El estudiante es el centro del proceso de aprendizaje. El es el que constituye activamente sus propias ideas o concepciones. Por lo tanto el docente no puede pretender que el alumno “absorba” lo que escucha o lo que lee. Es por lo tanto necesario que el estudiante tenga la oportunidad de participar en actividades de clase que pongan en funcionamiento “sus manos y su mente”. La realización de actividades experimentales, contribuyen al desarrollo de la creatividad y por ende al logro de aprendizajes significativos.
Experiencia:
La brújula es un artefacto simple que utiliza el campo magnético de la tierra para determinar el norte y el sur. La aguja de una brújula gira libremente y siempre se para apuntando en la dirección norte – sur.
Para fabricar tu propia brújula necesitas un imán, una aguja de acero, un trozo de corcho y un plato plano.
Procedimiento:
Imanta la aguja frotándola a lo largo del imán, en una misma dirección unas 50 veces, y eleva la aguja después de cada pasada. Coloca la aguja sobre una fina lámina de corcho o anime previamente cortado en forma circular y hazlo flotar en un plato lleno de agua.
Cuando la aguja se pare, mira en qué dirección apunta, la aguja señalará el Norte. Compruébalo con una brújula auténtica y escribe NORTE en el borde del plato.
Experiencia: Corrientes Eléctricas
Mediante el uso de pilas, baterías, bombillos, alambres y otros materiales apropiados, los estudiantes investigarán de una forma segura la colocación de componentes eléctricos en circuitos en serie y en paralelo. Basados en sus observaciones de las acciones e interacciones de estos materiales, ellos sacarán conclusiones y desarrollaran conceptos sobre las corrientes de electricidad.
Fabriquemos una pila sencilla en un frasco de vidrio; utilizando los siguientes materiales: un trozo de tubo de cobre, un trozo de lámina de zinc, vinagre, bombillo de linterna y cables.
Experiencia: El Aire Caliente
Un globo de aire se eleva porque contiene aire que está caliente y más liviano que el aire que lo rodea (el aire, como todos los gases, se expande al calentarse. Se vuelve liviano porque la misma cantidad de gas ocupa más espacio). Para comprobar esta experiencia utiliza un secador de cabello, graduándolo a su máxima temperatura, cuatro (4) trozos de papel de seda de diez
El aire caliente del secador entra al globo y se eleva hasta el extremo superior interior, haciendo que el globo se eleve. El aire frío alrededor de él hace que se eleve más rápidamente. Un globo de aire caliente no se puede mover horizontalmente y para hacerlo necesita la ayuda del viento.
Recomendaciones y Materiales para su Construcción:
1.- Para hacer el globo que atrape el aire caliente para volar, necesitamos cuatro piezas de papel de seda (
2.- Usemos el primer papel para delinear los otros tres. Cortamos y comparamos para que todos tengan el mismo tamaño.
3.- Desdoblemos el primer papel y untemos pega en todo el borde de una mitad. Engomamos el segundo papel sobre la parte superior y presionamos. Repetimos esta operación hasta que los cuatro paneles queden unidos formando un globo.
4.- hacemos una pequeña caja con cartulina doblada. Aseguramos la caja a la boca del globo con cuatro hebras de hilo de coser.
5.- Saquemos el globo a la parte de afuera del aula de clases. Inflémoslo con el aire caliente del secador de cabello y observemos como se eleva.
Experiencia: Mezclas
Los elementos sólidos, líquidos y gaseosos se componen de productos químicos, al mezclarse, éstos reaccionan o se transforman, creando sustancias químicas nuevas. ¿Sabías que cocinar es una reacción química? Cuando haces una torta al horno, los ingredientes de la mezcla reaccionan juntos para formar un elemento sólido. Bate la mezcla de la torta para mezclarla con el aire; las burbujas de aire hacen que la torta se esponje.
La química es el nombre que recibe la parte de la ciencia que se ocupa de la composición de las cosas y de qué manera pueden transformarse.
Consigue una reacción química que impulse un cohete. Necesitarás una botella de plástico pequeña con su tapa, una cuerda larga, dos tubos o estacas, un pitillo plástico, tirro o cinta plástica, un trozo de papel, vinagre y polvo para hornear o bicarbonato de sodio (soda).
Pasa la cuerda por el interior del pitillo y ténsalo de dos estacas. Vierte de
Agita la botella y prepárate par el despegue.
Nota: El polvo para hornear o bicarbonato de sodio (soda) al mezclarse con el vinagre forman una reacción química que produce dióxido de carbono. Cuanto más gas se produce, más presión se acumula en la botella, y el gas sale expulsado por el orificio de la tapa, empujando la botella a lo largo de la cuerda.
Experiencia: El Volcán
La mayoría de los volcanes terrestres se encuentran en los bordes de las placas, donde la corteza es más débil. Las erupciones volcánicas más violentas se dan cuando dos placas chocan entre sí y una se desliza bajo la otra, fundiéndose en la roca que la rodea y haciendo magma. Una vez que el magma sale a la superficie de la tierra, recibe el nombre de lava. Sí un volcán hace erupciones contínuas, las capas de lava se van acumulando alrededor, hasta formar una montaña.
Construye tu propio volcán en erupción. Necesitarás un poco de polvo para hornear o bicarbonato de sodio (soda), jabón líquido, vinagre, colorante vegetal (preferiblemente rojo), tierra y una botella pequeña con su tapa.
Construye una forma de montaña con la arena húmeda en una bandeja o tortera. Pon una o dos cucharadas de bicarbonato de sodio en la botella y añádele un poco de agua tibia. Agítalo despacio hasta que el polvo se disuelva en el agua.
Añade unas gotitas de jabón líquido y colorante vegetal y vuelve a mezclarlo todo. Introduce la botella en el orificio de la “montaña” de tierra húmeda que previamente habías construido.
Quita la tapa de la botella con mucho cuidado y echa de
Experiencia: Densidad
La mayor parte del agua de la superficie terrestre es salada porque la caída de la lluvia y la corriente de los ríos arrastran los minerales de las rocas. Uno de estos minerales es el cloruro de sodio, o sal común. El agua salada es boyante, lo que significa que puede mantener cosas a flote. Hace que los barcos floten más fácilmente que en agua dulce. El agua salada es más boyante porque las moléculas de sal y agua están unidas firmemente entre sí.
La densidad es fundamental para cualquier bote, submarino, barcaza o barco; para que los buques mercantes no lleven una carga que pueda hundir demasiado el casco en el agua, van provistos de una marca llamada Línea Plimsoll. Pero, como el agua salada es más densa que el agua dulce, y la fría es más densa que la caliente, un barco flotará a distintos niveles según que se encuentre en el océano Índico o en el Atlántico, en el mar o en el río. En consecuencia no basta con una línea Plimsoll, se marcan varios niveles que abarcan todas las condiciones que el navío pudiera afrontar.
Una de las experiencias que se puede habilitar para ejemplificar lo anteriormente expuesto a fin de hacer posible la comprensión de la densidad en el educando, consiste en realizar el siguiente procedimiento; entendiéndose por densidad la cantidad de masa que hay en un determinado volumen de una sustancia. Las sustancias que son más densas tienen más masa en un volumen determinado, también son más pesadas y más compactas o espesas.
Recortemos un pez en una rebanada de
Hagamos un corte en la rebanada de papa desde el centro hasta el borde. Deslicemos el semicírculo por el corte para hacer las aletas de equilibrio. Hagamos otro corte a lo largo del borde para la cola.
Preparar agua salada, echando 8 cucharadas grandes de sal en una botella plástica llena de agua fría. ¿Cambia el nivel de agua? Revolvamos la solución con una cuchara hasta que ya no se disuelva más sal.
Llenemos otra botella con la misma cantidad de agua. Pongamos unas gotas de colorante vegetal (rojo) y agitemos suavemente para mezclar.
Agreguemos lentamente el agua coloreada a la solución salina. Pongamos el pez en la superficie del agua. No se hundirá más allá del nivel del agua salada.
Nota: El pez flota en el agua salada pero se hunde en agua dulce. Esto se debe a que la densidad del pez es menor que la densidad del agua salada pero mayor que la del agua dulce. Cuando pusimos cristales de sal en el agua, el nivel de agua no aumentó. La sal se disolvió y la mezcla ocupó el mismo espacio. Por lo tanto la densidad del líquido aumentó.
Cuando utilizamos el término peso específico, comparamos por lo general la densidad de los líquidos con la del agua. El instrumento que nos permite calcularlo es el Densímetro que, en su forma más simple, consiste en un pitillo con un peso en uno de sus extremos que lo obliga a flotar erguido. Cuando sea mayor la densidad del líquido, más alto flotará el pitillo. Éste deberá llevar una escala marcada que permita comparar las lecturas correspondientes a diferentes líquidos.
Densímetro sencillo
Materiales que necesitamos para construir el densímetro: pitillos, pistola con silicón caliente, sal y arena fina o colada.
Construcción:
Ø Cerramos uno de los extremos del pitillo con la pistola de silicón caliente.
Ø Introducimos en el pitillo una pequeña cantidad de arena fina o colada.
Ø Cerramos el otro extremo del pitillo una vez colocada la arena, con la pistola de silicón caliente.
Ø Llenamos los frascos o botellas: una con agua salada y otra con agua dulce o natural.
Ø Sumergimos los pitillos en los líquidos contenidos en los dos frascos o botellas y observamos donde queda la marca del agua. Para ver si un líquido es más o menos denso que el agua solo tenemos que observar dónde queda la marca, por encima de la superficie, si el líquido es más denso (agua salada) y por debajo si lo es menos (agua dulce).
En este experimento se aplica el principio de Arquímedes: “todo cuerpo sumergido en un fluido experimenta un empuje vertical hacia arriba igual al peso del fluido desalojado”.
Cuando introducimos el pitillo en el líquido actúan sobre ella dos fuerzas, su peso hacia abajo y el empuje del líquido hacia arriba. El cuerpo flotará o se hundirá en función de la fuerza resultante de las dos anteriores. El peso del pitillo siempre será el mismo pero el empuje no. Un líquido más denso que el agua hace que el empuje sea mayor y veremos la marca por encima de su superficie (agua salada), por el contrario si es menos denso, el empuje es menor y veremos la marca por debajo de la superficie (agua dulce).
PREGUNTAS PARA REFLEXIONAR
¿Qué es más denso el agua fría o el agua caliente?
¿Cuál de los siguientes líquidos es más denso: el agua, el aceite o el alcohol?
¿Quién es más viscoso el aceite o el agua?
Mide la densidad, con el densímetro construido del agua, agua salada, aceite y del alcohol.
Experiencia:
Sin aire no podríamos hacer fuego; la mayoría de los sonidos no llegarían a nuestros oídos y las plantas no podrían desarrollarse. Sin el aire, no habría agua y la superficie terrestre estaría tan seca como la luna. Sin aire para respirar, ni el hombre ni los animales podrían vivir. El aire es una mezcla de gases incoloros e invisibles. Las cuatro quintas partes (4/5) del aire están formadas por un gas llamado nitrógeno, que es esencial para el desarrollo de las plantas, el oxígeno ocupa un quinto (1/5), hay pocas cantidades de otros gases: argón, helio, criptón, xeón, neón, dióxido de carbono y por último vapor de agua. El aire está en todo nuestro alrededor y nos presiona todo el tiempo. La presión de aire se debe a que el aire tiene peso y es atraído hacia la tierra por gravedad. Al bajar, presiona todas las cosas existentes en la tierra; hasta nuestra presión sanguínea es afectada por la presión del aire.
La siguiente experiencia nos demuestra como la presión del aire actúa sobre el agua y a su vez como el agua ejerce presión sobre el aire.
Materiales: tres (3) botellas plásticas de refrescos de dos (2) litros, dos (2) metros de manguera transparente de ¼ de diámetro, silicón frío, tijeras, un clavo grueso (del grosor de la manguera), fósforos, una vela, un alicate u otra herramienta, un pitillo de los que traen las chupetas y agua.
Pasos:
v A una de las tres botellas la cortamos de manera que nos quede solo la parte de arriba o el embudo.
v A las tres tapas se abrimos dos orificios con cierta separación uno del otro y del mismo tamaño y grosor que la manguera, para hacer estos orificios utilizamos el clavo grueso, lo calentamos encendiendo la vela y sosteniendo el clavo con un alicate u otra herramienta que no permita que nos quememos la mano; una vez hechos los orificios debemos quitar el plástico que tiene la tapa por la parte interna.
v Cortamos la manguera en tres partes: una de treinta y seis centímetros (
v Una vez hecha todas las conexiones de las mangueras con las tapas le colocamos silicón a cada uno de los orificios, de manera que los sellemos para evitar la fuga de aire entre las botellas.
v Esta experiencia nos sirve para demostrar la existencia del aire y la presión que ejerce sobre los cuerpos que hay en la superficie terrestre.
Experiencia: La existencia del Oxígeno
Para comprobar la existencia del oxígeno podemos realizar la siguiente experiencia utilizando estos materiales: vaso o botella de vidrio con la boca ancha, una vela, fósforos, un plato hondo, agua, tres monedas y plastilina.
Pasos:
Ø Peguemos un poco de plastilina en el centro del plato, colocamos las monedas de manera que el vaso o frasco de vidrio descanse sobre ellas, presionemos la vela sobre la plastilina y vertamos agua en el plato.
Ø Encendamos la vela y coloquemos el vaso o frasco de vidrio sobre la vela encendida hasta dejarla sobre las monedas. Rápidamente marquemos el nivel del agua existente dentro del vaso o frasco de vidrio. Observemos la llama.
Ø Observemos que ocurre al agua del fondo del vaso o frasco de vidrio. ¿Mientras la llama arde aparecen burbujas? ¿Cuándo la llama se apaga el agua sube dentro del vaso o frasco de vidrio? ¿Qué tanto sube?
Como Funciona: la llama toma el oxígeno mientras arde. Cuando ha tomado gran parte del oxígeno, éste no es suficiente para mantener la llama y la vela se apaga. La presión del aire empuja el agua que está fuera del vaso o frasco de vidrio. Dentro del vaso o frasco de vidrio, el agua es forzada a ocupar el espacio dejado por el oxígeno. El nivel del agua sube adentro cerca de un quinto (1/5) la fracción de oxígeno que hay en el aire.
Experiencia: El Barómetro
Se entiende por presión atmosférica como el peso de todo el aire de la atmósfera sobre la superficie de la tierra. La presión del aire cambia con la altura y cuando se enfría o se calienta el aire. Los cambios de presión originan cambios de tiempo. La presión del aire se mide con un instrumento que se llama Barómetro.
Construyamos un barómetro sencillo. Materiales a utilizar: bomba o globo de fiesta, una liga, un frasco de vidrio o de plástico pequeño boca ancha, un pitillo o palito de extensión de floristería, tirro o cinta adhesiva, y un trozo cartulina con una escala pintada.
Pasos:
v Al globo o bamba de fiesta, córtale un trozo pequeño de la punta y estíralo hasta que puedas colocarlo en la boca del frasco de vidrio, una vez hecho sujétalo con la liga.
v Coloca encima del globo uno de los extremos del pitillo o palito de extensión, pégalo con el tirro o con la cinta adhesiva.
v El otro extremo del pitillo o palito de extensión colócalo cerca de la cartulina con la escala pintada.
COMO FUNCIONA: Cuando la presión del aire sube, indica buen tiempo; la presión empuja hacia abajo la tapa del barómetro haciendo subir el pitillo o palito de extensión. Cuando la presión del aire cae, indicando mal tiempo la tapa del barómetro sube y el indicador cae. La temperatura del aire también afecta la presión. Este sencillo barómetro sólo funcionará a una temperatura constante, porque el aire del frasco se expandirá si se calienta.
Experiencia: El Termómetro.
Los cambios del tiempo son causados por los cambios de temperatura que hay en un lugar determinado, según lo frío o caliente que esté el aire. Para medir esta temperatura con precisión utilizamos el el termómetro, el cual es por lo general un tubo largo y delgado que contienen mercurio o alcohol, siendo estos muy sensibles a los cambios de temperatura. cuando estos líquidos se calientan, se expanden, ocupan más espacio y suben por el tubo, lo cual nos permite leer la temperatura con la escala que está en el tubo.
Qué necesitamos para construir un termómetro sencillo: una botella de agua o refresco pequeña de vidrio o de plástico con su tapa, un pitillo, agua, colarante vegetal, un pedazo de cartulina, plastilina o silicón frio.
Como lo construímos: le hacemos un orificio a la tapa de la botella del mismo grosor o espesor del pitillo, unimos la tapa con el pitillo y lo sellamos con plastilina o silicón frío por dentro de la tapa y por fuera de manera que no haya escape de aire, llenamos hasta un nivel determinado la botella con agua, añadiéndole el colorante vegetal y por último colocamos la cartulina con la escala detrás del pitillo.
Como funciona: El calor hace que el aire que está dentro de la botella se expanda. El aire necesita más espacio y presiona el agua obligándola a salir por el pitillo.
Experiencia: El Pluviómetro.
La lluvia puede descargar mucho agua en un lugar y en un teimpo determinado, el hombre necesita seber la cantidad de lluvia que recibe la tierra y las ciudades y pueblos han de conocer las previsiones posibles de agua disponible para llenar los embalses. Por esta razón, las precipitaciones son cuidadosamente medidas por el servicio de meteorología nacional, regional y local. Todos ellos utilizan un recipiente metálico alto con boca ancha que recoge la lluvia por su parte superior. Ésta corre por un tubo menor que está graduado en cm. como una regla.
Qué necesitamos para construir un Pluviómetro sencillo: una botella plástica de refresco de 2 lts, un poco de pega y un pedazo de cartulina.
Como lo construímos: cortamos la botella en la parte cónica y la volteamos colocando la parte cónica dentro de la otra sin la tapa, lo que nos permitirá formar un embudo, por uno de los lados colocamos el trozo de cartulina graduada.
Cuando esté por llover, saque el pluviómetro a un lugar despejado. Cuando termine de llover mida el agua que recogió el pluviómetro. Si tienes suficiente constancia para repetir la operación durante cierto tiempo, a ser posible por un a semana, un mes o un año, podrás deducir las precipitaciones semanales, mensuales o anuales en tu localidad.
Experiencia: El Microscopio.
El microscopio óptico consiste en un sistema de lentes, destinado para la observación y descripción de partes muy pequeñas existentes en animales (vertebrados e invertebrados) y vegetales, así como la de objetos muy pequeños.
Que necesitamos para construir un microcopio sencillo: una botella plástica de 2 lts con su tapa, una liga, papel transparente tipo envoplas y una metra traslúcida de las pequeñas.
Como lo construimos: cortamos la parte cónica de la botella plástica de 2 lts, es la parte que usaremos, a la tapa de la botella le abrimos un orificio pequeño, que sostenga la metra, al cono le colocamos el papel transparente en el pico o abertura y lo sujetamos con la liga en la parte de la rosca, éste nos servirá de porta objeto, colocamos sobre el papel transparente lo que deseamos ver (una hormiga, un pedazo de hoja de un árbol o cualquier otro objeto pequeño), colocamos la tapa de la botella con la metra y enroscamos y desenroscamos según el tamaño que queramos ver lo colocado en nuestro microscopio sencillo; es necesario acercar lo más que se pueda nuestro ojo para poder hacer una buena observación.
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