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Observar el desplazamiento de agua  12 minutos

Pida a los estudiantes que tengan sus Cuadernos de ciencias y un instrumento de escritura. Luego, pídales que se reúnan alrededor de los materiales para la demostración del desplazamiento de agua para que todos los estudiantes puedan observar la demostración. Pida a los estudiantes que predigan qué sucederá cuando la canica caiga en el cilindro.

Ejemplos de respuestas de los estudiantes:

▪ Creo que la canica caerá al fondo.

▪ Creo que el nivel del agua podría subir.

Complete la demostración mientras los estudiantes observan. (Ver el Recurso de la Lección 9)

► ¿Qué observaron cuando la canica cayó en el cilindro?

▪ La canica cayó al fondo.

▪ Vi el nivel del agua subir por encima de la cinta.

Pida a los estudiantes que dibujen en sus Cuadernos de ciencias (Guía de actividad de la Lección 9) el nivel del agua antes y después de añadir la canica. Recuerde a los estudiantes que utilicen el borde superior de la cinta del cilindro graduado para determinar el nivel inicial del agua.

Si ningún estudiante predice que el nivel del agua en el cilindro graduado cambiará, señale el nivel del agua y pregunte a los estudiantes qué piensan que podría pasarle cuando la canica caiga en el cilindro.

Demuestre que las muestras líquidas también ocupan espacio agregando un líquido denso y viscoso al agua del cilindro graduado como el jarabe de maíz. Pida a los estudiantes que observen el aumento del nivel de agua a medida que el jarabe de maíz cae al fondo del cilindro.

Considere la posibilidad de llevar a cabo la demostración de nuevo para que los estudiantes puedan centrarse más en el cambio del nivel del agua antes de anotar sus observaciones en sus Cuadernos de ciencias.

Ejemplo de respuesta del estudiante:

► ¿Qué creen que pasaría con el nivel del agua si retiramos la canica?

▪ Creo que el nivel del agua volvería a bajar.

▪ Creo que el nivel del agua volvería otra vez a la cinta.

La clase y el maestro llegan a la conclusión de que, si se retira la canica, el agua volvería a su nivel anterior en el cilindro graduado.

► ¿Por qué creen que agregar la canica cambia el nivel del agua?

▪ La canica hace que el agua suba porque ocupa parte del lugar del agua en el cilindro.

▪ La canica aparta el agua dentro del cilindro.

Resalte las respuestas de los estudiantes que indican la idea de que la canica desplaza parte del agua del cilindro.

► ¿Mostró la demostración que el agua y la canica pueden estar exactamente en el mismo lugar al mismo tiempo?

▪ No. Vimos que la canica no podía estar exactamente en el mismo lugar que el agua.

▪ No. La demostración mostró que intentar poner el agua y la canica en el mismo lugar hacía que el agua se mueva a otro lugar.

Algunos estudiantes pueden interpretar que el resultado de la demostración del desplazamiento de agua significa que ha aparecido más agua en el cilindro. Aproveche esta oportunidad para abordar los conceptos erróneos en el desarrollo del conocimiento de los estudiantes sobre la conservación de la materia. Si el tiempo lo permite, considere retirar cuidadosamente la canica con un instrumento adecuado para que los estudiantes puedan observar que el agua vuelve a su nivel anterior. Además, considere completar la demostración con otros recipientes y objetos para que los estudiantes puedan observar un patrón consistente en cómo aumenta y disminuye el nivel del agua.

Acepte que el agua y la canica no pueden estar exactamente en el mismo lugar al mismo tiempo. Explique que cuando la canica cayó en el cilindro, ocupó espacio y el agua que había en ese espacio tenía que moverse a otro lugar. Debido a que el agua no tenía adónde ir excepto subir, el nivel del agua en el cilindro aumentó. Pregunte a los estudiantes qué piensan que pasaría si se colocara una segunda canica en el cilindro.

Ejemplos de respuestas de los estudiantes:

▪ El nivel del agua subiría aún más.

▪ La segunda canica apartaría más agua, por lo que el nivel del agua subiría de nuevo.

La clase y el maestro llegan a la conclusión de que, si se colocara una segunda canica en el cilindro, el nivel del agua aumentaría aún más. Informe a los estudiantes que, al determinar que los objetos sólidos y las muestras líquidas ocupan espacio, ahora han observado una segunda propiedad de todos los artículos del salón de clases: volumen o la cantidad de espacio que ocupa algo. Invite a los estudiantes a relacionar este nuevo concepto con experiencias del mundo real.

► ¿Alguna vez se han enfrentado a un problema relacionado con que los sólidos o líquidos ocupan espacio? ¿Cuál fue?

▪ Solo puedo guardar tantos libros en mi mochila a la vez. Depende de cuán grandes sean los libros.

▪ Una vez puse demasiado hielo en un vaso de limonada y la limonada se derramó por todas mis manos. ¡Eso me recuerda a la canica y el agua!

Resuma las experiencias de los estudiantes reconociendo que muchos ejemplos fuera del salón de clases muestran que los sólidos y líquidos ocupan espacio. Luego, actualice la lista de propiedades de la clase agregando volumen.

Ejemplo de la lista de la clase:

Propiedades de los materiales

Color: blanco, plateado, sin color, azul

Textura: lisa, brillante, no brillante, esponjosa, con burbujas

Flexibilidad: se dobla, se tuerce, no se dobla, no se tuerce

Dureza: dura, blanda

Propiedades de los objetos sólidos y las muestras de líquido

Tamaño: largo, corto

Forma: redondeada, puntiaguda, cuadrada

Peso: pesado, liviano

Volumen: más grande, más pequeño

El término volumen es más preciso que tamaño. Si bien el tamaño puede describir las dimensiones de un objeto sólido, a menudo se utiliza como término relativo (es decir, más grande o más pequeño) y solo se utiliza para describir sólidos. A diferencia del tamaño, el volumen siempre se refiere al espacio tridimensional que ocupa la materia, y el volumen de objetos sólidos y muestras líquidas es medible. Puede resultar útil explicar a los estudiantes que los objetos más grandes suelen tener más volumen que los más pequeños, pero es posible que no tengan más peso. Considere llevar objetos a la clase que ilustren este concepto, tales como una pelota de playa y una pelota de fútbol, y permita que los estudiantes comparen el volumen y el peso relativo de los objetos.

Escuche las respuestas de los estudiantes que mencionan el patrón de que los objetos ocupan espacio (CC.1) a medida que explican una situación o desafío que han experimentado (SEP.6).

Guarde este cuadro para utilizarlo en el Módulo 2 del 2.o nivel cuando los estudiantes describan las propiedades del terreno.