PLANIFICACIÓN DE LA UNIDAD DIDÁCTICA 4. TÍTULO DE LA UNIDAD La energía mecánica y sus aplicaciones en la vida diaria


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1 Grado: quinto Área: Ciencia, Tecnología y Ambiente PLANIFICACIÓN DE LA UNIDAD DIDÁCTICA 4 TÍTULO DE LA UNIDAD La energía mecánica y sus aplicaciones en la vida diaria SITUACIÓN SIGNIFICATIVA Para mover un objeto de un lugar a otro, requerimos ejercer una determinada fuerza; el trabajo realizado se convierte en energía cinética. Un cuerpo posee energía debido a su velocidad o a la altura en que está situado, como, por ejemplo, la energía potencial del agua en un tanque o reservorio. Cómo se relacionan el trabajo mecánico, la potencia y la energía mecánica? Cómo podemos aprovechar la energía cinética o potencial de los cuerpos? APRENDIZAJES ESPERADOS COMPETENCIAS CAPACIDADES INDICADORES Indaga, mediante métodos científicos, Problematiza situaciones. situaciones que pueden ser investigadas por la ciencia. Diseña estrategias para hacer una indagación. Formula una hipótesis considerando la relación entre las variables independiente, dependiente e intervinientes, que responden al problema seleccionado por el estudiante. Elabora un protocolo explicando las técnicas que permiten controlar las variables eficazmente. Justifica la selección de herramientas, materiales, equipos e instrumentos de precisión que permitan obtener datos fiables y suficientes. Elige las unidades de medida a ser utilizadas en el recojo de datos considerando el margen de error que se relaciona con las mediciones de las variables. Verifica la confiabilidad de la fuente de información relacionada a su pregunta de indagación. Genera y registra datos e información. Obtiene datos considerando la manipulación de más de una variable independiente para medir la variable dependiente. Incluye unidades en sus tablas tanto para sus mediciones como para las incertidumbres asociadas. Organiza datos o información en tablas y los representa en diagramas o gráficas que incluyan la incertidumbre de las mediciones.

2 Explica el mundo físico, basado en conocimientos científicos. Diseña y produce prototipos tecnológicos para resolver problemas de su entorno. Analiza datos o información. Evalúa y comunica. Comprende y aplica conocimientos científicos y argumenta científicamente. Plantea problemas que requieren soluciones tecnológicas y selecciona alternativas de solución. Diseña alternativas de solución al problema. Contrasta y complementa los datos o información de su indagación con el uso de fuentes de información. Extrae conclusiones a partir de la relación entre sus hipótesis y los resultados obtenidos en su indagación, en otras indagaciones o en leyes o principios científicos; valida la hipótesis inicial. Sustenta sus conclusiones usando convenciones científicas y matemáticas (notación científica, unidades de medida, etc.) y responde a los comentarios críticos y preguntas de otros. Sustenta que la potencia generada por un individuo o una máquina depende del tiempo empleado en realizar un trabajo. Sustenta que la energía es la capacidad que posee un cuerpo para realizar un trabajo. Hace conjeturas sobre sus observaciones para detectar el problema tecnológico. Selecciona y analiza información de fuentes confiables para formular ideas y preguntas que permitan caracterizar el problema. Propone aspectos de la funcionalidad de su alternativa de solución que son deseables de optimizar y selecciona los recursos que deben ser consumidos en la menor cantidad posible para logarlo. Estima posibles gastos y los presenta en una lista organizada. Organiza las tareas a realizar y las presenta en un cronograma de trabajo cumpliendo las fechas límites. Selecciona materiales en función de sus propiedades físicas, químicas y compatibilidad ambiental. Representa gráficamente su alternativa de solución incluyendo vistas y perspectivas a escala donde muestra la organización, e incluye descripciones de sus partes o fases. Utiliza ecuaciones matemáticas para verificar la funcionalidad de su prototipo. Calcula y estima valores de variables y parámetros usando las unidades del Sistema Internacional de medidas y hace conversiones de unidades de medida de ser necesarios.

3 Implementa y valida alternativas de solución Selecciona y manipula herramientas por su funcionamiento y sus limitaciones. Ejecuta el procedimiento de implementación y verifica el funcionamiento de cada parte o fase del prototipo. Manipula herramientas, instrumentos y materiales con técnicas convencionales, y con conciencia de medidas de seguridad. CAMPOS TEMÁTICOS Evalúa y comunica la eficiencia, la confiabilidad y los posibles impactos de su prototipo. Trabajo mecánico. Potencia mecánica. Energía mecánica: energía potencial y cinética. Realiza pruebas para verificar el funcionamiento del prototipo, establece sus limitaciones y estima la eficiencia. Realiza pruebas repetitivas para verificar el rango de funcionamiento del prototipo y estima la confiabilidad de sus resultados. Fundamenta y comunica los diferentes usos en diferentes contextos, fortalezas y debilidades de prototipo, considerando el proceso de implementación y diseño seguidos. Explica como construyó su prototipo mediante un reporte escrito y una presentación oral. Comunica y explica sus resultados y pruebas con un lenguaje (oral, gráfico o escrito) y medios (virtuales o presenciales) apropiados según su audiencia, usando términos científicos y matemáticos. PRODUCTO(S) MÁS IMPORTANTE(S) Informe de indagación relacionado con el trabajo mecánico. Explicación de interrogantes planteadas sobre potencia mecánica. Explicación de interrogantes planteadas sobre energía mecánica. Prototipo tecnológico relacionado con la energía mecánica.

4 SECUENCIA DE LAS SESIONES Sesión 1 (3 horas) Título: Trabajo mecánico Sesión 2 (2 horas) Título: Trabajo mecánico Formula una hipótesis considerando la relación entre las variables independiente, dependiente e intervinientes, que responden al problema seleccionado por el estudiante. Elabora un protocolo explicando las técnicas que permiten controlar las variables eficazmente. Justifica la selección de herramientas, materiales, equipos e instrumentos de precisión que permitan obtener datos fiables y suficientes. Elige las unidades de medida a ser utilizadas en el recojo de datos considerando el margen de error que se relaciona con las mediciones de las variables. Verifica la confiabilidad de la fuente de información relacionada a su pregunta de indagación. Trabajo mecánico. Obtiene datos considerando la manipulación de más de una variable independiente para medir la variable dependiente. Incluye unidades en sus tablas tanto para sus mediciones como para las incertidumbres asociadas. Organiza datos o información en tablas y los representa en diagramas o gráficas que incluyan la incertidumbre de las mediciones. Contrasta y complementa los datos o información de su indagación con el uso de fuentes de información. Extrae conclusiones a partir de la relación entre sus hipótesis y los resultados obtenidos en su indagación, en otras indagaciones o en leyes o principios científicos; valida la hipótesis inicial. Sustenta sus conclusiones usando convenciones científicas y matemáticas (notación científica, unidades de medida, etc.) y responde a los comentarios críticos y preguntas de otros. Plantear hipótesis. Buscar información. Elaborar el procedimiento de experimentación. Trabajo mecánico. Experimentar. Analizar datos o información, y elaborar conclusiones. Sustentar conclusiones.

5 Sesión 3 (3 horas) Título: La potencia mecánica Sustenta que la potencia generada por un individuo o una máquina depende del tiempo empleado en realizar un trabajo. Potencia mecánica. Buscar y analizar información. Resolución de interrogantes planteadas. Sesión 4 (2 horas) Título: La potencia mecánica Sustenta que la potencia generada por un individuo o una máquina depende del tiempo empleado en realizar un trabajo. Potencia mecánica. Explicación argumentada y científica a las preguntas planteadas. Sesión 5 (3 horas) Título: Energía mecánica y el bombeo de agua Hace conjeturas sobre sus observaciones para detectar el problema tecnológico. Selecciona y analiza información de fuentes confiables para formular ideas y preguntas que permitan caracterizar el problema. Propone aspectos de la funcionalidad de su alternativa de solución que son deseables de optimizar y selecciona los recursos que deben ser consumidos en la menor cantidad posible para logarlo. Estima posibles gastos y los presenta en una lista organizada. Organiza las tareas a realizar y las presenta en un cronograma de trabajo cumpliendo las fechas límites. Sesión 6 (3 horas) Título: La energía mecánica Sustenta que la energía es la capacidad que posee un cuerpo para realizar un trabajo. Energía potencial, energía cinética y energía mecánica. Explicación argumentada y científica a las preguntas planteadas. Energía mecánica: energía potencial y energía cinética. Detectar un problema tecnológico. Buscar y analizar información. Proponer aspectos de funcionalidad de su alternativa de solución. Elaborar una lista de posibles gastos y un cronograma.

6 Sesión 7 (2 horas) Título: Energía mecánica y el bombeo de agua Sesión 8 (3 horas) Título: Energía mecánica y el bombeo de agua Selecciona materiales en función de sus propiedades físicas, químicas y compatibilidad ambiental. Representa gráficamente su alternativa de solución incluyendo vistas y perspectivas a escala donde muestra la organización, e incluye descripciones de sus partes o fases. Utiliza ecuaciones matemáticas para verificar la funcionalidad de su prototipo. Calcula y estima valores de variables y parámetros usando las unidades del Sistema Internacional de medidas y hace conversiones de unidades de medida de ser necesarios. Selecciona y manipula herramientas por su funcionamiento y sus limitaciones. Ejecuta el procedimiento de implementación y verifica el funcionamiento de cada parte o fase del prototipo. Manipula herramientas, instrumentos y materiales con técnicas convencionales, y con conciencia de medidas de seguridad. Energía mecánica: energía potencial y energía cinética. Energía mecánica: energía potencial y energía cinética. Ejecutar el procedimiento de implementación. Seleccionar materiales a utilizar. Elaborar gráficos que representan su alternativa de solución. Sesión 9 (2 horas) Título: Energía mecánica y el bombeo de agua Realiza pruebas para verificar el funcionamiento del prototipo, establece sus limitaciones y estima la eficiencia. Realiza pruebas repetitivas para verificar el rango de funcionamiento del prototipo y estima la confiabilidad de sus resultados. Fundamenta y comunica los diferentes usos en diferentes contextos, fortalezas y debilidades de prototipo, considerando el proceso de implementación y diseño seguidos. Explica como construyó su prototipo mediante un reporte escrito y una presentación oral.

7 Comunica y explica sus resultados y pruebas con un lenguaje (oral, gráfico o escrito) y medios (virtuales o presenciales) apropiados según su audiencia, usando términos científicos y matemáticos. Energía mecánica: energía potencial y energía cinética. Realizar pruebas de verificación del prototipo. Comunicar el proceso de implementación seguido. EVALUACIÓN Situación de evaluación Experimentación sobre la relación entre la fuerza aplicada a un resorte y la deformación del resorte. Competencias Capacidades Indicadores Indaga, mediante métodos científicos, situaciones que pueden ser investigadas por la ciencia. Problematiza situaciones. Formula una hipótesis considerando la relación entre las variables independiente, dependiente e intervinientes, que responden al problema seleccionado por el estudiante. Diseña estrategias para hacer una indagación. Elabora un protocolo explicando las técnicas que permiten controlar las variables eficazmente. Justifica la selección de herramientas, materiales, equipos e instrumentos de precisión que permitan obtener datos fiables y suficientes. Elige las unidades de medida a ser utilizadas en el recojo de datos considerando el margen de error que se relaciona con las mediciones de las variables. Verifica la confiabilidad de la fuente de información relacionada a su pregunta de indagación.

8 Genera y registra datos e información. Analiza datos o información Obtiene datos considerando la manipulación de más de una variable independiente para medir la variable dependiente. Incluye unidades en sus tablas tanto para sus mediciones como para las incertidumbres asociadas. Organiza datos o información en tablas y los representa en diagramas o gráficas que incluyan la incertidumbre de las mediciones. Contrasta y complementa los datos o información de su indagación con el uso de fuentes de información. Extrae conclusiones a partir de la relación entre sus hipótesis y los resultados obtenidos en su indagación, en otras indagaciones o en leyes o principios científicos; valida la hipótesis inicial. Evalúa comunica. y Sustenta sus conclusiones usando convenciones científicas y matemáticas (notación científica, unidades de medida, etc.) y responde a los comentarios críticos y preguntas de otros. Explicación que responde a preguntas planteadas sobre potencia mecánica. Explica el mundo físico, basado en conocimientos científicos. Comprende y aplica conocimientos científicos y argumenta científicamente. Sustenta que la potencia generada por un individuo o una máquina depende del tiempo empleado en realizar un trabajo. Explicación que responde a preguntas planteadas sobre energía mecánica. Sustenta que la energía es la capacidad que posee un cuerpo para realizar un trabajo.

9 Construcción de una bomba de ariete aplicando el conocimiento científico de energía mecánica. Diseña y produce prototipos tecnológicos para resolver problemas de su entorno. Plantea problemas requieren soluciones tecnológicas selecciona alternativas solución. que y de Hace conjeturas sobre sus observaciones para detectar el problema tecnológico. Selecciona y analiza información de fuentes confiables para formular ideas y preguntas que permitan caracterizar el problema. Propone aspectos de la funcionalidad de su alternativa de solución que son deseables de optimizar y selecciona los recursos que deben ser consumidos en la menor cantidad posible para logarlo. Estima posibles gastos y los presenta en una lista organizada. Organiza las tareas a realizar y las presenta en un cronograma de trabajo cumpliendo las fechas límites. Diseña alternativas solución problema. de al Selecciona materiales en función de sus propiedades físicas, químicas y compatibilidad ambiental. Representa gráficamente su alternativa de solución incluyendo vistas y perspectivas a escala donde muestra la organización, e incluye descripciones de sus partes o fases. Utiliza ecuaciones matemáticas para verificar la funcionalidad de su prototipo. Calcula y estima valores de variables y parámetros usando las unidades del Sistema Internacional de medidas y hace conversiones de unidades de medida de ser necesarios. Implementa y valida alternativas de solución. Selecciona y manipula herramientas por su funcionamiento y sus limitaciones. Ejecuta el procedimiento de implementación y verifica el

10 funcionamiento de cada parte o fase del prototipo. Manipula herramientas, instrumentos y materiales con técnicas convencionales, y con conciencia de medidas de seguridad. Realiza pruebas para verificar el funcionamiento del prototipo, establece sus limitaciones y estima la eficiencia. Realiza pruebas repetitivas para verificar el rango de funcionamiento del prototipo y estima la confiabilidad de sus resultados. Evalúa y comunica la eficiencia, la confiabilidad y los posibles impactos de su prototipo. Fundamenta y comunica los diferentes usos en diferentes contextos, fortalezas y debilidades de prototipo, considerando el proceso de implementación y diseño seguidos. Explica como construyó su prototipo mediante un reporte escrito y una presentación oral. Comunica y explica sus resultados y pruebas con un lenguaje (oral, gráfico o escrito) y medios (virtuales o presenciales) apropiados según su audiencia, usando términos científicos y matemáticos. MATERIALES BÁSICOS A UTILIZAR EN LA UNIDAD Para el docente: Ministerio de Educación. Rutas del Aprendizaje. VII ciclo. Área curricular de Ciencia, Tecnología y Ambiente Lima. Ministerio de Educación. Ministerio de Educación. Manual para el docente de Ciencia, Tecnología y Ambiente de 5.º grado de Educación Secundaria Lima. Santillana S. A. Para el estudiante:

11 Ministerio de Educación. Ciencia, Tecnología y Ambiente de 5.º grado de Educación Secundaria Lima. Santillana S. A. Regla milimetrada. Una hoja de papel milimetrado. Calculadora científica. Un resorte de 10 cm de longitud. Fotos. Videos. 1 lima. 1 alicate. 1 desarmador plano. 1 clavo de 1 pulgada de largo por 2 mm de espesor. 1 encendedor. 1 tubo de PVC de 1 pulgada (longitud del tubo según la necesidad del caso). 1 válvula PVC de 1 pulgada. 1 nipe de PVC de 1 pulgada por 2 pulgadas. 1 T de PVC con rosca de 1 pulgada. 1 niple de PVC de 1 pulgada. 1 codo PVC de 1 pulgada. 1 niple de PVC de 1 pulgada. 1 válvula check de pie de 1 pulgada. 1 niple de PVC de 1 pulgada. 1 válvula de check de paso de 1 pulgada. 1 niple de PVC de 1 pulgada. 1 T de PVC con rosca de 1 pulgada. 1 niple de PVC de 1 pulgada. 1 reductor tipo campana de PVC de 1 x de pulgada. 1 botella de plástico de 3 litros. 1 reductor tipo campana de PVC de 1 x ½ pulgada. 1 válvula PVC de ½ pulgada. 1 niple PVC de ½ pulgada. 1 manguera (longitud de la manguera según la necesidad del caso). 1 cinta de teflón.

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