Objetivo General:
Explicar
el principio de equivalencia masa-energía, a los estudiantes de educación
secundaria, a través de una metodología indagatoria, para la comprensión de la importancia de dicho principio en la vida cotidiana.
Objetivos Específicos:
· Realizar ejercicios prácticos
que impliquen el uso de la ecuación de Albert Einstein, para el cálculo de la
energía de un cuerpo.
· Identificar ejemplos de la
vida cotidiana donde se presenten transformaciones de materia en energía y viceversa.
Metodología:
El
docente comienza la clase haciendo dos preguntas generadoras, donde todos los
estudiantes pueden participar dando su respuesta, sea correcta o incorrecta, y
se realiza un dialogo al respecto.
Preguntas
Generadoras: ¿Qué es masa y energía?
¿Por qué es equivalencia la
masa y la energía?
Los
estudiantes anotarán sus respuestas de acuerdo a lo que crean o piensen que es,
la idea es que ellos mismos expliquen este principio para así descubrir hasta
donde lo comprenden.
Luego, el docente introduce al tema con una presentación del trabajo realizado por
Einstein, para analizar de una manera más clara las implicaciones de este
principio.
El
docente realiza una inducción sobre las bases que conforman el principio de
equivalencia de masa-energía. Se realiza un breve repaso sobre las formas de energía
y sus principales fuentes, con la participación de los alumnos.
Después, el docente
presenta un video (anexo 1), donde se muestra un breve repaso de los estados de la
materia, y de la ecuación de Einstein (E=
mc2) para el principio de equivalencia de masa-energía, y el
significado de la fórmula.
El
docente forma grupos de 3 o 4 estudiantes máximo, se les entrega una lectura (anexo 1) a partir de ella los estudiantes deben
analizar cómo se emplea el plasma para producir energía, identificar cual es la
materia prima a utilizar e identificar las principales formas en que se puede
perder energía.
Posteriormente, los estudiantes resolverán prácticas de ejercicios sobre masa y energía,
luego de ser explicada por el docente, como los ejemplos siguientes:
Ejercicio 1. Centrales nucleares.
En las
centrales nucleares de fisión se aprovecha la conversión de masa en energía,
convirtiéndose en energía aproximadamente el 0.1% de la masa del combustible.
Calcular cuánta energía puede extraerse de una barra que contiene 1 kg de combustible
nuclear.
Ejercicio 2. Bomba atómica.
Un kilogramo de Uranio reacciona en una bomba
atómica transformando 0,915 g de su masa en energía. ¿Cuánta energía produce?
Tarea:
- Conseguir noticias, imágenes, reportajes (libros, revistas, periódicos, web, etc.) acerca de los aportes que realizó Albert Einstein con respecto al principio de equivalencia masa-energía para realizar un mural en el aula.
- Realizar ejercicios matemáticos utilizando la ecuación del principio de equivalencia masa-energía, E=mc2.
Anexos.
Anexo 1. Material a utilizar en la actividad didáctica.
- Lectura: Franklin Chang-Díaz: "Mi cohete de plasma nos llevará a Marte en tres meses" (https://www.muyinteresante.es/tecnologia/articulo/franklin-chang-diaz).
- Video:
La energia y la materia e=mc2 por Einstein" ( https://youtu.be/WejaFvqCTnk).
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