El magnetismo. Identificación. Propuesta didáctica: unidad Didáctica. Resumen: quinto de primaria ciencias de la naturaleza.

Transcripción

1 1. Identificación Nivel: Primario Área: Ciencias de la Naturaleza Grado: Quinto SC 11: Resumen: En esta Unidad Didáctica se trabaja el, el funcionamiento de los imanes y sus usos en la vida cotidiana. Se sugiere a la o el docente que realice actividades prácticas sencillas que se puedan hacer en el aula. Que luego realice preguntas para evaluar la comprensión de los contenidos relacionados con el tema en sus estudiantes. 1

2 sexto de primaria ciencias de la naturaleza 2. Descripción Base teórica o conceptual es un fenómeno físico por el que los objetos ejercen fuerzas de atracción o repulsión sobre otros materiales. La fuerza de puede ser de atracción o de repulsión. Los materiales que presentan estas propiedades magnéticas se denominan imanes, los cuales pueden ser temporales, permanentes y electromagnetos. Un imán permanente conserva su sin un campo magnético exterior, mientras que un imán temporal solo es magnético, siempre que esté situado en otro campo magnético; en cambio un electroimán es un imán hecho de alambre eléctrico bobinado en torno a un material magnético como el hierro. Cualquier imán presenta dos zonas donde las fuerzas magnéticas se manifiestan con mayor fuerza. Estas zonas están situadas en los extremos del imán y son los denominados polos magnéticos: norte y sur. Una de las propiedades fundamentales de la interacción entre imanes es que los polos iguales se repelen, mientras que los polos opuestos se atraen. campo magnético es la agitación que produce un imán a la región que lo envuelve. Es decir, el espacio que envuelve el imán en donde son apreciables sus efectos magnéticos, aunque sea imperceptible para nuestros sentidos. Orientaciones para el/la docente Es importante informar que sobre la Tierra actúa un campo magnético, el cual no es susceptible a nosotros, los habitantes del planeta. Aprendizajes esperados En esta propuesta didáctica los y las estudiantes aprenderán a: Comprender el concepto de y su diferencia con la electricidad. Identificar los efectos de las fuerzas magnéticas. Identificar las diferencias que existen entre los tipos de fuerzas. 2

3 sexto de primaria ciencias de la naturaleza Mapa conceptual Magnetismo ejerce dos fuerzas que se pueden dividir en atracción repulsión Los materiales que presentan estas propiedades se denominan imanes pueden ser permanentes temporales electromagnetos Recursos didácticos digitales Para la o el docente Recurso interactivo en el que se simula un experimento para ver cómo actúan los imanes sobre los materiales magnéticos. Disponible en: ar/sitios/educar/recursos/fullscreen?id=90430 Recurso interactivo que contiene problemas y actividades para descubrir la relación entre transmisión de corriente eléctrica y campo magnético. Disponible en: Recurso interactivo que contiene problemas y actividades para descubrir las características de los campos magnéticos. Disponible en: recursos/ver?id=

4 Recursos didácticos digitales Para el uso en el aula Campo magnético Video de 3 min 52 seg. de duración sobre los campos magnéticos, qué son y cómo actúan. Disponible en: Aprende qué son los imanes Video de 3 min 12 seg. de duración sobre qué es un imán y cómo funciona. Disponible en: watch?t=27&v=3dlkyltxxje Recursos materiales necesarios para las actividades Vela. Brújula. Fósforos. Dos imanes de tamaño mediano. Limaduras de hierro. Es favorable tener acceso a una computadora, con conexión a Internet, un proyector y bocinas. Recursos didácticos que se aportan como Anexo Imágenes de objetos magnéticos y no magnéticos para la actividad No. 1. Instrucciones del experimento La vela y el imán. Historia del ectroimán, para actividad No. 4. 4

5 3. Secuencia didáctica Tiempo total estimado para todas las actividades tiempo total estimado para las actividades es de 4 sesiones de clases de 45 minutos cada una. Actividad de inicio/aprendiendo qué es el Duración: 1 sesión de clase (45 minutos) Inicie esta clase investigando qué saben sus estudiantes sobre este tema. Para esto, realizar las siguientes preguntas: Qué es el? Qué lo produce? Qué es un imán? Cuántos polos tiene un imán? En qué se aplica el? Comentar las respuestas. Muestre a sus estudiantes el video titulado: Campo magnético. De no tener acceso a la tecnología, utilice el Anexo 1 A. Una vez que hayan leído el anexo, pregúnteles: De dónde sale la fuerza de los imanes? Qué es un campo magnético? Por qué nos mantenemos pegados a la Tierra y no flotando? Qué es la gravedad? Luego de escuchar las respuestas, analícelas y coméntelas en la clase. Propóngales que realicen la actividad del Anexo 1 B. Comente las respuestas. 5

6 Actividad 2/Aprendamos del electroimán Duración: 1 sesión de clase (45 minutos) Iniciar esta actividad preguntando a sus estudiantes: Conocen los imanes? Para qué se usan? Cómo funcionan? Comentar las respuestas y, luego, presentar el video Aprende qué son los imanes, para ampliar los conocimientos de sus estudiantes sobre los imanes. Una vez terminada la presentación del video, hágales algunas interrogantes para saber qué pudieron interpretar del contenido del mismo. Si no puede presentar el video porque carece de los medios necesarios, forme grupos de 3 o 4 miembros, y entrégueles una copia del Anexo 3 a cada uno. Pídales que lo lean y analicen y que debatan sobre su contenido. Que entreguen un informe escrito con lo aprendido acerca del electroimán. Pídales también que contesten las siguientes preguntas: Qué diferencia existe entre un imán permanente y un electroimán? Qué utilidad tienen los imanes? Que citen 10 usos de estos. Para esta última pregunta, utilice el Anexo 1C. Realice con sus estudiantes el experimento del Anexo 1B y pida que respondan las preguntas. ija un integrante de cada grupo, para que presente un informe oral a la clase, con las conclusiones de su grupo. P Pila ectroimán 6

7 Actividad de cierre/que es la brújula y su uso Duración: 2 sesiones de clase (90 minutos) Forme grupos de 4 estudiantes y elija un representante. Auxiliándose del libro de texto, de la Internet u otros medios, pida a sus estudiantes que investiguen la historia de la brújula y que, según el conocimiento adquirido en esta unidad, realicen un informe escrito del funcionamiento de esta. Luego, coloque un imán cerca de una brújula que previamente ha llevado al aula, y pida a los grupos que observen el comportamiento de la misma. Que presenten sus conclusiones relacionadas con el funcionamiento de la brújula y los efectos del imán al acercarlo a esta. También solicíteles que realicen un informe de todos los contenidos y experimentos que se hayan trabajado en esta Unidad Didáctica y, luego, lo presenten en una puesta en común. En caso de ser necesario, aclare cualquier duda que pudiera presentar un estudiante con relación al tema. Evalúe la participación de sus estudiantes en el desarrollo de esta Unidad Didáctica, tomando en cuenta los aprendizajes esperados. 4. Si observas, trata Si observas Que un estudiante tiene problemas para comprender el concepto de. Trata De utilizar el recurso didáctico digital para el docente que contiene problemas y actividades para describir las características de los campos magnéticos. Que presentan dificultades para comprender el concepto de campo magnético. De utilizar un ejemplo de este, al frotar un imán de tamaño mediano a una aguja y, luego, ver cómo estas se mueven, al colocar la otra aguja cerca de ella. 7

8 5. Recursos didácticos para el docente y el estudiante ANEXO 1A Clasifica los objetos en magnéticos y no magnéticos 8

9 ANEXO 1B Los campos magnéticos Los campos magnéticos son un tipo de energía invisible que rodea a los objetos que lo poseen, el planeta Tierra está envuelto por un enorme campo magnético al que se le ha dado el nombre de gravedad. Se puede comprobar que, a pesar de ser invisible, existe y es por esta razón que si saltamos, no caemos al vacío o a un espacio fuera de la tierra. 9

10 Podemos decir que, si no existiera el campo magnético de la tierra, no podríamos mantenernos pegados al suelo; por este motivo, cuando los astronautas se alejan lo suficiente del campo magnético terrestre, empiezan a flotar dentro de la nave espacial. Otros campos magnéticos como los que contienen todos los imanes, se pueden encontrar en todo tipo de bocinas. Si colocamos un imán debajo de una hoja y encima de la hoja rociamos un poco de limaduras de hierro, podremos ver cómo se forman unas rayas alrededor de la hoja de papel. Esta es la forma que posee el campo magnético, similar a como veremos en la imagen a continuación. 10

11 Existen dos tipos de imanes, los imanes permanentes que son formados por una alta concentración de hierro, y los imanes temporales, que funcionan con ayuda de la electricidad, pueden ser apagados y encendidos; además, son los imanes más fuertes que existen. Incluso, algunos de ellos tienen la fuerza suficiente para mover y levantar autos desechados. Un campo magnético necesita de dos polos llamados norte y sur representados por N y S respectivamente, no pueden existir polos separados (monopolos), es decir, si un imán es partido a la mitad en el polo norte se formará al lado contrario otro nuevo polo sur y así, sucesivamente, sin importar qué tan pequeño se haga. 11

12 ANEXO 1C Algunas aplicaciones del Desde la antigüedad y en la actualidad muchas de las tecnologías que se utilizan basan algunos de sus funcionamientos en fenómenos magnéticos. Entre estos se encuentran los siguientes: La brújula. telégrafo. Los carros de la montaña rusa. Los ascensores. Las computadoras. teléfono. La tarjeta de crédito. La guitarra eléctrica. La detección de metales en el aeropuerto. Las bocinas. Los timbres. Los aparatos para manipular grandes cantidades de metales. Los trenes de levitación. La resonancia magnética en medicina. 12

13 ANEXO 2 Instrucciones del experimento La vela y el imán La vela y el imán Materiales experimentos de La vela y el imán Imanes potentes Velas Procedimientos: 1. Prender la vela y acercar un imán, observar lo que sucede. Notaremos que la llama intenta separarse del imán. 2. Si colocamos la llama entre dos imanes con sus polos enfrentados, uno polo norte y otro polo sur, la llama se alarga hacia arriba intentando separarse de ambos polos. Esta experiencia trata de observar qué le ocurre a la llama de la vela cuando se encuentra en un campo magnético. Pregúnteles: Qué comportamiento tiene la llama al acercar y al alejar un imán? Por qué ocurre esto? 13

14 ANEXO 3 Historia del electroimán electroimán: Un electroimán es un tipo de imán en el que el campo magnético se produce mediante el flujo de una corriente eléctrica, desapareciendo en cuanto cesa dicha corriente. Primer electroimán construido por Sturgeon en primer electroimán fue inventado por el electricista británico William Sturgeon en Era un trozo de hierro con forma de herradura envuelto por una bobina enrollada sobre él. Sturgeon demostró su potencia levantando 4 kg con un trozo de hierro de 200 g envuelto en cables por los que hizo circular la corriente de una batería. Sturgeon podía regular su electroimán, lo que supuso el principio del uso de la energía en máquinas útiles y controlables, estableciendo los cimientos para las comunicaciones electrónicas a gran escala. ectroimanes vs imanes permanentes La principal ventaja de un electroimán sobre un imán permanente es que el campo magnético puede ser rápidamente manipulado en un amplio rango, controlando la cantidad de corriente eléctrica. Sin embargo, se necesita una fuente continua de energía eléctrica para mantener el campo magnético. Cuando una corriente pasa por la bobina, pequeñas regiones magnéticas dentro del material, llamadas dominios magnéticos, se alinean con el campo aplicado, haciendo que la fuerza del campo magnético aumente. Si la corriente se incrementa, todos los dominios terminarán alineándose, condición que se denomina saturación. Cuando el núcleo se satura, un mayor aumento de la corriente solo provocará un incremento relativamente pequeño del campo magnético. 14