El otro día le dije a mi hijo que no desperdiciara agua caliente, ya que es un desperdicio de energía. Luego preguntó qué es eso. Quiero explicarlo bien, también desde un punto de vista físico, ya que me parece importante. ¿Qué le diré?
Actualización:
Muchas gracias a todos. La energía parece ser demasiado abstracta para explicar a un niño de 5 años en términos de física. Definitivamente no se hace en un día. Hoy le mostré los medidores de gas, electricidad y agua y le expliqué que tenemos que pagar lo que consumimos y que no podemos gastar ese dinero en otro lado. Ese sería el valor de los recursos, lo que realmente importa.
Al explicar la energía, creo que la mejor respuesta fue hacer que se frotara las manos, convirtiendo la energía mecánica en energía térmica. Y sobre esa base, uno puede comenzar a explicar la conservación de la energía y sus diferentes formas. Mucho más tarde, uno puede tratar de explicar que algunas formas de energía son más versátiles que otras y, si uno tiene una comprensión, por qué es así.
Nuevamente, muchas gracias. Veré la respuesta que sugirió mostrar los medidores, pero la mayoría de los otros también fueron buenos.
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Respuestas:
Estas otras respuestas parecen demasiado abstractas para un niño de 5 años. No creo que esté listo para eso todavía. Se adhieren a lo visible y concreto. Llévelo afuera y muéstrele los cables de alimentación que van a su casa, que conducen a su caja de fusibles / medidor.
Muéstrale el medidor en movimiento. Explíquele que hay una compañía que produce electricidad (no son las palabras científicas correctas, pero que sea simple) y se la envía por esos cables. Esos cables luego van a la casa, a los enchufes donde enchufan las cosas.
Cosas como la licuadora; la computadora y cosas más grandes como el horno y el calentador de agua. A medida que usa la electricidad, el medidor cuenta cuánto y luego la compañía le envía una factura. Muéstrale la cuenta.
Si desea ser un poco más ecológico, dígale que la compañía que produce la electricidad lo hace quemando carbón y también queremos minimizar eso.
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La energía es el poder de hacer cosas. Estoy seguro de que tus 5 años están llenos de eso. Cuando está lleno de energía, puede correr y jugar durante horas y pasar un buen rato. Cuando se acaba, ya no puede hacer eso y necesita dormir y comer para construir más y poder jugar de nuevo.
Hay muchos tipos de energía, como la electricidad y el calor. La energía eléctrica permite que las bombillas brillen y que el televisor funcione. El calor hace que el agua (o la casa en invierno) sea agradable y cálida. La energía química (como lo que "almacenamos" (es decir, energía potencial) en la gasolina) nos permite mover automóviles para que podamos ir a lugares más rápido, como el parque o la casa de la abuela. Hay muchos otros tipos y ejemplos de energía y cómo la usamos.
Una vez que sabe que la energía nos permite hacer todas estas cosas maravillosas y que recuperar la energía es difícil (es decir, si quieres energía para jugar, tienes que comer y pasar todo el tiempo durmiendo, o tienes que gastar dinero para comprar electricidad / gasolina , etc.) debería ser bastante fácil explicar por qué no queremos desperdiciar la energía que ponemos tanto esfuerzo en conseguir.
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Richard Feynman cuenta esta historia en "Seguramente estás bromeando, señor Feynman":
Tenga en cuenta cuidadosamente que el padre de Feynman no dijo la palabra "energía". A juzgar por el primer capítulo del mismo libro, probablemente fue a propósito.
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Aquí hay una explicación dirigida a los niños de edad primaria que probablemente sea lo suficientemente básica, aunque, por supuesto, se centra en lo que hace la energía y para qué la usamos, en lugar de qué energía es . Pero eso es probablemente lo mejor que logrará que comprendan a esta edad.
"¿Qué es la energía?", Libro de información de energía primaria (p.7), Proyecto de desarrollo de educación energética nacional (NEED)
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Mis hijos de seis y ocho años conocen la energía como "la capacidad de hacer trabajo" o, como mencionó AE, la capacidad de cambiar algo.
¿Calentar el agua? Eso es cambio y requiere energía.
¿Rebote más fotones de las paredes para que nuestros ojos puedan recoger suficientes fotones para ver? Esos fotones se mueven muy rápido, por lo que se necesita mucho trabajo (energía) para moverlos.
Tenga en cuenta que le di dos definiciones. Intento hacer esto con la mayoría de los principios (científicos y morales) y luego les muestro cómo ambas definiciones son equivalentes. Esto hace que sea más fácil explicar las cosas desde múltiples ángulos. También les brinda más herramientas para explorar el mundo que los rodea y llegar a sus propias conclusiones. Luego, cuando su hijo le pregunte de dónde proviene la energía para sacar el agua del grifo tan rápido, podrá preguntarles cómo se dieron cuenta de que requiere energía y ¡ambos estarán orgullosos!
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De las respuestas existentes, creo que A E's es excelente, solo agregaré que es posible que también desee explicar / enfatizar que la energía no es solo algo que existe que se puede consumir para diversos fines y luego está desapareciendo después de palabras (por ejemplo, la primera ley de termodinámica).
El combustible en un automóvil es energía almacenada que se transfiere a movimiento, calor y sonido. La madera quemada se transfiere al calor y la luz, a veces también suena. Una pelota empujada desde el borde de la mesa se transforma en movimiento y sonido.
La energía de la electricidad que entra en la casa siempre se transferirá a otra cosa. Ayúdelo a encontrar ejemplos de esto solo, por ejemplo
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Tarde al juego, pero agregaré mis 2 centavos. Quizás unos largos 2 centavos.
Yo diría que la energía es lo que funciona. En términos que pueda entender por el agua caliente, haga que se frote las manos (palma a palma) hasta que se calienten. (Puede explicar la fricción en términos simples, o esperar). Cuando se frota las manos, la fricción hace que sus manos se calienten. La energía que usa para hacer el trabajo de frotarse las manos se convierte en calor . Cojear manos / brazos sin usar energía y no hacer trabajo. Las manos / brazos en movimiento usan energía y trabajan.
Probablemente pueda entender intuitivamente la transferencia de calor. Pídale que imagine que tuvo que calentar agua frotándose las manos hasta que se calentaron, luego sostuvo sus manos en un recipiente con agua, una y otra vez hasta que el agua se calentó lo suficiente como para bañarse. Eso representa mucho trabajo para calentar arriba del agua No debe desperdiciarse.
Descubrí que las bombillas de araña transparentes en un interruptor de atenuación eran ideales para tomar el concepto de trabajo / fricción = calor / luz.
En un ajuste mínimo , uno está forzando la electricidad (no es necesario explicar todo de una vez) a través de un pequeño cable de metal, y eso, como frotarse las manos, hace que el cable se caliente (fricción). En realidad, puede ver el calor cuando el cable brilla de un color naranja oscuro y opaco, y puede sentir el calor al sentir la bombilla. A medida que enciende el interruptor, fuerza más electricidad a través del cable, calentándolo aún más, hasta que se ilumina al rojo vivo y está demasiado caliente para tocarlo. La energía se convirtió en calor y luz.
Finalmente, explique que hay bobinas en un calentador de agua, y se aplica el mismo principio: la energía impulsada por las bobinas produce calor, lo que calienta el agua.
El trabajo es bueno e importante, pero el trabajo desperdiciado no ayuda a nadie.
Principalmente, esto funciona (sin juego de palabras) si se trabaja en la conversación diaria. Si tiene una cocina eléctrica, muéstrele cómo se calientan las bobinas y por qué (al igual que el filamento de metal en una bombilla). Si siente que la cara se calienta, siente la energía del sol como calor. El sol emite luz, tal como lo hace el filamento de alambre. Mientras le interese, hay ejemplos en todas partes de energía, trabajo, calor, luz, movimiento (automóviles, trenes) y construcción (excavadoras, carpinteros, grúas, etc.). Cuando crezca, sus explicaciones pueden volverse más sofisticadas (plantas hacer el trabajo, la construcción, para cultivar y producir alimentos. La energía para hacer el trabajo proviene del sol. Los electrones se mueven a través de las cosas y las calientan y causan luz y funcionan. Llamamos a esa energía "electricidad" después del trabajo del electrón. el electrón no se mueve
La historia de los electrones también es divertida. La ciencia está madura para estudiar a nuestro alrededor.
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movimiento almacenado
cuando levantas un lápiz y lo dejas ir, comienza a moverse
cuando un niño come un chocolate, lo usa para impulsar sus movimientos
Cuando conecta una licuadora a una toma de corriente, utiliza la energía en los cables (lo que sea que sea = P) para moverse
cuando pones gasolina en el auto, quema el gas y se mueve
cuando quemas algo, libera "energía" y las cosas a su alrededor se calientan (y el calor es una especie de movimiento)
almacenamiento de movimiento
cuando, acostado, un niño arroja una pelota (pequeña), puede verla subir, detenerse y regresar. Está almacenando el movimiento en altura, y luego recuperando el movimiento desde la altura (pruébelo usted mismo con una pequeña bola de plástico. Acuéstese y tírelo hacia arriba)
cuando tiras un tirachinas, estás almacenando energía. Cuando lo sueltas, la roca se pone en movimiento
Cuando comprimes un resorte estás almacenando energía. Luego lo sueltas y se mueve (cuidado con los ojos = P)
La luz solar calienta las cosas. entonces tiene energía. las plantas usan esa energía para crecer ( https://www.youtube.com/watch?v=VZdi4fj-hWc ), y eso es movimiento. Pero mantienen algo de energía almacenada. Luego viene una vaca, come la hierba y la usa para moverse. Luego venimos y comemos la vaca ... O tal vez la vaca muere, es enterrada y se convierte en petróleo, y luego podemos usar este "jugo de vaca" para encender un automóvil (es decir, hacer que se mueva )
si te sientes aventurero ...
La energía no puede aparecer de la nada
https://www.youtube.com/watch?v=EZNpnCd4ZBo
La pelota tenía una altura. Eso fue energía. La energía se convirtió en movimiento, luego el movimiento se almacenó de nuevo (la pelota está en el otro lado). Luego volvió la pelota: la energía se convirtió en movimiento, y luego se convirtió en altura. Nunca tocaría la cara de los maestros, porque nunca terminaría más alto de lo que comenzó. Las cosas superiores tienen más energía, más movimiento almacenado . Para que la pelota sea más alta, algo más debería haberle dado energía extra. Es por eso que el maestro estaba tan seguro de que la pelota no le tocaría la cara.
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Curiosamente, pensé en la misma pregunta para mí hace dos días. Mi respuesta abstracta (soy físico) fue, sin consultar libros: "la energía es la propiedad de un sistema físico requerido para invocar el cambio de estado de un sistema físico. La energía puede transferirse de un sistema físico a otro (invocando el cambio de estado) y puede almacenarse por un tiempo pero nunca destruirse ". Claro que esto sería muy abstracto para un niño de 5 años. Para un niño de cinco años, como mi hija, diría:
La energía es algo dentro de las cosas que causa el cambio. Y toma diferentes formas. Ejemplos: si corres, cambias tu ubicación y tú y tu cuerpo. Entonces tienes energía de movimiento (energía cinética). O puede calentar cosas como una olla de agua calentada en la estufa. Se puede pasar de una cosa a otra para hacer que las cosas se muevan, por ejemplo: si patea una pelota, la energía del movimiento de su pie se pasa de su pie a la pelota. En el ejemplo del agua de calefacción, la energía se transfiere del gas en llamas (energía química) a la olla al agua, lo que hace que las moléculas de agua, mi hija ya lo entienda, se muevan cada vez más rápido hasta que sean tan rápidas para que sean expulsadas del agua. como vapor
Interesante: si uno comienza a pensar en tal cosa, se da cuenta de lo difícil que es explicar ...
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Si tiene una linterna de cuerda (una linterna con un generador de mano), puede hacer esto muy simple. Haga que el niño gire la manivela para cargar la batería. Luego pregúnteles cómo se sentirían si hubieran girado la manivela durante una hora, luego vieron a alguien encender la linterna, dejarla encendida y alejarse.
Tanto la física como el inglés de esta respuesta son sólidos. Se usó energía para girar la manivela. Dejar que la linterna funcione sin usarla es claramente un desperdicio de esa energía. Además, el niño debería ser capaz de comprender lo que está mal con más facilidad cuando se desperdició su energía.
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La energía no es algo tangible, no es algo que se pueda tocar, ver, escuchar, saborear o sentir, la energía es un concepto, al igual que un número es un concepto, al igual que la velocidad es un concepto. No es algo real como un árbol, una bacteria, el agua o el sol.
Y debido a que la energía es un concepto, es engañoso y una fuente de confusión usar un lenguaje como "desperdicio de energía", o decir que algún objeto "tiene energía", porque ¿cómo puede desperdiciar algo que no es real y cómo puede un objeto posee algo que no es real?
Así que no le diga a su hijo que desperdiciar agua caliente es un desperdicio de energía. Enséñele en cambio lo que se necesita para que pueda tener agua caliente para su ducha. Puede que tenga que leer un poco de su parte, ¡pero ambos aprenderán algo!
Dígale que el agua se transporta a su casa a través de tuberías subterráneas, y cuando llega a su casa y su hijo gira la perilla de agua caliente, esta agua se calienta, generalmente con gas o electricidad. (Si está interesado, esta podría ser una buena oportunidad para explicarle cómo el gas y la electricidad pueden calentar el agua: el gas se enciende y se quema; la electricidad es un montón de pequeñas partículas que se mueven dentro de un material que hace que el material se caliente, y cuando esto el material está cerca del agua, calienta el agua).
Si su calentador de agua funciona con gas natural, dígale que el gas se extrae de las profundidades del suelo, lo que requiere mucho esfuerzo, y que no hay un suministro ilimitado de gas debajo del suelo: el gas que se quema no se puede usar otra vez.
Si su calentador de agua funciona con electricidad, dígale que para generar electricidad (es decir, para mover el montón de pequeñas partículas), la gente generalmente quema carbón o gas. Al igual que el gas, el carbón tiene un suministro limitado (y quemar carbón no es bueno para el medio ambiente: http://en.wikipedia.org/wiki/Coal#Environmental_effects ). También están los combustibles nucleares radiactivos que tienen un suministro limitado también, pero sería difícil explicar a un niño de 5 años cómo se usan.
En pocas palabras, muchas personas requieren mucho esfuerzo para reunir recursos naturales que al final le permiten a su hijo tener agua caliente, estos recursos son limitados y cuanto más desperdicia agua caliente, más utiliza estos recursos limitados. . Entonces, al no desperdiciar agua caliente, piensa en los demás y no solo en sí mismo.
Ahora, si quieres explicarle a tu hijo el concepto físico de energía, esto no es sencillo. ¿Cómo se lo explicarías a un niño de 30 años?
Personalmente, creo que estaríamos mejor sin el concepto de energía. El concepto no explica nada, peor que eso, esconde explicaciones reales y da a las personas la ilusión de que entendieron algo, mientras que de hecho no han entendido nada en absoluto.
Para dar un ejemplo, a menudo la gente dice que una bola lanzada hacia arriba se desacelera en el camino hacia arriba 'porque' su energía cinética se convierte en energía potencial, y luego acelera en el camino hacia abajo 'porque' su energía potencial se convierte en energía cinética. ¡Pero un concepto abstracto no puede ser la causa de nada! Esto se llama la falacia de la reificación, la falacia lógica de tratar un concepto como algo real, como una causa.
No hay nada real dentro de la pelota llamada energía cinética que se convierta en otra cosa llamada energía potencial. La bola se desacelera en el camino hacia arriba porque acelera hacia la Tierra, y se acelera en el camino hacia abajo porque sigue acelerando hacia la Tierra. Entonces podemos preguntarnos por qué la bola acelera hacia la Tierra, pero el concepto de energía nunca responderá "por qué" a nada, solo puede servir para describir "cómo". Las energías cinética y potencial son solo números que podemos usar como intermediarios en los cálculos. De hecho, podríamos reformular toda la ciencia sin el concepto de energía y aún así describir el universo con precisión.
Para dar otro ejemplo (que el concepto de energía es una fuente de confusión y no explica nada), no sabías cómo explicarle a tu hijo cuál es el concepto de energía, tu hijo no entendió lo que querías decirle, y el concepto le impidió darse cuenta de que todo lo que tenía que decirle es que la Tierra tiene recursos limitados y desperdiciar agua caliente es desperdiciar estos recursos.
Entonces, si tuviera que explicar qué es la energía, diría que es una herramienta matemática prescindible ampliamente utilizada en la ciencia y que es una fuente de mucha confusión.
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Cuando se despierta por la mañana, ¡tiene MUCHA ENERGÍA! ¡Él quiere correr y jugar! ¡Él puede hacer esto todo el día! Pero lentamente, se cansa cuanto más corre. Al final del día, notará que quiere dormir. ¡Ha usado la mayor parte de su energía!
Algunas personas trabajan muy duro para generar energía para calentar el agua, así que no la desperdicies！
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La energía es potencial. Nos da la capacidad de hacer algo útil.
Entonces, hay energía entrando en la casa, y tiene el potencial de proporcionar luz, calor y movimiento, pero hasta que la conectemos es solo potencial.
Una vez que activamos un interruptor o conectamos el ventilador, la energía se convierte en luz o movimiento hasta que apagamos el interruptor o el ventilador.
Tienes energía: tu cuerpo convierte los alimentos en energía y los almacena como azúcares y grasas. Luego, cuando desea mover su brazo o piernas, su cuerpo usa esos azúcares y grasas para hacer que los músculos funcionen.
La casa no usa alimentos: hay compañías que proporcionan energía para usar en cables y tuberías, dándonos gas y electricidad. El agua también entra a través de una tubería, y usamos algo de electricidad o gas para calentarla.
Mientras más agua caliente use, más energía usará la casa para mantenerla caliente, y más tendremos que pagar a estas compañías que alimentan la energía de la casa.
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Encuentra un juego que use algún tipo de energía, ya sean puntos mágicos o energía del jugador o velocidad de carrera o algo así.
Los niños se aferran a los juegos y rápidamente se darán cuenta de que no tienen suficiente energía para cada cosa que quieren hacer. Una vez que comprendan bien este concepto, puede comenzar a aplicarlo a todo tipo de recursos que son limitados. No queremos desperdiciar alimentos porque la familia tiene dinero limitado. No queremos desperdiciar gas porque el mundo tiene hidrocarburos limitados (o, como usted le dice, petróleo crudo para producir gas). No queremos dejar el televisor encendido o el agua caliente porque hay una cantidad limitada de energía, sin importar de dónde provenga.
Puede explicarle qué energía es lo suficientemente fácil, pero necesita comprender la gestión de recursos antes de poder comprender qué es realmente el desperdicio. Como muchos conceptos difíciles, los juegos transmiten naturalmente estas lecciones en modos que él puede entender.
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En el diccionario de Oxford hay dos definiciones relevantes: poder derivado del uso de recursos físicos o químicos; o una propiedad de la materia y la radiación, manifestada como una capacidad para realizar el trabajo.
La segunda definición (física) realmente (para cualquier comprensión) requiere que continúe explicando cómo, por ejemplo (y entre muchas otras cosas), los fotones interactúan con los electrones. Tendría que investigar más para comprender todas las interacciones físicas conocidas o teorizadas.
La primera definición es posiblemente menos técnica, y si me preguntaras qué decirle a un niño de 5 años, comenzaría con esta definición.
Explicaría (para comenzar a proporcionar información para su discusión de 'desperdicio') que, para obtener estos 'recursos' físicos, se deben realizar grandes cantidades de trabajo humano. El gas, por ejemplo, debe ser encontrado, capturado y entregado en una botella a su casa. Pregúnteles qué tan duro piensan que sería.
Y, en realidad, proporcionar gas, o cualquier 'recurso energético' útil, al precio que pagamos requiere y requiere una gran cantidad de esfuerzo humano.
Tenga en cuenta que hay mucha energía que no es útil para los humanos: el Sol libera grandes cantidades de radiación con energía y la mayor parte no es utilizada por los humanos.
El "desperdicio" de energía, y lo que eso podría o no significar realmente, es un tema diferente sobre el que realmente no preguntaste, por lo que no hablaré de eso aquí.
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Yo diría "Obtenemos energía al comer alimentos" y necesitamos energía para andar en bicicleta o correr, etc. Él podría entender fácilmente que solo puede jugar si tenemos energía y que puede obtener suficiente al comer.
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Puede decirle que la energía es como la comida (o mejor aún, los dulces) y decirle (si entiende el concepto de dinero; lo que probablemente entenderá, porque los niños de 5 años ya son lo suficientemente adultos). no puede comprar demasiada comida, porque el dinero se puede acabar, y es lo mismo para la energía.
Entonces, puede decirle que el agua, especialmente caliente, cuesta mucho dinero que se desperdicia.
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Enseño ingeniería eléctrica y física a niños de 5 a 7 años. Acabo de reemplazar la palabra electrón con magia y energía con "la fuerza". más tarde, cuando quieran discutir conmigo, podemos discutirlo más a fondo. Trato de no dejar que el idioma sea la barrera que impide que los niños aprendan y sean observadores.
Intento enseñar una perspectiva aplicada y observada de la ciencia, que funciona para hacer cosas divertidas para jugar, si eres un niño. Permítales observar y cometer errores / encontrar formas de desafiarlos para que cambien de opinión.
"No existe la magia" que viene de la misma persona que todavía cree en el conejito de Pascua, la bruja, el hada de los dientes, Santa y los monstruos debajo de la cama.
encender un interruptor de luz y decir ok, ¿qué hizo que esa luz se encendiera si no es mágica?
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