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

Grado: quinto  Área: Ciencia, Tecnología y Ambiente    PLANIFICACIÓN DE LA UNIDAD DIDÁCTICA 4  TÍTULO DE LA UNIDAD  La energía mecánica y sus aplicaci

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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 Indaga, mediante   Problematiza  situaciones.  métodos    científicos,  situaciones  que    pueden  ser    investigadas  por     Diseña  estrategias  la ciencia.  para  hacer  una  indagación.                           Genera  y  registra  datos e información.               

INDICADORES  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.     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.  

  Explica  el  mundo  físico,  basado  en  conocimientos  científicos.    Diseña y produce  prototipos  tecnológicos para  resolver  problemas  de  su  entorno. 

 Analiza  datos  o   Contrasta  y  complementa  los  datos  o  información.  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 y comunica.   Sustenta  sus  conclusiones  usando    convenciones  científicas  y  matemáticas    (notación  científica,  unidades  de  medida,    etc.) y responde a los comentarios críticos y  preguntas de otros.       Comprende  y  aplica   Sustenta  que  la  potencia  generada  por  un  conocimientos  individuo  o  una  máquina  depende  del  científicos  y  tiempo empleado en realizar un trabajo.  argumenta    científicamente.   Sustenta que la energía es la capacidad que    posee un cuerpo para realizar un trabajo.   Plantea  problemas   Hace  conjeturas  sobre  sus  observaciones  que  requieren  para detectar el problema tecnológico.  soluciones   Selecciona y analiza información de fuentes  tecnológicas  y  confiables  para  formular  ideas  y  preguntas  selecciona  que permitan caracterizar el problema.  alternativas  de   Propone aspectos de la funcionalidad de su  solución.  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   Selecciona  materiales  en  función  de  sus  de  solución  al  propiedades  físicas,  químicas  y  problema.  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                 Evalúa  y  comunica  la  eficiencia,  la  confiabilidad  y  los  posibles  impactos  de  su prototipo.   

   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.     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.   

CAMPOS TEMÁTICOS     Trabajo mecánico.   Potencia mecánica.   Energía mecánica: energía potencial y cinética.      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.           

SECUENCIA DE LAS SESIONES  Sesión 1 (3 horas)  Título: Trabajo mecánico      Indicador:     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.      Campo temático:     Trabajo mecánico.      Actividad:     Plantear hipótesis.   Buscar información.   Elaborar  el  procedimiento  de  experimentación.                         

Sesión 2 (2 horas)  Título: Trabajo mecánico      Indicador:     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.    Campo temático:      Trabajo mecánico.      Actividad:     Experimentar.   Analizar  datos  o  información,  y  elaborar  conclusiones.   Sustentar conclusiones.     

Sesión 3 (3 horas)  Título: La potencia mecánica    Indicador:   Sustenta  que  la  potencia  generada  por  un  individuo o una máquina depende del tiempo  empleado en realizar un trabajo.    Campo temático:     Potencia mecánica.    Actividad:     Buscar y analizar información.   Resolución de interrogantes planteadas.    Sesión 5 (3 horas)  Título: Energía mecánica y el bombeo de agua    Indicador:   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.     Campo temático:     Energía mecánica: energía potencial y energía  cinética.    Actividad:     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. 

Sesión 4 (2 horas)  Título: La potencia mecánica  Indicador:   Sustenta  que  la  potencia  generada  por  un  individuo  o  una  máquina  depende  del  tiempo empleado en realizar un trabajo.    Campo temático:      Potencia mecánica.    Actividad:     Explicación  argumentada  y  científica  a  las  preguntas planteadas.      Sesión 6 (3 horas)  Título: La energía mecánica    Indicador:   Sustenta que la energía es la capacidad que  posee un cuerpo para realizar un trabajo.     Campo temático:      Energía potencial, energía cinética y energía  mecánica.    Actividad:     Explicación  argumentada  y  científica  a  las  preguntas planteadas.      

Sesión 7 (2 horas)  Título: Energía mecánica y el bombeo de agua      Indicador:   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.    Campo temático:      Energía mecánica: energía potencial y energía  cinética.    Actividad:     Seleccionar materiales a utilizar.   Elaborar  gráficos  que  representan  su  alternativa de solución.      Sesión 9 (2 horas)  Título: Energía mecánica y el bombeo de agua    Indicador:   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.     

Sesión 8 (3 horas)  Título: Energía mecánica y el bombeo de agua     Indicador:   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.    Campo temático:      Energía mecánica: energía potencial y energía  cinética.      Actividad:     Ejecutar  el  procedimiento  de  implementación.     

   

 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.    Campo temático:      Energía mecánica: energía potencial y energía  cinética.      Actividad:     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 

Indaga,  mediante   Problematiza  situaciones.  métodos    científicos,  situaciones  que    pueden  ser    investigadas  por      la ciencia.         Diseña estrategias  para  hacer  una  indagación.                                 

Indicadores   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.                         Analiza  datos  o  información                       Evalúa  y  comunica.                      y  Explicación  que  Explica  el  mundo   Comprende  responde  a  físico,  basado  en  aplica  conocimientos  conocimientos  preguntas  científicos  y  planteadas  sobre  científicos.  argumenta    potencia  científicamente.  mecánica.      Explicación  que  responde  a  preguntas  planteadas  sobre  energía  mecánica.     

   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. 

   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.     

Construcción  de  una  bomba  de  ariete  aplicando  el  conocimiento  científico  de  energía  mecánica.     

Diseña  y  produce   Plantea  prototipos  problemas  que  tecnológicos  para  requieren  resolver  soluciones  problemas  de  su  tecnológicas  y  entorno.  selecciona  alternativas  de  solución.                                   Diseña  alternativas  de  solución  al  problema.                                       Implementa y  valida  alternativas de  solución.     

 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.     Selecciona  y  manipula  herramientas  por  su  funcionamiento  y  sus  limitaciones.   Ejecuta  el  procedimiento  de  implementación  y  verifica  el 

                                   







   Evalúa  y   comunica  la  eficiencia,  la  confiabilidad y los  posibles impactos  de su prototipo.    



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.      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. 2015. Lima. Ministerio de Educación.   Ministerio de Educación. Manual para el docente de Ciencia, Tecnología y Ambiente  de 5.º grado de Educación Secundaria. 2012. Lima. Santillana S. A.    Para el estudiante: 

 Ministerio de Educación. Ciencia, Tecnología y Ambiente de 5.º grado de Educación  Secundaria. 2012. 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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