos científicos situaciones que pueden ser investigadas por la ciencia. Explica el mundo físico basándose en conocimientos científicos. Problematiza situaciones Diseña estrategias para hacer una indagación. Comprende y aplica conocimientos científicos Formula preguntas investigables e hipótesis referidas a la energía hidráulica y sus usos. Plantea y ejecuta estrategias y acciones para manipular la variable independiente y dar respuesta a la pregunta seleccionada. Explica con argumentos científicos la producción de energía mediante el aprovechamiento de las caídas de agua. 1. Momentos de la sesión INICIO 15 minutos Saluda amablemente a los estudiantes y pregúntales sobre las actividades realizadas en la sesión. Menciona que han realizado diversas actividades, como revisar los recibos de pago de agua, reflexionar sobre lo importante que es cuidar este recurso, entre otras. Procede a pegar la imagen ampliada del Anexo 1 o entrega una copia de este a cada estudiante. Inmediatamente, indícales que la observen. Pídeles que mencionen lo que observan. Luego, explica brevemente que para generar energía, el agua debe estar en movimiento, es decir, debe poseer energía cinética. Además, debe tener un gran caudal (un gran volumen de agua) y bajar muy rápidamente desde una altura considerable. Comunica el propósito de la sesión: hoy investigarán acerca de cómo se genera electricidad utilizando las caídas de agua como fuente de energía. Además, investigarán en fuentes escritas; pero también generaremos información por medio de experiencias sencillas. Señala a los niños y las niñas la necesidad de descubrir la importancia de la energía eléctrica. Revisa junto con los estudiantes las normas de convivencia para trabajar en la sesión y realizar los experimentos. 204

3 2. DESARROLLO 60 minutos Planteamiento del problema En grupos pequeños Invita a los estudiantes a que formulen las preguntas que se generaron en ellos durante o después de la actividad anterior y de tu explicación. Procura conducirlos a la pregunta acerca de lo que indagarán: cómo se genera y usa la energía del agua para producir energía eléctrica? Planteamiento de hipótesis En grupos pequeños Invita a los estudiantes a organizarse en cuatro grupos. Pide que, en cada grupo, ensayen algunas posibles respuestas a la pregunta de indagación y las registren como hipótesis. Indícales que, como siempre, todo lo que se haga y se escriba debe estar registrado en su cuaderno de experiencias. Recuerda tomar nota de las respuestas en la pizarra. Elaboración del plan de indagación En grupo clase A continuación establece junto con los niños y las niñas la secuencia que seguirán en cada grupo para hacer su indagación. Luego lee junto con los estudiantes la página 167 del libro Ciencia y Ambiente 6 y pídeles que sigan las siguientes indicaciones: El delegado debe recoger los materiales: una botella de plástico de litro y medio, unas tijeras, un lápiz, hilo pabilo y agua. Luego, deben cortar la botella por la mitad y hacerle ocho agujeros alrededor de la base, y dos más en la parte alta, uno frente al otro. Después, tienen que pasar el pabilo por los dos agujeros de la parte alta de la botella y atar el otro extremo del pabilo a un lápiz, de modo que puedan colgar la botella del lápiz. Finalmente, deben verter agua en la botella agarrando el dispositivo solo por el lápiz. 205

4 Análisis de resultados y comparación de las hipótesis A continuación, indícales que viertan agua desde diferentes alturas y que dibujen y anoten sus observaciones. Desde 20 centímetros de altura Desde 40 centímetros de altura Plantéales las siguientes preguntas: qué ocurre cuando el agua cae desde distintas alturas?; qué ocurriría si la altura fuera de 60 centímetros?; hay alguna relación entre la altura y la fuerza con que sale el agua por los huecos de la botella?, por qué crees que es así? Explícales brevemente los siguientes conceptos: Cuanto más alto llevemos la fuente de agua para verter en la botella, más energía le habremos proporcionado. El agua, en lo alto, habrá almacenado la energía que le proveímos en una forma de energía mecánica que se llama energía potencial; así, el agua tendrá más energía potencial cuanto más alto esté. La energía potencial almacenada se transformará en energía cinética cuando el agua caiga, de modo que cuanto más rápido se mueva, más energía cinética tendrá. Pregunta a los estudiantes: cómo creen que se puede aprovechar la fuerza de las caídas de agua? A partir de sus respuestas, condúcelos a asociar su experimento con las hidroeléctricas. Explícales que los generadores de energía eléctrica se mueven gracias a unas ruedas que giran impulsadas por la energía del agua. Así, cuando el agua está en movimiento tiene energía cinética, pero cuando choca contra la rueda y cesa de moverse, la energía cinética que traía se transforma, nuevamente, en energía potencial. Esta energía potencial es la responsable de mover las ruedas del generador. Pídeles que conversen entre ellos sobre lo que has explicado, e indícales que realicen todos los comentarios y preguntas que quieran hacer. Recoge todos los comentarios y preguntas de tus estudiantes. Coméntales que algunas de sus preguntas podrán ser respondidas con las lecturas. Invítalos a leer la información sobre energía hidráulica de la página 168 del libro Ciencia y Ambiente 6. En grupo clase Retoma la pregunta inicial y vuelve a preguntar a los niños y las niñas: cómo se genera y usa la energía del agua para producir energía eléctrica? 206

5 Escucha sus respuestas y pregúntales a continuación: cómo se puede aprovechar la fuerza de la caída de agua? Luego conversa junto con ellos sobre sus hipótesis y pide que contrasten los resultados obtenidos con las hipótesis iniciales. Pregúntales cómo las reformularían ahora que han obtenido nueva información de fuentes escritas y de su experimento. Estructuración del saber construido como respuesta al problema En grupo clase A continuación, menciona que algo parecido a lo que se ha explicado sucede en las grandes centrales hidroeléctricas; por ejemplo, en la central hidroeléctrica del Mantaro. Indica a los estudiantes que, con la participación de todos, elaborarán las ideas fuerza. A continuación, escríbelas en la pizarra y pídeles que hagan lo mismo en su cuaderno de experiencias: La energía que produce la caída de agua se usa al transformar la energía mecánica de su caída en energía eléctrica. La energía potencial del agua es mayor a medida que se incremente su altura. La energía eléctrica que se utiliza en la mayoría de hogares e industrias del país se produce en centrales hidroeléctricas que usan la energía de las caídas del agua. Estas centrales no contaminan la atmósfera. Evaluación y comunicación 3. CIERRE (valoración del aprendizaje) 15 minutos Aprovecha para reflexionar con los niños y las niñas sobre el consumo responsable del agua. Para ello, realiza la siguiente pregunta: cómo podemos contribuir al cuidado del ambiente? Menciona que cuando ahorramos agua y energía, contribuimos al cuidado del ambiente. Por eso, debemos consumir responsablemente el agua y no debemos dejar los caños abiertos; ni los focos de luz encendidos innecesariamente. Tarea a trabajar en casa Pide a los estudiantes que investiguen a partir de esta pregunta: por qué se dice que una central hidroeléctrica utiliza una fuente de energía renovable y no contaminante del ambiente? 207

6 Anexo 1 Sexto Grado Material para ampliar El agua como fuente de energía Olas Agua corriente Energía cinética Energía cinética y potencial Mareas (amplitud de la marea) Aguas termales Energía cinética y potencial Energía térmica 208

7 Anexo 2 Sexto Grado Buenas hipótesis Dada la pregunta cómo se genera y usa la energía del agua para producir energía eléctrica?, se puede generar la siguiente hipótesis: Si el agua cae, entonces se produce energía. Observa que esta hipótesis tienen dos variables: la variable independiente y la variable dependiente. En las hipótesis deben estar presentes estas dos variables, así: Variable independiente Conjunción ilativa Variable dependiente Si el agua cae y tiene energía entonces puede transformarse y producir cinética, energía eléctrica. Anexo 3 Sexto Grado Contenido de la ficha de experimentación sobre energía hidráulica Grupo: Grado: Sección: 1. Problema. 2. Hipótesis. 3. Observaciones del experimento, dibujar y describir. Altura desde donde se vierte el agua: Desde 20 centímetros de altura Desde 40 centímetros de altura 4. Verificación o prueba de la hipótesis. 5. Recopilación y análisis datos. 6. Presentación de conclusiones. 209

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