Una gimcana amb molta energia

Una gimcana amb molta energia

Pèndol de Newton

Pèndol de Newton   

INTRODUCCIÓ TEÒRICA

Què és l’energia?

Els científics defineixen l’energia com la capacitat de fer un treball. L’energia està darrere de gairebé totes les activitats que realitzem. Permet que el nostre organisme creixi, i que les plantes facin la fotosíntesi. L’energia ens permet cuinar, il·luminar les nostres llars o escalfar l’aigua de la dutxa diària. Els cotxes circulen per les carreteres gràcies a l’energia, i el nostre telèfon mòbil s’alimenta amb energia per funcionar.

Formes d’energia

L’energia es troba en diferents formes en el nostre entorn: llum, calor, so o moviment. Hi han moltes formes d’energia, però totes es classifiquen en dues grans categories: Energia potencial i Energia cinètica.

Energia potencial

L’energia potencial és l’energia emmagatzemada, és la que tenen els cossos en repòs. Hi ha diverses formes d’energia potencial:

  • L’energia química és energia emmagatzemada als enllaços d’àtoms i molècules. És l’energia que manté unides aquestes partícules. La biomassa, el petroli, el gas natural, el propà i els aliments que mengem són exemples d’energia química emmagatzemada.
  • L’energia elàstica és energia emmagatzemada en objectes mitjançant l’aplicació d’una força. Les molles comprimides i les bandes elàstiques estirades emmagatzemen energia elàstica.
  • L’energia nuclear és energia emmagatzemada en el nucli d’un àtom; és l’energia que manté el nucli unit. L’energia pot ser alliberada quan els nuclis es combinen o se separen. Les plantes d’energia nuclear divideixen els nuclis dels àtoms d’urani en un procés anomenat fissió. El sol combina els nuclis d’àtoms d’hidrogen en un procés anomenat fusió.
  • L’energia potencial gravitatòria és l’energia de la posició. Una roca al cim d’una muntanya conté energia potencial gravitatòria a causa de la seva posició.

Energia cinètica

L’energia cinètica és moviment; és el moviment de les ones, electrons, àtoms, molècules, substàncies i objectes. També hi ha diversos tipus:

  • L’energia elèctrica és el moviment dels electrons. Un exemple d’energia elèctrica son els llampecs.
  • L’energia radiant és l’energia de les ones electromagnètiques que inclou la llum visible, els rajos X, els rajos gamma i les ones de ràdio. L’energia solar n’és un exemple.
  • L’energia tèrmica, o calor, és l’energia interna en les substàncies; és la vibració i el moviment dels àtoms i les molècules dins d’una substància.
  • L’energia del moviment és el desplaçament d’objectes i substàncies d’un lloc a un altre. Els objectes i les substàncies es mouen d’acord amb les Lleis de Newton del Moviment. El vent és un exemple d’energia de moviment.
  • L’energia sonora és el moviment d’energia a través de l’aire en forma de so.

Conservació de l’energia

Quan els teus pares et diuen que apaguis el llum o tanquis l’aixeta, t’estan animant a que estalviïs energia. Malgrat la decisió que tu prenguis, l’energia es conservarà. Com pot ser?

L’energia no es pot crear ni destruir; la podem emmagatzemar, transformar i transferir, però no la podem fer aparèixer ni desaparèixer.

El motor d’un automòbil crema gasolina, convertint l’energia química en energia de moviment. Les cèl·lules solars canvien l’energia radiant en energia elèctrica. L’energia canvia de forma, però la quantitat total de l’energia en l’univers roman igual.

 

Fonts d’energia

Existeixen moltes fonts d’energia, que es divideixen en renovables i no renovables.

  • Les fonts no renovables són el carbó, el gas natural, el petroli, el propà i l’urani. Aquestes fonts d’energia es diuen no renovables perquè els seus subministraments són limitats.
  • Les fonts d’energia renovables inclouen la biomassa, l’energia geotèrmica, l’energia hidroelèctrica, l’energia solar i l’eòlica. S’anomenen fonts renovables perquè es reposen en poc temps. Cada dia el sol brilla, el vent bufa i els rius flueixen. Les fonts d’energia renovables es fan servir principalment per produir electricitat.

 

 

ACTIVITAT 1 : “GIMCANA AMB ENERGIA” (1h 30min)

Es proposa una gimcana on, per grups, es realitzaran tres experiments relacionats amb l’energia. Cada grup tindrà 20 minuts per prova.

  • Durant els primers 10 minuts, cada equip farà l’experiment proposat.
  • Els següents 5 minuts, seran per a respondre a les preguntes de l’activitat.
  • Els darrers 5 minuts, es dedicaran a plantejar possibles hipòtesis: quines propietats de l’energia expliquen el fenomen observat?
  • Temps! Passem a la següent prova.
  • Quan tots els grups hagin fet les 3 proves, es dedicaran 15 minuts per a posar en comú les hipòtesis plantejades pels equips a cada experiment, i entre tots s’extrauran conclusions.

Clica AQUÍ per a veure els tres experiments proposats i el seu suport visual.

ACTIVITAT 2 : L’EXPERIMENT MENTAL (20 min)

Escull una activitat quotidiana que involucri un consum d’energia. Analitza si…

  • Hi ha una transformació d’energia? Digues quina.
  • La font d’energia és…. (si la font és l’electricitat, explora com s’ha pogut crear: a partir d’energia eòlica, energia nuclear,…)
  • Si la font d’energia per a realitzar aquesta activitat no és renovable, proposa una manera de fer la mateixa activitat basant-te en una font d’energia renovable.

DOSSIER DEL PROFESSOR | Material Educatiu : Una gimcana amb molta energia

 Curs: 3r d’ESO

Requisits de l’activitat: Haver treballat o almenys introduït el concepte d’energia, les seves formes, i les seves propietats. S’adjunta una introducció teòrica com a suport.

Competències 

  • Realització d’experiments seguint el mètode científic.
  • Autonomia i iniciativa: plantejament d’hipòtesis.

Continguts 

  • Concepte d’energia, formes i propietats: l’energia es conserva, es transforma, i s’emmagatzema.
  • Les fonts d’energia: diferència entre fonts renovables i no renovables.

Metodologia

La primera activitat proposa que els alumnes apliquin el mètode científic i indueixin algunes de les propietats més importants de l’energia a partir de casos experimentals particulars.

  • Experiment 1: Es veu com l’energia cinètica d’una rosca oscil·lant es transfereix a l’altra al llarg del temps. Hipòtesi: l’energia es transfereix.
  • Experiment 2 : L’equip ha d’encendre dues llanternes, una que va a piles i l’altra que té una dinamo i emmagatzema energia en una bateria. Hipòtesi: l’energia s’emmagatzema.
  • Experiment 3: Rosquem una bombeta incandescent, una fluorescent de baix consum i una LED a una làmpada, per quantificar l’energia tèrmica (85%, 20% i 2% respectivament) a partir de la temperatura. Hipòtesi: l’energia no es destrueix.

La segona activitat busca que els estudiants siguin capaços d’analitzar una activitat quotidiana en termes energètics, identificant les fonts i els processos de transformació d’energia implicats.

 

Referències
– Imatges: wikimedia commons, pexels.com i pixabay.com amb llicència Creative Commons License
– http://www.need.org/
– https://www.stevespanglerscience.com/lab/categories/experiments/energy/
– https://sciencing.com/energy/
– https://educaconbigbang.com/category/experimentos-2/experimentos-de-fisica-experimentos-2/energia/

Leave a Comment

Your email address will not be published.

*